IT201800006167A1 - Apparecchiatura per l’incisione laser di sottopiedi e metodo di funzionamento di detta apparecchiatura - Google Patents
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Description
APPARECCHIATURA PER L’INCISIONE LASER DI SOTTOPIEDI E
METODO DI FUNZIONAMENTO DI DETTA APPARECCHIATURA
DESCRIZIONE
Campo di applicazione
La presente invenzione concerne un'apparecchiatura per l’incisione laser di sottopiedi ed un metodo di funzionamento di detta apparecchiatura, secondo il preambolo delle rispettive rivendicazioni indipendenti.
L'apparecchiatura di cui trattasi è destinata ad essere impiegata nel settore calzaturiero per realizzare incisioni o tagli di sottopiedi di calzature mediante asportazione di materiale ottenuta con un fascio laser.
Più in particolare, l'apparecchiatura oggetto della presente invenzione è vantaggiosamente impiegabile per la realizzazione di scanalature sulla superficie inferiore di un sottopiede, nelle quali scanalature viene fissata la tomaia della calzatura. L'invenzione si inserisce pertanto nel contesto del settore industriale della produzione di macchine destinate al settore calzaturiero.
Stato della tecnica
La produzione di una calzatura avviene generalmente attraverso metodi che derivano da tradizioni storiche e che necessitano della presenza di un artigiano per svolgere manualmente diverse fasi di produzione.
In particolare, il metodo per la produzione di una calzatura prevede di partire dalla realizzazione del sottopiede, cioè la porzione della calzatura su cui poggia la pianta del piede di un utente che indossa la calzatura stessa.
Per la realizzazione dei sottopiedi solitamente si incollano tra loro più strati di elementi fogliformi, generalmente in materiale cartaceo, tra i quali può venire interposto un rinforzo in metallo (nel gergo del settore detto “cambrione”), per sostenere il peso dell’utente che indossa la calzatura.
Gli elementi fogliformi, ed il cambrione tra essi interposto, vengono quindi pressati in appositi stampi riscaldati per ricevere la forma voluta, ad esempio per creare l’arcata del fiosso presente tra punta e tallone delle calzature con tacco.
Una volta ottenuto il sottopiede della forma voluta, ad esso viene fissata la tomaia, ovvero gli strati di tessuto o di pelle che avvolgono il piede dell’utente.
In particolare, la tomaia viene fissata alla superficie inferiore del sottopiede, ovvero alla superficie del sottopiede che, con la calzatura indossata, è rivolta verso il terreno.
Al fine di poter essere fissata al sottopiede, la tomaia è dotata di almeno un orlo, il quale viene ripiegato sotto il sottopiede e fissato alla superficie inferiore di quest’ultimo in corrispondenza del suo perimetro esterno, preferibilmente con dei chiodi o della colla. Dopo aver fissato la tomaia, si procede ad applicare la suola della calzatura, ovvero la porzione della calzatura che va a contatto con il terreno. In particolare, la suola viene generalmente fissata alla superficie inferiore del sottopiede, a copertura dell’orlo della tomaia, preferibilmente per mezzo di uno strato di colla.
In questo modo, quando la calzatura è ultimata, l’orlo della tomaia è interposto tra il sottopiede e la suola della calzatura ed è fissato ad entrambi per evitare che possa muoversi.
Poiché l’orlo della tomaia non si estende per tutta la superficie del sottopiede, ma solamente per una sua fascia perimetrale, esso fungerebbe da spessore indesiderato in corrispondenza di tale fascia perimetrale. Infatti tale spessore potrebbe risultare scomodo per l’utente che indossa la calzatura, specialmente nel caso in cui tale spessore non sia distribuito lungo l’interna fascia perimetrale del sottopiede ma sia presente solo in alcuni punti lungo la fascia perimetrale del sottopiede stesso, come accade ad esempio nel caso di sandali, in cui la tomaia è costituita da una pluralità di lacci cosicché l’utente percepirebbe una pluralità di sporgenze sotto la pianta del sottopiede. Al fine di ottenere un sottopiede liscio e privo di fastidiose sporgenze è noto scavare la superficie inferiore del sottopiede medesimo (ovvero quella contraffacciata alla suola) realizzando una o più scanalature, nel gergo del settore note con il termine “scassi”, le quali sono aperte lungo il bordo perimetrale del sottopiede e si estendono verso il centro di quest’ultimo.
In particolare, gli scassi hanno una profondità almeno uguale allo spessore dell’orlo della tomaia, per permettere a quest’ultimo di essere interamente alloggiato al loro interno evitando così la formazione di sporgenze lungo la superficie del sottopiede. Al fine di ottenere il sottopiede perfettamente liscio e privo di sporgenze o avvallamenti è necessario che ciascuno scasso sia perfettamente controsagomato rispetto all’orlo della tomaia che vi deve essere alloggiata, sia come profondità che come estensione.
È chiaro, quindi, che una lavorazione eseguita a mano, nonostante venga eseguita da un artigiano esperto, non può portare a risultati estremamente precisi, in quanto sarà sempre soggetta ad un minimo errore.
A tale scopo, sono note apparecchiature per la lavorazione di sottopiedi le quali prevedono di realizzare gli scassi dei sottopiedi mediante incisione al laser.
Tali apparecchiature per l’incisione laser di sottopiedi di tipo noto sono dotate di almeno una sorgente laser (ad esempio a CO2), atta a generare un raggio laser, e di una serie di mezzi di guida ottica (ad esempio specchi e/o lenti) atti a dirigere il raggio laser verso il piano di lavoro su cui sono predisposti i sottopiedi da lavorare lungo un percorso operativo prestabilito.
In particolare, le apparecchiature di tipo noto permettono di realizzare gli scassi partendo da un modello computerizzato della calzatura da realizzare, dal quale modello vengono ricavare le esatte dimensioni e posizioni degli orli della tomaia, e conseguentemente le esatte dimensioni e posizioni degli scassi del sottopiede.
Tuttavia, le apparecchiature per l’incisione laser di sottopiedi ti tipo noto fin qui brevemente descritte si sono dimostrate nella pratica non scevre di inconvenienti.
Il principale inconveniente di tali apparecchiature di tipo noto risiede nel fatto che esse richiedono un caricamento manuale dei sottopiedi da lavorare, il quale deve essere svolto in modo molto preciso poiché è necessario posizionare tutti i sottopiedi nell’esatta posizione affinché il raggio laser li incida nel punto desiderato. Infatti, posizionare un sottopiede anche solo un millimetro più avanti o un millimetro più indietro del necessario comporterà una non corretta congruenza tra gli scassi realizzati e l’orlo della tomaia che vi deve essere accoppiato.
Tuttavia, i sottopiedi sono spesso elementi a basso costo all’interno di una calzatura. Essi infatti vengono generalmente pressati all’interno di stampi che, per questioni di economicità, non sono appositamente creati per quel modello di calzatura, ma piuttosto vengono scelti di volta in volta tra una serie di stampi a disposizione dell’azienda, cercando quello che meglio approssima la forma della calzatura da realizzare.
Per questo motivo non è certo che i sottopiedi siano perfettamente corrispondenti al modello della calzatura da realizzare, e quindi non è certo che l’orlo della tomaia si adatti perfettamente a loro ovvero alle scanalature previste su di loro.
Inoltre, i sottopiedi sono generalmente realizzati con materiali a basso costo, come carta o cartone riciclato, che non permettono di garantire l’esatta ripetibilità dei sottopiedi realizzati con lo stesso stampo; infatti la carta può risentire dell’umidità e della temperatura dell’ambiente in cui è conservata o dell’esposizione alla luce, modificando di conseguenza la forma del sottopiede.
Questa non perfetta corrispondenza tra il modello computerizzato da realizzare ed i vari sottopiedi a disposizione comporta la necessità di operare di volta in volta piccole correzioni alla posizione in cui il sottopiede viene caricato sul piano di lavoro dell’apparecchiatura, così da compensare gli errori di forma presenti nei sottopiedi, che devono risultare sempre centrati rispetto al modello computerizzato che il laser andrà a realizzare.
Tali correzioni di posizione richiedono necessariamente il caricamento manuale dei sottopiedi sull’apparecchiatura che, a sua volta, comporta tempi piuttosto lunghi in quanto l’operatore deve regolare di volta in volta la posizione dei sottopiedi.
Un ulteriore inconveniente, derivante dalla scarsa qualità dei sottopiedi è dovuto al fatto che essi possono presentare densità variabili al loro interno, ad esempio a causa di anisotropie del materiale riciclato con cui sono realizzati, o dovuti al fatto che lo stampo utilizzato per deformarli e pressarli non si è ben adattato alla loro forma e non li ha pressati ugualmente in tutti i punti della loro estensione.
Tali differenze di densità possono causare una diversa lavorazione del sottopiede da parte di uno stesso raggio laser, il quale inciderà in modo minore zone più dense e in modo maggiore zone meno dense, realizzando così scassi del sottopiede che non sono perfettamente controsagomati rispetto all’orlo della tomaia che vi deve essere alloggiata.
Un ulteriore inconveniente legato alla non perfetta ripetibilità dei sottopiedi da lavorare è che non è sempre possibile conoscere con certezza la geometria dei loro bordi perimetrali, né dove essi siano posizionati nel piano di lavoro. Conseguentemente, per avere la certezza di realizzare scassi aperti sul bordo perimetrale del sottopiede, si esegue l’incisione laser su di una superficie maggiore rispetto a quella occupata dal sottopiede.
È chiaro che lavorare su di una superficie più estesa del necessario comporta uno spreco di energia per creare il raggio laser che agisce a vuoto oltre il bordo perimetrale del sottopiede ed un allungamento dei tempi di lavorazione del sottopiede stesso.
Presentazione dell’invenzione
In questa situazione, il problema alla base della presente invenzione è pertanto quello di ovviare agli inconvenienti manifestati dalle apparecchiature di tipo noto, mettendo a disposizione un’apparecchiatura per l’incisione laser di sottopiedi ed un suo metodo di funzionamento, i quali siano in grado di migliorare la precisione di incisione lungo la superficie inferiore del sottopiede medesimo per la realizzazione degli scassi in cui alloggiare l’orlo della tomaia.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è di mettere a disposizione un’apparecchiatura per l’incisione laser di sottopiedi ed un suo metodo di funzionamento, i quali siano in grado di eseguire l’incisione degli scassi sempre nella posizione corretta del sottopiede, indipendentemente dalla posizione irregolare di quest’ultimo sul piano di lavoro.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è di mettere a disposizione un’apparecchiatura per l’incisione laser di sottopiedi ed un suo metodo di funzionamento, i quali siano in grado di eseguire l’incisione degli scassi sempre nella posizione corretta del sottopiede, indipendentemente dalla forma irregolare di quest’ultimo.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è di mettere a disposizione un’apparecchiatura per l’incisione laser di sottopiedi che sia precisa ed affidabile nell’utilizzo.
Breve descrizione dei disegni
Le caratteristiche tecniche dell’invenzione, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sottoriportate ed i vantaggi della stessa risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:
- la Fig. 1 mostra una vista prospettica dell’apparecchiatura per l’incisione laser di sottopiedi oggetto della presente invenzione in una prima posizione operativa;
- la Fig. 2 mostra una vista prospettica dell’apparecchiatura di figura 1 in una seconda posizione operativa;
- la Fig. 3 mostra una vista prospettica dell’apparecchiatura di figura 1 in una terza posizione operativa;
- la Fig. 4 mostra una vista prospettica dell’apparecchiatura di figura 1 in una quarta posizione operativa;
- le Fig.5 e 6 mostrano rispettivamente una vista in pianta di un sottopiede, disposto sul piano di lavoro, rispettivamente prima e dopo l’incisione degli scassi da parte dell’apparecchiatura oggetto della presente invenzione;
- la Fig. 7 mostra una vista in pianta di un sottopiede ideale, posizionato rispetto a una coppia di ganasce ideali e con sovrapposto il percorso operativo lungo il quale l’apparecchiatura di figura 1 andrà ad eseguire gli scassi;
- la Fig. 8 mostra una vista prospettica di un sottopiede ideale tridimensionale, posizionato rispetto a una coppia di ganasce ideali e con sovrapposto il percorso operativo lungo il quale l’apparecchiatura di figura 1 andrà ad eseguire gli scassi;
- la Fig. 9 mostra una vista laterale schematica della macchina di figura 1, in cui sono indicati i mezzi ottici atti a rilevare la posizione e preferibilmente anche la forma tridimensionale del sottopiede da incidere;
- la Fig. 10 mostra uno schema a blocchi indicante le parti principali dell’apparecchiatura oggetto della presente invenzione e le relazioni tra di esse.
Descrizione dettagliata di una forma realizzativa preferita
Con riferimento agli uniti disegni è stato indicato nel suo complesso con 1 una apparecchiatura per l’incisione laser di sottopiedi, oggetto della presente invenzione. L’apparecchiatura 1, secondo l’invenzione, è destinata ad essere impiegata per realizzare incisioni o tagli di scassi di un sottopiede di una calzatura.
Con il termine “scasso” si intenderà nel seguito una qualsiasi scanalatura ricavata in un sottopiede, ed in particolare realizzata sulla superficie inferiore di un sottopiede per alloggiare un orlo della tomaia della calzatura. Tali scassi potranno, inoltre, essere realizzati anche sulla superficie superiore del sottopiede medesimo o sulle sue superfici laterali, ad esempio per poter incastonare elementi ornamentali, realizzare decorazioni o scritte, o ancora per realizzare sedi di alloggiamento di chiodi, ad esempio per fissare il tacco della calzatura al sottopiede medesimo.
Inoltre, tali scassi potranno anche essere dei tagli passanti lungo tutto lo spessore del sottopiede, ad esempio per realizzare asole attraverso le quali sono inseriti i chiodi che fissano il tacco al sottopiede o alcuni lacci della tomaia, come ad esempio un infradito. L’apparecchiatura 1 oggetto della presente invenzione è quindi vantaggiosamente impiegabile per realizzare qualunque tipo di incisione su di un sottopiede di una calzatura, sia essa di tipo passante o meno.
L’apparecchiatura 1 oggetto della presente invenzione comprende una struttura di supporto 2 destinata ad essere appoggiata al terreno, a cui è fissato almeno un piano di lavoro 3, sul quale è predisposto almeno un sottopiede S da incidere o tagliare.
Vantaggiosamente, l’apparecchiatura 1 comprendere almeno un supporto 4 atto a supportare e trattenere in posizione il sottopiede S da incidere o tagliare.
In particolare, ciascun supporto 4 può essere costituito da una dima, oppure da una pluralità di punti di sostegno su cui il sottopiede S è suscettibile di essere appoggiato, o ancora può essere costituito da una pluralità di ventose o da mezzi di attrazione magnetica.
Vantaggiosamente, inoltre, l’apparecchiatura 1 comprende primi mezzi di movimentazione meccanicamente associati al piano di lavoro 3 e a ciascun supporto 4, i quali primi mezzi di movimentazione sono atti ad azionare il supporto 4 per trattenere il sottopiede S.
In accordo con una forma realizzativa preferenziale, illustrata nelle allegate figure 5-8, ciascun supporto 4 è dotato di una coppia di ganasce, tra le quali è suscettibile di essere predisposto e trattenuto il sottopiede S.
Preferibilmente, inoltre, i primi mezzi di movimentazione sono meccanicamente associati almeno ad una delle due ganasce del supporto 4 per movimentarla in allontanamento od in avvicinamento all’opposta ganascia fino ad andare in appoggio al sottopiede S, trattenendolo.
Secondo l’invenzione, l’apparecchiatura 1 comprende almeno una testa di incisione laser 5 atta ad incidere o tagliare il sottopiede S e meccanicamente montata sulla struttura di supporto 2, preferibilmente in posizione sopraelevata rispetto al piano di lavoro 3.
Operativamente, la testa di incisione laser 5 è atta ad incidere o tagliare il sottopiede S lungo un percorso operativo I prestabilito. Più in dettaglio, il percorso operativo I comprende almeno uno scasso A da incidere o tagliare sulla superficie inferiore del sottopiede S, cioè sulla superficie del sottopiede S che, con la calzatura indossata, è rivolta verso il terreno.
Vantaggiosamente, tali scassi A, possono comprendere sia incisioni ceche A1 che tagli passanti A2.
Vantaggiosamente, inoltre, le incisioni o tagli possono essere realizzati anche sulla superficie superiore del sottopiede S, cioè sulla superficie del sottopiede S che, con la calzatura indossata, è rivolta verso l’utente che indossa la calzatura medesima. Inoltre, le incisioni o tagli possono essere realizzati anche sul bordo laterale del sottopiede S, specialmente nel caso di sottopiedi con bordo laterale di qualche centimetro, al fine di realizzare decorazioni o scritte o di incastonare elementi ornamentali o ancora per realizzare scassi laterali volti ad alloggiare l’orlo della tomaia che viene ripiegato sotto il sottopiede S.
Secondo l’invenzione, la testa laser 5 è dotata di almeno una sorgente laser 6 atta a generare un raggio laser 7 per incidere o tagliare il sottopiede S. Inoltre, la testa laser 5 è dotata di mezzi di guida ottica 8 del raggio laser 7 posti ad intercettazione del raggio laser 7 per dirigerlo sul sottopiede S.
Più in dettaglio, i mezzi di guida ottica 8 comprendono vantaggiosamente una pluralità di specchi e/o lenti girevolmente montati sulla testa di incisione laser 5, su cui la sorgente laser 6 è suscettibile di proiettare il fascio laser 7 e che possono essere ruotati per dirigere il raggio laser 7 medesimo in diverse direzioni lungo il percorso operativo I. In accordo con la forma realizzativa preferenziale, illustrata nelle allegate figure, l’apparecchiatura 1 comprende inoltre secondi mezzi di movimentazione 12 collegati alla testa di incisione laser 5 e atti a movimentare quest’ultima rispetto al piano di lavoro 3 sottostante.
Più in dettaglio, il piano di lavoro 3 si estende orizzontalmente lungo una direzione di sviluppo X ed i secondi mezzi di movimentazione 12 preferibilmente comprendono una prima guida 121 ed una seconda guida 122, disposte rispettivamente parallelamente e ortogonalmente rispetto alla direzione di sviluppo X del piano di lavoro 3. Vantaggiosamente, la prima guida 121 è scorrevolmente associata alla seconda guida 122 ed è suscettibile di scorrere lungo quest’ultima, trasversalmente rispetto alla direzione di sviluppo X. Inoltre, la testa di incisione laser 5 è scorrevolmente associata alla prima guida 121 ed è suscettibile di scorrere lungo quest’ultima, parallelamente alla direzione di sviluppo X. Operativamente, lo scorrimento della prima guida 121 e della testa di incisione laser 5 permette di movimentare quest’ultima rispetto al piano di lavoro 3.
In accordo con una diversa forma realizzativa, non illustrata nelle allegate figure, i secondi mezzi di movimentazione 12 della testa di incisione laser 5 comprendono un braccio snodato, il quale è atto a movimentare la testa di incisione laser 5 rispetto al piano di lavoro 3 e a posizionarla in corrispondenza di un qualunque punto lungo il piano di lavoro 3 medesimo.
Vantaggiosamente, quindi, i secondi mezzi di movimentazione 12 sono atti a movimentare la testa di incisione laser 5 rispetto al piano di lavoro 3 e a posizionarla in corrispondenza del sottopiede S da incidere, e preferibilmente sono atti a posizionare la testa di incisione laser 5 in corrispondenza della zona del sottopiede S in cui deve essere svolta l’incisione o il taglio. In questo modo, quindi, il raggio laser 7 colpisce il sottopiede S il più perpendicolarmente possibile.
Infatti è preferibile che il raggio laser 7 colpisca la superficie del sottopiede S il più perpendicolarmente possibile per garantire una corretta realizzazione dell’incisione o del taglio.
Ovviamente, è da intendersi oggetto della presente invenzione anche una apparecchiatura 1 in cui il raggio laser 7 non incide il sottopiede S perpendicolarmente alla sua superficie. Infatti, a causa della conformazione tridimensionale del sottopiede S (generalmente dotato di una pluralità di zone con diverse curvature, come ad esempio l’arco del piede) e della conformazione del raggio laser 7 (generalmente propagantesi come un cono di luce), solitamente il raggio laser 7 medesimo colpisce il sottopiede S perpendicolarmente alla sua superficie solamente in un singolo punto, e nell’intorno di tale punto gli angoli di incidenza sono nell’intorno dei 90°.
Al fine di incidere il sottopiede S con il raggio laser 7 il più perpendicolarmente possibile, i primi mezzi di movimentazione dei supporti 4 sono vantaggiosamente atti a ruotare il sottopiede S per disporre la zona del sottopiede da incidere o tagliare sostanzialmente ortogonale rispetto alla testa di incisione laser 5. Ad esempio, i primi mezzi di movimentazione dei supporti 4 sono atti a inclinare il sottopiede S rispetto al piano di lavoro 3 sottostante.
In accordo con la forma realizzativa preferenziale illustrata nelle allegate figure da 1 a 4, la testa di incisione laser 5 è suscettibile di essere movimentata in una pluralità di posizioni operative all’interno di un’area operativa O del piano di lavoro 3, preferibilmente rettangolare, all’interno della quale sono predisposti i supporti 4. Ad esempio, nelle allegate figure da 1 a 4, la testa di incisione laser 5 è rispettivamente indicata in una prima, una seconda, una terza ed una quarta posizione operativa, le quali sono corrispondenti ai quattro angoli dell’area operativa O. Vantaggiosamente, la testa di incisione laser 5 è suscettibile di essere posizionata in corrispondenza di una qualsiasi posizione compresa l’interno dell’area operativa O, per poter essere posizionata in corrispondenza della zona del sottopiede S da incidere o tagliare.
Ovviamente, è oggetto della presente invenzione anche la forma realizzativa cinematicamente sostanzialmente equivalente, in cui la testa di incisione laser 5 è fissa ed il piano di lavoro 3 (o i supporti 4 disposti sul piano di lavoro 3) è mobile rispetto alla testa di incisione 5, ad esempio lungo guide parallele e/o ortogonali alla sua direzioni di sviluppo X.
Secondo l’invenzione, l’apparecchiatura 1 comprende inoltre una unità di controllo logico 9 operativamente collegata alla testa di incisione laser 5 e programmata per azionare la testa di incisione laser 5 medesima ad incidere o tagliare il sottopiede S lungo il percorso operativo I.
Più in dettaglio, l’unità di controllo logico 9 è vantaggiosamente dotata di un modulo di memoria 90 in cui è memorizzato il percorso operativo I che il raggio laser 7 deve percorrere lungo il sottopiede S per realizzare almeno uno scasso A sulla sua superficie del sottopiede S rivolta verso la testa di incisione laser 5.
L’unità di controllo logico 9 è inoltre dotata di un modulo di comando 92 operativamente collegato ai mezzi di guida ottica 8 della testa di incisione laser 5 e programmato per comandare questi ultimi a guidare il raggio laser 7 ad incidere o tagliare il sottopiede S lungo il percorso operativo I.
Secondo l’idea alla base della presente invenzione, l’apparecchiatura 1 comprende inoltre mezzi sensori 10 rivolti verso il piano di lavoro 3 e atti a rilevare almeno il bordo perimetrale del sottopiede S generando un corrispondente segnale di posizione P, contenente almeno un’informazione relativa alla posizione del bordo perimetrale del sottopiede S.
Più in dettaglio, il segnale di posizione P contiene l’informazione relativa alla posizione del sottopiede S lungo il piano di lavoro 3, vantaggiosamente indicata come coordinate cartesiane prese rispetto ad un riferimento noto, quale ad esempio il centro dell’area operativa O, oppure il centro della testa di incisione laser 5.
Vantaggiosamente, tali mezzi sensori 10 possono essere meccanicamente associati alla struttura di supporto 2 o possono essere meccanicamente associati ad una seconda struttura di supporto (non illustrata nelle allegate figure), la quale è affiancata alla struttura di supporto 2 ma non è in diretto collegamento meccanico con quest’ultima per evitare che vibrazioni sviluppantesi durante il funzionamento dell’apparecchiatura 1 possano trasmettersi anche ai mezzi sensori 10, causando errori di rilevazione.
Preferibilmente, inoltre, i mezzi sensori 10 sono disposti in posizione sopraelevata rispetto al paino di lavoro 3, per poter rilevare i sottopiedi S disposti su quest’ultimo. L’apparecchiatura 1 comprende inoltre mezzi di azionamento 13 meccanicamente associati alla struttura di supporto 2 o alla seconda struttura di supporto dei mezzi sensori 10, i quali mezzi di azionamento 13 sono atti ad azionare i mezzi sensori 10 a spostarsi rispetto al piano di lavoro 3.
Ad esempio, i mezzi di azionamento 13 comprendono un braccio snodato atto a movimentare i mezzi sensori rispetto al piano di lavoro 3 per inquadrare una determinata porzione del sottopiede S, al fine di rilevare il bordo perimetrale del sottopiede con la maggiore precisione possibile.
In una ulteriore forma realizzativa, i mezzi di azionamento 13 possono comprendere una coppia di guide lungo le quali i mezzi sensori 10 sono suscettibili di scorrere per movimentarsi lungo il piano di lavoro 3.
Secondo l’idea alla base della presente invenzione, inoltre, l’unità di controllo logico 9 è in comunicazione di dati con i mezzi sensori 10 per acquisire il segnale di posizione P ed è programmata per modificare il percorso operativo I che il raggio laser 7 deve eseguire sul sottopiede S, in accordo con l’informazione relativa alla posizione del bordo perimetrale del sottopiede S contenuta nel segnale di posizione P.
Più in dettaglio, il segnale di posizione P vantaggiosamente contiene la posizione del bordo perimetrale del sottopiede S codificata attraverso le coordinate di una prima pluralità di punti significativi A3.
Inoltre, il percorso operativo I memorizzato nel modulo di memoria 90 dell’unità di controllo logico 9 contiene al suo interno, oltre alle coordinate degli scassi A, anche le coordinate di un bordo perimetrale ideale di un sottopiede ideale da incidere.
In accordo con la forma realizzativa illustrata in figura 7, il bordo perimetrale ideale è vantaggiosamente codificato mediante una seconda pluralità di punti significativi A4, preferibilmente corrispondenti a quattro punti di tangenza virtuale tra il bordo perimetrare ideale del sottopiede S e una coppia di ganasce virtuali.
In modo analogo, come ad esempio indicati nelle figure 5 e 6, la prima pluralità di punti significativi A3 corrisponde vantaggiosamente alle coordinate di quattro punti di tangenza tra il bordo perimetrico del sottopiede S rilevato dai mezzi sensori 10 e la coppia di ganasce.
Vantaggiosamente, l’unità di controllo logico 9 è dotata di un modulo di calcolo 91 in comunicazione di dati con i mezzi sensori 10, con il modulo di memoria 90 e con il modulo di comando 92. Tale modulo di calcolo 91 è programmato per modificare il percorso operativo I in accordo con il segnale di posizione P per comandare i mezzi di guida ottica 8 a guidare il raggio laser 7 verso la posizione del sottopiede S rilevata dai mezzi sensori 10.
Operativamente, il modulo di calcolo 91 è programmato per confrontare le coordinate della prima pluralità di punti significativi A3 con le coordinate della seconda pluralità di punti significativi A4, calcolare un primo valore di scostamento della prima pluralità di punti significativi A3 dalla seconda pluralità di punti significativi A4 e modificare le coordinate degli scassi A contenute nel percorso operativo I in accordo con il primo valore di scostamento calcolato, per sovrapporre il percorso operativo I da incidere o tagliare all’esatta posizione in cui è disposto il sottopiede S.
Ad esempio, il primo valore di scostamento può indicare una traslazione e/o una rotazione del sottopiede S rilevato dai mezzi sensori 10 rispetto al sottopiede ideale contenuto nel percorso operativo I.
Inoltre, tale primo valore di scostamento può indicare anche una variazione di forma del sottopiede S rilevato rispetto al sottopiede ideale, ad esempio perché il sottopiede S è leggermente più grande o leggermente più piccolo del sottopiede ideale. In quest’ultimo caso, il modulo di calcolo 91 non solo modifica la posizione in cui è disposto il percorso operativo I, ma effettua anche una variazione di scala del percorso operativo I medesimo, per adattarlo alle dimensioni effettive del sottopiede S.
Vantaggiosamente, le coordinate degli scassi A contenute nel percorso operativo I sono fisse rispetto alla seconda pluralità di punti significativi A4, cioè sono fissate rispetto al bordo perimetrale ideale del sottopiede ideale.
In questo modo, quando il modulo di calcolo 91 modifica il percorso operativo I in accordo con il primo valore di scostamento, gli scassi A rimangono sempre centrati rispetto al sottopiede S dotato della forma e disposto nella posizione individuata dai mezzi sensori 10.
È da intendersi oggetto della presente invenzione anche la forma realizzativa cinematicamente equivalente, in cui l’unità di controllo logico è operativamente collegata con i primi mezzi di movimentazione dei supporti 4 per movimentare i supporti 4 rispetto al piano di lavoro 3 in accordo con il primo valore di scostamento calcolato dal modulo di calcolo 91 per centrare la posizione del sottopiede S con la posizione ideale del sottopiede ideale.
In quest’ultimo caso, vantaggiosamente, non è necessario modificare il percorso operativo I impostato nell’unità di controllo logico.
Vantaggiosamente, l’apparecchiatura 1 è in grado anche di convertire automaticamente misure bidimensionali del sottopiede S in misure tridimensionali.
Più in dettaglio, in accordo con una forma realizzativa preferenziale della presente invenzione, i mezzi sensori 10 sono inoltre atti a rilevare la forma tridimensionale del sottopiede S generando un corrispondente segnale di forma F contenente almeno un’informazione relativa alla forma tridimensionale del sottopiede S e l’unità di controllo logico 9 è vantaggiosamente programmata per modificare il percorso operativo I in accordo con l’informazione relativa alla forma tridimensionale del sottopiede S contenuta nel segnale di forma F.
Più in dettaglio, il segnale di forma F contiene vantaggiosamente le coordinate tridimensionali della prima pluralità di punti significativi A3 della forma tridimensionale del sottopiede S. In particolare, tali coordinate tridimensionali corrispondono alle coordinate bidimensionali del segnale di posizione P (indicative della posizione di ciascun punto significativo A3) e inoltre, comprendono una terza coordinata indicativa dell’altezza rispetto al piano di lavoro 3 del punto significativo A3 medesimo.
Vantaggiosamente, in questo modo, il segnale di forma F comprende anche il segnale di posizione P.
Operativamente, il modulo di calcolo 91 dell’unità di controllo logico 9 è programmato per modificare il percorso operativo I in accordo con il segnale di forma F per comandare i mezzi di guida ottica 8 della testa di incisione laser 5 a guidare il raggio laser 7 ad incidere il sottopiede S dotato della forma tridimensionale rilevata dai mezzi sensori 10.
Più in dettaglio, il modulo di calcolo 91 è programmato per confrontare le coordinate tridimensionali della prima pluralità di punti significativi A3 con le coordinate della seconda pluralità di punti significativi A4, le quali sono vantaggiosamente coordinate tridimensionali, calcolare un secondo valore di scostamento della prima pluralità di punti significativi A3 dalla seconda pluralità di punti significativi A4 e modificare le coordinate della seconda pluralità di punti significativi A4 contenuta nel percorso operativo I in accordo con il secondo valore di scostamento calcolato, per sovrapporre il percorso operativo I all’esatta forma tridimensionale del sottopiede S.
Vantaggiosamente, in questo modo, l’apparecchiatura 1 è in grado di incidere o tagliare il sottopiede S sempre nella posizione corretta, indipendentemente da errori di posizionamento del sottopiede S nei supporti 4 o da errori di forma che possono alterare la forma tridimensionale del sottopiede S medesimo.
In accordo con una prima forma di realizzazione, i mezzi sensori 10 comprendono un sensore ottico, in particolare un sensore laser atto a rilevare la forma tridimensionale del sottopiede S, generando il segnale di forma F.
Più in dettaglio, il sensore laser dei mezzi sensori 10 è un sensore laser a triangolazione che consente di effettuare misure a distanza ovvero misure senza contatto ed usura. Il sensore laser a triangolazione emette un primo fascio laser che colpisce il sottopiede S, da cui viene emesso un secondo fascio laser di luce riflessa che ritorna al sensore laser a triangolazione. Il sensore laser a triangolazione quindi calcola la distanza tra esso ed il sottopiede S utilizzando semplici calcoli trigonometrici, e attraverso questa distanza determina la forma tridimensionale del sottopiede S e genera il segnale di forma F. In accordo con una seconda forma di realizzazione, i mezzi sensori 10 comprendono un sensore ottico, in particolare una fotocamera e preferibilmente una smart camera atta a rilevare il bordo perimetrale del sottopiede S, generando il segnale di posizione P.
Più in dettaglio, la fotocamera acquisisce almeno una immagine del sottopiede S ed indentifica al suo interno i bordi perimetrali del sottopiede S mediante un programma di riconoscimento immagini.
Forma oggetto della presente invenzione anche un anche un metodo di funzionamento di un’apparecchiatura 1 per l’incisione laser di sottopiedi, in particolare del tipo sopra descritta, di cui si manterranno nel seguito i medesimi riferimenti per semplicità di esposizione.
Il metodo secondo la presente invenzione comprende una fase di predisposizione del sottopiede S sul piano di lavoro 3, e preferibilmente all’interno del supporto 4, in cui i primi mezzi di movimentazione movimentano le ganasce del supporto 4 in avvicinamento tra loro fino ad andare in appoggio al sottopiede S trattenendolo in posizione.
Il metodo comprende inoltre una fase di incisione o taglio laser del sottopiede S, in cui la testa di incisione laser 5 incide o taglia il sottopiede S lungo il percorso operativo I. Operativamente, in tale fase di incisione o taglio, i mezzi di guida ottica 8 della testa di incisione laser 5 dirigono il raggio laser 7 lungo il percorso operativo I.
Vantaggiosamente, inoltre, i secondi mezzi di movimentazione 12 movimentano la testa di incisione laser 5 (ad esempio lungo la prima e la seconda guida 121, 122) per posizionare la testa di incisione laser 5 in corrispondenza della zona del sottopiede S da incidere o tagliare, con il raggio laser 7 che colpisce il sottopiede S il più perpendicolarmente possibile. Inoltre, i primi mezzi di movimentazione dei supporti 4 preferibilmente ruotano il sottopiede S per predisporre la zona da incidere o tagliare sostanzialmente ortogonale rispetto alla testa di incisione laser 5.
In accordo con la forma realizzativa preferenziale illustrata nelle allegate figure da 1 a 4, in tale fase di incisione o taglio la testa di incisione laser 5 è suscettibile di essere movimentata in una pluralità di posizioni operative all’interno dell’area operativa O del piano di lavoro 3. Vantaggiosamente, la testa di incisione laser 5 è suscettibile di essere posizionata in corrispondenza di una qualsiasi posizione compresa l’interno dell’area operativa O, per poter essere posizionata in corrispondenza della zona del sottopiede S da incidere o tagliare.
In accordo con l’idea alla base della presente invenzione, il metodo di funzionamento, precedentemente alla fase di incisione o taglio, comprende almeno una prima fase di acquisizione, in cui i mezzi sensori 10 rilevano la posizione del bordo perimetrale del sottopiede S e generano il segnale di posizione P, preferibilmente contente le coordinate bidimensionali della prima pluralità di punti significativi A3.
Il metodo comprende quindi una prima fase di analisi del segnale di posizione P, in cui l’unità di controllo logico 9 confronta il segnale di posizione P con il percorso operativo I, calcola un primo valore di scostamento del bordo perimetrale del sottopiede S rispetto al percorso operativo I e modifica quest’ultimo in accordo con il primo valore di scostamento.
Più in dettaglio, in tale prima fase di analisi, il modulo di calcolo 91 confronta le coordinate della prima pluralità di punti significativi A3 contenute nel segnale di posizione P con le coordinate della seconda pluralità di punti significativi A4 contenute nel percorso operativo I. Conseguentemente, il modulo di calcolo 91 calcola il primo valore di scostamento della prima pluralità di punti significativi A3 rispetto alla seconda pluralità di punti significativi A4 e modifica le coordinate degli scassi A contenute nel percorso operativo I in accordo con il primo valore di scostamento calcolato, per sovrapporre il percorso operativo I da incidere o tagliare all’esatta posizione in cui è disposto il sottopiede S.
Inoltre, secondo l’invenzione, il metodo comprende una fase di centratura automatica della testa di incisione laser 5, in cui l’unità di controllo logico 9 dirige il raggio laser 7 verso il sottopiede S disposto nella posizione rilevata dai mezzi sensori 10, preferibilmente movimentando i mezzi di guida ottica 8 per dirigere il raggio laser 7 lungo il percorso operativo I modificato in accordo con il primo valore di scostamento. È da intendersi oggetto della presente invenzione anche la forma realizzativa cinematicamente equivalente, in cui l’unità di controllo logico 9 non modifica il percorso operativo I, ma piuttosto modifica la posizione del sottopiede S rispetto al piano operativo.
Più in dettaglio, in quest’ultima forma operativa, l’unità di controllo logico 9 è operativamente collegata con i primi mezzi di movimentazione dei supporti 4 e nella fase di centratura automatica movimenta i supporti 4 rispetto al piano di lavoro 3 in accordo con il primo valore di scostamento calcolato dal modulo di calcolo 91 per centrare la posizione del sottopiede S con la posizione ideale del sottopiede ideale.
In accordo con la forma realizzativa preferenziale dell’apparecchiatura 1, in cui i mezzi sensori 10 sono atti a rilevare la forma tridimensionale del sottopiede S, il metodo prevede vantaggiosamente che, nella prima fase di acquisizione, i mezzi sensori 10 rilevano la forma tridimensionale del sottopiede S e generano il segnale di forma F, preferibilmente contente le coordinate tridimensionali della prima pluralità di punti significativi A3.
Operativamente, in quest’ultima forma realizzativa, nella prima fase di analisi, l’unità di controllo logico 9 confronta il segnale di forma F con il percorso operativo I, calcola il secondo valore di scostamento della forma tridimensionale del sottopiede S rispetto al percorso operativo I e modifica quest’ultimo in accordo con tale secondo valore di scostamento.
Più in dettaglio, il modulo di calcolo 91 analizza il segnale di forma F e confronta le coordinate tridimensionali della prima pluralità di punti significativi A3 con le coordinate della seconda pluralità di punti significativi A4. Conseguentemente, calcola il secondo valore di scostamento e modifica le coordinate della seconda pluralità di punti significativi A4 contenuta nel percorso operativo I in accordo con il secondo valore di scostamento calcolato, per sovrapporre il percorso operativo I all’esatta forma tridimensionale del sottopiede S.
Vantaggiosamente, in questo modo il metodo di funzionamento dell’apparecchiatura per incisione laser permette di incidere o tagliare il sottopiede S sempre nell’esatta posizione, indipendentemente da errori di posizionamento del sottopiede S nel supporto 4 o da errori di forma che alterano la forma tridimensionale del sottopiede S medesimo. Vantaggiosamente, il metodo oggetto della presente invenzione comprende inoltre una seconda fase di acquisizione, successiva alla fase di incisione o taglio, in cui i mezzi sensori 10 rilevano la posizione delle incisioni o dei tagli realizzati sul sottopiede S per verificarne la conformità con il percorso operativo I, e generano un corrispondente segnale di controllo C.
In particolare, i mezzi sensori 10 rilevano la posizione e preferibilmente anche la forma tridimensionale degli scassi A incisi o tagliati nel sottopiede S e generano il segnale di controllo C contenente le coordinate di una terza pluralità di punti significativi, identificativi della posizione (e preferibilmente anche della forma tridimensionale) degli scassi A incisi o tagliati.
Più in dettaglio, con l’espressione “forma tridimensionale degli scassi A” si intende non solo la loro forma in pianta degli scassi A ma anche la loro profondità, ovvero la loro altezza rispetto al piano di lavoro 3. Vantaggiosamente, in questo modo, i mezzi sensori 10 rilevano anche se lo scasso A è un’incisione o un taglio passante attraverso tutto lo spessore del sottopiede.
Vantaggiosamente, il metodo comprende quindi una seconda una seconda fase di analisi, in cui l’unità di controllo logico 9 confronta il segnale di controllo C con il percorso operativo I, calcola un terzo valore di scostamento delle incisioni o tagli realizzati sul sottopiede S rispetto al percorso operativo I e confronta il terzo valore di scostamento con un valore di scostamento massimo accettabile, per verificare se le incisioni o tagli realizzati corrispondono o meno alla posizione ed alla forma tridimensionale desiderata.
Operativamente, il modulo di calcolo 91 analizza il segnale di controllo C e confronta le coordinate della terza pluralità di punti significativi con le coordinate della seconda pluralità di punti significativi A4 contenute nel percorso operativo I.
Conseguentemente, calcola il terzo valore di scostamento della quarta pluralità di punti significativi dalla seconda pluralità di punti significativi A4 e confronta tale terzo valore di scostamento con un valore di scostamento massimo accettabile e restituisce un segnale di errore nel caso in cui il terzo valore di scostamento così calcolato sia maggiore del valore di scostamento massimo accettabile.
Vantaggiosamente, in questo modo, il metodo di funzionamento permette di verificare la qualità degli scassi A realizzati dall’apparecchiatura 1 e permette di certificare la conformità degli scassi A realizzati con il percorso I desierato.
L’apparecchiatura 1 ed il suo metodo di funzionamento così concepiti raggiungono pertanto gli scopi prefissi.
In particolare, l’apparecchiatura 1 permette di incidere o tagliare un sottopiede S sempre nella corretta posizione, indipendentemente da errori di posizionamento o di forma del sottopiede S medesimo.
Vantaggiosamente, tale precisione si rispecchia anche nella calzatura ultimata, la quale è infatti costituita da elementi estremamente precisi, i quali sono perfettamente uniti tra loro e la calzatura ultimata risulta quindi esteticamente più apprezzabile e più comoda da indossare.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per l’incisione laser di sottopiedi, la quale comprende: - una struttura di supporto (2) destinata ad essere appoggiata al terreno; - un piano di lavoro (3) fissato a detta struttura di supporto (2) e sul quale è predisposto almeno un sottopiede (S) da incidere; - almeno una testa di incisione laser (5) atta ad incidere o tagliare detto sottopiede (S) e meccanicamente montata su detta struttura di supporto (2), la quale testa di incisione laser (5) è dotata di: - una sorgente laser (6) atta a generare un raggio laser (7) per incidere o tagliare detto sottopiede (S); - mezzi di guida ottica (8) di detto raggio laser (7) posti ad intercettazione di detto raggio laser (7) per dirigerlo su detto sottopiede (S); - una unità di controllo logico (9) operativamente collegata a detta testa di incisione laser (5) e programmata per azionare detta testa di incisione laser (5) ad incidere o tagliare detto sottopiede (S) lungo un percorso operativo (I) prestabilito; detta apparecchiatura essendo caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi sensori (10) associati a detta struttura di supporto (2) e rivolti verso detto piano di lavoro (3), i quali mezzi sensori (10) sono atti a rilevare almeno il bordo perimetrale di detto sottopiede (S) generando un corrispondente segnale di posizione (P) contenente almeno un’informazione relativa alla posizione del bordo perimetrale di detto sottopiede (S); detta unità di controllo logico (9) essendo in comunicazione di dati con detti mezzi sensori (10) ed essendo programmata per modificare detto percorso operativo (I) in accordo con l’informazione relativa alla posizione del bordo perimetrale di detto sottopiede (S) contenuta in detto segnale di posizione (P).
- 2. Apparecchiatura per l’incisione laser di sottopiedi secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta unità di controllo logico (9) è dotata di: - un modulo di memoria (90) in cui è memorizzato detto percorso operativo (I); - un modulo di comando (92) operativamente collegato ai mezzi di guida ottica (8) di detta testa di incisione laser (5) e programmato per comandare detti mezzi di guida ottica (8) a guidare detto raggio laser (7) ad incidere o tagliare detto sottopiede (S) lungo detto percorso operativo (I); - un modulo di calcolo (91) in comunicazione di dati con detti mezzi sensori (10), con detto modulo di memoria (90) e con detto modulo di comando (92), il quale modulo di calcolo (91) è programmato per modificare detto percorso operativo (I) in accordo con detto segnale di posizione (P) per comandare detti mezzi di guida ottica (8) a guidare detto raggio laser (7) verso la posizione di detto sottopiede (S) rilevata da detti mezzi sensori (10).
- 3. Apparecchiatura per l’incisione laser di sottopiedi secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti mezzi sensori (10) sono atti a rilevare la forma tridimensionale di detto sottopiede (S) generando un corrispondente segnale di forma (F); detta unità di controllo logico (9) essendo programmata per modificare detto percorso operativo (I) in accordo con l’informazione relativa alla forma tridimensionale di detto sottopiede (S) contenuta in detto segnale di forma (F).
- 4. Apparecchiatura per l’incisione laser di sottopiedi secondo le rivendicazioni 2 e 3, caratterizzata dal fatto che il modulo di calcolo (91) di detta unità di controllo logico (9) è programmato per modificare detto percorso operativo (I) in accordo con detto segnale di forma (F) per comandare detti mezzi di guida ottica (8) a guidare detto raggio laser (7) ad incidere o tagliare detto sottopiede (S) dotato della forma tridimensionale rilevata da detti mezzi sensori (10).
- 5. Apparecchiatura per l’incisione laser di sottopiedi secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detti mezzi sensori (10) comprendono un sensore ottico, in particolare un sensore laser atto a rilevare la forma tridimensionale di detto sottopiede (S).
- 6. Apparecchiatura per l’incisione laser di sottopiedi secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi sensori (10) comprendono un sensore ottico, in particolare una fotocamera atta a rilevare il bordo perimetrale di detto sottopiede (S).
- 7. Apparecchiatura per l’incisione laser di sottopiedi secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi di azionamento (13) atti ad azionare detti mezzi sensori (10) a spostarsi rispetto a detto piano di lavoro (3).
- 8. Metodo di funzionamento di un’apparecchiatura per l’incisione laser di sottopiedi secondo la rivendicazione 1, comprendente le seguenti fasi operative: - una fase di predisposizione di detto sottopiede (S) su detto piano di lavoro (3); - una fase di incisione o taglio laser di detto sottopiede (S), in cui detta testa di incisione laser (5) incide o taglia detto sottopiede (S) lungo detto percorso operativo (I); detto metodo di funzionamento essendo caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi operative: - una prima fase di acquisizione, in cui detti mezzi sensori (10) rilevano la posizione del bordo perimetrale di detto sottopiede (S) e generano detto segnale di posizione (P); - una prima fase di analisi di detto segnale di posizione (P), in cui detta unità di controllo logico (9) confronta detto segnale di posizione (P) con detto percorso operativo (I), calcola un primo valore di scostamento del bordo perimetrale di detto sottopiede (S) rispetto a detto percorso operativo (I) e modifica detto percorso operativo (I) in accordo con detto primo valore di scostamento; - una fase di centratura automatica di detta testa di incisione laser (5), in cui detta unità di controllo logico (9) dirige detto raggio laser (7) verso detto sottopiede (S) disposto nella posizione rilevata da detti mezzi sensori (10).
- 9. Metodo di funzionamento secondo la rivendicazione 8 di un’apparecchiatura per l’incisione laser di sottopiedi secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che: - in detta prima fase di acquisizione detti mezzi sensori (10) rilevano la forma tridimensionale di detto sottopiede (S) e generano detto segnale di forma (F); - in detta prima fase di analisi detta unità di controllo logico (9) confronta detto segnale di forma (F) con detto percorso operativo (I), calcola un secondo valore di scostamento della forma tridimensionale di detto sottopiede (S) rispetto detto percorso operativo (I) e modifica detto percorso operativo (I) in accordo con detto secondo valore di scostamento.
- 10. Metodo di funzionamento secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto di comprendere: - una seconda fase di acquisizione, successiva a detta fase di incisione o taglio, in cui detti mezzi sensori (10) rilevano la posizione di incisioni o tagli realizzati su detto sottopiede (S) e generano un segnale di controllo (C); - una seconda fase di analisi, in cui detta unità di controllo logico (9) confronta detto segnale di controllo (C) con detto percorso operativo (I), calcola un terzo valore di scostamento delle incisioni o tagli realizzati su detto sottopiede (S) rispetto a detto percorso operativo (I) e confronta detto terzo valore di scostamento con un valore di scostamento massimo accettabile.
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