ITMI970141U1

ITMI970141U1 - Dentatrice

Info

Publication number: ITMI970141U1
Application number: IT97MI000141U
Authority: IT
Inventors: Joachim Schuon
Original assignee: Liebherr Verzahntech Gmbh
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 1998-08-27
Also published as: US5839861A; FR2745212B3; FR2745212A3; IT236502Y1; DE29603668U1; PL182487B1; PL318687A1

Description

Descrizione del modello di utilità avente per titolo:

"DENTATRICE"

DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda una macchina utensile, in particolare macchina dentatrice con più motori di comando elettrici ciascuno per un rispettivo asse di spostamento della macchina e con di volta in volta un dispositivo di regolazione, previsto per ogni motore di comando e collegato ad una fonte di corrente continua che è alimentata da una rete, e pilotato da un apparecchio di regolazione a controllo numerico.

Tali macchine dentatrici sono note per esempio nella forma di macchine per la fresatura tangenziale e simili e servono a produrre ruote dentate.

La Figura 2 del disegno allegato mostra in modo schematico la struttura di una dentatrice. Al fine di una migliore comprensione dell'invenzione, è opportuno illustrare brevemente la struttura di questa macchina, dove il tecnico del ramo ha familiarità con dettagli qui non rappresentati della macchina, per cui si fa a meno di una descrizione esauriente. E' il caso di far notare che l'invenzione che verrà ancora descritta nel seguito non è limitata a questo tipo speciale di macchina dentatrice, e l’invenzione piuttosto può venire impiegata in tutte le macchine utensili che presentano gli aspetti peculiari precedentemente citati.

Conformemente alla Figura 2, su un bancale di macchina 2 è disposto un supporto 4 che è mobile in direzione della freccia X e che, su un lato rivolto verso una tavola di supporto del pezzo in lavorazione 6, porta una slitta di asse Z IO che può venire spostata verso l'alto e verso il basso nella direzione della freccia Z su una guida accennata in Figura 2. Sulla slitta di asse Z si trova una parte girevole 14 e su questa è disposto un gruppo di azionamento rotativo 16 per l'utensile 18. La parte girevole 14 può venire fatta ruotare nella direzione della freccia A. La direzione di lavoro del gruppo di azionamento rotativo 16 è indicata mediante la freccia B. L'utensile può venire spostato mediante un motore di comando ad esso associato nella direzione della freccia V.

Nella parte alta sul supporto 4 si trova una cassetta dei comandi 12 che contiene l'alimentazione di corrente elettrica e i circuiti elettronici per l'alimentazione e il comando dei motori di comando qui non meglio rappresentati, che danno luogo al movimento secondo i diversi assi di spostamento X, Z...

Sulla tavola di supporto del pezzo in lavorazione 6, si trova un supporto del pezzo in lavorazione 8 che può venire fatto ruotare corrispondentemente alla freccia C da un motore di comando non rappresentato.

La modalità di lavoro di una tale dentatrice è di per sé nota. Un pezzo di lavorazione trattenuto sul supporto del pezzo in lavorazione viene lavorato dall'utensile 18, dove almeno uno dei motori di comando per i diversi assi di posizionamento contenuti nella dentatrice si trova in funzione.

Nel caso di una mancanza di tensione di rete, tutti i motori di comando che si trovano in funzione pervengono, dopo un tempo di arresto graduale relativamente breve, alla fermata completa. In questo stato, l'utensile si trova in contatto con il pezzo in lavorazione. Quando successivamente la tensione di rete è di nuovo pienamente disponibile, in questa situazione la dentatrice si avvierebbe in uno stato non definito. In questo caso però lo stato della macchina, in particolare lo stato di contatto tra l'utensile e il pezzo in lavorazione, non è definito perché, a seconda del carico che agisce sul motore di comando di volta in volta considerato, questo motore di comando nel caso di una mancanza di tensione di rete perviene più o meno rapidamente alla fermata totale. L'avviamento della macchina da uno stato non definito non è però possibile nella pratica senza che si pervenga a errori nel lavoro di dentatura; questo perché durante la mancanza di tensione di rete i motori di comando interessati non solo sono pervenuti alla fermata totale in una maniera non definita, ma per di più anche nel successivo avviamento di questi motori di comando essi lavorano contro un carico non definito.

Alla base dell'invenzione vi è il compito di indicare una dentatrice del tipo citato più su che anche nel caso di una caduta significativa della tensione di rete o di una totale mancanza della tensione di rete garantisca successivamente una prosecuzione precisa del lavoro di dentatura.

Questo compito viene assolto in una macchina utensile, in particolare in una dentatrice, del tipo citato più su mediante un dispositivo di sorveglianza che rileva una caduta significativa della tensione di rete e fornisce un segnale corrispondente all'apparecchio di regolazione, e da un dispositivo di alimentazione elettrica di emergenza che, per una caduta della tensione di rete, alimenta almeno uno dei dispositivi di regolazione con una quantità di energia elettrica tale che sia possibile un arresto controllato del motore di comando che corrisponde a questo dispositivo di regolazione.

E' opportuno che tutti i dispositivi di regolazione per gli assi di spostamento che partecipano alla cosiddetta trasmissione elettronica siano accoppiati con il dispositivo di alimentazione elettrica di emergenza in modo che tutti i motori di comando degli assi di spostamento che si trovano in funzione al momento della caduta di tensione di rete o della mancanza di tensione di rete possano venire arrestati in modo controllato e più tardi possano venire fatti proseguire nel movimento con un punto di applicazione definito. Tuttavia nel quadro dell'invenzione è compreso che, quando viene alimentato solo un regolatore o solo una parte di tutti i regolatori dal dispositivo di alimentazione elettrica di emergenza, questo provvedimento sia sufficiente per interrompere in modo definito il procedimento di lavorazione con rimozione di truciolo e per proseguire di nuovo più avanti.

In una forma di realizzazione particolare e protetta in modo autonomo, è previsto quanto segue: il dispositivo di alimentazione elettrica di emergenza presenta un motore con un volano supportato sul suo albero, e il motore è regolato dall’apparecchio di regolazione.

Una realizzazione di questo tipo del dispositivo di alimentazione elettrica di emergenza è vantaggiosa per il fatto che il motore può venire realizzato in modo simile ai singoli motori di comando per gli assi di spostamento e per il fatto che inoltre è possibile prevedere per questo motore un dispositivo di regolazione simile a quello che è presente per i singoli motori di comando degli assi di spostamento.

Durante il funzionamento, il motore del dispositivo di alimentazione elettrica di emergenza viene portato ad un numero di giri nominale determinato. A questo numero di giri nominale, nel volano disposto sull'albero di uscita del motore è accumulata la seguente energia:

Se ora il dispositivo di sorveglianza determina che la tensione di rete si è ridotta in maniera significativa, cioè in misura superiore ad un determinato valore di soglia, esso fornisce all’apparecchio di regolazione un segnale corrispondente. L’apparecchio di regolazione pilota allora il motore del dispositivo di alimentazione elettrica di emergenza in modo tale che il motore lavori nel modo di funzionamento come generatore, cioè venga frenato. In questo modo, dell'energia accumulata nel volano e nel rotore del motore una parte viene convertita di nuovo in energia elettrica. Questa energia elettrica viene messa a disposizione per uno o più dispositivi di regolazione di uno o rispettivamente più motori di comando della dentatrice. In una configurazione particolare dell'invenzione è previsto quanto segue: la fonte di corrente continua è un circuito intermedio in corrente continua di un convertitore statico di frequenza, e sia i dispositivi di regolazione dei motori di comando per gli assi di spostamento come pure il motore del dispositivo di alimentazione elettrica di emergenza sono collegati al circuito intermedio in corrente continua.

Il motore del dispositivo di alimentazione elettrica di emergenza può essere realizzato come motore in corrente continua. In questo caso, è sufficiente un semplice circuito elettronico per la conversione del motore nel funzionamento come generatore quando all’apparecchio di regolazione viene comunicata una caduta della tensione di rete. In una forma preferenziale di esecuzione, per quanto riguarda il motore del dispositivo di alimentazione elettrica di emergenza si tratta di un motore in corrente alternata. Questo motore può venire comandato, allo stesso modo dei motori di comando per i singoli assi di spostamento, da un dispositivo di regolazione realizzato in modo simile. A questo scopo al motore del dispositivo di alimentazione elettrica di emergenza è associato un dispositivo raddrizzatore e di regolazione. Nel funzionamento normale della macchina utensile, l’apparecchio di regolazione provvede innanzitutto affinché il dispositivo raddrizzatore e di regolazione riceva segnali di comando adatti per far sì che il motore e il volano che ruota con esso raggiungano un numero di giri nominale prestabilito e mantengano questo numero di giri nominale.

Se all’apparecchio di regolazione viene segnalata una caduta significativa di tensione di rete, l’apparecchio di regolazione fornisce al dispositivo raddrizzatore e di regolazione segnali di comando tali da provvedere ad un funzionamento del motore come generatore. In questo modo, il motore, e con esso il volano, viene frenato. L'energia di frenata diventa disponibile nella forma di energia elettrica. Il regolatore / convertitore di tensione converte questa energia in corrente alternata in una corrente continua che viene accoppiata al circuito intermedio in corrente continua e in questo modo viene messa a disposizione per uno, più o anche per tutti i dispositivi di regolazione dei singoli motori di comando. In questo modo per esempio il motore di comando per la rotazione dell'attrezzo, dopo il sollevamento dell'attrezzo dal pezzo in lavorazione, può venire portato a fermarsi in modo definito.

Quando poi, dopo che è di nuovo disponibile la tensione di rete, la macchina utensile viene di nuovo avviata, questo avviamento viene effettuato a partire da uno stato di inizio definito, in modo tale che tutto il lavoro di rimozione di truciolo decorre in una maniera controllata e senza sospensioni.

Nel seguito viene illustrato con maggior precisione un esempio di esecuzione dell'invenzione sulla base dei disegni. Nelle figure:

la Figura 1 mostra una rappresentazione schematica di un dispositivo elettronico di comando per una dentatrice con dispositivo di alimentazione elettrica di emergenza e

la Figura 2 mostra una vista schematica in prospettiva di una dentatrice come esempio di una macchina utensile a controllo numerico nella quale viene applicata la presente invenzione.

La struttura della dentatrice mostrata in Figura 2 è stata già illustrata più su. La Figura 1 mostra l’apparecchio di regolazione 30 (CNC) inserito nella scatola di comandi 12 in Figura 2, apparecchio di regolazione che pilota il decorso di tutti i comandi delle dentatrici sulla Figura 2.

Da una rete 20 in corrente alternata trifasica, il circuito raddrizzatore 22 riceve corrente alternata. Questa corrente alternata viene convertita dal circuito raddrizzatore 22 in una corrente continua che viene messa a disposizione in maniera di per sé nota mediante un cosiddetto circuito intermedio in corrente continua 24. Al circuito intermedio in corrente continua 24 mostrato in Figura 1 sono collegati più dispositivi di regolazione con struttura di tipo modulare. Questi regolatori lavorano in una maniera di per sé nota, di modo che si fa a meno di fornire dettagli più precisi. Il funzionamento dei dispositivi di regolazione è di volta in volta accennato mediante il simbolo di un tiristore. Per esempio, è previsto un dispositivo di regolazione 26B per un motore di comando 28 che a sua volta è previsto per l'asse di spostamento B. Questo è accennato nel simbolo del motore mediante le lettere M e B. In modo simile, ad un motore 28 per l'asse di spostamento C è associato un regolatore 26C. Per gli ulteriori assi di spostamento X, Z e V sono previsti dispositivi di regolazione 26X, 26Z e rispettivamente 26V.

I singoli dispositivi di regolazione 26B, 26C... ricevono energia dal circuito intermedio in corrente continua 24 per far funzionare i motori 28 corrispondenti in funzione dei segnali di comando che vengono fomiti dall’apparecchio di regolazione 30 e portati attraverso un conduttore LI ai singoli dispositivi di regolazione 26B, 26C.... Il conduttore di comando LI è un bus di comando di azionamento a più fili, dove qui mediante il "5" si vuole accennare al fatto che attraverso il bus di comando LI vengono pilotati 5 dispositivi di regolazione. All’apparecchio di regolazione 30 può essere collegato un monitor 44 in modo tale che il personale di servizio possa leggere informazioni sullo stato della macchina.

Al circuito raddrizzatore 22 è associato un rivelatore di caduta di tensione di rete 42. Questo rivelatore di caduta di tensione di rete 42 è un circuito di rilevamento della tensione, dove a questo circuito stesso è associato un emettitore di valore di soglia oppure un tale emettitore del valore di soglia è realizzato all'interno dell’apparecchio di regolazione 30. Il segnale fornito dal rivelatore di tensione 42 all’ apparecchio di regolazione 30 attraverso un conduttore di segnale L2 mette l’apparecchio di regolazione 30 in ogni caso in grado di segnalare una caduta significativa di tensione di rete (questo include anche una completa mancanza di tensione di rete). In un tale caso l’apparecchio di regolazione 30 attraverso il conduttore di segnale L3 fornisce un segnale di comando ad un dispositivo raddrizzatore e di regolazione 40.

Questo dispositivo raddrizzatore e di regolazione 40 si trova in un conduttore 32 che collega un motore 34 con il circuito intermedio in corrente continua 20. Il motore in corrente alternata 34 viene pilotato dal dispositivo raddrizzatore e di regolazione all'inizio del funzionamento della macchina mostrata in Figura 2 in modo tale che il motore 34 venga portato ad un numero di giri nominale prestabilito. In questo modo, anche un volano 36 ruota a questo numero di giri nominale. Il volano 36 è disposto sull'albero di uscita 38 del motore in corrente alternata 34.

Quando ora l’apparecchio di regolazione 30 determina una caduta significativa di tensione di rete, esso, attraverso la linea L3, fornisce al dispositivo raddrizzatore e di regolazione 40 un segnale per cui il motore viene messo in funzionamento di generatore. Questo significa che il motore agisce da freno per la massa inerziale che è formata dalla massa inerziale del volano 36 e dalla massa inerziale del rotore del motore qui non meglio rappresentato. Questa energia di frenata nel funzionamento come generatore viene convertita dal dispositivo raddrizzatore e di regolazione 40 in una corrente continua che viene immessa nel circuito intermedio in corrente continua 24.

Durante il funzionamento come generatore del motore 34, dunque, nonostante la caduta di tensione di rete o la mancanza di tensione di rete nel circuito intermedio in corrente continua 24 è disponibile una corrente continua che viene assorbita per esempio dal dispositivo di regolazione 26B per far funzionare il corrispondente motore (MB) 28 in modo tale che questo porti l'asse di spostamento B corrispondente in uno stato di riposo definito. Inoltre per esempio il dispositivo di regolazione 26X può pilotare il motore di comando per il supporto 4 mostrato in Figura 2 in modo tale che il supporto 4 venga riportato indietro dalla tavola di supporto del pezzo in lavorazione 6.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Macchina utensile, in particolare macchina dentatrice con più motori di comando elettrici (28) ciascuno per un rispettivo asse di spostamento (B, Z, V...) della macchina e con di volta in volta un dispositivo di regolazione (26B, 26Z...), previsto per ogni motore di comando e collegato ad una fonte di corrente continua che è alimentata da una rete (20) e pilotato da un apparecchio di regolazione a controllo numerico (30), caratterizzata da un dispositivo di sorveglianza (42) che rileva una caduta significativa della tensione di rete e fornisce un segnale corrispondente all'apparecchio di regolazione (30), e da un dispositivo di alimentazione elettrica di emergenza (32, 34, 38) che, per una caduta significativa della tensione di rete, alimenta almeno uno dei dispositivi di regolazione (26B, 26Z.„) con una quantità di energia elettrica tale che sia possibile un arresto controllato del motore di comando che corrisponde a questo dispositivo di regolazione.
2. Macchina utensile secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che il dispositivo di alimentazione elettrica di emergenza presenta un motore (34) con un volano (36) supportato sul suo albero (38), e il motore (34) è regolato dall'apparecchio di regolazione (30).
3. Macchina utensile secondo la rivendicazione 1 o 2 caratterizzata dal fatto che la fonte di corrente continua è un circuito intermedio in corrente continua (24) di un convertitore statico di frequenza (22, 24, 26), e sia i dispositivi di regolazione (36B...) dei motori di comando (28) per gli assi di spostamento come pure il motore (34) del dispositivo di alimentazione elettrica di emergenza sono collegati al circuito intermedio in corrente continua (24).
4. Macchina utensile secondo la rivendicazione 3 caratterizzata dal fatto che il motore del dispositivo di alimentazione elettrica di emergenza è realizzato come motore in corrente continua.
5. Macchina utensile secondo la rivendicazione 2 o 3 caratterizzata dal fatto che il motore (34) del dispositivo di alimentazione elettrica di emergenza è realizzato come motore in corrente alternata al quale è associato un dispositivo raddrizzatore e di regolazione (40) che dall’apparecchio di regolazione (30) riceve - da una parte segnali di comando per il raggiungimento e il mantenimento di un numero di giri nominale prestabilito, - d’altra parte - in caso di mancanza di tensione di rete - segnali di regolazione per far funzionare il motore (34) nel funzionamento come generatore e per l’alimentazione dell'energia elettrica ottenuta in questo modo nel circuito intermedio in corrente continua (24).