ITTO20090538A1

ITTO20090538A1 - Tornio a controllo numerico con dispositivo di carico/scarico automatico dei pezzi e con dispositivo di cambio utensile automatico

Info

Publication number: ITTO20090538A1
Application number: IT000538A
Authority: IT
Inventors: Fausto Marinello; Federico Marinello
Original assignee: Famar S R L
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2011-01-18
Also published as: IT1400848B1; EP2277658B1; EP2277658A1

Description

"Tornio a controllo numerico con dispositivo di carico/scarico automatico dei pezzi e con dispositivo di cambio utensile automatico"

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un tornio a controllo numerico, particolarmente ma non necessariamente un tornio verticale a mandrino capovolto, munito di un dispositivo di carico/scarico automatico dei pezzi nonchÃ© di un dispositivo di cambio utensile automatico predisposto per eseguire in modo automatico, cioÃ ̈ senza bisogno dell'intervento di un operatore, tutte le operazioni di cambio utensile che si rendono necessarie durante il funzionamento del tornio, sia durante l'esecuzione di un dato ciclo di lavoro su un lotto di pezzi per sostituire gli utensili usurati con utensili nuovi, sia nel passaggio a un nuovo ciclo di lavoro per sostituire in tutto o in parte gli utensili utilizzati per il precedente ciclo di lavoro con quelli necessari per il nuovo ciclo di lavoro.

Torni a controllo numerico con dispositivo di carico/scarico automatico dei pezzi, quali in particolare torni verticali a mandrino capovolto, sono oggigiorno diffusamente utilizzati in quanto presentano il grande vantaggio di avere un mandrino portapezzo capace di eseguire sia i movimenti del pezzo durante la lavorazione (corsa di taglio e corsa di avanzamento) sia le operazioni di carico e scarico dei pezzi, senza bisogno di prevedere appositi organi di presa e movimentazione dei pezzi, quali ad esempi bracci manipolatori. Il mandrino portapezzo Ã ̈ infatti generalmente montato su un carro a croce capace di traslare lungo almeno due direzioni perpendicolari, in particolare una direzione verticale e una direzione orizzontale (piÃ¹ eventualmente un'ulteriore direzione orizzontale perpendicolare all'altra direzione orizzontale), il mandrino portapezzo essendo comandato in modo da spostarsi fra una zona di lavoro, in cui il mandrino portapezzo coopera con una torretta portautensile per eseguire il ciclo di lavoro previsto, e una zona di carico/scarico, in cui il mandrino portapezzo Ã ̈ in grado di scaricare il pezzo appena lavorato e di caricare un nuovo pezzo da lavorare. Nella definizione di zona di carico/scarico Ã ̈ da considerare, nell'ambito della presente invenzione, una qualsiasi zona del tornio lontana dalla zona di lavoro, in cui avvengono non solo le operazioni di carico/scarico dei pezzi, ma anche tutte quelle operazioni accessorie che possono rendersi necessarie durante il ciclo di lavoro o fra un ciclo di lavoro e il successivo, quali ad esempio operazioni di misura del pezzo, di pulizia del pezzo ecc.

Attualmente l'operazione di cambio utensile, sia essa dovuta all'usura dell'utensile impiegato o alla sua sostituzione con un utensile di tipo diverso, richiede un'interruzione della lavorazione che puÃ² essere di maggiore o minore durata ma che in ogni caso si traduce in un aumento della durata complessiva del ciclo di lavoro e/o in un aumento del tempo di fermo macchina, e dunque in una diminuzione della produttivitÃ del tornio. Il tempo perso dovuto all'interruzione della lavorazione per effettuare le operazioni di cambio utensile varia di norma fra il 5% e il 20% dell'intera vita di un tornio e dunque incide in modo tutt'altro che trascurabile sulla redditivitÃ o efficienza della macchina.

Scopo della presente invenzione Ã ̈ dunque fornire un tornio a controllo numerico con dispositivo di carico/scarico automatico dei pezzi e con dispositivo di cambio utensile automatico che sia in grado di eseguire in modo automatico le operazioni di cambio utensile senza richiedere interruzioni della lavorazione appositamente dedicate alla sostituzione degli utensili, dunque senza che le operazioni di cambio utensili comportino una perdita di redditivitÃ o efficienza del tornio.

Questo e altri scopi sono raggiunti secondo un primo aspetto della presente invenzione grazie a un tornio a controllo numerico avente le caratteristiche definite nell'annessa rivendicazione indipendente 1 e secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione grazie a un metodo di funzionamento di un tornio a controllo numerico comprendente i passi definiti nell'annessa rivendicazione indipendente 7.

Forme di realizzazione vantaggiose della presente invenzione sono definite nelle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto Ã ̈ da intendersi come parte integrale e integrante della descrizione che segue.

In sintesi, l'invenzione si basa sull'idea di realizzare un tornio a controllo numerico provvisto di un dispositivo di carico/scarico automatico dei pezzi e di un dispositivo di cambio utensile automatico associato alla torretta portautensili, in cui il dispositivo di cambio utensile automatico Ã ̈ predisposto per eseguire le operazioni di cambio utensile nell'intervallo di tempo in cui il mandrino portapezzo viene allontanato dalla zona di lavoro per l'esecuzione dell'operazione di carico/scarico dei pezzi o di una qualsiasi operazione accessoria, quale ad esempio la misura o la pulizia di un pezzo. Ogniqualvolta viene concluso il ciclo di lavoro su un dato pezzo, nell'intervallo di tempo in cui il mandrino portapezzo viene allontanato dalla zona di lavoro, portandosi ad esempio nella zona di carico/scarico, e quindi riportato nella zona di lavoro, il dispositivo di cambio utensile provvede, se necessario, alla sostituzione di ogni utensile che necessita di sostituzione con un nuovo utensile o perchÃ© usurato o perchÃ© il tornio deve eseguire un nuovo ciclo di lavoro che richiede uno o piÃ¹ utensili diversi. In questo modo, le operazioni di cambio utensile vengono eseguite sfruttando i necessari intervalli di tempo in cui la lavorazione viene interrotta per scaricare il pezzo appena lavorato e caricare un nuovo pezzo o per eseguire operazioni accessorie sul pezzo appena lavorato, quali ad esempio operazioni di misura e di pulizia, e dunque non costituiscono piÃ¹ un tempo morto che si ripercuote negativamente sulla durata complessiva del ciclo di lavoro e in ultima analisi sulla redditivitÃ o efficienza del tornio. Il tornio Ã ̈ dunque in grado di operare senza interruzioni aggiuntive della lavorazione dovute alla sostituzione degli utensili.

Preferibilmente, l'unitÃ di controllo elettronica programmabile che gestisce il funzionamento del tornio Ã ̈ predisposta per conteggiare il tempo (o il numero di cicli) di utilizzo di ciascuno degli utensili montati sulla torretta portautensili e per comandare, ogniqualvolta uno o piÃ¹ degli utensili ha raggiunto un dato tempo di utilizzo (o numero di cicli) limite, la sostituzione di tale utensile (o di tali utensili), sostituzione che, come detto in precedenza, viene effettuata in modo automatico durante l'operazione di carico e scarico dei pezzi o durante una qualsiasi operazione accessoria sui pezzi. A tale proposito, proprio il fatto di utilizzare i tempi morti della lavorazione (operazioni di carico e scarico dei pezzi e operazioni accessorie, quali la misura e la pulizia dei pezzi) per eseguire i cambi utensile permette di sfruttare appieno la vita utile degli utensili. Mentre infatti attualmente gli utensili vengono sostituiti a gruppi per fare sÃ¬ che i tempi morti necessari per l'esecuzione delle operazioni di cambio utensile siano quanto piÃ¹ possibile ridotti, con la conseguenza che alcuni utensili vengono inevitabilmente sostituiti prima di quando sia a rigore necessario, in un tornio secondo l'invenzione gli utensili possono essere sostituiti indipendentemente l'uno dall'altro. Non Ã ̈ dunque piÃ¹ necessario anticipare la sostituzione di uno o piÃ¹ utensili per eseguirla contemporaneamente a quella degli altri utensili, ma la sostituzione di ciascuno degli utensili puÃ² essere ritardata sino a quando il tempo di utilizzo dell'utensile considerato ha raggiunto un dato valore prestabilito. CiÃ² contribuisce in misura ulteriore a rendere economicamente piÃ¹ redditizio l'utilizzo di un tornio secondo l'invenzione rispetto ai torni attuali.

Altro aspetto vantaggioso dell'invenzione Ã ̈ rappresentato dall'utilizzo di una torretta portautensili del tipo a tamburo rotante munita di un sistema di sbloccaggio automatico degli utensili, siano essi stazionari o rotanti.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno chiaramente dalla descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, in cui:

le figure 1, 2 e 3 sono rispettivamente una vista in elevazione laterale, una vista in elevazione frontale e una vista in pianta di un tornio a controllo numerico con dispositivo di carico/scarico automatico dei pezzi e con dispositivo di cambio utensile automatico secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione;

la figura 4 Ã ̈ una vista prospettica, parzialmente in esploso, di una torretta portautensili vantaggiosamente utilizzabile in un tornio a controllo numerico secondo la presente invenzione;

la figura 5 Ã ̈ una vista della torretta della figura 4 sezionata secondo un piano perpendicolare all'asse di rotazione del corpo portautensili rotante della torretta;

la figura 6 Ã ̈ una vista della torretta della figura 4 sezionata secondo un piano verticale passante per l'asse di rotazione del corpo portautensili rotante della torretta; e

la figura 7 Ã ̈ una vista della torretta della figura 1 sezionata secondo un piano orizzontale passante per l'asse di rotazione del corpo portautensili rotante della torretta.

Con riferimento inizialmente alle figure dalla 1 alla 3, con 10 Ã ̈ complessivamente indicato un tornio a controllo numerico comprendente fondamentalmente un basamento 12, un dispositivo di carico/scarico automatico dei pezzi 14, un dispositivo di cambio utensile automatico 16 e una torretta portautensili rotante 100 e.

Nell'esempio illustrato, il tornio 10 Ã ̈ un tornio verticale, in cui il dispositivo di carico/scarico automatico dei pezzi 14 comprende un mandrino portapezzo 20 girevole intorno a un asse verticale (indicato con Z nelle figure 1 e 2) ed estendentesi dall'alto verso la zona di lavoro, cioÃ ̈ verso la torretta portautensili rotante 100. Il dispositivo di carico/scarico automatico dei pezzi 14 comprende inoltre un carro a croce 22 portato dal basamento 12 in modo da potere traslare sia in direzione verticale (asse Z) sia in direzione orizzontale (indicata con X nella figura 1). Il mandrino portapezzo 20 Ã ̈ dunque in grado sia di compiere i movimenti di taglio e di avanzamento necessari per eseguire le operazioni di tornitura su un pezzo P da lavorare, sia di spostare un pezzo P lavorato dalla zona di lavoro (posizione raffigurata in linea continua nelle figure 1, 2 e 3) alla zona posizione di carico/scarico (posizione raffigurata in linea tratteggiata nelle figure 1 e 3) e il successivo pezzo da lavorare dalla zona di carico/scarico alla zona di lavoro.

Come ben si comprenderÃ alla luce della descrizione che segue, anche se l'invenzione Ã ̈ qui descritta e illustrata con riferimento a un tornio verticale, essa Ã ̈ chiaramente applicabile anche a un tornio orizzontale, purchÃ© del tipo munito di dispositivo di carico/scarico automatico dei pezzi, cioÃ ̈ del tipo munito di un mandrino portapezzo capace di prelevare un pezzo da lavorare e portarlo nella zona di lavoro, come pure di portare un pezzo lavorato dalla zona di lavoro alla zona di carico/scarico per deporlo ad esempio su un nastro trasportatore.

Le caratteristiche costruttive del mandrino portapezzo 20 (relative ad esempio al dispositivo di presa e all'associata unitÃ di azionamento a rotazione) come pure del carro a croce 22 su cui Ã ̈ montato il mandrino portapezzo 20 sono di tipo per sÃ© noto e non verranno quindi illustrate in dettaglio nella presente descrizione.

Con riferimento ora in particolare alle figure dalla 4 alla 7, la torretta portautensili rotante 100 comprende fondamentalmente un corpo di supporto stazionario 102 montato a bordo del tornio e un corpo portautensili rotante 104 supportato a rotazione dal corpo di supporto stazionario 102 intorno a un primo asse di rotazione fisso R1 (che nell'esempio illustrato Ã ̈ un asse orizzontale parallelo all'asse orizzontale X lungo cui trasla il mandrino portapezzo 20, ma che potrebbe anche essere un asse verticale) e presentante una pluralitÃ di sedi radiali 106 (che potrebbero perÃ² essere in alternativa sedi assiali, cioÃ ̈ sedi orientate con il proprio asse parallelo al primo asse di rotazione R1), ciascuna delle quali accoglie una rispettiva cartuccia portautensile 108 recante un utensile fisso 110 o un utensile rotante 112 (gli utensili rotanti essendo utilizzabili qualora debbano essere eseguite operazioni aggiuntive rispetto a quelle di tornitura). Anche se nell'esempio illustrato la torretta 100 presenta otto sedi radiali 106, il numero di sedi radiali puÃ² naturalmente variare a seconda delle specifiche esigenze dell'utilizzatore finale del tornio.

La rotazione del corpo portautensili rotante 104 intorno al primo asse di rotazione R1 Ã ̈ comandata da un primo motore 114 (che puÃ² essere un motore elettrico o un motore idraulico), montato sul corpo stazionario 102, tramite un meccanismo divisore a tre anelli dentati coassiali che verrÃ ora descritto in dettaglio. Il meccanismo divisore comprende un primo anello dentato stazionario 116 di asse coincidente con il primo asse di rotazione R1, il quale anello Ã ̈ fissato a un primo elemento radialmente esterno 116 del corpo stazionario 102 ed Ã ̈ munito di una prima dentatura frontale 120, un secondo anello dentato rotante 122, che Ã ̈ disposto intorno al primo anello 116 coassialmente ad esso ed Ã ̈ munito di una seconda dentatura frontale 124 complanare con la prima dentatura frontale 120, e un terzo anello dentato non girevole 126, che Ã ̈ disposto coassiale con i primi due anelli 116 e 122 ed Ã ̈ munito di una terza dentatura frontale 128 rivolta verso le prime due dentature frontali 120 e 124. Il terzo anello dentato 126 Ã ̈ fissato a un pistone idraulico anulare 130 disposto assialmente scorrevole entro una camera anulare 132 definita fra il primo elemento radialmente esterno 116 del corpo stazionario 102 e un secondo elemento radialmente interno 134 del corpo stazionario 102. Il pistone idraulico 130 Ã ̈ comandato a traslazione nei due versi mediante fluido in pressione, in modo da spostare il terzo anello dentato 126 ad esso fissato fra una prima posizione (mostrata nelle figure 3 e 4), in cui la dentatura frontale 128 del terzo anello dentato 126 ingrana con le dentature frontali 120 e 124 del primo e del secondo anello dentato 116 e 122 bloccando in tal modo il secondo anello dentato 122, e una seconda posizione, in cui la dentatura frontale 128 del terzo anello dentato 126 Ã ̈ disimpegnata dalle dentature frontali 120 e 124 del primo e del secondo anello dentato 116 e 122 e di conseguenza il secondo anello dentato 122 puÃ² essere comandato in rotazione dal motore elettrico 114. Le dentature frontali 120, 124 e 128 dei tre anelli dentati 116, 122 e 126 sono preferibilmente dentature Hirt.

Fra il motore 114 e il secondo anello dentato rotante 122 Ã ̈ interposto un meccanismo riduttore, complessivamente indicato con 134, che comprende una ruota dentata d'ingresso 136 ingranante con un pignone dentato 138 calettato sull'albero d'uscita del motore elettrico 114, e un pignone d'uscita 140 ingranante con una corona dentata 142 prevista sul secondo anello rotante 122. Il corpo portautensili 104 Ã ̈ fissato al secondo anello rotante 122 ed Ã ̈ dunque comandato in rotazione dal motore elettrico 114 tramite il meccanismo riduttore 134, naturalmente quando il pistone idraulico 130 si trova nella seconda posizione sopra definita. Una volta che il corpo portautensili 104 Ã ̈ stato portato dal motore elettrico 114 nella posizione angolare desiderata, il pistone idraulico 130 viene spostato nella prima posizione sopra definita, in modo da bloccare il corpo portautensili 104 nella posizione angolare raggiunta.

La torretta 100 comprende inoltre un'unitÃ di azionamento a rotazione 144 fissata al secondo elemento radialmente interno 134 del corpo stazionario 102 e accolta in una cavitÃ cilindrica 146 del corpo portautensili 104. L'unitÃ di azionamento a rotazione 144 Ã ̈ predisposta per comandare in rotazione un utensile rotante 110 intorno a un secondo asse di rotazione fisso R2 giacente in un piano perpendicolare al primo asse di rotazione R1, nel presente caso un asse di rotazione verticale, quando tale utensile Ã ̈ allineato con il proprio asse al secondo asse di rotazione R2. L'unitÃ di azionamento a rotazione 144 comprende un albero d'uscita 148 che Ã ̈ disposto coassiale con il secondo asse di rotazione R2 e porta, alla sua estremitÃ radialmente esterna, un organo di comando 150 presentante un elemento di accoppiamento femmina 152 (nell'esempio illustrato una scanalatura frontale) destinato a impegnare una porzione di estremitÃ 154, realizzata come elemento di accoppiamento maschio, di un'asta di comando 156 (la cui funzione verrÃ chiarita piÃ¹ avanti) della cartuccia portautensile 108. Alla sua estremitÃ radialmente interna, l'albero d'uscita 148 porta una ruota dentata conica 158 ingranante con una ruota dentata conica 160 portata da un albero d'ingresso 162 estendentesi nella direzione del primo asse di rotazione R1 e comandato in rotazione da un apposito secondo motore elettrico o idraulico (non mostrato). In tal modo, quando un utensile rotante 110 portato dal corpo portautensili 104 si trova allineato all'asse di rotazione R2 dell'albero d'uscita 148 dell'unitÃ di azionamento a rotazione 144, con la porzione di estremitÃ 154 della propria asta di comando 156 in impegno con l'elemento di accoppiamento femmina 152 dell'organo di comando 150 portato dall'albero d'uscita 148 (posizione a ore 12, nell'esempio di realizzazione illustrato), l'utensile 112 puÃ² essere comandato in rotazione dal secondo motore attraverso il meccanismo di rinvio del moto costituito dall'albero d'ingresso 162, dalla coppia conica 158, 160 e dall'albero d'uscita 148.

Possono naturalmente essere previste diverse altre modalitÃ di realizzazione dell'unitÃ di azionamento a rotazione. Ad esempio, il secondo motore potrebbe essere accolto all'interno dell'unitÃ di azionamento a rotazione, con il proprio albero d'uscita allineato o parallelo al secondo asse di rotazione R2, in modo da comandare direttamente in rotazione l'utensile rotante senza bisogno di un meccanismo di rinvio che porti il moto dall'esterno dell'unitÃ di azionamento a rotazione all'interno della stessa.

Come detto in precedenza, le sedi radiali 106 previste nel corpo portautensili 102 sono in grado di accogliere cartucce portautensile 108 recanti indifferentemente un utensile fisso 110 (da utilizzare per eseguire ad esempio lavorazioni di tornitura su un pezzo da lavorare in rotazione) o un utensile rotante 112 (da utilizzare per eseguire ad esempio lavorazioni di foratura o fresatura su un pezzo da lavorare fermo). Ciascuna cartuccia 108 Ã ̈ provvista di una pinza di serraggio 164 di tipo per sÃ© noto, che nell'esempio illustrato Ã ̈ una pinza di serraggio di tipo Berg comprendente una pluralitÃ di organi di serraggio apribili e chiudibili a petalo per mezzo dell'asta di comando 156, che Ã ̈ disposta scorrevole nella direzione dell'asse della cartuccia fra una posizione normale di lavoro, in cui gli organi di serraggio della pinza di serraggio 164 sono chiusi e bloccano dunque l'utensile 110 o 112, e una posizione di cambio utensile, in cui gli organi di serraggio della pinza di serraggio 164 sono aperti e l'utensile 110 o 112 puÃ² dunque essere estratto dalla cartuccia 108 per essere sostituito con un nuovo utensile del medesimo tipo o di altro tipo. Mezzi elastici, costituiti nell'esempio illustrato da una pluralitÃ di molle a tazza 168 impaccate, mantengono l'asta di comando 156 nella posizione normale di lavoro.

La torretta 100 comprende inoltre almeno un dispositivo automatico di sbloccaggio utensile predisposto per comandare l'apertura della pinza di serraggio 164 di una cartuccia portautensile 108, quando questa si trova in una data posizione angolare nel movimento di rotazione del corpo portautensili rotante 104 intorno al primo asse di rotazione R1, e consentire in tal modo l'estrazione dell'utensile 110 o 112 dalla cartuccia portautensile 108. Nell'esempio illustrato, la torretta comprende due dispositivi automatici di sbloccaggio utensile che sono disposti allineati lungo un asse Y giacente nel piano di rotazione della torretta e perpendicolare al secondo asse di rotazione R2 e agiscono in versi radialmente opposti. Ciascun dispositivo automatico di sbloccaggio utensile comprende fondamentalmente un pistone idraulico 170 che Ã ̈ disposto scorrevole nella direzione dell'asse Y entro una rispettiva camera cilindrica 172 formata dall'unitÃ di azionamento a rotazione 144 ed Ã ̈ provvisto di un puntone 174 estendentesi in direzione radialmente esterna. Quando viene spinto in direzione radialmente esterna mediante alimentazione di fluido in pressione, il pistone idraulico 170 spinge l'asta di comando 156, tramite il puntone 174, dalla posizione normale di lavoro alla posizione di cambio utensile, lavorando contro la forza di richiamo esercitata dalle molle 168. Con l'asta di comando 156 nella posizione di cambio utensile, l'utensile 110 o 112 Ã ̈ libero di essere estratto dalla rispettiva cartuccia portautensile 108, o mediante il dispositivo di cambio utensile automatico 16 o manualmente dall'operatore.

Il dispositivo di cambio utensile automatico 16 comprende fondamentalmente un magazzino utensili 30, una pinza di cambio utensile 32 e un'unitÃ di movimentazione 34. Il magazzino utensili 30 Ã ̈ realizzato nell'esempio illustrato come magazzino a catena che si estende in un piano verticale parallelo all'asse di rotazione R1 del corpo portautensili 104 della torretta 100 e il cui avanzamento Ã ̈ comandato da un motore 36, ad esempio un motore elettrico (figura 3). La pinza di cambio utensile 32 presenta una coppia di sedi utensile 38 destinate a ricevere l'una l'utensile vecchio e l'altra l'utensile nuovo ed Ã ̈ in grado di ruotare intorno a un asse di rotazione orizzontale R3 perpendicolare all'asse di rotazione R1 del corpo portautensili 104 della torretta 100. Un motore 40, ad esempio un motore elettrico, Ã ̈ predisposto per comandare in rotazione la pinza di cambio utensile 32 di 180° per portare ogni volta, di fronte alla sede utensile 106 del corpo portautensili 104 contenente l'utensile da sostituire, alternativamente la sede utensile 38 della pinza di cambio utensile 30 destinata a ricevere il vecchio utensile e la sede utensile 38 della pinza di cambio utensile 32 contenente l'utensile nuovo. L'unitÃ di movimentazione 34 su cui Ã ̈ montata la pinza di cambio utensile 32 Ã ̈ realizzata nell'esempio illustrato come carro a croce traslabile lungo due direzioni perpendicolari giacenti nel piano orizzontale passante per l'asse di rotazione R1 del corpo portautensili 104 della torretta 100, rispettivamente parallelo e perpendicolare a tale asse. Due motori 42 e 44, ciascuno dei quali puÃ² essere indifferentemente realizzato come motore elettrico o idraulico, sono predisposti per comandare il movimento del carro a croce nelle due direzioni sopra definite in modo da spostare la pinza di cambio utensile 32 fra una posizione di carico/scarico utensile in cui Ã ̈ in grado di prelevare il nuovo utensile dal magazzino utensili 30 e una posizione di cambio utensile in cui sono alternativamente affacciate alla sede utensile 106 del corpo portautensili 104 della torretta 100 la sede utensile 38 destinata a ricevere l'utensile vecchio e la sede utensile 38 contenente l'utensile nuovo.

In modo per sÃ© noto, il tornio 10 Ã ̈ provvisto di un'unitÃ di controllo elettronica programmabile che in generale gestisce il funzionamento del tornio e in particolare controlla:

- i motori (non mostrati nelle figure) che comandano i movimenti di traslazione del carro a croce 22 nelle due direzioni X e Z,

- il dispositivo di presa del mandrino portapezzo 20,

- il motore 28 che comanda in rotazione il corpo portautensili 104 della torretta 100 intorno all'asse di rotazione R1,

- il motore 36 che comanda il movimento di avanzamento del magazzino utensili 30,

- il motore 40 che comanda in rotazione la pinza di cambio utensile 32 intorno all'asse di rotazione R3, e

- i motori 42 e 44 che comandano i movimenti di traslazione dell'unitÃ di movimentazione 34 associata alla pinza di cambio utensile 32.

Come giÃ detto in precedenza, la sostituzione di un utensile puÃ² rendersi necessaria o perchÃ© l'utensile ha raggiunto una data durata (o numero di cicli) di utilizzo limite, e dunque un dato livello di usura limite, o perchÃ© il tornio deve eseguire un nuovo ciclo di lavoro che richiede uno o piÃ¹ utensili diversi da quelli utilizzati nel ciclo di lavoro precedente. In ogni caso, secondo l'invenzione l'unitÃ di controllo elettronica Ã ̈ predisposta per eseguire l'operazione di cambio utensile, se necessaria, esclusivamente nell'intervallo di tempo in cui il mandrino portapezzo viene allontanato dalla zona di lavoro per l'esecuzione dell'operazione di carico/scarico dei pezzi o di una qualsiasi operazione accessoria, quale ad esempio la misura o la pulizia di un pezzo, e quindi riportato nella zona di lavoro. A tale scopo, l'unitÃ di controllo elettronica Ã ̈ predisposta per comandare, dopo che la lavorazione Ã ̈ terminata ed Ã ̈ stata avviata l'operazione di scarico del pezzo lavorato o un'operazione accessoria, quale la misura o la pulizia del pezzo lavorato, le seguenti operazioni:

- prelevamento del nuovo utensile dal magazzino utensili 30 per mezzo della pinza di cambio utensile 32;

- spostamento della pinza di cambio utensile 32 dalla posizione di carico/scarico utensile alla posizione di cambio utensile;

- rotazione del corpo portautensili 104 della torretta 100 in modo da portare l'utensile da sostituire nella posizione di cambio utensile (nell'esempio illustrato la posizione a ore 3 o a ore 9);

- estrazione dell'utensile da sostituire dalla rispettiva sede utensile 106 del corpo portautensili 104 e inserimento dello stesso nella rispettiva sede utensile 38 della pinza di cambio utensile 32;

- rotazione di 180° della pinza di cambio utensile 32; e

- inserimento del nuovo utensile nella sede utensile 106 del corpo portautensili 24.

L'operazione di prelevamento del nuovo utensile dal magazzino utensile 30 puÃ² essere vantaggiosamente effettuata giÃ durante la lavorazione, prima dunque che il mandrino portapezzo venga allontanato dalla zona di lavoro, in modo da velocizzare al massimo l'operazione di cambio utensile e assicurarne il completamento prima che il mandrino portapezzo sia stato riportato nella zona di lavoro.

Come anticipato nella parte introduttiva delle descrizione, l'unitÃ di controllo elettronica Ã ̈ vantaggiosamente predisposta per conteggiare il tempo e/o il numero di cicli di utilizzo di ciascuno degli utensili montati sulla torretta portautensili 100 e per determinare ogni volta se, al completamento della lavorazione di un dato pezzo, occorre eseguire la sostituzione di uno o piÃ¹ utensili.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, le forme di attuazione e i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto Ã ̈ stato descritto e illustrato a puro titolo di esempio non limitativo.

Ad esempio, anche se l'invenzione Ã ̈ stata descritta con specifico riferimento a un tornio dotato di un singolo mandrino portapezzo, Ã ̈ chiaro che essa Ã ̈ parimenti applicabile anche a un tornio dotato di piÃ¹ mandrini portapezzo.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Tornio a controllo numerico (10) comprendente: una torretta portautensili (100) predisposta per portare una pluralitÃ di utensili (110, 112); un dispositivo di carico/scarico automatico dei pezzi (14) includente almeno un mandrino portapezzo (20) mobile fra una zona di lavoro, in cui Ã ̈ collocato in prossimitÃ della torretta portautensili (100) ed Ã ̈ comandabile per eseguire i movimenti di taglio e di avanzamento richiesti dalla particolare operazione di tornitura prevista dal ciclo di lavoro, e una zona di carico/scarico lontana dalla zona di lavoro, in cui Ã ̈ collocato lontano dalla torretta portautensili (100) per scaricare il pezzo (P) appena lavorato e caricare un nuovo pezzo (P) da lavorare e/o per eseguire operazioni accessorie sul pezzo (P), quali operazioni di misura o di pulizia; un dispositivo di cambio utensile automatico (16) predisposto per eseguire automaticamente la sostituzione ogni volta di uno degli utensili (110, 112) portati dalla torretta portautensili (100) con un nuovo utensile (110, 112); e un'unitÃ di controllo elettronica programmabile predisposta per controllare la torretta portautensili (100), il dispositivo di carico/scarico automatico dei pezzi (14) e il dispositivo di cambio utensile automatico (16) in modo da eseguire ogni operazione di cambio utensile nell'intervallo di tempo in cui il mandrino portapezzo (20) viene allontanato dalla zona di lavoro per l'esecuzione dell'operazione di carico/scarico di un pezzo (P) o di un'operazione accessoria sul pezzo (P), quale la misura o la pulizia, e quindi riportato nella zona di lavoro.
2. Tornio secondo la rivendicazione 1, in cui l'unitÃ di controllo elettronica Ã ̈ predisposta per conteggiare il tempo e/o il numero di cicli di utilizzo di ciascuno degli utensili (110, 112) portati dalla torretta portautensili (100) e per determinare ogni volta se, al completamento della lavorazione di un dato pezzo, occorre eseguire la sostituzione di uno o piÃ¹ utensili (110, 112).
3. Tornio secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui detto almeno un mandrino portapezzo (20) Ã ̈ girevole intorno a un asse di rotazione verticale (Z) e si estende dall'alto verso la torretta portautensili (100) e in cui il dispositivo di carico/scarico automatico dei pezzi (14) comprende inoltre mezzi di movimentazione motorizzati (22) predisposti per comandare la traslazione di detto almeno un mandrino portapezzo (22) sia in direzione verticale (Z) sia in direzione orizzontale (X).
4. Tornio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la torretta portautensili (100) comprende un corpo portautensili motorizzato (104) che Ã ̈ montato girevole intorno a un asse di rotazione orizzontale (R1) e presenta una pluralitÃ di sedi utensile (106) destinate ciascuna a ricevere e bloccare automaticamente un rispettivo utensile (110, 112), l'unitÃ di controllo elettronica essendo predisposta per comandare in rotazione il corpo portautensili (104) in modo da portare ogni volta l'utensile (110, 112) desiderato in una data posizione di lavoro, nonchÃ© per portare ogni volta l'utensile (110, 112) da sostituire in una data posizione di cambio utensile.
5. Tornio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispositivo di cambio utensile automatico (16) comprende un magazzino utensili (30), una pinza di cambio utensile (32) e un'unitÃ di movimentazione (34), laddove la pinza di cambio utensile (32) presenta almeno una coppia di sedi utensile (38) destinate a ricevere l'una l'utensile (110, 112) vecchio e l'altra l'utensile (110, 112) nuovo ed Ã ̈ girevole intorno a un asse di rotazione orizzontale (R3) e laddove l'unitÃ di movimentazione (34) Ã ̈ predisposta per comandare la traslazione della pinza di cambio utensile (32) lungo una coppia di direzioni perpendicolari giacenti in un piano orizzontale fra una posizione di cambio utensile e una posizione di carico/scarico utensile.
6. Tornio secondo le rivendicazioni precedenti, in cui l'unitÃ di controllo elettronica Ã ̈ predisposta per comandare, durante il suddetto intervallo di tempo in cui il mandrino portapezzo (20) viene allontanato dalla zona di lavoro per l'esecuzione dell'operazione di carico/scarico di un pezzo (P) o di un'operazione accessoria su un pezzo (P), e quindi riportato nella zona di lavoro, le seguenti operazioni: - prelevamento di un nuovo utensile (110, 112) dal magazzino utensili (30) per mezzo della pinza di cambio utensile (32); - spostamento della pinza di cambio utensile (32) dalla posizione di carico/scarico utensile alla posizione di cambio utensile; - rotazione del corpo portautensili (104) della torretta (100) in modo da portare l'utensile (110, 112) da sostituire nella posizione di cambio utensile; - prelevamento dell'utensile (110, 112) da sostituire per mezzo della pinza di cambio utensile (32); - rotazione di 180° della pinza di cambio utensile (32) intorno al proprio asse di rotazione (R3); e - inserimento del nuovo utensile (110, 112) nella rispettiva sede utensile (106) del corpo portautensili (104).
7. Metodo di funzionamento di un tornio a controllo numerico (10), il tornio (10) comprendendo una torretta portautensili (100) predisposta per portare una pluralitÃ di utensili (110, 112), un dispositivo di carico/scarico automatico dei pezzi (14) includente almeno un mandrino portapezzo (20) mobile fra una zona di lavoro, in cui Ã ̈ collocato in prossimitÃ della torretta portautensili (100) ed Ã ̈ comandabile per eseguire i movimenti di taglio e di avanzamento richiesti dalla particolare operazione di tornitura prevista dal ciclo di lavoro, e una zona di carico/scarico lontana dalla zona di lavoro, in cui Ã ̈ collocato lontano dalla torretta portautensili (100) per scaricare il pezzo (P) appena lavorato e caricare un nuovo pezzo (P) da lavorare e/o per eseguire operazioni accessorie sul pezzo (P), quali operazioni di misura o di pulizia, e un dispositivo di cambio utensile automatico (16) predisposto per eseguire automaticamente la sostituzione ogni volta di uno degli utensili (110, 112) portati dalla torretta portautensili (100) con un nuovo utensile (110, 112), il metodo comprendendo i passi di a) eseguire le operazioni di tornitura su un pezzo (P) previste dal ciclo di lavoro utilizzando uno o piÃ¹ degli utensili (110, 112) portati dalla torretta portautensili (100); b) terminato il ciclo di lavoro, spostare il pezzo (P) dalla zona di lavoro alla zona di carico/scarico mediante il mandrino portapezzo (20), eseguire un'eventuale operazione accessoria, quale la misura o la pulizia del pezzo (P) appena lavorato, scaricare il pezzo (P) appena lavorato, caricare un nuovo pezzo (P) e portare il nuovo pezzo (P) nella zona di lavoro; e c) sostituire gli utensili (110, 112) usurati, mediante il dispositivo di cambio utensile automatico (16), con nuovi utensili 8110, 112); il metodo essendo caratterizzato dal fatto che il passo c) di sostituzione degli utensili viene eseguito contemporaneamente al passo b) di carico/scarico del pezzo (P) e/o di esecuzione di un'operazione accessoria sul pezzo (P).
8. Metodo secondo la rivendicazione 7, comprendente inoltre il passo d) di conteggiare il tempo e/o il numero di cicli di utilizzo di ciascuno degli utensili (110, 112) portati dalla torretta portautensili (100), il passo c) di sostituzione degli utensili (110, 112) essendo eseguito solo al raggiungimento di un dato tempo e/o numero di cicli di utilizzo.