CH673006A5

CH673006A5 -

Info

Publication number: CH673006A5
Application number: CH2868/87A
Authority: CH
Inventors: Elis Mantovani
Original assignee: Tecnodelta Sa
Priority date: 1987-07-27
Filing date: 1987-07-27
Publication date: 1990-01-31
Also published as: DE3751988T2; EP0301152B1; JPS6434641A; US4793039A; DE3751988D1; ATE147001T1; EP0301152A2; EP0301152A3

Description

DESCRIZIONE

Sono note macchine cosidette «transfert», rotative, comprendenti un tavolo girevole intermittentemente intorno ad un asse verticale od orizzontale, portante in prossimità della periferia, a distianze angolari uguali, una pluralità di pinze autocentranti che afferrano i pezzi da lavorare. Una incastellatura disposta alla periferia di detto tavolo portapinze porta mandrini costituenti le unità operatrici.

Ad ogni spostamento angolare del tavolo portapinze, cioè ad ogni punto stazionante o «stazione» i vari pezzi da lavorare subiscono una fase di lavoro, per cui ciascun pezzo, ad ogni giro completo del tavolo portapinze, subisce tutte le fasi di lavoro e viene espulso finito.

La parola «transfert» sta appunto ad indicare il transferimento di un pezzo in lavorazione da una stazione all'altra per realizzare una determinata successione di fasi di lavoro secondo un preciso schema o ciclo di lavoro.

Queste macchine note presentano gli inconvenienti. Ad esempio dovendo lavorare, sulle due estremità, un pezzo di forma allungata che viene afferrato dalle pinze autocentranti ad un estremo, non è possibile assicurare una perfetta lavorazione delle due estremità in quanto un estremo non è guidato o comunque tenuto con scarsa rigidità per l'eccessiva distanza dal punto di fissaggio, quindi risulta soggetto a vibrazioni e non concentrico.

Inoltre dovendo passare dalla produzione di un pezzo ad un altro, le macchine note richiedono, per la messa a punto delle singole stazioni, per il cambio delle pinze e degli utensili, operatori altamente specializzati e per un lungo tempo.

La costruzione delle macchine note è tale che le parti mobili, costituenti il tavolo portapinze, il comando delle unità operatrici ed i mandrini, costituiscono un insieme di parecchi pezzi e di notevole massa; per cui le forti accelaerazioni devono essere evitate per non compromettere la precisione e la durata stessa della macchina, con conseguente notevole riduzione dei ritmi di lavoro e quindi della produttività.

Infine i cinematismi delle macchine note impongono di lavorare facendo circolare dell'olio da taglio, quale refrigerante per gli utensili e lubrificante per le varie parti mobili della macchina, per cui non si possono effettuare per esempio, operazioni di rettifica o di saldatura o certi montaggi, o comunque sorgono problemi quali:

— igiene del lavoro per allergia su taluni operatori;

— incidenza sui costi di produzione per l'elevato costo degli oli stessi;

— danno ambientale dovuto all'elevato inquinamento provocato da detti oli.

Questi ed altri inconvenienti vengono completamente eliminati, secondo la presente invenzione, che ha per oggetto una macchina automatica transfert, a tavolo portapinze ruotante intermittentemente, integrata con programma di ordinatore e comandata elettronicamente, permettente di eseguire con elevata produttività, con precisione diverse operazioni simultanee — lavorazioni, saldature, montaggi, marcature, trattamenti, controlli dimensionali e funzionali, ecc. — su diversi punti del pez-5 zo col concorso di parti mobili. La macchina in oggetto è caratterizzata dalla parte caratterizzante della rivendicazione 1.

L'innovativa costruzione della macchina in oggetto, le conferisce, quelle caratteristiche statiche, dinamiche, dimensionali e d'uso — rapida sostituzione, con la massima precisione assia-ìo le e radiale, del tavolo portapinze con altro avente funzione o dimensioni diverse — e, unitamente alle vaste possibilità di assegnare il moto di lavoro ed i relativi parametri di velocità al pezzo o all'utensile o ad entrambi e la libera scelta delle direzioni di lavoro, consentendo la razionale applicazione di tecnolo-15 gie normalmente non adatte alle macchine transfert note o addirittura lo sviluppo di nuove tecnologie inedite.

I disegni allegati rappresentano una preferita forma non limitativa di realizzazione della macchina secondo la presente invenzione.

20 — La fig. 1 rappresenta la sezione trasversale assiale della macchina.

— La fig. la rappresenta in sezione un particolare degli organi di guida dell'anello porta tavolo.

— La fig. Ib rappresenta in sezione un particolare della 25 gabbia a sfere del cuscinetto combinato assiale-radiale.

— La fig. 2 rappresenta una vista in pianta parziale dell'insieme costituito dal supporto base, dal tavolo portapinze, dalle unità operatrici e dal comando camme.

— La fig. 2a rappresenta un'asse dinamico costituito da un 30 eletromandrino, in vista frontale, e dalla sua guida, in sezione.

— La fig. 3 è uno schema degli organi meccanici che comandano la rotazione del tavolo portapinze, il posizionamento ed i gruppi porta camme.

— La fig. 4 rappresenta il meccanismo di comando per la 35 vite senza fine globoidale azionante la rotazione del tavolo porta pinze.

— La fig. 5 rappresenta schematicamente in sezione un particolare di alcune forme, più significative, di esecuzione del tavolo portapinze.

40 — La fig. 6 rappresenta in sezione una pinza rotante a comando centrale.

— La fig. 7 rappresenta alcuni cicli di lavoro relativi a pezzi tipici producibili con la macchina in oggetto.

Si descrive ora detta preferita forma non limitativa né vin-45 colativa di realizzazione della macchina in oggetto con tavolo portapinze a sette posizioni.

Con riferimento alla fig. 1, la macchina comprende il tavolo portapinze 24 rotante angolarmente ad intermittenza alla cui periferia sono disposti sette gruppi portapinze 23 (fig. 1 o fig. so 6) che possono essere dotati di un proprio moto rotatorio attorno al proprio asse impartito da un unico motore elettrico asincrono centrale ad alta frequenza, oppure impartito da altrettanti piccoli motori elettrici asincroni, uno per ogni portapinza, anch'essi ad alta frequenza.

55 Detto tavolo portapinze 24 (fig. 1) è inserito normalmente nell'anello portatavolo 3 (fig. la), a sua volta contenuto nelle semipiastre 1' e 1" (fig. 1) e guidato dagli organi di guida 2 e 4 (fig. la), per consentire la rapida sostituzione del tavolo stesso con altro avente altra funzione o dimensione.

60 Gli organi di guida (fig. la) sono costituiti da due cuscinetti a sfere di grande precisione 2 e 4, le cui piste di rotolamento 2 vengono inserite nelle semipiastre 1' e 1" (fig. 1), forzate con notevole interferenza, quindi rettificate dopo l'assemblaggio di dette semipiastre costituenti il supporto anulare 1 (fig. 1), sul 65 quale vengono fissate le unità operatrici 6 (fig. 1 e fig. 2), in modo da ottenere i migliori valori di curvatura e planarità possibili. Gli elementi volventi 4 (fig. la) sono costituiti dalle due gabbie porta sfere 4' (fig. lb) e da migliaia di sfere 4' ' (fig. lb);

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con la loro azione combinata, assiale e radiale, e le tolleranze di montaggio dell'anello porta tavolo 3 (fig. 1 e fig. la), rotante e posizionabile, che prevedono 0, 005 0,007 mm di interferenza — o precarico dei cuscinetti-, assicurano altissima precisione e grande rigidità fflêcôâfliûâ-stâtiûâ s dinamica. La disposizione delle sfere 4' ' (fig. lb) nella gabbia porta sfere 4' è tale da consentire elevata capacità di carico ed usura praticamente nulla in quanto:

— le sfere 4' ' che agiscono radialmente sono poste vicinissime, per raggiungere il massimo numero possibile, e secondo un'elica a diversi principi, per cui ogni sfera rotola lungo una sua circonferenza a distanza di pochi centesimi di millimetro dalla più vicina;

— le sfere 4' ' agiscono assialmente, a differenza di quelle agenti radialmente, ma per ottenere le stesse condizioni di lavoro, sono poste secondo una spirale a diversi principi;

— il diametro delle piste di rotolamento 2, 3 (fig. la), sia assiali che radiali, è scelto in modo che il corrispondente valore numerico sia un numero primo, ottenendo così che ogni sfera ritorni sugli stessi punti di stazionamento dopo avere compiuto diverse migliaia di giri completi.

Le due guarnizioni 5 (fig. la) hanno la funzione di proteggere i cuscinetti 4 e le viti globoidali 17, 18 (fig. 3) impedendo che particelle metalliche e polveri abrasive possano raggiungere dette delicate parti meccaniche, fondamentali per il funzionamento e per la precisione della macchina; la loro forma geometrica consente di rimuoverle dalla sede e di sostituirle senza smontare altre parti.

L'anello porta tavolo 3 (fig. la e fig. 3), contenuto nel supporto base anulare 1 (fig. 1) è l'elemento intermediario che assume le importanti funzioni di rotazione e di posizionamento del tavolo portapinze 24 (a^-m. figg. 1 e 5) per trasferirle al tavolo stesso, consentendo la rapida sostituibilità di detto tavolo con altro avente funzione o dimensioni diverse senza compromettere la funzionalità, la dinamicità e la precisione; per ottenere ciò le operazioni di finitura delle sedi contenenti il tavolo vengono effettuate a montaggio ultimato, permettendo strettissime tolleranze di forma, non superiori a 0,0015 mm. e di quota inferiori a 0,002 mm come valore totale.

Il meccanismo a viti senza fine globoidali 17, 18 (fig. 3) attuante la rotazione angolare ed il posizionamento del tavolo portapinze 24, unitamente alle due semipiastre Y, 1" (fig. 1) determinano la compattezza e la stabilità della macchina — tutte le forze che si sviluppano durante il funzionamento si chiudono annullandosi sulle semipiastre 1, 1' — e da ciò deriva la possibilità di ottimalizzare le lavorazioni in quanto anche le unità operatrici 6 (fig. 1 e fig. 2) fissate al supporto base anulare 1 (fig. 1) risultano compatte e quindi gli utensili fissati alle unità mandrino 11 (figg. 1, 2, 2a) raggiungono i pezzi in lavoro (fig. 6) trattenuti nelle pinze 23 nel migliore dei modi, con il minimo sbalzo, e la massima rigidità a tutto vantaggio della qualità di lavorazione e durata degli utensili. La rotazione angolare dell'anello porta tavolo 3 solidate nella rotazione al tavolo portapinze 24 (fig. la e 3), è perciò ottenuta per mezzo della vite globoidale 17 (fig. 3) situata tra le due semipiastre anulari 1' e 1' ' (fig. 1), azionata a sua volta dal, sistema a croce di malta (21, fig. 4) e ruotismi (20, 22 fig. 4) che è fissato all'anello 7 (fig. 1) e, tramite un motore asincrono a frequenza variablile il doppio ingranaggio 16' (fig. 4) aziona le ruote dentate 9 (figg. 1, 3, 4), che scorrono sui cuscinetti 10 (fig. 1), volventi sulle piste formate dall'unione degli anelli 8, 8' (fig. 1).

L'albero eccentrico, mosso con la croce di malta 21 dall'ingranaggio 16' (fig. 4) impone la corsa, secondo una funzione sinusoidale, che la vite globoidale 17 (fig. 3) deve fare compiere all'anello porta tavolo 3, (fig. la) e di conseguenza al tavolo portapinze 24. La vite globoidale 17 (fig. 3) riceve il movimento imposto dal sistema a croce di malta 21 (fig. 4) tramite il moltiplicatore 20 e la trasmissione 22. Dal medesimo gruppo di comando (fig.

4), che porta anche le camme per l'azionamento dell'unità di caricamento ed espulsione dei pezzi dalla macchina, tramite apposita camma a doppio effetto viene impartito il comando alla vite globoidale 18 (fig. 3), la quale fulcrata al perno semi-sferi-

s co 19 (fig. 4) e funzionante similmente ad una leva effettua il posizionamento dell'anello porta tavolo 3 (fig. la) in perfetto sincronismo con la rotazione del tavolo portapinze 24 ed a 4- m (fig. 5) e delle diverse unità operatrici 6 (fig. 1 e 2). A comandare le unità operatrici provvedono i gruppi porta camme 16 io (fig. 2 mossi in perfetto sincronismo con le altre funzioni dalle ruote dentate 9 (fig. 1, 3 e 4) che comandano gli avanzamenti di lavoro delle unità mandrino o porta utensile tramite cinemati-smi a leve semplici e diretti.

Le unità mandrino, elettromandrino o portautensile 11 (fig. 15 2a), dispongono di una propria guida 12 (fig. 2a) nella quale scorre, con estrema precisione e rigidità, il canotto mandrino tramite una gabbia a sfere; la guida 12 (fig. 2a) è pure munita di una guarnizione 13 (fig. 2a), di una protezione telescopica 14, che funge anche da molla di ritorno, e di un'aggancio rapi-20 do a coda di rondine per la connessione con i supporti delle unità operatrici.

Si descrivono ora qui di seguito gli ulteriori particolari che permettono di conferire alla macchina una elevatissima precisione, versatilità estrema ed una rapidità mai raggiunta sin qui 25 nelle produzione di pezzi anche molto complicati.

I cicli di lavorazione indicati in (fig. 7a: fig. 7b: fig. 7c) sono un esempio delle possibilità della macchina, cioè della sua versatilità, che: bene si presta ad eseguire pezzi di notevole mole e lunghezza con asportazioni richiedenti alte potenze, e al-30 trettanto bene si presta all'esecuzione di piccolissimi pezzi o di altri che essendo trattati termicamente a cuore con elecata durezza, 60-5-62 HRc, richiedono lavorazioni di rettifica con utensili abrasivi e con diamante, naturale o sintetico, e nel contempo misurazioni automatiche capaci di discriminare differenze di 35 0,001 mm.

La fig. 7a è relativa ad un pezzo di grande produzione per l'industria automobilistica, il pezzo, in acciaio altamente legato, circa 11 mm di diametro e 12 mm di lunghezza, viene dapprima tornito, poi lavato e controllato-ogni pezzo-quindi viene 40 trattato termicamente, con tempra a cuore e rinvenimento, ad una durezza pari a 60 h- 62 HRc ed infine rettificato, controllato e collaudato verificandone la funzione. Il ciclo, ipotizzato per l'esecuzione di detto pezzo sulla macchina oggetto della presente invenzione, con riferimento alle figg. 7a/l -na/7 prevede: 45 — 7a/l: Stazione 1) apertura della pinza, estrazione del pezzo finito, quindi inserzione immediata di un nuovo pezzo, chiusura della pinza e controllo della posizione del pezzo nella pinza e delle quote delle parti da lavorare.

— 7a/2: Stazione 2) rettifica di sgrossatura dei due piani di so testa con mole al nitruro di boro; con due elettromandrini ad alta frequenza al regime di 80'000 giri/1, corrispondente a 42m/sec di velocità periferica. La pinza ruota al regime di 2000 giri/1'.

— 7a/3: Stazione 3) rettifica di finitura dei due piani di te-55 sta con mole al nitruro di boro; con due elettromandrini ad alta frequenza al regime di 80'000 giri/1', corrispondente a 42m/sec di velocità periferica. La pinza ruota al regime di 2000 giri/1'.

— 7a/4: Stazione 4) rettifica di sgrossatura sede valvola

—piccolo cono — con mola al nitruro di boro; con due elettro-60 mandrini ad alta frequenza al regime di 180.000 giri/I' corrispondente a 28 m/sec di velocità periferica. La pinza ruota al regime di 2000 giri/1'.

— 7a/5: Stazione 5) rettifica di finitura sede valvola — piccolo cono — con mola al nitruro di boro; con due elettro-man-

65 drini ad alta frequenza al regime di 180'000 giri/1', corrispondente a 28m/sec di velocità periferica. La pinza ruota al regime di 2000 giri/1'.

— 7a/6: Stazione 6) controllo dimensionale da effettuarsi

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da ambo le parti; in particolare si deve controllare la lunghezza con tolleranza totale di 0,03 mm, l'oscillazione dei due piani di testa con valore massimo di 0,005 mm ed in fine la profondità, il diametro e la rotondità della sede valvola con valori massimi di 0,02 mm di profondità 0,01 mm per il diametro e 0,001 mm per la rotondità. I rilevi che vengono effettuati in questa stazione servono anche per la correzione automatica della posizione delle mole sulle stazioni precedenti; infatti ogni stazione attrezzata ad operatzioni di rettifica dispone di un motore per ogni direzione, in anello chiuso con la stazione di controllo, per il costante ripristino delle tolleranze.

— 7a/7: Stazione 7) prova di funzionamento; con una sfera si chiude la sede appena rettificata, si manda un liquido in pressione e si verifica l'eventuale caduta di pressione in millesimi di BAR. Le operazioni descritte, attualmente vengono eseguite in tre fasi, oltre il controllo ed il collaudo funzionale che sono altre due fasi separate; l'attuale cadenza per una macchina nota è di circa 20 pezzi al minuto, mentre con la macchina in oggetto si arriva a circa 30 pezzi al minuto comprese le misurazioni.

La fig. 7b è relativa ad un pezzo di grande produzione per l'industria elettronica ed aeronautica. Il pezzo, in bronzo-beri-lio, viene tornito o estruso e quindi ripreso per il completamento effettuando quelle operazioni impossibili o poco razionali per un tornio automatico o per una pressa ad estrusione. Detto pezzo non richiede lavorazioni dalla parte opposta al punto di presa in pinza, per cui si utilizza un tavolo con portapinze disposte su assi radiali, e tenuto conto che si tratta di un pezzo da produrre in grande serie, si opta per un tavolo a doppia serie di portapinze tipo «e» (fig. 5) orientabili sui 360°, radoppiando così la quantità di pezzi prodotta. II vantaggio di questa soluzione è ovviamente economico in quanto si ottiene la produzione di due macchine con un investimento di poco superiore a quello necessario per l'acquisto di una macchina.

Il ciclo, ipotizzato per l'esecuzione di detto pezzo sulla macchina oggetto della presente invenzione, con riferimento alle fig. 7b/l -h fig. 7b/7 prevede:

— 7b/l: Stazione 1) l'apertura della pinza, inserzione di un pezzo chiusura della pinza e controllo della posizione del pezzo in pinza.

— 7b/2: Stazione 2) foratura, coassialmente al pezzo, con punta elicoidale in metallo duro ed elettromandrino ad alta frequenza al regime di 25'000 giri/1' e foratura del piccolo foro trasversale, con punta in metallo duro ed elettromandrino ad alta frequenza al regime di 42'000 giri/1'.

— 7b/2 bis: durante la rotazione del tavolo portapinze si ruota la pinza di 180°.

— 7b/3: Stazione 3) foratura del piccolo foro trasversale a 180° dal precedente, con punta in metallo duro ed elettromandrino ad alta frequenza al regime di 42'000 giri/1'.

— 7b/4: Stazione 4) foratura, coassialmente al pezzo, con punta elicoidale in metallo duro ed elettromandrino ad alta frequenza al regime di 25'000 giri/1' e sbavatura del piccolo foro trasversale passante, con punta in metallo duro ed elettromandrino ad alta frequenza al regime di 42'000 giri/1'. Le camme sono sincronizzate in modo che i due utensili incidenti ripassino due volte alternativamente per eliminare le bavature interne.

— 7b/5: Stazione 5) rettifica del piano inclinato con disco rivestito con nitruri di boro ed elettromandrino ad alta frequenza al regime di 15'000 giri/1'.

— 7b/6: Stazione 6) rettifica di finitura del piano inclinato con disco rivestito con nitruri di boro ed elettromandrino ad alta frequenza al regime di 15'000 giri/1'.

— 7b/7: Stazione 7) controllo lavorazioni, apertura pinza, estrazione pezzo finito e selezione pezzi buoni — pezzi scarto a seconda del controllo lavorazioni e dei controlli utensile delle stazioni precedenti. La cadenza per produrre detto pezzo è di circa 120 pezzi al minuto, per cui la produzione sarà di eira 240 pezzi al minuto.

La fig. 7c è relativa ad un pezzo di grande produzione per l'industria automobilistica. Il pezzo, in acciaio altamente legato bonificato e resistente alle alte temperature, circa 20 mm di diametro e 115 mm di lunghezza. Il ciclo è, ipotizzato per l'esecu-5 zione di detto pezzo sulla macchina oggetto della presente invenzione, con riferimento alla fig. 6 ed alle fig. 7c/l -h fig. 7c/7 e prevede:

— 7c/l: Stazione 1) apertura della pinza, estrazione pezzo finito, caricamento di un nuovo pezzo, chiusura della pinza e io conrollo della posizione di caricamento del pezzo.

— 7c/2: Stazione 2) foratura coassiale al pezzo da ambo le parti con utensili in metallo duro con placchetta in CBN ed elettromandrini ad alta frequenza al regime di 4'000 giri/1'. Regime di rotazione della pinza 3'200 giri/1'.

i5 — 7c/3: Stazione 3) barenatura coassiale al pezzo da ambo le parti con utensili in metallo duro con placchetta in CBN ed elettromandrini ad alta frequenza al regime di 5'600 giri/1' e tornitura dei primi due canalini esterni alle due estremità del pezzo con utensili a placchetta in CBN. Regime di rotazione 20 della pinza 3'200 giri/1'.

— 7c/4: Stazione 4) alesatura coassiale al pezzo da ambo le parti con utensili in metallo duro con placchetta in CBN ed elettromandrini ad alta frequenza al regime di 5'600 giri/1' e tornitura di finitura del canalino esterno più grande e tornitura

25 di un terzo canalino all'estremità opposta con utensili a placchetta in CBN. Regime di rotazione della pinza 3'200 giri/1'.

— 7c/5: Stazione 5) foratura coassiale al pezzo da una parte e calibratura dalla parte opposta con utensili in metallo duro con placchetta in CBN ed elettromandrini ad alta frequenza al

30 regime di 5'600 giri/I' il primo e 4'000 giri/1' il secondo + tornitura di sfacciatura sulle testate alle due estremità del pezzo con utensili a placchetta in CBN.

— Regime di rotazione della pinza 3 '200 giri/1'.

— 7c/6: Stazione 6) finitura con interno da una parte e fi-35 nitura fondo sede a raggio dalla parte opposta con utensili in metallo duro con placchetta CBN ed elettromandrini ad alta frequenza al regime di 6'000 giri/1' e finitura della sfacciatura sulle testate alle due estremità del pezzo con utensili a placchetta in CBN. Regime di rotazione della pinza 3'200 giri/1'. 4o — 7c/7: Stazione 7) controllo dimensionale di tutte le lavorazioni effettuate.

La cadenza per questo pezzo è di circa 10 pezzi al minuto; attualmente con le macchine note medesimo ciclo viene realizzato su tre diverse macchine — torni multimandrino — ed i 45 controlli dimensionali vengono eseguiti su ogni pezzo manualmente con l'ausilio di specifiche dime e con comparatori. In sintesi l'oggetto della presente invenzione è una macchina automatica trasfert a tavolo rotante, integrata con comando elettronico, atta a realizzare, in modo automatico e ripetitivo, dei parso ticolari meccanici che, per la loro funzione, esigano:

— lavorazioni eseguite simultaneamente e su diversi assi dinamici, sia a destra che a sinistra, rispetto al punto di tenuta del pezzo (compreso l'eventuale inserimento di altri particolari).

Detta macchina è infatti dotata di un dispositivo per la rota-55 tione del tavolo portapinze ed il suo posizionamento, normalmente a sette posizioni, di elevata precisione e rigidità nel cui interno si inserisce il tavolo portapinze ed attorno al quale vi è un supporto base anulare che consente di fissare, sulle due su-perfici piatte ed opposte, sette + sette identiche unità operatri-60 ci, ognuna delle quali realizza da uno a quattro assi dinamici in aggiunta all'asse delle singole pinze che può essere anche esso dinamico.

Il moto di lavoro, rotazione dell'utensile o del pezzo, può essere dato nel contempo all'utensile ed al pezzo con libera scel-65 ta dei valori di velcoità e di senso di rotazione; i singoli moti sono infatti realizzati da distinti e potenti motori asincroni (estremamente compatti) azionati a frequenza variabile (fino ed oltre 3000 Hz).

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I movimenti che realizzano l'avanzamento dell'utensile sono comandati mormalmente da camme che raggiungono il punto di utenza tramite semplici e robusti cinematismi a leve. Il comando delle camme, sincronizzato con la rotazione - posizionamento del tavolo, può essere realizzato in più modi:

— Integrato (sincronizzazione meccanica): un unico motore asincrono a frequenza variabile provvede ad azionare la rotazione - posizionamento del tavolo e la trasmissione a ruote dentate che muove i singoli gruppi porta camme (ogni stazione dispone di un doppio gruppo che monta fino a quattro camme per parte).

— Concordante (sincronizzazione elettronica): un motore asincrono a frequenza variabile provvede ad azionare la trasla-zione-index ed un secondo motore asincrono a frequenza variabile provvede ad azionare la trasmissione a ruote dentate che muove i gruppi porta camme.

— Pluriconcordante (sincronizzazione elettronica): un motore asincrono a frequenza variabile provvede ad azionare la traslazione-index, un secondo motore asincrono a frequenza variabile provvede ad azionare la trasmissione a ruote dentate che muove alcuni.gruppi porta camme; una o più unità operatrici autonome hanno un proprio motore, sempre asincrono, che comanda direttamente la o le proprie camme specifiche.

— Ibrido (sincronizzazione elletronica): questo tipo di comando differisce dai precedenti in quanto vi sono una a più unità operatrici che per realizzare i relativi movimenti di avanzamento dispongono di un proprio motore asincrono comandato numericamente.

— Semi-indipendenti (sincronizzazione elettronica): per le tre possibilità già dette: concordante, pluriconcordante e ibrido esiste anche la variante di comandare separatamente le unità operatrici montate su una superficie del piatto anulare e quelle montate sull'opposta. Detta soluzione è prevista in quanto è possibile montare un tavolo con pinze totalmente indipendenti ed è quindi ovviamente opportuno disporre del relativo comando.

L'innovativa costruzione estremamente compatta, le vaste possibilità di comando, l'efficace protezione dei meccanismi e delle parti elettriche dall'aggressione chimica e meccanica (si può lavorare a secco, con acqua, con olii da taglio ed in presenza di abrasivi), sono fattori determinanti che consentono l'applicazione di tecnologie di lavorazioni avanzate:

— asportazione di truciolo con utensili in metallo duro (eventualmente rivestiti), in ceramica o in diamante naturale e artificiale, per le seguenti operazioni: foratura, alesatura, tornitura interno-esterno a tuffo ed in passata, fresatura, fresotorni-tura, barenatura interno-esterno e filettatura interna-esterna con patrona,

— rettifica a tuffo ed in passata (con movimento oscillante) con mole in diamante o CBN,

— lappatura con diamante o CBN,

— asportazione con, laser o getto d'acqua,

— deformazione plastica per pressione o per rullatura,

— saldatura per frizione o con laser (anche materiali differenti),

— misurazione di quote e relativa selezione.

La realizzazione della macchina in oggetto è possibile per il particolarissimo meccanismo del gruppo rotazione - posizionamento del tavolo, il quale, grazie alla linearità costruttiva ed al piccolo numero di pezzi interdipendenti che concorrono all'insieme del dispositivo, consente, oltre all'estrema compattezza, un elevatissimo grado di precisione, ripetibilità, rigidità meccanica ed un'altissima dinamicità. La macchina, perciò, bene si presta a produrre quei particolari che oltre a quanto già detto hanno le seguenti esigenze:

— strette tolleranze di lavorazione

— bassa rugosità delle superfici lavorate

— alta razionalizzazione (a causa della necessità di ottenere un basso costo di produzione).

— elevate cadenze di produzione

—alta flessibilità (per consentire di produrre razionalmente un elevato numero di particolari e quindi il totale recupero dell'investimento anche in caso di modeste produzioni specifiche). 5 Nello sviluppo del progetto molto impegno è stato dedicato ai fattori uso e manutenzione. La macchina in oggetto, grazie alla sua struttura anulare, quindi chiusa, e perfettamente simmetrica può essere montata in qualsiasi posizione: orizzontale, verticale o inclinata.

io Tenuto conto che si effettuano lavorazioni da ambo le parti e su assi, che la cadenza può raggiungere valori elevatissimi fino a 150 cicli al minuto (quindi molti trucioli anche per piccoli pezzi) e che è possibile sostituire il tavolo porta pinze senza smontare le unità operatrici, si è scelta, di norma, la posizione 15 verticale che risulta essere il compromesso migliore. In tale posizione ogni gruppo, unità operatrice o porta camme, ha la massima accessibilità sia per le normali operazioni di manutenzione o cambio utensile sia per l'eventuale sostituzione del gruppo; anche la visibilità e lo scarico dei trucioli risultano otti-20 mi: tutti gli utensili, durante il lavoro, possono essere seguiti visivamente (per esempio con uno stroboscopio) e la maggior parte dei trucioli cadono liberamente nella sottostante vasca di recupero.

Le unità operatrici, a seconda della funzione che devono 25 compiere, presentano una specifica configurazione; diversi componenti sono però i medesimi montati in modo diverso, per cui è possibile l'aggiornamento di una specifica unità per adibirla ad una nuova funzione. In sostanza la costruzione di detta macchina consente all'utilizzatore di adattarsi dinamicamente 30 alla mutanti esigenze del mercato.

Gli elettromandrini ed i porta-utensili sono delle unità finite, che vengono montate e smontate dalle unità operatrici in modo rapido; uno speciale sistema di aggancio provvede a garantire la necessaria precisione di posizionamento anche in caso 35 di frequenti manovre. Detto sistema è la premessa indispensabile per poter effettuare la regolazione degli utensili fuori macchina; il che consente di ridurre al minimo i tempi morti dovuti al fermo macchina in quanto è possibile la preparazione di seconde unità già predisposte.

4o II moto di avanzamento (asse dinamico) dell'utensile viene realizzato dal mandrino stesso (o unità porta utensile) facendo scorrere direttamente il canotto del mandrino in una bussola e per il tramite di una gabbia a sfere.

Questo tipo di guida, certamente ottimo e razionale è co-45 munque l'unico che possa garantire l'elevatissimo grado di precisione e rigidità richiesti per la funzione di questa nuova macchina. Per evitare fastidiosi disturbi o precoce usura a causa di sporcizia e trucioli che potrebbero insinuarsi nella gabbia a sfere, il sistema di guida viene montato, completo delle opportune so protezioni, direttamente sui canotti degli elettromandrini e delle unità porta utensile. Ogni sistema di guida ha il dispositivo di aggancio-sgancio rapido per la conessione, in modo semplice ed assolutamente ripetitivo, all'unità operatrice fissata al supporto anulare.

55 Detti sistemi di guida sono pure dotati di perni per l'aggancio-sgancio, rapido, con la trasmissione a leve d'avanzamento, e di regolazione assiale, effettuabile sia in macchina sia fuori macchina, che consente la correzione della profondità di lavoro, o comunque della distanza dell'utensile dal punto di bat-60 tuta.

La regolazione degli utensili, come già detto, può effettuarsi fuori macchina; a questo proposito è previsto un dispositivo digitale codificato, in grado di riconoscere automaticamente su quale mandrino (o unità porta utensile) si sta lavorando, che 65 consente il paragone diretto tra quota effettiva di un determinato utensile e quota, memorizzata, che deve essere. Per il rilievo delle quote da mettere a punto sono normalmente previsti due comparatori lineari elettronici che agiscono su assi propendicolari.

7 fogli disegni

Claims

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RIVENDICAZIONI

1. Macchina automatica transfert, a tavolo portapinze ruotante intermittentemente, comandatale elettronicamente, permettente di eseguire con elevata produttività, con precisione, diverse operazioni simultanee — lavorazioni, saldature, montaggi, marcature, trattamenti, controlli dimensionali e funzionali, ecc. — su diversi punti del pezzo, col concorso di parti mobili, caratterizzata dal comprendere:

a) un tavolo portapinze (24, fig. 1) rotante ad intermittenza portante le pinze (23) che afferrano i pezzi da lavorare, situato coassialmente indirettamente tramite organi intermediari (3 fig. la) tra due semipiastre anulari (1' e 1" fig. 1), fissate fra loro, costituenti il supporto base (1 fig. 1) del tavolo multimandrino e portante esteriormente le unità operatrici atte ad effettuare lavorazioni eseguite su diversi assi rispetto al punto di tenuta del pezzo (6 eli fig. 1, fig. 2 e fig. 2a);

b) dette due semipiastre anulari (lei' fig. 1) essendo conformate internamente in modo speculare, identiche nelle loro parti fondamentali, per contenere gli organi di guida (4 fig. la) e gli organi di comando (18, 19 fig. 3 e 4) per la rotazione ed il posizionamento del tavola portapinze (24); detti organi intermediari di guida essendo costituiti da un anello (3 fig. la e fig. 3), contenente il tavolo portapinze (24 fig. 1 e fig. 5) e permettente la rapida sostitutione, con precisione assiale e radiale, dello stesso tavolo portapinze con altro avente funzione o dimensioni diverse;

c) detto tavolo portapinze (24 fig. 1 et fig. 5) essendo collegato ad un sistema a croce di malta (21 fig. 4) e ruotismi (20, 22 fig. 4) che ne provocano un moto rotatorio intermittente e potendo ruotare nei due sensi e con possibilità, escludendo temporaneamente la funzione intermittente (21 fig. 4), di rotazione continua tramite apposito motore dedicato a tale servizio;

d) mezzi di avanzamento delle unità operatrici recanti i vari utensili, comprendenti camme (16' fig. 2 e fig. 3), che agiscono su dette unità tramite cinematismi e leve, (9, 16' fig. 2 fig. 3 e fig. 4) azionate degli organi di comando del tavolo portapinze (24) o communque con essi sincronizzate.
2. Macchina secondo la rivendicazione 1 caratterizzata da ciò che gli organi di guida (2 fig. la), dell'anello (3 fig. la) che contiene il tavolo, sono costituiti da due cuscinetti a sfere (4, 4', 4" fig. la), protetti verso l'esterno da due guarnizioni (5 fig. la), le cui piste di rotolamento (2 fig. la) aventi sezione a squadra sono riportate e finite nelle rispettive semipiastre (1', 1' ' fig. 1) anulari del supporto base, realizzando la guida di precisione e rigidità, dinamica et statica, dell'anello (3) contenente il tavolo portapinze e del tavolo stesso.
3. Macchina secondo le rivendicazioni 1 e 2 caratterizzata da ciò che gli organi per la rotazione ed il posizionamento del tavolo portapinze sono costituiti da due viti senza fine globoi-dali, una (17 fig. 3) dedicata al comando della rotazione angolare e l'altra (18) dedicata al comando del posizionamento, impegnate nella dentatura elicoidale ricavata sull'esterno dell'anello porta tavolo (3 fig. la e fig. 3) ed alloggiate in apposite sedi previste nelle due semipiastre anulari (1', 1' ' fig. 1).
4. Macchina secondo le rivendicazioni 1, 2 e 3 caratterizzata da ciò che il movimento di rotazione angolare del tavolo porta-pinze (24), è ottenuto tramite una vite senza fine globoidale (17 fig. 3) che, per il movimento intermittente, viene a sua volta azionata da un sistema a croce di malta (21 fig. 4) e ruotismi (20, 22, fig. 4), imprimente valori di accelerazione e di decelerazione, in funzione del tempo prescelto per compiere l'intero angolo di trasferimento — da un punto stazionante al prossimo — con andamento sinusoidale.
5. Macchina secondo le rivendicazioni 1, 2, 3 e 4 caratterizzata da ciò che il posizionamento del tavolo portapinze (24) è ottenuto, con precisione e rigidità, da una vite senza fine globoidale (18 fig. 3), fulcrata ad un'estremità (19 fig. 3) e funzionante similmente ad una leva, azionata a sua volta da un cine-

matismo, sincronizzato al movimento di rotatzione angolare del tavolo portapinze, imprimente, contemporaneamente, un movimento sinusoidale che conduce detta vite globoidale ad impegnarsi, con una determinata pressione, sulle generatrici primiti-s ve, nella dentatura elicoidale dell'anello porta tavolo (3 fig. la e fig. 3) ed un piccolo movimento angolare, attorno all'asse longitudinale di detta vite globoidale, permettente una micrometrica correzione angolare e unidirezionale del tavolo (24) migliorando la precisione di posizionamento.

io 6. Macchina secondo le rivendicazioni 1, 2, 3, 4, 5 caratterizzata da ciò che il movimento rotatorio a ciascuna pinza portapezzo (23) è impartito da un proprio motore elettrico asincrono ad alta frequenza con possibilità di regolare singolarmente il valore effettivo della frequenza della corrente di alimentazione i5 in ogni punto stazionante per adattare la velocità di lavoro alle esigenze del pezzo da produrre.
7. Macchina secondo le rivendicazioni 1, 2, 3, 4, 5 caratterizzata da ciò che il movimento rotatorio alle varie pinze portapezzo (23) è impartito da un motore elettrico asincrono centrale

20 ad alta frequenza con possibilità di regolare il valore effettivo della frequenza della corrente di alimentazione per adattare la velocità di lavoro alle esigenze del pezzo da produrre.
8. Macchina secondo le rivendicazioni 1, 2, 3, 4, 5 caratterizzata da ciò che la sincronizzazione tra il comando delle cam-

2s me (16 fig. 2), che provocano gli.avanzamenti delle unità operatrici, ed il comando per la rotazione - posizionamento del tavolo portapinze (fig. 4), integrato a sincronizzazione meccanica, è realizzato nel seguente modo:

— un unico motore asincrono a frequenza variabile provve-30 de ad azionare sia il gruppo rotazione - posizionamento del tavolo portapinze (fig. 4) che la trasmissione a ruote dentate (9 figg. 1, 3, 4) che muove le singole camme (16', fig. 2), camme delle quali possono venire montate fino a otto unità per ogni stazione o punto di stazionamento.

35 9. Macchina secondo le rivendicazioni 1, 2, 3, 4 e 5 caratterizzata da ciò che la sincronizzazione tra il comando delle camme (16 fig. 2) delle unità operatrici, ed il gruppo per il comando rotazione - posizionamento del tavolo portapinze (fig. 4), concordante a sincronizzazione elettronica, è realizzato nel se-40 guente modo:

— un motore asincrono a frequenza variabile provvede ad azionare il gruppo rotazione - posizionamento del tavolo porta-pinze (fig. 4) ed un secondo motore asincrono a frequenza variabile provvede ad azionare la trasmissione a ruote dentate (9

45 figg. 1, 3, 4) che muove le diverse camme (16' fig. 2).
10. Macchina secondo le rivendicazioni 1,2, 3, 4 e 5 caratterizzata da ciò che la sincronizzazione tra il comando delle camme (16' fig. 2), per le unità operatrici, ed il gruppo per il comando rotazione - posizionamento del tavolo portapinze (fig.

so 4), pluriconcordante a sincronizzazione ellettronica, è realizzato nel seguente modo:

— un motore asincrono a frequenza variabile provvede ad azionare il gruppo rotazione - posizionamento del tavolo (fig. 4), un secondo motore asincrono a frequenza variabile provve-

55 de ad azionare la trasmissione a ruote dentate (9 figg. 1, 3, 4) che sposta l'insieme delle unità operatrici (16' fig. 2) e controlla la partenza e l'arresto dei diversi motori asincroni che muovono le diverse unità operatrici fra di esse indipendenti.
11. Macchina secondo le rivendicazioni 1, 2, 3, 4, 5 e 10, 60 caratterizzata da ciò che una o più unità operatrici realizzano i relativi movimenti di avanzamento disponendo di un proprio motore asincrono comandato numericamente.
12. Macchina secondo le rivendicazioni 1, 2, 3, 4 e 5 caratterizzata da ciò che la sincronizzazione tra il comando delle

65 camme (16 fig. 2), per le unità operatrici, ed il gruppo per il comando rotazione - posizionamento del tavolo portapinze (fig. 4), a sincronizzazione elettronica, è realizzato nel seguente modo:

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— le unità operatrici (6, 11 figg. 1, 2, 2a) montate su una superficie del supporto base anulare (1 fig. 1) e quelle montate sulla superficie opposta vengono comandate separatamente, il tavolo portapinze presentando pinze indipendenti.
14. Macchina secondo la rivendicazione 1 e 8 caratterizzata da ciò che il moto di avanzamento, lungo l'asse (11 figg. 2 e 2a), dell'utensile viene realizzato dal mandrino stesso mediante scorrimento diretto del canotto del mandrino in una guida (12 fig. 2a) tramite una gabbia a sfere (15 fig. 2a) — protetta da una guarnizione (13 fig. 2a) e dall'altra parte da una molla telescopica (14 fig. 2a) — con aggancio rapido a coda di rondine per il rapido collegamento ad una qualsiasi delle unità operatrici (6 fig. 1 e fig. 2).