ITBO940016A1 - Macchina per la lavorazione di pezzi in legno - Google Patents

Abstract

La macchina in oggetto presenta un piano di lavoro (3) composto da due semiparti (8, 9) uguali alimentabili con dei pezzi (1), secondo una direzione (F) parallela allo sviluppo dello stesso piano, da rispettive stazioni di alimentazione (4, 4a) indipendenti e collegate, all'estremità opposta, a corrispondenti stazioni di scarico (5, 5a) dei pezzi (1) prelevabili secondo una direzione (F1) sempre parallela allo sviluppo del piano (3); in corrispondenza del piano (3) è prevista una intelaiatura (6) composta da una coppia di portali fissi (10, 11) interposti tra rispettive estremità del piano di supporto (3) e le corrispondenti stazioni di alimentazioni e scarico (4, 4a, 5, 5a) e collegati superiormente tra loro da mezzi (12) di supporto paralleli e superiori al piano (3), mobili secondo almeno uno di due assi (X, Y) tra loro perpendicolari, e su cui è scorrevolmente disposta a sbalzo una unità operativa (7), mobile secondo l'altro asse (X, Y), così da permettere a quest'ultima una copertura totale della superficie definita dalle semiparti (8, 9) del piano (3) in modo tale da permettere una lavorazione dei pezzi (1) su una semiparte (8) in corrispondenza di un carico e/o scarico di pezzi (3) nella/dalla altra semiparte (9).(FIG. 1).

Description

D E S C R I Z I O N E

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo:

MACCHINA PER LA LAVORAZIONE DI PEZZI IN LEGNO.

Il presente trovato concerne una macchina per la lavorazione di pezzi in legno e simili, in particolare per le operazioni di foratura e/o fresatura degli stessi pezzi con utensili ad asse verticale, orizzontale od obliquo, denominata anche, nel gergo del settore, "centro di lavoro".

Tali macchine sono attualmente costituite da una intelaiatura portante comprendente un basamento supportante una tavola porta pezzi orizzontale su cui appunto vengono disposti i pezzi in legno da lavorare (qui come pezzi in legno vengono compresi tavole, spezzoni e pannelli di legno destinati alla riproduzione in serie di particolari per l'industria o l'arredamento). Tale tavola porta pezzi è attrezzata con elementi di battuta, mezzi accostatori e sistemi di riferimento opportunamente distribuiti e regolabili sulla stessa tavola in modo da permettere un corretto posizionamento dei pezzi sul piano.

L'intelaiatura comprende anche una struttura a ponte rigida, chiusa alle estremità, e sviluppantesi, con il proprio tratto longitudinale, al disopra della tavola porta pezzi; questo tratto longitudinale supporta a sbalzo una unità di lavoro scorrevole entro guide interne allo stesso tratto così da potersi muovere lungo due assi (X, Y) tra loro perpendicolari che permettono "l'esplorazione" di tutta la tavola di lavoro. Le note unità di lavoro comprendono solitamente una o più teste di lavoro che supportano uno od una pluralità di utensili ciascuna ad asse verticale, orizzontale od obliquo, i quali possono muoversi lungo gli stessi assi per ottenere la profondità di lavorazione sul pezzo in legno.

L'alimentazione ed il relativo scarico dei pezzi in legno sul tavolo porta pezzi viene effettuata, vista anche l'architettura a "ponte chiuso" della macchina, lungo una direzione trasversale o perpendicolare allo sviluppo longitudinale della macchina.

Questo tipo di movimentazione dei pezzi pone però un problema legato proprio a quelli che sono i tempi morti o, come vengono definiti nel gergo del settore, tempi non "mascherati". Quest'ultimo termine nasce dal fatto che il tempo non prettamente operativo icioè quello necessario, nel caso specifico di questa soluzione, al cambio pezzo) non viene di fatto quasi mai "coperto" da una contemporanea fase attiva degli utensili: questo fattore è maggiormente sentito proprio laddove si utilizzano macchine utensili dell'ultima generazione, a controllo numerico, nelle quali i tempi di lavoro impegnati dai gruppi utensile sono di gran lunga inferiori ai tempi di cambio pezzo. Questo significa che le attuali macchine presentanti tale tipo di alimentazione "trasversale" non possono oggettivamente lavorare in tempi mascherati proprio per una situazione di ingombri sul tavolo portapezzi che obbliga l'unità di lavoro a fermarsi per poter effettuare lo scarico dei pezzi lavorati ed il ricarico e posizionamento di nuovi pezzi da lavorare, in particolare modo quando la loro lunghezza occupa più del 50% del campo operativo della macchina.

Ulteriore inconveniente che le soluzioni attuali presentano è di tipo strutturale: si è notato infatti che la massa dell'unità operativa, spostandosi sulle guide e rispetto all’asse di inerzia del tratto longitudinale della struttura a ponte rigida, può creare degli effetti su quest'ultima di tipo torsionale e dinamico dovuti sia allo spostamento delia massa nella sua totalità che alla reazione dell'utensile in lavorazione; questi effetti quindi creano una certa instabilità della struttura con possibili effetti negativi sulla precisione di lavorazione.

Lo scopo del presente trovato è pertanto quello di eliminare gli inconvenienti ora menzionati realizzando una macchina per la lavorazione dei pezzi in legno compatta, precisa nelle lavorazioni, ad alta produttività e studiata per poter operare principalmente in tempi mascherati attraverso un alimentazione dei pezzi non già secondo una direzione trasversale alio sviluppo longitudinale della macchina, bensì anche secondo una direzione parallela allo stesso sviluppo longitudinale della macchina.

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sottoriportate ed i vantaggi dello stesso 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 figura 1 illustra la macchina per la lavorazione di pezzi in legno oggetto del presente trovato, in una vista in pianta dall'alto schematica con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre;

- la figura E illustra la zona operativa di lavorazione dei pezzi in legno della macchina oggetto del presente trovato, in una vista prospettica schematica con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre secondo una visuale opposta rispetto alla fig. 1;

- la figura 3 illustra una variante realizzativa di un particolare della macchina in oggetto, in una vista in pianta dall'alto schematica con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre.

Conformemente alle figure dei disegni allegati, e con particolare riferimento a figg. 1 e E, la macchina in oggetto, utilizzabile preferenzialmente per la lavorazione di foratura e/o fresatura di pezzi 1 in legno, realizza un centro di lavoro utilizzante utensili E ad asse verticale Z nel caso illustrato, ma può essere per altri tipi di lavorazioni ad asse obliquo od orizzontale, i quali comunque risultano mobili lungo detto asse per definire la profondità di lavorazione sul sottostante pannello.

Queste macchine comprendono un piano di supporto 3 dei pezzi 1 da lavorare a sviluppo orizzontale, il quale accoglie i pezzi 1 in arrivo da una stazione di entrata od alimentazione 4 degli stessi, mentre gli stessi pezzi sono prelevabili da una rispettiva stazione di uscita o scarico 5.

Al di sopra del piano di supporto 3 vi è una intelaiatura h supportante una unità operativa 7 composta solitamente da uno o più elettromandrini 23, di tipo noto, supportanti i suddetti utensili 2 e/o semplici mandrini per l'accoglimento di utensili a forare ed i relativi sistemi 24 di aspirazione. Questa unità operativa 7 è mobile secondo due assi X e Y tra loro perpendicolari e definenti un piano orizzontale parallelo al sottostante piano di supporto 3 cosi da coprirne tutta la superficie.

Nel caso illustrato il piano di lavoro 3 è suddiviso in due semiparti uguali, indicate con Θ e 9, che realizzano due linee di lavorazione-movimentazione indipendenti; ognuna di queste parti 8 e 9 è alimentabile con i pezzi i in legno, secondo una direzione F parallela rispetto allo sviluppo del piano 3, da rispettive stazioni di alimentazioni 4 e 4a indipendenti e risultano poi collegate, all'estremità opposta, a corrispondenti stazioni di scarico 5 e 5a dei pezzi 1 sempre prelevabili secondo una direzione FI sempre parallela allo sviluppo del piano 3. Come ben visibile in figura 1, vengono quindi realizzati due percorsi di entrata - lavorazione - liscita dei pezzi 1 in legno indipendenti e non interferenti l'uno con 11altro.

Sempre osservando le figure 1 e 2, è possibile notare che ognuna delle semiparti 8 e 9 in cui è suddiviso il piano 3, suddivisione realizzata tramite una parete verticale 20, è dotata di mezzi 13 di posizionamento dei pezzi 1 in arrivo in corrispondenza della propria zona centrale; tali mezzi 13, di tipo noto, sono costituiti da pareti SS di battuta e da accostatori 36 (solitamente di tipo pneumatico) distribuiti su ogni campo di lavoro definito dalle due semiparti. Oltre a ciò, vi sono anche dei mezzi 14 trasportatori-spintori (anch'essi di tipo noto, come ad esempio delle cinghie regolabili visibili in fig. 2) che permettono l'accesso e la rispettiva uscita dei pezzi i dalla corrispondente semiparte 8 e 9.

Le stazioni di alimentazione e di scarico 4, 4a, 5, 5a sono invece composte ognuna e preferenzialmente da un noto piano di trasporto 15 motorizzato posti, a coppie, una accanto all'altra e collegati senza soluzione di continuità con la relativa estremità della semiparte 8 e 9. Tutte le stazioni di alimentazione e scarico 4, 4a, 5, 5a sono altresì collegate con un corridoio di smistamento 16 dei pezzi 1 da lavorare o lavorati, disposto parallelamente alle stesse, e sviluppantesi in modo da collegare entrambe le zone in cui sono disposte le stazioni di alimentazione e di scarico 4. 4a, 5, 5a; in questo modo la macchina può essere collegata con altre stazioni di lavorazione dei pezzi 1.

Entrando più in dettaglio negli altri elementi costituenti la macchina, la suddetta intelaiatura 6 è composta da una coppia di portali fissi 10 e 11 contraffacciati ed interposti tra le rispettive estremità del piano di supporto 3 e le corrispondenti stazioni di alimentazioni e scarico A, Aa, 5. 5a.

Ognuno di questi portali 10 e 11 è disposto da bande opposte (con i relativi piedritti che lo compongono) alla rispettiva estremità del piano di lavoro 3 così da permettere il collegamento senza interferenza tra le due seminarti 8 e 9 in cui è suddiviso lo stesso piano, e le relative stazioni di alimentazione e scarico A, Aa, 5, 5a dei pezzi 1.

Sempre osservando le figure 1 e 3, è possibile vedere come i due portali 10 e 11 siano collegati superiormente tra loro da relativi mezzi 12 di supporto disposti superiormente al piano 3, i quali possono essere mobili secondo uno dei due suddetti assi X e Y tra loro perpendicolari (la possibilità di movimentazione secondo questi assi è funzione delle soluzioni adottate e meglio illustrate in seguito). Su tali mezzi 12 di supporto scorre, a sbalzo, l'unità operativa 7. la quale è mobile secondo l'altro asse, X o Y, in modo da operare una copertura totale della superficie definita dalle semiparti S e 9 del piano 3 e permettendo così una lavorazione dei pezzi 1 su una delle semiparti B o 9 mentre sull'altra semiparte vi è una corrispondente operazione di carico e/o scarico dei pezzi 3.

Più precisamente, una prima soluzione realizzativa dei mezzi 12 di supporto prevede (vedi figg. 1 e 2) di utilizzare una unica trave orizzontale 17 mobile lungo l'asse Y trasversale rispetto allo sviluppo del piano 3; su questa trave 17 scorre longitudinalmente, lungo l'asse X, l'unità operativa 7, la quale è accoppiata entro corrispondenti prime guide 18 presentate dalla trave 17. La trave 17, per poter traslare lungo l’asse Y. scorre sul tratto orizzontale superiore di ognuno dei portali 10 e 11, i quali a loro volta sono dotati, sul suddetto tratto orizzontale superiore, di seconde guide 19 di scorrimento orizzontale.

Una seconda soluzione realizzativa prevede (vedi fig. 3) l'utilizzo di una o più seconde travi orizzontali (qui a titolo esemplificativo ne è illustrata una indicata con 29), la quale risulta mobile lungo l'asse X parallelo rispetto allo sviluppo del piano 3 di lavoro attraverso il suo accoppiamento con -relative terze guide fisse 21 disposte parallele, da bande opposte alla stessa seconda trave, e supportate dai portali 10 e il. All'interno di di questa seconda trave 29 scorre una unità operativa 7, lungo il suddetto asse Y trasversale al piano 3, accoppiata entro corrispondenti quarte guide 22 presentate dalla seconda trave 19.

Questo tipo di macchina permette una lavorazione dei pezzi 1 nel seguente modo, partendo da una situazione in cui il piano di lavoro 3 presenta le suddette semiparti 8 e 9 già riempite di pezzi 1, posizionati e bloccati a battuta sulle stesse semiparti grazie alle dette pareti di battuta 25, mentre la prima trave 17 è posizionata in modo da risultare contraffeceiata alla semiparte B (qui si espone una situazione operativa riferita alla prima soluzione costruttiva descritta).

In questa situazione l'unità operativa 7 viene azionata e opera una lavorazione sui pezzi 1 della semiparte 8 scorrendo (vedi freccia X) lungo la prima trave 17 (cioè appunto l’asse X), mentre gli spostamenti lungo l'asse Y vengono coperti dalla traslazione di tutta la trave 17 e quelli lungo l’asse Z vengono realizzati tramite l’abbassamento e l'innalzamento lungo l’asse Z (vedi freccia Z di fig. 2).

Terminata la lavorazione su questa semiparte 8, la prima trave 17 trasla lungo l’asse Y per portare l’unità operativa 7 al disopra dell'altra semiparte 9 del piano ed ivi cominciare la lavorazione di questi pezzi 1 analogamente a quella effettuata precedentemente. Contemporaneamente a questa lavorazione sulla semiparte 9 viene effettuato lo scarico dei pezzi 1 lavorati dalla semiparte 8 verso la stazione di scarico 5, ed un relativo ricarico di pezzi 1 da lavorare in arrivo dalla stazione di alimentazione 4 (vedi freccia F).

In questo modo l'unità operativa 7 può, subito dopo aver terminato la lavorazione dei pezzi 1 sulla semiparte 9, riprendere la lavorazione di nuovi pezzi già posizionati sulla semiparte B senza tempi di attesa, attraverso una nuova traslazione della prima traversa 17. Naturalmente sulla semiparte 9 in cui i pezzi 1 sono già lavorati viene effettuato un analoga uscita degli stessi pezzi verso la stazione di scarico 5a ed un conseguente ricarico di pezzi 1 da lavorare dalla stazione di alimentazione 4a.

Analogamente nella seconda soluzione sopra descritta le operazioni effettuate sono pressoché le stesse, cambia soltanto la movimentazione che, sull'asse X, viene effettuata dalla seconda traversa 59 (scorrendo lungo le terze guide 21), mentre il movimento trasve!— sale lungo l'asse Y viene effettuato tramite la relativa unità operativa 7 inserite all'interno della seconda traversa 29 e scorrevole sulle quarte guide 22.

La soluzione di macchina utensile (foratrice o fresatrice) per pezzi in legno in oggetto permette quindi una notevole rapidità di lavorazione, mantenendo elevati standard di precisione, escludendo nel contempo tempi morti grazie alla particolare struttura del piano di lavoro.

Questa struttura infatti parte dall'idea di parailelizzare il lavoro sui pezzi attraverso la realizzazione di due linee iridipendenti di lavoro attuanti appunto carico, lavorazione e scarico senza interferire con l'altra e permettendo così una continua operatività dell’utensile, ovvero un "mascheramento" del tempo non operativo di uno dei due piani di lavoro. Tale struttura a linee parallele permette altresì di diminuire notevolmente gli ingombri globali della macchina, cosa che non poteva essere fatta nelle soluzione di tipo tradizionale.

La struttura a ponte che porta una o più unità operatrici è organizzata in modo da esplorare un campo di lavoro doppio rispetto alle dimensioni dei normali pannelli allo scopo di operare su uno dei semicampi (attuando così un moto pendolare del gruppo utensile), ma nel contempo risulta molto compatta in entrambe le soluzioni illustrate e tale da non comportare pericoli di tipo torsionale o di tipo dinamico.

A conferma della validità di tale soluzione è possibile effettuare su una macchina così struttura una lavorazione dei pezzi in legno su entrambe le superfici attraverso un "layout" di lavorazione ad anello (vedi frecce G tratteggiate in fig. i) in cui i pezzi lavorati una semiparte del piano di lavoro possono essere fatti uscire sulla relativa stazione di scarico, e ribaltati (tramite mezzi appositi qui non illustrati) direttamente sulla adiacente stazione di scarico dell’altra semiparte che a questo punto diventa una staziona di alimentazione per questi ultimi pezzi che così rientrano sulla semiparte adiacente e possono essere immediatamente lavorati sull'altra superficie senza sprechi di tempo e di spazio.

Un ulteriore aspetto decisamente interessante derivante dalla soluzione in oggetto è dato dalla possibilità di poter lavorare pezzi di qualunque dimensione, ed al limite lavorare tavole di ampia superficie e pari ad esempio alla somma delle superfici delle semiparti, anche se, in questo caso, non si agisce in tempo mascherato; la tavola di ampie dimensioni risulta perfettamente guidata, posizionata sul piano di lavoro e l’utensile è in grado di coprire tutta la sua superficie, il tutto senza la necessità di dover ricorrere a macchine speciali e fuori standard.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo. I-noltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (7)

1. R I V E N D I C A Z I O NI 1. Macchina per la lavorazione di pezzi in legno, in particolare per le operazioni di foratura e/o fresatura degli stessi pezzi (1) con utensili iS) disposti al disopra di un piano di supporto (3) a sviluppo orizzontale dei detti pezzi (1) da lavorare in arrivo da almeno una stazione di entrata od alimentazione (4) degli stessi e prelevabili da una rispettiva stazione di uscita o scarico (5) ed una intelaiatura ih) di supporto di una unità operativa (7), supportante i detti utensili (2), e mobile secondo due assi (X, Y) tra loro perpendicolari così da coprire tutta lo superficie di detto piano di supporto (3), caratterizzata dal fatto di presentare il detto piano di lavoro (3) composto da due semiparti (8, 9) uguali alimentabili con detti pezzi (1), secondo una direzione ÌF) parallela allo sviluppo dello stesso piano, da rispettive dette stazioni di alimentazioni (4, 4a) indipendenti e collegate, all'estremità opposta a corrispondenti stazioni di scarico (5, 5a> dei detti pezzi (1) prelevabili secondo una direzione (FI) sempre parallela a detto sviluppo di detto piano (3); dette stazioni di alimentazione e scarico (4. 4a, 5, 5a) essendo disposte a rispettive estremità delle stesse semiparti (8, 9) di detto piano (3) e dal fatto che detta intelaiatura (6) è composta da almeno una coppia di portali fissi (10, 11) interposti tra rispettive estremità di detto piano di supporto (3) e le corrispondenti dette stazioni di alimentazioni e scarico (4, 4a, 5, 5a> e collegati superiormente tra loro da mezzi (12) di supporto paralleli e superiori a detto piano <3), mobili secondo almeno uno dei due detti assi (X, Y) tra loro perpendicolari, e su cui è scorrevolmente disposta a sbalzo detta unità operativa (7), mobile secondo l'altro dei detti assi (Y, X), e così da permettere a quest'ultima una copertura totale della superficie definita dalle dette semiparti (8, 9) di detto piano (3) in modo tale da permettere una lavorazione di detti pezzi (1) su una detta semiparte (8) in corrispondenza di un carico e/o scarico di pezzi (3) in/dalla detta altra semiparte (9).
2. 2. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che ognuna di dette semiparti <8, 9) di detto piano (3) sono dotate di rispettivi mezzi (13) di posizionamento dei detti pezzi {1) in corrispondenza della zona centrale di ognuna di dette semiparti <8, 9) e di mezzi (14) trasportatori-spintori per l'accesso e la rispettiva uscita di detti pezzi (1) dalla relativa detta semiparte (8, 9).
3. 3. Macchina secondo la rivendicazione i, caratterizzata dal fatto che dette stazioni di alimentazione e di scarico (4, 4a, 5, 5a) sono composte ognuna da un piano di trasporto (15) motorizzato posti uno accanto all'altro e collegati senza soluzione di continuità con la relativa detta semiparte (8, 9); dette stazioni (4, 4a. 5, 5a) essendo altresì collegate con un corridoio di smistamento (16) di detti pezzi (1) da lavorare o lavorati, disposto parallelamente alle stesse, e collegante le dette stazioni di alimentazione e di scarico (4, 4a, 5, 5a).
4. 4. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che ognuno di detti portali <10, 11) è disposto da bande opposte alla rispettiva estremità di detto piano di lavoro (3) così da permettere il collegamento senza interferenza tra le dette semiparti (8, 9) e le relative dette stazioni di alimentazione e scarico (4, 4a, 5, 5a) di detti pezzi (1).
5. 5. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi (12) di supporto sono costituiti da una trave orizzontale (17), mobile lungo l’asse (Y) trasversale rispetto allo sviluppo di detto piano (3), e su cui scorre longitudinalmente, lungo detto asse (X), almeno una detta unità operativa (7) accoppiata entro corrispondenti prime guide (18) presentate dalla detta trave (17); detta trave (17) essendo collegata alle proprie estremità al rispettivo detto portale (10, li) dotato, sul tratto orizzontale superiore, di seconde guide (19) di scorrimento per la detta trave o~ rizzontale (17).
6. 6. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi (12) di supporto sono costituiti da almeno una seconda trave orizzontale (19), mobile lungo l'asse (X) parallelo rispetto allo sviluppo di detto piano (3) e tramite l'accoppiamento con relative terze guide fisse (21) disposte parallele e supportate da detti portali (10, li); entro detta seconda trave (19) scorre una detta unità operativa (7), lungo detto asse (Y) trasversale a detto piano (3), accoppiata entro corrispondenti quarte guide (22) presentate da detta seconda trave (19).
7. 7. Macchina secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.