ITTO20120227A1 - SYSTEM AND METHOD OF PROPULSION FOR MACHINE TOOL - Google Patents
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Description
"Sistema e metodo di propulsione per macchina utensile" "System and method of propulsion for machine tools"
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Settore della Tecnica Technical sector
La presente invenzione si riferisce ad un metodo e ad un sistema di propulsione per una macchina utensile. The present invention relates to a method and a propulsion system for a machine tool.
In particolare, la presente invenzione si riferisce ad un metodo e ad un sistema di propulsione per movimentare un elemento mobile di una macchina utensile. In particular, the present invention relates to a method and a propulsion system for moving a mobile element of a machine tool.
Arte Nota Note Art
Sistemi di propulsione per movimentare elementi mobili di macchine utensili sono noti e largamente diffusi. Propulsion systems for moving mobile elements of machine tools are known and widely used.
Detti sistemi sono comunemente utilizzati nelle macchine utensili, ad esempio per movimentare un utensile oppure il supporto di un pezzo da lavorare. Said systems are commonly used in machine tools, for example to move a tool or support a piece to be machined.
Detti sistemi, in linea generale, comprendono un dispositivo di azionamento, quale ad esempio un motore, ed un dispositivo di trasmissione del moto, quale ad esempio un motoriduttore o un sistema di motoriduttori, per trasmettere il moto dal dispositivo di azionamento all'elemento mobile della macchina utensile. Said systems, in general, comprise an actuation device, such as for example a motor, and a motion transmission device, such as for example a gearmotor or a system of gearmotors, to transmit the motion from the actuation device to the movable element. of the machine tool.
In numerose applicazioni, è necessario che l'elemento mobile non solo sia spostato, ma sia spostato con una determinata potenza, necessaria a portare a termine l'operazione richiesta. In many applications, it is necessary that the mobile element not only be moved, but be moved with a certain power, necessary to complete the required operation.
Ad esempio, nel caso in cui l'elemento mobile della macchina utensile sia un punzone, a seconda dell'applicazione, può essere richiesta una determinata potenza di punzonatura (ad es. 50 tonnellate). For example, in the case where the moving element of the machine tool is a punch, depending on the application, a certain punching power may be required (eg 50 tons).
A parità di spostamento, all 'aumentare della potenza richiesta aumenta corrispondentemente la potenza del dispositivo di alimentazione richiesta. With the same displacement, as the power required increases, the power of the power supply device correspondingly increases.
Pertanto, nei sistemi di propulsione di tipo noto le applicazioni che richiedono che l'elemento mobile della macchina utensile sia spostato un'elevata potenza necessitano corrispondentemente di dispositivi di azionamento di elevata potenza. Therefore, in known type propulsion systems the applications which require that the movable element of the machine tool be moved with a high power correspondingly require high power actuation devices.
Questo pone seri inconvenienti sia dal punto di vista dei costi sia dal punto di vista degli ingombri dei dispositivi di azionamento e dei corrispondenti dispositivi di trasmissione del moto. This poses serious drawbacks both from the point of view of costs and from the point of view of the overall dimensions of the actuation devices and of the corresponding motion transmission devices.
Scopo principale della presente invenzione è quello di superare tali inconvenienti fornendo un metodo ed un sistema di propulsione per un elemento mobile di una macchina utensile che consentano di movimentare detto elemento mobile anche con elevate potenze con dispositivi di azionamento e corrispondenti dispositivi di trasmissione del moto con costi e ingombri limitati. The main object of the present invention is to overcome these drawbacks by providing a method and a propulsion system for a movable element of a machine tool that allow to move said movable element even with high powers with actuation devices and corresponding motion transmission devices with limited costs and dimensions.
Altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un metodo ed un sistema di propulsione per un elemento mobile di una macchina utensile che presentino una grande versatilità e siano in grado di adattare le proprie prestazioni ad una vasta gamma di differenti potenze richieste. Another object of the present invention is to provide a method and a propulsion system for a movable element of a machine tool which have great versatility and are capable of adapting their performance to a wide range of different powers required.
Questi ed altri scopi sono raggiunti grazie al metodo ed al sistema di propulsione come rivendicati nelle unite rivendicazioni. These and other purposes are achieved thanks to the method and the propulsion system as claimed in the attached claims.
Descrizione dell'Invenzione Description of the Invention
Grazie al fatto che - in accordo con il metodo di propulsione secondo l'invenzione - lo spostamento richiesto per l'elemento mobile della macchina utensile è suddiviso in un numero adeguato di incrementi (frazioni), la medesima potenza richiesta per detto elemento mobile può essere ottenuta con un dispositivo di azionamento ed un corrispondente dispositivo di trasmissione del moto con costi e ingombri limitati. Thanks to the fact that - in accordance with the propulsion method according to the invention - the displacement required for the movable element of the machine tool is divided into an adequate number of increments (fractions), the same power required for said movable element can be obtained with an actuation device and a corresponding motion transmission device with limited costs and overall dimensions.
Vantaggiosamente, aumentando il numero di incrementi in cui è suddiviso lo spostamento richiesto è possibile aumentare corrispondentemente la potenza trasferita all'elemento mobile della macchina utensile a parità di dispositivo di azionamento e di dispositivo di trasmissione del moto utilizzati. Advantageously, by increasing the number of increments into which the required displacement is divided, it is possible to correspondingly increase the power transferred to the mobile element of the machine tool with the same drive device and motion transmission device used.
Il metodo secondo l'invenzione può essere implementato da un sistema di propulsione composto sostanzialmente da uno o più dispositivi di azionamento e da un dispositivo di trasmissione del moto comprendente sostanzialmente: The method according to the invention can be implemented by a propulsion system substantially composed of one or more actuation devices and a motion transmission device substantially comprising:
- mezzi di trasmissione del moto in grado di trasferire all'elemento mobile della macchina utensile la potenza richiesta su ciascun singolo incremento, consentendo di far avanzare detto elemento mobile di detto incremento; - mezzi di compensazione dell'avanzamento dell'elemento mobile della macchina utensile per riportare a contatto detto elemento mobile e detti mezzi di trasmissione del moto al termine dell'avanzamento su ciascun incremento, mantenendo al contempo detto elemento mobile fermo nella sua posizione avanzata. - motion transmission means capable of transferring the power required on each single increment to the movable element of the machine tool, allowing said movable element of said increment to be advanced; - means for compensating the advancement of the mobile element of the machine tool to bring said mobile element and said motion transmission means back into contact at the end of the advancement on each increment, while keeping said mobile element stationary in its advanced position.
Secondo una forma preferita di realizzazione dell'invenzione il sistema di propulsione comprende: According to a preferred embodiment of the invention, the propulsion system comprises:
- un sistema a camme per trasferire all'elemento mobile della macchina utensile la potenza richiesta su ciascun singolo incremento e far avanzare detto elemento mobile di detto incremento; - a cam system for transferring the power required on each individual increment to the mobile element of the machine tool and for advancing said movable element of said increment;
- un dispositivo di azionamento associato a detto sistema a camme; - an actuation device associated with said cam system;
- un sistema vite / boccola filettata per compensare l'avanzamento dell'elemento mobile della macchina utensile, in cui detta vite è bloccata rispetto a detta boccola filettata durante l'avanzamento di detto elemento mobile ed in cui detta vite è libera di muoversi rispetto a detta boccola filettata in direzione opposta all'avanzamento di detto elemento mobile per compensare detto avanzamento; - a threaded screw / bushing system to compensate for the advancement of the movable element of the machine tool, in which said screw is locked with respect to said threaded bushing during the advancement of said movable element and in which said screw is free to move with respect to said threaded bushing in the opposite direction to the advancement of said movable element to compensate for said advancement;
- un dispositivo di azionamento associato a detto sistema vite / boccola filettata. - an actuation device associated with said screw / threaded bushing system.
Vantaggiosamente lo stesso sistema a camme e lo stesso sistema vite / boccola filettata possono essere utilizzati per trasferire all'elemento mobile della macchina utensile diverse potenze variando l'entità dell'incremento. Advantageously, the same cam system and the same screw / threaded bushing system can be used to transfer different powers to the mobile element of the machine tool by varying the amount of the increase.
Vantaggiosamente, nel sistema di propulsione secondo l'invenzione la vite è sottoposta al carico quando è bloccata rispetto alla boccola filettata mentre non è sottoposta ad alcun carico quando si sposta per compensare l'avanzamento dell'elemento mobile della macchina utensile. Advantageously, in the propulsion system according to the invention the screw is subjected to the load when it is locked with respect to the threaded bushing while it is not subjected to any load when it moves to compensate for the advancement of the mobile element of the machine tool.
Descrizione Sintetica delle Figure Brief Description of the Figures
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente evidenti all'esperto del settore dalla descrizione dettagliata che segue di una forma preferita di realizzazione della stessa, data a titolo di esempio non limitativo con riferimento ai disegni allegati, in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become more evident to those skilled in the art from the following detailed description of a preferred embodiment thereof, given by way of non-limiting example with reference to the attached drawings, in which:
- la Figura 1 è una vista in prospettiva di una macchina utensile che incorpora una coppia di sistemi di propulsione secondo l'invenzione; Figure 1 is a perspective view of a machine tool incorporating a pair of propulsion systems according to the invention;
- la Figura 2 è una vista laterale della macchina utensile di Figura 1; Figure 2 is a side view of the machine tool of Figure 1;
- la Figura 3 è una vista dall'alto della macchina utensile di Figura 1; Figure 3 is a top view of the machine tool of Figure 1;
- la Figura 4 illustra in dettaglio in una vista in prospettiva i sistemi a camme dei sistemi di propulsione della macchina utensile delle Figure 1 - 3; Figure 4 illustrates in detail in a perspective view the cam systems of the propulsion systems of the machine tool of Figures 1 - 3;
- la Figura 5 illustra in dettaglio in una vista in sezione il sistema vite / boccola filettata di uno dei sistemi di propulsione della macchina utensile delle Figure 1 - 3. Figure 5 illustrates in detail in a sectional view the screw / threaded bushing system of one of the propulsion systems of the machine tool of Figures 1 - 3.
Descrizione di una Forma Preferita di Realizzazione Description of a Preferred Form of Realization
Con riferimento alle Figure 1 - 3, è illustrata schematicamente una macchina utensile 100 incorporante una coppia di sistemi di propulsione la,lb secondo l'invenzione. With reference to Figures 1 - 3, a machine tool 100 incorporating a pair of propulsion systems la, 1b according to the invention is schematically illustrated.
Nella macchina 100 illustrata i due sistemi di propulsione la,lb hanno la funzione di spostare due diversi elementi mobili della macchina utensile 100 in direzioni opposte. In the illustrated machine 100, the two propulsion systems la, 1b have the function of moving two different movable elements of the machine tool 100 in opposite directions.
A tale scopo, il primo sistema di propulsione la comprende un supporto 7a atto a portare un primo elemento mobile che deve essere movimentato in una prima direzione. For this purpose, the first propulsion system la comprises a support 7a adapted to carry a first movable element which must be moved in a first direction.
Al fine di spostare il supporto 7a e l'elemento mobile da esso portato per una distanza desiderata e con una potenza desiderata, secondo il metodo dell'invenzione: In order to move the support 7a and the mobile element carried by it for a desired distance and with a desired power, according to the method of the invention:
- detta distanza è suddivisa in un numero adeguato di incrementi; - said distance is divided into an adequate number of increments;
- detto supporto 7a è fatto avanzare di uno di detti incrementi mediante adeguati mezzi di trasmissione del moto; - adeguati mezzi di compensazione dell'avanzamento di detto supporto 7a sono azionati per ristabilire il contatto fra detti mezzi di trasmissione del moto e detto supporto 7a mantenendo detto supporto 7a fermo; - said support 7a is made to advance one of said increments by means of suitable motion transmission means; - suitable means for compensating the advancement of said support 7a are operated to re-establish contact between said motion transmission means and said support 7a while keeping said support 7a stationary;
- le due fasi sopra menzionate sono ripetute per un numero di volte pari al numero di incrementi. - the two phases mentioned above are repeated for a number of times equal to the number of increments.
In particolare nella forma di realizzazione illustrata, detti mezzi di trasmissione del moto comprendono un sistema a camme 3a (che sarà descritto in dettaglio nel seguito) azionato da un corrispondente dispositivo di azionamento, in particolare da un motore elettrico 9a. In particular in the illustrated embodiment, said motion transmission means comprise a cam system 3a (which will be described in detail below) operated by a corresponding actuation device, in particular by an electric motor 9a.
Inoltre, detti mezzi di compensazione comprendono un sistema vite / boccola filettata composto da una vite 5a e da una boccola filettata solidale al supporto 7a accoppiate l'una all'altra, detta vite 5a essendo collegata ad un corrispondente dispositivo di azionamento, in particolare ad un motore elettrico ila. Furthermore, said compensation means comprise a screw / threaded bushing system consisting of a screw 5a and a threaded bushing integral with the support 7a coupled to each other, said screw 5a being connected to a corresponding actuation device, in particular to an ila electric motor.
L'avanzamento del supporto 7a avviene come segue: The advancement of the support 7a takes place as follows:
- il motore elettrico 9a aziona il sistema a camme 3a per portare detto sistema a camme 3a dalla posizione iniziale alla posizione finale; - the electric motor 9a drives the cam system 3a to bring said cam system 3a from the initial position to the final position;
- passando da detta posizione iniziale a detta posizione finale il sistema a camme 3a trasferisce il moto alla vite 5a; in questa fase la vite 5a è bloccata rispetto alla boccola filettata integrale al supporto la, cosicché il moto è trasferito a detto supporto 7a provocandone l'avanzamento di un incremento; - passing from said initial position to said final position, the cam system 3a transfers the motion to the screw 5a; in this phase the screw 5a is locked with respect to the threaded bush integral with the support la, so that the motion is transferred to said support 7a causing it to advance by an increment;
- il sistema a camme 3a è riportato nella posizione iniziale, cosicché non è più a contatto con la vite 5a e con il supporto la, che si trovano in posizione avanzata; - the cam system 3a is returned to the initial position, so that it is no longer in contact with the screw 5a and with the support la, which are in the forward position;
- la vite 5a è azionata mediante un motore elettrico Ila per ruotare rispetto alla boccola filettata e spostarsi in direzione opposta alla direzione di avanzamento fino a tornare a contatto con il sistema a camme 3a,mentre il supporto la resta fermo. - the screw 5a is operated by means of an electric motor 11a to rotate with respect to the threaded bush and move in the opposite direction to the direction of advancement until it comes back into contact with the cam system 3a, while the support remains stationary.
Le fasi suddette sono ripetute per ciascun incremento fino a coprire l'intera distanza desiderata. The above steps are repeated for each increment until the entire desired distance is covered.
Grazie al metodo secondo l'invenzione, il supporto la può essere fatto avanzare con una potenza elevata anche utilizzando un motore 9a di potenza limitata e quindi con costi e ingombri limitati ed un corrispondente sistema a camme 3a con costi e ingombri limitati. Thanks to the method according to the invention, the support la can be made to advance with a high power even using a motor 9a of limited power and therefore with limited costs and dimensions and a corresponding cam system 3a with limited costs and dimensions.
Inoltre, con il medesimo motore elettrico 9a e con il medesimo sistema a camme 3a, modificando l'estensione del movimento del sistema a camme 3a è possibile trasferire al supporto la potenze diverse. Moreover, with the same electric motor 9a and with the same cam system 3a, by modifying the extension of the movement of the cam system 3a it is possible to transfer different powers to the support.
In particolare, riducendo l'estensione di detto movimento è possibile incrementare la potenza trasferita al supporto la fino a valori molto elevati. In particular, by reducing the extension of said movement it is possible to increase the power transferred to the support la up to very high values.
Ovviamente, ridurre l'estensione del movimento del sistema a camme 3a comporta un aumento del numero di incrementi in cui è suddivisa la distanza da far percorrere al supporto la e all'elemento mobile della macchina utensile ad esso associato . Obviously, reducing the extension of the movement of the cam system 3a entails an increase in the number of increments into which the distance to be traveled by the support la and the movable element of the machine tool associated with it is divided.
Grazie al metodo ed al sistema secondo l'invenzione è anche possibile variare la potenza trasferita al supporto 7a a seconda delle esigenze semplicemente variando l'estensione degli incrementi. Thanks to the method and system according to the invention, it is also possible to vary the power transferred to the support 7a according to requirements simply by varying the extent of the increments.
Vantaggiosamente, secondo l'invenzione, la vite 5a è sottoposta alla potenza trasferita al supporto 7a mentre è in condizione statica, bloccata rispetto alla boccola filettata, mentre non è sottoposta ad alcun carico quando si muove rispetto a detta boccola filettata. Advantageously, according to the invention, the screw 5a is subjected to the power transferred to the support 7a while it is in a static condition, locked with respect to the threaded bush, while it is not subjected to any load when it moves with respect to said threaded bush.
Di conseguenza la vite 5a può essere vantaggiosamente utilizzata per trasferire potenze anche maggiori al suo carico nominale. Consequently, the screw 5a can be advantageously used to transfer powers even greater than its nominal load.
Sempre con riferimento alla macchina utensile 100 delle figure 1 - 3, analogamente il secondo sistema di propulsione lb comprende un supporto 7b atto a portare un secondo elemento mobile che deve essere movimentato in una seconda direzione, un sistema a camme 3b azionato da un corrispondente un motore elettrico 9b per trasferire il moto al supporto 7b alla potenza desiderata su un incremento prefissato e mezzi di compensazione comprendenti un sistema vite / boccola filettata composto da una vite 5b collegata ad un motore elettrico llb e da una boccola filettata solidale al supporto 7b. Again with reference to the machine tool 100 of Figures 1 - 3, similarly the second propulsion system 1b comprises a support 7b adapted to carry a second mobile element which must be moved in a second direction, a cam system 3b operated by a corresponding one electric motor 9b to transfer the motion to the support 7b at the desired power on a predetermined increment and compensation means comprising a screw / threaded bush system consisting of a screw 5b connected to an electric motor 11b and a threaded bush integral with the support 7b.
Il funzionamento del secondo sistema di propulsione lb ed i vantaggi ad esso associati sono del tutto analoghi a quelli sopra illustrati con riferimento al primo sistema di propulsione la. The operation of the second propulsion system 1b and the advantages associated with it are entirely similar to those illustrated above with reference to the first propulsion system 1a.
Ne risulta che il supporto 7a del primo sistema di propulsione e il primo elemento mobile della macchina utensile 100 possono essere fatto avanzare in una prima direzione (indicata dalla freccia Fa in Figura 2) alla potenza desiderata ed il supporto 7b del secondo sistema di propulsione e il secondo elemento mobile della macchina utensile 100 possono essere fatti avanzare in una seconda direzione opposta (indicata dalla freccia Fb in Figura 2) alla potenza desiderata. As a result, the support 7a of the first propulsion system and the first movable element of the machine tool 100 can be made to advance in a first direction (indicated by the arrow Fa in Figure 2) to the desired power and the support 7b of the second propulsion system and the second movable element of the machine tool 100 can be made to advance in a second opposite direction (indicated by the arrow Fb in Figure 2) at the desired power.
Passando alla Figura 4, sono illustrati più in dettaglio il sistema a camme 3a del primo sistema di propulsione la ed i sistema a camme 3b del secondo sistema di propulsione lb. Il sistema a camme 3a,b comprende una o più camme 13a,13b incernierate sull'albero di uscita del motore elettrico 9a,9b ed un perno 15a,15b per il collegamento alla corrispondente vite 5a,5b. Turning to Figure 4, the cam system 3a of the first propulsion system la and the cam system 3b of the second propulsion system 1b are illustrated in more detail. The cam system 3a, b comprises one or more cams 13a, 13b hinged on the output shaft of the electric motor 9a, 9b and a pin 15a, 15b for connection to the corresponding screw 5a, 5b.
Un sistema vite/boccola filettata - in particolare quello del primo sistema di propulsione la - è illustrato più in dettaglio in Figura 5. A threaded screw / bushing system - in particular that of the first propulsion system la - is illustrated in more detail in Figure 5.
La vite 5a è inserita in una apposita sede 17a ricavata nel supporto 7a ed è accoppiata con una corrispondente boccola filettata 21a solidale a detto supporto la. The screw 5a is inserted in a suitable seat 17a obtained in the support 7a and is coupled with a corresponding threaded bushing 21a integral with said support la.
Detta vite 5a comprende inoltre un foro passante 19a per il passaggio del perno 15a del corrispondente sistema a camme 3a. Said screw 5a further comprises a through hole 19a for the passage of the pin 15a of the corresponding cam system 3a.
All'inizio della movimentazione del supporto la e dell'elemento mobile della macchina utensile 100 ad esso associato, la vite 5a è completamente inserita nella cavità 17a; man mano che il supporto la avanza, la vite 5a si muove all'indietro ruotando rispetto alla boccola filettata 21a per compensare, allontanandosi dall'estremità della cavità 17a. Sarà evidente all'esperto del settore che il metodo ed il sistema di propulsione secondo l'invenzione raggiunge gli scopi prefissati. At the beginning of the movement of the support la and of the movable element of the machine tool 100 associated with it, the screw 5a is completely inserted in the cavity 17a; as the support advances it, the screw 5a moves backwards by rotating with respect to the threaded bushing 21a to compensate, away from the end of the cavity 17a. It will be evident to those skilled in the art that the method and the propulsion system according to the invention achieves the intended purposes.
Sarà inoltre evidente che la forma di realizzazione sopra descritta in dettaglio è stata data a titolo puramente esemplificativo e che numerose modifiche e varianti sono possibili senza comunque fuoriuscire dall'ambito di tutela definita dalle unite rivendicazioni. It will also be evident that the embodiment described above in detail has been given purely by way of example and that numerous modifications and variations are possible without however departing from the scope of protection defined by the attached claims.
In particolare il sistema a camme e il sistema vite / boccola filetta possono essere sostituiti, rispettivamente, da un qualsiasi tipo di mezzi di trasmissione del moto e da un qualsiasi tipo di mezzi di compensazione dell'avanzamento di tipo noto al tecnico del settore. In particular, the cam system and the screw / thread bushing system can be replaced, respectively, by any type of motion transmission means and by any type of advance compensation means of a type known to those skilled in the art.
Claims (9)
Priority Applications (1)
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| IT000227A ITTO20120227A1 (en) | 2012-03-16 | 2012-03-16 | SYSTEM AND METHOD OF PROPULSION FOR MACHINE TOOL |
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