ITVI20130160A1 - Sistema di taglio laser e macchina da taglio laser - Google Patents

Description

Sistema di taglio laser e macchina da taglio laser

La presente invenzione si inserisce nel campo delle macchine da taglio laser, in particolare l’invenzione riguarda un sistema di taglio laser ed una macchina da taglio laser per fogli di lamiera metallica o per nastri provenienti da bobine metalliche.

Nel dettaglio, l’invenzione si riferisce ad una macchina da taglio laser.

La più comune macchina da taglio laser per fogli di lamiera metallica à ̈ quella dotata di ottica in movimento e pezzo in lavorazione (ovvero un foglio di lamiera metallica) fisso.

In tale tipo di macchina, il foglio di lamiera da lavorare viene fissato su un piano, mentre il dispositivo di taglio, nella forma di una testa laser, si muove su un dispositivo di movimentazione sul piano della lamiera e lungo due assi X, Y perpendicolari fra loro.

Il dispositivo di taglio quindi à ̈ controllato da un sistema del tipo CNC, mentre la lamiera à ̈ fissata alla macchina.

Le operazioni di taglio al laser consistono di piccoli e veloci movimenti ad altissima precisione, che richiedono quindi una forza di inerzia risultante negli elementi in movimento ridotta al minimo.

Ogni movimento dovuto all’inerzia, infatti, può provocare imprecisioni nel taglio effettuato dalla macchina, che deve quindi prevedere una certa tolleranza di lavorazione.

Il dispositivo di taglio à ̈ posizionato su un dispositivo di movimentazione piuttosto pesante, che accentua quindi il problema della forza d’inerzia sviluppata.

Soluzioni note a tale problema prevedono ulteriori assi di movimento, in modo da ridurre il problema dell’inerzia.

Ad esempio, una soluzione nota à ̈ quella descritta nel brevetto EP1366846, che descrive movimenti lineari lungo un asse X tramite un asse ausiliare x, in modo da sviluppare un’inerzia inferiore rispetto alle macchine convenzionali e quindi ottenere una precisione più alta.

Una seconda soluzione à ̈ mostrata nel documento US2008/0197118, in cui si descrive un sistema dotato di due assi di movimento ausiliari, perpendicolari fra loro e paralleli agli assi X e Y delle macchine tradizionali.

Un’altra soluzione nota à ̈ mostrata nel documento EP2283963, in cui si descrive un sistema tradizionale, ma dotato ulteriormente di un asse ausiliario di movimento parallelo all’asse Y, che permette, per mezzo di una connessione tramite un’asta di connessione, di fornire un movimento del dispositivo di taglio secondo qualsiasi asse y perpendicolare all’asse X.

Tutti questi sistemi descritti finora comunque sviluppano una certa forza d’inerzia, dovuta ai movimenti del dispositivo di taglio lungo i vari assi X, x, Y, y.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un sistema di taglio laser che sviluppi una forza di inerzia ancora inferiore, in modo da garantire una precisione nei movimenti maggiore rispetto alle macchine note.

Vantaggiosamente, l’invenzione prevede un sistema di taglio, per il taglio di elementi sostanzialmente piatti, comprendente un piano di supporto per tali elementi, un primo asse di movimento ed un secondo asse di movimento, perpendicolare al primo e parallelo al piano di supporto; il sistema comprende inoltre un supporto per un dispositivo di taglio, mobile e posizionabile lungo tali assi, mentre il piano di supporto à ̈ mobile, indipendentemente dal supporto, lungo un terzo asse di movimento, parallelo al primo asse, in modo che il movimento relativo del supporto rispetto al piano di supporto sia dato da una prima componente corrispondente alla somma dei movimenti lungo il primo ed il terzo asse, e da una seconda componente corrispondente alla somma dei movimenti lungo il secondo asse.

Questo infatti permette di ridurre notevolmente l’inerzia, poiché la stessa viene ripartita in almeno tre movimenti.

Inoltre, secondo l’invenzione, il gruppo di taglio comprendente il supporto per il dispositivo di taglio comprende anche due pattini mobili lungo uno stesso asse parallelo al secondo asse ad una distanza reciproca variabile, e due aste collegate l’una all’altra tramite una prima rispettiva estremità, ed ad un rispettivo pattino in una seconda estremità; il supporto à ̈ connesso ad una di tali prime estremità delle aste.

Questo vantaggiosamente permette di controllare l’inerzia sviluppata nei movimenti lungo il primo asse, in quanto le aste oblique scompongono il loro movimento lungo le due sue componenti ortogonali.

Sempre secondo l’invenzione, una di dette aste à ̈ compresa in un quadrilatero deformabile, in modo da controllare vantaggiosamente la rotazione del supporto del dispositivo di taglio rispetto agli assi di movimento.

Preferibilmente, secondo l’invenzione, il quadrilatero deformabile à ̈ un parallelogramma deformabile, così che supporto del dispositivo di taglio vantaggiosamente non effettui rotazioni rispetto agli assi di movimento.

Ancora, secondo l’invenzione, il dispositivo di taglio à ̈ un dispositivo di taglio laser.

Vantaggiosamente, l’invenzione prevede anche la realizzazione di una macchina da taglio comprendente un sistema di taglio così come descritto nella presente domanda.

In particolare, la macchina da taglio dell’invenzione prevede, in corrispondenza del piano di supporto del sistema di taglio, un telaio dotato di mezzi di presa mobili lungo una guida lineare parallela al terzo asse; i mezzi di presa sono atti ad accoppiarsi stabilmente agli elementi in lavorazione, in modo che vantaggiosamente tali elementi siano mobili secondo il terzo asse, riducendo l’inerzia sviluppata e di conseguenza aumentando la precisione della macchina.

Questo vantaggio, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno nel seguito sono raggiunti da un sistema di taglio laser ed una macchina da taglio laser secondo le rivendicazioni indipendenti allegate, alle quali si rimanda integralmente.

Caratteristiche di dettaglio del sistema di taglio laser e della relativa macchina secondo l'invenzione sono riportate nelle rivendicazioni dipendenti, che qui sono richiamate integralmente.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva del sistema di taglio laser e della relativa macchina secondo l'invenzione, illustrate a titolo indicativo e non limitativo, con l’ausilio delle tavole di disegni allegati, in cui:

la figura 1 mostra una vista assonometrica della macchina dell’invenzione durante la lavorazione di un foglio di lamiera;

la figura 2 mostra una vista assonometrica della macchina dell’invenzione durante la lavorazione di un nastro proveniente da una bobina metallica;

la figura 3 mostra una vista dall’alto della macchina di figura 1;

la figura 4 mostra un dettaglio del sistema dell’invenzione applicato alla macchina di figura 1. Con riferimento alle figure allegate, l’invenzione prevede una macchina 10 per il taglio laser di un foglio di lamiera metallica 1, oppure di un nastro 11 proveniente da una bobina metallica, mobile lungo l’asse Xw. Tale movimento della lamiera metallica 1 o del nastro 11 proveniente da una bobina metallica avviene per mezzo di una guida lineare 2, che accompagna e guida mezzi di presa 20 che a loro volta trattengono la lamiera 1 o il nastro 11, accoppiandosi stabilmente ad essa.

La guida 2 à ̈ posizionata lateralmente all’area di lavoro su cui à ̈ posizionabile la lamiera 1 o il nastro 11, in modo da non intralciare gli altri movimenti.

Naturalmente, tuttavia, una guida può essere posizionabile anche al di sotto di tale area di lavoro, o in altre posizioni.

I mezzi di presa 20, essendo mobili lungo la guida 2, rendono la lamiera 1 o il nastro 11 mobili secondo l’asse Xw.

La macchina 10 comprende anche un gruppo di taglio 30, comprendente due pattini 3, 4 mobili lungo una guida 5, posizionata su un supporto 6 sovrastante la lamiera 1 o il nastro 11. I due pattini 3, 4 sono mobili l’uno indipendentemente dall’altro ed entrambi connessi al supporto per la testa di taglio 7, tramite rispettive aste di collegamento 8.

Il supporto per la testa di taglio 7, quindi, à ̈ mobile lungo due assi Xa e Ya, perpendicolari fra loro e paralleli al piano 40 su cui si trova ed à ̈ mobile la lamiera 1 o il nastro 11.

La guida 5, in particolare, à ̈ sovrastante il piano 40 ed à ̈ parallela all’asse Ya, mentre la guida 2 à ̈ parallela all’asse Xa, in modo che il nastro o la lamiera possano muoversi lungo il summenzionato asse Xw, parallelo all’asse Xa.

Naturalmente, specie in caso di lavorazione della bobina, non à ̈ necessario che sia presente la guida 2, ma à ̈ sufficiente che sia presente un dispositivo di guida che direzioni adeguatamente (ovvero secondo l’asse Xw) il nastro metallico proveniente dalla bobina.

Osservando ora nel dettaglio le figure 3 e 4, in esse si mostra il gruppo di taglio 30, in cui un primo pattino 4 presenta una prima asta di collegamento 8, comprendente un quadrilatero deformabile 80, più precisamente un parallelogramma deformabile, ed un secondo pattino 3 presenta una seconda asta di collegamento 8’, collegata tramite cerniera alla prima asta di collegamento 8.

Per parallelogramma deformabile 80 si intende un sistema dotato di una prima asta 81, di una seconda e terza asta 82 e 83, fissate tramite cerniere al primo pattino 4 ed alla prima asta 81 in modo da risultare parallele fra loro. Poiché le cerniere che fissano le estremità della seconda e terza asta 82 e 83 al primo pattino 4 e alla prima asta 81 permettono che la prima e la seconda asta ruotino rispetto al primo pattino ed alla prima asta, questi ultimi restano paralleli fra loro, mentre la distanza fra il primo pattino 4 e la prima asta 81 può variare, facendo muovere il supporto per la testa di taglio 7 lungo l’asse Xa.

In questo modo, a seguito di un movimento del primo pattino 4 secondo la direzione Y1, e/o del secondo pattino 3 secondo la direzione Y2, il supporto per la testa di taglio 7 si muove lungo l’asse Ya (ovvero parallelamente alle direzioni Y1 e Y2) e/o lungo l’asse Xa (ovvero a causa di un movimento relativo tra primo pattino 4 e secondo pattino 3, che genera un movimento delle aste di collegamento 8 e 8’).

In altre parole, una combinazione dei movimenti dei pattini 3, 4 risulta in un movimento del supporto della testa di taglio 7 lungo le direzioni Xa e Ya, secondo un algoritmo matematico (Xa, Ya) = f(Y1, Y2).

Tali movimenti generano un’inerzia molto inferiore a quella sviluppata nei sistemi noti e quindi vantaggiosamente possono essere effettuati anche a velocità molto elevate, ovvero superiori alle velocità finora permesse a parità di precisione.

Inoltre, il movimento risultante lungo la direzione X Ã ̈ definito dal movimento del foglio di lamiera 1 o dal nastro 11 della bobina, lungo la direzione Xw, e dal movimento del supporto della testa di taglio 7 lungo la direzione Xa, che avvengono simultaneamente.

Quindi il movimento relativo del supporto della testa di taglio 7 rispetto alla lamiera 1 o al nastro 11 della bobina à ̈ dato da:

Y=Ya

X=Xa+Xw.

Il trovato così concepito à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito di tutela delle rivendicazioni allegate.

Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica, i elementi impiegati, nonché le forme e le dimensioni contingenti, potranno essere variati a seconda delle esigenze contingenti e dello stato della tecnica.

Ove le caratteristiche costruttive e le tecniche menzionate nelle seguenti rivendicazioni siano seguite da segni o numeri di riferimento, tali segni o numeri di riferimento sono stati apposti con il solo scopo di aumentare l’intelligibilità delle rivendicazioni stesse e, di conseguenza, essi non costituiscono in alcun modo limitazione all’interpretazione di ciascun elemento identificato, a titolo puramente di esempio, da tali segni o numeri di riferimento.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1) Sistema di taglio per il taglio ad alta precisione di elementi sostanzialmente piatti (1, 11), comprendente un piano di supporto (40) per detti elementi sostanzialmente piatti (1, 11), un primo asse (Xa) di movimento ed un secondo asse (Ya) di movimento, perpendicolare al primo asse (Xa) e parallelo al piano di supporto (40), ed un supporto (7) per un dispositivo di taglio, posizionabile lungo detti assi, detto sistema di taglio essendo caratterizzato dal fatto che il piano di supporto (40) Ã ̈ mobile, indipendentemente dal supporto (7) per un dispositivo di taglio, lungo un terzo asse (Xw) di movimento, parallelo al primo asse (Xa), in modo che il movimento relativo del supporto (7) per un dispositivo di taglio rispetto al piano di supporto (40) Ã ̈ dato da una prima componente corrispondente alla somma dei movimenti lungo il primo asse (Xa) ed il terzo asse (Xw), e da una seconda componente corrispondente alla somma dei movimenti lungo il secondo asse (Ya).
2. 2) Sistema di taglio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di prevedere un gruppo di taglio (30), comprendente un supporto (7) per un dispositivo di taglio, due pattini (3, 4) mobili lungo uno stesso asse (Y1, Y2), parallelo al secondo asse (Ya), ad una distanza reciproca variabile, e due aste (8, 8’) collegate l’una all’altra tramite una prima rispettiva estremità, ed ad un rispettivo pattino (3, 4) in una seconda estremità, il supporto (7) per un dispositivo di taglio essendo connesso ad una di dette prime estremità delle aste (8, 8’).
3. 3) Sistema di taglio secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che una di dette aste à ̈ compresa in un quadrilatero deformabile (80).
4. 4) Sistema di taglio secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il quadrilatero deformabile à ̈ un parallelogramma deformabile (80).
5. 5) Sistema di taglio secondo una delle rivendicazioni 1-4, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di taglio à ̈ un dispositivo di taglio laser.
6. 6) Macchina da taglio comprendente un sistema di taglio secondo una delle rivendicazioni 1-5.
7. 7) Macchina da taglio secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto di prevedere, in corrispondenza del piano di supporto (40), un telaio dotato di mezzi di presa (20) mobili lungo una guida lineare (2) parallela al terzo asse (Xw), i mezzi di presa (20) essendo atti ad accoppiarsi stabilmente a detti elementi sostanzialmente piatti (1, 11), in modo che i elementi sostanzialmente piatti (1, 11) siano mobili secondo detto terzo asse (Xw).