ITMO20120182A1 - Macchina utensile - Google Patents

Description

Macchina utensile

L’invenzione si riferisce ad una testa portautensili per lavorare elementi allungati, ad esempio profilati o pannelli a sezione costante, metallici e/o plastici e/o in legno e/o in materiale composito, per esempio impiegati in cornici di infissi, finestre, porte-finestre, porte, imposte, o impieghi industriali. In particolare, l’invenzione concerne una testa portautensili pluri-asse a controllo numerico comprendente un’unità portautensili.

Sono note macchine utensili pluri-asse, che comprendono una testa portautensili montata scorrevolmente su un telaio della macchina utensile e dotata ad un’estremità di un’unità portautensili sulla quale viene innestato l’utensile più adatto alla lavorazione da eseguire.

L’unità portautensili può ad esempio essere provvista di una lama o sega a disco rotante e/o di una fresa, azionata da un mandrino, la lama a disco rotante, o la fresa, essendo disposte per interagire con un elemento allungato da lavorare, supportato e bloccato da opportuni mezzi di supporto, collegati al basamento della macchina. Questi ultimi presentano in genere una pluralità di morse tra loro distanziate ed allineate lungo un asse longitudinale dell’elemento stesso. Le morse impegnano e bloccano l’elemento allungato che può essere lavorato convenientemente dall’utensile.

Le macchine utensili pluri-asse consentono ampia flessibilità e precisione di lavorazione, per tagliare, o lavorare, l’elemento allungato da differenti angolazioni ed eseguire su di esso lavorazioni complesse in varie posizioni.

Tra le macchine utensili pluri-asse, le macchine utensili a cinque assi usualmente comprendono una slitta che supporta la testa portautensili. La slitta à ̈ mobile lungo una prima direzione di movimentazione Z verticale, in allontanamento dall’elemento allungato o in avvicinamento ad esso, una seconda direzione di movimentazione X sostanzialmente parallela all’asse longitudinale dell’elemento allungato, ed una terza direzione Y di movimentazione pressoché ortogonale alla seconda direzione X. Le tre direzioni X, Y e Z sono parallele agli assi di un sistema di riferimento cartesiano. La testa portautensili comprende un primo corpo, fissato a detta slitta, un secondo corpo supportato a rotazione dal primo corpo in modo da poter ruotare di 360° attorno ad un primo asse di rotazione C, parallelo ad esempio all’asse verticale Z, ed un terzo corpo al quale l’unità portautensili à ̈ associata, che à ̈ supportato a rotazione dal secondo corpo attorno ad un secondo asse A di rotazione ortogonale ed incidente rispetto all’asse di rotazione C del secondo corpo.

In questo modo, l’unità portautensili ha cinque gradi di libertà, essendo in grado di traslare nelle tre direzioni di un sistema di riferimento cartesiano e di ruotare attorno al primo asse C e secondo asse A.

Usualmente, il terzo corpo comprende un elemento allungato che alloggia l’unità portautensili ed il cui asse longitudinale coincide con l’asse di rotazione dell’utensile. Ad un’estremità del terzo corpo, opposta rispetto all’utensile, à ̈ prevista un’articolazione di rotazione, centrata sull’asse A, per far ruotare il terzo corpo rispetto al secondo corpo. In questo modo l’asse di rotazione dell’utensile interseca il secondo asse A.

Un primo tipo di teste portautensili note prevede di supportare a rotazione il terzo corpo esternamente al secondo corpo, disponendo l’articolazione di rotazione lateralmente rispetto al secondo corpo.

Un secondo tipo di teste portautensili note prevede alternativamente di alloggiare e supportare a rotazione il terzo corpo internamente al secondo corpo tramite un’articolazione fissata girevole ad una staffa interna al secondo corpo.

In entrambi i casi, tali teste portautensili presentano dimensioni notevoli in corrispondenza del punto di articolazione tra il secondo ed il terzo corpo, sia considerando l’ingombro della testa nella direzione del secondo asse A determinato dalla somma delle dimensioni del secondo e terzo corpo, sia considerando l’ingombro lungo una direzione ortogonale al secondo asse A ed ortogonale al primo asse C, ingombro determinato dalle dimensioni del maggiore tra il secondo ed il terzo corpo.

E’ noto che per lavorare elementi allungati, ad esempio profilati in alluminio, o PVC, o legno, con precisione à ̈ necessario sostenere l’elemento allungato con molte morse, poste quanto più possibile nelle vicinanze della zona del profilo da lavorare. Una morsa posta ad esempio vicino ad un punto di fresatura, riduce notevolmente le vibrazioni del profilato durante la lavorazione e pertanto aumenta la precisione e la qualità della lavorazione stessa.

La distanza minima tra due morse consecutive à ̈ condizionata dall’ingombro della testa portautensili nel piano X-Z, nel caso in cui il pezzo da lavorare sia disposto con il suo asse longitudinale parallelo all’asse X.

Per ottimizzare i tempi di lavorazione del pezzo à ̈ necessario che l’elettrotesta possa essere portata il più possibile vicina al pezzo da lavorare senza che la sua struttura interferisca con le morse, il che consente inoltre di poter ridurre al minimo il numero di riposizionamenti delle morse durante la lavorazione.

Le teste portautensili note dallo stato della tecnica presentano però ingombri tali da non poter realizzare la condizione ottimale di lavorazione sopra descritta, il che costringe ad effettuare numerosi riposizionamenti delle morse durante la lavorazione di un pezzo con conseguente aumento del tempo necessario per la lavorazione e notevole riduzione di produttività.

Un’altra condizione che deve soddisfare una testa portautensili à ̈ quella di ridurre al minimo il suo spostamento in direzione dell’asse Z nel passaggio da una lavorazione sulla faccia superiore del pezzo ad una lavorazione su una faccia laterale del pezzo. Infatti, la precisione delle lavorazioni dipende dall’entità di detto spostamento lungo l’asse Z: una macchina utensile che necessita di una elevata corsa lungo l’asse Z (verticale), deve necessariamente essere costituita da elementi strutturali molto rigidi, quindi molto pesanti, per assicurare la precisione. Una macchina con elevate corse lungo l’asse Z si svilupperà in altezza, quindi tenderà ad essere molto pesante e instabile. Minimizzare la corsa in verticale à ̈ una grande qualità di una macchina utensile.

Le teste portautensili note dallo stato della tecnica hanno in genere ingombri tali da non consentire di minimizzare detto spostamento in direzione dell’asse Z.

Scopo dell’invenzione à ̈ migliorare le teste portautensili per lavorare elementi allungati, in particolare profilati di cornici, ovviando ai suddetti inconvenienti.

Uno altro scopo à ̈ realizzare una testa portautensili che permetta di eseguire una pluralità di differenti lavorazioni su un elemento da lavorare, riducendo al minimo i riposizionamenti delle morse e la corsa della testa portautensili nelle tre direzioni cartesiane X, Y e Z.

Secondo l’invenzione à ̈ prevista una testa portautensile per lavorare elementi allungati come definita nella rivendicazione 1.

Grazie all’invenzione, à ̈ prevista una testa portautensili in grado di eseguire lavorazioni anche tra due morse contigue ravvicinate in quanto presenta un’unità portautensili il cui spazio complessivo occupato dipende esclusivamente dall’unità portautensili stessa. Dal momento infatti che l’asse dell’unità portautensili, à ̈ sghembo rispetto all’asse A di rotazione tra il secondo ed il terzo corpo, lo spazio complessivo occupato dal secondo corpo non à ̈ determinante nel definire il campo di lavoro della unità portautensili stessa.

Ciò conferisce alla testa portautensili una notevole flessibilità di utilizzo ed à ̈ garantita inoltre un’ampia porzione utile al taglio qualora l’utensile montato sia una lama. In particolare, à ̈ possibile eseguire operazioni di taglio e separazione in un unico movimento continuo ad U senza interruzioni del moto della testa portautensili.

L’invenzione potrà essere meglio compresa ed attuata con riferimento agli allegati disegni che ne illustrano una forma esemplificativa e non limitativa di attuazione, in cui:

Figura 1 à ̈ una vista prospettica di una testa portautensili di una macchina utensile (non illustrata) secondo l’invenzione, mostrata in quattro diverse configurazioni di funzionamento per eseguire rispettive lavorazioni di testa e laterali su di un elemento allungato, in cui un’unità portautensili monta una fresa;

Figura 2 à ̈ una vista laterale della testa portautensili secondo l’invenzione, mostrata in due diverse configurazioni di funzionamento per eseguire rispettive lavorazioni laterali sull’elemento allungato, in cui l’unità portautensili monta sia una lama a disco che una fresa, a solo titolo esplicativo;

Figura 3 à ̈ una vista laterale della testa portautensili di Figura 2, in due ulteriori condizioni di funzionamento, per eseguire rispettive lavorazioni su una faccia superiore dell’elemento allungato, un primo ed un secondo corpo della testa portautensili essendo mantenuti nella medesima posizione rispetto alla Figura 2 ed un terzo corpo essendo ruotato 90°, in cui l’unità portautensili monta sia una lama a disco che una fresa, a solo titolo esplicativo;

Figura 4 Ã ̈ una vista frontale, a sinistra, e posteriore, a destra, della testa portautensile di Figura 2;

Figura 5 Ã ̈ una vista prospettica laterale posteriore da destra della testa portautensili di Figura 2, in cui alcune parti del primo corpo sono state asportate per mostrare mezzi di azionamento per ruotare il secondo corpo rispetto al primo corpo;

Figura 6 Ã ̈ una vista prospettica laterale posteriore da sinistra della testa portautensili di Figura 5, in cui alcune parti del secondo corpo sono state asportate, per mostrare mezzi di azionamento per ruotare il terzo corpo rispetto al secondo corpo.

Figura 7 Ã ̈ una vista posteriore della testa portautensili di Figura 2 e 3, in condizione di funzionamento durante fasi successive da (a) a (e) di lavorazione di taglio e separazione di un elemento allungato.

Con riferimento alle figure da 1 a 7, à ̈ illustrata una testa portautensili di una macchina utensile (non illustrata) per lavorare elementi allungati 50, in particolare profilati metallici e/o plastici e/o in legno, utilizzati nell’industria in genere e in particolare in quella dei serramenti per realizzare cornici di infissi, quali ad esempio finestre, porte-finestre, porte, imposte e simili. La testa portautensili 1 comprende un primo corpo 2 che viene fissato su una slitta (non illustrata) di una macchina utensile (non illustrata) mobile lungo tre direzioni parallele agli assi di un sistema di riferimento cartesiano. Mezzi di fissaggio sono associati ad una parete di estremità 2a del primo corpo 2 per consentire il fissaggio a detta slitta.

Il primo corpo 2 à ̈ quindi mobile in tre direzioni mutuamente ortogonali, e cioà ̈ una prima direzione verticale Z, una seconda direzione X sostanzialmente coincidente con, o parallela a, un asse longitudinale dell’elemento allungato ed una terza direzione Y, coincidente con o sostanzialmente parallela a, un asse ortogonale all’asse longitudinale dell’elemento allungato e alla direzione verticale Z. Il primo corpo 2 supporta un secondo corpo 3, che può ruotare di 360° attorno ad un primo asse C parallelo a detta direzione Z verticale.

Il secondo corpo 3 a sua volta supporta in rotazione un terzo corpo 4, che à ̈ girevole attorno ad un secondo asse A ortogonale ed incidente rispetto al primo asse C. Il terzo corpo 4, in particolare, può ruotare di 90° tra una prima posizione operativa ed una seconda posizione operativa, come sarà illustrato in dettaglio di seguito. In Figura 2, il terzo corpo 4 à ̈ nella seconda posizione operativa, in Figura 3 il terzo corpo 4 à ̈ nella prima posizione operativa.

Il terzo corpo 4 comprende un’unità portautensili 5, alla quale à ̈ fissabile un utensile 6 girevole attorno ad un terzo asse T, che coincide con un asse longitudinale dell’unità portautensili stessa. L’utensile 6 può essere costituito da mezzi di taglio quali una lama o sega a disco 7 o una fresa 8 e si può notare che in Figura 1 à ̈ mostrata l’unità portautensili 5 in cui l’utensile 6 à ̈ una fresa 8, mentre nelle Figure 2-6 sono mostrate per semplicità sia una lama 7 che una fresa 8 montate contemporaneamente.

Si osserva tuttavia che solo uno dei due utensili alla volta sia da intendere montabile durante il funzionamento della testa portautensili 1.

Una pluralità di dispositivi di bloccaggio 51 sono disposti allineati lungo la seconda direzione di movimentazione X per supportare e bloccare l’elemento allungato 50. In Figura 1 i dispositivi di bloccaggio 51 sono quattro, associati a staffe 52 collegate al basamento della macchina (non illustrato) e sono ad esempio realizzati mediante morse disposte in posizioni diverse lungo la seconda direzione di movimentazione X, in funzione delle dimensioni dell’elemento da lavorare 50 e/o delle lavorazioni da eseguire su quest’ultimo. Le staffe 52 possono essere spostate nella direzione X per posizionare le morse 51 nelle posizioni più opportune in funzione delle lavorazioni da eseguire.

La testa portautensili 1 comprende inoltre mezzi di azionamento per muovere l’utensile dell’unità portautensili 5 e/o il terzo corpo 4 e/o il secondo corpo 3 e causare pertanto un’interazione tra l’elemento allungato 50 e l’unità portautensili 5. I mezzi di azionamento, comprendono primi mezzi di azionamento 10 (Figura 5) per movimentare il secondo corpo 3 rispetto al primo corpo 2, secondi mezzi di azionamento 11 per movimentare il terzo corpo 4 rispetto al secondo corpo 3 e terzi mezzi di azionamento 12 per la rotazione dell’utensile 6, detti terzi mezzi di azionamento 12 potendo comprendere un elettromandrino 16. La movimentazione del primo corpo 2 nelle tre direzione cartesiane rispetto al telaio della macchina utensile avviene con mezzi motori noti della macchina stessa, qui non descritti.

Si noti che il terzo corpo 4 comprende una prima porzione 4a supportata a rotazione dal secondo corpo 3 in corrispondenza di un’articolazione 13 che definisce un accoppiamento rotoidale tra il secondo corpo 3 ed il terzo corpo 4 attorno all’asse A, ed una seconda porzione 4b alla cui estremità inferiore 4c à ̈ fissata l’unità portautensili 5.

Considerando un piano definito dal primo asse C e dal terzo asse T, il terzo corpo 4 à ̈ simmetrico rispetto a tale piano, comunque sia orientata l’unità portautensili 5 nello spazio. Inoltre il secondo asse A ed il terzo asse T sono sghembi. Si noti che nella prima posizione operativa del terzo corpo 4, mostrata in Figura 3, il terzo asse T ed il primo asse C sono tra loro paralleli.

Nella seconda posizione operativa, il terzo corpo à ̈ ruotato di 90° in senso antiorario rispetto alla prima posizione operativa. Così come mostrato almeno nelle Figure 1, 2, 5 e 6, il primo asse C ed il terzo asse T sono tra loro ortogonali.

Tra il punto di intersezione tra il primo asse C ed il secondo asse A, ed il terzo asse T vi à ̈ una distanza K, la quale, nella prima posizione operativa (Figura 3), corrisponde alla distanza tra il terzo asse T ed il primo asse C paralleli tra loro. Una seconda distanza H à ̈ identificabile lungo il terzo asse T, in entrambe le posizioni operative, come distanza tra una retta ortogonale all’asse T stesso e passante per il punto di intersezione tra il primo asse C e il terzo asse A, ed un punto di attacco 14 di mezzi di serraggio 15 dell’utensile 6 nell’unità portautensili 5.

La prima distanza K e la seconda distanza H sono parametri importanti della testa portautensili 1 che consentono di definire la flessibilità ed il campo di lavoro utile nelle tre direzioni della testa portautensili 1 stessa.

Per ciò che concerne la flessibilità, à ̈ da notare che la testa portautensili 1 à ̈ in grado di alloggiare diversi tipi di elettromandrini 16, variando la seconda distanza H, in relazione al tipo di lavorazione da svolgere e allo spazio occupato dall’elettromandrino stesso.

Per quanto riguarda il campo di lavoro utile della testa portautensili 1, questo dipende dalla prima distanza K Figura 4, a destra nel disegno, mostra un’unità portautensili 5 nella seconda posizione operativa, sulla quale à ̈ montata una lama 7. Si può osservare che il terzo corpo 4 à ̈ simmetrico nel piano di simmetria individuato dal primo asse C e dal terzo asse T e che inoltre l’unità portautensili 5 à ̈ montata a sbalzo inferiormente alla porzione di estremità 4c del terzo corpo 4. La dimensione totale occupata dalla testa portautensili 1 in corrispondenza del secondo asse A, in detto piano di simmetria, à ̈ data dalla dimensione del secondo corpo 3 mentre in corrispondenza dei mezzi motori 16 dell’elettromandrino, la dimensione della testa portautensili 1 in detto piano di simmetria à ̈ data dalla sola dimensione dei mezzi motori 16. Nel caso di un utensile quale una lama 7, i mezzi motori 16 consentono una porzione utile di taglio della lama 7 lungo l’asse C influenzata dalle sole dimensioni dei mezzi motori 16.

Infatti, se la slitta alla quale à ̈ fissata la testa portautensili 1 ha una corsa in direzione Y pari a Y0, il campo di lavoro della testa portautensili, per lavorazioni sulla faccia superiore dell’elemento allungato 50, ad esempio tramite una fresa 8, à ̈ pari a Y0+2K, come si può vedere dalla Figura 3.

Analogamente, il campo di lavoro della testa portautensili 1 nella seconda direzione X, à ̈ pari a X0+2K, dove X0 à ̈ la corsa in direzione X della slitta alla qual à ̈ fissata la testa portautensili 1.

La suddetta distanza K incrementa pertanto il campo di lavoro della testa portautensili 1, sia in direzione X, sia in direzione Y, per lavorazioni sulla faccia superiore dell’elemento allungato 50.

La distanza K, influenza positivamente anche gli spostamenti della testa portautensili 1 in direzione Z, richiesti quando la testa portautensili 1, dopo aver eseguito una lavorazione sulla faccia superiore dell’elemento allungato 50, deve essere spostata per eseguire una lavorazione su una faccia laterale. Infatti, come detto in precedenza, la testa portautensili 1 comprende il primo corpo 2 che viene fissato ad una slitta della macchina utensile, atta a traslare nelle tre direzioni cartesiane X, Y e Z. Il primo corpo 2 presenta una parte di accoppiamento 17 a forma di parallelepipedo in cui à ̈ prevista la prima parete di estremità 2a associata ai mezzi di guida e supporto. Il primo corpo 2 comprende inoltre una parte di forma cilindrica 18 raccordata alla porzione 17 atta a contenere una porzione tubolare interna che supporta il secondo corpo 2 ed à ̈ girevole di 360° rispetto al corpo 1 stesso.

La porzione tubolare interna, il cui asse longitudinale corrisponde al primo asse C, presenta una parete sostanzialmente cilindrica attorno alla quale à ̈ fissata coassialmente una corona dentata 20a con doppia dentatura dei primi mezzi di azionamento 10 fissata attorno a tale porzione tubolare.

I primi mezzi di azionamento 10 comprendono rispettivi mezzi motori 19 fissati sulla faccia superiore della parte di accoppiamento 17 e mezzi di trasmissione 20 interposti tra i mezzi motori 19 e la corona dentata 20a con doppia dentatura. Figura 5 mostra una sezione parziale della testa portautensili 1 in corrispondenza dei mezzi motori 19.

I mezzi di trasmissione 20 comprendono un pignone dentato con doppia dentatura montato coassialmente sull’albero dei mezzi motori 19 ed atto ad ingranare la corona dentata 20a a doppia dentatura. Le due dentature del pignone dentato 20 e della corona dentata 20a sono leggermente sfalsate in modo da recuperare il gioco di ingranamento e consentire un posizionamento angolare di precisione, cosiddetto “a gioco zero†, del secondo corpo 3.

Il secondo corpo 3, collegato al primo corpo 2 tramite mezzi di unione 21 à ̈ di forma allungata ed à ̈ internamente cavo per alloggiare i secondi mezzi di azionamento 11 del terzo corpo 4. I secondi mezzi di azionamento 11 comprendono rispettivi secondi mezzi motori 22, il cui asse à ̈ parallelo al secondo asse A, collegati all’articolazione 13 mediante rispettivi mezzi di trasmissione 23 (Figura 6) interposti tra i secondi mezzi motori 22 e l’articolazione 13 stessa. I mezzi di trasmissione 23 sono del tipo a cinghia e tale cinghia scorre su opportuni mezzi di scorrimento e di rinvio disposti in corrispondenza dell’articolazione 13 per far muovere l’articolazione 13 stessa.

Occorre notare che la porzione tubolare interna del primo corpo 2 à ̈ collegata ad una piastra esterna circolare 24, sovrapposta alla faccia superiore della parte cilindrica 18 del corpo 1, la quale à ̈ di supporto a mezzi di collegamento elettrici per l’alimentazione ed il controllo della movimentazione del secondo corpo 3 e/o del terzo corpo 4 e/o dell’utensile 6.

La piastra 24 riceve una guida portacavi esterna 25 a maglie flessibile contenente i cavi di alimentazione (potenza) e collegamento (segnale) dal controllore (non illustrato) della macchina utensile alla testa portautensili 1. Tali cavi sono guidati dalla guida portacavi esterna 25 all’interno del primo corpo 1 fino ad una staffa 26, illustrata almeno in Figura 5 e Figura 6, sagomata a Z, fissata alla piastra 24. I mezzi di collegamento elettrici comprendono primi mezzi connettori fissati a tale staffa 26, secondi mezzi connettori 27 fissati al terzo corpo 4 ed una guida portacavi interna 28 associata alla testa portautensili 1, condotta dai primi mezzi connettori ai secondi mezzi connettori 27 lungo un percorso P che attraversa il primo corpo 2, il secondo corpo 3 ed il terzo corpo 4.

Mezzi connettori ulteriori non illustrati, sono fissati al secondo corpo 3. I primi mezzi connettori, i secondi mezzi connettori 27 e gli ulteriori mezzi connettori comprendono rispettive morsettiere ai quali i rispettivi mezzi motori possono essere connessi, per il controllo e comando della movimentazione della testa portautensili 1.

Si noti che la guida portacavi interna 28 associata alla testa portautensili 1 descrive un primo tratto di percorso P1 sagomato esterno alla testa portautensili 1 stessa, prima di essere alloggiata all’interno del primo corpo 2. Una copertura rigida 29 à ̈ interposta tra la guida portacavi esterna 25 a maglie e la guida portacavi interna 28 e protegge la guida portacavi interna 28 stessa da possibili urti dovuti alla guida portacavi esterna 25 che si potrebbero verificare durante il movimento della testa portautensili 1.

Il primo tratto di percorso esterno P1 à ̈ di lunghezza variabile in funzione delle diverse disposizioni assunte dal corpo 2 rispetto al corpo 1 e dal corpo 3 rispetto al corpo 1. Ad esempio, nella prima posizione operativa dell’unità portautensili 5, il primo tratto di percorso P1 à ̈ sagomato ad U mentre nella seconda posizione operativa à ̈ sagomato a C. Nella prima posizione operativa, il primo tratto P1 ha lunghezza maggiore rispetto alla seconda configurazione.

E’ importante sottolineare che nelle Figure da 1 a 7, sono illustrati contemporaneamente i due diversi percorsi descritti dalla guida portacavi interna 28 durante il funzionamento della testa portautensile 1 e cioà ̈ à ̈ visibile sia il primo tratto di percorso P1 sagomato ad U che il primo tratto di percorso P1 sagomato a C. Tuttavia, durante il funzionamento della testa portautensili 1, solo una delle due posizione à ̈ possibile.

Come mostrato almeno in Figura 5 ed in Figura 6, un secondo tratto di percorso P2 à ̈ descritto dalla guida portacavi interna 28 attorno all’articolazione 13 per il collegamento dal secondo corpo 3 al terzo corpo 4 fino ai secondi mezzi connettori 27 che comprendono una morsettiera per l’elettromandrino disposta al di sopra del motore 16 stesso. In uso, se l’unità portautensili 5 monta una fresa 8 come illustrato in Figura 1, la testa portautensili 1 si dispone nella seconda posizione operativa per lavorazioni di facce di testa o laterali dell’elemento allungato 50.

Se una lavorazione deve essere eseguita nella faccia superiore e nella faccia laterale destra, guardando la Figura 1, dopo essere stata eseguita ad esempio nella faccia laterale sinistra, il terzo corpo 4 si allontana lungo l’asse Z dall’elemento allungato 50, ruota di 90° in senso orario per portare l’unità portautensili 5 dalla seconda posizione operativa alla prima posizione operativa. In questo modo, la fresa 8 à ̈ disposta affacciata alla faccia superiore dell’elemento allungato 50, come illustrato in Figura 3. Successivamente alla lavorazione sulla faccia superiore dell’elemento allungato 50, il primo corpo 2 viene traslato lungo il terzo asse Y fino a portare l’unità portautensili 5 alla faccia laterale destra dell’elemento allungato. Una rotazione di 180° del secondo corpo e di 90° del terzo corpo 4 in senso orario porta l’unità portautensili 1 dalla prima posizione operativa alla seconda posizione operativa, per eseguire una lavorazione nella faccia laterale destra dell’elemento allungato.

Figura 7 mostra successive fasi di lavorazione di una testa portautensili 1 in cui l’unità portautensili 5 monta una lama 7 e la macchina utensile à ̈ una unità troncatrice, per realizzare una separazione dell’elemento allungato in più parti. All’inizio della lavorazione, fase (a), la testa portautensili 1 dispone l’unità portautensili 5 nella seconda posizione operativa con il terzo asse T parallelo all’asse X ed ad una quota lungo l’asse Z pari a quella in cui à ̈ posizionata la faccia inferiore dell’elemento allungato 50, in modo da avvicinare la lama all’elemento allungato 50 e a preparare la lama 7 in posizione di taglio. Se la separazione viene eseguita a partire da sinistra verso destra, guardando Figura 7, l’unità portautensili 5 viene traslata verso destra lungo l’asse Y fino ad impegnare l’intera porzione utile di lama 7. La porzione utile di lama à ̈ per tagli laterali da sinistra a destra un segmento circolare limitato internamente dalla faccia laterale destra del secondo corpo 3, che à ̈ parallela al primo asse C. La testa à ̈ nella fase (c) successiva traslata lungo l’asse Z verso l’alto fino a portare la faccia inferiore del terzo corpo 4, che corrisponde alla faccia inferiore dell’unità portautensili 5, allineata alla faccia superiore dell’elemento allungato 50.

Nella fase (d) di taglio, l’unità portautensili viene traslata verso destra lungo l’asse Y, fino a portare il secondo corpo 3 più a destra della faccia laterale destra dell’elemento allungato 50. In questa fase, la porzione utile di lama 7 à ̈ un segmento circolare limitato internamente dalla faccia inferiore della testa portautensili 5, che à ̈ ortogonale al primo asse C. Nella fase (e) di taglio, l’unità portautensili 5 viene traslata lungo l’asse Z verso il basso fino a completare il tagli dell’elemento allungato 50. La porzione utile di lama in questa ancora ulteriore fase di taglio (e) à ̈ uguale alla porzione utile nella prima fase di taglio. Viene realizzato così un taglio ad U con continuità, che parte dallo spigolo inferiore sinistro fino allo spigolo inferiore destro dell’elemento allungato 50.

Grazie alla particolare disposizione del primo corpo 2, del secondo corpo 3 e del terzo corpo 4 nel quale l’unità portautensili 5 à ̈ disposta, la testa portautensili 1 consente di posizionare l’unità portautensili 5 vicina al punto di lavorazione, pur in presenza di molte morse, come evidenziato in Figura 1.

Inoltre, nel caso di macchine troncatrici in cui l’utensile 6 à ̈ la lama 7, la testa portautensile 1 presenta una porzione utile al taglio migliorata rispetto alle teste portautensili della arte nota e ciò garantisce una qualità ed una efficienza di lavorazione aumentata. Come visto sopra infatti, le dimensioni del secondo corpo 3 non intervengono nei tagli dall’alto e la porzione utile di lama à ̈ un settore circolare le cui dimensioni sono funzione della lama 7 e dei soli mezzi motori 16, cioà ̈ dalla posizione della faccia inferiore dei mezzi motori 16.

Disponendo di una porzione utile al taglio aumentata, la testa portautensile può compiere un movimento continuo sull’elemento allungato 50 che evita un taglio in due passate e, di conseguenza, i gradini di lavorazione.

Si osserva ancora che la prima distanza K consente inoltre di eseguire lavorazioni lungo l’asse X e l’asse Y in punti più distanti da quelli raggiungibili solo grazie alla corsa del primo corpo 2 lungo Y, lungo X o lungo Z. In altre parole, dovendo eseguire lavorazioni in tempi rapidi su elementi allungati anche di 10, 15 metri, la possibilità di evitare riposizionamenti successivi della testa portautensili 1 garantisce elevata flessibilità della testa portautensili stessa e di conseguenza migliora le sue prestazioni.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Testa portautensili per lavorare elementi allungati (50), in particolare profilati o pannelli a sezione costante, metallici o plastici o in legno o compositi, comprendente un primo corpo (2) fissabile su una slitta di una macchina utensile mobile lungo tre direzioni (X, Y, Z) mutuamente tra loro ortogonali, detto primo corpo (2) essendo di supporto ad un secondo corpo (3) girevole di 360° rispetto a detto primo corpo (2) attorno ad un primo asse (C) parallelo ad una di dette tre direzioni, e supportante a sua volta un terzo corpo (4) girevole attorno ad un secondo asse (A) ortogonale ed incidente a detto primo asse (C), detto terzo corpo (4) comprendendo un’unità portautensili (5) di supporto ad un utensile (6), ad esempio mezzi di taglio (7) o una fresa (8), girevole attorno ad un terzo asse (T); detta testa comprendendo mezzi di azionamento (10, 11, 12, 16) per muovere detto utensile (6) e/o detto terzo corpo (4) e/o detto secondo corpo (3) in modo da causare un’interazione tra detto elemento allungato (50) e detto utensile (6), caratterizzato dal fatto che detto terzo corpo (4) à ̈ simmetrico rispetto ad un piano di simmetria definito da detto primo asse (C) e detto terzo asse (T), comunque sia orientata detta unità portautensili (5) nello spazio e che detto secondo asse (A) e detto terzo asse (T) sono mutuamente sghembi.
2. 2. Testa portautensili secondo la rivendicazione 1, in cui detto terzo corpo (4) à ̈ girevole di 90° attorno a detto secondo asse (A) e detta unità portautensili (5) à ̈ movimentabile da una prima posizione operativa in cui detto terzo asse (T) e detto primo asse (C) sono paralleli e detto secondo asse (A) à ̈ ortogonale a detto primo (C) e detto terzo asse (T) ad una seconda posizione operativa in cui detto primo asse (C), detto secondo asse (A) e detto terzo asse (T) sono mutuamente ortogonali.
3. 3. Testa portautensili secondo la rivendicazione 2, in cui la distanza tra detto terzo asse (T) e detto secondo asse (A) in detta prima posizione operativa di detto terzo corpo (4) Ã ̈ pari ad una prima distanza (K).
4. 4. Testa portautensili secondo la rivendicazione 2 o la rivendicazione 3, in cui la distanza lungo detto terzo asse (T) in detta seconda posizione operativa tra il punto di intersezione tra detto primo asse (C) e detto terzo asse (T) ed un punto di attacco (14) di mezzi di serraggio (15) di detto utensile (6) Ã ̈ pari ad una seconda distanza (H).
5. 5. Testa portautensili secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo corpo (2) Ã ̈ movimentabile lungo una prima direzione verticale (Z), una seconda direzione (X) sostanzialmente parallela ad un asse longitudinale di detto elemento allungato (50) ed una terza direzione (Y) sostanzialmente ortogonale a detto asse longitudinale, detto primo asse (C) essendo parallelo a detta prima direzione verticale (Z).
6. 6. Testa portautensili secondo la rivendicazione 5 quando dipendente dalla rivendicazione 3, in cui detto utensile (6) à ̈ atto a lavorare detto elemento allungato (50) lungo detta terza direzione (Y) per una corsa massima pari allo spostamento massimo (Y0) di detto primo corpo (2) lungo detta terza direzione (Y) più il doppio di detta prima distanza (K).
7. 7. Testa portautensili secondo le rivendicazioni precedenti, in cui detto primo corpo (2) comprende una porzione tubolare provvista di una parete interna sostanzialmente cilindrica il cui asse longitudinale corrisponde a detto primo asse (C), supportante girevolmente detto secondo corpo (3).
8. 8. Testa portautensili secondo la rivendicazione 7, e comprendente una ruota dentata con doppia dentatura fissata attorno a detta parete interna cilindrica, e primi mezzi di azionamento (10) di detti mezzi di azionamento fissati a detto primo corpo (2), mezzi di trasmissione (20) essendo interposti tra detti primi mezzi di azionamento (10) e detta ruota dentata con doppia dentatura.
9. 9. Testa portautensili secondo la rivendicazione 8, in cui detti mezzi di trasmissione (20) comprendono un pignone dentato con doppia dentatura montato sull’albero di rispettivi mezzi motore (19) di detti primi mezzi motori (10), detto pignone dentato con doppia dentatura ingranando detta ruota dentata con doppia dentatura per consentire un posizionamento radiale di precisione [a gioco zero] di detta porzione tubolare rispetto a detto motore.
10. 10. Testa portautensili secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di azionamento comprendono secondi mezzi motori (11), per muovere detto terzo corpo (4) rispetto detto secondo corpo (2), in cui detti secondi mezzi motori (11) comprendono rispettivi mezzi motori (22) provvisti di un asse parallelo a detto secondo asse (A) e rispettivi mezzi di trasmissione a cinghia (23), detti mezzi motori (22) e detti mezzi di trasmissione (23) essendo alloggiati in e fissati a detto secondo corpo (3).
11. 11. Testa portautensili secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto terzo corpo (4) comprende una prima estremità (4a) supportata girevolmente da detto secondo corpo (3) attorno a detto secondo asse (A) ed una porzione intermedia (4b) alla quale detta unità portautensili (5) à ̈ fissata.
12. 12. Testa portautensili secondo la rivendicazione 11, in cui detta unità portautensili (5) si estende longitudinalmente attorno a detto terzo asse (T), detta unità portautensili (5) essendo fissata a sbalzo a detta porzione intermedia (4b) di detto terzo corpo (4) per definire una seconda estremità (4c) di detto terzo corpo (4).
13. 13. Testa portautensili secondo la rivendicazione 11 o la rivendicazione 12, una delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di azionamento comprendono terzi mezzi di azionamento (12) per la rotazione di detto utensile (6), in cui detti terzi mezzi di azionamento (12) comprendono rispettivi mezzi motori (16) provvisti di un asse coincidente con detto terzo asse (T) ed il cui spazio totale occupato à ̈ pari sostanzialmente a quello di detta unità portautensili (5).
14. 14. Testa portautensili secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, e comprendente mezzi di collegamento elettrici (27, 28) per l’alimentazione ed il controllo di detto primo corpo (2) e/detto secondo corpo (3) e/o detto terzo corpo (4) e/o detta testa portautensili (5), detti mezzi di collegamento elettrici comprendendo una guida portacavi (28) attraversante detto primo corpo (2), detto secondo corpo (3) e detto terzo corpo (4) e mezzi connettori (27) di collegamento a detta unità portautensili (5) fissati a detta porzione intermedia per l’alimentazione ed il controllo di detta unità portautensili stessa (5).
15. 15. Macchina utensile per lavorare elementi allungati, in particolare profilati di cornici, comprendente un telaio ed una testa portautensili secondo una delle rivendicazioni da 1 a 14.