ESPAÑA 21
Número de solicitud:200102330 51 Int. Cl.7:B23B 7/06 B23Q 5/40 12 SOLICITUD DE PATENTE A1 22 Fecha de presentación:22.10.2001 30 Prioridad:10.11.2000 CN 00262174.6 43 Fecha de publicación de la solicitud:01.03.200543
Fecha de publicación del folleto de la solicitud: 01.03.200571
Solicitante/s:Hsi-Kuan Chen 13 Fl.-2, nº 92, Chung-kung Red., Taichung, Taiwan, R.O.C., TW72
Inventor/es:Chen, Hsi-Kuan74
Agente:No consta54
Título:Torno CNC con característica de desplazamiento de doble velocidad en eje de husillo.57
Resumen:Torno CNC con característica de desplazamiento de do-ble velocidad en eje de husillo.
Un torno CNC con característica de desplazamiento de doble velocidad en el eje del husillo, que comprende un bastidor, un vástago de tornillo dispuesto de forma articu-lada a lo largo de un eje longitudinal del husillo del bas-tidor, un conjunto de mesa de trabajo y un conjunto de porta-herramientas; caracterizado porque el vástago de tornillo incluye una sección de rosca positiva y una sec-ción de contra-rosca para acoplamiento con dos tuercas aseguradas, respectivamente, sobre el conjunto de mesa de trabajo y el conjunto de porta-herramientas; de mane-ra que cuando el vástago de tornillo es gimane-rado por un ser-vomotor, el conjunto de porta-herramientas y el conjun-to de mesa de trabajo son desplazados simultáneamente en direcciones opuestas a lo largo del eje del husillo para obtener una velocidad de desplazamiento relativa que es doble que la convencional, de tal forma que el tiempo de funcionamiento de no corte de un torno CNC se reduce en gran medida, y de manera que se mejoran la veloci-dad general de maquinado y la eficiencia.
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2 DESCRIPCIÓNTorno CNC con característica de desplazamiento de doble velocidad en eje de husillo.
Antecedentes de la invención
1.Campo de la invención
La presente invención se refiere a un torno de con-trol numérico asistido por ordenador (CNC), y par-ticularmente a un torno CNC que utiliza un vásta-go de tornillo, que tiene una sección de rosca posi-tiva y una sección de contra-rosca en asociación con dos tuercas fijadas, respectivamente, sobre un conjun-to porta-herramientas y un conjunconjun-to de mesa de tra-bajo para desplazar simultáneamente el conjunto por-ta-herramientas y el conjunto de mesa de trabajo en direcciones opuestas a lo largo de un eje de husillo, para incrementar de manera significativa la velocidad de desplazamiento relativamente entre el conjunto de porta-herramientas y el conjunto de mesa de trabajo, para reducir al mínimo el tiempo de no corte del torno CNC.
2.Descripción de la técnica relacionada
Generalmente, con el fin de alcanzar el propósito para el corte de una pieza de trabajo por una herra-mienta, una máquina herramienta de control numéri-co asistido por ordenador (CNC) está equipada numéri-con una instalación para el avance de la herramienta hacia la pieza de trabajo durante un periodo de operación de corte y con una instalación para el cambio y el ajus-te de las posiciones relativas entre la herramienta y la pieza de trabajo durante un periodo de operación de no corte. En la operación de corte, la velocidad pa-ra el avance de la herpa-ramienta hacia la pieza de tpa-ra- tra-bajo se determina por las características del material que debe maquinarse, y por lo tanto, no deberá cam-biarse o incrementarse de una manera arbitraria. No obstante, si se incrementa la velocidad para el despla-zamiento o ajuste de las posiciones relativas entre la herramienta y la pieza de trabajo durante el periodo de operación de no corte, se mejorará en gran medi-da tomedi-da la velocimedi-dad y eficiencia de maquinado de la máquina herramienta.
La figura 1 ilustra un torno horizontal convencio-nal que tiene un husillo S dispuesto horizontalmente y de forma giratoria sobre una base estacionaria fija-da sobre un bastidor del torno, para el agarre de una pieza de trabajo que debe maquinarse. Puesto que una pieza de trabajo que debe maquinarse es agarrada so-bre un extremo del husillo S articulado soso-bre una ba-se estacionaria, puede girar, pero no desplazarba-se. Un porta-herramientas B se aplica para sujetar una herra-mienta para el corte de la pieza de trabajo, y puede desplazarse relativamente hasta la pieza de trabajo. Generalmente, el porta-herramientas B se puede mo-ver de manera alternativa a lo largo del eje de husillo (por ejemplo, eje Z), en virtud de un vástago de torni-llo R girado por un servomotor M en asociación con una tuerca N fijada sobre el porta-herramientas B, de forma que la herramienta se puede aproximar o se-pararse de la pieza de trabajo cuando el servomotor M hace girar el vástago de tornillo R en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido opuesto a las agujas del reloj. El porta-herramientas B está provisto también, a lo largo de un eje perpendicular al eje de husillo, con un vástago de tornillo adicional, similar a uno dispuesto de forma articulada a lo largo del eje de husillo, de forma que la herramienta es desplaza-ble a lo largo de otra dirección (por ejemplo, eje X),
con respecto a la pieza de trabajo, cuando se gira el vástago de tornillo adicional.
La figura 2 ilustra un torno vertical CNC conven-cional, en el que la pieza de trabajo que debe maqui-narse es agarrada en un husillo dispuesto de forma ar-ticulada sobre una mesa de trabajo estacionaria T. De una manera similar al torno horizontal convencional como se describe anteriormente, una herramienta ase-gurada sobre un porta-herramientas B del torno verti-cal convencional se mueve de una manera alternativa, respectivamente, a lo largo del eje de husillo (eje-Z) y del eje-X, respectivamente, por un mecanismo de vás-tago de tornillo/tuerca, de manera que la herramienta puede aproximarse o separarse de la pieza de trabajo en dos direcciones dimensionales.
La figura 3 ilustra un torno vertical de husillo in-verso CNC convencional, que tiene una construcción substancialmente idéntica al torno vertical convencio-nal, excepto que su porta-herramientas B está mon-tado de manera estacionaria sobre el bastidor, y una pieza de trabajo que debe maquinarse es agarrada so-bre un husillo dispuesto de forma articulada soso-bre una mesa de trabajo T desplazable relativamente con res-pecto a la herramienta. De una manera similar al torno vertical convencional como se describe anteriormen-te, el torno vertical del husillo inverso convencional se mueve de forma articulada a lo largo del eje de sillo (eje-Z) y del eje-X perpendicular al eje de hu-sillo, respectivamente, por un mecanismo de vástago de tornillo/tuerca, de forma que la pieza de trabajo es desplazable relativamente a la herramienta en dos di-mensiones.
Con referencia a la manera convencional de apli-cación de un mecanismo de vástago de tornillo/tuerca, por ejemplo, el mecanismo de transmisión, que inclu-ye la pareja de tornillos de vástago de tornillo R y la tuerca N, ilustrado en la figura 1, para cambiar las po-siciones relativas entre un porta-herramientas y una mesa de trabajo, si se pretende incrementar la veloci-dad para que el porta-herramientas se aproxime o se separe de la mesa de trabajo, puede alcanzarse sola-mente este fin incrementando la rotación del vástago de tornillo utilizando un servomotor de velocidad más alta. No obstante, se encuentra que ninguno de los ser-vomotores existentes disponibles en el mercado satis-facen esta necesidad para proporcionar una velocidad de desplazamiento satisfactoria entre el porta-herra-mientas y la mesa de trabajo durante el periodo de operación de no corte.
Especialmente, cuando se aplica el mecanismo de vástago de tornillo/tuerca convencional para mover de forma alternativa el porta-herramientas a lo largo de un eje vertical, por ejemplo, cuando el porta-herra-mientas B se mueve de forma articulada a lo largo del eje-Z vertical por el vástago de tornillo R en asocia-ción con la tuerca N del torno vertical CNC conven-cional ilustrado en la figura 2, la carga del servomotor M para hacer girar el vástago de tornillo R para des-plazamiento ascendente del porta-herramientas B es significativamente mayor que la carga del servomotor M para desplazamiento hacia abajo del porta-herra-mientas B, debido al peso del porta-herraporta-herra-mientas B. Esto no solamente reduce la vida de servicio del ser-vomotor, sino que es inconveniente para el control de la velocidad de funcionamiento. Para solucionar un problema de este tipo con relación al servomotor que lleva diferentes cargas, cuando se acciona un vástago de tornillo para desplazar hacia arriba y hacia abajo el
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porta-herramientas B, la técnica convencional aplica una cadena, alambre o similar para levantar un peso de equilibrio, para compensar el peso del porta-herra-mientas B, y evitar el problema de que el servomotor tenga diferentes cargas cuando desplaza hacia arriba y hacia abajo el porta-herramientas B. Aunque esto es factible y viable, hace que la construcción del tor-no sea complicada, volumitor-nosa y engorrosa, y es un inconveniente para la fabricación y el mantenimiento. Con referencia al torno vertical CNC convencio-nal ilustrado en la figura 2, el porta-herramientas B es desplazado hacia arriba o hacia abajo cuando el servo-motor M hace girar el vástago de tornillo R en el sen-tido de las agujas del reloj o en el sensen-tido opuesto a las agujas del reloj. En una forma de funcionamiento y de construcción de este tipo para aplicar un servomotor M en asociación con un mecanismo de vástago de tor-nillo/tuerca para desplazar hacia arriba y hacia abajo un porta-herramientas B, cuando la potencia eléctrica es desconectada de forma inesperada o el servo motor no se activa, el peso del porta-herramientas B crea un par de torsión que hace girar el vástago de tornillo li-bremente giratorio R, y se mueve gradualmente hacia abajo por el peso del porta-herramientas B. Esto daría lugar posteriormente a que el porta-herramientas cho-case y dañase la pieza de trabajo, la mesa de trabajo, u otras partes de la máquina.
Resumen de la invención
Un objeto de la presente invención es proporcio-nar un torno CNC, en el que la velocidad de despla-zamiento relativamente a lo largo del husillo entre la herramienta y la pieza de trabajo es el doble de la ve-locidad de desplazamiento relativamente de un torno convencional de aplicación de un mecanismo de vás-tago de tornillo/tuerca para desplazar simplemente o bien la herramienta o la pieza de trabajo. La presente invención se aplica a un vástago de tornillo que tiene dos secciones de roscas opuestas, a saber, una sección de rosca positiva y una sección de contra-rosca, en asociación con dos tuercas fijadas de forma separada sobre un conjunto de porta-herramientas y un conjun-to de mesa de trabajo para realizar el movimienconjun-to re-lativo o el desplazamiento de la herramienta y la pieza de trabajo a lo largo del eje del husillo, de forma que el tiempo de operación de no corte de un torno CNC se reduce significativamente, y la velocidad de maqui-nado general y la eficiencia son mejoradas.
Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un torno vertical CNC, en el que un con-junto de porta-herramientas y un concon-junto de mesa de trabajo están dispuestos de manera articulable a lo lar-go de un eje de husillo vertical en virtud de un vástalar-go de tornillo que tiene dos secciones de roscas opuestas, a saber, una sección de rosca positiva y una sección de contra-rosca, respectivamente, en asociación con dos tuercas fijadas, respectivamente, sobre el conjunto de porta-herramientas y el conjunto de mesa de traba-jo, de forma que un servomotor, cuando hace girar el vástago de tornillo en el sentido de las agujas del re-loj o en el sentido opuesto a las agujas del rere-loj para desplazar la posición relativa a lo largo del eje de hu-sillo vertical entre el conjunto porta-herramientas y el conjunto de mesa de trabajo, es de una carga subs-tancialmente idéntica y constante, sin utilizar ningún peso de equilibrio adicional.
Un objeto todavía adicional de la presente inven-ción es proporcionar un torno vertical CNC que puede evitar que el porta-herramientas choque con la pieza
de trabajo o la máquina cuando la potencia eléctrica es desconectada inesperadamente o el servomotor no está activado.
Los objetos adicionales, el principio operativo, la construcción, las ventajas y características de la pre-sente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción y de las reivindicaciones adjuntas, toma-das en unión con los dibujos que se acompañan, en los que los números de referencia similares identifi-can elementos similares.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en perspectiva esquemá-tica de un torno horizontal CNC convencional, que muestra que el porta-herramientas es desplazable a lo largo del eje Z (eje de husillo) y del eje-X para apro-ximarse o separarse de una pieza de trabajo agarrada sobre el husillo, en virtud de una tuerca en asociación con un vástago de tornillo girado por un servomotor.
La figura 2 es una vista en perspectiva esquemáti-ca de un torno vertiesquemáti-cal CNC convencional, que mues-tra que el porta-herramientas es desplazable a lo largo del eje-Z (eje de husillo) y del eje-X para aproximarse o separarse de una pieza de trabajo agarrada sobre el husillo, en virtud de una tuerca en asociación con un vástago de tornillo girado por un servomotor.
La figura 3 es una vista esquemática en perspec-tiva de un torno vertical de husillo inverso CNC con-vencional, que muestra que el porta-herramientas es desplazable a lo largo del eje-Z (eje de husillo) y del eje-X para aproximarse o separarse de una pieza de trabajo agarrada sobre el husillo, en virtud de una tuerca en asociación con un vástago de tornillo girado por un servomotor.
La figura 4 es una vista en perspectiva esquemáti-ca de un torno CNC de acuerdo con la primera forma de realización preferida de la presente invención, que muestra que un torno horizontal CNC está provisto con un vástago de tornillo que tiene dos secciones de roscas opuestas y dispuestas de forma articulada a lo largo del eje de husillo longitudinalmente para aso-ciarse con dos tuercas fijadas, respectivamente, sobre el conjunto porta-herramientas y el conjunto de mesa de trabajo, de forma que el conjunto de mesa de tra-bajo y el conjunto de porta-herramientas son despla-zables simultáneamente en direcciones opuestas a lo largo del eje del husillo longitudinalmente para incre-mentar la velocidad de desplazamiento relativo entre el conjunto porta-herramientas y el conjunto de mesa de trabajo.
La figura 5 es una vista esquemáticamente opera-tiva del vástago de tornillo de acuerdo con la presen-te invención, que tiene una sección de rosca positiva y una sección de contra-rosca en asociación con dos tuercas fijadas, respectivamente, sobre el conjunto de mesa de trabajo y el conjunto de porta-herramientas, mostrando que el vástago de tornillo está girando en el sentido de las agujas del reloj, de forma que las dos tuercas fijadas, respectivamente, sobre el conjunto de mesa de trabajo y el conjunto porta-herramientas es-tán aproximándose una con respecto a la otra.
La figura 6 es otra vista esquemáticamente opera-tiva del vástago de tornillo de acuerdo con la presente invención, que muestra que el vástago de tornillo está girando en el sentido opuesto de las agujas del reloj, de forma que las dos tuercas fijadas, respectivamen-te, sobre el conjunto de mesa de trabajo y el conjunto porta-herramientas están separándose una con respec-to a la otra.
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6La figura 7 es una vista en perspectiva esquemá-tica de un torno CNC de acuerdo con la segunda for-ma de realización preferida de la presente invención, mostrando que un torno vertical CNC está provisto con un vástago de tornillo que tiene dos secciones de roscas opuestas y dispuestas de forma articulada a lo largo de un eje de husillo longitudinalmente vertical, de forma que el conjunto porta-herramientas y el con-junto de mesa de trabajo son desplazables simultánea-mente en direcciones opuestas a lo largo del eje de husillo vertical; y
La figura 8 es una vista en perspectiva esquemáti-ca de un torno CNC de acuerdo con la tercera forma de realización preferida de la presente invención, que muestra que un torno vertical de husillo inverso CNC está provisto con un vástago de tornillo que tiene dos secciones de roscas opuestas y dispuestas de forma ar-ticulada a lo largo del eje de husillo longitudinal ver-tical, de manera que el conjunto porta-herramienta y el conjunto de mesa de trabajo son desviables simul-táneamente en direcciones opuestas a lo largo del eje de husillo vertical.
Forma de realización preferida de la presente in-vención
Puede emplearse cierta terminología en la siguien-te descripción por conveniencia, pero no para ningún fin limitativo. Por ejemplo, los términos “hacia delan-te”, “hacia atrás”, “derecha”, “izquierda”, “superior” e “inferior” designan direcciones en los dibujos a los que se hace referencia, haciendo referencia, respecti-vamente, con los términos “interno” “interior”, o “ha-cia dentro” o “externo”, “exterior” o “ha“ha-cia fuera” a direcciones hacia y fuera del centro para el elemen-to referenciado, haciendo referencia los términos “ra-dial” y “axial”, respectivamente, a direcciones o pla-nos perpendiculares y paralelos al eje central longitu-dinal del elemento referenciado. La terminología de significado similar diferente a las palabras menciona-das específicamente con anterioridad debe considerar-se que es utilizada para fines de conveniencia en lugar de en un sentido limitativo. Para facilitar la ilustración y descripción, los ejes X, Y y X que deben mencio-narse de aquí en adelante son referidos como tres ejes de coordenadas perpendiculares entre sí e indicados en los dibujos que se acompañan. La dirección verti-cal es referida como una dirección substancialmente perpendicular al suelo. Los números de referencia si-milares identifican elementos sisi-milares en los dibujos que se acompañan.
Como se ilustra en la figura 4, un torno CNC de acuerdo con la primera forma de realización preferida de la presente invención es un torno horizontal CNC que comprende un bastidor 1, un conjunto de mesa de trabajo 2 y un conjunto de porta-herramientas 3; don-de el bastidor 1 tiene una dirección longitudinal Z don-del husillo y una dirección transversal X perpendicular a la dirección longitudinal Z del husillo. Están previstos dos carriles paralelos 11 sobre el bastidor 1 a lo largo de la dirección del eje longitudinal Z del husillo. Un vástago de tornillo 12, que comprende una sección de rosca positiva 121 y una sección de contra-rosca 122, está dispuesto de forma articulada sobre el bastidor 1 a lo largo de la dirección del eje de husillo longitu-dinal Z, y accionado por un servomotor M para girar en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido opuesto.
El conjunto de mesa de trabajo 2 comprende una mesa de trabajo 21, dos correderas 22, y una tuerca
23. La mesa de trabajo 21 está provista con un husillo de maquinado S accionado de forma giratoria por un motor eléctrico (no mostrado), para el agarre de una pieza de trabajo que debe maquinarse en uno de sus extremos. Las dos correderas 22 están aseguradas en la parte inferior de la mesa de trabajo 21 para aco-plarse de forma separada y deslizable con los carriles paralelos 11 para guiar el conjunto de mesa de trabajo 2 para moverlo libremente sobre el bastidor 1 a lo lar-go de la dirección del eje longitudinal Z del husillo. La tuerca 23 está asegurada en la parte inferior de la mesa de trabajo 21 y se acopla con la sección de ros-ca positiva 121 del vástago de tornillo 12, de tal forma que cuando el servomotor M hace girar el vástago de tornillo 12, el conjunto de mesa de la trabajo se mue-ve de forma alternativa sobre el bastidor 1 a lo largo de la dirección del eje longitudinal Z del husillo, en virtud de la tuerca 23 en asociación con la sección de rosca positiva 121 del vástago de tornillo 12.
El conjunto porta-herramientas 3 comprende un asiento de desplazamiento de eje-Z 31, un asiento de desplazamiento del eje-X, y un porta-herramientas 33; donde el asiento de desplazamiento del eje-Z 31 está provisto en su parte inferior con dos correderas 311 que se acoplan con los carriles paralelos 11 y una tuerca 312 que se acopla con la sección de contra-ros-ca 122 del vástago de tornillo 12, de manera que cuan-do el vástago de tornillo 12 gira, el asiento de despla-zamiento del eje-Z 31 se mueve de manera alternativa sobre los carriles 11 del bastidor 1 en una dirección opuesta a la dirección de desplazamiento del conjun-to de mesa de trabajo 2 a lo largo del eje longitudinal Z del husillo. El asiento de desplazamiento del eje-Z 31 está provisto adicionalmente a lo largo del eje-X con dos carriles paralelos 313 y un vástago de tornillo 314 dispuesto de forma articulada encima. El asien-to de desplazamienasien-to del eje-X 32 está provisasien-to en su parte inferior con dos correderas 321 para acoplarse de forma deslizable con los carriles paralelos 313 y una tuerca (no mostrada) para acoplarse con el vásta-go de tornillo 314, de forma que el asiento de despla-zamiento del eje X 32 se mueve de manera articulada a lo largo del eje-X cuando el vástago de tornillo 314 es girado por un servomotor (no mostrado). El por-ta-herramientas 33 está asegurado de manera ajustada sobre el asiento de desplazamiento del eje X 32.
Con referencia a las figuras 4, 5 y 6, puesto que el vástago de tornillo 12 dispuesto de manera articu-lada sobre el bastidor 1 a lo largo del eje del husillo Z y que comprende la sección de rosca positiva 121 y la sección de contra-rosca 122, respectivamente, es-tá asegurado en asociación con las tuercas 23 y 312, respectivamente, sobre el conjunto de mesa de traba-jo 2 y el conjunto de porta-herramientas 3, cuando el vástago de tornillo 12 es girado en una dirección (por ejemplo, la dirección de las agujas del reloj) por el servomotor M, las tuercas 23 y 312 se mueven simul-táneamente en direcciones opuestas a lo largo de la dirección de husillo Z para aproximarse entre sí (ver la figura 5), haciendo que el conjunto de mesa de tra-bajo 2 y el conjunto de porta- herramientas 3 se mue-van también simultáneamente en direcciones opuestas a lo largo del eje-Z para aproximarse entre sí. Con re-ferencia a la figura 6, cuando el vástago de tornillo 12 es girado en la otra dirección (por ejemplo, la direc-ción opuesta a las agujas del reloj) por el servomotor M, las tuercas 23 y 312 se mueven simultáneamen-te en direcciones opuestas a lo largo del eje-Z para
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separarse entre sí, haciendo que el conjunto de me-sa de trabajo 2 y el conjunto de porta-herramientas 3 se muevan también simultáneamente en direcciones opuestas al eje-Z. Independientemente del modo en el que un servomotor incrementa la rotación de un vásta-go de tornillo, la velocidad de desplazamiento relativa entre el conjunto porta-herramientas y el conjunto de mesa de trabajo a lo largo del eje de husillo, realiza-da utilizando un vástago de tornillo 12 que tiene una sección de rosca positiva 121 y una sección de contra-rosca 122 en asociación con dos tuercas 23 y 312 pa-ra desplazar simultáneamente el conjunto de mesa de trabajo 2 y el conjunto de soporte 3 en las direcciones opuestas, como se sugiere por la presente invención, es el doble de la convencional realizada utilizando un vástago de tornillo convencional que tiene una ros-ca individual en asociación con una tuerros-ca para des-plazar simplemente o bien el porta-herramientas o la mesa de trabajo. Por lo tanto, la velocidad de despla-zamiento relativa entre el conjunto de mesa de trabajo y el conjunto porta-herramientas a lo largo de una di-rección de movimiento principal, por ejemplo, el eje del husillo, se incrementa significativamente. Adicio-nalmente, puesto que un torno requiere normalmente que una herramienta se mueva frecuentemente con re-lación a la pieza de trabajo a lo largo del eje de husillo durante una distancia larga, la característica del con-junto de porta-herramientas y del concon-junto de mesa de trabajo que se mueven simultáneamente en direccio-nes opuestas a lo largo del eje del husillo reduce sig-nificativamente el tiempo de no corte del torno CNC, por lo que se acorta el tiempo de maquinado total y se mejora la eficiencia.
La figura 7 ilustra un torno vertical CNC de acuer-do con la segunda forma de realización preferida de la presente invención, que tiene una construcción subs-tancialmente idéntica al torno horizontal CNC ilus-trado en la figura 4, exceptuando que su husillo se ex-tiende en una dirección vertical en lugar de en una di-rección horizontal. El torno vertical CNC de la segun-da forma de realización comprende un bastidor 1’, un conjunto de mesa de trabajo 2’ y un conjunto porta-herramientas 3’, donde el bastidor 1’ comprende una base de bastidor 13 y un soporte vertical 14 que se ex-tiende verticalmente y hacia arriba desde la base del bastidor 13. El soporte vertical 14 está provisto con dos carriles paralelos 11’ a lo largo del eje-Z del husi-llo vertical, y un vástago de tornihusi-llo 12’ está dispuesto de forma articulada a lo largo del soporte vertical 14. El vástago de tornillo 12’ comprende una sección de rosca positiva 121’ y una sección de contra-rosca 122’ y es girado por un servomotor M.
El conjunto de mesa de trabajo 2’ comprende una mesa de trabajo 21’, dos correderas 22’ y una tuerca 23’. La mesa de trabajo 21’ está provista con un husi-llo de maquinado S accionado por un motor eléctrico (no mostrado) para el agarre de una pieza de trabajo que debe maquinarse. Las dos correderas 22’ son fija-das en un lado de la mesa de trabajo 21’ para guiar, respectivamente, en asociación con dos carriles pa-ralelos 11’, el conjunto de mesa de trabajo 2’ hacia arriba y hacia abajo en movimiento alternativo sobre el soporte vertical 14 a lo largo del eje-Z vertical. La tuerca 23’ está asegurada en un lado de la mesa de trabajo 21’ para acoplarse con la sección de rosca po-sitiva 121’ del vástago de tornillo 12’, de forma que la tuerca 23’, en asociación con el vástago de tornillo 12’, mueve alternativamente el conjunto de mesa de
trabajo 2’ hacia arriba o hacia abajo a lo largo del eje-Z de husillo vertical cuando el vástago de tornillo 12’ es girado por el servomotor M.
El conjunto de porta-herramientas 3’ comprende un asiento de desplazamiento del eje-Z 31’, un asien-to de desplazamienasien-to del eje-X 32’ y un porta-herra-mientas 311’ que se acopla de forma deslizable con los carriles paralelos 11’ del soporte vertical 14 y una tuerca 312’ que se acopla con la sección de contra-rosca 122’ del vástago de tornillo 12’, de forma que el asiento de desplazamiento del eje Z 31’ se mueve de forma articulada hacia arriba y hacia abajo a lo largo del soporte vertical 14 a lo largo del eje-Z del husillo. El asiento de desplazamiento del eje-Z 31’ está pro-visto en su otro lateral con dos carriles paralelos 313’ que se extienden a lo largo del eje-X y con un vásta-go de tornillo 314’. El asiento de desplazamiento del eje-X 32’ está provisto en uno de sus lados con dos correderas 321’ que se acoplan con los carriles para-lelos 313’ del asiento de desplazamiento del eje-Z 31’ y con una tuerca 322’ que se acopla con el vástago de tornillo 314’, de forma que el asiento de desplaza-miento del eje-X 32’ se mueve de forma alternativa a lo largo del eje-X sobre el asiento de desplazamien-to del eje-Z. El porta-herramientas 33’ está asegurado de forma ajustable sobre el asiento de desplazamiento del eje-X 32’ en uno de sus extremos dirigidos hacia el conjunto de mesa de trabajo 2’.
Puesto que el vástago de tornillo 12’ está dispues-to de forma articulada a lo largo del eje-Z del husi-llo vertical y está formado con la sección de rosca positiva 121’ y la sección de contra-rosca 122’ para sujeción, respectivamente, en asociación con la tuer-ca 23’ del conjunto de mesa de trabajo 2’ y la tuertuer-ca 312’ del conjunto de porta-herramientas 3’, si el con-junto de mesa de trabajo 2’ está diseñado para tener un peso total substancialmente equivalente al peso to-tal del conjunto de porta-herramientas 3’, entonces un par creado por el peso del conjunto porta-herramien-tas 3’ para hacer girar el vástago de tornillo 12’ en una dirección será compensado o neutralizado por un par opuesto creado por el peso del conjunto de mesa de trabajo 2’ para hacer girar el vástago de tornillo 12’ en la otra dirección. Por lo tanto, las cargas para que el servomotor M haga girar el vástago de tornillo 12’ en el sentido de las agujas del reloj o en el senti-do opuesto son substancialmente idénticas entre sí, y por lo tanto, no es necesario proporcionar ningún pe-so de equilibrio adicional para disminuir la diferencia de carga para que el servomotor haga girar el vástago de tornillo vertical en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido opuesto.
Durante el funcionamiento del torno vertical CNC, si se desactiva inesperadamente, cuando una pieza de trabajo está colocada sobre el conjunto de la mesa de trabajo 2’, puesto que el peso total del con-junto de la mesa de trabajo 2’ y la pieza de trabajo es ligeramente mayor que el peso total del conjun-to de porta-herramientas 3’, el conjunconjun-to de mesa de trabajo 2’ se mueve hacia abajo lentamente, y crea un par para hacer girar el vástago de tornillo 12’ pa-ra desviar hacia arriba y lentamente el conjunto de porta-herramientas 3’. Como resultado, la herramien-ta fijada sobre el conjunto de porherramien-ta-herramienherramien-tas 3’ no chocará nunca con la pieza de trabajo colocada so-bre el conjunto de mesa de trabajo 2’, cuando el torno vertical es desconectado o es desactivado de forma inesperada.
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10La figura 8 ilustra un torno vertical de husillo in-verso CNC de acuerdo con la tercera forma de rea-lización preferida de la presente invención, que tiene una construcción similar al torno vertical CNC de la segunda forma de realización ilustrada en la figura 7, exceptuando que el conjunto de mesa de trabajo 2” está dispuesto a la inversa por encima del conjunto de porta-herramientas 3”. El conjunto de la mesa de tra-bajo 2” y el conjunto porta-herramientas 3” se mue-ven simultáneamente de manera articulada en direc-ciones opuestas a lo largo del eje Z del husillo vertical accionados por una sección de rosca positiva 121” y una sección de contra-rosca 122” formadas sobre un vástago de tornillo 12”. En un torno vertical de
hu-sillo inverso CNC de este tipo, el conjunto de porta-herramientas 3” puede diseñarse para tener un peso total substancialmente equivalente o ligeramente ma-yor que un peso total del conjunto de mesa de trabajo 2” y una pieza de trabajo colocada en la misma, de forma que el conjunto de mesa de trabajo 2” no cho-cará nunca con la herramienta, o con el conjunto de porta-herramientas 3”.
La forma de realización descrita anteriormen-te de la presenanteriormen-te invención preanteriormen-tende ser únicamen-te ilustrativa. Pueden concebirse numerosas formas de realización alternativas por los técnicos en la materia sin separarse del alcance de las siguientes reivindicaciones.
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 REIVINDICACIONES
1. Un torno CNC con característica de desplaza-miento de doble velocidad en eje del husillo, que com-prende:
un bastidor que tiene una dirección del eje longi-tudinal del husillo y una dirección transversal perpen-dicular a la dirección del eje;
un vástago de tornillo que incluye dos secciones de roscas opuestas, a saber, una sección de rosca po-sitiva y una sección de contra-rosca, y dispuesto de forma articulada sobre el bastidor en la dirección del eje longitudinal del husillo;
un conjunto de mesa de trabajo dispuesto de for-ma alternativa sobre el bastidor en la dirección del eje longitudinal del husillo, incluyendo una primera tuerca que se acopla con la sección de contra-rosca del vástago de tornillo para mover alternativamente el conjunto de mesa de trabajo en una dirección de desplazamiento a lo largo de la dirección del eje lon-gitudinal del husillo cuando el vástago de tornillo gira en una dirección;
un conjunto de porta-herramientas dispuesto mó-vil de forma alternativa sobre el bastidor a lo largo de la dirección del eje del husillo longitudinal, incluyen-do una segunda tuerca que se acopla con la sección de rosca positiva del vástago de tornillo para mover alternativamente el conjunto de porta-herramientas en una dirección opuesta a la dirección de desplazamien-to del conjundesplazamien-to de mesa de trabajo a lo largo del eje longitudinal del husillo cuando el vástago de tornillo es girado.
2. El torno CNC con característica de desplaza-miento de doble velocidad en el eje de husillo de la reivindicación 1, donde el vástago de tornillo es ac-cionado por un servomotor para girar en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido opuesto a las agujas del reloj.
3. El torno CNC con característica de desplaza-miento de doble velocidad en el eje del husillo de la reivindicación 1, donde la dirección del eje longi-tudinal del husillo es una dirección vertical, y don-de el bastidor comprendon-de una base don-del bastidor y un
soporte vertical que se extiende hacia arriba y verti-calmente desde la base del bastidor; y donde el vás-tago de tornillo está dispuesto de forma articulada so-bre el soporte vertical a lo largo de dirección verti-cal del eje longitudinal del husillo, de forma que el conjunto porta-herramientas y el conjunto de mesa de trabajo se mueven de forma alternativamente simul-táneamente hacia arriba o hacia abajo en direcciones opuestas a lo largo de la dirección vertical del eje del husillo.
4. El torno CNC con característica de desplaza-miento de doble velocidad en el eje del husillo de la reivindicación 3, donde el conjunto de porta-herra-mientas está dispuesto por encima del conjunto de mesa de trabajo.
5. El torno CNC con característica de desplaza-miento de doble velocidad en el eje del husillo de la reivindicación 4, donde el conjunto de la mesa de trabajo es de un peso substancialmente equivalente o ligeramente menor que el peso del conjunto porta-herramientas.
6. El torno CNC con característica de desplaza-miento de doble velocidad en el eje del husillo de la reivindicación 3, donde el conjunto de porta-herra-mientas está dispuesto por debajo del conjunto de la mesa de trabajo.
7. El torno CNC con característica de desplaza-miento de doble velocidad en el eje del husillo de la reivindicación 6, donde el conjunto de porta-herra-mientas es de un peso substancialmente equivalente o ligeramente mayor que el peso del conjunto de la mesa de trabajo.
8. El torno CNC con característica de desplaza-miento de doble velocidad en el eje del husillo de la reivindicación 1, donde el batidor comprende adicio-nalmente dos carriles paralelos dispuestos a lo largo de la dirección longitudinal del husillo, y donde el conjunto de porta-herramientas y el conjunto de mesa de trabajo están provistos con correderas para asocia-ción con carriles paralelos para guiar el conjunto de porta-herramientas y el conjunto de mesa de trabajo para moverse alternativamente a lo largo de la direc-ción del eje longitudinal del husillo.
ESPAÑA
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Nº de solicitud:200102330 22 Fecha de presentación de la solicitud:22.10.2001 32 Fecha de prioridad:10.11.2000INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TÉCNICA 51
Int. Cl.7: B23B 7/06, B23Q 5/40DOCUMENTOS RELEVANTES
Categoría Documentos citados Reivindicaciones
afectadas
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
5 para todas las reivindicaciones para las reivindicaciones nº:Fecha de realización del informe Examinador Página
08.02.2005 Fco. José Moreno Gómez 1/1
Y DE 0372464 A2 (PFEIFER) 13.06.1990, columna 2, líneas 33-55; 1-8
figura 1.
Y US 4951376 A (GIERTH) 16.11.1999, columna 1, 1-8
línea 55 - columna 2, línea 67; reivindicación 2; figura 1.
Y US 6082207 A (BABINSKI) 04.07.2000, columna 1, líneas 43-46; 5,7
reivindicaciones 1,11; figuras.
P,X DE 20021676 U (CHEN) 17.05.2001, todo el documento. 1-8