Int. Cl. 7 : G05B 19/ kfecha de presentación: k Solicitante/s: DANOBAT, S. COOP. Arriaga Kalea, Elgoibar, Guipúzcoa, ES

Transcripción

1 k 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 k Número de publicación: k Número de solicitud: k Int. Cl. 7 : G0B 19/401 B23Q 17/22 k 12 SOLICITUD DE PATENTE A1 22 kfecha de presentación: k Solicitante/s: DANOBAT, S. COOP. Arriaga Kalea, Elgoibar, Guipúzcoa, ES k 43 Fecha de publicación de la solicitud: k 72 Inventor/es: Arriola Arrizabalaga, César k 43 Fecha de publicación del folleto de la solicitud: k 74 Agente: No consta k 4 Título: Dispositivo para la medición de la posición de la pieza en un torno. ES A1 7 k Resumen: Dispositivo para la medición de laposición de la pieza en un torno. El dispositivo (1) de medida incorporado en el lado opuesto al plato (13) de la pieza (3) a mecanizar, utiliza un aparato (4,) fotoeléctrico de medida de longitudes cuya escala (4) es soportada por un miembro (6,9) móvil que incluye un eje ( 6) empujador de la pieza (3), a su vez impulsado por una caña (10 ) de pistón (10). El eje (6) empujador de la pieza (3) con su cabeza (11) palpadora hace un contacto de presión controlada sobre el extremo (3a) de la pieza, y la señal emitida por la cabeza lectora () del aparato es representativa de la posición (2) de referencia de la pieza, y es transmitida al controlador (7) del torno para determinar el posicionamiento de la torreta portaherramientas (8) para el inicio del mecanizado. Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, Madrid

2 1 ES A1 2 DESCRIPCION Dispositivo para la medición de la posición de la pieza en un torno. Sector de la técnica La presente invención se relaciona con un dispositivo de medida lineal utilizando medios óptoelectrónicos, instalado en una máquina herramienta para medir la posición inicial de la pieza a mecanizar, como referencia para el posicionamiento de la torreta portaherramientas. Estado anterior de la técnica En los tornos para el mecanizado en serie de piezas cilíndricas, por ejemplo, árbol de levas para el automóvil, la pieza se sujeta en el plato del torno por un extremo, y se mecaniza en uno o varios puntos a lo largo de su eje, tomando como referencia de la posición de los puntos de mecanizado el extremo libre de la pieza. Las piezas cargadas sucesivamente no quedan dentro del plato en la misma posición lineal respecto de la herramienta de mecanizado, y aún cuando el plato tuviera un tope interior para la colocación de la pieza, tampoco tienen todas igual longitud. Es necesario por tanto determinar para cada pieza la posición real del extremo libre de la pieza, como referencia para el control del desplazamiento de la torreta portaherramientas durante el mecanizado. Un dispositivo conocido para la medición de la posición de referencia, mostrado en los dibujos, utiliza un palpador flexible incorporado en la torreta portaherramientas, midiendo al contacto con el extremo libre de la pieza, su posición de referencia. El palpador debido a su flexibilidad, produce diferencias en la medida dependiendo de la velocidad de desplazamiento de la torreta al hacer el contacto con la pieza. También está incorporado a la torreta portaherramientas, para empujar la pieza hasta su colocación final dentro del plato, un empujador separado del palpador. La torreta debe efectuar sucesivos giros y traslaciones para hacer actuar primero el empujador, después el palpados y finalmente la herramienta seleccionada, y debe retirarse de la pieza en dirección transversal antes de cada giro, empleando para ello un tiempo adicional de máquina y de cargador. La colocación definitiva de la pieza puede realizarse con el cargador automático de las piezas, prescindiendo así de la actuación de la torreta para empujar la pieza, pero esta solución complica y encarece el cargador, que además necesitaría mayor espacio libre sobre el torno para acceder hasta el plato con la pieza. GB describe un método para determinar la posición de la pieza a mecanizar en una máquina provista de NC, mediante un dispositivo de medida óptico asociado al contrapunto, que suministra una señal a la unidad de control de la posición real del contrapunto, estando el dispositivo de medida instalado en la región de la pieza a mecanizar. La pieza no está colocada en un plato fijo del torno sino sobre una mesa desplazable, siendo por tanto la medición efectuada, relativa a la mesa. El contrapunto empuja con fuerza la pieza y puede deformar las piezas débiles. Exposición de la invención El objeto de la invención es un dispositivo pa ra la medición de una posición de referencia de la pieza a mecanizar en un torno o en una rectificadora, e incorporado en la propia máquina, según está definida en la reivindicación 1. Una realización del dispositivo para la medición de la posición de la pieza conforme a la invención se construye con una regla óptica soportada por un miembro deslizable independiente de la torreta portaherramientas, y está incorporado al torno en el lado opuesto al plato de sujeción de la pieza. Consigue ahorrar el tiempo empleado por el torno en la colocación de la pieza a mecanizar, a la vez que se obtiene una medida de precisión regular, puesto que en el resultado de la medición no influyen las irregularidades de longitud de pieza, ni el efecto de retracción de la pieza al apretar las mordazas del plato. Los árboles de levas para el automóvil, por ejemplo, son cargados automáticamente en el torno mediante un cargador tipo pórtico y sujetados por un sólo extremo en el plato rotatorio del torno, y a continuación los mecanizados tienen lugar en uno o varios puntos a lo largo de su eje a partir de su extremo libre. El dispositivo de medida conforme a la invención evita que la torreta tenga que efectuar operaciones iniciales de colocación y medida de la posición con cada una de las piezas cargadas, que suponen entre un 10 % y un 20 % del tiempo total de torno por pieza, a la vez que el cargador automático es simplificado y el espacio que ocupa es menor. Los árboles de levas son piezas débiles que no permiten un choque fuerte del empujador sobre el extremo de la pieza. El dispositivo de medición conforme a la invención, está construido con un eje empujador provisto de una cabeza palpadora y tiene incorporado un resorte de compensación del recorrido, que amortigua el impacto sobre la pieza, para no deformarla, consiguiendo que la presión de contacto para la medición sea siempre igual. El mismo efecto de amortiguación protectora sobre el aparato de medida es conseguido acoplando la placa soporte del aparato de medida al eje empujador. Para lograr los efectos ventajosos mencionados, el eje empujador está acoplado a una caña impulsada por un pistón, y la caña efectúa siempre un mismo recorrido total y a la máxima velocidad. Descripción de los dibujos LaFig. 1esunavistaenalzadodeldispositivo de medida conforme a la invención, instalado en un torno. La Fig. 2 es una vista en planta del dispositivo de la figura 1. La Fig. 3 representa el estado anterior de la técnica, mostrando un dispositivo de medida conocido y un empujador de la pieza ambos instalados en la torreta de un torno. Realización preferente de la invención Con referencia a las figuras 1 y 2, la realización preferente conforme a la invención, del dispositivo 1paralamedición en la dirección axial Z de la posición2delextremodelapieza3amecanizar, comprende el aparato fotoeléctrico para la medida de longitudes provisto del cuerpo de la

3 3 ES A1 4 escala 4 y de la cabeza lectora, la placa soporte 9 del cuerpo de la escala 4 que es móvil en la dirección Z, el pistón hidráulico 10 coaxial con la pieza3amecanizarqueimpulsalacaña 10, el eje 6 empujador acoplado a la caña 10 y provisto de una cabeza 11 palpadura, y el miembro 12 de unión transversal de la placa soporte 9 del cuerpo de la escala 4 al eje 6. El cuerpo de la escala 4 es desplazado en la dirección Z por su placa soporte 9 y la cabeza lectora está fijadaalabase20deldispositivo 1paralamedición, la base 20 a su vez fijada a la bancada del torno. La cabeza lectora transmite una señal representativa de la medida de la posición 2 a la unidad electrónica 7 de control de la torreta portaherramienta 8. Un ejemplo del aparato de medida 4, utilizado es el modelo comercial Heidenhain LS106 de 140 mm de longitud de escala nominal. La pieza 2 a mecanizar siendo como ejemplo un árbol de levas para el automóvil, está colocada en el plato 13 portapiezas del torno, sin apretar las mordazas. El eje 6 empujador alcanza en su desplazamiento 14 el extremo 3a del árbol 2 y lo empuja dentro del plato o hasta un tope interior delplato,yacontinuación cierran las mordazas. Al contacto de la cabeza palpadura 11 del eje 6 con el extremo 3a, laseñal transmitida finalmente por la cabeza lectora es representativa de la posición 2 de referencia cero según Z del desplazamiento del portaherramientas 8. Así, la cota para el desplazamiento z del portaherramientas para mecanizar en el punto 3b del árbol de levas, no depende de la colocación y sujeción de la pieza a mecanizar, y el portaherramientas 8 no debe efectuar más giro que el de posicionamiento de la herramienta 8 seleccionada. El soporte 9 del aparato de medida se desliza mediante un par de patines 16 alineados fijados a la carcasa 17 de la caña 10. El eje 6 empujador es acoplado a la caña 10 a través de una envoltura 18 que incluye dos casquillos guía del desplazamiento axial de la cabeza palpadora 11. La caña 10 efectúa cada vez su recorrido total, impulsada por el pistón a presión alta, por ejemplo de 40 bar, para conseguir la velocidad máxima de desplazamiento, pero el eje 6 es frenado justamente al hacer contacto con la pieza 3, con la cooperación del resorte 19 de compensación del exceso de recorrido. La cabeza 11 palpadora tiene diferentes configuraciones en su superficie exterior, y es desmontable para su intercambio, dependiendo de la configuración de la pieza 3 a mecanizar,para lo cual está sujeta al eje 6 mediante tornillos 21. Dos microrruptores 22 superpuestos (fig 2), son instalados en colaboración con el dispositivo 1 de medición de la posición de referencia, para indicar al control del cargador tipo pórtico de las piezas en el plato 13, cuál es la condición del dispositivo 1 de medición, si está accionado el pistón 10 o el eje 6 está retraído a su posición de reposo, para efectuar la carga del siguiente árbol 3 de levas a mecanizar. El dispositivo 1 para la medición tiene también una cubierta en forma de caja para cubrir la cabeza lectora y la escala 4 del aparato de medida. En la figura 3 se ha mostrado el dispositivo 1 perteneciente al estado anterior de la técnica, que tiene un empujador 11 fijado al portaherramientas 8 para empujar la pieza 3 hasta su posición estable. A continuación el portaherramientas gira para colocar el palpados 24 flexible en contacto con el extremo 3á paramedirlaposición 2 de referencia, y una vez más gira el portaherramientas 8 para posicionar la herramienta 8 seleccionada

4 ES A1 6 REIVINDICACIONES 1. Dispositivo para la medición de la posición (2) de la pieza (3) a mecanizar en un torno o rectificadora, comprendiendo un aparato de medida (4,) de longitudes con una escala (4) móvil y una cabeza lectora () transmitiendo una señal de posición lineal a la unidad de control (7) del torno, un miembro móvil (6,9) arrastrando la escala (4) que se desplaza en la dirección (Z) del eje de la pieza (3), y una base (20) en la bancada de la máquina para la incorporación del dispositivo (1) para la medición, caracterizado porque el miembro móvil (6,9) arrastrando la escala (4) se desplaza empujando la pieza (3) a mecanizar y palpando su extremo (3a) libre, y la señal que 10 1 la unidad de control (7) recibe de la cabeza lectora () es representativa de la posición (2) final del extremo (3a) libre de la pieza, para determinar el subsiguiente posicionamiento de la torreta portaherramientas (8) de la máquina. 2. El dispositivo para la medición de la reivindicación 1, en donde el miembro móvil (6,9) para la palpación de la pieza (3) a mecanizar comprende una placa soporte (9) del cuerpo de la escala (4) deslizable, un eje (6) empujador de la pieza (3) a mecanizar arrastrando dicha placa soporte (9), una caña (10 ) de pistón impulsora del eje (6) empujador a través de un resorte (19) de compensación del recorrido, y medios (18) de guía del eje (6) en su desplazamiento relativo a la caña (10 ) impulsora

5 ES A1

6 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA k 11 ES k 21 N. solicitud: k 22 Fecha de presentación de la solicitud: k 32 Fecha de prioridad: INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA k 1 Int. Cl. 7 : G0B 19/401, B23Q 17/22 DOCUMENTOS RELEVANTES Categoría Documentos citados Reivindicaciones afectadas A US A (KRAMBERG et al.) , resumen; figuras. 1 A US A (YONEMOTO et al.) , resumen; figuras. 1 A US A (YASUE) Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud El presente informe ha sido realizado para todas las reivindicaciones para las reivindicaciones n : Fecha de realización del informe Examinador Página A. Gómez Sánchez 1/1