ITVI20070318A1 - Macchina da taglio perfezionata - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce, in genere, ad una macchina da taglio industriale, in grado di utilizzare diverse tecnologie di taglio e/o incisione, dal taglio ad acqua (water-jet) per tagliare i materiali più diversificati (metalli ferrosi, leghe, ceramica, vetro blindato, materiali compositi, ecc. ), al taglio plasma, all'ossi-taglio, al taglio idroabrasivo, al taglio laser, a metodi di asportazione truciolo ("fresatrice"), sino alla lavorazione generica come centro di lavoro.

Più in particolare, l'invenzione riguarda una macchina da taglio perfezionata, sviluppata secondo una concezione modulare semplice e ad alta flessibilità di lavorazione, in quanto atta ad eseguire molteplici lavorazioni e tipologie di taglio e/o incisione, quali forme e disegni, anche di rilevante complessità, con un alto grado di precisione ed efficienza, e capace di consentire la massima personalizzazione secondo le esigenze del cliente, in quanto può essere facilmente espansa, sia in senso bidimensionale che in senso tridimensionale, grazie all’aggiunta di moduli supplementari, per aumentare l’area utile di lavoro, con costi decisamente contenuti.

Completano la macchina una pompa e/o sorgente, una vasca di lavoro ed un sistema di gestione a controllo numerico (CNC), dotato di software CAD/CAM.

Una macchina da taglio a controllo numerico di tipo tradizionale include tipicamente un piano o banco di lavoro, atto a supportare i pezzi in lavorazione, una struttura a ponte, posizionata superiormente al piano di lavoro e mobile longitudinalmente lungo l’intero piano, ed un carrello, montato sul ponte e mobile trasversalmente rispetto al piano di lavoro, che porta una o più teste di taglio.

Le movimentazioni della struttura a ponte e del carrello sono gestite dal sistema a controllo numerico, in modo da effettuare le lavorazioni desiderate sul pezzo.

Tra le tipologie di taglio industriale attualmente disponibili sono da ricordare il taglio a getto di fluido e, in particolare, a getto d’acqua, ad altissima pressione, il taglio laser, il taglio plasma, l’ossi-taglio, il taglio idro-abrasivo e relative combinazioni delle suddette operazioni, ottenute montando tipologie differenti di teste di taglio sul carrello.

Tuttavia, tale soluzione costruttiva presenta problematiche di ingombro della struttura, in quanto non sempre è possibile effettuare liberamente le lavorazioni desiderate sull’intero banco di lavoro, a causa del limitato raggio di azione delle teste di taglio, che risultano assemblate sul medesimo carrello; d’altra parte, l’impiego di vari carrelli, ciascuno a supporto di una rispettiva testa di taglio atta ad effettuare una determinata tipologia di lavorazione, è chiaramente una soluzione dispendiosa, sia in termini economici che di ingombro.

Infine, è da tenere in debita considerazione il fatto che è sempre più sentita l’esigenza di realizzare macchine da taglio estremamente flessibili, atte cioè ad essere personalizzabili a misura del cliente, sia rispetto alle dimensioni dell’area utile di lavoro (bidimensionale e tridimensionale), sia rispetto alle tipologie di taglio realizzabili, al fine di soddisfare totalmente tutte le esigenze del cliente. Scopo della presente invenzione è, quindi, quello di ovviare agli inconvenienti sopra menzionati e, in particolare, quello di realizzare una macchina da taglio perfezionata, che risulti altamente flessibile e personalizzabile secondo le esigenze del cliente, sia per quanto riguarda le lavorazioni eseguibili e le aree utili di lavoro, sia per quel che concerne le tipologie di taglio realizzabili, contenendo, al contempo, i costi totali di realizzazione e di esercizio e gli ingombri complessivi della struttura. Altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare una macchina da taglio perfezionata, che risulti altamente affidabile ed efficiente dal punto di vista funzionale, rispetto agli impianti tradizionali, di tipo noto.

Questi ed altri scopi sono raggiunti da una macchina da taglio perfezionata, realizzata secondo la rivendicazione 1 allegata; le ulteriori rivendicazioni dipendenti includono altre caratteristiche tecniche di dettaglio della macchina. In modo vantaggioso, la configurazione modulare della macchina, basata su pochi e semplici componenti, consente di ottenere una elevata standardizzazione produttiva ed una agevole riconfigurabilità; inoltre, la semplicità è anche una caratteristica che riguarda la programmazione e la gestione della macchina.

Inoltre, la possibilità di effettuare varie tipologie di taglio su una stessa macchina, con prestazioni di alto livello, le conferisce un elevato contenuto tecnologico, mentre le strutture della stessa ne assicurano grande rigidità e precisione, senza nulla scarificare alla dinamicità di funzionamento.

Infine, la soluzione modulare consente lavorazioni a 3-5 assi, su differenti formati commerciali, con diverse tecnologie e su differenti tipologie e forme di materiali, a seconda delle dimensioni dei pezzi in lavorazione e dell’impianto.

Per esempio, sulle lamiere possono essere effettuate cianfrinature, tagli inclinati, tagli di compensazione (tramite un apposito software CAD, che compensa il taglio inclinato), in base alla tipologia dei materiali, alla velocità, alla forma dei pezzi e possono anche essere effettuate rifilature di lamiere stampate, di scocche termoformate, di scocche in carbonio, di particolari dell’abbigliamento sportivo in carbonio o in titanio, ecc.

In definitiva, la macchina secondo l’invenzione risulta una macchina estremamente versatile, in relazione alle esigenze di redditività, di semplice utilizzo, di bassi costi di gestione e di flessibilità della lavorazione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione che segue, relativa ad un esempio di realizzazione, esemplificativo e preferito, ma non limitativo, della macchina da taglio perfezionata, secondo l’invenzione, e dal disegno annesso (figura 1), che mostra una vista prospettica della suddetta macchina. Con riferimento alle figura menzionata, la macchina da taglio perfezionata, secondo la presente invenzione, presenta un piano di lavoro 12, eventualmente dotato di griglia di supporto, fissa o smontabile, ove vengono posizionati i pezzi da lavorare; il piano di lavoro 12 è posto superiormente ad una vasca 11 di raccolta d’acqua o di materiali residui derivanti dalla lavorazione dei pezzi.

In forme di realizzazione esemplificative e preferite, ma non limitative, dell’invenzione, si possono utilizzare due o più vasche 11, associate a rispettivi piani di lavoro 12A, 12B, questi ultimi aventi anche dimensioni longitudinali (secondo la direzione dell’asse Y) differenti.

La vasca 11 è sollevata da terra grazie all’interposizione di opportune zanche di appoggio 17 ed è posizionata, a sua volta, all’interno di un’intelaiatura esterna, che comprende due profilati laterali 10 e due piastre frontali di copertura 13. Sui profilati laterali 10 sono montati due elementi verticali 14, scorrevoli su apposite guide superiori 15 dei profilati laterali 10, che sostengono una barra orizzontale 16, la quale, insieme con gli elementi verticali 14, costituisce una struttura a ponte, atta a traslare longitudinalmente (asse Y) sull’intero piano di lavoro 12 della macchina.

La macchina può presentare una o più strutture a ponte, ciascuna delle quali è azionata longitudinalmente (asse Y), lungo le guide 15, per mezzo di una cremagliera dentata (non illustrata in figura), posta lateralmente ad almeno un profilato laterale 10, mentre l’intero funzionamento della macchina è garantito da un quadro elettrico di alimentazione 18 e da almeno un terminale 19, posto esternamente alla macchina e dotato di un software gestionale a controllo numerico (CNC), che consente di gestire la qualità e la velocità di taglio, in relazione alla differente tipologia dei materiali e dello spessore degli stessi, e di effettuare una gestione automatica delle rampe di accelerazione e dei rallentamenti sugli spigoli, nonché degli attacchi di taglio e dei cicli di foratura.

Secondo l’invenzione, sulla barra orizzontale 16 di ciascuna struttura a ponte della macchina è fissato un supporto 20, sagomato opportunamente a C e scorrevole sulla barra 16, lungo una direzione trasversale individuata dalla direzione dell’asse X, grazie all’azionamento di una cremagliera dentata 21. Sulle porzioni laterali del supporto a C 20 sono montate due rispettive teste di taglio 22, allineate, che traslano, dunque, in sincronia, trasversalmente al piano di lavoro 12 (lungo l’asse X).

In forme di realizzazione alternative ed esemplificative, ma non limitative, della presente invenzione, ciascuna testa di taglio 22 può essere connessa ad un rispettivo sistema di distribuzione del moto, in modo tale da renderne indipendenti le movimentazioni sulla barra orizzontale 16 della struttura a ponte.

Inoltre, ciascuna testa di taglio 22 può essere movimentata sia in direzione trasversale al piano 12 (secondo l’asse X), come visto, sia in direzione verticale (secondo l’asse Z) rispetto al piano 12 stesso, al fine di allontanare o avvicinare la testa 22 al piano, a seconda della tipologia di lavorazione da effettuare sui pezzi posizionati sul piano 12.

Ancora, alternativamente a quanto descritto, ciascuna testa di taglio 22, oltre a muoversi nelle direzioni individuate dagli assi X e Z (e a muoversi, insieme con l’intera struttura a ponte, longitudinalmente lungo l’asse Y), può altresì essere azionata in modo indipendente lungo la direzione individuata dall’asse Y, in allontanamento o in avvicinamento alla barra orizzontale 16 della struttura a ponte.

Ciò permette di ottenere una estrema flessibilità di lavorazione, grazie all’azionamento delle varie teste di taglio 22, il cui moto può risultare indipendente e/o combinato con quello della struttura a ponte, in modo da realizzare una completa interpolazione di tutti gli assi cartesiani.

Inoltre, la macchina da taglio perfezionata secondo l’invenzione può anche essere utilizzata in cabine robotizzate per il taglio in tre (nel caso di testa di taglio 22 fissa) o cinque dimensioni (nel caso di testa di taglio 22 mobile in tre dimensioni).

Ad ogni testa di taglio 22 può essere associato un ugello per il taglio a getto d’acqua (water-jet) oppure può includere ulteriori dispositivi di taglio, in modo da poter effettuare operazioni di taglio sincrone a getto d’acqua, al laser, al plasma, di tipo ossi-taglio e/o fresatrice, ovvero operazioni di taglio combinate, quali taglio a getto d’acqua taglio laser, taglio laser taglio al plasma, taglio laser ossi-taglio, ecc.

In particolare, nel caso di utilizzo dell’impianto per il taglio a getto d’acqua, ciascuna testa 22 è collegata ad un sistema di pompaggio e di intensificazione della pressione 23 ed è predisposta al montaggio di dispositivi di focalizzazione del getto, che garantiscono alte prestazioni e costanza nella qualità del getto per lungo tempo, mentre la vasca di contenimento 11 è predisposta per il collegamento ad un sistema di recupero, sedimentazione e separazione dei fanghi dall’abrasivo e ad un sistema di depurazione delle acque reflue a circuito chiuso, che permette il ricircolo ed il riutilizzo dell’acqua, garantendo un abbattimento dei costi di esercizio del sistema, la possibilità di evitare un’alimentazione esterna di acqua, la costanza nella qualità dell’acqua di alimentazione della pompa ed una maggior durata delle guarnizioni e di tutti i componenti ad alta pressione.

Si è così mostrato come l’impiego di almeno due teste di taglio 22 associate alla barra orizzontale 16 di ciascuna struttura a ponte di una macchina da taglio consenta di svolgere tutte le applicazioni tecnologiche previste, quali i molteplici tipi di taglio (dal taglio a getto d’acqua al taglio al laser, al taglio al plasma, all’ossitaglio, alla fresatrice) e le ulteriori lavorazioni eseguibili, che dunque possono coesistere, realizzando così un impianto flessibile ed innovativo.

Inoltre, l’impiego di almeno due teste di taglio 22, associate ad una struttura a ponte, permette di eseguire doppie lavorazioni, uguali o differenti, di utilizzare differenti tecnologie applicate da una parte e dall’altra della struttura a ponte, di utilizzare una o entrambe le teste di taglio 22 (infatti, mettendo in stand-by una testa 22, si rende disponibile la lavorazione su tutta la superficie possibile del piano di lavoro 12), di realizzare uno zero macchina (posizione di riferimento) contrapposto, da una parte e dall’altra del piano 12. Un’ulteriore caratteristica importante dell’impianto secondo l’invenzione, che ne accresce la massima flessibilità e personalizzazione, a seconda delle esigenze del cliente, è la particolare progettazione in modulo della macchina, la quale, infatti, può essere facilmente espansa in un secondo tempo, grazie alla possibilità di aggiungere moduli supplementari lungo la direzione longitudinale (asse Y) della stessa, semplicemente rimuovendo provvisoriamente e rimontando almeno una delle piastre frontali 13.

Ogni struttura modulare può essere dotata di una relativa struttura a ponte, al fine di aumentare l’area utile di lavoro, mantenendo bassi al contempo i costi di produzione, manutenzione ed esercizio.

E’ quindi possibile allungare o accorciare la macchina da taglio, a seconda delle dimensioni e del volume dei pezzi in lavorazione, senza perdere nulla in termini di flessibilità di utilizzo, in quanto la macchina può essere dotata analogamente di varie teste di taglio 22 su ciascuna struttura a ponte, in modo da effettuare ugualmente tagli singoli o tagli combinati ad acqua, al laser, al plasma, ecc.

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche della macchina da taglio perfezionata, che è oggetto della presente invenzione, così come chiari ne risultano i vantaggi. E’ chiaro, infine, che numerose altre varianti possono essere apportate alla macchina da taglio in questione, senza per questo uscire dai princìpi di novità insiti nell’idea inventiva, così come è chiaro che, nella pratica attuazione dell’invenzione, i materiali, le forme e le dimensioni dei dettagli illustrati potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e gli stessi potranno essere sostituiti con altri tecnicamente equivalenti.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina da taglio perfezionata, comprendente una intelaiatura (10, 13) di supporto di almeno una struttura a ponte, scorrevole su detta intelaiatura (10, 13) in direzione longitudinale (Y) ad almeno un piano di lavoro (12, 12A, 12B) sottostante ed a cui è associata almeno una prima testa di taglio (22), atta ad essere azionata almeno trasversalmente (X) e verticalmente (Z) rispetto a detto piano di lavoro (12, 12A, 12B), al fine di realizzare molteplici lavorazioni e tipologie di taglio su pezzi in lavorazione disposti su detto piano di lavoro (12, 12A, 12B), quali tagli a getto d’acqua o idroabrasivi, tagli al laser e/o tagli al plasma e/o ossitaglio e/o asportazione truciolo “fresatrice”, caratterizzata dal fatto che detta prima testa di taglio (22) è accoppiata, per mezzo di almeno un supporto sagomato (20), scorrevole su detta struttura a ponte, ad almeno una seconda testa di taglio (22), posizionata da parte opposta a detta prima testa di taglio (22), rispetto ad una barra orizzontale (16) di detta struttura a ponte, detta seconda testa di taglio (22) essendo atta anch’essa ad essere azionata almeno trasversalmente (X) e verticalmente (Z), rispetto a detto piano di lavoro (12, 12A, 12B).
2. 2. Macchina da taglio perfezionata come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta seconda testa di taglio (22) è accoppiata rigidamente a detta prima testa di taglio (22), in modo tale che entrambe le teste di taglio (22) siano azionate insieme ed in sincronia su detta struttura a ponte.
3. 3. Macchina da taglio perfezionata come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che almeno una fra dette prima e seconda teste di taglio (22) è azionabile, indipendentemente dall’altra, in direzione longitudinale (Y) rispetto a detto piano di lavoro (12, 12A, 12B).
4. 4. Macchina da taglio perfezionata come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto piano di lavoro (12, 12A, 12B) è suddivisibile in zone (12A, 12B), aventi misure e/o aree uguali o differenti fra loro, all’interno delle quali vengono effettuate tipologie differenti di lavorazione.
5. 5. Macchina da taglio perfezionata come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che dette prima e seconda teste di taglio (22) sono poste allineate rispetto a detto supporto sagomato (20).
6. 6. Macchina da taglio perfezionata come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il funzionamento di detta macchina è garantito da un quadro elettrico di alimentazione (18) e da almeno un terminale (19) dotato di software gestionale a controllo numerico (CNC), che consente di gestire la qualità e la velocità di taglio, in relazione alla differente tipologia dei materiali e dello spessore degli stessi, e di effettuare una gestione automatica delle rampe di accelerazione e dei rallentamenti sugli spigoli, nonché degli attacchi di taglio e dei cicli di foratura.
7. 7. Macchina da taglio perfezionata come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto supporto (20) è sagomato opportunamente a C ed è scorrevole su detta barra orizzontale (16) della struttura a ponte, lungo una direzione trasversale (X) rispetto al piano di lavoro (12, 12A, 12B).
8. 8. Macchina da taglio perfezionata come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che ciascuna testa di taglio (22) è azionabile, in modo indipendente, in direzione longitudinale (Y), in allontanamento o in avvicinamento rispetto a detta barra orizzontale (16) della struttura a ponte.
9. 9. Macchina da taglio perfezionata come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che dette teste di taglio (22) consentono di eseguire doppie tipologie di lavorazioni, uguali o differenti, da una parte e dall’altra della struttura a ponte.
10. 10. Macchina da taglio perfezionata come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di includere moduli supplementari, eventualmente dotati di relativa struttura a ponte, che possono essere aggiunti lungo la direzione longitudinale (Y) della macchina, rimuovendo almeno una piastra (13) di detta intelaiatura di supporto, in modo da allungare o accorciare la macchina, a seconda delle dimensioni e del volume dei pezzi in lavorazione, senza perdere nulla in termini di flessibilità di utilizzo.