ITTV20100129A1 - Macchina di lavorazione di manufatti in lastra o blocco con sistema di movimentazione. - Google Patents

Description

Descrizione dell’invenzione industriale

avente per titolo “Macchina di lavorazione di manufatti in lastra o blocco con sistema di movimentazione".

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una macchina per la lavorazione, e in particolare il taglio, di manufatti in lastra o blocco.

In particolar modo, la macchina à ̈ adatta alla lavorazione di lastre e blocchi in materiali lapidei.

Sono note macchine di lavorazione che comprendono un piano di lavoro che accoglie il manufatto da lavorare e una testa di lavorazione che viene movimentata sopra il piano (in genere mediante un sistema di movimentazione ad assi cartesiani) per effettuare le lavorazioni prefissate. È stato da tempo proposto di dotare tali macchine di mezzi di prelievo a depressione per la movimentazione dei manufatti sul piano di lavoro.

Specialmente nel caso di materiali in lastra soggetti a taglio, à ̈ infatti richiesto che le parti o filagne del manufatto che vengono via via separate siano spostate sul piano di lavoro, ad esempio per allontanarle le une delle altre in modo che la testa di lavorazione possa lavorare su una parte senza intaccare un’altra parte ad essa vicina.

L’inserimento dei mezzi di prelievo all’interno della zona di lavoro della macchina non à ̈ però di semplice soluzione e nel tempo sono state proposte varie idee alternative. Ad esempio, à ̈ stato proposto di fornire la macchina con un sollevatore a ventosa, dotato di una propria movimentazione in tutto o in parte indipendente dalla movimentazione della testa di taglio. Ciò comporta però un notevole aumento dei costi della macchina e un difficile collocamento e gestione della seconda movimentazione, che non deve ovviamente interferire con il normale movimento della testa di lavorazione.

In EP1651409 à ̈ stato proposto un dispositivo a ventosa che à ̈ montato solidale alla testa di lavorazione. Il dispositivo à ̈ dotato di un attuatore che a comando trasla verticalmente le ventose verso il basso, per farle sporgere sotto il livello dell’utensile di lavorazione così che si possano appoggiare su un manufatto appoggiato sul piano di lavoro senza che il manufatto venga toccato anche dall’utensile. In tale modo, per movimentare i mezzi a ventosa sopra il piano viene impiegato lo stesso sistema di movimentazione della testa di lavorazione. I mezzi a ventosa devono però avere dimensioni necessariamente piccole, soprattutto per quanto riguarda la superficie di presa, per non essere di ostacolo durante la normale lavorazione, visto che comunque sporgono lateralmente dalla testa. Oltre ad una ridotta capacità di sollevamento, ciò comporta anche il fatto che i manufatti da sollevare possono essere afferrati solo in una piccola zona centrale, con il pericolo di spezzarli durante il sollevamento, soprattutto nel caso di manufatti di materiali fragili, quale ad esempio il marmo, in forma di lastra sottile e stretta.

Per cercare di aumentare la superficie di presa del sistema di sollevamento a depressione, sono state anche proposte macchine nelle quali i mezzi di sollevamento sono sempre solidali alla testa per sfruttarne la movimentazione, ma hanno una più estesa superficie di presa che ruota in posizione operativa, fino a sporgere inferiormente alla testa, solo quando à ̈ necessaria la presa e il sollevamento del manufatto.

Tutte queste soluzioni presentano degli inconvenienti, principalmente dovuti al fatto che l’ingombro dimensionale del sistema di sollevamento a ventosa rigidamente fissato alle parti in movimentazione della macchina può ugualmente ostacolare le normali lavorazioni di taglio o comunque limitarle, a meno di non aumentare esageratamente le corse di lavoro della macchina, aumentandone ingombri e costi, o ridurre le superfici di presa, con la conseguente limitazione della capacità di sollevamento e i rischi per l’integrità del manufatto, già sopra accennati.

Per tali motivi, con le soluzioni note risulta comunque necessario contenere la dimensione dei mezzi a ventosa, rendendo ad esempio impossibile la movimentazione di elementi molto lunghi di materiali lapidei particolarmente fragili.

Inoltre, tutte le note macchine summenzionate, a causa della presenza del gruppo ventose, risultano di struttura relativamente complessa. Infatti, si deve prevedere ad esempio una struttura della macchina appositamente realizzata per contenere anche la movimentazione dei mezzi a ventosa oppure à ̈ necessario modificare pesantemente almeno la struttura della testa di lavorazione per inserirvi mezzi a ventosa traslabili o ribaltabili.

Scopo generale della presente invenzione à ̈ fornire una macchina di lavorazione del generico tipo sopra menzionato, la quale, con una struttura semplice e robusta, sia in grado anche di prelevare e movimentare il materiale sul proprio piano di lavoro con dispositivi a depressione che possono anche avere superficie di presa di dimensioni relativamente elevate senza ostacolare le operazioni di taglio.

In vista di tale scopo si à ̈ pensato di realizzare, secondo l'invenzione, una macchina per la lavorazione di manufatti in blocco o in lastra, comprendente un piano di lavoro per il supporto dei manufatti da lavorare e un sistema motorizzato di movimentazione che supporta una testa di lavorazione per muoverla sopra il piano di lavoro ed effettuare la lavorazione, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno un dispositivo di prelievo a depressione e una area di parcheggio per accogliere tale dispositivo di prelievo a depressione, la testa di lavorazione comprendendo dispositivi di aggancio comandato del dispositivo di prelievo a depressione per agganciarlo nell’area di parcheggio e muoverlo sul piano di lavoro per afferrare e movimentare i manufatti su tale piano di lavoro.

Per rendere più chiara la spiegazione dei principi innovativi della presente invenzione ed i suoi vantaggi rispetto alla tecnica nota si descriverà di seguito, con l'aiuto dei disegni allegati, una realizzazione esemplificativa applicante tali principi. Nei disegni:

-figure 1 e 2 rappresentano viste schematiche, rispettivamente in alzata frontale e laterale di una macchina, realizzata secondo l’invenzione, in una prima condizione operativa per la lavorazione di un manufatto;

-figure 3 e 4 rappresentano viste simili a quelle delle figure 1 e 2, ma con la macchina in una seconda condizione operativa per la movimentazione di un manufatto;

-figure 5 e 6 rappresentano viste schematiche in prospettiva della testa di lavorazione della macchina di figura 1, rispettivamente in una condizione di accoppiamento e di preaccoppiamento con un dispositivo di prelievo a depressione;

-figura 7 Ã ̈ una vista schematica in alzata frontale parzialmente sezionata della zona di accoppiamento fra testa di lavorazione e dispositivo di prelievo a depressione;

-figura 8 Ã ̈ una vista schematica ingrandita di dispositivi di aggancio fra testa di lavorazione e dispositivo di prelievo a depressione;

-figure 9 e 10 rappresentano viste schematiche parzialmente sezionate di connessioni di fluido nei dispositivi di aggancio di figura 8 per la connessione del dispositivo di prelievo a depressione ad una sorgente di depressione.

Con riferimento alle figure, nelle figure 1 e 2 à ̈ mostrata una macchina, indicata genericamente con 10, per la lavorazione di manufatti in blocco o in lastra (ad esempio in materiale quale pietra, marmo e simili materiali, sia naturali sia artificiali). La macchina à ̈ in particolare una macchina utensile a controllo numerico preprogrammato.

La macchina 10 comprende un piano di lavoro 11 per il supporto dei manufatti 12 da lavorare e un sistema motorizzato 13 per il supporto e la movimentazione di una testa di lavorazione che deve agire con adatto utensile 15 sul manufatto. Ad esempio, la lavorazione può essere di taglio del manufatto, cosicché la testa 14 sarà una testa di taglio di tipo in sé noto. L’utensile può perciò essere vantaggiosamente un disco rotante di taglio (come mostrato in alcune delle figure), un ugello per il taglio ad acqua, ecc. La testa può naturalmente comprendere anche noti sistemi combinati, ad esempio per il taglio combinato a disco rotante e a getto d’acqua, con la relativa vasca disposta sottostante il piano di lavoro, realizzato a griglia e con eventuali elementi sacrificali sulla superficie. Quest’ultima soluzione à ̈ ora facilmente immaginabile dal tecnico esperto e non sarà qui ulteriormente mostrata o descritta.

La lavorazione e la conseguente struttura della testa di lavorazione possono comunque essere di un qualsiasi tipo noto nel campo e non saranno perciò qui ulteriormente descritte o mostrate.

Vantaggiosamente, il sistema motorizzato di movimentazione à ̈ un sistema di movimentazione cartesiano a tre assi ortogonali, così che la testa può scorrere parallelamente al piano di lavoro 11 secondo due direzioni ortogonali e muoversi anche perpendicolarmente al piano. Come nelle macchine di tecnica nota, la testa potrà inoltre vantaggiosamente anche ruotare attorno ad un asse 16 verticale rispetto al piano e, se necessario, inclinarsi rispetto ad un asse 17 parallelo al piano, così da potere ad esempio eseguire con l’utensile 15 (con l’opportuno coordinamento nel movimento lungo i tre assi cartesiani) sia tagli in varie direzioni sul piano di lavoro sia tagli inclinati rispetto al piano.

Vantaggiosamente, il sistema cartesiano di movimentazione comprende una struttura a portale con due spalle orizzontali 18, 19 parallele fra loro e disposte su due opposti lati del piano di lavoro 11. Una traversa orizzontale 20 à ̈ supportata a ponte trasversalmente fra le spalle ed à ̈ motorizzata per scorrere lungo di esse per realizzare il primo asse dei tre assi ortogonali. Un carro motorizzato 21 à ̈ supportato sulla traversa per scorrere lungo di essa per realizzare il secondo dei tre assi ortogonali. Un cannotto verticale 22 à ̈ supportato dal carro 21 ed à ̈ motorizzato per scorrere verticalmente così da realizzare il terzo asse dei tre assi ortogonali. Infine, sul cannotto à ̈ supportata la testa di lavorazione 14.

Le guide e le motorizzazioni secondo i tre assi possono essere realizzate con un qualsiasi sistema noto e perciò, essendo facilmente immaginabili dal tecnico esperto (così come il sistema di comando coordinato del loro movimento), non saranno qui ulteriormente mostrate o descritte nel dettaglio.

Come si vede sempre nelle figure 1 e 2, la macchina 10 comprende anche almeno un dispositivo di prelievo a depressione 23 che viene accolto in una area di parcheggio 24 che à ̈ presente nell’area operativa della macchina raggiungibile dalla testa 14. Ad esempio, l’area di parcheggio à ̈ vantaggiosamente affiancata al piano di lavoro 11 e comprende una intelaiatura di supporto 25 per l’appoggio del dispositivo di prelievo.

La testa di lavorazione 14 (ruotata in figura 1 rispetto alla figura 2) comprende dispositivi 26 di aggancio comandato del dispositivo di prelievo a depressione 23 per agganciarlo nell’area di parcheggio 24 e muoverlo sul piano di lavoro 11 per afferrare e movimentare il manufatto, o parti di esso già tagliate, sul tale piano di lavoro, così come visibile nelle figure 3 e 4.

Una volta completata l’operazione di prelievo e movimentazione, con le parti desiderate del manufatto rimosse dal piano di lavoro o appoggiate in zone differenti del piano di lavoro, la testa di lavorazione può spostarsi nuovamente nell’area di parcheggio 24 e riappoggiare il dispositivo di prelievo a depressione, per poi continuare liberamente le lavorazioni sui manufatti presenti sul piano di lavoro.

Come mostrato a tratteggio in figura 2, possono anche essere previsti più dispositivi di prelievo di differenti configurazioni. La macchina può così scegliere il dispositivo di prelievo più adatto (ad esempio, per dimensione e/o forma della superficie di presa) al particolare manufatto o parte di manufatto da movimentare.

In figura 5 à ̈ mostrata in maggiore dettaglio una vantaggiosa realizzazione della testa 14 traslabilmente supportata dal cannotto verticale 22. In tale realizzazione, la testa comprende, all’estremità inferiore del cannotto 22, una forcella 27 girevole attorno all’asse verticale 16 per mezzo di una motorizzazione 28. La forcella 27 individua sui suoi bracci l’asse orizzontale motorizzato 17 di supporto del gruppo di lavorazione motorizzato 29 che comprende l’utensile 15. Il gruppo di lavorazione motorizzato può naturalmente essere di altro tipo noto, rispetto a quello mostrato, anche a seconda del desiderato specifico tipo di lavorazione o di tecnologia di lavorazione.

I dispositivi di aggancio 26 sono vantaggiosamente almeno due distanziati secondo una direzione parallela al piano di lavoro, così da fornire maggiore stabilità al dispositivo di prelievo, vantaggiosamente allungato almeno in tale direzione.

Il dispositivo di prelievo a depressione comprende un piano o telaio 36 dotato inferiormente di mezzi 37 di adesione comandata a depressione (ad esempio opportuni piani a ventosa) e superiormente di elementi di aggancio 31 complementari ai detti dispositivi di aggancio presenti sulla testa di lavorazione per essere innestati a comando dai detti dispositivi di aggancio.

Nella realizzazione mostrata in figura 5, i due dispositivi di aggancio sono vantaggiosamente posti ai due estremi della forcella 27. Con tale soluzione, il peso del dispositivo di prelievo e il peso della lastra movimentata non gravano sull'asse di rotazione orizzontale del gruppo di lavorazione motorizzato 29.

Come si vede meglio in figura 6, vantaggiosamente ciascun dispositivo di aggancio comprende un attuatore 30 che comanda l’innesto con l'elemento di aggancio realizzato con un apposito codolo 31 sporgente superiormente dal dispositivo di prelievo a depressione.

Come meglio si vede in figura 7, ciascun codolo 31 à ̈ vantaggiosamente dotato di una testa circonferenzialmente scanalata o a fungo 32 che viene accolta con minimo gioco laterale in una corrispondente sede 33 nel dispositivo di aggancio presente sulla testa di lavorazione 14. L’attuatore 30 (ad esempio, un pistone a fluido con alimentazione 41) à ̈ comandabile per inserire una spina o forcella di blocco 35 trasversalmente nella sede 33 in corrispondenza della scanalatura circonferenziale del codolo 31, così da bloccare il codolo nella sede, come mostrato schematicamente in figura 8.

Come ben visibile nelle figure, il dispositivo di aggancio può vantaggiosamente essere in forma di blocchetto metallico, nel quale à ̈ ricavata la sede 33 e che monta lateralmente l’attuatore 30. Corrispondenti blocchetti metallici nel dispositivo di prelievo possono comprendere su di sé i codoli 31.

Fra dispositivo di prelievo e testa di lavorazione sono anche vantaggiosamente presenti mezzi ad innesto automatico per la connessione di una sorgente 40 di pressione/depressione al dispositivo di prelievo a depressione quando i dispositivi di aggancio 26 innestano il dispositivo di prelievo alla testa. Tali mezzi di innesto possono essere vantaggiosamente posti negli stessi dispositivi di aggancio 26 o prossimi ad essi.

Come si vede in figura 6 e, meglio, nelle figure 9 e 10, i mezzi di innesto alla sorgente di depressione possono vantaggiosamente comprendere connettori pneumatici assiali formati da un innesto o spina pneumatica 38 (connessa con condotti 34 ai mezzi di presa a depressione 37) che si innesta a tenuta in un corrispondente innesto o presa pneumatica 39, collegato alla sorgente 40, quando il dispositivo di prelievo si accoppia alla testa di lavorazione. Vantaggiosamente, tali connettori pneumatici sono posti negli stessi blocchetti che comprendono, rispettivamente, i codoli 31 e le corrispondenti sedi 33 dei dispositivi di aggancio 26.

Sempre vantaggiosamente, i connettori pneumatici possono essere più di uno così da potere alimentare a comando separatamente (con differenti condotti 34) diverse zone di presa a depressione del dispositivo di prelievo. Ciò permette di attivare solo alcune zone del dispositivo di prelievo, ad esempio nel caso di manufatti particolarmente piccoli o di forma o posizione non corrispondente a tutta l'estensione della superficie di presa del dispositivo di prelievo.

Come si vede in particolare in figura 6, nella realizzazione mostrata i connettori pneumatici sono quattro disposti a coppie vicini ai codoli di aggancio 31. Ciascuna ventosa à ̈ collegata ad uno dei quattro connettori pneumatici tramite appositi condotti.

Per la realizzazione della depressione nelle ventose può essere anche previsto di impiegare come sorgente di vuoto un tubo Venturi al quale viene alimentata aria compressa per creare la depressione, come ben noto nella tecnica e facilmente immaginabile dal tecnico esperto. In tale modo può essere impiegata una sorgente di aria in pressione del circuito pneumatico della macchina.

A questo punto à ̈ chiaro come si siano ottenuti gli scopi prefissati. Con la soluzione secondo l'invenzione à ̈ possibile realizzare una macchina che à ̈ priva di particolari complicazioni, sia costruttive sia funzionali, a causa della presenza dei mezzi a ventosa, evitando pertanto di incidere sensibilmente sul costo della macchina. Non sono infatti necessari speciali mezzi di movimentazione degli elementi a ventosa, neppure in direzione anche solo verticale o di rotazione sulla testa. Inoltre, non si hanno particolari limitazioni riguardo le dimensioni dei mezzi di prelievo a depressione, poiché questi ultimi non devono essere movimentati durante le normali operazioni di lavorazione ed à ̈ possibile avere mezzi di prelievo a depressione di una lunghezza sufficiente per movimentare anche elementi lunghi di materiali lapidei molto fragili.

La configurazione operativa della macchina, la sua struttura generale e la sua programmazione delle operazioni di lavorazione non differisce sensibilmente da quella di una tradizionale macchina senza sistemi di prelievo a depressione e movimentazione dei manufatti, poiché la macchina durante il normale funzionamento non deve movimentare elementi aggiuntivi (se non i semplici, piccoli e leggeri dispositivi di aggancio). Ciò semplifica grandemente l'adozione del sistema secondo l'invenzione. Infatti, durante l’operazione di taglio il dispositivo a ventosa à ̈ collocato nell'area di parcheggio o magazzino e la macchina à ̈ configurata esattamente come una macchina tradizionale e, solo all’occorrenza quando à ̈ necessario movimentare il materiale, viene prelevato il dispositivo dal magazzino.

A differenza delle macchine di tecnica nota, l’operazione di taglio non viene quindi ostacolata dalla presenza ingombrante delle ventose che vengono prelevate ed agganciate solo quanto à ̈ terminato il taglio ed à ̈ necessario movimentare il materiale tagliato. Il sistema di controllo della macchina deve solo essere predisposto per la gestione del sistema di prelievo, come facilmente immaginabile dal tecnico in base alla descrizione sopra fatta.

Naturalmente, la descrizione sopra fatta di una realizzazione applicante i principi innovativi della presente invenzione à ̈ riportata a titolo esemplificativo di tali principi innovativi e non deve perciò essere presa a limitazione dell'ambito di privativa qui rivendicato. Ad esempio, l'area di parcheggio del o dei dispositivi di prelievo può essere realizzata in un apposito magazzino, oppure nel medesimo magazzino in cui sono collocati i vari utensili di lavorazione/taglio. Soprattutto nel caso di più dispositivi, il magazzino può anche essere di noto tipo meccanizzato, per selezionare e porgere il giusto dispositivo di prelievo alla testa di lavorazione.

Inoltre, il dispositivo di prelievo a depressione può essere differente da come mostrato sia riguardo la forma (ad esempio per avere un numero diverso di ventose o una loro diversa configurazione) sia riguardo tipo e posizione del sistema di fissaggio e di alimentazione pneumatica fra testa di lavorazione e dispositivo di prelievo. Gli elementi dei sistemi di innesto meccanico e pneumatico fra testa di lavorazione e dispositivo di prelievo possono anche avere parti invertite rispetto a come mostrato o essere di differente struttura. La sorgente di depressione può essere anche direttamente a bordo del dispositivo di prelievo o essere stabilmente connessa al dispositivo di prelievo.

Infine, la testa di lavorazione può essere diversa da quella mostrata. Ad esempio, se non interessa un taglio comunque inclinato rispetto al piano verticale ma solo un taglio verticale, il gruppo del mandrino di taglio può anche essere rigidamente fissato sulla forcella o mancare totalmente la forcella e il suo asse orizzontale.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina (10) per la lavorazione di manufatti (12) in blocco o in lastra, comprendente un piano di lavoro (11) per il supporto dei manufatti da lavorare e un sistema motorizzato di movimentazione (13) che supporta una testa di lavorazione (14) per muoverla sopra il piano di lavoro ed effettuare la lavorazione, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno un dispositivo di prelievo a depressione (23) e una area di parcheggio (24) per accogliere tale dispositivo di prelievo a depressione, la testa di lavorazione (14) comprendendo dispositivi (26) di aggancio comandato del dispositivo di prelievo a depressione (23) per agganciarlo nell’area di parcheggio e muoverlo sul piano di lavoro (11) per afferrare e movimentare i manufatti su tale piano di lavoro.
2. 2. Macchina secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i dispositivi di aggancio automatico comprendono anche innesti (39) di connessione pneumatica di una sorgente di depressione a corrispondenti innesti (38) di connessione pneumatica sul dispositivo di prelievo a depressione.
3. 3. Macchina secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il dispositivo di prelievo a depressione comprende un telaio (36) dotato inferiormente di mezzi di adesione comandata a depressione (37) e superiormente di elementi di aggancio (31) complementari ai detti dispositivi di aggancio (26) presenti sulla testa di lavorazione per essere innestati a comando dai detti dispositivi di aggancio.
4. 4. Macchina secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i dispositivi di aggancio comprendono almeno un attuatore (30) di innesto di un codolo (31) sporgente superiormente dal dispositivo di prelievo.
5. 5. Macchina secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i dispositivi di aggancio (26) sono due, distanziati secondo una direzione parallela al piano di lavoro (11) e il dispositivo di prelievo (23) Ã ̈ allungato almeno in tale direzione.
6. 6. Macchina secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il sistema motorizzato di movimentazione (13) Ã ̈ un sistema di movimentazione cartesiano a tre assi ortogonali.
7. 7. Macchina secondo rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che il sistema cartesiano comprende due spalle (18, 19) orizzontali, parallele fra loro e disposte su due opposti lati del piano di lavoro (11), una traversa orizzontale (20) supportata a ponte trasversalmente fra le dette spalle e motorizzata per scorrere lungo di esse per realizzare un primo asse dei tre assi ortogonali, un carro (21) supportato su detta traversa e motorizzato per scorrere lungo di essa per realizzare un secondo dei tre assi ortogonali, un cannotto verticale (22) supportato da detto carro e motorizzato per scorrere verticalmente per realizzare un terzo asse dei tre assi ortogonali, su detto cannotto essendo supportata la testa di lavorazione (14).
8. 8. Macchina secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la testa di lavorazione à ̈ una testa di taglio.
9. 9. Macchina secondo rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che la testa di taglio comprende un utensile di taglio a disco rotante o a getto d’acqua, o entrambe.
10. 10. Macchina secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la testa di lavorazione (14) comprende un utensile di lavorazione (15) che à ̈ inclinabile attorno ad un asse (17) parallelo al piano di lavorazione.