ITVR20110061A1

ITVR20110061A1 - Meccanismo di movimentazione per struttura portalame di macchina pannellatrice per l'esecuzione di piegature su fogli di lamiera metallica

Info

Publication number: ITVR20110061A1
Application number: IT000061A
Authority: IT
Inventors: Pietro Cabianca
Original assignee: Finn Power Italia S R L
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2012-10-01
Also published as: WO2012130859A1; US20140013818A1; EP2691190B1; EP2691190A1; US8820134B2; ES2526529T3

Description

Titolo: â€œMECCANISMO DI MOVIMENTAZIONE PER STRUTTURA PORTALAME DI MACCHINA PANNELLATRICE PER L'ESECUZIONE DI PIEGATURE SU FOGLI DI LAMIERA METALLICAâ€

CAMPO DI APPLICAZIONE

La presente invenzione riguarda un meccanismo di movimentazione per la struttura portalame di una macchina pannellatrice atta alla esecuzione di piegature su fogli di lamiera metallica.

PiÃ¹ particolarmente, la presente invenzione riguarda un meccanismo in cui la detta struttura portalame Ã ̈ movimentata tramite una doppia coppia di slitte cuneiformi scorrevoli su guide lineari applicate alla struttura principale della macchina pannellatrice

L'invenzione trova principale applicazione nel campo della realizzazione di macchine pannellatrici per l'esecuzione di profilati a partire da fogli in lamiera metallica.

STATO DELLA TECNICA

Sono note nella tecnica macchine pannellatrici che operano il processo di piegatura di un foglio di lamiera metallica tramite una coppia di lame montate su una struttura sostanzialmente a forma di "C" e che possono essere ad azionamento idraulico o elettromeccanico.

In questo tipo di macchine, un foglio di lamiera da piegare viene bloccato da un dispositivo, detto pressore o premilamier, che si muove in direzione ortogonale al piano della lamiera stessa e la comprime contro una parte fissa, detta controlama.

Ciascuna delle due lame, superiore ed inferiore, descrive una traiettoria curvilinea nei due gradi di libertÃ orizzontale (X) e verticale (Y), rispettivamente in direzione parallela ed ortogonale al piano lamiera.

Durante il movimento la lama entra in contatto con la lamiera e la deforma plasticamente. La traiettoria puÃ² essere fissata o in alcuni casi programmata con sistemi di governo a controllo numerico (CNC), attraverso l'interpolazione dei due assi X,Y.

Le architetture note delle catene cinematiche del portalame sono le seguenti:

a) pentalatero articolato con due gradi di libertÃ in cui i membri di movimentazione sono cilindri idraulici che si estendono in lunghezza;

b) pentalatero articolato in cui i membri di movimentazione sono manovelle azionate da motore elettrico accoppiato ad un riduttore di precisione per alte coppie. Tale soluzione Ã ̈ descritta nel documento WO-A-2006/043292;

c) slitta a cuneo accoppiata alla struttura del portalame attraverso piano inclinato di angolo opportuno, in cui il movimento ortogonale al piano della lamiera Ã ̈ fornito da un attuatore lineare che sposta il portalame insieme alla suddetta slitta; il movimento in direzione parallela alla lamiera Ã ̈ determinato dal movimento relativo fra il portalame e la slitta stessa. Questa soluzione Ã ̈ descritta nel documento Wo-A-98/046380.

Lo svantaggio principale delle prime due soluzioni a) e b) deriva dalla complessitÃ cinematica del meccanismo, che obbliga a sviluppare complessi calcoli di cinematica inversa, spesso risolvibili solo con l'utilizzo di particolari algoritmi.

Un ulteriore svantaggio deriva spesso dal ridotto numero di appoggi e vincoli della struttura a C del portalame che si deforma sotto il carico di piegatura, in aggiunta al fatto che le lame si muovono in modo non parallelo con un moto di rototraslazione.

Tali limitazioni vengono in parte superate dalla terza soluzione c), che tuttavia presenta un limite economico nella realizzazione di un sistema ad azionamento elettromeccanico con vite, riduttore e motore.

Il carico di piegatura infatti Ã ̈ completamente sopportato dall'attuatore lineare che movimenta la struttura a C del portalame in direzione ortogonale al piano della lamiera.

Nella direzione parallela al piano della lamiera il carico viene ridotto grazie all'interposizione della slitta a cuneo.

DESCRIZIONE DELLâ€™INVENZIONE

La presente invenzione si propone di ovviare agli inconvenienti e svantaggi tipici della tecnica nota, e di fornire quindi un meccanismo di movimentazione che consenta di ottenere una traiettoria curvilinea delle due lame di piegatura tramite movimenti esclusivamente rettilinei ed escludendo rotazioni delle lame stesse.

CiÃ² Ã ̈ ottenuto tramite un meccanismo di movimentazione per la struttura portalame di una macchina pannellatrice avente le caratteristiche descritte alla rivendicazione 1.

Le rivendicazioni dipendenti delineano forme di realizzazione particolarmente vantaggiose del meccanismo secondo la presente invenzione.

Il meccanismo di movimentazione per la struttura portalame di una macchina pannellatrice secondo la presente invenzione consente di ripartire i carichi derivanti dal processo di piegatura in modo uguale su tutti i dispositivi lineari di movimentazione, in modo da renderli piÃ¹ efficaci e quindi piÃ¹ economici.

Viene quindi giustificato l'utilizzo di sistemi elettromeccanici governati da controllo numerico composti da motore elettrico, riduttore epicicloidale di precisione e vite a ricircolo di sfere.

L'equidistribuzione dei carichi sugli attuatori Ã ̈ accompagnata da una analoga distribuzione delle reazioni vincolari sui supporti della struttura portalame a C, in modo che le deformazioni risultano minimizzate e di conseguenza la qualitÃ dei particolari prodotti migliorata.

L'omogeneitÃ dimensionale degli attuatori lineari favorisce la modularitÃ e l'economicitÃ della macchina pannellatrice in generale, in modo che aggiungendo o togliendo coppie di slitte a cuneo si possono ottenere macchine piÃ¹ lunghe o piÃ¹ corte, a seconda del campo di lunghezza dei pezzi da realizzare.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Lâ€™invenzione verrÃ di seguito illustrata con riferimento alle figure illustrate nelle tavole allegate, fornite a titolo esemplificativo, non limitativo, in cui: - la figura 1 mostra una vista prospettica di una macchina pannellatrice secondo la presente invenzione, priva del dispositivo premilamiera che normalmente Ã ̈ montato nella parte anteriore della macchina stessa;

- la figura 2 mostra una vista prospettica del gruppo di movimentazione del portalame a forma di "C" con doppia coppia di cunei contrapposti secondo la presente invenzione;

- la figura 3 mostra una vista anteriore del gruppo portalame a forma di "C" comprendente una coppia di slitte a cuneo contrapposte secondo la presente invenzione;

- le figure dalla 4 alla 7 mostrano quattro posizioni estreme di movimentazione del gruppo portalame, lungo i rispettivi assi orizzontale (X) e verticale (Y);

- la figura 8 illustra la posizione di partenza delle lame per l'esecuzione la piegatura a 90° verso l'alto di un foglio di lamiera metallica; e

- la figura 9 illustra la posizione terminale delle lame una volta eseguita la piegatura a 90° verso l'alto di un foglio di lamiera metallica.

DESCRIZIONE DI UNA FORMA DI REALIZZAZIONE DELLâ€™INVENZIONE Nella figura 1, una macchina pannellatrice 10 per l'esecuzione di piegature su fogli di lamiera metallica comprende una struttura principale 11 sostanzialmente a forma di "C" dotata di un elemento fisso 12 chiamato controlama, atto a supportare un foglio di lamiera 13 (vedi figg. 8 e 9) da piegare appoggiato sul controlama stesso e bloccato in posizione da un elemento pressore 14 (vedi figg. 8 e 9) scorrevole su guide verticali appartenenti alla detta struttura principale 11.

La struttura principale 11 Ã ̈ dotata di guide verticali 15 (vedi fig. 2) atte a consentire il movimento in senso verticale di una struttura portalame 16 a forma di "C". Tali guide 15 che sono ortogonali al piano della lamiera da piegare e che, ad esempio, sono raggruppate in una coppia destra ed una coppia sinistra, opportunamente distanziate nel senso della lunghezza della macchina pannellatrice 10.

Conformemente all'invenzione, su ciascuna coppia di guide scorrono due slitte a cuneo superiore 18 ed inferiore 18' con angoli contrapposti fra loro ed entrambi pari a 45°.

Ciascuna slitta a cuneo 18, 18' (vedi fig. 3) Ã ̈ fissata alle guide verticali 15 suddette per mezzo di due pattini a ricircolo di rulli 17, 17', ad esempio del tipo INA RUE65E, e comprende una faccia verticale 28, 28', collegata ai detti pattini 17, 17', una faccia orizzontale 29, 29', ed una faccia 30, 30'', inclinata a 45°, collegata alla struttura portalame a "C" vera e propria tramite pattini a ricircolo di rulli 31, 31'.

Pertanto, il portalame 16 risulta vincolato alla struttura principale 11 attraverso le due coppie di slitte a cuneo 18, 18' contrapposte a 45° e presenta, attraverso le rispettive guide a ricircolo di rulli 17, 17' e 31, 31', due gradi di libertÃ rispettivamente nella direzione parallela al piano della lamiera da piegare (X) e nella direzione ortogonale (Y) a tale piano.

Il portalame 16 comprende una lama di piegatura superiore 26 ed una lama di piegatura inferiore 27.

Conformemente all'invenzione, ciascuna slitta a cuneo 18, 18' Ã ̈ fissata ad un attuatore lineare 32, 32', ad esempio costituito da una vite, un cuscinetto assialeradiale, un riduttore ed un motore elettrico.

Nel caso illustrato nelle figure, ciascuna slitta a cuneo 18, 18' Ã ̈ collegata alla chiocciola di una rispettiva vite 22, 22' a ricircolo di sfere per alti carichi, ad esempio del tipo UMBRA SF80x40 a due ricircoli di sfere (vedi figg. dalla 4 alla 9).

Ciascuna vite 22, 22' Ã ̈ fissata alla struttura principale 11 nella parte superiore attraverso un rispettivo cuscinetto assiale-radiale precaricato 23, 23', ad esempio del tipo INA ZARF o ZARN, alloggiato in un adeguato supporto.

Ciascuna vite 22, 22' Ã ̈ messa in rotazione da un rispettivo riduttore epicicloidale di precisione 24, 24', ad esempio del tipo Alfa TP110, collegato ad un rispettivo motore elettrico 25, 25', normalmente di tipo sincrono.

Le due slitte a cuneo 18, 18' di ciascuna coppia, destra e sinistra, sono movimentate dalle rispettive viti 22, 22' a ricircolo di sfere e scorrono entrambe lungo le guide 15 fissate alla parete interna della struttura principale 11.

Conformemente all'invenzione, combinando la velocitÃ e la direzione del movimento di ciascuna coppia di assi a vite si ottengono movimenti interpolati, nei due gradi di libertÃ X ed Y della struttura portalame 16.

Ciascuna coppia di viti a ricircolo di sfere 22, 22', rispettivamente su lato destro e sinistro, trasmette alla struttura portalame (1), attraverso le slitte a cuneo 18, 18' disposte a 45°, la risultante delle forze sviluppate da ciascuna vite, sia quando il portalame 16 si muove ortogonalmente (asse Y) al piano della lamiera 13, sia quando il portalame 16 si muove in direzione parallela al piano della lamiera 13, quindi lungo l'asse X.

Esiste quindi una legge di trasformazione fra i due assi lineari paralleli applicati a ciascuna coppia di slitte a cuneo 18, 18', e i due assi che costituiscono i due gradi di libertÃ della struttura portalame 16.

Attraverso questa legge Ã ̈ possibile controllare e programmare traiettorie di qualsiasi forma per il moto delle lame di piegatura 26, 27, che operano il processo di deformazione della lamiera 13.

Le due coppie di assi lineari paralleli 22, 22', rispettivamente destro e sinistro, sono governate in accoppiamento elettrico, ad esempio con tecnologia Gantry, al fine di consentire un movimento parallelo preciso della struttura portalame 16.

Piccoli sfasamenti fra i due lati, destro e sinistro, sono ammissibili ed eventualmente utili per correggere eventuali errori geometrici di parallelismo delle lame 26, 27 rispetto al piano della lamiera 13 da piegare.

Operativamente (vedi figg. dalla 4 alla 7), le due slitte a cuneo 18, 18' contrapposte si muovono tra due posizioni estreme lungo la direzione ortogonale al piano della lamiera da piegare (asse Y), in modo che il loro movimento concorde e sincrono determina un moto del portalame 16 in direzione ortogonale alla lamiera.

Il movimento discorde e sincrono delle slitte a cuneo 18, 18' genera invece un moto del portalame 16 nella direzione parallela al piano della lamiera 13 da piegare, quindi lungo l'asse X.

La combinazione di moto, in verso e velocitÃ , delle due slitte a cuneo di ciascuna coppia, determina un movimento programmabile a piacere del portalame 16, nelle direzioni ortogonale e parallela alla lamiera 13 da piegare (assi X e Y).

Le varie posizioni assumibili dalle lame 26, 27 sono illustrate nelle figure dalla 4 alla 7.

In particolare:

- la figura 4 mostra la posizione (Xmin, Ymin) della lama superiore 26 maggiormente distanziata dalla controlama 12 sul piano orizzontale, e totalmente abbassata sul piano verticale;

- la figura 5 mostra la posizione (Xmax, Ymin) della lama superiore 26 maggiormente avvicinata alla controlama 12 sul piano orizzontale, e totalmente abbassata sul piano verticale;

- la figura 6 mostra la posizione (Xmin, Ymax) della lama inferiore 27 maggiormente distanziata dalla controlama 12 sul piano orizzontale, e totalmente alzata sul piano verticale;

- la figura 7 mostra la posizione (Xmax, Ymax) della lama inferiore 27 maggiormente avvicinata alla controlama 12 sul piano orizzontale, e totalmente alzata sul piano verticale.

Come sopra ricordato, tali posizioni sono ottenibili tramite l'opportuna messa in rotazione sincrona e, rispettivamente, concorde o discorde, delle viti 22, 22' a ricircolo di sfere. Una adeguata programmazione consente quindi di ottenere qualsiasi posizione delle lame di piegatura 26, 27 disposta tra le posizioni illustrate nelle figure dalla 4 alla 7, e di ottenere quindi qualsiasi tipo di angolo di piegatura della lamiera 13.

Le figure 8 e 9 illustrato a scopo puramente esemplificativo un'operazione di piegatura di un foglio di lamiera 13 verso l'alto per un angolo di 90°. Si possono notare e confrontare tra loro le posizioni in particolare della lama inferiore 27, che determina la piegatura della lamiera 13. Nella posizione illustrata nella figura 8 la lama 27 si trova appoggiata contro la faccia inferiore della lamiera da piegare, mentre nella posizione illustrata nella figura 9 la lama 27 si Ã ̈ spostata vero l'alto lungo l'asse verticale Y grazie all'azione della vite 22' movimentata dal motore 25', ciÃ² che ha comportato la piegatura a 90° della lamiera 13.

Lâ€™invenzione Ã ̈ stata precedentemente descritta con riferimento ad una forma di realizzazione preferenziale della stessa.

E' chiaro tuttavia che l'invenzione Ã ̈ suscettibile di numerose varianti, che rientrano nei suoi scopi, all'interno dell'ambito di protezione come definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims

Titolo: â€œMECCANISMO DI MOVIMENTAZIONE PER STRUTTURA PORTALAME DI MACCHINA PANNELLATRICE PER L'ESECUZIONE DI PIEGATURE SU FOGLI DI LAMIERA METALLICAâ€ * * * * * RIVENDICAZIONI 1. Meccanismo di movimentazione per la struttura portalame (16) di una macchina pannellatrice (10) atta alla esecuzione di piegature su fogli di lamiera metallica (13), in cui la detta macchina pannellatrice (10) comprende una struttura principale (11) sostanzialmente a forma di "C" dotata di un elemento fisso (12) ed un elemento mobile (14) atti a supportare e bloccare in una posizione predeterminata un foglio di lamiera metallica (13) da piegare, e comprende inoltre una struttura portalame (16) pure sostanzialmente a forma di "C", collegata alla detta struttura principale (11) e mobile nello spazio all'interno della stessa, tramite una serie di guide verticali (15) ed ortogonali al piano della lamiera da piegare (13), la detta struttura portalame essendo dotata di una lama superiore (26) e di una lama inferiore (27) atte ad entrare in contatto con la superficie del foglio di lamiera (13) da piegare bloccato tra i detti elementi mobile e fisso (12, 14) della struttura principale (11) ed a deformare tale foglio di lamiera attraverso un movimento con traiettoria programmabile, meccanismo caratterizzato dal fatto che la detta struttura portalame (16) comprende inoltre rispettive coppie di slitte cuneiformi superiori (18) ed inferiori (18') collegate a dette guide verticali (15) e mobili scorrevolmente lungo di esse, dette slitte (18, 18') essendo dotate di facce contrapposte (30, 30') inclinate per un angolo predeterminato, dal fatto che ciascuna slitta cuneiforme superiore (18) ed inferiore (18') Ã ̈ inoltre collegata alla detta struttura principale (11) attraverso un rispettivo attuatore lineare (32, 32') a comando idraulico o elettromeccanico, e dal fatto che i movimenti dei detti attuatori lineari (32, 32'), che determinano in movimenti delle dette slitte cuneiformi (18, 18') nelle rispettive direzioni verticale (Y) ed orizzontale (X), sono indipendenti e sincronizzati tramite un sistema di governo a controllo numerico.
2. Meccanismo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le dette facce contrapposte (30, 30') delle dette slitte cuneiformi (18, 18') sono inclinate per un angolo di 45°.
3. Meccanismo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le dette slitte cuneiformi (18, 18') sono collegate a dette guide verticali (15) tramite pattini (17) a ricircolo di rulli.
4. Meccanismo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le dette slitte cuneiformi (18, 18') sono collegate alla detta struttura portalame (16) tramite pattini (31-31') a ricircolo di rulli.
5. Meccanismo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ciascun attuatore lineare (32, 32') Ã ̈ costituito da una vite a ricircolo di sfere (22, 22') operativamente collegata ad una rispettiva slitta cuneiforme (18, 18'), un cuscinetto assiale-radiale precaricato (23, 23', un riduttore epicicloidale di precisione (24, 24') ed un motore elettrico (25, 25'), in particolare un motore elettrico sincrono.
6. Meccanismo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la velocitÃ ed il verso di movimento dei detti attuatori lineari (32, 32') sono governate in accoppiamento elettrico per interpolazione, in particolare con tecnologia Gantry.
7. Meccanismo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il movimento concorde e sincrono delle dette slitte cuneiformi (18, 18') determina un moto della struttura portalame (16) in direzione (Y) ortogonale al piano del foglio di lamiera (13) da piegare.
8. Meccanismo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il movimento discorde e sincrono delle dette slitte cuneiformi (18, 18') determina un moto della struttura portalame (16) in direzione (X) parallela al piano del foglio di lamiera (13) da piegare.
9. Meccanismo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la combinazione di moto, in verso e velocitÃ , delle dette slitte cuneiformi (18, 18') determina una traiettoria programmabile della detta struttura portalame (16).