Baigorri Hermoso, Julián (Pol. Industrial Agustinos C/A, Parcela D-5 Aceplast, Pamplona, E-31013, ES)
| 1. | REIVINDICACIONES Portaherramientas con sistema de aspiración del tipo de los utilizados en las máquinas automáticas de mecanizado por control numérico para Ia adaptación y sujeción de los distintos útiles de mecanizado, caracterizado porque, integra en un único dispositivo un portaherramientas de precisión de tipo fijo con un sistema de aspiración de residuos producidos durante el mecanizado. 2 Portaherramientas con sistema de aspiración, según Ia anterior reivindicación, caracterizado porque se incorpora en el portaherramientas un elemento retráctil para adecuar Ia profundidad de mecanizado a las imperfecciones de Ia superficie del material. 3 Portaherramientas con sistema de aspiración, según las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque Ia campana cónica de aspiración (14, 34, 44) es desmontable e intercambiable. 4 Portaherramientas con sistema de aspiración, según las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque, en una realización preferente, Ia campana cónica de aspiración (14, 34, 44) está formada de un cepillo con forma troncocónica, constituido por una o varias hileras de fibras individuales flexibles de sección preferentemente cilindrica. 5 Portaherramientas con sistema de aspiración, según las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque, en una realización alternativa, Ia campana cónica de aspiración (14 , 34, 44) está formada por una pieza troncocónica rígida o semirígida, dotada opcionalmente de una pluralidad de perforaciones complementarias para Ia entrada de aire. HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) 6 Portaherramientas con sistema de aspiración, según las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque, en otra realización alternativa, incorpora una pluralidad de columnasguia (40) de menor diámetro, preferentemente tres, distribuidas en forma de matriz circular alrededor del cono de amarre (38), en sustitución de Ia columnaguía (18) central y única, solidaria con el soporte (1) y situada concéntricamente entre el cono de amarre (3) y el conjunto cilindrico (9) del portaherramientas en su versión retráctil, estando dotadas cada una de las columnas guía de los correspondientes elementos antifricción (41), preferentemente en Ia forma de rodamientos, y de los correspondientes muelles internos (42) para propiciar el estado de reposo del conjunto cilindrico (39). 7 Portaherramientas con sistema de aspiración, según las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque, en otra realización alternativa, se incorpora en el portaherramientas, tanto en su versión fija, como en las versiones retráctiles, una rótula axial (45) en el palpador (43), que permite Ia adaptación automática a las irregularidades de Ia superficie (46) a mecanizar con Ia consiguiente minimización del error de mecanizado. 8 Portaherramientas con sistema de aspiración, según Ia anterior reivindicación 7, caracterizado porque, Ia rótula axial (45) consiste en una pieza adicional metálica con sección de anillo circular, plano en su parte inferior y con Ia parte superior dotada de curvatura convexa, estando alojada en una concavidad (47) mecanizada en Ia parte inferior del palpador (43), con radio de curvatura coincidente con el radio de curvatura de Ia parte superior de Ia rótula axial (45), permitiendo de este modo el desplazamiento angular de Ia rótula axial (45) con respecto al palpador (43). 9 Portaherramientas con sistema de aspiración, según Ia anteriores reivindicaciones 7 y 8, caracterizada porque dentro de Ia HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) concavidad (47) de Ia parte inferior del palpador (43) se encuentran alojados una pluralidad de imanes (48), preferentemente de forma cilindrica, distribuidos en forma de matriz circular alrededor de Ia perforación cilindrica (49) para el paso de Ia herramienta mecanizadora (50), y que, por medio de atracción magnética mantienen en su posición a Ia rótula axial (45), pero permitiéndole pequeños desplazamientos angulares con respecto al palpador (43). 10 Portaherramientas con sistema de aspiración, según Ia anteriores reivindicaciones 7, 8 y 9, caracterizada por un rebaje plano (51) situado en el fondo de Ia concavidad (47) que permite limitar el desplazamiento angular de Ia rótula axial (45) a un pequeño valor. 11 Portaherramientas con sistema de aspiración, según Ia anteriores reivindicaciones, caracterizada por incorporar perimetralmente el palpador (43) un conjunto de perforaciones pasantes (52), circundando exteriormente Ia perforación cilindrica (49) para el paso de Ia herramienta mecanizadora (50), con Ia doble finalidad de mejorar Ia capacidad de aspiración del portaherramientas y de eliminar Ia posibilidad de que se produzca un efecto de vacío en el interior de Ia cámara de aspiración. HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26). |
La presente memoria descriptiva se refiere, como su título indica, a un portaherramientas con sistema de aspiración del tipo de los utilizados en las máquinas automáticas de mecanizado por control numérico para Ia adaptación y sujeción de los distintos útiles de mecanizado, caracterizado porque integra en un único dispositivo Ia funcionalidad de un portaherramientas automático convencional, pudiendo llevar un elemento retráctil para mejorar Ia precisión en el control de Ia profundidad de mecanizado, y un sistema de aspiración para el polvo y las virutas generadas en el proceso, permitiendo en una realización alternativa Ia utilización de una rótula axial en el palpador que permite Ia adaptación automática a las irregularidades de Ia superficie a mecanizar con Ia consiguiente minimización del error de mecanizado, y permitiendo asimismo en otra realización alternativa la utilización en los elementos retráctiles de una pluralidad de guías de deslizamiento para mejorar el deslizamiento del elemento palpador.
Son ampliamente conocidos en Ia actualidad múltiples y variados . tipos de portaherramientas para su utilización en las máquinas automáticas de mecanizado por control numérico. Estos portaherramientas se encargan de Ia adaptación mecánica entre el útil físico de mecanizado, por ejemplo una fresa, broca, u otros, y el brazo motor de Ia máquina. Los portaherramientas pueden ser básicamente de dos tipos: fijos y retráctiles. En los de tipo fijo Ia profundidad de mecanizado se controla únicamente por las coordenadas suministradas por el sistema de control numérico que controla Ia máquina automática de mecanizado. En los de tipo retráctil el propio portaherramientas permite efectuar una corrección dinámica complementaria de Ia coordenada de profundidad de mecanizado en función de las posibles
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imperfecciones o alabeos de Ia superficie del material a mecanizar, consiguiendo de esta forma una precisión mucho mayor.
Ambos tipos de portaherramientas, junto con su correspondiente útil acoplado, producen durante el proceso normal de mecanizado del material unos residuos de diferentes clases, que van desde el polvo hasta las virutas. Estos residuos deben de ser eliminados de las superficies de trabajo y de su entorno por varias razones, principalmente porque pueden entorpecer el trabajo y Ia precisión de posteriores operaciones de mecanizado realizadas en el entorno del mismo punto, o incluso producir daños en Ia superficie del material (especialmente en el caso de virutas), aunque asimismo porque pueden ser peligrosas o incluso tóxicas para el personal cercano a Ia 1 maquina, dependiendo del material objeto del trabajo. No hay que olvidar tampoco que su eliminación facilita las posteriores labores de limpieza del local de trabajo.
Para lograr esta eliminación de residuos, son comúnmente conocidos y se han empleado tradicionalmente una gran variedad de sistemas externos al portaherramientas, tales como el cepillado manual o semiautomático, el soplado por medio de aire a presión canalizado a través de un tubo, o el aspirado por medio de una campana externa situada alrededor del útil de mecanizado y del portaherramientas. Todos ellos, por su particular constitución, presentan una eficacia limitada, con un elevado porcentaje de pérdidas, ya que producen Ia absorción o expulsión de residuos en los alrededores del punto de mecanizado. Por otro lado, los tubos de aspiración necesarios originan frecuentes problemas, enganches y averías tanto durante el funcionamiento normal como durante el proceso cambio de herramientas. Asimismo adolecen de una serie de problemas secundarios, principalmente debido que su adecuación a sistemas automáticos de mecanizado es problemática y engorrosa, obligando a una complejidad que repercute negativamente en el aspecto funcional de Ia máquina, incrementando el tiempo requerido
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para cada operación, a Ia par que el coste económico del mecanizado se incrementa.
Se ha intentado buscar otras soluciones. Por ejemplo Ia patente US4101238 "HoIe saw with particle-aspirating accesory for hand drill" presenta una sierra de corona para Ia realización de grandes perforaciones circulares con taladros de mano y herramientas similares, dotada con un simple mecanismo de aspiración de partículas, que adolece del problema de utilizar como campana de aspiración Ia propia sierra de corona, con Io cual las partículas generadas en el exterior de Ia línea de corte no pueden ser aspiradas. Este sistema está pensado únicamente para su utilización en herramientas manuales, y es de difícil aplicación para sistemas automáticos de mecanizado.
La patente GB2082099 "Drilling chuck with jaw for hand drill", equivalente a Ia EP0045754, presenta un sistema de aspiración para el portaherramientas de un taladro de mano, sin campana extractora, realizándose Ia aspiración a través de un canal axial de Ia propia broca perforadora o herramienta similar. Además de que, debido a su particular constitución, no permite aspirar toda el área de trabajo, adolece del grave problema de necesitar unas brocas o herramientas especiales, con un canal de aspiración incorporado, Io cual las encarece y debilita enormemente. Asimismo está pensada únicamente para herramientas de mano.
Otras variantes de este tipo de herramientas con canal de aspiración a través de las propias herramientas de mecanizado (brocas, fresas, sierras de corona,...) las encontramos protegidas en las patentes ES2102918 "Dispositivo para aspirar virutas arrancadas mediante una fresa hueca", EP0558817 "Broca hueca con dispositivo para Ia evacuación del polvo", EP0855244 "Dispositivo aspirador para una maquina herramienta, especialmente para una taladradora o taladradora- percutora" y EP0738558 "Equipo para succión de virutas arrancadas por
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herramienta de fresado hueca". Todas ellas adolecen de los mismos inconvenientes y problemas citados anteriormente: están preferentemente indicadas para máquinas de uso manual, no automático, y necesitan de una herramienta de mecanizado especial, no estándar en el mercado, bien hueca o con un canal de aspiración, que produce Ia desventaja colateral de producir Ia absorción de las partículas únicamente por el interior o por un lateral de Ia herramienta, con Io cual parte de los residuos generados no pueden ser correctamente absorbidos.
Para solventar Ia problemática existente en Ia actualidad en cuanto al problema de Ia recogida de residuos en las máquinas de mecanizado automático se ha ideado el portaherramientas con sistema de aspiración objeto de Ia presente invención, el cual integra en un único dispositivo Ia funcionalidad de un portaherramientas estándar del mercado, que puede ir dotado de un elemento retráctil para mejorar Ia precisión en Ia profundidad de mecanizado, con una campana o boquilla de aspiración desmontable situada alrededor del útil de mecanizado, conectada a una cámara posterior y conducto de aspiración que, conectado con el oportuno sistema externo de aspiración, propicia que todos los residuos, polvo y virutas, generados en el mecanizado, sean evacuados hacia el exterior por el sistema de aspiración.
Está prevista una realización alternativa de construcción que se basa en portaherramientas en su versión retráctil, sustituyendo Ia columna-guía central y única, (que se encuentra solidaria con el soporte y situada concéntricamente entre el cono de amarre y el conjunto cilindrico), por una pluralidad de columnas-guia de menor diámetro, preferentemente tres, distribuidas en forma de matriz circular alrededor del cono de amarre y estando dotadas cada una de esas columnas guía de los correspondientes elementos anti-fricción, preferentemente en Ia forma de rodamientos, y de los correspondientes muelles internos para propiciar el estado de reposo del conjunto cilindrico.
Asimismo está prevista otra realización alternativa de construcción que es susceptible de aplicarse a ambos tipos de
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portaherramientas con sistema de aspiración, (tanto en su versión fija, como en su versión retráctil) y consiste en una modificación del palpador, o elemento terminal inferior del conjunto cilindrico, situado dentro de Ia campana cónica de aspiración, utilizando una rótula axial en el palpador que permite Ia adaptación automática a las irregularidades de Ia superficie a mecanizar con Ia consiguiente minimización del error de mecanizado. Esta rótula axial consiste en una pieza adicional metálica con sección de anillo circular, plano en su parte inferior y con Ia parte superior dotada de curvatura convexa. La rótula axial se aloja en una concavidad mecanizada en Ia parte inferior del palpador, con radio de curvatura coincidente con el radio de curvatura de Ia parte superior de Ia rótula axial, permitiendo de este modo el desplazamiento angular de Ia rótula axial con respecto al palpador. Dentro de esta concavidad de Ia parte inferior del palpador se encuentran alojados una pluralidad de imanes, preferentemente de forma cilindrica, distribuidos en forma de matriz circular alrededor de Ia perforación cilindrica para el paso de Ia herramienta mecanizadora, y que, por medio de atracción magnética mantienen en su posición a Ia rótula axial, pero permitiéndole pequeños desplazamientos angulares con respecto al palpador. Un rebaje plano en el fondo de Ia cavidad permite limitar este desplazamiento angular a un pequeño valor, para impedir un exceso de desplazamiento que impidiera Ia vuelta a su posición original. Tanto las perforaciones centrales pasantes de Ia rótula axial como de Ia parte inferior del palpador deben de tener un diámetro bastante superior al de Ia máxima herramienta mecanizadora a utilizar, con el fin de permitir tanto su paso como el desplazamiento de Ia rótula, dejando asimismo el espacio alrededor suficiente para que el sistema de aspiración pueda recoger las virutas, polvo y elementos sobrantes.
Es asimismo característico de esta realización alternativa del palpador Ia existencia de un conjunto de perforaciones pasantes perimetrales del palpador, circundando exteriormente a Ia rótula axial, con Ia doble finalidad de mejorar Ia capacidad de aspiración del portaherramientas y de eliminar Ia posibilidad de que se produzca un
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efecto de vacío en el interior de Ia cámara de aspiración que absorbiera dicha campana, distorsionando el contacto con Ia pieza.
Este portaherramientas con sistema de aspiración que se presenta aporta múltiples ventajas sobre los sistemas disponibles en Ia actualidad siendo Ia más importante que al estar todo integrado en un único dispositivo, Ia máquina de mecanizado automático no tiene que perder tiempo en posicionar ningún elemento de limpieza auxiliar, con Io cual los tiempos de trabajo no se ven penalizados, con Ia consiguiente mejora económica en el rendimiento del proceso.
Otra importante ventaja es que, al estar el portaherramientas con sistema de aspiración dotado con Ia funcionalidad de los portaherramientas estándar, acepta útiles de mecanizado convencionales, tales como fresas, brocas, o avellanadores, sin necesidad de que estos sean huecos o estén dotados de ningún canal especial. Asimismo el cono de amarre a Ia máquina puede ser cualquiera de los conocidos y comunes en el mercado.
Otra ventaja de Ia presente invención es que, al estar Ia boquilla de aspiración situada alrededor del útil de mecanizado, se produce Ia aspiración de todos los residuos generados, tanto polvo como virutas, exactamente desde el mismo punto de mecanizado, con Ia consiguiente limpieza y mejora de Ia precisión del mecanizado, ya que se evita Ia posibilidad de que alguna viruta pueda desviar ligeramente Ia cabeza del útil mecanizador durante el proceso. Asimismo, al ser desmontable y fácilmente intercambiable, esta boquilla de aspiración puede estar optimizada tanto en tamaño como en tipo para los distintos tipos de útiles de mecanizado que se coloquen en el portaherramientas.
Otra de las más importantes ventajas a destacar de este portaherramientas es el mismo sistema de aspiración es susceptible de aplicarse tanto a portaherramientas fijos como a los dotados de elemento
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retráctil. En estos últimos presenta Ia gran ventaja sobre los sistemas convencionales conocidos de que, al estar Ia boquilla de aspiración solidaria con el elemento retráctil frontal del portaherramientas, el proceso y Ia precisión de aspiración se adapta perfectamente a las variaciones originadas por el antedicho elemento retráctil.
Asimismo otra ventaja añadida es que, al compartir los mismo elementos de conexión tanto el portaherramientas de tipo fijo, como el de tipo retráctil, pueden coexistir perfectamente los dos tipos dentro del dispositivo de almacenaje de portaherramientas de Ia máquina automática de mecanizado, con Ia consiguiente mejora en Ia flexibilidad y adecuación a los distintos trabajos a realizar.
La realización alternativa del portaherramientas con sistema de aspiración dotada de una pluralidad de columnas-guía presenta Ia importante ventaja añadida de eliminar Ia necesidad de disponer de un bloqueo o tope anti-giro, necesaria en el portaherramientas retráctil de columna-guía única, a Ia par que gracias al guiado propiciado por varias columnas-guía se minimiza el posible cabeceo o error debido a variación del ángulo horizontal durante el movimiento de desplazamiento vertical, contribuyendo a mejorar enormemente Ia precisión de mecanizado de este portaherramientas.
En las realizaciones alternativas con el palpador modificado este palpador constituye el elemento de contacto con Ia superficie a mecanizar, especialmente en el caso de taladrado y avellanado, y presenta Ia enorme ventaja de mantener perfectamente Ia perpendicularidad del portaherramientas tanto en el caso de mecanizado de materiales con superficies rectificadas o muy planas como en el caso de otro tipo de materiales, como por ejemplo Ia fibra de carbono, no rectificables y cuya superficie presenta por naturaleza pequeñas irregularidades, en oposición al palpador rígido y fijo que puede originar
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unas mínimas alteraciones de Ia perpendicularidad de posicionamiento del portaherramientas en el caso de superficies no rectificables.
Para comprender mejor el objeto de Ia presente invención, en los planos anexos se han representado una realización práctica preferencial de un portaherramientas de tipo retráctil, otra realización practica preferencial de un portaherramientas de tipo fijo, ambos con aspiración, y un último ejemplo de realización práctica preferencial de portaherramientas de tipo retráctil, con aspiración, combinando las variantes de pluralidad de columnas-guía y de palpador modificado.
En dichos planos Ia figura - 1 - muestra una vista frontal y superior del portaherramientas de tipo retráctil con aspiración.
La figura -2- muestra una vista lateral del portaherramientas de tipo retráctil con aspiración, con los conjuntos de cabeza micrométrica e interruptores finales de carrera incorporados.
La figura -3- muestra una vista seccionada transversal del portaherramientas de tipo retráctil con aspiración, con una indicación del camino recorrido por Ia corriente de aire para Ia aspiración de residuos- La figura -4- muestra una vista frontal y superior del portaherramientas de tipo fijo con aspiración.
La figura -5- muestra una vista seccionada transversal del portaherramientas de tipo fijo con aspiración, con una indicación del camino recorrido por Ia corriente de aire para Ia aspiración de residuos.
La figura -6- muestra una vista lateral y superior externas del portaherramientas de tipo retráctil, con aspiración, combinando las variantes de pluralidad de columnas-guía y de palpador modificado.
La figura -7- muestra detalle ampliado del palpador del portaherramientas de tipo retráctil, con aspiración, combinando las variantes de pluralidad de columnas-guía y de palpador modificado, con una vista por transparencia del conjunto de rótula axial móvil, con Ia campana de aspiración retirada para facilitar el detalle.
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La figura -8- muestra un ejemplo de Ia posición relativa entre Ia rótula axial y el palpador en contacto con una superficie lisa o rectificada, con Ia campana de aspiración retirada para facilitar el detalle.
La figura -9- muestra un ejemplo de Ia posición relativa entre Ia rótula axial y el palpador en contacto con una superficie con pequeñas irregularidades, con Ia campana de aspiración retirada para facilitar el detalle.
La figura -10- muestra un ejemplo de Ia posición relativa entre Ia rótula axial y el palpador en contacto con una superficie con mayores irregularidades, con Ia campana de aspiración retirada para facilitar el detalle.
La figura -11- muestra una vista lateral seccionada y superior del portaherramientas de tipo retráctil, con aspiración, combinando las variantes de pluralidad de columnas-guía y de palpador modificado, mostrando el conducto de extracción.
La figura -12- muestra una vista lateral e intermedia seccionadas del portaherramientas de tipo retráctil, con aspiración, combinando las variantes de pluralidad de columnas-guía y de palpador modificado, mostrando los conjuntos de cabeza micrométrica utilizados en los detectores de fin de movimiento, con el tubo de aspiración retirado para facilitar el detalle.
La figura -13- muestra una vista inferior del conjunto cilindrico, sin Ia rótula axial, mostrando Ia cavidad de alojamiento, los alojamientos de los ¡manes, el mecanizado plano de tope y las perforaciones complementarias de aireación, con Ia campana de aspiración retirada para facilitar el detalle.
La figura -14- muestra una vista frontal y otra lateral del portaherramientas de tipo retráctil, con aspiración, combinando las variantes de pluralidad de columnas-guía y de palpador modificado, acoplado con el brazo motor de Ia máquina o "spindle", detallando los conjuntos de cabeza micrométrica y micro ruptores detectores de fin de movimiento asociados para el ajuste de profundidad, con el tubo de aspiración conectado con el sistema extractor externo.
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El portaherramientas con sistema de aspiración objeto de Ia presente invención, esta formado básicamente, en su versión retráctil, como puede apreciarse en el plano anexo, por un soporte (1) plano, de grosor apreciable y forma alargada variable, que incorpora de forma solidaria en su parte superior un bulón posicionador (2), el cono de amarre (3), que es el extremo superior del eje rotatorio principal, y Ia salida del conducto de aspiración (4), con posibilidad de movimiento vertical con relación al soporte (1) mediante Ia oportuna holgura en Ia pasante (5) del soporte (1). El cono de amarre puede tener las medidas y formas particulares de cualesquiera de los distintos tipos de cono de amarre que son estándar en el mercado. En estos tres elementos es donde se realizará Ia conexión con el brazo de Ia máquina automática de mecanizado.
El cono de amarre (3) está dotado de movimiento rotatorio de alta precisión y bajo cabeceo con respecto al soporte (1) por medio de los oportunos rodamientos internos (6). En Ia parte interior hueca del extremo inferior del eje principal se aloja el útil de mecanizado (7), sujetándose mediante el tornillo lateral de fijación (8).
Sobre este cono de amarre (3) se encuentra dispuesto de manera concéntrica el conjunto cilindrico (9), dotado de movimiento vertical con respecto al antedicho cono de amarre (3), y que lleva anexo en su parte inferior el soporte de aspiración (10) , también de forma cilindrica hueca que forma en su interior y alrededor del extremo inferior del cono de amarre (3) Ia cámara (11) interna de aspiración. De este soporte de aspiración (10) emerge de forma lateral el conducto de aspiración (4). Este soporte de aspiración (10) dispone asimismo de un tapón (12) para acceder a Ia cámara (11) y al tornillo lateral de fijación (8) del útil de mecanizado (7) y poder proceder fácilmente a su sustitución. En Ia parte inferior del soporte de aspiración (10), y de manera solidaria a él, se encuentra el conjunto (13) formado por Ia campana cónica de aspiración (14) y el palpador interno (15). Este
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conjunto (13) es fácilmente desmontable del soporte de aspiración (10) mediante cualquiera de los sistemas comúnmente conocidos, tales como rosca, bayoneta, etc....
Por último, y también en un lateral del soporte de aspiración, se encuentra una escuadra de sujeción (16) en Ia que se colocan dos micrómetros (17) utilizados en Ia calibración del elemento retráctil. Este elemento retráctil está formado por el conjunto cilindrico (9), y los elementos a él asociados: soporte de aspiración (10), conjunto (13) formado por Ia campana cónica de aspiración (14) y palpador interno (15), escuadra de sujeción (16) y los micrómetros (17) asociados, y también asimismo el conducto de aspiración (4).
Entre el cono de amarre (3) y el conjunto cilindrico (9) se haya dispuesto de forma concéntrica un muelle (37) cilindrico, cuya presión propicia que el conjunto cilindrico (9), y por añadidura todo el elemento retráctil antedicho, se encuentren, en estado de reposo, en Ia posición más separada del soporte (1). Por Ia parte externa del conjunto cilindrico (9) se encuentra situada concéntricamente Ia columna-guía (18), solidaria con el soporte (1). Entre el conjunto cilindrico (9) y Ia columna-guía (18) se han dispuesto los oportunos rodamientos (19) para permitir el suave desplazamiento vertical del elemento retráctil. Obviamente todo el conjunto del portaherramientas dispone de las oportuna canalizaciones internas de engrase para su correcto funcionamiento. La válvula (36) de engrase permite aportar el apropiado material de engrase. Durante el funcionamiento normal de este portaherramientas, primeramente se conecta al brazo de Ia máquina de mecanizado automático por control numérico por medio del cono de amarre (3), a Ia par que simultánea y automáticamente se conecta el conducto de aspiración (4) con el aspirador externo, todo ello correctamente posicionado con ayuda del bulón (2). Este proceso Io realiza el brazo de Ia máquina de mecanizado de manera totalmente automática. Al posicionarse en el punto a mecanizar, el brazo presiona el conjunto del portaherramientas contra Ia superficie a mecanizar,
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produciéndose en primer lugar el acople de Ia campana cónica de aspiración (14) contra Ia superficie del material, cerrando el circuito de extracción de los residuos. Al seguir presionando el útil de mecanizado (7), con el movimiento giratorio a alta velocidad transmitido por el cono de amarre (3) desde el brazo de Ia maquina, llega a Ia superficie y comienza su labor de mecanizado. Al ir profundizando en el material se llega a un punto en que el palpador interno (15), asociado al antedicho elemento retráctil, toca Ia superficie del material, propiciando que, venciendo Ia oposición del muelle (37), todo el conjunto del elemento retráctil retroceda hasta el punto en que los micrómetros (17) a él asociados activen unos interruptores de fin de carrera (21) solidarios con el brazo (20) de Ia máquina de mecanizado, produciendo Ia detención de Ia operación de mecanizado. El correcto ajuste previo de los micrómetros (17) permite que Ia operación de mecanizado se ajuste fielmente a Ia profundidad programada en Ia máquina de mecanizado, con independencia de las posibles tolerancias en Ia superficie del material. El uso de dos micrómetros (17) permite dotar al sistema de una redundancia de seguridad.
El portaherramientas con sistema de aspiración objeto de Ia presente invención, también puede realizarse, en una versión más simplificada, como versión fija sin elemento retráctil. En este caso, como puede apreciarse en el plano anexo, está formado básicamente por un soporte (22) plano, de grosor apreciable y forma alargada variable, que incorpora de forma solidaria en su parte superior un bulón posicionador (23), el cono de amarre (24), que es el extremo superior del eje rotatorio principal, y Ia salida del tubo de aspiración (25. El cono de amarre puede asimismo tener las medidas y formas particulares de cualesquiera de los distintos tipos de cono de amarre que son estándar en el mercado. En estos tres elementos es donde se realizará Ia conexión con el brazo de Ia máquina automática de mecanizado.
El cono de amarre (24) está dotado de movimiento rotatorio de alta precisión y bajo cabeceo con respecto al soporte (22) por medio
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de los oportunos rodamientos internos (26) colocados entre el cono de amarre (24) y el conjunto cilindrico de cierre (27), solidario al soporte (22). En Ia parte interior hueca del extremo inferior del eje principal se aloja el útil de mecanizado (28), sujetándose mediante el tornillo lateral de fijación (29).
El conjunto cilindrico de cierre (27), lleva anexo en su parte inferior el soporte de aspiración (30), también de forma cilindrica hueca que forma en su interior y alrededor del extremo inferior del cono de amarre (24) Ia cámara (31) interna de aspiración. De este soporte de aspiración (30) emerge de forma lateral el tubo hueco (25) de aspiración. Este soporte de aspiración (30) dispone asimismo de un tapón (32) para acceder a Ia cámara (31) y al tornillo lateral de fijación (29) del útil de mecanizado (28) y poder proceder fácilmente a su sustitución. En Ia parte inferior del soporte de aspiración (30), y de manera solidaria a él, se encuentra el conjunto (33) que incorpora Ia campana cónica de aspiración (34). Este conjunto (33) es fácilmente desmontable del soporte (22) mediante cualquiera de los sistemas comúnmente conocidos, tales como rosca, bayoneta, etc....
Obviamente todo el conjunto del portaherramientas dispone de las oportuna canalizaciones internas de engrase para su correcto funcionamiento. La válvula (35) de engrase permite aportar el apropiado material de engrase.
El funcionamiento de este portaherramientas fijo con aspiración es similar al modelo anterior, excepto en que, al carecer el elemento retráctil, en este caso Ia profundidad de mecanizado es, única y exclusivamente, Ia controlada por Ia máquina de mecanizado.
El portaherramientas con sistema de aspiración objeto de Ia presente invención, también puede realizarse en su versión retráctil, en una variante alternativa de realización consistente en Ia sustitución de Ia columna-guía (18) central y única, solidaria con el soporte (1) y situada concéntricamente entre el cono de amarre (3) y el conjunto cilindrico (9)
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del portaherramientas en su versión retráctil, por una pluralidad de columnas-guía (40) de menor diámetro, preferentemente tres, distribuidas en forma de matriz circular alrededor del cono de amarre (38) y estando dotadas cada de los correspondientes elementos anti- fricción (41), preferentemente en Ia forma de rodamientos, y de los correspondientes muelles internos (42) para propiciar el estado de reposo del conjunto cilindrico (39).
Asimismo está prevista otra variante alternativa de construcción, susceptible de aplicarse a todos los tipos anteriormente descritos de portaherramientas con sistema de aspiración, tanto en su versión fija como en su versión retráctil, con una o con varias columnas- guia, y consiste en una modificación del palpador (43), o elemento terminal inferior del conjunto cilindrico (39), situado dentro de Ia campana cónica de aspiración (44), consistente en Ia utilización de una rótula axial (45) en el palpador (43) que permite Ia adaptación automática a las irregularidades de Ia superficie (46) a mecanizar con Ia consiguiente minimizacíón del error de mecanizado. Esta rótula axial (45) consiste en una pieza adicional metálica con sección de anillo circular, plano en su parte inferior y con Ia parte superior dotada de curvatura convexa. La rótula axial (45) se aloja en una concavidad (47) mecanizada en Ia parte inferior del palpador (43), con radio de curvatura coincidente con el radio de curvatura de Ia parte superior de Ia rótula axial (45), permitiendo de este modo el desplazamiento angular de Ia rótula axial (45) con respecto al palpador (43).
Dentro de esta concavidad (47) de Ia parte inferior del palpador (43) se encuentran alojados una pluralidad de ¡manes (48), preferentemente de forma cilindrica, distribuidos en forma de matriz circular alrededor de Ia perforación cilindrica (49) para el paso de Ia herramienta mecanizadora (50), y que, por medio de atracción magnética mantienen en su posición a Ia rótula axial (45), pero permitiéndole pequeños desplazamientos angulares con respecto al palpador (43). Un rebaje plano (51) en el fondo de Ia concavidad (47)
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permite limitar este desplazamiento angular a un pequeño valor, para impedir un exceso de desplazamiento que impidiera Ia vuelta a su posición original.
El portaherramientas está dotado asimismo, al igual que en otras realizaciones, de varios, preferiblemente dos, conjuntos de cabeza micrométrica (53) y micro-ruptores eléctricos (54) detectores de fin de movimiento asociados para el ajuste de profundidad, estando normalmente relacionados los conjuntos de cabeza micrométrica (53) con el conjunto cilindrico (39), o parte móvil, por medio de unas pletinas de sujeción (57), y estando los micro-ruptores eléctricos (54) instalados en Ia placa fija superior del portaherramientas. Podemos encontrar un ejemplo de estas posiciones relativas en Ia Fig. 14, en Ia que podemos comprobar asimismo como el portaherramientas está acoplado con el brazo motor de Ia máquina o "spindle" (55), y el tubo de aspiración se encuentra conectado con el sistema extractor (56).
Tal y como hemos comentado anteriormente, es asimismo característico de esta realización alternativa de Ia invención un conjunto de perforaciones pasantes (52) perimetrales del palpador (43), circundando exteriormente a Ia rótula axial (45), con Ia doble finalidad de mejorar Ia capacidad de aspiración del portaherramientas y de eliminar Ia posibilidad de que se produzca un efecto de vacío en el interior de Ia cámara de aspiración que absorbiera dicha campana, distorsionando el contacto con Ia pieza.
La campana cónica de aspiración (14,34), característica de esta invención, admite varias realizaciones, aplicables tanto para el modelo del portaherramientas fijo como del retráctil en ambas versiones, estando en Ia realización preferente formada de un cepillo con forma tronco-cónica, constituido por una o varias hileras de fibras individuales flexibles de sección preferentemente cilindrica. En una realización alternativa, Ia campana cónica de aspiración (14,34) está formada por una pieza tronco-cónica rígida o semi-rígida, pudiendo estar dotada de una pluralidad de perforaciones complementarias para Ia entrada de aire.
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Se omite voluntariamente hacer una descripción detallada del resto de particularidades del sistema que se presenta o de los elementos componentes que Io integran, pues estimamos por nuestra parte que el resto de dichas particularidades no son objeto de reivindicación alguna.
Una vez descrita suficientemente Ia naturaleza del presente invento, así como varias formas de llevarlo a Ia práctica, solo nos queda por añadir que su descripción no es limitativa, pudiéndose efectuar algunas variaciones, tanto en materiales como en formas o tamaños, siempre y cuando dichas variaciones no alteren Ia esencialidad de las características que se reivindican a continuación.
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