ITCS950008A1 - Macchina utensile computerizzata con lavorazioni prememorizzate. - Google Patents

Abstract

L'affidabilità e la precisione delle macchine utensili CNC dipende da molti fattori, fra cui la complessità della parte elettronica; e il loro impiego è limitato ad operatori con notevoli conoscenze specialistiche. Le macchine utensili CNC per legno e altri materiali non compatti, inoltre, hanno lo svantaggio di produrre bordi di taglio con piccole sbavature e scheggiature. Il presente trovato consente di migliorare affidabilità e durata, semplifica la parte elettronica, rende possibile l'uso a persone senza alcuna conoscenza specialistica, il tutto con un costo inferiore e minor tempo di montaggio. Consente inoltre lavorazioni su legno e altri materiali teneri con maggiore precisione nonché con una minore o nulla presenza di sbavature e scheggiature. Tali scopi sono raggiunti mediante la movimentazione di due assi in modo "continuo" e un asse in modo "discreto"; l'utilizzo di un apparato di memorizzazione dati contenente un congruo numero di lavorazioni preimpostate grazie alle quali non è necessario avere conoscenze specialistiche per usare la macchina; l'impiego di un getto d'aria ad idonea pressione sull'area di taglio dell'utensile che riduce e/o elimina sbavature e scheggiature.

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale, avente per titolo "MACCHI-NA UTENSILE COMPUTERIZZATA CON LAVORAZIONI PRE MEMORIZ-ZATE" a nome Adolfo Segreti, di nazionalità italiana, residente in Via Mannarino 47,

87027 Paola (Cosenza).

Depositato il al n.

Concesso il al n.

RIASSUNTO ΙΛ

L’affidabilità e la precisione delle macchine utensili CNC dipende da molti fattori,

fra cui la complessità della parte elettronica; e il loro impiego è limitato ad operatori

con notevoli conoscenze specialistiche. Le macchine utensili CNC per legno e altri V materiali non compatti, inoltre, hanno lo svantaggio di produrre bordi di taglio con i piccole sbavature e scheggiature. H presente trovato consente di migliorare affida a bilità e durata, semplifica la parte elettronica, rende possibile l'uso a persone senza *5 alcuna conoscenza specialistica, il tutto con un costo inferiore e minor tempo di

montaggio. Consente inoltre lavorazioni su legno e materiali teneri con maggiore

precisione nonché con una minore o nulla presenza di sbavature e scheggiature. Tali

scopi sono raggiunti mediante la movimentazione di due assi in modo "continuo" e

un asse in modo "discreto"; l'utilizzo di un apparato di memorizzazione dati contenente un congruo numero di lavorazioni preimpostate grazie alle quali non è necessario

avere conoscenze specialistiche per usare la macchina; l'impiego di un getto d'aria

sull'area di taglio dell'utensile che riduce e/o elimina sbavature e scheggiature.

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TESTO DELLA DESCRIZIONE

Le macchine a controllo numerico computerizzato (CNC), costituiscono un felice connubio fra la classica meccanica e la moderna elettronica, consentono di compiere lavorazioni complesse non più manualmente, ma grazie a programmi che gestiscono, controllano e coordinano i movimenti dell'utensile nelle tre dimensioni dello spazio.

Esse sono progettate e costruite, nella loro parte elettronica (comprendente hardware e software), in modo tale da consentire all'utente di fornire tutte le informazioni e istruzioni necessarie al software di gestione degli assi. La loro flessibilità è però fonte di enorme complessità, che si traduce in altissimi costi. I limiti di tali macchine sono: 1) grande complessità dell'elettronica di gestione; 2) grande complessità del software di gestione; 3) Alti costi; 4) necessità di un utente con specifiche competenze oltre che in meccanica anche in informatica o elettronica.

La loro complessità nella parte elettronica è conseguente $f alla circostanza che gli spostamenti dell'utensile (o della base portapezzi) avvengono nelle tre dimensioni dello spazio (i cosiddetti assi X, Y e Z) in maniera "continua". "Continua" significa che gli spostamenti lungo ciascuno di questi assi sono tali che l'utensile (o il pezzo), può fermarsi, cambiare direzione di avanzamento o modificare la velocità di avanzamento, in uno qualsiasi degli infiniti punti situati sulla linea ideale che unisce due punti "A" e "B" nell'area di lavoro della macchina. Per rendere possibile tale funzione, qualsiasi sia il tipo di motore o servomotore impiegato per trasmettere il moto agli assi, tali macchine sono dotate di CPU, schede di potenza, schede logiche, controller e altri apparati elettronici, nonché di software di controllo e gestione che lavorano appunto su tutti e tre gli assi X, Y e Z, in quanto coordinano tre movimentazioni "continue". Questa complessità implica la necessità di apparati elettronici con notevole potenza di calcolo, unità logiche molto sofisticate, presenza di grand numero di componenti elettronici di gestione e controllo, ecc.

Uno degli scopi del presente trovato è ridurre la complessità, con la conseguenza di ridurre i costi della produzione, sia dal lato del numero dei pezzi, sia dal lato del montaggio, sia dal lato della capacità di elaborazione richiesta, sia dal lato della complessità del software. Il risultato è quello di avere una macchina più semplice, quindi più affidabile, maggiormente utilizzabile nel tempo, con minore manutenzione, minori possibilità di rotture e di guasti.

Nel presente trovato gli assi da movimentare in modo "continuo" (cioè senza soluzione di continuità) sono solo due. Possono essere quelli del piano orizzontale (X ed Y), oppure l'asse del piano verticale (asse Z) ed uno dei due assi del piano orizzontale (asse X oppure asse Y). Ciò significa che sui due assi movimentati in modo "continuo" l'utensile potrà muoversi da una posizione "A" ad una posizione "B", potendosi arrestare o cambiare direzione di moto, o modificare la velocità di avanzamento, in uno qualsiasi degli infiniti punti fra "A" e "B", mentre sull'asse movimentato in modo "discreto" l'utensile potrà portarsi, fermarsi e cambiare direzione di moto solo e soltanto in alcuni punti predeterminati "A", "B", "C", "D,ecc. senza avere la possibilità di bloccarsi o cambiare direzione nei punti intermedi. Il terzo asse, dunque, non ha bisogno di un controllo "continuo", ma di un controllo "discreto", che può essere ottenuto mediante semplici comandi inseriti nel programma di gestione.

Grazie a tale innovazione, la CPU è meno potente, le schede logiche e di movimentazione hanno un minor numero di componenti, anche i controller sono in minor numero e meno complessi. In sostanza si ottiene una notevole riduzione della componentistica elettronica. Anche II software di gestione è, di conseguenza, più semplice e quindi più affidabile.

Il presente trovato consente di effettuare intarsi, intagli, forature e fresature su legno o su altri materiali, con profondità fisse e predeterminate. Ovviamente, se uno stesso lavoro impone diverse profondità di lavorazione, la macchina esegue una incisione (con movimenti dell'utensile su due assi) ad una profondità "A" (ad esempio 5 mm), una seconda incisione (con altri movimenti dell'utensile sui due assi) ad una profondità "B" (ad esempio 10 mm), una terza incisione (con altri movimenti dell'utensile sui due assi) ad una profondità "C" (ad esempio 15 mm), e così via. La precisione di lavorazione è identica alle altre macchine CNC, in quanto essa dipende sostanzialmente dal grado di raffinatezza di trasmissione del moto e dalla potenza di tenuta dei motori.

Le attuali macchine utensili CNC, inoltre, sono progettate e costruite per rendere possibile all'operatore di inserire i dati relativi a qualsiasi tipo di lavorazione. Esse dispongono di un software di gestione assi, ma hanno comunque sempre bisogno dell'intervento di uno specialista che inserisca nel programma le informazioni necessarie alla lavorazione da eseguire (quote, velocità, avanzamenti, curve, ecc.). Ciò avviene sia attraverso un video ed una tastiera, sia attraverso il collegamento con un computer esterno nel quale tali dati vanno inseriti. In ogni caso l'utente deve dare a tali macchine, con grande precisione, tutte le dettagliate istruzioni al programma affinché la lavorazione possa essere eseguita. Questa fase di inserimento dei dati nel programma è estremamente delicato e importante, dalla sua precisione dipende il risultato del lavoro. Se una sola delle istruzioni è errata, il risultato finale non sarà quello desiderato. Da ciò la necessità che l'operatore disponga non solo delle necessarie conoscenze di meccanica, proprie ad un operatore di macchine utensili tradizionali, ma anche specifiche conoscenze di informatica ed elettronica, in quanto deve interagire con un sofisticato programma di un computer assai comples

Inoltre questa operazione impone la presenza almeno di una tastiera estesa e di un video, compresi nella macchina, oppure l'utilizzo di un potente computer esterno da collegare ad essa.

Il presente trovato elimina tali apparati quali video, tastiera estesa oppure computer esterno, con minore numero di componenti e dunque minore costi, minori tempi di montaggio, minori possibilità di guasti o rotture. Inoltre, evita tutte le difficoltà di inserimento dei dati, semplifica le operazioni di input, e ciò si traduce in un minor tempo necessario per avviare la macchina.

Il presente trovato dispone, oltre che del software di gestione degli assi, anche di un semplice apparato hardware (floppy disk, hard disk, Eprom, CD o altro) nel quale è memorizzato dal costruttore un congruo numero di lavorazioni diverse. Ognuna è identificata da una specifica sigla, e contiene tutte le informazioni dei tracciati degli assi movimentati, quali quote, direzioni, velocità, accelerazione, curve, ecc.. Un apposito programma consente di inviare tali dati alla scheda logica di movimentazione assi e al software di gestione e controllo assi, nonché di modificare le originarie dimensioni del disegno memorizzato, in modo che esso rimanga invariato e/o che venga modificato nelle proporzioni.

Nel presente trovato, dunque, rinserimento delle informazioni si limita all'input della sigla del disegno e delle dimensioni dei tracciati da far eseguire. Non vi è bisogno di video, né di tastiera estesa, né di computer esterno, ma di un semplice tastierino numerico e di un piccolo display, con ulteriore riduzione di componenti particolarmente costosi e quindi diminuzione dei costi e aumento di affidabilità. Grazie a ciò la macchina non abbisogna di un operatore specializzato, né di specifiche conoscenze di informatica o elettronica.

Il presente trovato, infine, risolve un grave inconveniente di tutte le macchine tomatiche o no, di fre satura del legno e di altri materiali teneri. In tali materiali, quando il tagliente dell'utensile si sposta incontrando la fibra in senso trasversale, provoca piccole sbavature e scheggiature. Tale fenomeno è provocato essenzialmente dall'impatto del tagliente della fresa in senso traversale alla fibra, che tende a sollevarla. T ali inconvenienti hanno finora reso impossibile utilizzare utensili anche ad alta velocità per lavori particolarmente delicati e fini.

Il presente trovato consente di ridurre fortemente, ed in caso di materiali più compatti addirittura abolire tali inconvenienti. Esso dispone parallelamente all'asse dell'utensile, posto in posizione anteriore rispetto alla direzione di avanzamento e lievemente angolato, di una sottile ed idonea tubazione collegata ad un piccolo compressore d'aria. Dalla estremità inferiore di tale tubazione a pochi centimetri di distanza dall’utensile, fuoriesce un getto d'aria compressa ad idonea pressione che colpisce il materiale esattamente nell'area (di qualche millimetro quadrato) in cui il tagliente dell'utensile colpisce il materiale in lavorazione.

U getto d'aria, colpendo la fibra con sufficiente forza nel punto del taglio produce il positivo beneficio di esercitare dall'alto quella sufficiente pressione sulla fibra che ne impedisce il sollevamento. Ciò riduce fortemente, e in taluni casi elimina, le piccole scheggiature.

Tale tubazione è fissata solidalmente all'asse dell'utensile, in modo tale che essa si sposta insieme all'utensile stesso, rimanendo invariata la distanza fra essa e l'utensile.

L'aria in pressione proviene da un compressore che può essere fornito insieme alla macchina oppure può giungere da un compressore già nella disponibilità dell’utente.

La macchina, infine, ha intorno all'utensile un idoneo apparato che raccoglie polvere e trucioli, collegato ad un impianto di aspirazione, il quale fornisce adeguata protezione nei confronti dell'utente.

Per quanto riguarda la parte meccanica, il presente trovato utilizza le conoscenze della tecnica già note, potendo usare per la creazione del moto, motori passo-passo o brushless, o altro tipo; per la trasmissione del moto, viti a ricircolo di sfere, carrelli o pulegge o altri meccanismi idonei; e per la guida dei carrelli assi con boccole, guide magnetiche, ecc.

La macchina, è dotata di tutte le apparecchiature e sistemi di controllo della sicurezza, nel pieno rispetto delle norme vigenti, e prevede, come in altre simili apparecchiature, la piena intercambiabilità dell'utensile.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1) Macchina utensile computerizzata con lavorazioni prememorizzate caratterizzata dal fatto che la macchina oltre aH'hardware e al software di gestione e/o controllo degli assi, dispone di un idoneo dispositivo di conservazione di dati quale hard disk, floppy disk, Eprom, CD o altro idoneo allo scopo, nel quale è inserito dal fabbricante un congruo numero di lavorazioni che la macchina può eseguire automaticamente, bastando all'utente inserire la sigla dell'operazione prescelta fra quelle già memorizzate, e le proporzioni del disegno che intende far eseguire, con ognuna delle lavorazioni memorizzate contenente tutte le informazioni e i dati necessari per la movimentazione dell'utensile e/o della base portapezzi; avvenendo la creazione del moto mediante motori passo passo o servomotori o altri apparati idonei, la trasmissione del moto mediante viti, pulegge o altro, ed il moto dell'utensile e/o della base portapezzi mediante slitte o guide dei carrelli su assi, guide magnetiche o altri apparati idonei; 2) Macchina utensile computerizzata con lavorazioni prememorizzate come al punto precedente, caratterizzata dal fatto che due assi delle tre dimensioni dello spazio sono movimentati in modo "continuo", mentre il terzo asse è movimentato in modo "discreto"; ciò avviene mediante scheda logica di movimentazione di soli due assi, e programma di controllo e gestione di tali assi nonché dei punti "discreti" e predeterminati in cui si posiziona l'utensile sul terzo asse; 3) Macchina utensile computerizzata con o senza lavorazioni prememorizzate come al punto 1) , e con o senza movimentazione "discreta" di un asse come al punto 2), caratterizzata dal fatto che è dotata di idonea tubazione, fissata solidalmente all'asse dell'utensile e che con esso si sposta, la quale tubazione termina a pochi cen trimetri di distanza dall'utensile e provoca nel punto in cui lo stesso incontra il materiale da lavorare, un sottile getto di aria compressa ad idonea pressione, per ridurre e/o abolire le sbavature e le scheggiature sui bordi del taglio, potendo lo stesso getto d'aria essere generato da compressore presente nella macchina ovvero da compressore esterno.