k 11 N. de publicación: ES k 21 Número de solicitud: k 51 Int. Cl. 5 : B23K 26/02 k 73 Titular/es: Fagor, S.Coop. Ltda.

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1 k 19 REGISTRO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL ESPAÑA k 11 N. de publicación: ES k 21 Número de solicitud: k 51 Int. Cl. 5 : B23K 26/02 k 12 PATENTEDEINVENCION A6 k 22 Fecha de presentación: k 45 Fecha de anuncio de la concesión: k 73 Titular/es: Fagor, S.Coop. Ltda. B San Andrés, s/n Mondragón Guipuzcoa, ES k 72 Inventor/es: Remírez Salinas, Félix k 45 Fecha de publicación del folleto de patente: k 74 Agente: Herrero Antoĺın, Julio k 54 Título: Máquina de corte por láser. 57 k Resumen: Máquina de corte por láser. La máquina dispone de una bancada (1) sobre la que es ubicable una bandeja (3) portadora de la pieza a cortar, que se posiciona correctamente con la colaboración de una escuadra de centrado (7), permanenciendo estática durante toda la fase de corte, el cual se efectúa con un cabezal de focalización que juega verticalmente en un cabezal (6), el cual es desplazable transversalmente sobre un pórtico (5), que a su vez es desplazable longitudinalmente sobre la bancada (1), estableciéndose un camino óptico desde un generador láser fijo hasta el cabezal de focalización móvil, asistido por protecciones (63 y 66). La máquina incorpora además una mesa de alimentación (4) que permite la carga y descarga de una bandeja (3 ), mientras que se está procesando la pieza existente en otra bandeja (3), la ubicada en la bancada. Venta de fascículos: Registro de la Propiedad Industrial. C/Panamá, Madrid

2 DESCRIPCION La presente invención se refiere a una máquina de corte por láser, que resulta especialmente idónea para el corte de chapa y en general de qrandes piezas, de considerable peso, ya que una peculiaridad de la máquina se centra en el hecho de que no es preciso movilizar la pieza durante el proceso de corte, a lo que hay que añadir además que el láser tambien permanece inamovible. Existen máquinas de corte en las que la herramienta permanece inmovil, siendo la pieza a cortar la que se desplaza con respecto a dicha herramienta, de manera que en procesos automatizados la pieza se monta sobre un carro debidamente robotizado de acuerdo con la trayectoria de corte prevista. Sin embargo, esta solución, válida cuando se trata de piezas pequeñas, crea problemas prácticos cuando se trata de piezas de grandes dimensiones, como por ejemplo planchas de 1, 5 x 3 m. En estos casos se recurre a desplazar la herramienta de corte con respecto a la pieza a cortar, solución que en la práctica genera muchos problemas, concretamente cuando dicha herramienta de corte es un generador de láser. La máquina de corte por láser que la invención propone ha sido concedida para, utilizando dicho generador de láser como elemento de corte, permitir que este se mantenga estático, al igual que la propia pieza a cortar, durante todo el proceso de corte, con lo que la problemática anteriormente expuesta queda plenamente resuelta en sus diferentes aspectos. Para ello y de forma más concreta, la máquina que se preconiza esta estructurada mediante una bancada en la que se establece un bastidor portapiezas, capaz de recibir dichas piezas desde una mesa de alimentación, con la colaboración de una pareja de bandejas-soporte, de manera que mientras una de tales bandejas soporta a una pieza sobre la bancada y durante el proceso de corte, la otra se encuentra en la mesa de alimentación para sustitución de la pieza ya procesada por otra nueva. Para ello el citado bastidor está dotado de una pareja de cadenas laterales capacitadas para arrastrar en uno u otro sentido a las citadas bandejas, concretamente mediante pivotes solidarios a las cadenas y que actúan sobre ganchos de que están provistas las citadas bandejas. Complementariamente y como otra de las características de la invención, la mesa de trabajo es susceptible de variar su posicionamiento en altura, al objeto de situarse en un determinado nivel para recepción de las piezas desde el exterior de la máquina, y a otro nivel, el apropiado, para su trasvase o recepción desde la bancada o bastidor de la máquina. Para conseguir este movimiento ascendente/descendente de la mesa de trabajo, ésta se encuentra montada sobre cuatro columnas provistas de sendas cremalleras y se relaciona con ellas mediante respectivos piñones, de manera que cuando éstos giran se desplazan ineludiblemente a lo largo de las cremalleras, para lo cual los citados piñones estan montados sobre ejes provistos de coronas dentadas accionadas por cadenas que a su vez se desplazan longitudinalmente con el concurso de cilindros hidráulicos. Evidentemente, sobre las bandejas podrán ubicarse piezas de diferentes tamaños y además y durante la maniobra de deposición de tales piezas, éstas adoptarán posiciones inexactas que deberán ser convenientemente corregidas para que el proceso de corte pueda llevarse a cabo de forma totalmente automatizada. En este sentido, la máquina dispone de una escuadra de centrado capaz de desplazarse diagonalmente con respecto a la pieza, empujada por un cilindro neumático y convenientemente guiada, de manera que sea cual fuere el tamaño y disposición de la pieza, siempre va a determinar que uno de sus vertices se sitúe sobre la cota cero y con la orientación prevista y exacta para sus bordes. Sobre esta bancada juega un cabezal operativo capaz de desplazarse tridimensionalmente, es decir, de acuerdo con los tres ejes de un sistema de coordenadas cartesianas, cabezal operativo permanentemente relacionado con el generador láser através de un camino óptico,enelqueparticipan como es convencional espejos y lentes, pero siendo dichocaminoóptico el que varía cada vez que cambia de posición el cabezal operativo, mientras que el generador láser se mantiene permanentemente estático y consecuentemente aislado de toda la problemática que derivaría de una movilidad aquí no necesaria. De forma más concreta, en los laterales mayores de la bancada se establecen sendas guías para un pórtico desplazable a lo largo de las mismas, provisto de un eje transversal accionado por un moto-reductor y que incorpora en sus extremos piñones que actúan sobre cremalleras paralelas sin holguras a las citadas guías, de manera que mediante este motor el pórtico puede desplazarse a todo lo largo de la bancada, a la vez que en el seno de dicho pórtico puede desplazarse transversalmente el mencionado cabezal operativo, para lo cual éste está montado sobre un husillo que recorre longitudinalmente el pórtico y que a su vez puede girar en uno u otro sentido accionado por un motor y a traves de la correspondiente transmisión, giro del husillo que provoca ineludiblemente el desplazamiento a lo largo del mismo de la tuerca que forma parte del cabezal operativo. Por último, en el seno de dicho cabezal operativo se establece otro husillo, en este caso vertical ytambién accionado por un motor, husillo en el que juega una tuerca que a su vez es solidaria del cabezal de focalizaciónoelementodecortedeque se trate, el cual puede así realizar desplazamientos verticales. Obviamente un espejo acompaña al cabezal operativo en sus desplazamientos transversales, de manera que dicho espejo se mantiene permanentemente alineado con el cabezal de focalización de corte, así como con otro espejo establecido en uno de los extremos del pórtico, acompañando ambos espejos a dicho pórtico en el desplazamiento de este últimoalolargodelas guías longitudinales establecidas en la bancada y estando a su vez este segundo espejo permanentemente encarado con el generador láser, bien directamente o bien con la colaboración de otro espejo deflector. De acuerdo con esta estructuración y como es

3 evidente, sea cual fuere el posicionamiento que los diferentes espejos que participan en el camino óptico adopten en las correspondientes estructuras soporte, mantienen en todo momento una interrelación, en cuanto a comunicación óptica de cada espejo con los que lo enmarcan, que asegura una perfecta conducción del rayo láser desde el generador al cabezal de focalización. Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de dibujos en el que con caracter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente: La figura 1.- Muestra una representación esquemática en planta de una máquina de corte por láser realizada de acuerdo con el objeto de la presente invención. La figura 2.- Muestra una vista en alzado lateral de la misma máquina. La figura 3.- Muestra un perfil. La figura 4.- Muestra una sección transversal del bastidor a nivel del eje de las cadenas de arrastre de las bandejas. La figura 5.- Muestra una representación esquemática en alzado lateral del mecanismo de la figura anterior. Las figuras 6 y 7.- Muestran una planta y un perfil del elemento arrastrador que, fijado a las citadas cadenas, actúa sobre las bandejas portapiezas. Las figuras 8 y 9.- Muestran una planta y un perfil de una de dichas bandejas portapiezas. La figura 10.- Muestra una vista en planta y en sección transversal de la mesa de alimentación, a nivel de los piñones de desplazamiento sobre las cremalleras de las columnas. La figura 11.- Muestra el mecanismo de accionamiento de los piñones de la figura anterior. La figura 12.- Muestra un detalle en planta de la escuadro de centrado. La figura 13.- Muestra una vista en sección transversal de la máquina a nivel del eje motriz para desplazamiento longitudinal del pórtico sobre la bancada. La figura 14.- Muestra una sección longitudinal de dicho pórtico a nivel del husillo de desplazamiento transversal para el cabezal operativo. La figura 15.- Muestra una vista en alzado lateral y en sección de dicho cabezal operativo, a nivel del husillo de elevación y descenso para el cabezal de focalización de corte. La figura 16.- Muestra, finalmente, una representación esquematica en planta del camino óptico de la máquina, con sus diferentes accesorios. A la vista de estas figuras, y más concretamente de las figuras 1 a 3, puede observarse como la máquina de corte por láser que se preconiza está estructurada a base de una bancada (1) sobre la que se establece un bastidor (2) capaz de recibir a una bandeja (3), desde una mesa auxiliar (4), prolongación longitudinal de la bancada (1), existiendo una segunda bandeja (3 ), de manera que mientras la pieza situada sobre la bandeja (3) se encuentra en situación de corte, sobre la bandeja (3 ) pueden llevarse a cabo las manipulaciones de extracción de la pieza ya cortada e implantación de una nueva pieza a procesar. Sobre la bancada (1) se establece además un pórtico (5) desplazable longitudinalmente sobre el que a su vez es desplazable en sentido transversal un cabezal operativo (6) portador del cabezal de focalización de corte. Tal como anteriormente se ha dicho, la máquina ha sido concebida para el corte de piezas de grandes dimensiones, como por ejemplo grandes planchas metálicas, y en este sentido las bandejas (3) están sobredimensionadas con respecto al tamaño máximo previsto para tales planchas y se configuran mediante un marco perimetral, que se corresponde con la propia referencia (3), y largueros y travesaños interiores(7)determinantes de una estructura reticular de grandes mallas. Estas bandejas (3-3 ) presentan como peculiaridad el hecho de que en correspondencia con los extremos de uno de sus bordes menores incorporan sendos apendices a modo de ganchos (8), claramente visibles en la figura 8, en los que están destinados a enclavarse, durante el arrastre, pivotes (9) existentes en un elemento arrastrador (10), en forma de doble T y representado con detalle en las figuras 6 y 7, provisto en sus extremos de chapas (11), perforadas, a través de las que este elemento arrastrador se fija a una pareja de cadenas laterales (12) montadas en el bastidor (2), concretamente sobre respectivas coronas motrices (13) y coronas de retorno (14), asistidas por tensores (15), tal como se observa en la figura 5 ā, estando las coronas motrices (13) caladas sobre un eje común (16) que, montado en el bastidor sobre cojinetes (17), recibe el movimiento de un motoreductor (18) acoplado a uno de sus extremos, como a su vez se observa en la figura 4 ā. Obviamente el accionamiento en uno u otro sentido del citado moto-reductor (18) provoca el desplazamiento también en uno u otro sentido de las cadenas (12) y el consecuente desplazamiento de la bandeja (3) desde la bancada (2) a la mesa de alimentación (4), o viceversa. Dado que previamente a la toma por parte del elemento arrastrador (10) de una de las bandejas (3), ha debido depositar la otra sobre la mesa de alimentación (4), dicha mesa es susceptible de elevación y descenso, a cuyo efecto y en correspondencia con sus vértices incorpora sendas columnas verticales (19), asistidas por correspondientes cremalleras (20) en las que engranan permanentemente sendos piñones (21) montados con libertad de giro a través de cojinetes (22) sobre la estructura de la mesa, obligando a dicha estructura a elevarse o descender, en función de que el giro de los piñones se produzca en uno u otro sentido. El movimiento giratorio de los piñones (21) viene generado, en cada extremo de la mesa, por un cilindro neumático (23), de doble cámara, cuyo vástago (24) emerge por ambos extremos del cilindro propiamente dicho y se asocia a los extremos de un grupo de cadenas (25) que juegan sobre una pareja de coronas multiples (26) correspondientes a dos columnas (19) adyacentes de dicha mesa, tal como se observa en las figuras 10 y 11, de manera que el accionamiento del cilindro (23) en un determinado sentido provoca el ascenso de la mesa sobre las columnas (19), mientras que 3

4 su accionamiento en sentido contrario provoca un efecto asimismo contrario, es decir, de descenso. Concretamente existen dos cilindros neumáticos (23) para accionamiento respectivamente de las dos parejas de piñones (21). Volviendo nuevamente al bastidor (2) en el mismo se establece una escuadra de centrado (27), representada en detalle en la figura 12. Esta escuadra, destinada a ubicar a la pieza que accede al bastidor en la correspondiente bandeja de manera que uno de sus vértices se sitúe exactamente sobre el punto de cota cero (28), es coplanaria con la propia pieza y está accionada por un cilindro hidráulico (29) que la obliga a un desplazamiento diagonal, acorde con la dirección que adopta dicho cilindro (29) en la figura 12, estando convenientemente guiada dicha escuadra (27) por tres bisagras laterales (30) que se unen articuladamente en (31) al brazo mayor de la escuadra, a la vez que por otro extremo (32) lo hacen al bastidor, a la vez que en la extremidad libre de su otra rama, la más corta, se establece un patín que juega en el seno de una guía tubular también solidarizada al bastidor. De esta manera y sea cual fuere la posición que la pieza a cortar adopte inicialmente sobre el bastidor, será arrastrada y en su caso girada por la escuadra (27) hasta que su vértice se sitúa en el punto (28) de cota cero y sus bordes se situan en correspondencia con lo determinado por dicha escuadra. Por su parte, el elemento de corte propiamente dicho se moviliza merced a la existencia, sobre los bordes longitudinales de la bancada, concretamente sobre los perfiles (35) mostrados en la figura 15, de sendas guías (36) por las que es desplazable un pórtico o puente transversal (37), pórtico que además de guías (38) complementarias de las citadas guías (36), incorpora un eje transversal (39), montado sobre cojinetes extremos (40), motorizado mediante un moto-reductor (41) y provisto también cerca de sus extremos de respectivos piñones (42) a traves de los que se relaciona con cremalleras fijas (43) solidarizadas también a los mismos perfiles (35) que las guías (36), de manera que el accionamiento del motor (41) provoca el desplazamiento longitudinal del puente (37) sobre dichas guías (36), es decir, a lo largo de la bancada. En este pórtico (37) es a su vez desplazable transversalmente un cabezal operativo (44), concretamente con el concurso de un husillo (45) que recorre longitudinalmente el pórtico (37), montado con libertad de giro sobre cojinetes extremos (46), husillo que juega en el seno de una tuerca (47) que forma parte del cabezal (44) y que en uno de sus extremos incorpora un piñón (48) que, mediante una cadena de transmisión (49) recibe el movimiento del piñón de salida (50) de un motor (51). El cabezal (44) se desplaza accionado por el husillo (45) concretamente sobre una apreja de guías (52), claramente visibles en la figura 17, a la vez que en dicho cabezal se establece a su vez un husillo vertical (53), montado a su vez sobre cojinetes extremos (54) y provisto en uno de dichos extremos de un piñón (55) a través del que recibe el movimiento, mediante una cadena (56), del piñón de salida (57) de otro motor (58) mon tado sobre el propio cabezal, como también se observa en la citada figura 17, de manera que sobre el husillo (53) juega una tuerca (59) a la que está solidarizado el soporte (60) del cabezal de focalización de corte, no representado en los dibujos. Así pues, dicho cabezal de focalización de corte puede ascender y descender, es decir, desplazarse sobre el eje Z mediante el motor (58), puede desplazarse transversalmente, conjuntamente con el propio cabezal (44), accionado por el motor (51) establecido en el pórtico (37), y además puede desplazarse longitudinalmente, conjuntamente con dicho pórtico, a través del motor (41), estando cada uno de estos motores asistidos por un encoder (61) al objeto de controlar con exactitud y precisión cada uno de estos tres movimientos. Todas las guías están asistidas por protectores (62) tipo fuelle, a la vez que existe también un protector ranurado (63) para el camino óptico. De forma más concreta, el rayo láser proveniente del correspondiente generador penetra por uno de los extremos del protector (63), el cual se sitúa en correspondencia con uno de los bordes mayores de la bancada, hasta alcanzar el primer espejo (64) asociado al pórtico móvil a través del soporte (65) que emerge del protector fijo (63) a través de una ranura interna de este último. Este espejo (64) determina un acodamiento ortogonal en la trayectoria del rayo, que se dirige así hacia el cabezal (44), concretamente en el seno de otra protección (66), en este caso ranurada inferiormente, como se observa en la figura 17 y hasta alcanzar el segundo espejo, el referenciado con (68) que determina un nuevo acodamiento ortogonal del rayo, en este caso hacia abajo, a traves de la protección (69) y hacia el cabezal de focalización de corte, protección (69) que es telescópica, como también se observa en la figura 17, al objeto de absorber los distanciamientos variables entre el espejo (68) y dicho cabezal de focalización de corte. De acuerdo con esta estructuración, el funcionamiento de la máquina es el siguiente: El proceso comienza alimentando una de las dos bandejas portapiezas (3) de las que dispone la mesa de alimentación (4). Una vez que la pieza a cortar está situada sobre la mesa correspondiente, se sitúa a nivel adecuado, mediante los cilindros neumáticos (23), para ser transferida al puesto de procesado, para lo cual se pone en funcionamiento el motor (18) de manera que el arrastrador (10), con sus pivotes (9), actúa sobre los ganchos (8) de la bandeja, arrastrándola hasta ubicarla convenientemente en el bastidor (2), desplazamiento que se ve facilitado por la existencia, en la cara inferior de la bandeja, de rodamientos que actúan sobre guías operativamente establecidas en la bancada. Seguidamente se procede al correcto posicionamiento o centrado de la pieza, de acuerdo con el punto cero de la máquina, para lo cual se activa el cilindro neumático (29) que mueve la escuadra de centrado. Tras el correcto posicionamiento de la pieza y permaneciendo ya ésta inamovible a todo lo largo del proceso de corte, se procede a la movilización del cabezal de focalización de corte o cabezal láser de acuerdo con los tres ejes de un sistema de coor- 4

5 denadas cartesianas y con el concurso de los motores (41), (51) y (58), de manera que tales motores provocarán desplazamientos longitudinales del pórtico (37), movimientos transversales del cabezal (44) y movimientos verticales del soporte (60) 5 del cabezal de focalización, que permitirán que esta última adopte cualquier posicionamiento relativo con respecto a la pieza a cortar, durante todo el proceso de corte, manteniéndose estática tanto la pieza a cortar como el generador láser

6 REIVINDICACIONES 1. Máquina de corte por láser, que estando especialmente concebida para llevar a cabo su función de corte con la pieza a cortar en situación estática, manteniéndose también estático el generador láser, esencialmente se caracteriza por estar constituida mediante un bastidor dotado de medios de recepción y centrado para una bandeja portadora de la pieza a cortar, bastidor provisto de guías longitudinales sobre las que es desplazable un pórtico transversal, pórtico en el que a su vez es desplazable transversalmente un cabezal operativo portador del cabezal de focalización de corte, cabezal de focalización que a su vez es desplazable verticalmente en el seno del citado cabezal, incorporando el citado pórtico una pareja de espejos determinantes del camino óptico entre el generador láser y el cabezal defocalización, uno de ellos fijo en uno de los extremos del pórtico y desplazable junto con él a lo largo de la bancada y otro fijo en el cabezal operativo y desplazable a lo largo del pórtico. 2. Máquina de corte por láser, según reivindicación 1, caracterizada porque con la citada bancada colabora una mesa de alimentación, alineada longitudinalmente con la primera, habiéndose previsto que en el seno de la bancada se establezca un bastidor provisto de una pareja de cadenas laterales de arrastre para las bandejas, establecidas entre un tambor motriz y un tambor tensor, el primero accionado por un moto-reductor, siendo solidaria a esta pareja de cadenas una pieza arrastradora, de configuración en doble T, que incorpora en uno de los extremos de sus ramas paralelas dos pivotes constitutivos de los elementos arrastradores propiamente dichos de las bandejas, a traves de ganchos operativamente establecidos en los extremos de uno de los bordes menores de las mismas. 3. Máquina de corte por láser, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la mesa de alimentación incorpora columnas verticales en correspondencia con sus vertices, provistas de respectivas cremalleras, en las que juegan sendos piñones montados a través de cojinetes sobre la estructura de la mesa propiamente dicha, de manera que el giro en uno u otro sentido de dichos piñones provoca la elevación o descenso de la mesa, habiéndose previsto que cada pareja de piñones correspondientes a un extremo de la mesa esté accionada mediante un cilindro neumático de doble cámara, a los extremos libres de cuyo vástago se fijan a su vez los extremos de una cadena que engrana con coronas dentadas asociadas a los ejes de los citados piñones. 4. Máquina de corte por láser, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en correspondencia con los bordes longitudinales de la bancada se establecen sendas guías y sendas cremalleras, de manera que sobre las citadas guías se desplaza el pórtico transversal, mientras que con las cremalleras engranan piñones establecidos en los extremos de un eje montado longitudinalmente en el pórtico a través de cojinetes extremos y a uno de cuyos extremos se acopla un motoreductor de accionamiento del mismo, para desplazamiento longitudinal del pórtico. 5. Máquina de corte por láser, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el citado pórtico incorpora además un husillo longitudinal, montado con libertad de giro sobre el pórtico a través de cojinetes extremos, husillo que en uno de sus extremos recibe solidariamente a un piñón a través del que recibe el movimiento de un motor establecido en el propio pórtico, habiéndose previsto que sobre el mencionado husillo juegue una tuerca perteneciente al cabezal operativo que soporta el cabezal de focalización de corte, el cual se desplaza sobre guías paralelas al citado husillo. 6. Máquina de corte por láser, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en el seno del cabezal operativo se establece un husillo vertical, montado también sobre cojinetes extremos, que en uno de sus extremos incorpora un piñóna través del que recibe el movimiento desde otro motor, husillo en el que juega una tuerca solidaria al soporte del cabezal de focalización de corte, soporte que se desplaza verticalmente en el seno del cabezal con el concurso de guías verticales, paralelas a este último husillo. 7. Máquina de corte por láser, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento centrador de la pieza a cortar consiste en una escuadra convenientemente establecida en la bancada, que actua diagonalmente sobre la pieza empujada por un cilindro neumático y convenientemente guiada por bisagras unidas articuladamente a su brazo mayor, a la vez que en la extremidad libre de su brazo menor se establece un patín que juega en el seno de una guía tubular. 8. Máquina de corte por láser, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque sus diferentes guías se encuentran convenientemente alojadas en el seno de protecciones tipo fuelle, a la vez que el camino óptico incorpora también una protección integral, ranurada en el tramo longitudinal y fijo correspondiente a uno de los lados mayores de la bancada, para paso a traves de dicha ranura del soporte del primer espejo que solidariza a dicho espejo, alojado en el seno de esta primera protección, al pórtico transversal, a la vez que la protección de dicho pórtico transversal esta ranurada inferiormente para emergencia hacia abajo del soporte del segundo espejo que a su vez está solidarizado al cabezal operativo, habiéndose previsto que la guía que relaciona este segundo espejo con el cabezal de focalización sea telescópica, para absorber los desplazamientos verticales de dicho cabezal de focalización. 65 6

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