ITBS20080048A1

ITBS20080048A1 - Macchina utensile multimandrino

Info

Publication number: ITBS20080048A1
Application number: IT000048A
Authority: IT
Inventors: Edoardo Buffoli; Francesco Buffoli
Original assignee: Buffoli Transfer Spa
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2009-09-12
Also published as: EP2296846B1; WO2009113117A1; ATE532607T1; EP2296846A1

Description

D E S C R I Z I O N E

“MACCHINA UTENSILE MULTIMANDRINO”

Campo dell’Invenzione

La presente invenzione riguarda in generale le macchine utensili a postazioni di lavoro multiple, e si riferisce in particolare a una innovativa macchina utensile multimandrino per lavorazioni meccaniche di pezzi in rotazione.

Stato della Tecnica

Nel campo delle lavorazioni di pezzi in serie, che richiedono diverse operazioni meccaniche, si utilizzano comunemente macchine automatiche con più postazioni di lavoro disposte in sequenza, quali torni multimandrino, macchine transfer e simili.

Da una parte, le macchine utensili aventi la configurazione di macchine transfer sono predisposte per le lavorazioni di pezzi fissi, vale a dire non rotanti. Esse comprendono essenzialmente, nell’ambito di un basamento di supporto, una tavola portapezzi girevole a intermittenza attorno ad un asse e dotata di mezzi di serraggio, quali pinze o morse, per trattenere ciascun pezzo durante le lavorazioni, e una o più unità operatrici ad utensile rotante in una molteplicità di postazioni di lavoro previste in associazione alla tavola portapezzi.

Ogni pezzo grezzo di partenza può essere predisposto come elemento a sé oppure ottenuto ritagliandolo in forma di spezzone da una barra continua al momento del suo caricamento in un rispettivo serraggio della tavola portapezzi. Una volta in macchina, poi, ogni pezzo segue un percorso definito, portato dalla tavola portapezzi e trasferito in successione in ognuna delle postazioni di lavoro per le specifiche operazioni da effettuarsi secondo un ciclo programmato, a partire da una postazione di carico fino a una postazione di scarico del pezzo. I mezzi di serraggio, siano essi pinze o morse, non sono rotanti per cui, come detto più sopra, i pezzi rimangono fissi; sono invece gli utensili portati dalle unità operatrici predisposti per ruotare in dipendenza delle lavorazioni di tornitura, fresatura, foratura da effettuarsi.

Invero, taluni costruttori hanno anche proposto macchine transfer utilizzanti pinze di presa pezzo rotanti, disposte però sulla periferia della tavola in un piano ortogonale all’asse di rotazione della tavola stessa. Esse consentono di lavorare i pezzi da parti opposte, ma hanno gli inconvenienti di un elevato ingombro, di una limitata accessibilità, di una difficoltà, se non impossibilità, di montare carri robusti e mandrini per lavorazioni gravose e di dover riprendere il pezzo nella medesima pinza in una parte intermedia del ciclo di lavorazione.

D’altra parte, le macchine utensili nella configurazione di torni multimandrino sono da sempre previste per le lavorazioni di pezzi in rotazione. Esse hanno allora un tamburo porta mandrini che è dotato di più mandrini paralleli, ognuno destinato a ricevere e mettere in rotazione un pezzo, o una barra, e che ruota intermittentemente attorno a un asse per portare ogni pezzo, o ogni barra, in corrispondenza a una successione di stazioni di lavoro nelle quali operano dei carri di tornitura con utensili fissi e, talvolta, anche rotanti.

Un problema dei torni multimandrino classici sta nella difficoltà di una completa lavorazione del pezzo in ogni parte, dato che una sua porzione del pezzo è inserita e bloccata in un mandrino e quindi inaccessibile dal suo lato posteriore serrato, appunto, nel mandrino.

Allora, per poter lavorare completamente ogni pezzo, anche nella e dalla parte inizialmente inaccessibile, si è proposto di procede con le lavorazioni meccaniche possibili sulla parte del pezzo emergente dal mandrino, e di riposizionare poi il pezzo semilavorato in un contromandrino per esporre la sua parte prima nascosta e poter così effettuare le lavorazioni su quest’ultima.

Per una lavorazione completa di pezzi, che richiedono molteplici operazioni da effettuarsi su parti opposte del pezzo, sono stati proposti dei torni multimandrino con due tamburi portamandrini contrapposti e paralleli e dei carri di tornitura associati a detti tamburi e fra questi interposti. Allora, un primo tamburo portamandrini è dotato di una pluralità di mandrini girevoli, il secondo tamburo portamandrini è dotato di una pluralità di cosiddetti contromandrini, pure girevoli, rivolti verso i mandrini del primo tamburo portamandrini, e i carri di tornitura sono collocati ed operanti tra i due tamburi e portati da rispettive torrette in modo che possano accedere e lavorare i pezzi portati sia dai mandrini che dai contromandrini a bordo dei due tamburi paralleli.

Tuttavia, i due tamburi portamandrini tendono ad aumentare complessità e ingombri anche di tali macchine utensili e per di più i carri di tornitura per poter arrivare a lavorare i pezzi vengono a trovarsi montate su torrette a sbalzo, vale a dire suscettibili di maggiori oscillazioni/deviazioni sotto sforzo, che si possono riflettere negativamente anche sulla precisione nelle lavorazioni da effettuare.

Inoltre, non è possibile montare vere e proprie unità operatrici ad utensile rotante con una rigidità idonea per poter effettuare operazioni gravose.

Scopo e Sommario dell’Invenzione

Scopo della presente invenzione è invece di proporre un’innovativa macchina utensile assimilabile a un tornio multimandrino per lavorazioni multiple di pezzi rotanti, ma strutturata vantaggiosamente come una macchina transfer ed attrezzata per ricevere e poter lavorare allo stesso tempo pezzi in rotazione su due fronti opposti di una singola tavola portapezzi girevole con delle unità operatrici disposte da parti opposte di detta tavola.

Un tale scopo è raggiunto, in accordo all’invenzione, con una macchina utensile multimandrino secondo il preambolo della rivendicazione 1 e caratterizzata sostanzialmente dal comprendere un primo ordine di organi di presa pezzo rotanti su una faccia della tavola portapezzi, un secondo ordine di organi rotanti di presa pezzo sulla faccia opposta della tavola portapezzi, e delle unità operatrici montate sul basamento in associazione rispettivamente al primo e al secondo ordine di organi di presa pezzo rotanti e almeno un manipolatore per prendere e trasferire ogni pezzo da almeno un organo rotante sulla prima faccia frontale ad almeno un organo rotante sulla seconda faccia frontale della tavola portapezzi.

In particolare, ogni organo di presa pezzo può essere nella forma di mandrino autocentrante o di pinza, comandato e rotante in continuo per causare la rotazione del pezzo rispetto agli utensili delle unità operatrici.

Pertanto, la macchina utensile qui proposta ha il vantaggio, pur in presenza di una sola tavola portapezzi, di poter ricevere e lavorare ogni pezzo completamente in ogni sua parte: in una prima posizione su un fronte della tavola e poi, previo trasferimento di ogni pezzo, in una seconda posizione sul fronte opposto della stessa tavola, avendo allora accesso di volta in volta alle porzioni di ogni pezzo non bloccate negli organi di presa. Ovviamente tale macchina non potrà lavorare direttamente la barra, ma uno spezzone di barra, che potrà essere predisposto fuori macchina oppure ritagliato da barra in una postazione di lavoro della macchina stessa.

Inoltre, rispetto ai torni multimandrino con due tavole parallele, la macchina utensile qui proposta, avendo una singola tavola portapezzi ha il vantaggio di necessitare di un unico sistema di indexaggio e, d’altra parte, le unità operatrici non devono più essere portate da torrette a sbalzo, ma possono essere vincolate rigidamente al basamento, quindi in condizioni più stabili, e orientate convenientemente rispetto ai pezzi che vengono a trovarsi volta a volta sull’uno e sull’altro fronte della tavola portapezzi. In aggiunta, per le lavorazioni di pezzi lunghi vi è la possibilità di adottare una contropunta in asse a ogni organo di presa rotante.

Breve Descrizione dei Disegni

L’invenzione sarà peraltro qui di seguito descritta più in dettaglio facendo riferimento agli allegati disegni, nei quali:

La Fig. 1A mostra schematicamente una vista di lato di una macchina utensile secondo l’invenzione con delle unità operatrici su slitta e dotate di torrette per eseguire torniture tangenziali e/o radiali; esse possono altresì essere motorizzate per lavorazioni assiali e/o radiali ad utensile rotante;

La Fig. 1B mostra ancora una macchina utensile come in Fig. 1, ma allestita con unità operatrici più tradizionalmente da transfer e quindi disposte assialmente e/o radialmente, fisse e/o su slitta, ad utensile fisso e/o rotante;

La Fig. 2 mostra la tavola portapezzi vista da un fronte; e

La Fig. 3 mostra la tavola portapezzi vista dal fronte opposto. Descrizione Dettagliata dell’Invenzione

In detti disegni, il riferimento 11 sta ad indicare rappresentativamente il basamento della macchina utensile che sostiene una tavola portapezzi 12 e, in relazione a questa, una pluralità di unità operatrici per foratura e tornitura 13, 13’ distribuite in più postazioni di lavoro ad uguali distanze angolari, numerate in successione da 1 a 5, per esempio.

La tavola portapezzi 12 è comandata e suscettibile di rotazioni a intermittenza attorno a un asse 14. Essa presenta una prima faccia frontale 15 e una seconda faccia frontale 15’, ortogonali all’asse di rotazione e rivolte in direzioni opposte l’una all’altra, ed è attrezzata con un primo ordine di organi di presa rotanti 16 sulla sua prima faccia frontale 15 e con un secondo ordine di organi di presa rotanti 16’ sulla sua seconda faccia frontale 15’.

Detti organi di presa 16, 16’ possono essere costituiti da mandrini autocentranti oppure da pinze rotanti, ed anche se orientati in direzione opposta, ogni organo di presa su una faccia 15 è di preferenza coassiale all’omologo organo di presa 16’ sull’altra faccia frontale 15’ della tavola portapezzi 12 (Figg. 1A, 1B) così che ogni due organi appaiati possano essere azionati in rotazione e gestiti per il bloccaggio e sbloccaggio da uno stesso sistema di comando.

Sostanzialmente, tutti gli organi di presa 16, 16’ sono paralleli all’asse di rotazione 14 della tavola portapezzi, e alla sequenza di postazioni di lavoro dal lato della prima faccia frontale 15 della tavola portapezzi corrispondono altrettante postazioni di lavoro dal lato della seconda faccia frontale di detta tavola portapezzi. E comunque, tutti gli organi di presa 16, 16’ sulle due facce opposte 15, 15’ della tavola portapezzi sono distanziati analogamente alle postazioni di lavoro 1 - 5 in modo da essere condotti in successione e posizionati in corrispondenza a ciascuna postazione di lavoro a seguito della rotazione intermittente di detta tavola portapezzi 12.

Gli organi di presa 16 del primo ordine sono rivolti verso talune unità operatrici 13, mentre gli organi di presa 16’ del secondo ordine sono rivolti verso altre unità operatrici 13’. Da parte loro le unità operatrici sono supportate rigidamente sul basamento 11 della macchina ed ognuna di esse sarà dotata di almeno un utensile in dipendenza delle lavorazioni da effettuare.

La macchina utensile ha una stazione di carico 17 con dei pezzi di partenza, che coincide con la prima postazione di lavoro 1 e che è collocata dalla parte della prima faccia frontale 15 della tavola portapezzi 12 (Fig. 2). Ogni pezzo di partenza può essere predisposto come elemento a sé oppure costituito da uno spezzone ritagliato di volta in volta da una barra continua direttamente in macchina. In tal caso, similmente a come avviene nelle macchine transfer da barra, in associazione alla tavola portapezzi 12 è previsto un alimentatore 18 per un avanzamento intermittente di una barra continua e dotato di una taglierina per il taglio ogni volta di uno spezzone dalla barra dopo che l’estremità di questa è stata bloccata in un organo di presa 16 risultante in corrispondenza alla stazione di carico.

Considerando ancora la prima faccia 15 della tavola portapezzi (Fig. 2), le postazioni di lavoro da 2 a 5 sono attrezzate con unità operatrici 13 per effettuare in successione delle prime lavorazioni sulla parte di ogni pezzo sporgente dal relativo organo di presa 16. In un’ultima stazione di lavoro, (nel disegno, per esempio, in corrispondenza della postazione 5) in associazione alla tavola portapezzi è previsto almeno un dispositivo manipolatore 19 predisposto e gestito per prendere e riposizionare ogni pezzo in un organo di presa 16’ sulla faccia opposta della tavola portapezzi.

La seconda faccia 15’ della tavola portapezzi (Fig. 3) ha una un’analoga predisposizione delle unità operatrici 13’ in relazione agli organi di presa 16’, per effettuare in successione delle seconde lavorazioni sulla parte di ogni pezzo sporgente dal relativo organo di presa 16’, fino al raggiungimento di una postazione finale di scarico 20 includente un manipolatore di scarico per l’evacuazione di ogni pezzo finito.

Da notare che i manipolatori di scambio possono essere due, interagenti l’uno con l’altro: un primo manipolatore idoneo a prendere il pezzo a livello dalla sua parte già lavorata o comunque sporgente dal rispettivo organo di presa sulla prima faccia della tavola portapezzi, lasciando libera la sua parte fino ad allora trattenuta in detto organo di presa, e un secondo manipolatore idoneo a ricevere, dal primo manipolatore, il pezzo e a collocarlo con altro orientamento in un corrispondente organo di presa sulla seconda faccia della tavola portapezzi, così da lasciar esposta la parte del pezzo ancora da lavorare.

Evidentemente, gli organi di presa 16 sulla prima faccia della tavola portapezzi sono predisposti per prendere una parte del pezzo grezzo di partenza, mentre gli organi di presa 16’ sull’altra faccia della tavola portapezzi sono predisposti per prendere il pezzo in altra posizione e con un altro orientamento.

In pratica, i pezzi di partenza sono bloccati negli organi di presa rotanti sulla prima faccia della tavola portapezzi e lavorati in successione, ognuno per una sua parte, con le prime unità operatrici durante una prima rotazione della tavola portapezzi da un lato di questa e, dopo il trasferimento, mediante il o i manipolatori, agli organi di presa rotanti sulla seconda faccia della tavola portapezzi e sono lavorati, ognuno per una loro rimanente parte, durante una seconda rotazione della tavola portapezzi fino a scaricarli dalla macchina.

Quanto ad unità operatrici, la macchina, secondo l’invenzione sopra descritta potrà essere allestita, per esempio, con unità operatrici assiali e radiali, con o senza torrette, con o senza utensili motorizzati, fisse o su slitta, come rappresentato a puro titolo esemplificativo nelle Figg. 1A e 1B.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Macchina utensile per lavorazioni multiple comprendente un basamento, una tavola portapezzi supportata su detto basamento e suscettibile di rotazioni a intermittenza attorno ad un asse, una pluralità di postazioni di lavoro stazionarie in associazione alla tavola portapezzi ed almeno talune includenti un’unità operatrice, e una pluralità di organi di presa a bordo della tavola portapezzi per trattenere e portare in successione ciascun pezzo da lavorare in ogni postazione di lavoro a seguito della rotazione intermittente della tavola portapezzi a partire da una postazione di carico dei pezzi di partenza fino a una postazione di scarico dei pezzi finiti, caratterizzata in ciò che la tavola portapezzi ha una prima faccia frontale (15) e una seconda faccia frontale (15’) ortogonali all’asse di rotazione e rivolte in direzioni opposte, in ciò che detta prima faccia frontale della tavola portapezzi è dotata di un primo ordine di organi rotanti di presa pezzo (16) rivolti verso delle prime unità operatrici (13), orizzontali o verticali, ortogonali o parallele, per delle prime lavorazioni da effettuarsi su ogni pezzo e che detta seconda faccia frontale della tavola portapezzi è dotata di un secondo ordine di organi rotanti di presa pezzo (16’) rivolti verso delle seconde unità operatrici (13’) per delle seconde lavorazioni da effettuarsi su ogni pezzo, e in ciò che in una di dette postazioni di lavoro è previsto almeno un manipolatore per prendere e trasferire ogni pezzo da almeno un organo rotante sulla prima faccia frontale ad almeno un organo rotante sulla seconda faccia frontale della tavola portapezzi.
2. Macchina utensile secondo la rivendicazione 1, in cui gli organi rotante di presa pezzo (16, 16’) su dette facce frontali opposte sono paralleli all’asse di rotazione della tavola portapezzi, con gli organi di presa su una faccia frontale orientati in direzione opposta a quelli sull’altra faccia frontale.
3. Macchina utensile secondo le rivendicazioni 1 e 2, in cui gli organi rotanti di presa pezzo su una faccia frontale sono coassiali agli organi rotanti di presa pezzo sull’altra faccia frontale della tavola portapezzi, detti organi rotanti essendo nella forma di mandrini o di pinze girevoli, e ogni due organi coassiali opposti essendo gestiti da uno stesso sistema di comando.
4. Macchina utensile secondo le rivendicazioni 1 e 2, in cui gli organi rotanti di presa pezzo su una faccia frontale sono sfalsati angolarmente rispetto agli organi rotanti di presa pezzo sull’altra faccia frontale della tavola portapezzi, detti organi rotanti essendo nella forma di mandrini o di pinze girevoli e gestiti individualmente.
5. Macchina utensile secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, e dove i pezzi da lavorare sono ritagliati da barra continua, in cui la stazione di carico dei pezzi di partenza è collocata dalla parte della prima faccia frontale (15) della tavola portapezzi e coincide con una prima postazione di lavoro, e in cui in associazione a detta stazione di carico è previsto un alimentatore per un avanzamento intermittente di una barra continua e una taglierina per un taglio in spezzoni della barra continua.
6. Macchina utensile secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui gli organi rotanti di presa pezzo sulla prima faccia frontale della tavola portapezzi sono predisposti per ricevere e bloccare una parte di ogni pezzo di partenza nel corso delle prime lavorazioni della rimanente parte del pezzo stesso, e gli organi rotanti di presa pezzo sulla seconda faccia frontale della tavola portapezzi sono predisposti per ricevere e bloccare ogni pezzo durante le seconde lavorazioni su una restante parte del pezzo.
7. Macchina utensile secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’almeno un manipolatore di trasferimento è predisposto e gestito, per prendere dalla parte lavorata.
8. Macchina utensile secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente due manipolatori di trasferimento (19, 20) predisposti e gestiti, uno per prendere ogni pezzo dalla parte lavorata e l’altro per prendere detto pezzo dalla parte non lavorata.
9. Macchina utensile secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ogni unità operatrice è applicata rigidamente sul basamento di supporto ed è attrezzata con almeno un utensile.
10. Macchina utensile secondo la rivendicazione 9, in cui le unità operatrici sono montate e movibili su slitte e collocate in fronte alla facce frontali della tavola portapezzi.
11. Macchina utensile secondo la rivendicazione 9, in cui alcune unità operatrici possono essere fisse e altre movibili su slitte, talune unità operatrici essendo collocate in fronte alle facce opposte della tavola portapezzi altre in direzioni radiali alla tavola portapezzi.
12. Procedimento per lavorazioni multiple di pezzi in una macchina utensile multimandrino avente una tavola portapezzi girevole a intermittenza attorno a un asse, secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente i passi di: - alimentare ogni pezzo di partenza a dei primi organi rotanti di presa pezzo disposti su una prima faccia frontale della tavola portapezzi, - portare in successione ogni pezzo di partenza in corrispondenza a più unità operatrici per effettuare delle prime lavorazioni a partire da una prima postazione fino a un’ultima postazione di lavoro durante una prima rotazione di detta tavola portapezzi; - rilasciare e trasferire meccanicamente in sequenza ogni pezzo semilavorato dagli organi rotanti di presa pezzo su detta prima faccia frontale della tavola portapezzi a corrispondenti organi rotanti di presa pezzo su una seconda faccia frontale della tavola portapezzi, - portare in successione ogni pezzo semilavorato in corrispondenza ad altre unità operatrici per effettuare delle seconde lavorazioni durante una seconda rotazione di detta tavola portapezzi concomitatamente alle prime lavorazioni effettuate sui pezzi nei primi mezzi di serraggio, - scaricare il pezzo dopo le seconde lavorazioni.
13. Procedimento secondo la rivendicazione 10, in cui ogni pezzo di partenza è un elemento pretagliato o preformato.
14. Procedimento secondo la rivendicazione 10, in cui ogni pezzo è costituito da uno spezzone ritagliato da una barra continua direttamente in macchina in corrispondenza a un alimentatore.