ITMO20070196A1

ITMO20070196A1 - Centro di lavoro

Info

Publication number: ITMO20070196A1
Application number: IT000196A
Authority: IT
Inventors: Giancarlo Grassi
Original assignee: Scm Group Spa
Priority date: 2007-06-12
Filing date: 2007-06-12
Publication date: 2008-12-13
Also published as: DE102008029074A1; DE102008029074B4

Description

Descrizione di invenzione industriale

Centro di lavoro

L'invenzione concerne un centro di lavoro per lavorare pezzi in legno o materiale assimilabile.

In particolare, l'invenzione si riferisce ad un centro di lavoro a controllo numerico utilizzabile nell'industria della lavorazione del legno per realizzare fresature a controllo numerico.

Le fresature a controllo numerico comprendono lavorazioni di fresatura verticale superiore, quali ad esempio fresature dal pieno, fresature di bordi, o fresature per realizzare un motivo decorativo su pezzi destinati all'industria dei mobili di arredo o dell'oggettistica, e lavorazioni di foratura.

Sono noti centri di lavoro comprendenti un basamento, per supportare un piano di lavoro estendentesi parallelamente ad un primo asse, o asse X, e mezzi di bloccaggio, ad esempio a ventosa, per bloccare i pezzi da lavorare sul piano di lavoro.

Sul basamento è scorrevole, parallelamente all'asse X, un elemento a montante, estendentesi parallelamente ad un secondo asse, o asse Z, perpendicolare all'asse X.

L'elemento a montante è parte di una struttura a portale, ad esempio a forma di L rovesciata, e supporta un elemento a traversa operativamente posizionato al di sopra del, ed affacciato al, piano di lavoro.

L'elemento a traversa si estende parallelamente ad un terzo asse, o asse Y, perpendicolare all'asse X e all'asse Z, l'asse X, l'asse Y e l'asse Z definendo una terna di assi tra loro ortogonali.

L'elemento a traversa comprende prime guide estendentisi parallelamente all'asse Y e supportanti scorrevolmente un primo elemento a carro.

Il primo elemento a carro è provvisto di seconde guide estendentisi parallelamente all'asse Z e supportanti scorrevolmente un secondo elemento a carro.

Il secondo elemento a carro supporta un gruppo operatore provvisto di un elettromandrino per azionare in rotazione utensili a fresare o a forare per lavorare i suddetti pezzi.

In tal modo, nell'uso, il gruppo operatore, e con esso 1'elettromandrino, è movimentabile parallelamente all'asse X tramite l'elemento a montante, parallelamente all'asse Z tramite il secondo elemento a carro, e parallelamente all'asse Y tramite il primo elemento a carro.

In altre parole, tale gruppo operatore è un gruppo operatore a tre assi controllati.

I centri di lavoro noti comprendono inoltre un magazzino porta-utensili provvisto di un supporto per supportare una pluralità di utensili utilizzabili dal gruppo operatore.

II magazzino porta-utensili è provvisto di un dispositivo di cambio-utensile, per trasferire gli utensili rispettivamente dal/al supporto al/dal gruppo operatore.

In una versione nota di tali centri di lavoro, in particolare nel caso di magazzino porta-utensili supportante un numero limitato di utensili, il magazzino porta-utensili è collegato al, e movimentato dal, gruppo operatore lungo l'elemento a traversa.

Un difetto di tale versione è che al gruppo operatore non sono consentite rapide accelerazioni lungo l'elemento a traversa, il che riduce la produttività dei centri di lavoro.

Ciò è dovuto, in particolare, alla notevole massa del magazzino porta-utensili e degli utensili da esso supportati, tale massa dovendo essere movimentata dal gruppo operatore lungo l'elemento a traversa.

Un ulteriore difetto della summenzionata versione consiste nel ridotto numero di utensili disponibili nel magazzino porta-utensili.

In un'altra versione nota di tali centri di lavoro, in particolare nel caso di magazzino porta-utensili supportante un numero ragguardevole di utensili, il magazzino porta-utensili è fissato ad una estremità dell'elemento a traversa.

In tale versione, ad ogni cambio utensile, il gruppo operatore è movimentato dapprima in avvicinamento al magazzino porta-utensili in una posizione di cambioutensile nella quale il magazzino porta-utensili realizza il cambio utensile richiesto, e successivamente in allontanamento dal magazzino porta-utensili in una posizione di lavoro, al di sopra del piano di lavoro, nella quale il gruppo operatore esegue le lavorazioni richieste.

Un difetto di tale versione è che le operazioni di cambio utensile sono particolarmente lente, il che riduce la produttività dei centri di lavoro.

Uno scopo dell'invenzione è migliorare i centri di lavoro, in particolare a controllo numerico, per lavorare pezzi in legno o materiale assimilabile.

Uno scopo ulteriore è fornire centri di lavoro aventi una produttività maggiore rispetto alla produttività dei centri di lavoro noti.

Secondo l'invenzione è previsto un centro di lavoro comprendente un gruppo operatore per lavorare pezzi in legno o materiali assimilabili, un magazzino porta-utensili per supportare una pluralità di utensili utilizzabili da detto gruppo operatore, mezzi di trasferimento per trasferire detti utensili tra detto magazzino porta-utensili e detto gruppo operatore, caratterizzato dal fatto che sono previsti mezzi a guida per supportare scorrevolmente detto gruppo operatore e detti mezzi di trasferimento in avvicinamento a, ed in allontanamento da, detto magazzino porta-utensili e dal fatto che detto gruppo operatore è un gruppo operatore a cinque assi controllati .

Grazie a questo aspetto dell'invenzione, è possibile incrementare la produttività di detto centro di lavoro rispetto ai centri di lavoro noti.

Infatti, detto gruppo operatore è scollegato da detto magazzino porta-utensili, e può conseguentemente essere movimentato lungo detti mezzi a guida con rapide accelerazioni.

Inoltre, detti mezzi di trasferimento, mobili lungo detti mezzi a guida e facenti la spola tra detto magazzino porta-utensili e detto gruppo operatore, consentono di ridurre, rispetto ai centri di lavoro noti, il tempo necessario per il cambio utensile.

Infatti, nell'uso, poco prima che un primo utensile di detto gruppo operatore abbia terminato una prima lavorazione su un pezzo in lavorazione, detti mezzi di trasferimento, dopo aver prelevato un secondo utensile, disposto per eseguire una seconda lavorazione su detto pezzo, da detto magazzino portautensili, vengono posizionati in prossimità di detto gruppo operatore.

In tal modo, appena terminata detta prima lavorazione, detti mezzi di trasferimento prelevano detto primo utensile da detto gruppo operatore e cedono a quest'ultimo detto secondo utensile.

Ancora successivamente, mentre detto secondo utensile realizza detta seconda lavorazione, detti mezzi di trasferimento vengono avvicinati a detto magazzino porta-utensili, rispettivamente per cedere detto primo utensile a, e per prelevare un terzo utensile da, quest'ultimo.

Successivamente, poco prima che detto secondo utensile abbia terminato detta seconda lavorazione, detti mezzi di trasferimento si avvicinano a detto gruppo operatore per sostituire detto secondo utensile con detto terzo utensile, nel modo sopradescritto .

Ancora, poiché detti mezzi a guida comprendono un elemento a guida comune a detti mezzi di trasferimento e a detto gruppo operatore è possibile ridurre i costi di produzione di detto centro di lavoro.

Infine, detto gruppo operatore a cinque assi controllati, ad esempio comprendenti tre assi di traslazione e due assi di rotazione, consente di incrementare la flessibilità di detto centro di lavoro, permettendo ad un mandrino ad esso associato di essere movimentato nello spazio lungo una desiderata traiettoria di lavoro.

L'invenzione potrà essere meglio compresa ed attuata con riferimento agli allegati disegni che ne illustrano una forma esemplificativa e non limitativa di attuazione, in cui: Figura 1 è una vista assonometrica schematica di un centro di lavoro;

Figura 2 è una porzione ingrandita di Figura 1.

Con riferimento alle Figure 1 e 2 è mostrato un centro di lavoro 1 a controllo numerico utilizzabile nell'industria della lavorazione del legno per realizzare fresature a controllo numerico su un pezzo 2 da lavorare, in legno o materiali assimilabili.

In particolare, tali fresature a controllo numerico comprendono lavorazioni di fresatura verticale superiore, quali ad esempio fresature dal pieno, fresature di bordi, fresature per realizzare un motivo decorativo su pezzi 2 destinati all'industria dei mobili di arredo o dell'oggettistica, e lavorazioni di foratura.

Il centro di lavoro 1 comprende un basamento 3, per supportare un piano di lavoro 4 estendentesi sostanzialmente parallelamente ad un primo asse X e sul quale è bloccabile, tramite mezzi di bloccaggio non raffigurati, il pezzo 2.

Sul basamento 3 è scorrevolmente supportato, sostanzialmente parallelamente al primo asse X, un elemento a montante 5, estendentesi sostanzialmente parallelamente ad un secondo asse Z sostanzialmente perpendicolare al primo asse X.

L'elemento a montante 5 è parte di una struttura a portale 6, ad esempio a forma di L rovesciata, e supporta un elemento a traversa 7 operativamente posizionato al di sopra del, ed affacciato al, piano di lavoro 4.

In una versione dell'invenzione, non raffigurata, la struttura a portale 6 ha forma ad U rovesciata, ossia è una struttura a portale chiusa.

L'elemento a traversa 7 si estende sostanzialmente parallelamente ad un terzo asse Y, sostanzialmente perpendicolare al primo asse X ed al secondo asse Z, il primo asse X, il secondo asse Z ed il terzo asse Y definendo una terna di assi tra loro ortogonali.

L'elemento a traversa 7 comprende una parete 8 supportante, o sulla quale sono ricavate, una prima guida 9 ed una seconda guida 10.

La prima guida 9 e la seconda guida 10, mutuamente sostanzialmente parallele, si estendono sostanzialmente parallelamente al terzo asse Y, la prima guida 9 essendo operativamente posizionata al di sopra della seconda guida 10.

La prima guida 9 e la seconda guida 10, inoltre, supportano scorrevolmente un carro 11.

Il carro 11 è provvisto di elementi a guida, non raffigurati, estendentisi sostanzialmente parallelamente al secondo asse Z e supportanti scorrevolmente un telaio 12 di un gruppo operatore 13, o testa operatrice antropomorfa.

Il gruppo operatore 13 è provvisto di una pluralità di assi controllati, nella fattispecie cinque, che gli permettono di movimentare nello spazio, lungo una desiderata traiettoria di lavoro, un mandrino 14, ad esempio elettrico.

Il mandrino 14 è disposto per supportare ed azionare in rotazione un primo utensile 21 (Figura 2), a fresare o a forare, di una pluralità di utensili 22. In particolare, il gruppo operatore 13 è movimentabile sostanzialmente parallelamente al primo asse X, al secondo asse Z ed al terzo asse Y ed è ruotabile attorno a due assi di rotazione C e B.

Gli assi di rotazione C e B comprendono un primo asse di rotazione C estendentesi sostanzialmente parallelamente al secondo asse Z, ed un secondo asse di rotazione B estendentesi trasversalmente rispetto al primo asse X, al secondo asse Z ed al terzo asse Y.

Il gruppo operatore 13 comprende inoltre una porzione di supporto 15, affacciantesi, nell'uso, al piano di lavoro 4 e fissata al telaio 12.

La porzione di supporto 15 supporta a rotazione una prima parte ruotabile 16, conformata sostanzialmente a forma di L rovesciata, la quale a sua volta supporta a rotazione una seconda parte ruotabile 17. In particolare, la prima parte ruotabile 16 è disposta per ruotare attorno al primo asse di rotazione C rispetto alla porzione di supporto 15, mentre la seconda parte ruotabile 17 è disposta per ruotare attorno al secondo asse di rotazione B, rispetto alla suddetta prima parte ruotabile 16.

La seconda parte ruotabile 17 comprende una piastra, non raffigurata, provvista di una pluralità di griffe a cui è accoppiato in maniera amovibile, per esempio tramite collegamenti filettati, il mandrino 14, il cui asse di lavoro, in una condizione di riposo, è sostanzialmente parallelo al primo asse X.

In tal modo, l'elemento a montante 5, scorrevole lungo il basamento 3, consente al mandrino 14 di essere movimentato sostanzialmente parallelamente al primo asse X, il carro 11, scorrevole lungo la prima guida 9 e la seconda guida 19, consente al mandrino 14 di essere movimentato sostanzialmente parallelamente al terzo asse Y, il telaio 12, scorrevole lungo gli elemento a guida del carro 11, consente al mandrino 14 di essere movimentato sostanzialmente parallelamente al secondo asse Z.

D'altra parte, la prima parte ruotabile 16 e la seconda parte ruotabile 17 permettono al mandrino 14 rispettivamente di ruotare attorno al primo asse di rotazione C e al secondo asse di rotazione B.

Una opportuna combinazione delle suddette cinque movimentazioni consente al mandrino 14, ossia al relativo primo utensile 21, di posizionarsi in modo tale da poter eseguire la pluralità di lavorazioni desiderate sul pezzo 2.

Il centro di lavoro 1 comprende inoltre un magazzino porta-utensili 19, ad esempio del tipo a disco rotante, disposto per supportare la pluralità di utensili 22 utilizzabili dal gruppo operatore 13.

Il magazzino porta-utensili 19 è fissato ad una estremità 20 dell'elemento a traversa 7, ed è girevole attorno ad un proprio asse ZI, estendentesi sostanzialmente parallelamente al secondo asse Z.

Il centro di lavoro 1 comprende inoltre una navetta 23 disposta per prelevare un secondo utensile, non raffigurato, dal magazzino porta-utensile 19 e cederlo al gruppo operatore 13, e per prelevare il primo utensile 21 dal gruppo operatore 13 e cederlo al magazzino porta-utensili 19.

In altre parole, la navetta 23, nell'uso, fa la spola tra il magazzino porta-utensili 19 ed il gruppo operatore 13 per trasferire gli utensili 22 dal/al magazzino porta-utensili 19 al/dal gruppo operatore La navetta 23 è interposta tra il magazzino portautensili 19 ed il gruppo operatore 13 ed è scorrevolmente supportata dalla prima guida 9.

In una versione dell'invenzione, non raffigurata, la navetta 23 è supportata dalla seconda guida 10.

In una ancora ulteriore versione dell'invenzione, non raffigurata, la navetta 23 è supportata della prima guida 9 e dalla seconda guida 10.

La navetta 23 comprende un elemento di afferraggio 24 ruotabile attorno ad un proprio ulteriore asse Z2 sostanzialmente parallelo al secondo asse Z e provvisto di una prima sede 32 e di una seconda sede 33, mutuamente contrapposte per afferrare ciascuna un utensile 22.

Il centro di lavoro 1 comprende inoltre mezzi di movimentazione 25, illustrati in Figura 2, per movimentare il carro 11 e la navetta 23 lungo l'elemento a traversa 7.

I mezzi di movimentazione 25 comprendono un primo motore 27 associato al carro 11 ed un secondo motore 28 associato alla navetta 23, il primo motore 27 ed il secondo motore 28 azionando in rotazione rispettivamente un primo pignone ed un secondo pignone, non raffigurati.

I mezzi di movimentazione 25 comprendono inoltre una cremagliera 26.

La cremagliera 26 è fissata ad una ulteriore parete 31 dell'elemento a traversa 7, l'ulteriore parete 31 essendo contigua alla parete 8.

La cremagliera 26 si estende sostanzialmente parallelamente al terzo asse Y ed è disposta per ingranare il primo pignone ed il secondo pignone.

In una versione dell'invenzione, non raffigurata, il primo motore 27 ed il secondo motore 28 azionano in rotazione rispettivamente una prima chiocciola ed una seconda chiocciola disposte per impegnarsi elicoidalmente con una vite senza fine, fissa, ed estendentesi sostanzialmente parallelamente al terzo asse Y.

Nell'uso, poco prima che il primo utensile 21 montato sul gruppo operatore 13 abbia terminato le lavorazioni programmate, viene avvicinata la navetta 23, provvista del secondo utensile, al gruppo operatore 13.

In tal modo, appena terminate le suddette lavorazioni, la navetta 23 è pronta per sostituire rapidamente il primo utensile 21 con il secondo utensile.

Per fare ciò, l'elemento di afferraggio 24 è posizionato in modo che la prima sede 32, vuota, si affacci al, e prelevi il, primo utensile 21 dal gruppo operatore 13.

Successivamente, l'elemento di afferraggio 24 ruota di 180° attorno all'ulteriore asse Z2 in modo che la seconda sede 33, supportante il secondo utensile, opportunamente precedentemente prelevato dal magazzino porta-utensili 19, si affacci e trasferisca al gruppo operatore 13 il secondo utensile.

Ancora successivamente, la navetta 23 si allontana dal gruppo operatore 13, il quale può quindi eseguire le lavorazioni richieste con il secondo utensile, e si avvicina al magazzino porta-utensili 19, opportunamente ruotato, per trasferire a, e prelevare da, quest'ultimo, rispettivamente il primo utensile 21 appena utilizzato ed un terzo utensile 34, da utilizzare dopo il secondo utensile.

Si noti come la navetta 23, facente la spola tra il magazzino porta-utensili 19 ed il gruppo operatore 13 consenta di ridurre un tempo di cambio utensile rispetto ai centri di lavoro noti, e conseguentemente di incrementare la produttività del centro di lavoro 1 rispetto ai centri di lavoro noti.

Si noti inoltre come il gruppo operatore 13 sia scollegato dal magazzino porta-utensili 19, e possa conseguentemente essere movimentato lungo l'elemento a traversa 7 con rapide accelerazioni.

Si noti ancora come il gruppo operatore 13 a cinque assi controllati, consenta di incrementare la flessibilità del centro di lavoro 1, permettendo al mandrino 14 di essere movimentato nello spazio lungo una desiderata traiettoria di lavoro.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Centro di lavoro a controllo numerico comprendente un gruppo operatore (13) per lavorare pezzi (2) in legno o materiali assimilabili, un magazzino porta-utensili (19) per supportare una pluralità di utensili (22) utilizzabili da detto gruppo operatore (13), mezzi di trasferimento (23) per trasferire detti utensili (22) tra detto magazzino porta-utensili (19) e detto gruppo operatore (13), caratterizzato dal fatto che sono previsti mezzi a guida (9, 10) per supportare scorrevolmente detto gruppo operatore (13) e detti mezzi di trasferimento (23) in avvicinamento a, ed in allontanamento da, detto magazzino portautensili (19) e dal fatto che detto gruppo operatore è un gruppo operatore (13) a cinque assi controllati (X, Y, Z, B, C).
2. Centro di lavoro secondo la rivendicazione 1, in cui detti assi controllati (X, Y, Z, B, C) comprendono un primo asse (X) sostanzialmente parallelamente al quale è scorrevole una struttura a portale (6) supportante detti mezzi a guida (9, 10).
Centro di lavoro secondo la rivendicazione 2, in cui detti assi controllati (X, Y, Z, B, C) comprendono un secondo asse (Z) estendentesi sostanzialmente perpendicolarmente a detto primo asse (X).
Centro di lavoro secondo la rivendicazione 3, in cui detti assi controllati (X, Y, Z, B, C) comprendono un terzo asse (Y) estendentesi sostanzialmente perpendicolarmente a detto primo asse (X) e a detto secondo asse (Z).
Centro di lavoro secondo la rivendicazione 4, in cui detto primo asse (X), detto secondo asse (Z) e detto terzo asse (Y) formano una terna di assi cartesiani.
Centro di lavoro secondo una delle rivendicazioni da 3 a 5, in cui detti assi controllati (X, Y, Z, B, C) comprendono un primo asse di rotazione (C), estendentesi sostanzialmente parallelamente a detto secondo asse (Z).
Centro di lavoro secondo una delle rivendicazioni da 4 a 6, quando la rivendicazione 6 dipende dalla rivendicazione 4, oppure 5, in cui detti assi controllati (X, Y, Z, B, C) comprendono un secondo asse di rotazione (B), estendentesi trasversalmente a detto primo asse (X), a detto secondo asse (Z) e a detto terzo asse (Y).
8. Centro di lavoro secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi a guida (9, 19) comprendono un elemento a guida (9; 10) comune a detti mezzi di trasferimento (23) e a detto gruppo operatore (13).
9. Centro di lavoro secondo una delle rivendicazioni da 4 a 8, quando la rivendicazione 6 e la rivendicazione 8 dipendono dalla rivendicazione 4, in cui detti mezzi a guida (9, 10) si estendono sostanzialmente parallelamente a detto terzo asse (Y).
10. Centro di lavoro secondo una delle rivendicazioni da 2 a 9, quando la rivendicazione 8 dipende dalla rivendicazione 2, in cui detti mezzi a guida (9, 10) sono fissati ad un elemento a traversa (7) di detta struttura a portale (6).
11. Centro di lavoro secondo la rivendicazione 10, in cui detto magazzino porta-utensili (19) è fissato ad una estremità (20) di detto elemento a traversa (7).
12. Centro di lavoro secondo una delle rivendicazioni precedenti, e comprendente mezzi di movimentazione (25) per movimentare detti mezzi di trasferimento (23) e detto gruppo operatore (13) lungo detti mezzi a guida (9, 10).
13. Centro di lavoro secondo la rivendicazione 12, in cui detti mezzi di movimentazione (25) comprendono una cremagliera (26).
14. Centro di lavoro secondo la rivendicazione 13, quando la rivendicazione 12 dipende dalla rivendicazione 4, in cui detta cremagliera (26) si estende sostanzialmente parallelamente a detto terzo asse (Y).
15. Centro di lavoro secondo la rivendicazione 13, oppure 14, quando la rivendicazione 12 dipende dalla rivendicazione 10, in cui detta cremagliera (26) è supportata da detto elemento a traversa (7).
16. Centro di lavoro secondo una delle rivendicazioni da 13 a 15, in cui detti mezzi di movimentazione (25) comprendono un primo motore (27) associato a detto gruppo operatore (13) e disposto per azionare in rotazione un primo pignone ingranabile con detta cremagliera (26).
17. Centro di lavoro secondo una delle rivendicazioni da 13 a 16, in cui detti mezzi di movimentazione (25) comprendono un secondo motore (28) associato a detti mezzi di trasferimento (23) e disposto per azionare in rotazione un secondo pignone ingranabile con detta cremagliera (26).
18. Centro di lavoro secondo la rivendicazione 12, in cui detti mezzi di movimentazione (25) comprendono una vite senza fine.
19. Centro di lavoro secondo la rivendicazione 18, quando la rivendicazione 12 dipende dalla rivendicazione 4, in cui detta vite senza fine si estende sostanzialmente parallelamente a detto terzo asse (Y).
20. Centro di lavoro secondo 18, oppure 19, quando la rivendicazione 12 dipende dalla rivendicazione 10, in cui detta vite senza fine è supportata da detto elemento a traversa (7).
21. Centro di lavoro secondo una delle rivendicazioni da 18 a 20, in cui detti mezzi di movimentazione (25) comprendono un ulteriore primo motore associato a detto gruppo operatore (13) e disposto per azionare in rotazione un primo elemento a chiocciola impegnabile elicoidalmente con detta vite senza fine.
22. Centro di lavoro secondo una delle rivendicazioni da 18 a 21, in cui detti mezzi di movimentazione (25) comprendono un ulteriore secondo motore associato a detti mezzi di trasferimento (23) e disposto per azionare in rotazione un secondo elemento a chiocciola impegnabile elicoidalmente con detta vite senza fine.
23. Centro di lavoro secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di trasferimento (23) sono interposti tra detto gruppo operatore (13) e detto magazzino portautensili (19).
24. Centro di lavoro secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di trasferimento comprendono una navetta (23).