ITMI20132032A1 - PERFORATED NUMERICAL DRILLING MACHINE - Google Patents
PERFORATED NUMERICAL DRILLING MACHINEInfo
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Description
MACCHINA FORATRICE A CONTROLLO NUMERICO PERFEZIONATA PERFECTED NUMERICAL CONTROL DRILLING MACHINE
La presente invenzione si riferisce in generale a una macchina foratrice a controllo numerico e, più in particolare, a un sistema automatizzato per il cambio degli utensili di tale macchina foratrice. The present invention relates in general to a numerically controlled drilling machine and, more particularly, to an automated system for changing the tools of this drilling machine.
Come è noto, le macchine foratrici sono macchine configurate per effettuare una pluralità di fori profondi all’interno di componenti in lavorazione. Una macchina foratrice profonda può essere di tipo monomandrino oppure multi-mandrino e può effettuare l’operazione di foratura utilizzando le cosiddette punte a cannone (“gun drills”), oppure punte con sistema BTA (acronimo di “Boring-Trepanning Association”) o STS (sistema a tubo singolo). Ad esempio, una macchina foratrice profonda può essere configurata per soddisfare le esigenze dei costruttori di stampi nella realizzazione di fori per il circuito di raffreddamento dello stampo. As is known, drilling machines are machines configured to make a plurality of deep holes inside components being processed. A deep drilling machine can be of the single-spindle or multi-spindle type and can carry out the drilling operation using the so-called "gun drills", or drills with the BTA system (acronym for "Boring-Trepanning Association") or STS (single pipe system). For example, a deep hole drilling machine can be configured to meet the needs of mold makers in making holes for the mold cooling circuit.
Per stampo si intende una matrice che viene appositamente progettata come utensile in alcuni processi di produzione industriale come lo stampaggio, la pressofusione, l’imbutitura, la schiumatura o la sinterizzazione. Lo stampo serve a dare la forma intermedia o finale al pezzo o al materiale da lavorare. A seconda del diverso tipo di lavorazione cambiano anche le caratteristiche e la tecnologia dello stampo. By mold we mean a matrix that is specially designed as a tool in some industrial production processes such as molding, die casting, deep drawing, foaming or sintering. The mold is used to give the intermediate or final shape to the piece or material to be machined. Depending on the different type of processing, the characteristics and technology of the mold also change.
Uno stampo è usualmente composto da due o più semigusci che vanno a delimitare un’area di spazio con la sagoma del pezzo da ottenere. Gli stampi di produzione sono solitamente in acciaio bonificato (la bonifica è un processo termico che migliora le caratteristiche dell’acciaio) o temprato, ma per particolari lavorazioni si usano anche stampi in alluminio. La vita utile di uno stampo può variare tra pochi pezzi prodotti, o anche uno solo, fino a centinaia di migliaia di esemplari. Gli stampi medi e grandi sono spesso costruiti per fresatura, mentre per esemplari particolarmente piccoli, con finiture complesse o per precisioni elevatissime, dell’ordine di pochi centesimi di millimetro, si usano processi ad alta tecnologia come l’elettroerosione o la fotoincisione. A mold is usually composed of two or more half-shells that delimit a space area with the shape of the piece to be obtained. The production molds are usually made of tempered steel (reclamation is a thermal process that improves the characteristics of the steel) or tempered, but aluminum molds are also used for particular processes. The useful life of a mold can vary between a few pieces produced, or even one, up to hundreds of thousands of pieces. Medium and large molds are often built by milling, while for particularly small specimens, with complex finishes or for very high precision, of the order of a few hundredths of a millimeter, high-tech processes such as electroerosion or photoengraving are used.
Uno stampo deve essere generalmente progettato senza cavità che possano limitare l’estrazione del pezzo. In particolare vanno evitati i sottosquadri, cioè angoli di ampiezza minore o uguale a 90°, che potrebbero rendere l’elemento stampato indivisibile dallo stampo. Gli stampi, in particolare quelli per le plastiche, possono essere riscaldati o meno. Gli stampi riscaldati sono più costosi ma permettono un flusso migliore del materiale liquido nelle cavità, grazie alla viscosità ridotta. All’occorrenza gli stampi possono anche essere raffreddati, ad esempio nel caso in cui sia necessario estrarre i pezzi rapidamente o non sia possibile avere una catena di produzione “a carosello” che sfrutti diversi elementi per rendere continua la produzione senza forzarne i tempi. A mold must generally be designed without cavities that can limit the extraction of the piece. In particular, undercuts should be avoided, i.e. angles of width less than or equal to 90 °, which could make the printed element indivisible from the mold. Molds, especially those for plastics, can be heated or not. Heated molds are more expensive but allow for better flow of liquid material into cavities due to the reduced viscosity. If necessary, the molds can also be cooled, for example in the event that it is necessary to extract the pieces quickly or it is not possible to have a "carousel" production chain that uses different elements to make production continuous without forcing the times.
Per foro profondo si intende invece un foro con un elevato rapporto tra profondità e diametro. La foratura profonda è il metodo preferito per la realizzazione di fori con lunghezze superiori a 10 volte i rispettivi diametri. Durante l’operazione di foratura è importante che i trucioli vengano spezzati ed evacuati senza ostruire o rovinare la superficie lavorata. Nella foratura profonda l’adduzione di fluido da taglio e il trasporto dei trucioli si possono ottenere attraverso tre sistemi diversi, che consentono l’esecuzione senza problemi di fori con profondità superiore a 100 volte i rispettivi diametri. I tre sistemi sono denominati: A deep hole, on the other hand, refers to a hole with a high ratio between depth and diameter. Deep drilling is the preferred method for making holes with lengths greater than 10 times their respective diameters. During the drilling operation it is important that the shavings are broken and evacuated without obstructing or damaging the machined surface. In deep drilling, the supply of cutting fluid and the transport of shavings can be achieved through three different systems, which allow for the trouble-free execution of holes with depths greater than 100 times their respective diameters. The three systems are called:
- sistema a tubo doppio (“ejector”); - double pipe system ("ejector");
- sistema a tubo singolo (STS); - single pipe system (STS);
- sistema con punte a cannone. - system with cannon tips.
Nel dettaglio, il sistema con punte a cannone utilizza il principio di adduzione di liquido refrigerante. Il liquido, che viene immesso in un condotto ricavato all’interno della punta, giunge all’elemento tagliente per lubrificarlo e per evacuare i trucioli attraverso una scanalatura a forma di V, realizzata all’esterno della punta. In detail, the cannon tip system uses the principle of coolant supply. The liquid, which is introduced into a duct obtained inside the tip, reaches the cutting element to lubricate it and to evacuate the shavings through a V-shaped groove, made outside the tip.
Tutto ciò premesso, si evidenzia il fatto che una macchina foratrice a controllo numerico di tipo tradizionale, come ad esempio quella illustrata in figura 1, può normalmente operare lungo quattro assi lineari (X, Y, Z, W) e due assi rotativi (A, B). Nelle macchine foratrici attualmente in commercio il cambio della punta a cannone viene effettuato manualmente. Il cambio manuale comporta la presenza dell’operatore per la sostituzione della punta e la conseguente possibilità di errore umano da parte dell’operatore stesso. Having said all this, it should be noted that a traditional numerical control drilling machine, such as the one illustrated in figure 1, can normally operate along four linear axes (X, Y, Z, W) and two rotary axes (A , B). In the drilling machines currently on the market, the change of the cannon drill is carried out manually. The manual change involves the presence of the operator to replace the tip and the consequent possibility of human error on the part of the operator himself.
A tutt’oggi non risulta che alcun costruttore di macchine foratrici a controllo numerico abbia realizzato un sistema automatico di cambio della punta. La procedura di cambio automatico della punta presenta infatti numerose problematiche meccaniche che devono essere completamente risolte per rendere funzionale un sistema in grado di implementare tale procedura. To date, it does not appear that any manufacturer of numerically controlled drilling machines has implemented an automatic tip change system. In fact, the automatic tip change procedure presents numerous mechanical problems that must be completely resolved to make a system capable of implementing this procedure functional.
Oltre al cambio della punta è necessario sostituire anche la bussola di guida della punta stessa. La bussola di guida varia infatti in funzione del diametro della relativa punta. Nelle macchine foratrici attualmente in commercio anche il cambio della bussola di guida viene effettuato manualmente, con la possibilità che si verifichino gli stessi inconvenienti legati al cambio manuale della punta, oltre a eventuali rischi di rottura meccanica. In addition to changing the drill bit, the drill guide bush must also be replaced. In fact, the guide bush varies according to the diameter of the relative tip. In drilling machines currently on the market, the guide bush is also changed manually, with the possibility that the same drawbacks associated with the manual change of the tip occur, as well as possible risks of mechanical breakage.
Scopo della presente invenzione è pertanto quello di realizzare una macchina foratrice a controllo numerico che sia in grado di risolvere gli inconvenienti sopra citati della tecnica nota in una maniera estremamente semplice, economica e particolarmente funzionale. The object of the present invention is therefore to provide a numerically controlled boring machine which is capable of solving the aforementioned drawbacks of the prior art in an extremely simple, economical and particularly functional way.
Nel dettaglio, è uno scopo della presente invenzione quello di realizzare una macchina foratrice a controllo numerico che consenta di ottenere una riduzione dei tempi di sostituzione dei relativi utensili, in particolare ma non esclusivamente la punta, la rispettiva bussola di guida e la fresa, evitando rischi di errore umano e di eventuali lesioni (tagli, abrasioni, ecc.) per l’operatore. In detail, it is an object of the present invention to provide a numerically controlled drilling machine which allows to obtain a reduction in the replacement times of the relative tools, in particular but not exclusively the tip, the respective guide bush and the cutter, avoiding risks of human error and possible injuries (cuts, abrasions, etc.) for the operator.
Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare una macchina foratrice a controllo numerico che consenta la sostituzione dei relativi utensili senza che la macchina stessa sia presidiata, con conseguente aumento per il grado di sicurezza dell’operatore. Another purpose of the present invention is to create a numerically controlled drilling machine that allows the replacement of the related tools without the machine itself being manned, with a consequent increase in the degree of operator safety.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di realizzare una macchina foratrice a controllo numerico che sia in grado di ridurre i rischi di rottura meccanica dei relativi utensili e dei componenti a essi collegati. A further object of the present invention is that of realizing a numerically controlled drilling machine which is able to reduce the risk of mechanical breakage of the relative tools and of the components connected to them.
Ancora un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare una macchina foratrice a controllo numerico che, a parità di costi rispetto ad analoghe macchine foratrici di tipo noto, garantisca una meccanica più semplice, una maggiore precisione nelle fasi di lavorazione e un’affidabilità complessiva migliorata. Yet another object of the present invention is to provide a numerically controlled boring machine which, at the same cost as compared to similar known boring machines, guarantees simpler mechanics, greater precision in the processing stages and overall reliability. improved.
Questi e altri scopi secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando una macchina foratrice a controllo numerico come esposto nella rivendicazione 1. These and other purposes according to the present invention are achieved by making a numerically controlled drilling machine as set forth in claim 1.
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione sono evidenziate dalle rivendicazioni dipendenti, che sono parte integrante della presente descrizione. Further features of the invention are highlighted by the dependent claims, which are an integral part of this description.
Le caratteristiche e i vantaggi di una macchina foratrice a controllo numerico secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali: The characteristics and advantages of a numerically controlled drilling machine according to the present invention will become more evident from the following description, which is an example and not a limitation one, referring to the attached schematic drawings in which:
la figura 1 è una vista in prospettiva di una macchina foratrice a controllo numerico realizzata secondo la tecnica nota; Figure 1 is a perspective view of a numerically controlled drilling machine made according to the known art;
la figura 2 è una vista in alzata laterale che mostra in particolare la punta di una macchina foratrice a controllo numerico realizzata secondo la tecnica nota; Figure 2 is a side elevation view showing in particular the tip of a numerically controlled drilling machine made according to the known art;
la figura 3 è una vista in prospettiva di un esempio di realizzazione di un primo dispositivo automatizzato della macchina foratrice a controllo numerico secondo la presente invenzione; figure 3 is a perspective view of an example of embodiment of a first automated device of the numerically controlled drilling machine according to the present invention;
la figura 4 è una vista dal lato posteriore del dispositivo automatizzato della macchina foratrice a controllo numerico di figura 3; Figure 4 is a rear side view of the automated device of the numerically controlled drilling machine of Figure 3;
le figure 5A-5C mostrano tre differenti fasi della procedura di cambio della punta nella macchina foratrice a controllo numerico secondo la presente invenzione; Figures 5A-5C show three different phases of the drill change procedure in the numerically controlled drilling machine according to the present invention;
le figure 6A-6D mostrano, in alzata laterale, quattro differenti fasi della procedura di cambio della bussola di guida della punta nella macchina foratrice a controllo numerico secondo la presente invenzione; Figures 6A-6D show, in lateral elevation, four different phases of the procedure for changing the drill guide bush in the numerically controlled drilling machine according to the present invention;
le figure 7A-7D mostrano, in vista dall’alto, le quattro differenti fasi della procedura di cambio della bussola di guida della punta illustrate rispettivamente nelle figure 6A-6D; Figures 7A-7D show, in top view, the four different stages of the procedure for changing the guide bush of the tip illustrated respectively in Figures 6A-6D;
le figure 8A-8D mostrano, in alzata laterale, quattro differenti fasi della procedura di cambio della fresa nella macchina foratrice a controllo numerico secondo la presente invenzione; Figures 8A-8D show, in lateral elevation, four different phases of the procedure for changing the cutter in the numerically controlled drilling machine according to the present invention;
le figure 9A-9D mostrano, in vista dall’alto, le quattro differenti fasi della procedura di cambio della fresa illustrate rispettivamente nelle figure 8A-8D; le figure 10A e 10B mostrano due differenti viste di un carrello porta bussola della macchina foratrice a controllo numerico di figura 2; e Figures 9A-9D show, in top view, the four different stages of the cutter change procedure illustrated respectively in Figures 8A-8D; Figures 10A and 10B show two different views of a bushing carriage of the numerically controlled drilling machine of Figure 2; And
le figure 11A e 11B mostrano due differenti configurazioni operative di uno specifico esempio di realizzazione della macchina foratrice a controllo numerico secondo la presente invenzione. Figures 11A and 11B show two different operating configurations of a specific embodiment of the numerically controlled drilling machine according to the present invention.
Con riferimento in particolare alla figure 1 e 2, viene mostrata una macchina foratrice a controllo numerico realizzata secondo la tecnica nota, indicata complessivamente con il numero di riferimento 10. La macchina 10 è del tipo comprendente un basamento 12 su cui si muove, secondo almeno un primo asse lineare X, una piattaforma 14 che supporta un componente in lavorazione, tipicamente ma non esclusivamente uno stampo su cui devono essere effettuati fori profondi. With reference in particular to Figures 1 and 2, a numerically controlled drilling machine made according to the known technique is shown, indicated as a whole with the reference number 10. The machine 10 is of the type comprising a base 12 on which it moves, according to at least a first linear axis X, a platform 14 which supports a component being machined, typically but not exclusively a mold on which deep holes must be made.
La macchina 10 comprende inoltre un gruppo porta utensili 16 in grado di supportare e azionare uno o più utensili 18, 20 di lavorazione del componente. Il gruppo porta utensili 16 è mobile rispetto al basamento 12 secondo una pluralità di assi lineari Y, Z e W e secondo almeno un asse rotativo. Gli utensili sono infatti di tipo rotante e comprendono tipicamente almeno una punta perforante 18 e almeno una fresa 20. La fresa 20 viene di norma attivata per prima e serve per agevolare il successivo posizionamento e centraggio della punta perforante 18 sul componente. The machine 10 further comprises a tool holder assembly 16 capable of supporting and operating one or more tools 18, 20 for machining the component. The tool holder assembly 16 is movable with respect to the base 12 according to a plurality of linear axes Y, Z and W and according to at least one rotary axis. The tools are in fact of the rotating type and typically comprise at least one perforating tip 18 and at least one cutter 20. The cutter 20 is normally activated first and serves to facilitate the subsequent positioning and centering of the perforating tip 18 on the component.
Ciascuna punta perforante 18 è usualmente provvista, in corrispondenza della sua estremità di testa, di una bussola di guida 22, nonché di una pluralità di bussole antivibranti 24 disposte a distanze predefinite lungo l’intera lunghezza della punta perforante 18 stessa. La bussola di guida 22 ha lo scopo di guidare la punta perforante 18 nel solco precedentemente praticato dalla fresa 20 nel componente in lavorazione, mentre le bussole antivibranti 24 evitano l’insorgenza di vibrazioni indesiderate durante il movimento rotatorio della punta perforante 18 stessa. Each piercing tip 18 is usually provided, at its head end, with a guide bush 22, as well as with a plurality of anti-vibration bushes 24 arranged at predefined distances along the entire length of the piercing tip 18 itself. The guide bush 22 has the purpose of guiding the piercing tip 18 in the groove previously made by the cutter 20 in the component being processed, while the anti-vibration bushes 24 prevent the onset of unwanted vibrations during the rotary movement of the piercing tip 18 itself.
Va specificato che sia la bussola di guida 22, sia le bussole antivibranti 24 variano al variare del diametro e/o della tipologia della punta perforante 18 utilizzata sulla macchina 10. Di conseguenza, la sostituzione di una determinata punta perforante 18 comporta tipicamente anche la sostituzione delle corrispondenti bussole di guida 22 e antivibranti 24. It should be specified that both the guide bush 22 and the anti-vibration bushings 24 vary according to the diameter and / or the type of the piercing tip 18 used on the machine 10. Consequently, the replacement of a specific piercing tip 18 typically also involves the replacement of the corresponding guide bushings 22 and anti-vibration mounts 24.
La punta perforante 18 può essere di qualsiasi tipo noto allo stato della tecnica. Così, ad esempio, la punta perforante 18 può essere costituita da una cosiddetta punta a cannone (“gun drill”), oppure da una punta con sistema BTA (acronimo di “Boring-Trepanning Association”) o STS (sistema a tubo singolo). The piercing tip 18 can be of any type known in the state of the art. Thus, for example, the piercing tip 18 can be constituted by a so-called cannon tip ("gun drill"), or by a tip with BTA system (acronym for "Boring-Trepanning Association") or STS (single tube system) .
La macchina 10 comprende altresì una unità elettronica di controllo (CNC, non mostrata) in grado di sovrintendere alla movimentazione e al controllo della piattaforma 14 e del gruppo porta utensili 16. Nel dettaglio, la piattaforma 14 e il gruppo porta utensili 16, mobili secondo i rispettivi assi lineari e/o rotativi, sono provvisti di corrispondenti encoder in grado di inviare all’unità elettronica di controllo informazioni sul movimento e sulla posizione di ciascun rispettivo asse di tale piattaforma 14 e di tale gruppo porta utensili 16. L’unità elettronica di controllo, che acquisisce i dati dagli encoder e le istruzioni dall’operatore tramite un apposito pannello di controllo di cui la macchina 10 è equipaggiata, stabilisce la posizione della piattaforma 14 e del gruppo porta utensili 16 e ne governa gli spostamenti durante l’esecuzione del programma di lavoro su ogni singolo componente. The machine 10 also comprises an electronic control unit (CNC, not shown) capable of supervising the movement and control of the platform 14 and the tool holder group 16. In detail, the platform 14 and the tool holder group 16, movable according to the respective linear and / or rotary axes are equipped with corresponding encoders capable of sending to the electronic control unit information on the movement and position of each respective axis of said platform 14 and of this tool holder assembly 16. The electronic unit control, which acquires the data from the encoders and the instructions from the operator through a special control panel with which the machine 10 is equipped, establishes the position of the platform 14 and of the tool holder assembly 16 and governs their movements during execution of the work program on each single component.
Secondo l’invenzione, come mostrato ad esempio nelle figure 3 e 4 e nelle figure 6A-6D, 7A-7D, 8A-8D e 9A-9D, sul basamento 12 sono previsti un primo dispositivo 26 di cambio utensili e un secondo dispositivo 32 di cambio utensili, operativamente collegati all’unità elettronica di controllo. Il primo dispositivo 26 di cambio utensili e il secondo dispositivo 32 di cambio utensili sono in grado sia di effettuare lo stoccaggio di una pluralità di rispettivi utensili 18, 20, 22, sia di effettuare, quando attivati da tale unità elettronica di controllo, la rimozione e il caricamento automatico, in maniera selettiva, di un singolo utensile 18, 20, 22 rispetto al gruppo porta utensili 16. According to the invention, as shown for example in Figures 3 and 4 and in Figures 6A-6D, 7A-7D, 8A-8D and 9A-9D, a first tool change device 26 and a second device 32 are provided on the base 12 tools change, operationally connected to the electronic control unit. The first tool change device 26 and the second tool change device 32 are capable both of storing a plurality of respective tools 18, 20, 22, and of carrying out, when activated by said electronic control unit, the removal and the automatic loading, in a selective manner, of a single tool 18, 20, 22 with respect to the tool holder assembly 16.
Nel dettaglio, il primo dispositivo 26 di cambio utensili è convenientemente costituito da un magazzino posto in rotazione da un corrispondente motore attorno a un asse predefinito, sostanzialmente parallelo alla direzione di sviluppo del gruppo porta utensili 16. Di preferenza, il primo dispositivo 26 di cambio utensili ha inoltre una lunghezza in direzione assiale sostanzialmente uguale alla lunghezza di ciascuna punta perforante 18 che può essere montata sul gruppo porta utensili 16. In detail, the first tool-changing device 26 is conveniently constituted by a magazine rotated by a corresponding motor around a predefined axis, substantially parallel to the direction of development of the tool-holder assembly 16. Preferably, the first changing device 26 tools also has a length in the axial direction substantially equal to the length of each piercing tip 18 which can be mounted on the tool holder assembly 16.
Il primo dispositivo 26 di cambio utensili è quindi provvisto di una pluralità di elementi di supporto 28 di forma allungata in grado di sostenere ciascuno una rispettiva punta perforante 18 comprensiva delle proprie bussole antivibranti 24. Ciascun elemento di supporto 28 è a sua volta provvisto di una pluralità di rispettive pinze sagomate 52 in grado di trattenere e rilasciare selettivamente punte perforanti 18 di diametro diverso. The first tool change device 26 is therefore provided with a plurality of elongated support elements 28 each capable of supporting a respective piercing tip 18 including its own antivibration bushes 24. Each support element 28 is in turn provided with a plurality of respective shaped pliers 52 capable of selectively retaining and releasing piercing tips 18 of different diameters.
Il primo dispositivo 26 di cambio utensili è inoltre provvisto di mezzi di movimentazione 30, operativamente collegati al basamento 12, che consentono selettivamente sia l’avvicinamento del primo dispositivo 26 stesso al gruppo porta utensili 16, cosicché le rispettive pinze sagomate 52 possano provvedere al caricamento in maniera automatica di una singola punta perforante 18 sul gruppo porta utensili 16 oppure alla rimozione, sempre in maniera automatica, di tale punta perforante 18 dal gruppo porta utensili 16, sia l’allontanamento del primo dispositivo 26 dal gruppo porta utensili 16, cosicché tale gruppo porta utensili 16, quando munito della punta perforante 18 appropriata, possa effettuare correttamente le lavorazioni sul componente. I mezzi di movimentazione 30 possono essere costituiti ad esempio da due o più rotaie che consentono un movimento del primo dispositivo 26 di cambio utensili lungo un asse lineare perpendicolare alla direzione di sviluppo del gruppo porta utensili 16 e, di conseguenza, della punta perforante 18. The first tool change device 26 is also provided with handling means 30, operatively connected to the base 12, which selectively allow both the first device 26 itself to be brought closer to the tool holder assembly 16, so that the respective shaped grippers 52 can provide for loading. automatically of a single piercing tip 18 on the tool holder assembly 16 or the removal, again automatically, of this piercing tip 18 from the tool holder group 16, and the removal of the first device 26 from the tool holder group 16, so that this tool holder assembly 16, when equipped with the appropriate piercing tip 18, can correctly perform the machining operations on the component. The handling means 30 can be constituted for example by two or more rails which allow movement of the first tool change device 26 along a linear axis perpendicular to the direction of development of the tool holder assembly 16 and, consequently, of the piercing tip 18.
Il secondo dispositivo 32 di cambio utensili è a sua volta costituito da un disco rotante attorno a un asse predefinito, sostanzialmente parallelo all’asse di rotazione del primo dispositivo 26 di cambio utensili. Il secondo dispositivo 32 di cambio utensili è posizionato in corrispondenza dell’estremità anteriore del gruppo porta utensili 16 ed è circonferenzialmente provvisto di una pluralità di elementi di supporto a pinza 34 in grado di contenere ciascuno una rispettiva fresa 20 o una rispettiva bussola di guida 22 della punta perforante 18. Gli elementi di supporto a pinza 34 del secondo dispositivo 32 di cambio utensili sono anch’essi configurati in maniera tale da trattenere e rilasciare selettivamente frese 20 e/o bussole di guida 22 di dimensioni diverse. The second tool change device 32 is in turn made up of a disk rotating around a predefined axis, substantially parallel to the rotation axis of the first tool change device 26. The second tool change device 32 is positioned at the front end of the tool holder assembly 16 and is circumferentially provided with a plurality of pincer support elements 34 each capable of containing a respective cutter 20 or a respective guide bush 22 of the piercing tip 18. The gripper support elements 34 of the second tool change device 32 are also configured in such a way as to selectively hold and release cutters 20 and / or guide bushings 22 of different sizes.
Anche il secondo dispositivo 32 di cambio utensili è provvisto di mezzi di movimentazione 36, operativamente collegati al basamento 12, che consentono selettivamente sia l’avvicinamento del secondo dispositivo 32 stesso all’estremità anteriore del gruppo porta utensili 16, cosicché i rispettivi elementi di supporto a pinza 34 possano provvedere al caricamento in maniera automatica di una singola fresa 20 e/o di una singola bussola di guida 22 sul gruppo porta utensili 16 oppure alla rimozione, sempre in maniera automatica, di tale fresa 20 e/o di tale bussola di guida 22 dal gruppo porta utensili 16, sia l’allontanamento del secondo dispositivo 32 dal gruppo porta utensili 16, cosicché tale gruppo porta utensili 16, quando munito della fresa 20 e/o della bussola di guida 22 appropriate, possa effettuare correttamente le lavorazioni sul componente. I mezzi di movimentazione 36 possono essere costituiti ad esempio da una singola rotaia che consente un movimento del secondo dispositivo 32 di cambio utensili lungo un asse lineare perpendicolare alla direzione di sviluppo del gruppo porta utensili 16. The second tool-changing device 32 is also provided with handling means 36, operatively connected to the base 12, which selectively allow both the second device 32 itself to approach the front end of the tool-holder assembly 16, so that the respective support elements pliers 34 can provide for the automatic loading of a single cutter 20 and / or of a single guide bush 22 on the tool holder assembly 16 or for the removal, again automatically, of said cutter 20 and / or of said guide bush guide 22 from the tool holder group 16, and the removal of the second device 32 from the tool holder group 16, so that this tool holder group 16, when equipped with the appropriate cutter 20 and / or guide bush 22, can correctly perform the machining on the component. The handling means 36 can be constituted for example by a single rail which allows movement of the second tool change device 32 along a linear axis perpendicular to the direction of development of the tool holder assembly 16.
La presenza del primo dispositivo 26 e del secondo dispositivo di cambio utensili consente una riduzione del tempo di sostituzione degli utensili 18, 20 e 22, la possibilità di sostituire tali utensili 18, 20 e 22 mentre la macchina 10 non è presidiata, minori rischi di errore umano per l’operatore e, non da ultimo, un minore rischio residuo di lesioni per l’operatore (tagli, abrasioni, ecc.). La presenza dei dispositivi 26 e 32 di cambio utensili consente quindi un aumento della produzione, una riduzione dei costi e un aumento della sicurezza per l’operatore. The presence of the first device 26 and of the second tool change device allows a reduction in the replacement time of tools 18, 20 and 22, the possibility of replacing these tools 18, 20 and 22 while the machine 10 is not manned, lower risks of human error for the operator and, last but not least, a lower residual risk of injury for the operator (cuts, abrasions, etc.). The presence of tool change devices 26 and 32 therefore allows an increase in production, a reduction in costs and an increase in safety for the operator.
Nelle figure 5A-5C vengono mostrate le differenti fasi della procedura di cambio della punta perforante 18 utilizzando il primo dispositivo 26 di cambio utensili secondo la presente invenzione. In una prima fase di caricamento, mostrata in figura 5A, il primo dispositivo 26 di cambio utensili ruota attorno al proprio asse per posizionare una specifica punta perforante 18 in corrispondenza del gruppo porta utensili 16. Figures 5A-5C show the different steps of the procedure for changing the piercing tip 18 using the first tool change device 26 according to the present invention. In a first loading step, shown in Figure 5A, the first tool change device 26 rotates around its own axis to position a specific piercing tip 18 in correspondence with the tool holder assembly 16.
A questo punto il primo dispositivo 26 di cambio utensili, muovendosi sui propri mezzi di movimentazione 30, si avvicina al gruppo porta utensili 16 in maniera tale che le pinze sagomate 52 che trattengono la punta perforante 18 desiderata possano caricare tale punta perforante 18 sul gruppo porta utensili 16 (figura 5B). Ottenuto il caricamento della punta perforante 18, posizionata in asse con il relativo mandrino, il primo dispositivo 26 di cambio utensili si allontana nuovamente dal gruppo porta utensili 16 per consentire a quest’ultimo di operare in maniera corretta (figura 5C). At this point the first tool change device 26, moving on its own handling means 30, approaches the tool holder assembly 16 in such a way that the shaped pliers 52 which hold the desired piercing tip 18 can load said piercing tip 18 onto the holder assembly. tools 16 (figure 5B). Once the drilling tip 18 has been loaded, positioned in axis with the relative spindle, the first tool change device 26 moves away from the tool holder group 16 again to allow the latter to operate correctly (Figure 5C).
Oltre al cambio della punta perforante 18 è necessario sostituire la bussola di guida 22 della punta perforante 18 stessa, in quanto tale bussola di guida 22 varia in funzione del diametro della corrispondente punta perforante 18. Il secondo dispositivo 32 di cambio utensili è in grado di effettuare sia il cambio della bussola di guida 22, sia il cambio della fresa 20, così da ridurre gli ingombri e i rischi di rottura meccanica della macchina 10. In addition to changing the piercing tip 18, it is necessary to replace the guide bush 22 of the piercing tip 18 itself, since this guide bush 22 varies according to the diameter of the corresponding piercing tip 18. The second tool change device 32 is capable of carry out both the change of the guide bush 22 and the change of the cutter 20, so as to reduce the overall dimensions and the risk of mechanical breakage of the machine 10.
Nelle figure 6A-6D e 7A-7D vengono mostrate le differenti fasi della procedura di cambio della bussola di guida 22 utilizzando il secondo dispositivo 32 di cambio utensili secondo la presente invenzione. In maniera analoga a quanto avviene per le punte perforanti 18, in una prima fase di caricamento, mostrata nelle figure 6A e 7A, il secondo dispositivo 32 di cambio utensili ruota attorno al proprio asse per posizionare una specifica bussola di guida 22, corrispondente ad esempio alla punta perforante 18 appena caricata dal primo dispositivo 26 di cambio utensili, in corrispondenza dell’estremità anteriore del gruppo porta utensili 16. Figures 6A-6D and 7A-7D show the different steps of the procedure for changing the guide bush 22 using the second tool change device 32 according to the present invention. Similarly to what happens for the piercing tips 18, in a first loading phase, shown in Figures 6A and 7A, the second tool change device 32 rotates around its own axis to position a specific guide bush 22, corresponding for example to the piercing tip 18 just loaded by the first tool change device 26, at the front end of the tool holder assembly 16.
A questo punto il secondo dispositivo 32 di cambio utensili, muovendosi sui propri mezzi di movimentazione 36, si avvicina all’estremità anteriore del gruppo porta utensili 16 in maniera tale che gli elementi di supporto a pinza 34 che trattengono la bussola di guida 22 desiderata possano applicare tale bussola di guida 22 alla corrispondente punta perforante 18 precedentemente caricata (figure 6B e 7B). Ottenuto il caricamento della bussola di guida 22, centrata rispetto alla corrispondente punta perforante 18, il secondo dispositivo 32 di cambio utensili si allontana nuovamente dall’estremità anteriore del gruppo porta utensili 16 per consentire a quest’ultimo di operare in maniera corretta (figure 6C-6D e 7C-7D). At this point the second tool change device 32, moving on its own handling means 36, approaches the front end of the tool holder assembly 16 in such a way that the gripper support elements 34 which hold the desired guide bush 22 can applying this guide bush 22 to the corresponding piercing tip 18 previously loaded (Figures 6B and 7B). Once the guide bush 22 has been loaded, centered with respect to the corresponding piercing tip 18, the second tool changer device 32 moves further away from the front end of the tool holder assembly 16 to allow the latter to operate correctly (figure 6C -6D and 7C-7D).
Nelle figure 8A-8D e 9A-9D vengono mostrate le differenti fasi della procedura di cambio della fresa 20 utilizzando il secondo dispositivo 32 di cambio utensili secondo la presente invenzione. La procedura di cambio della fresa 20 avviene in maniera del tutto analoga alla procedura di cambio della bussola di guida 22 precedentemente descritta. Figures 8A-8D and 9A-9D show the different stages of the procedure for changing the cutter 20 using the second tool change device 32 according to the present invention. The procedure for changing the cutter 20 takes place in a completely analogous manner to the procedure for changing the guide bush 22 previously described.
Come mostrato nelle figure 10A e 10B, il gruppo porta utensili 16 è provvisto, in corrispondenza della sua estremità anteriore, di un carrello 38 che sostiene la bussola di guida 22. Il carrello 38 è comandato dall’unità elettronica di controllo ed è mobile nella direzione assiale di sviluppo del gruppo porta utensili 16 per avanzare o arretrare rispetto alla posizione della fresa 20, che è invece montata in maniera fissa sull’estremità anteriore del gruppo porta utensili 16. La presenza del carrello 38 consente: As shown in Figures 10A and 10B, the tool holder assembly 16 is provided, at its front end, with a carriage 38 which supports the guide bush 22. The carriage 38 is controlled by the electronic control unit and is movable in the axial direction of development of the tool holder group 16 to move forward or backward with respect to the position of the cutter 20, which is instead fixedly mounted on the front end of the tool holder group 16. The presence of the carriage 38 allows:
- di premere la bussola di guida 22 contro il componente in lavorazione con una forza costante, anche in caso di dilatazioni termiche; - to press the guide bush 22 against the component being machined with a constant force, even in the event of thermal expansion;
- di liberare la zona di lavorazione in fase di fresatura, dando la possibilità di lavorare componenti con sagome irregolari. - to free the machining area during the milling phase, giving the possibility to work components with irregular shapes.
Nelle figure 11A e 11B vengono infine mostrate due differenti configurazioni operative di uno specifico esempio di realizzazione della macchina 10 secondo la presente invenzione. In questo esempio di realizzazione il gruppo porta utensili 16 è montato su una coppia di colonne di supporto 40 e 42 parallele e a sviluppo sostanzialmente verticale, inferiormente solidali al basamento 12. Il gruppo porta utensili 16 è montato sulle colonne di supporto 40 e 42 tramite rispettive viti a ricircolo di sfere, le quali comandano rispettivi carri 44 e 46 che scorrono su rispettive guide lineari 48 e 50 verticali ed equidistanti, ricavate ciascuna su una rispettiva colonna di supporto 40 o 42. Finally, figures 11A and 11B show two different operating configurations of a specific embodiment of the machine 10 according to the present invention. In this embodiment, the tool holder group 16 is mounted on a pair of parallel support columns 40 and 42 with a substantially vertical development, integral at the bottom with the base 12. The tool holder group 16 is mounted on the support columns 40 and 42 by means of respective ball screws, which control respective carriages 44 and 46 which slide on respective linear guides 48 and 50 vertical and equidistant, each made on a respective support column 40 or 42.
Questo sistema di movimentazione del gruppo porta utensili 16 lungo i propri assi, lineari e rotativi, sostituisce il tradizionale sistema con un asse lineare e un asse rotativo. Questo sistema di movimentazione del gruppo porta utensili 16, a parità di costi, garantisce quindi una meccanica più semplice, una precisione maggiore, un bilanciamento migliore del gruppo porta utensili 16 stesso e una maggiore affidabilità complessiva della macchina 10. This system for moving the tool holder group 16 along its linear and rotary axes replaces the traditional system with a linear axis and a rotary axis. This system for moving the tool holder group 16, at the same cost, therefore guarantees simpler mechanics, greater precision, better balancing of the tool holder group 16 itself and greater overall reliability of the machine 10.
Si è così visto che la macchina foratrice a controllo numerico secondo la presente invenzione realizza gli scopi in precedenza evidenziati. It has thus been seen that the numerically controlled boring machine according to the present invention achieves the purposes outlined above.
La macchina foratrice a controllo numerico della presente invenzione così concepita è suscettibile in ogni caso di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel medesimo concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti. In pratica i materiali utilizzati, nonché le forme e le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze tecniche. The numerically controlled boring machine of the present invention thus conceived is in any case susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the same inventive concept; furthermore, all the details can be replaced by technically equivalent elements. In practice, the materials used, as well as the shapes and dimensions, may be any according to the technical requirements.
L’ambito di tutela dell’invenzione è pertanto definito dalle rivendicazioni allegate. The scope of protection of the invention is therefore defined by the attached claims.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT002032A ITMI20132032A1 (en) | 2013-12-05 | 2013-12-05 | PERFORATED NUMERICAL DRILLING MACHINE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT002032A ITMI20132032A1 (en) | 2013-12-05 | 2013-12-05 | PERFORATED NUMERICAL DRILLING MACHINE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITMI20132032A1 true ITMI20132032A1 (en) | 2015-06-06 |
Family
ID=49887088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT002032A ITMI20132032A1 (en) | 2013-12-05 | 2013-12-05 | PERFORATED NUMERICAL DRILLING MACHINE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | ITMI20132032A1 (en) |
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2013
- 2013-12-05 IT IT002032A patent/ITMI20132032A1/en unknown
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