IT201900011103A1 - Macchina per il taglio laser di tubi provvista di un'apparecchiatura per la pulitura dei tubi in lavorazione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Macchina per il taglio laser di tubi provvista di un'apparecchiatura per la pulitura dei tubi in lavorazione"

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda una macchina per il taglio laser di tubi, dove il termine di "tubi" è da intendersi riferito genericamente a semilavorati allungati aventi una sezione cava di forma qualsiasi.

Più specificamente, la presente invenzione riguarda una macchina per il taglio laser di tubi provvista di un'apparecchiatura per la pulitura dei tubi in lavorazione, cioè un'apparecchiatura atta a raccogliere i residui prodotti durante il taglio dei tubi mediante fascio laser.

Un esempio noto di apparecchiatura per la pulitura dei tubi destinata ad essere installata su una macchina per il taglio laser di tubi è mostrato nelle figure 1 e 2 dei disegni allegati.

Con riferimento inizialmente alla figura 1, un'apparecchiatura per la pulitura di tubi secondo la tecnica nota è complessivamente indicata con 10. Il tubo in lavorazione è indicato con T, mentre con 12 è indicata una testa di lavoro atta a eseguire operazioni di taglio sul tubo T tramite un fascio laser.

L'apparecchiatura 10 comprende innanzitutto un'asta 14, estendentesi lungo una direzione longitudinale x parallela all'asse longitudinale del tubo T, e una testa di raccolta 16 montata a un'estremità dell'asta 14 rivolta verso il tubo T. La testa di raccolta 16 è tipicamente fatta di un materiale diverso da quello dell'asta 14, ad esempio rame. La testa di raccolta 16 è formata da un corpo cavo, preferibilmente di forma cilindrica, e presenta un orifizio 18 attraverso cui i residui prodotti durante il taglio del tubo T possono penetrare all'interno della testa di raccolta 16 per essere ivi raccolti.

L'asta 14, e con essa la testa di raccolta 16, è movimentabile sia lungo la direzione longitudinale x sia lungo una direzione trasversale z perpendicolare alla direzione longitudinale x. Tipicamente, la direzione longitudinale x è orientata orizzontalmente, mentre la direzione trasversale z è orientata verticalmente. A tale proposito, l'asta 14 è portata da un corpo di supporto 20, il quale è a sua volta è portato da una struttura di sostegno 22 (di qui in avanti indicata come "prima struttura di sostegno") ed è mobile rispetto a tale struttura lungo la direzione longitudinale x sotto il controllo di una prima unità di movimentazione motorizzata (comprendente ad esempio un motore elettrico di tipo brushless). Inoltre, la prima struttura di sostegno 22, e con essa il corpo di supporto 20 e l'asta 14 da questo portata, è mobile rispetto alla struttura di base della macchina lungo la direzione trasversale z sotto il controllo di una seconda unità di movimentazione motorizzata (comprendente ad esempio un motore elettrico di tipo brushless).

Durante il taglio del tubo T l'asta 14 viene opportunamente movimentata dalle suddette prima e seconda unità di movimentazione in modo da posizionare la testa di raccolta 16 all'interno del tubo T in prossimità della porzione di parete del tubo T su cui il fascio laser viene focalizzato dalla testa di lavoro 12. In questo modo, i residui (materiale fuso) prodotti durante il processo di taglio del tubo T vengono proiettati all'interno della testa di raccolta 16 passando attraverso l'orifizio 18.

Terminata l'operazione di taglio, il pezzo di tubo tagliato viene separato dalla rimanente parte del tubo T e depositato sull'asta 14. L'asta 14 è in grado di accogliere contemporaneamente più pezzi di tubo, il cui numero dipende naturalmente dalla lunghezza dell'asta e dalla lunghezza dei pezzi di tubo depositati sull'asta stessa.

Con riferimento alla figura 2, l'apparecchiatura 10 comprende inoltre un organo di riscontro 24 atto a cooperare con l'asta 14 per consentire l'evacuazione dei pezzi di tubo dall'asta 14. L'organo di riscontro 24 comprende una boccola 26 (vantaggiosamente fatta, o almeno rivestita, di materiale a basso coefficiente di attrito, quale bronzo, ottone, teflon, ecc.) attraverso la quale l'asta 14 può scorrere, comandata dalla suddetta prima unità di movimentazione, rispetto all'organo di riscontro 24 lungo la direzione longitudinale x. L'organo di riscontro 24 è montato su una struttura di sostegno 28 (di qui in avanti indicata come "seconda struttura di sostegno"), la quale a sua volta è fissata alla prima struttura di sostegno 22. La seconda struttura di sostegno 28 è spostabile manualmente da un operatore lungo la direzione longitudinale x rispetto alla prima struttura di sostegno 22 in modo da posizionare l'organo di riscontro 24 a una data distanza dal piano di taglio, cioè dal piano nel quale viene eseguito il taglio del tubo T tramite il fascio laser focalizzato dalla testa di lavoro 12.

Una tale soluzione nota comporta lo svantaggio che l'operazione di variazione della posizione dell'organo di riscontro, che come detto viene eseguita manualmente da un operatore, comporta la necessità di arrestare la macchina al fine di garantire la sicurezza dell'operatore. Inoltre, il posizionamento manuale dell'organo di riscontro richiede particolare abilità da parte dell'operatore per essere eseguito correttamente.

Per ovviare a tali inconvenienti è noto l'utilizzo di un'ulteriore unità di movimentazione motorizzata, in aggiunta alla suddetta prima unità di movimentazione motorizzata, per la movimentazione in direzione longitudinale della seconda struttura di sostegno rispetto prima alla struttura di sostegno. Una tale soluzione, tuttavia, risulta da un lato particolarmente costosa e dall'altro piuttosto complicata da realizzare a causa dello spazio ridotto a disposizione.

Scopo della presente invenzione è dunque superare gli inconvenienti della tecnica nota sopra discussa, mettendo a disposizione un'apparecchiatura per la pulitura dei tubi in una macchina per il taglio laser di tubi che permetta di posizionare l'organo di riscontro lungo la direzione longitudinale senza richiedere l'intervento manuale di un operatore e che allo stesso tempo risulti meno costosa e complicata da realizzare rispetto alla soluzione nota di utilizzare un'ulteriore unità di movimentazione motorizzata.

Questo e altri scopi sono pienamente raggiunti secondo la presente invenzione grazie a un'apparecchiatura per la pulitura dei tubi avente le caratteristiche specificate nella rivendicazione indipendente 1.

Forme di realizzazione vantaggiose dell'invenzione sono definite nelle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto è da intendersi come parte integrante della descrizione che segue.

In sintesi, l'invenzione si basa sull'idea di realizzare un'apparecchiatura per la pulitura dei tubi del tipo sopra indicato, in cui la seconda struttura di sostegno è montata in modo scorrevole in direzione longitudinale rispetto alla prima struttura di sostegno, e in cui l'apparecchiatura comprende inoltre primi mezzi di bloccaggio associati all'organo di riscontro e commutabili fra una condizione di sbloccaggio, in cui consentono il movimento relativo dell'organo di riscontro rispetto all'asta lungo la direzione longitudinale, e una condizione di bloccaggio, in cui collegano l'organo di riscontro in modo solidale a traslazione con l'asta lungo la direzione longitudinale, nonché secondi mezzi di bloccaggio associati alla seconda struttura di sostegno e commutabili fra una condizione di sbloccaggio, in cui consentono il movimento relativo della seconda struttura di sostegno rispetto alla prima struttura di sostegno lungo la direzione longitudinale, e una condizione di bloccaggio, in cui bloccano longitudinalmente la seconda struttura di sostegno rispetto alla prima struttura di sostegno.

Grazie a una tale configurazione, è possibile comandare lo spostamento longitudinale della seconda struttura di sostegno, e con essa dell'organo di riscontro, collegando l'organo di riscontro in modo solidale a traslazione con l'asta lungo la direzione longitudinale tramite i suddetti primi mezzi di bloccaggio e movimentando lungo la direzione longitudinale, tramite la suddetta prima unità di movimentazione motorizzata, l'insieme formato dall'asta, dall'organo di riscontro e dalla seconda struttura di sostegno. Lo spostamento longitudinale della seconda struttura di sostegno, e con essa dell'organo di riscontro, può essere quindi eseguito utilizzando la prima unità di movimentazione motorizzata prevista per la movimentazione dell'asta in direzione longitudinale, dunque senza bisogno dell'intervento manuale di un operatore e senza bisogno di prevedere un'ulteriore unità di movimentazione motorizzata specifica per la seconda struttura di sostegno. Una volta che l'organo di riscontro è stato portato nella posizione longitudinale desiderata, esso può essere bloccato in tale posizione mediante attivazione, cioè mediante spostamento dalla condizione di sbloccaggio alla condizione di bloccaggio, dei suddetti secondi mezzi di bloccaggio.

Secondo una forma di realizzazione, l'organo di riscontro è supportato dalla seconda struttura di sostegno in modo girevole intorno a un asse di rotazione orientato perpendicolarmente alla direzione longitudinale e i suddetti primi mezzi di bloccaggio comprendono un attuatore che è interposto fra l'organo di riscontro e la seconda struttura di sostegno ed è comandabile per ruotare l'organo di riscontro rispetto alla seconda struttura di sostegno, e quindi rispetto all'asta, intorno al suddetto asse di rotazione. In questo caso, la condizione di sbloccaggio dei suddetti primi mezzi di bloccaggio corrisponde a una condizione di sostanziale allineamento fra la boccola dell'organo di riscontro e l'asta, cioè alla condizione in cui l'asse della boccola è diretto sostanzialmente lungo la direzione longitudinale, mentre la condizione di bloccaggio dei suddetti primi mezzi di bloccaggio è ottenuta ruotando l'organo di riscontro intorno al suddetto asse di rotazione sino a portare la boccola dell'organo di riscontro in interferenza con l'asta.

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

la figura 1 è una vista laterale che mostra parzialmente una macchina per il taglio laser di tubi provvista di apparecchiatura per la pulitura dei tubi secondo la tecnica nota;

la figura 2 è una vista prospettica dell'apparecchiatura per la pulitura dei tubi di figura 1; le figure 3 e 4 sono viste prospettiche di un'apparecchiatura per la pulitura dei tubi per una macchina per il taglio laser di tubi secondo una forma di realizzazione della presente invenzione; e le figure 5 e 6 sono viste dall'alto, parzialmente in sezione, che mostrano l'apparecchiatura delle figure 3 e 4 rispettivamente nella condizione di sbloccaggio e nella condizione di bloccaggio dell'organo di riscontro rispetto all'asta.

Con riferimento alle figure 3 e 4, in cui parti ed elementi identici o corrispondenti a quelli delle figure 1 e 2 (tecnica nota) sono contrassegnati con i medesimi numeri di riferimento, un'apparecchiatura per la pulitura di tubi (di qui in avanti semplicemente indicata come "apparecchiatura") secondo una forma di realizzazione della presente invenzione è complessivamente indicata con 10. L'apparecchiatura 10 è destinata a essere montata su una macchina per il taglio laser di tubi (non mostrata) comprendente, in modo per sé noto, una testa di lavoro atta a focalizzare un fascio laser sul tubo in lavorazione (anch'esso non mostrato).

L'apparecchiatura 10 comprende un'asta 14, estendentesi lungo una direzione longitudinale x parallela all'asse longitudinale del tubo in lavorazione, e una testa di raccolta 16 montata a un'estremità dell'asta 14 che nell'uso è rivolta verso il tubo in lavorazione. La testa di raccolta 16 è preferibilmente fatta di un materiale diverso da quello dell'asta 14, ad esempio rame. La testa di raccolta 16 è formata da un corpo cavo, preferibilmente di forma cilindrica, e presenta un orifizio 18 attraverso cui i residui prodotti durante il processo di taglio del tubo possono penetrare all'interno della testa di raccolta 16 per essere ivi raccolti.

L'asta 14 è portata da un corpo di supporto 20, il quale a sua volta è portato da una prima struttura di sostegno 22 ed è mobile rispetto a tale struttura lungo la direzione longitudinale x sotto il controllo di una prima unità di movimentazione motorizzata (non mostrata, ma comunque di tipo per sé noto), comprendente ad esempio un motore elettrico di tipo brushless. La prima struttura di sostegno 22, e con essa il corpo di supporto 20 e l'asta 14 portata dal corpo di supporto 20, è a sua volta mobile rispetto a una struttura di base della macchina lungo una direzione trasversale z, perpendicolare alla direzione longitudinale x, sotto il controllo di una seconda unità di movimentazione motorizzata (non mostrata, ma comunque di tipo per sé noto), anch'essa comprendente ad esempio un motore elettrico di tipo brushless. Vantaggiosamente, come nell'esempio di realizzazione qui mostrato, la direzione longitudinale x è orientata orizzontalmente, mentre la direzione trasversale z è orientata verticalmente.

Durante il processo di taglio del tubo l'asta 14 viene opportunamente movimentata dalla prima e della seconda unità di movimentazione motorizzate in modo da posizionare la testa di raccolta 16 all'interno del tubo in prossimità della porzione di parete del tubo su cui viene focalizzato il fascio laser. In questo modo, i residui (materiale fuso) prodotti durante il processo di taglio del tubo vengono proiettati all'interno della testa di raccolta 16 passando attraverso l'orifizio 18.

L'apparecchiatura 10 comprende inoltre un organo di riscontro 24 atto a cooperare con l'asta 14 per consentire l'evacuazione dall'asta 14 dei pezzi di tubo depositati sull'asta stessa una volta tagliati. Con riferimento anche alle figure 5 e 6, l'organo di riscontro 24 comprende una boccola 26 (vantaggiosamente fatta, o almeno rivestita, di materiale a basso coefficiente di attrito, quale bronzo, ottone, teflon, ecc.) attraverso la quale l'asta 14 può scorrere, comandata dalla prima unità di movimentazione motorizzata, rispetto all'organo di riscontro 24 lungo la direzione longitudinale x.

L'organo di riscontro 24 è montato su una seconda struttura di sostegno 28, la quale a sua volta è montata sulla prima struttura di sostegno 22 in modo da potere scorrere rispetto a quest'ultima lungo la direzione longitudinale x. Alla seconda struttura di sostegno 28 è associato un dispositivo di bloccaggio (non mostrato) comandabile (ad esempio pneumaticamente, idraulicamente o elettricamente) fra una condizione di sbloccaggio e una condizione di bloccaggio, in cui consente e rispettivamente impedisce il movimento relativo della seconda struttura di sostegno 28 rispetto alla prima struttura di sostegno 22 lungo la direzione longitudinale x. Preferibilmente, al dispositivo di bloccaggio sono associati mezzi di regolazione della forza atti a consentire di regolare la forza di serraggio esercitata dal dispositivo di bloccaggio sulla seconda struttura di sostegno 28 per bloccare quest'ultima rispetto alla prima struttura di sostegno 22. La possibilità di regolare la forza di serraggio con cui viene bloccata la seconda struttura di sostegno 28 permette di evitare danneggiamenti alla struttura di sostegno stessa e all'organo di riscontro 24 da essa portato.

L'organo di riscontro 24 è solidale a traslazione con la seconda struttura di sostegno 28 lungo la direzione longitudinale x, ma è girevole rispetto alla seconda struttura di sostegno 28, e quindi rispetto all'asta 14, intorno a un asse di rotazione r orientato perpendicolarmente alla direzione longitudinale x. Nel presente caso l'asse di rotazione r è orientato lungo la direzione trasversale z, ma tale orientamento non è comunque essenziale ai fini dell'invenzione.

In particolare, l'organo di riscontro 24 è suscettibile di assumere una prima condizione (figura 5) in cui la boccola 26 è allineata con l'asta 14, e quindi l'asta 14 è libera di scorrere all'interno della boccola 26 per essere movimentata lungo la direzione longitudinale x rispetto all'organo di riscontro 24, e una seconda condizione (figura 6) in cui la boccola 26 è ruotata rispetto all'asta 14 in modo da essere bloccata per interferenza con la stessa. In questa seconda condizione, quindi, la boccola 26, e con essa l'organo di riscontro 24, è solidale all'asta 14 nel movimento lungo la direzione longitudinale x rispetto alla prima struttura di sostegno 22.

All'organo di riscontro 24 è associato un attuatore 30, ad esempio un attuatore pneumatico, idraulico o elettrico, atto a comandare il movimento rotatorio dell'organo di riscontro 24 rispetto alla seconda struttura di sostegno 28 intorno all'asse di rotazione r fra la prima e la seconda condizione sopra menzionate.

Il posizionamento dell'organo di riscontro 24 nella posizione desiderata lungo la direzione longitudinale x viene quindi eseguito nel seguente modo.

Con il dispositivo di bloccaggio nella condizione di sbloccaggio, l'organo di riscontro 24 viene reso solidale a traslazione all'asta 14, sotto il controllo dell'attuatore 30, mediante rotazione intorno all'asse di rotazione r dalla prima alla seconda condizione sopra menzionate. A questo punto, tramite la prima unità di movimentazione motorizzata l'organo di riscontro 24 può essere movimentato insieme all'asta 14 lungo la direzione longitudinale x. Una volta posizionato nella posizione longitudinale desiderata, l'organo di riscontro 24 viene riportato dall'attuatore 30 nella suddetta prima condizione, in modo da consentire il movimento relativo dell'asta 14 rispetto all'organo di riscontro 24 nella direzione longitudinale x, e la seconda struttura di sostegno 28 viene vincolata longitudinalmente alla prima struttura di sostegno 22 mediante commutazione del dispositivo di bloccaggio dalla condizione di sbloccaggio alla condizione di bloccaggio, in modo da garantire il mantenimento dell'organo di riscontro 24, che come detto è solidale a traslazione alla seconda struttura di sostegno 28 lungo la direzione longitudinale x, nella posizione longitudinale così raggiunta.

Come risulta evidente dalla descrizione sopra fornita, l'apparecchiatura per la pulitura dei tubi oggetto della presente invenzione consente di movimentare longitudinalmente l'organo di riscontro in modo automatizzato, senza quindi richiedere l'intervento manuale di un operatore, e senza quindi richiedere l'arresto della macchina, utilizzando la stessa unità di movimentazione motorizzata già normalmente prevista per la movimentazione dell'asta in direzione longitudinale, con ciò riducendo i costi e la complessità dell'apparecchiatura rispetto a una soluzione che preveda un'ulteriore unità di movimentazione longitudinale dedicata alla movimentazione della seconda struttura di sostegno, e con essa dell'organo di riscontro.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, le forme di attuazione e i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto e illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura (10) per la pulitura di tubi in una macchina per il taglio laser di tubi, l'apparecchiatura (10) comprendendo un'asta (14) estendentesi lungo una direzione longitudinale (x), una testa di raccolta (16) montata a un'estremità dell'asta (14) rivolta nell'uso verso il tubo (T) in lavorazione, la testa di raccolta (16) essendo atta a essere inserita all'interno del tubo in lavorazione per raccogliere eventuali residui prodotti durante il processo di taglio del tubo, una prima struttura di sostegno (22) che supporta l'asta (14) in maniera tale per cui l'asta (14) è spostabile lungo detta direzione longitudinale (x) rispetto a detta prima struttura di sostegno (22), primi mezzi di movimentazione atti a comandare il movimento dell'asta (14) rispetto a detta prima struttura di sostegno (22) lungo detta direzione longitudinale (x), un organo di riscontro (24) provvisto di una boccola (26) attraverso cui si estende l'asta (14), e una seconda struttura di sostegno (28) che supporta l'organo di riscontro (24) e che è montata su detta prima struttura di sostegno (22) in modo da essere spostabile rispetto a quest'ultima lungo detta direzione longitudinale (x), caratterizzata dal fatto di comprendere inoltre primi mezzi di bloccaggio (26, 30) associati all'organo di riscontro (24) e commutabili fra una condizione di sbloccaggio, in cui consentono il movimento relativo dell'organo di riscontro (24) rispetto all'asta (14) lungo detta direzione longitudinale (x), e una condizione di bloccaggio, in cui collegano l'organo di riscontro (24) in modo solidale a traslazione con l'asta (14) lungo detta direzione longitudinale (x), e secondi mezzi di bloccaggio associati a detta seconda struttura di sostegno (28) e commutabili fra una condizione di sbloccaggio, in cui consentono il movimento relativo di detta seconda struttura di sostegno (28) rispetto a detta prima struttura di sostegno (22) lungo detta direzione longitudinale (x), e una condizione di bloccaggio, in cui bloccano longitudinalmente detta seconda struttura di sostegno (28) rispetto a detta prima struttura di sostegno (22).
2. 2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, in cui l'organo di riscontro (24) è supportato da detta seconda struttura di sostegno (28) in modo girevole intorno a un asse di rotazione (r) orientato perpendicolarmente a detta direzione longitudinale (x) e in cui detti primi mezzi di bloccaggio (26, 30) comprendono un attuatore (30) atto a comandare la rotazione dell'organo di riscontro (24) rispetto a detta seconda struttura di sostegno (28) intorno a detto asse di rotazione (r) fra una posizione, corrispondente a detta condizione di sbloccaggio di detti primi mezzi di bloccaggio (26, 30), in cui la boccola (26) dell'organo di riscontro (24) è allineata con l'asta (14), e una posizione, corrispondente a detta condizione di bloccaggio di detti primi mezzi di bloccaggio (26, 30), in cui la boccola (26) dell'organo di riscontro (24) interferisce con l'asta (14), rendendo così l'organo di riscontro (24) solidale a traslazione con l'asta (14) lungo detta direzione longitudinale (x).
3. 3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, comprendente inoltre mezzi di regolazione della forza atti a regolare la forza di serraggio esercitata su detta seconda struttura di sostegno (28) da detti primi mezzi di bloccaggio (26, 30).
4. 4. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre secondi mezzi di movimentazione atti a comandare il movimento di detta prima struttura di sostegno (22), e con essa dell'asta (14), lungo una direzione trasversale (z) orientata perpendicolarmente a detta direzione longitudinale (x).
5. 5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, in cui detto asse di rotazione (r) è orientato lungo detta direzione trasversale (z).
6. 6. Macchina (10) per il taglio laser di tubi comprendente un'apparecchiatura (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.