ITTO20121148A1 - Tornio verticale con mandrino pick-up mobile lungo una traiettoria circolare - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Tornio verticale con mandrino pick-up mobile lungo una traiettoria circolare"

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda in generale un tornio verticale comprendente almeno un mandrino portapezzo realizzato come mandrino verticale capovolto (tipicamente noto come mandrino pick-up). Più specificamente, la presente invenzione riguarda un tornio verticale del tipo sopra identificato, comprendente inoltre un basamento e un tamburo supportato dal basamento in modo girevole intorno a un asse di rotazione verticale, in cui ciascun mandrino portapezzo à ̈ montato sul tamburo in modo che il proprio asse si muova insieme al tamburo lungo una traiettoria circolare con centro sull'asse di rotazione verticale del tamburo stesso, come specificato nel preambolo della rivendicazione indipendente 1.

Un tornio verticale del tipo sopra identificato à ̈ noto dalla domanda di brevetto internazionale WO2011/048483 a nome della Richiedente. Secondo tale soluzione nota, ciascun mandrino portapezzo à ̈ girevole intorno al proprio asse (dunque intorno a un asse di rotazione parallelo all'asse di rotazione del tamburo) ed à ̈ inoltre montato sul tamburo in modo da essere traslabile in direzione verticale (dunque lungo una direzione parallela sia al proprio asse di rotazione sia all'asse di rotazione del tamburo). Ciascun mandrino portapezzo à ̈ provvisto di un rispettivo dispositivo di bloccaggio atto a serrare un pezzo da lavorare. Sul basamento sono montati una pluralità di dispositivi portautensili che possono essere realizzati o come torrette portautensili rotanti, in particolare disposte ciascuna con il proprio asse di rotazione in un piano orizzontale (dunque in un piano perpendicolare all'asse di rotazione del tamburo), o come teste portautensile atte a ricevere ciascuna un singolo utensile. I dispositivi portautensili sono disposti sostanzialmente lungo una circonferenza verticalmente allineata alla circonferenza lungo la quale si muove l'asse di ciascun mandrino portapezzo, cioà ̈ lungo una circonferenza avente centro sull'asse di rotazione del tamburo e raggio pari alla distanza fra l'asse di rotazione del tamburo e l'asse di ciascun mandrino portapezzo. La tornitura del pezzo portato dal mandrino portapezzo (o da uno dei mandrini portapezzo) avviene utilizzando il movimento rotatorio del tamburo, e quindi dell'asse del mandrino, intorno al proprio asse di rotazione verticale e il movimento traslatorio del mandrino in direzione verticale per controllare l'avanzamento e la profondità della tornitura. Mentre il mandrino portapezzo, e con esso il pezzo in lavorazione, si muove verticalmente verso il basso o verso l'alto rispetto all'utensile, esso si muove inoltre lungo una traiettoria circolare con centro sull'asse di rotazione del tamburo per portare il pezzo a contatto con l'utensile e lavorarlo secondo la forma desiderata. Il movimento rotatorio del mandrino portapezzo intorno all'asse di rotazione del tamburo sostituisce quindi il movimento traslatorio lungo l'asse X che si ha nei comuni torni. Gli utensili portati dai dispositivi portautensili possono essere indifferentemente utensili fissi o utensili rotanti, di modo che il tornio à ̈ in grado di eseguire anche lavorazioni per asportazione di truciolo diverse dalla tornitura.

Uno dei principali vantaggi di un tale tipo di tornio verticale à ̈ dato dalla maggiore disponibilità di spazio per gli utensili, rispetto ai torni verticali tradizionali, che permette di montare un maggiore numero di utensili e quindi di avere una maggiore flessibilità, cioà ̈ una maggiore capacità di eseguire operazioni diverse. Un ulteriore vantaggio di un tale tipo di tornio verticale à ̈ rappresentato dalla riduzione dei problemi di deriva termica, cioà ̈ dalla minore influenza delle variazioni di temperatura sulla precisione delle lavorazioni eseguite.

Scopo della presente invenzione à ̈ perfezionare ulteriormente fornire un tornio verticale del tipo sopra identificato, in particolare incrementandone la produttività e la flessibilità.

Questo e altri scopi sono pienamente raggiunti secondo la presente invenzione grazie a un tornio verticale avente le caratteristiche specificate nella parte caratterizzante della rivendicazione indipendente 1.

Forme di realizzazione vantaggiose dell'invenzione sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto à ̈ da intendersi come parte integrale e integrante della descrizione che segue.

In sintesi, l'invenzione si fonda sull'idea di munire un tornio verticale del tipo specificato nel preambolo della rivendicazione indipendente 1 di almeno un'unità di lavorazione e di almeno una controtesta portate dal basamento, laddove l'unità di lavorazione comprende una torretta o testa portautensili, il cui asse à ̈ orientato orizzontalmente ed à ̈ posto a una distanza dall'asse di rotazione del tamburo inferiore al raggio della circonferenza lungo cui à ̈ mobile l'almeno un mandrino portapezzo, e mezzi di movimentazione predisposti per movimentare la torretta o testa portautensili rispetto al basamento e al tamburo almeno lungo la direzione del proprio asse, e laddove la controtesta comprende un dispositivo di bloccaggio atto a serrare un pezzo da lavorare, il cui asse à ̈ orientato verticalmente ed à ̈ posto a una distanza dall'asse di rotazione del tamburo pari al raggio della circonferenza lungo cui à ̈ mobile l'almeno un mandrino portapezzo, e mezzi motori atti a comandare in rotazione il dispositivo di bloccaggio intorno al proprio asse.

Grazie alla presenza della/e unità di lavorazione e della/e controtesta/e, il tornio verticale secondo la presente invenzione può ad esempio eseguire una lavorazione mediante l'unità di lavorazione, o mediante una delle unità di lavorazione, sul pezzo portato dalla controtesta, o da una delle controteste, mentre il mandrino portapezzo (o uno dei mandrini portapezzo) va a prelevare un nuovo pezzo da lavorare e mentre il tornio esegue una o più lavorazioni su questo nuovo pezzo utilizzando gli utensili portati dai dispositivi portautensili montati sul basamento. In questo senso, il tornio verticale secondo la presente invenzione à ̈ in grado di funzionare come un tornio bi-mandrino. Inoltre, grazie alla presenza di almeno una controtesta, il tornio verticale secondo la presente invenzione à ̈ in grado di eseguire lavorazioni sia su un lato del pezzo, utilizzando come dispositivo di bloccaggio quello del mandrino (o di uno dei mandrini) portapezzo sul tamburo e come utensili quelli portati dai dispositivi portautensili sul basamento, sia sul lato opposto del pezzo, utilizzando come dispositivo di bloccaggio quello della controtesta (o di una delle controteste) sul basamento e come utensili quelli portati da appositi dispositivi portautensili montati sul tamburo.

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

le figure 1 e 2 sono rispettivamente una vista in elevazione laterale, parzialmente sezionata, e una vista in pianta che mostrano schematicamente un tornio verticale secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, in cui il tornio comprende un'unità di lavorazione a due assi con torretta portautensili; e

le figure 3 e 4 sono rispettivamente una vista in elevazione laterale, parzialmente sezionata, e una vista in pianta che mostrano schematicamente un tornio verticale secondo un'ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione, in cui il tornio comprende un'unità di lavorazione a due assi con testa portacreatore.

Con riferimento alle figure, un tornio verticale secondo la presente invenzione à ̈ complessivamente indicato con 10. Il tornio verticale 10 (di seguito, per semplicità, indicato solamente come tornio) comprende un basamento 12, un tamburo 14 supportato dal basamento 12 in modo girevole intorno a un asse di rotazione z orientato verticalmente e mezzi motori (non mostrati nelle figure in quanto di tipo per sé noto, e comunque non rilevanti ai fini della presente invenzione) atti a comandare in rotazione il tamburo 14 intorno all'asse di rotazione z. Sul tamburo 14 à ̈ montato un mandrino portapezzo 16 realizzato come mandrino verticale capovolto o mandrino pick-up, cioà ̈ avente il proprio asse di rotazione (indicato con z1) orientato verticalmente e avente il proprio dispositivo di bloccaggio (indicato con 18) rivolto verso il basso. In entrambe le forme di realizzazione mostrate nelle figure, il tornio 10 ha un solo mandrino portapezzo 16, ma potrebbe comunque avere più mandrini portapezzo, preferibilmente disposti angolarmente equidistanziati e con i rispettivi assi di rotazione z1 posti alla medesima distanza dall'asse di rotazione z del tamburo 14. Per effetto della rotazione del tamburo 14 intorno all'asse di rotazione z, anche il mandrino portapezzo 16 ruota intorno a tale asse e quindi il proprio asse di rotazione z1 si muove rigidamente insieme al tamburo 14 lungo una traiettoria circolare con centro sull'asse di rotazione z di quest'ultimo e con raggio pari alla distanza fra gli assi di rotazione z e z1. Il mandrino portapezzo 16 à ̈ inoltre montato sul tamburo 14 mediante una slitta 20 in modo da essere traslabile in direzione verticale. Il mandrino portapezzo 16 comprende inoltre mezzi motori 22 (solo schematicamente mostrati nelle figure 1 e 3) atti a comandare in rotazione il dispositivo di bloccaggio 18 in modo da definire la velocità di taglio. Alla slitta 20 sono associati mezzi motori (non mostrati) atti a comandare la traslazione della slitta stessa, e con essa del mandrino portapezzo 16, in direzione verticale. Come mostrato nelle figure 2 e 4, sul basamento 12 sono montati una pluralità di dispositivi portautensili 24, che possono essere realizzati o come torrette portautensili rotanti, in particolare disposte ciascuna con il proprio asse di rotazione in un piano orizzontale (dunque in un piano perpendicolare all'asse di rotazione del tamburo), o come teste portautensile atte a ricevere ciascuna un singolo utensile. I dispositivi portautensili 24 sono disposti sostanzialmente lungo una circonferenza (indicata con C nelle figure 2 e 4) verticalmente allineata alla circonferenza lungo la quale si muove l'asse di rotazione z1 del mandrino portapezzo 16. La tornitura del pezzo portato dal mandrino portapezzo 16 avviene utilizzando il movimento rotatorio del tamburo 14, e quindi dell'asse di rotazione z1 del mandrino stesso, intorno al proprio asse di rotazione z e il movimento traslatorio del mandrino stesso in direzione verticale per controllare l'avanzamento e la profondità della tornitura. Mentre il mandrino portapezzo 16, e con esso il pezzo in lavorazione, si muove verticalmente verso il basso o verso l'alto rispetto all'utensile, esso si muove inoltre lungo una traiettoria circolare con centro sull'asse di rotazione z del tamburo 14 e raggio pari alla distanza fra gli assi di rotazione z e z1 per portare il pezzo a contatto con l'utensile e lavorarlo secondo la forma desiderata. Il movimento rotatorio del mandrino portapezzo 16 intorno all'asse di rotazione z del tamburo 14 sostituisce quindi il movimento traslatorio lungo l'asse X che si ha nei comuni torni. Gli utensili portati dai dispositivi portautensili 24 possono essere indifferentemente utensili fissi o utensili rotanti, di modo che il tornio 10 à ̈ in grado di eseguire anche lavorazioni per asportazione di truciolo diverse dalla tornitura.

Il tornio 10 comprende inoltre una controtesta 26 fissata al basamento 12 per bloccare il pezzo da lavorare e consentirne la lavorazione mediante utilizzo di utensili (non mostrati) portati da dispositivi portautensili (anch'essi non mostrati) fissati al tamburo 14. In entrambe le forme di realizzazione mostrate nelle figure, il tornio 10 ha una sola controtesta 26, ma potrebbe comunque averne in numero maggiore. La controtesta 26 comprende un dispositivo di bloccaggio 28 atto a serrare inferiormente un pezzo da lavorare. L'asse di rotazione (indicato con z2) del dispositivo di bloccaggio 28 à ̈ orientato verticalmente e, come mostrato nelle figure 2 e 4, à ̈ posto a una distanza dall'asse di rotazione z del tamburo 14 pari al raggio della circonferenza lungo cui à ̈ mobile il mandrino portapezzo 16, cioà ̈ pari alla distanza fra l'asse di rotazione z del tamburo 14 e l'asse di rotazione z1 del mandrino portapezzo 16. La controtesta 26 comprende inoltre mezzi motori (non mostrati in dettaglio) atti a comandare in rotazione il dispositivo di bloccaggio 28 intorno al proprio asse di rotazione z2. Grazie alla controtesta 26, il tornio 10 à ̈ in grado di eseguire lavorazioni sia su un lato del pezzo, bloccando il pezzo con il dispositivo di bloccaggio 18 del mandrino portapezzo 16, sia sul lato opposto del pezzo, bloccando il pezzo con il dispositivo di bloccaggio 28 della controtesta 26.

Il tornio 10 comprende inoltre un'unità di lavorazione 30 portata dal basamento 12. In entrambe le forme di realizzazione mostrate nelle figure, il tornio 10 ha una sola unità di lavorazione 30, ma potrebbe comunque averne in numero maggiore. L'unità di lavorazione 30 comprende una torretta o testa portautensili 32, il cui asse (indicato con y) à ̈ orientato orizzontalmente ed à ̈ posto a una distanza dall'asse di rotazione z del tamburo 14 inferiore al raggio della circonferenza lungo cui à ̈ mobile il mandrino portapezzo 16, cioà ̈ inferiore alla distanza fra l'asse di rotazione z del tamburo 14 e l'asse di rotazione z1 del mandrino portapezzo 16. La torretta o testa portautensili 32 à ̈ portata da una struttura di supporto 34 che à ̈ montata su una slitta orizzontale 36 in modo da essere traslabile lungo la direzione dell'asse y. Alla slitta orizzontale 36 sono associati mezzi motori 38 predisposti per comandare il movimento di traslazione della slitta orizzontale 36, e con essa dell'insieme formato dalla struttura di supporto 34 e dalla torretta o testa portautensili 32, rispetto al basamento 12 lungo la direzione dell'asse y.

Nella forma di realizzazione delle figure 1 e 2, la torretta o testa portautensili 32 à ̈ realizzata come torretta rotante che à ̈ supportata in modo girevole intorno al proprio asse y e porta una pluralità di utensili 40. Inoltre, in tale forma di realizzazione la torretta o testa portautensili 32 à ̈ montata sulla struttura di supporto 34 mediante una slitta verticale 42 in modo da essere traslabile lungo una direzione verticale (asse z3). Alla slitta verticale 42 sono associati mezzi motori 44 predisposti per comandare il movimento di traslazione della slitta verticale 42, e con essa della torretta o testa portautensili 32, rispetto al basamento 12 lungo la direzione dell'asse z3. In alternativa, la torretta o testa portautensili 32 potrebbe essere verticalmente fissa, e quindi dotata del solo grado di libertà di traslazione orizzontale lungo la direzione dell'asse y.

Nella forma di realizzazione delle figure 3 e 4, la torretta o testa portautensili 32 porta un utensile creatore 46 mediante il quale il tornio 10 Ã ̈ in grado di realizzare dentature sia su pezzi portati dal mandrino portapezzo 16 sia su pezzi portati dalla controtesta 26. Anche in questo caso, come nella forma di realizzazione delle figure 1 e 2, la torretta o testa portautensili 32 Ã ̈ montata sulla struttura di supporto 34 mediante slitta verticale 42 comandata da mezzi motori 44 per traslare lungo la direzione dell'asse z3.

Come già detto nella parte introduttiva della descrizione, grazie alla presenza dell'unità di lavorazione e della controtesta, il tornio verticale secondo la presente invenzione à ̈ in grado di funzionare come un tornio bi-mandrino, e cioà ̈ di lavorare simultaneamente su due pezzi. Dopo essere stato lavorato sul suo lato inferiore mediante gli utensili portati dai dispositivi portautensili montati sul basamento, il pezzo in lavorazione può essere trasferito dal dispositivo di bloccaggio del mandrino portapezzo al dispositivo di bloccaggio della controtesta. Mentre tale pezzo viene lavorato con gli utensili portati dal tamburo e/o dall'unità di lavorazione, il tamburo può andare a prelevare un nuovo pezzo, bloccandolo con il dispositivo di bloccaggio del mandrino portapezzo, ed effettuare lavorazioni su tale pezzo mediante gli utensili portati dai dispositivi portautensili montati sul basamento.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, le forme di attuazione e i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto à ̈ stato descritto e illustrato a puro titolo di esempio non limitativo.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. Tornio verticale (10) comprendente: un basamento (12), un tamburo (14) supportato dal basamento (12) 5 in modo girevole intorno a un asse di rotazione (z) orientato verticalmente, almeno un mandrino portapezzo (16) realizzato come mandrino verticale capovolto, detto almeno un mandrino portapezzo (16) essendo montato sul tambu-10 ro (14) in modo che il proprio asse di rotazione (z1) sia mobile insieme al tamburo (14) lungo una traiettoria circolare con centro sull'asse di rotazione (z) del tamburo (14) e in modo da essere inoltre traslabile in direzione verticale (z1), e 15 una pluralità di dispositivi portautensili (24) montati sul basamento (12) in modo da permettere di lavorare con i rispettivi utensili un pezzo portato dall'almeno un mandrino portapezzo (16), caratterizzato dal fatto 20 di comprendere inoltre almeno un'unità di lavorazione (30) e almeno una controtesta (26) portate dal basamento (12), laddove ciascuna un'unità di lavorazione (30) comprende una torretta o testa portautensili (32), il 25 cui asse (y) à ̈ orientato orizzontalmente ed à ̈ posto a una distanza dall'asse di rotazione (z) del tamburo (14) inferiore alla distanza fra l'asse di rotazione (z) del tamburo (14) e l'asse di rotazione (z1) dell'almeno un mandrino portapezzo (16), e 5 mezzi di movimentazione (36, 38, 42, 44) predisposti per movimentare la torretta o testa portautensili (32) rispetto al basamento (12) e al tamburo (14) almeno lungo la direzione del proprio asse (y), e 10 laddove ciascun controtesta (26) comprende un dispositivo di bloccaggio (28) atto a serrare un pezzo da lavorare, il cui asse (z2) à ̈ orientato verticalmente ed à ̈ posto a una distanza dall'asse di rotazione (z) del tamburo (14) sostanzialmente pari 15 alla distanza fra l'asse di rotazione (z) del tamburo (14) e l'asse di rotazione (z1) dell'almeno un mandrino portapezzo (16), e mezzi motori atti a comandare in rotazione il dispositivo di bloccaggio (28) intorno al proprio asse (z2). 20 2. Tornio verticale secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di movimentazione (36, 38, 42, 44) sono predisposti per movimentare la torretta o testa portautensili (32) rispetto al basamento (12) e al tamburo (14) anche in direzione verticale 25 (z3). 3. Tornio verticale secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui la torretta o testa portautensili (32) à ̈ realizzata come torretta rotante che à ̈ supportata in modo girevole intorno al 5 proprio asse (y) e porta una pluralità di utensili (40). 4. Tornio verticale secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui la torretta o testa portautensili (32) porta un utensile creatore (46) 10 mediante il quale il tornio à ̈ in grado di realizzare dentature sia su pezzi portati dall'almeno un mandrino portapezzo (16) sia su pezzi portati dal dispositivo di bloccaggio (28) dell'almeno una controtesta (26). 15