ITTO950403A1 - Sistema cartesiano di trasmissione del movimento a due o piu' assi con motori fermi utilizzante cinghia o catena, con configurazione ad " h - Google Patents

Abstract

Viene descritto un sistema di trasmissione del movimento multiasse tipo cartesiano con motori fermi, utilizzante uno schema ad "H variabile", costituito da un basamento (0) sul quale sono fissati due motori (1) e (2) dotali di puleggia, due pulegge folli (3) fissate sul basamento (0), quattro pulegge folli (4) posizionale su una slitta (6) costituente l'asse di movimentazione Y, in grado di scorrere liberamente sulle guide (7) bloccale al basamento (0), una seconda slitta (8) in grado di muoversi liberamente sulle guide (9) posizionate sulla slitta (6) e costituente l'asse di movimentazione X, ed una cinghia o catena (5) abbracciante le pulegge dei motori (1) e (2), le pulegge fisse (3), le puleggine (4) e bloccato alla slitta (8) mediante il fissaggio (10). La rotazione opportuna delle pulegge dei motori (1) e (2), consente alla slitta (8) di raggiungere un qualsiasi punto del piano XY all'interno del basamento (0).

Description

Sistema cartesiano di trasmissione del movimento a due o più assi con motori fermi utilizzante cinghia o catena, con configurazione ad ‘‘H variabile

L’invenzione si riferisce ad un dispositivo atto a trasmettere un movimento combinato di tipo cartesiano secondo due o più assi ed ottenuto da motori fermi, ovvero non vincolati a muoversi secondo gli stessi assi. Nei dispositivi tradizionali, ad esempio costituiti da trasmissione vite* madrevite o pignone-cremagliera, è sempre necessario che uno o più motori venga traslato dal movimento stesso degli assi, con lo svantaggio di incrementare notevolmente la massa in movimento, con conseguente aumento della potenza richiesta dai motori, diminuzione delle accelerazioni possibili e quindi delle velocità assiali e sensibile aumento complessivo dei tempi di ciclo. Un altro svantaggio è costituito dal fatto che per alimentare i motori e per usufruire dei trasduttori di posizione e velocità, si dovrà effettuare un cablaggio che dovrà muoversi con gli stessi motori.

Il dispositivo oggetto del presente brevetto evita questi inconvenienti, donando al sistema una massa mobile molto piccola e quindi agilità di movimento, motori poco potenti, semplicità costruttiva ed un costo realizzativo molto più basso dei sistemi tradizionali, trovando applicazione nei robots, nelle macchine utensili a controllo numerico, nelle macchine di misura, nei plotters ecc.

La figura 1 mostra lo schema funzionale del dispositivo, il quale è costituito da un basamento (0) sul quale sono fissati due motori (1) e (2) dotati di puleggia, due pulegge folli (3) fissate sul basamento (0), quattro puleggine folli (4) posizionate su una slitta (6) costituente l’asse di movimentazione Y, in grado di scorrere liberamente sulle guide (7) bloccate al basamento (0), una seconda slitta (8) in grado di muoversi liberamente sulle guide (9) posizionate sulla slitta (6) e costituente l’asse di movimentazione X, ed una cinghia o catena (S) abbracciente le pulegge dei motori (1) e (2), le pulegge fisse (3), le puleggine (4) e bloccato alla slitta (8) mediante il fissaggio (10). La rotazione opportuna delle pulegge dei motori (1) e (2), consente alla slitta (8) di raggiungere un qualsiasi punto del piano XY all’interno del basamento (0).

Per illustrare il funzionamento del dispositivo, lo schema della figura 1 è stato semplificato in quello illustrato in figura 2. Tale schema è costituito dalle sole pulegge e dalla cinghia o catena, intendendo che le quattro pulegge costituenti i vertici dell’”H variabile” sono inamovibili, mentre alle quattro puleggine (4) è consentito il solo movimento lungo l’asse Y e non è consentito un movimento relativo tra di loro, ed infine il punto P, trascinato dalla cinghia (S), potrà muoversi, relativamente alle quattro puleggine, solamente lungo l’asse X.

Ovviamente, dal moto combinato delle quattro puleggine e del punto P rispetto alle puleggine, risulterà il moto complessivo di P lungo i due assi X ed Y. Il sistema di movimentazione risulterà essere di tipo cartesiano bidimensionale.

Sì faccia la seguente posizione:

ω ι : velocità angolare della puleggia mossa dal motore MI, nel verso indicato dalla figura 2.

ω2 : velocità angolare della puleggia mossa dal motore M2, nel verso indicato dalla figura 2.

r : raggio delle pulegge calettate sui motori MI ed M2, nonché delle pulegge fisse (3).

V : vettore velocità del punto P.

Vx : componente di V lungo l’asse X.

VY : componente di V lungo l’asse Y [1] V, : vettore velocità del punto P dovuto al solo contributo di CO],

V2 : vettore velocità del punto P dovuto al solo contributo di ω2.

VP1 : velocità lineare periferica della puleggia del motore MI per effetto di o>i.

Vp2 : velocità lineare periferica della puleggia del motore M2 per effetto di ω2.

Si hanno le seguenti relazioni fra ωΐ5 ω2, VP1 e Vp2 :

La determinazione della velocità V in funzione delle singole pulsazioni G>j e G>2, verrà fatta utilizzando il principio della sovrapposizione degli effetti, sommando i contributi determinati separatamente da Oi e da oo2. Tali contributi sono stati denominati Vj e V2.

Calcolo del contributo Vi , determinato da e>i, con ω2= 0.

In queste condizioni, se ω L ha il verso orario della figura 2, il punto P si sposterà lungo il verso positivo di una retta X’ ruotata di -45° rispetto all’asse X, passante per Γ origine e orientata come in figura 3. Il modulo di Vj è il seguente:

Calcolo del contributo V2 , determinato da ω2, con ©i= 0.

In queste condizioni, se ω2 ha il verso orario della figura 2, il punto P si sposterà lungo il verso positivo di una retta Y’ ruotata di 45° rispetto all’asse X, passante per l’origine e orientata come in figura 3. Il modulo di V2 è il seguente:

Gli assi X’ ed Y’, ottenuti per rotazione di -45° degli assi principali X e Y, possono essere considerati come gli assi su cui si muove il punto P, per effetto delle pulsazioni c»! e ω2 oppure delle velocità periferiche VP1 e Vp2 . Per passare da un sistema di coordinate ad un altro, è sufficiente applicare una trasformazione di rotazione. Il vettore velocità V presenta, nel sistema di coordinate X-Y, componenti (VX,VY), mentre in X’-Y’ componenti (V^V,).

Le relazioni di trasformazione di coordinate fra X, X’ e Y, Y’, sono: Jx'= x <■ >cos(-45° ) y · sen(-45° ) ÌX <= >Vxcos(45° ) - VYsen(45° ) |y'= y <■ >cos(-45° ) - x · sen(-45° ) ^ \ V2 = VYcos(45° ) Vxsen(45° ) ^

Dalle [4], [5] e [6] si ottiene:

Oppure, tenendo conto delle [2] e [3]:

Le precedenti equazioni non cambiano scambiando la posizione del motore MI con quella della puleggia (3) sinistra, oppure la posizione del motore M2 con quella della puleggia (3) destra, o entrambe, mantenendo gli stessi versi di rotazione dei motori.

Si esaminerà ora la possibilità di aggiungere altri assi di movimentazione ai due schemi trattati, sempre facendo in modo da non avere motori in movimento.

L’aggiunta di ogni altro asse, comporta raggiunta di un ulteriore livello di cinghia o catena, parallela alla precedente, come illustrato dalla figura 4, relativo ad un sistema a quattro assi.

In tale figura, sono presenti tre livelli di cinghia.

Il primo livello è quello già esaminato relativo agli assi X e Y nel quale sono presenti i motori MI ed M2 le cui pulegge sono state evidenziate con tratto più scuro; tutte le altre pulegge sono folli. Il secondo ed il terzo livello realizzano il terzo ed il quarto asse e sono caratterizzati da un motore per livello aggiuntivo, posizionati ad esempio come in figura 4.

La cinghia relativa all’asse aggiuntivo, ad esempio l’asse Z, usufruirà di pulegge indipendenti da quelle degli altri assi, potendo utilizzare però gli stessi perni di rotazione. I motori degli assi aggiuntivi potranno essere posizionati su una qualsiasi estremità dell’ “H variabile”.

La figura 5 illustra lo schema semplificato relativo ad un secondo livello di cinghia o catena. Il terzo motore, indicato con M3 nello schema, è stato posizionato di fronte al motore MI.

La puleggia indicata con P3 nella figura S, è posizionata sulla slitta (8) della figura 1, la quale trasporta nel piano XY la puleggia P3 che può ruotare sia per effetto del moto trasmesso dal motore M3, sia per effetto del suo stesso spostamento nel piano XY. Tali effetti saranno valutati separatamente e successivamente saranno sommati per il principio della sovrapposizione degli effetti. Tutte le pulegge indicate con (3) e (4) nella figura S sono folli.

Si faccia la seguente posizione, in aggiunta alle [1]:

ω3 : velocità angolare della puleggia mossa dal motore M3, nel verso indicato dalla figura 5.

ωη : velocità angolare della puleggia P3, nel verso indicato dalla figura S. Vp3 : velocità lineare periferica della puleggia del motore M3 per effetto di ω3.

Ypn : velocità lineare periferica della puleggia P3 complessiva. [11] V'PP3 : velocità lineare periferica della puleggia P3 per il solo effetto di V. V"PP3: velocità lineare periferica della puleggia P3 per il solo effetto di ω3.

Con riferimento allo schema della fig. 5, si ha:

Poiché VPP3 = ^PP3 <+ >Vpre > dalle [7] e [12] si ottiene:

Dalle [13] si può osservare come le equazioni cinematiche del terzo asse dipendono dalla velocità periferica determinata dal motore MI.

Il terzo asse appena aggiunto è di tipo rotativo. Qualora si volesse trasformarlo in un asse verticale Z, si può utilizzare un dispositivo vitemadrevite come schematizzato nella figura 6.

In tale figura è stata indicata con (1) la vite, che è in grado di muoversi nella direzione Vz, mentre con (2) è stata indicata la puleggia-madrevite, la cui rotazione provoca lo spostamento verticale della vite.

Indicando con r il raggio della puleggia P3 e con Passo il passo della vite (l), si ha.

Dalle [13], [14] e [15] si ottiene:

Dovendo aggiungere un quarto asse, ad esempio un asse rotante, occorrerà introdurre un terzo livello di cinghia nel quale la posizione del quarto motore potrà essere identica a quella del terzo, come indicato nella figura 5. In tale ipotesi le equazioni che si otterranno saranno identiche a quelle relative al terzo asse. In alternativa, si può ricorrere ad una differente posizione per il motore 4, come indicato nella figura 7. Si noti che il quarto motore è stato posizionato di fronte al secondo.

Analogamente a quanto fatto per il terzo asse, si indichi con:

ω4 : velocità angolare della puleggia mossa dal motore M4, nel verso indicato dalla figura 7.

ωΡ4 : velocità angolare della puleggia P4, nel verso indicato dalla figura 7. VP4 : velocità lineare periferica della puleggia del motore M4 per effetto di

©4

VpP4 : velocità lineare periferica della puleggia P4 complessiva. [17] VPP4 : velocità lineare periferica della puleggia P4 per il solo effetto di V. V"Pp4<; >velocità lineare periferica della puleggia P4 per il solo effetto di ω4. Con riferimento allo schema della fig 7, si ha:

Poiché Vpp4 = Vpp4 + V"pp4 , dalle [7] e [18] si ottiene:

Si noti come le equazioni [19] facciano riferimento, oltre naturalmente alla puleggia P4, alla velocità periferica del secondo motore. Si può anche dimostrare che, posizionando il motore di un asse aggiuntivo sopra il motore MI, si ottengono ancora le equazioni [13], mentre posizionandolo sopra M2 si ottengono le [19].

La rotazione ω4 può essere utilizzata per realizzare un asse rotante in aggiunta ai tre assi coordinati XYZ già trattati in precedenza, come espresso dalla figura 8. In tale figura il secondo livello di cinghia o catena (S) permette la rotazione della puleggia (3) (cioè P4), la quale trascina nella rotazione l’albero (4) che può scorrere verticalmente all’ interno della puleggia (3). L’albero (4) è fissato all’asse Z attraverso i cuscinetti (2) e (7), e mette in rotazione l’asse rotante (1). Il secondo livello di cinghia (6), corrispondente all’asse Z, mette in rotazione la puleggia dotata di madrevite (11) (cioè P3), la quale fa muovere verticalmente la vite (12) fissata in (8) all’ asse Z. Le puleggine (9) e (10) migliorano il contatto fra le pulegge e la cinghia. Le pulegge (3) e (11) e le puleggine (9) e (10) sono trascinate dalla slitta (8) della figura (1), e possono solo ruotare sul suo piano.

La disposizione di ulteriori livelli di cinghia o catena potrebbe essere fatta, oltre che con lo schema delle figg. 5 o 7, con quello della fig. 9, in cui la puleggia aggiuntiva P3 viene rigirata rispetto allo schema originale. Con tale schema ovviamente la sua rotazione risulterà invertita rispetto a quella degli schemi esaminati in precedenza.

Per ottenere un movimento lungo l’asse Z senza utilizzare il sistema vitemadrevite delta figura 6, in genere piuttosto costoso, si può realizzare, per il secondo livello di cinghia, lo schema semplificato della figura 10. In tale figura prospettica sono state indicate con (1) le pulegge, di cui una motorizzata, ruotanti in un piano parallelo al piano XY, con (2) la cinghia o catena, con (3) le quattro puleggine ruotanti in un piano parallelo al piano XY ed in grado di traslare lungo la direzione Y, con (4) due ulteriori puleggine ruotanti in un piano parallelo al piano XZ ed in grado di traslare, rispetto alle puleggine (3), lungo la direzione X, e con (S) gli ancoraggi della cinghia (2) all’asse Z. La rotazione di una delle pulegge (1), provocata dal motore dell’asse Z, farà muovere gli ancoraggi (S) lungo una direzione parallela all’asse Z.

Per realizzare un asse rotante, invece dello schema della figura 8, si può utilizzare quello della figura 11, nella quale è rappresentato il terzo livello di cinghia o catena.

Agli elementi descritti nella figura 10, sono stati aggiunti la puleggia (6) ancorata all’asse Z e ruotante in un piano parallelo al piano XZ, le puleggine (7) ancorate all’asse Z e ruotanti in un piano parallelo al piano YZ, e la puleggia (8), sempre ancorata all’asse Z e ruotante in un piano parallelo al piano XY, che costituisce l’asse ruotante. La rotazione di una delle pulegge (1), determinata dal motore dell’asse ruotante, consentità una rotazione della puleggia (8).

Per ottenere più coppie di assi XY interpolate sullo stesso piano di lavoro, è possibile sfruttare le stesse guide indicate con (7) nella figura 1, per far scorrere un altro gruppo costituito da (4), (6), (8), (9) e (10) nella stessa figura, in modo da ottenere lo schema della figura 12. Il movimento di ciascuna coppia di assi viene ottenuto mediante uno schema come in figura 2, per cui saranno necessari due livelli di cinghia o catena. In figura 12, la coppia di motori MI ed M2 muove la prima coppia di assi XY sul primo livello di cinghia o catena, mentre M3 ed M4 muovono la seconda coppia XY sul secondo livello di cinghia o catena.

Un altro sistema per ottenere due coppie di assi XY è quello realizzato in figura 13, ottenuto raddoppiando il gruppo costituito da (8) e (10) della figura 1. Le due coppie di assi ottenute in questo caso non sono indipendenti, in quanto entrambe sfruttano lo stesso asse Y. In tal caso sono sempre necessari due livelli di cinghia o catena, ma mentre il primo sarà costituito dal solito schema della figura 2, il secondo avrà un solo motore M3 e la cinghia sarà fissata al secondo carrello (8) mediante il secondo fissaggio (10) della figura 1.

I due schemi delle figg. 12 e 13 possono infine essere combinati assieme per ottenere quattro coppie XY, a due a due indipendenti, come rappresentato in figura 14. Per tale schema saranno necessari 6 motori e quattro livelli di cinghia.o catena.

Esiste anche la possibilità di poter comandare tre assi con due soli motori, come espresso dalla figura 15. Tali assi possono essere interpolati a coppie in maniera alternativa, cioè si possono muovere gli assi XY tenendo bloccato Z, oppure YZ tenendo bloccato X.

La figura 15 è sostanzialmente simile alla figura 1, ad eccezione della puleggia (10) posizionata sulla slitta (8) e trascinata dalla cinghia o catena (5), del freno (11) in grado di bloccare la rotazione della puleggia (10) e del freno (12) in grado di bloccare il movimento X della slitta (8) sulle guide (9).

Lo schema semplificato della figura 15 è stato riportato nella figura 16, dove valgono le posizioni [l] e [ll] relativamente ai simboli ivi utilizzati. I freni (ll) e (12) della figura 15 devono essere azionati in modo alternativo, in modo che, quando è azionato il freno (11) che blocca la rotazione o)p3, il movimento lungo gli assi X e Y siano possibili, mentre quando è azionato il freno (12) che blocca il movimento lungo l’asse X, siano possibili la rotazione ωρ3 e il movimento lungo Y. Supponendo di bloccare la rotazione coro, si ottiene lo stesso schema funzionale rappresentato in figura 2, per cui varranno ancora le [7], [8], [9] e [10]. Bloccando il movimento lungo l’asse X, dalla figura 15 si può osservare che alla Vx possiamo sostituire la VPP3, mentre la VY rimane immutata, per cui le [7] e [8] si trasformano in:

L’asse rotante P3 può essere agevolmente trasformato in un asse verticale, come espresso dalle [14] e [15].

Il dispositivo illustrato in figura 15 è molto vantaggioso per ciò che riguarda i costi, in quanto si risparmia l’azionamento di un asse più il secondo livello di cinghia o catena, ma occorre aggiungere i due freni e non si possono interpolare contemporaneamente tutti gli assi.

La stessa cosa vista in precedenza si può realizzare anche sullo schema della figura 10, immaginando di bloccare alternativamente il movimento lungo l’asse X oppure il movimento l’ungo l’asse Z. In tal modo, motorizzando due delle pulegge indicate con (1) nella figura 10, si possono ottenere anche in questo caso tre assi di movimento con due soli motori, interpolati a coppie.

Facendo invece riferimento alla figura 11, immaginando di motorizzare anche in tal caso due delle pulegge (1), se si riesce a bloccare contemporaneamente la rotazione della puleggia (8) ed il movimento lungo l’asse Z, la rotazione dei due motori genererà uno spostamento del gruppo (4), (6), (7) e (8) in un piano parallelo al piano XY. Bloccando invece il movimento lungo l’asse X e la rotazione della puleggia (8), si otterrà un movimento del gruppo (6), (7) e (8) in un piano parallelo al piano YZ. Bloccando infine i movimenti lungo gli assi X e Z, si otterrà il movimento della puleggia (8) lungo un asse parallelo a Y e la sua rotazione.

In tal modo si riescono ad ottenere quattro assi di movimentazione utilizzando due soli motori, interpolati a coppie.

Si vuole infine illustrare un modo per poter controllare la movimentazione del sistema quattro assi e due motori precedentemente illustrato. Tale sistema è rappresentato in figura 17. Due delle pulegge (1) della figura 11 sono mosse dai motori MI ed M2, ai quali sono collegati i due trasduttori di velocità e/o posizione E1 ed E2. Drive 1 e Drive 2, tramite la retroazione determinata da E1 ed E2, controllano la velocità di rotazione di MI ed M2, per mezzo dei riferimenti Vpl e Vp2. Ciascun asse rettilineo possiede un trasduttore rettilineo di posizione, indicati con Riga X, RigaY e Riga Z, mentre l’asse rotativo possiede un trasduttore angolare indicato con Enc. R. Tutti questi trasduttori di posizione sono utilizzati come retroazione per il controllo numerico a quattro assi denominato CONTROLLO, i cui riferimenti di velocità degli assi sono utilizzati per generare, tramite due sommatoli, Vpl e Vp2. Il CONTROLLO può inoltre comandare singolarmente l’azione dei tre freni degli assi X, Z e rotante, indicati con Freno X, Freno Z e Freno R. Con II sistema di riferimento della figura 17, indicando con Vpl e Vp2 le velocità periferiche delle pulegge di MI ed M2 (coincidenti con i riferimenti di Drive 1 e Drive 2) nel verso della figura 18, con Vx, Vy, Vz e Vr rispettivamente le velocità degli assi X, Y, Z e rotante, la tabella riassuntiva della figura 18 esprime la relazione fra Vpl, Vp2 e le velocità Vx, Vy, Vz e Vr nelle tre ipotesi di utilizzo dei freni. Tale tabella specifica ad esempio che, se si vuol comandare gli assi X ed Y, occorre disinserire il Freno X, ed inserire i freni Z ed R. Si ha che Vpl=Vx-Vy e VP2=Vx+Vy, mentre occorrerà azzerare Vz e Vr.

A patto di avere dei freni efficienti, un sistema di questo genere sarà, oltre che economico per l’utilizzo di due soli motori e drive anziché quattro e di una meccanica poco costosa, anche molto preciso per la presenza dei trasduttori di posizione calettati direttamente sugli assi. Tale trovato consente inoltre al CONTROLLO di vedere il sistema meccanico come se fosse un sistema cartesiano puro, con un motore indipendente per asse, che semplifica notevolmente la stesura del software di movimentazione.

Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo di trasmissione del movimento biasse tipo cartesiano con motori fermi utilizzante uno schema ad “H variabile” secondo la figura 1, costituito da un basamento (0) sul quale sono fissati due motori (1) e (2) dotati di puleggia, due pulegge folli (3) fissate sul basamento (0), quattro puleggine folli (4) posizionate su una slitta (6) costituente Tasse di movimentazione Y, in grado di scorrere liberamente sulle guide (7) bloccate al basamento (0), una seconda slitta (8) in grado di muoversi liberamente sulle guide (9) posizionate sulla slitta (6) e costituente Tasse di movimentazione X, ed una cinghia o catena (S) abbracciarne le pulegge dei motori (1) e (2), le pulegge fisse (3), le puleggine (4) e bloccato alla slitta (8) mediante il fissaggio (10).
2. 2) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i motori (1) e (2) possono essere singolarmente o entrambi scambiati con le pulegge (3).
3. 3) Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 e 2, al quale è stato aggiunto un secondo livello di cinghia o catena come da figure 4 e 3 per la creazione di un terzo asse di tipo rotante, costituito dalla seconda cinghia (5) della figura 5, dal terzo motore M3 posizionato come in figura S, dalle pulegge folli (3) della figura 3 posizionate sul basamento (0) della figura 1 aventi assi coincidenti o non coincidenti con quelli delle pulegge del livello inferiore, dalle puleggine folli (4) della figura 3 posizionate sulla slitta (6) della figura 1, aventi assi coincidenti o non coincidenti con quelli delle puleggine del livello inferiore, dalla puleggia condotta P3 della figura S e dalle puleggine (6) della figura S, la cui presenza non è fondamentale per il funzionamento del dispositivo.
4. 4) Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l'asse rotante P3 è stato trasformato in un asse la cui direzione risulta ortogonale rispetto al quella dei primi due, come espresso dalla figura 6, costituito dalla puleggia (2) corrispondente a P3 della figura 5 e dotata di madrevite, e dalla vite (1) corrispondente al terzo asse.
5. 5) Dispositivo secondo la rivendicazione 2, al quale è stato aggiunto un terzo livello di cinghia o catena come da figure 4 e 7 per la creazione di un quarto asse di tipo rotante, costituito dalla terza cinghia (5) della figura 7, dal quarto motore M4 posizionato come in figura 7, dalle pulegge folli (3) della figura 7 posizionate sul basamento (0) della figura 1 aventi assi coincidenti o non coincidenti con quelli delle pulegge dei livelli inferiori, dalle puleggine folli (4) della figura 7 posizionate sulla slitta (6) della figura l, aventi assi coincidenti o non coincidenti con quelli delle puleggine dei livelli inferiori, dalla puleggia condotta P4 della figura 5 con asse coincidente o non coincidente con quello di P3 del secondo livello, e dalle puleggine (6) della figura 7, la cui presenza non è fondamentale per il funzionamento del dispositivo.
6. 6) Dispositivo secondo le rivendicazioni 3, 4 e 5, caratterizzato dal fatto che i motori M3 e/o M4 possono essere scambiati con una qualsiasi puleggia indicata con (3) nelle figure 5 e 7.
7. 7) Dispositivo secondo le rivendicazioni 3, 4, 5 e 6, caratterizzato dal fatto che puleggia P4 può essere utilizzata per realizzare un asse rotante in aggiunta ai tre assi coordinati XYZ, come espresso dalla figura 8, in cui il secondo livello di cinghia o catena (5) permette la rotazione della puleggia (3), la quale trascina nella rotazione Γ albero (4) che può scorrere verticalmente all’ interno della puleggia (3), che Γ albero (4) è fissato all’asse Z attraverso i cuscinetti (2) e (7) e mette in rotazione l’asse rotante (1), che il secondo livello di cinghia (6) corrispondente all’asse Z mette in rotazione la puleggia dotata di madrevite (11), la quale fa muovere verticalmente la vite (12) fissata in (8) all’ asse Z e che le puleggine (9) e (10) servono a migliorare il contatto fra le puleggie (3) e (11) e le cinghie o catene (5) e (6).
8. 8) Dispositivo secondo le rivendicazioni 3, 4, 5 e 6, caratterizzato dal fatto che le pulegge P3 do P4 possono essere disposte come in figura 9.
9. 9) Dispositivo secondo le rivendicazioni 1, 2 e 3, caratterizzato dal fatto che l’asse Z è stato realizzato con lo schema semplificato della figura prospettica 10, in cui alla puleggia P3 della figura S sono state sostituite le due puleggine (4) della figura 10 ruotanti in un piano parallelo al piano XZ e che l’asse Z viene trascinato, tramite gli ancoraggi (S) della figura 10, dalla rotazione di una delle pulegge (1) determinata dal motore dell’asse Z.
10. 10) Dispositivo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che l’asse ruotante è stato realizzato mediante lo schema semplificato della figura prospettica 11 in cui è stato aggiunto, rispetto alla figura 10, la puleggia (6) ancorata sull’asse Z e ruotante in un piano parallelo al piano XZ, le puleggine (7) ancorate all’asse Z e ruotanti in un piano parallelo al piano YZ, la puleggia (8), sempre ancorata all’asse Z e ruotante in un piano parallelo al piano XY che costituisce l’asse ruotante, e che la rotazione di una delle pulegge (1), determinata dall’asse rotarne, consentirà la rotazione della puleggia (8).
11. 11) Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che il gruppo costituito da (4), (6), (8), (9) e (10) della figura 1 sia stato raddoppiato onde ottenere due coppie di assi XY indipendenti, come indicato nella figura 12, che i due gruppi possano o meno utilizzare le stesse guide (7) della figura 1, che il movimento di ciascuna coppia di assi sia ottenuto da uno schema come in figura 2.
12. 12) Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che il gruppo costituito da (8) e (10) della figura 1 sia stato raddoppiato, come espresso in figura 13, in modo da ottenere due assi X vincolati allo stesso asse Y, che utilizzi due livelli di cinghia o catena di cui il primo costituito come in figura 2, mentre il secondo da un solo motore M3, la cui cinghia o catena sia fissata al secondo carrello (8) mediante il secondo fissaggio (10) della figura 1.
13. 13) Dispositivo secondo le rivendicazioni 11 e 12, caratterizzato dal fatto che gli schemi delle figure 12 e 13 possono essere combinati insieme in modo da ottenere lo schema della figura 14, costituito da quattro coppie di assi XY a due a due indipendenti.
14. 14) Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 e 2 ed illustrato in figura 15, caratterizzato dal fatto che, rispetto alla figura 1, sono stati aggiunti una puleggia (10) posizionata sulla slitta (8) e trascinata dalla cinghia o catena (5), un fieno (11) in grado di bloccare la rotazione della puleggia (10) e un freno (12) in grado di bloccare il movimento X della slitta (8) sulle guide (9), e che i due freni (11) e (12) debbano essere azionari in maniera alternativa.
15. 15) Dispositivo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che, bloccando alternativamente il movimento lungo l’asse X oppure lungo l’asse Z e motorizzando due delle pulegge indicate con (1) nella figura 10, si possono ottenere tre assi cartesiani di movimentazione con due soli motori.
16. 16) Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che, motorizzando due delle pulegge (1) della figura Il e bloccando contemporaneamente la rotazione della puleggia (8) ed il movimento lungo l’asse Z, la rotazione dei due motori genererà uno spostamento del gruppo (4), (6), (7) e (8) in un piano parallelo al piano XY. Bloccando invece il movimento lungo l’asse X e la rotazione della puleggia (8), si otterrà un movimento del gruppo (6), (7) e (8) in un piano parallelo al piano YZ. Bloccando infine i movimenti lungo gli assi X e Z, si otterrà il movimento della puleggia (8) lungo un asse parallelo ad Y e la sua rotazione. In tal modo si riescono ad ottenere quattro assi di movimentazione utilizzando due soli motori, interpolati a coppie.
17. 17) Dispositivo secondo le rivendicazioni 16, caratterizzato dal fatto che, per ottenere un sistema quattro assi cartesiani utilizzante due soli motori e drive, si è utilizzato lo schema della figura 17 con la tabella riassuntiva della figura 18, costituito dai motori MI ed M2 dotati di trasduttore di velocità e/o posizione E1 ed E2, dai trasduttori di posizione Riga X, Riga Y, Riga Z ed Enc. R, da Drive 1 e Drive 2, dai due sommatoli generanti Vpl e Vp2 secondo le modalità espresse in figura 17, costituenti il riferimento di Drive 1 e Drive 2, dal controllo numerico CONTROLLO utilizzante come retroazione le velocità/posizioni generate dai trasduttori Riga X, Riga Y, Riga Z ed Enc. R e generante le velocità di riferimento assi Vx, Vy, Vz e Vr e pilotante i tre freni Freno X, Freno Z e Freno R.