IT201600107750A1

IT201600107750A1 - Elettromandrino per cambio-utensili automatico e centro di lavoro con dispositivo di cambio-utensili automatico

Info

Publication number: IT201600107750A1
Application number: IT102016000107750A
Authority: IT
Inventors: Enrico Pasquale
Original assignee: Essetre S R L
Priority date: 2016-10-26
Filing date: 2016-10-26
Publication date: 2018-04-26
Also published as: EP3315251A1; EP3315251B1

Description

ELETTROMANDRINO PER CAMBIO-UTENSILI AUTOMATICO E CENTRO DI LAVORO CON DISPOSITIVO DI CAMBIO-UTENSILI AUTOMATICO

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha per oggetto un elettromandrino per cambio-utensili automatico e un centro di lavoro con dispositivo di cambio utensili automatico.

Sono oggi noti, e apprezzati per la loro versatilità, centri di lavoro per la lavorazione di travi in legno e simili, del tipo comprendente - un portale presentante un'apertura di passaggio per una trave da lavorare,

- mezzi di avanzamento per una trave da lavorare, definenti un asse di inserimento della trave attraverso detta apertura di passaggio,

- mezzi di movimentazione per una testa di lavoro, comprendenti ad esempio mezzi di traslazione su due assi e mezzi di rotazione per il posizionamento angolare della testa di lavoro rispetto ad una trave da lavorare;

- un porta utensili, ad esempio di tipo a revolver, atto a supportare utensili di ricambio per detta testa di lavoro.

La testa di lavoro è data da un elettromandrino, comprendente un motore elettrico atto ad azionare un albero motore portante uno o due utensili.

Oggigiorno sono sempre più diffusi gli elettromandrini a doppia uscita, ovvero recanti ad una estremità un innesto per utensili a fresa intercambiabili, e all'estremità opposta un utensile a lama, fisso.

In un elettromandrino di tipo noto a singola uscita ed utensile intercambiabile, una cui sezione è rappresentata in figura 7 e ivi indicata nel suo complesso con la lettera A, l'utensile intercambiabile B è vincolato reversibilmente all'albero rotante C del mandrino mediante un dispositivo a pinza D, in sè noto, la cui apertura e chiusura è governata da un'asta di manovra assiale E, coassiale e passante attraverso l'albero rotante C.

Il dispositivo a pinza D comprende

- almeno una coppia di opposti bracci longitudinali elastici di presa F, con dentini esterni d'estremità G, di aggancio in sottosquadro definito da un spallamento di riscontro H sporgente all'interno di una cavità assiale L di un tratto tronco-conico d'estremità M dell'utensile B,

- un elemento anti-divaricatore N inserito tra i bracci di presa F e fissato assialmente all'asta di manovra E; la traslazione assiale in un primo verso di tale elemento anti-divaricatore N determina il bloccaggio dei dentini G contro lo spallamento di riscontro H, mentre la traslazione assiale in un secondo verso, opposto, di sblocco, di tale elemento anti-divaricatore N determina la possibilità dei bracci di presa F di flettere verso l'interno e quindi il possibile allontanamento dei dentini G dallo spallamento di riscontro H, con conseguente estraibilità del tratto tronco-conico M dalla sua sede di bloccaggio N sul corpo dell'elettromandrino A e quindi possibilità di rimuovere l'utensile B.

L'asta di manovra E è traslata nel secondo verso, di sblocco, mediante uno spintore P a sua volta portato da un pistone Q di un cilindro attuatore R; tale cilindro attuatore R è posto ad operare coassialmente all'asta di manovra E ed è fissato all'elettromandrino A dalla parte opposta rispetto alla parte ove è vincolato l'utensile B. Oggigiorno per i centri di lavoro si richiede sempre maggiore compattezza e al contempo versatilità di lavorazioni eseguibili.

In questa ottica, un elettromandrino con a bordo il cilindro attuatore per lo sgancio dell'utensile determina un ingombro importante attorno alla trave da lavorare, con corrispondenti ingombri dei mezzi di movimentazione della testa di lavoro e del centro di lavoro che li comprende.

Inoltre l'elettromandrino con a bordo il cilindro attuatore per lo sgancio dell'utensile impone la presenza di tubi di passaggio per il fluido di comando del cilindro attuatore, che oltre a limitare taluni movimenti, determinano l'impossibilità di montare un secondo utensile a lama dalla parte dell'elettromandrino occupata dal cilindro attuatore.

Il compito del presente trovato è quello di realizzare elettromandrino per cambio-utensili automatico e un centro di lavoro con dispositivo di cambio utensili automatico che siano in grado di migliorare la tecnica nota in uno o più degli aspetti sopra indicati.

Nell'ambito di tale compito, uno scopo del trovato è quello di mettere a punto un elettromandrino che sia più compatto e quindi più agilmente manovrabile dai mezzi di movimentazione corrispondenti.

Un altro scopo del trovato è quello di mettere a punto un centro di lavoro con spazi di lavoro attorno alla trave in lavorazione più contenuti, e quindi complessivamente meno ingombrante rispetto ad equivalenti centri di lavoro noti.

Un ulteriore scopo del trovato è quello di mettere a punto un centro di lavoro di versatilità, prestazioni ed efficienza non inferiori ai centri di lavoro noti.

Inoltre, la presente invenzione si prefigge lo scopo di superare gli inconvenienti della tecnica nota in modo alternativo ad eventuali soluzioni esistenti.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un elettromandrino per cambio-utensile automatico e da un centro di lavoro con dispositivo di cambio-utensili automatico secondo le rivendicazioni 1 e 6 rispettivamente, opzionalmente dotati di una o più delle caratteristiche delle rivendicazioni dipendenti.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita di elettromandrino e di due forme di esecuzione preferite, ma non esclusive, del centro di lavoro secondo il trovato, illustrate, a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui:

- la figura 1 illustra una vista prospettica di un centro di lavoro secondo il trovato in una sua prima forma realizzativa;

- la figura 2 rappresenta una vista in sezione laterale di una porzione di un centro di lavoro secondo il trovato;

- la figura 3 rappresenta una vista laterale in sezione di un elettromandrino secondo il trovato;

- la figura 4 rappresenta una vista prospettica di un centro di lavoro secondo il trovato in una seconda forma realizzativa;

- la figura 5 rappresenta una vista prospettica di un centro di lavoro secondo il trovato nella sua seconda forma realizzativa;

- la figura 6 rappresenta una vista laterale in sezione del particolare di figura 5;

- la figura 7 rappresenta una vista laterale in sezione di un elettromandrino di tipo noto.

Con riferimento alle figure citate, un elettromandrino secondo il trovato è indicato globalmente con il numero di riferimento 10.

Tale elettromandrino per cambio-utensili automatico 10 comprende:

- un motore elettrico 11 il cui albero rotante 12 porta ad una estremità un innesto a pinza 13 per utensili intercambiabili a fresa e simili, ad esempio un utensile 17,

- un'asta di manovra assiale 14, coassiale e passante attraverso l'albero rotante 12, di apertura e chiusura dell'innesto a pinza 13.

La peculiarità dell'elettromandrino 10 secondo il trovato risiede nel fatto di essere configurato in modo da presentare un accesso diretto dall'esterno a detta asta di manovra 14 per la movimentazione di quest'ultima.

Tale accesso diretto dall'esterno è costituito da una apertura esterna 15 di accesso diretto a detta asta di manovra 14.

Nel presente esempio realizzativo, l'elettromandrino 10 si caratterizza per il fatto di comprendere ad una estremità un innesto 13 per utensili intercambiabili a fresa e simili, e all'estremità opposta un utensile a lama 16.

Ad esempio, tale utensile a lama 16 comprende un corpo anulare porta-lama 18 e una lama circolare 19, tale corpo porta-lama 18 essendo coassiale e concentrico all'albero rotante 12.

L'apertura esterna di accesso diretto 15 all'asta di manovra 14 è quindi definita sul corpo anulare porta-lama 18.

Tale apertura esterna 15 è costituita da un foro passante.

L'asta di manovra 14 si affaccia da tale foro passante con un suo codolo 20.

L'innesto a pinza 13 comprende

- almeno una coppia di opposti bracci longitudinali elastici di presa 21, con dentini esterni d'estremità 22, di aggancio in sottosquadro ad uno spallamento di riscontro 23 definito all'interno di una cavità assiale 24 di un tratto tronco-conico 25 d'estremità di un utensile 17; tale tratto tronco-conico 25 è inserito in una corrispondente sede 26 definita ad una estremità 27 dell'albero rotante 12;

- un elemento anti-divaricatore 28 inserito tra i bracci di presa 21 e fissato assialmente all'asta di manovra 14;

- un elemento elastico di bloccaggio 29 atto a spingere l'asta di manovra 14 e quindi l'elemento anti-divaricatore 28 nella direzione di bloccaggio dei bracci di presa 21, in modo che l'innesto a pinza 13 sia normalmente in assetto di bloccaggio.

Tale elemento elastico di bloccaggio 29 è costituito ad esempio da una molla elicoidale posta in una sua corrispondente sede 30 all'interno dell'albero rotante 12, posta a circondare un tratto dell'asta di manovra 14 tra uno spallamento di spinta 31 di quest'ultima e una opposta faccia d'estremità 32 della sede 30 stessa.

La spinta dell'elemento elastico di bloccaggio 29 determina la permanenza dell'elemento anti-divaricatore 28 nell'assetto di bloccaggio dei dentini 22 contro lo spallamento di riscontro 23.

Una spinta assiale verso l'interno dell'elettromandrino 10 esercitata sul codolo 20 dell'asta di manovra 14 determina la traslazione assiale dell'asta di manovra 14 e dell'elemento anti-divaricatore 28 ad essa fissato, il quale elemento anti-divaricatore 28 si sposta dal suo assetto di impedimento della flessione per i bracci di presa 21.

L'elemento anti-divaricatore 28 è costituito ad esempio da un manicotto internamente filettato per l'avvitamento ad una estremità dell'asta di manovra.

L'assetto traslato dell'elemento antidivaricatore 28 determina quindi un assetto di sblocco per l'innesto a pinza 13, quindi la possibilità dei bracci di presa 21 di flettere verso l'interno e il conseguente possibile allontanamento dei dentini 22 dallo spallamento di riscontro 23, con conseguente estraibilità del tratto tronco-conico 25 dalla sua sede di bloccaggio 26 sul corpo dell'elettromandrino 10 e quindi possibilità di rimuovere l'utensile 17.

L'asta di manovra 14 è riportata nell'assetto di bloccaggio dell'innesto a pinza 13 dall'elemento elastico di spinta 29.

L'asta di manovra 14 è preposta ad essere spinta in corrispondenza del suo codolo 20 verso l'interno dell'elettromandrino 10, nel verso di sblocco dell'innesto a pinza 13, mediante corrispondenti mezzi di spinta 35, visibili in figura 1 e 2, esterni all'elettromandrino 10, più sotto meglio descritti.

E' oggetto del trovato un centro di lavoro 36, comprendente:

- un portale 37 presentante un'apertura 38a di passaggio per una trave da lavorare,

- mezzi di avanzamento 38 per una trave da lavorare, ad esempio una pinza di carico e un piano di appoggio a rulli in ingresso e un nastro trasportatore 38b in uscita, definenti un asse X di inserimento della trave attraverso detta apertura di passaggio 38a,

- mezzi di movimentazione 39 per una testa di lavoro 40, comprendente un elettromandrino 10 come sopra descritto,

- un porta-utensili 41 atto a supportare utensili di ricambio per detta testa di lavoro 40. La peculiarità del centro di lavoro 36 secondo il trovato risiede nel fatto di comprendere mezzi automatici di spinta 35 dell'asta di manovra 14 dell'innesto a pinza 13 dell'elettromandrino 10, tali mezzi automatici di spinta 35 essendo posizionati a bordo dei mezzi di movimentazione 39 per detta testa di lavoro 40 o sul portale 37.

In una prima forma realizzativa di un centro di lavoro 36 secondo il trovato, i mezzi di movimentazione 39 comprendono mezzi di traslazione su due assi Y e Z, e mezzi di rotazione per il posizionamento angolare della testa di lavoro 40 rispetto ad una trave da lavorare.

Primi mezzi di traslazione rispetto ad un secondo asse Y sono costituiti ad esempio da una slitta 42, mentre secondi mezzi di traslazione rispetto ad un terzo asse Z sono costituiti da un braccio 43, sviluppantesi prevalentemente in una direzione parallela all'asse Z, e supportato dalla slitta 42 con mezzi per la sua traslazione in una direzione parallela all'asse Z.

Tale braccio 43 è sostanzialmente tubolare e porta alla sua estremità inferiore la testa di lavoro 40.

Tale testa di lavoro 40 comprende un supporto a C 44, girevolmente vincolato per una sua prima estremità 46, con un primo giunto rotazionale 47, al braccio 43 per una rotazione attorno all'asse Z.

L'elettromandrino 10 è a sua volta girevolmente vincolato alla seconda opposta estremità 48 di detto supporto a C 44, imperniato con un secondo giunto rotazionale 49, a ruotare attorno ad un asse ortogonale a detto asse Z.

I mezzi automatici di spinta 35 sono posizionati a bordo di detto braccio 43, e sono atti ad operare secondo detto terzo asse Z.

In particolare, detti mezzi automatici di spinta 35 comprendono un'asta di spinta 50 supportata da un pistone 51 posto in un cilindro attuatore 52, detto cilindro attuatore 52 essendo integrato all'interno del braccio tubolare 43, come ben visibile in figura 2.

Tale cilindro attuatore 52 è posto ad operare con l'asta di spinta 50 coassiale al terzo asse Z.

Il porta-utensili 41, come ben visibile in figura 1, è posizionato nella parte inferiore del portale 37, al di sotto del braccio tubolare 43.

Per operare mediante l'asta di spinta 50 sull'innesto a pinza 13, si procede traslando il braccio tubolare 43 verso il basso e ruotando l'elettromandrino 10 attorno al secondo asse Y fino a che lo stesso elettromandrino 10, e quindi l'utensile 17, è coassiale all'asta di spinta 50 e quindi al terzo asse Z.

Una volta portato alla predefinita altezza e con una predefinito assetto angolare, l'utensile 17 può essere agganciato al porta-utensili 41.

Di seguito si aziona il cilindro attuatore 52 dei mezzi automatici di spinta 35, il quale determina la discesa dell'asta di spinta 50 fino a che questa incontra il codolo 20 dell'asta di manovra 14 dell'elettromandrino 10; lo spostamento a rientrare dell'asta di manovra 14 determina, come sopra descritto, l'assetto di sblocco dell'innesto a pinza 13; a questo punto l'utensile 17 è rimovibile dall'elettromandrino 10.

L'utensile 17 viene riposto o rimosso dal portautensili 41 traslando lungo l'asse Y con il carro 42.

Il porta utensili 41, ad esempio di tipo a revolver, ad asse parallelo al terzo asse Z, viene di seguito ruotato per il posizionamento di un nuovo utensile al di sotto dell'elettromandrino 10, pronto per la presa da parte dell'innesto a pinza 13.

In una seconda forma realizzativa di un centro di lavoro secondo il trovato, indicato in figura 4 con il numero 136, detti mezzi automatici di spinta 135 comprendono un elemento di spinta 150 supportato da un pistone 151 posto in un cilindro attuatore 152, detto cilindro attuatore 152 essendo fissato ad un fianco del portale 37, come ben visibile in figure 4 e 5.

Tale cilindro attuatore 152 è posto ad operare con l'elemento di spinta 150 parallelo al secondo asse Y.

Il porta-utensili 141, come ben visibile in figura 4, è posizionato nella parte inferiore del portale 37, al di sotto del braccio tubolare 43, portato da una staffa 160, recante una slitta di traslazione 161 in direzione Y del cilindro attuatore 152 e una piastra di aggancio 162 con cavità di aggancio 163 per un corrispondente rilievo anulare 164 definito sull'elettromandrino 10, ben visibile in figura 6.

Per operare mediante l'elemento di spinta 150 sull'innesto a pinza 13, si procede traslando il braccio tubolare 43 verso il basso e ruotando l'elettromandrino 10 mediante il primo giunto rotazionale 47 e mediante il secondo giunto rotazionale 49 fino a che lo stesso elettromandrino 10 è posizionato in modo da poter discendere con il rilievo anulare 164 che entra nella cavità d'aggancio 163.

Acquisita tale posizione, l'elemento di spinta 150 è coassiale all'elettromandrino 10 e quindi all'asta di manovra 14 dell'innesto a pinza 13.

Una volta portato alla predefinita altezza e con una predefinito assetto angolare, l'utensile 17 può essere agganciato al porta-utensili 141.

Di seguito si aziona il cilindro attuatore 152 dei mezzi automatici di spinta 135, il quale determina l'uscita dell'elemento di spinta 150 fino a che questo incontra il codolo 20 dell'asta di manovra 14 dell'elettromandrino 10.

Una volta operato lo sgancio dell'utensile 17, l'elettromandrino 10 arretra verso il fianco del portale 37 trascinando con se il cilindro attuatore 152 grazie alla slitta 161 su cui è montato, lasciando l'utensile 17 a bordo del porta-utensili 141 al quale nel frattempo l'utensile 17 stesso è stato agganciato.

Ora il porta-utensili 141 può ruotare per portare dinanzi all'elettromandrino 10 un nuovo utensile da innestare.

Si è in pratica constatato come il trovato raggiunga il compito e gli scopi preposti.

In particolare, con il trovato si è messo a punto un elettromandrino più compatto, grazie allo scorporamento del cilindri attuatore per la spinta dell'asta di manovra dell'innesto a pinza, e quindi più agilmente manovrabile dai mezzi di movimentazione corrispondenti.

Inoltre, con il trovato si è messo a punto un elettromandrino compatto anche nella versione a doppia uscita.

In più, con il trovato si è messo a punto un centro di lavoro con spazi di lavoro attorno alla trave in lavorazione più contenuti, e quindi complessivamente meno ingombrante rispetto ad equivalenti centri di lavoro noti.

Ulteriormente, con il trovato si è messo a punto un centro di lavoro di versatilità, prestazioni ed efficienza non inferiori ai centri di lavoro noti.

Il trovato, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica, i componenti ed i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica.

Ove le caratteristiche e le tecniche menzionate in qualsiasi rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni sono stati apposti al solo scopo di aumentare l'intelligibilità delle rivendicazioni e di conseguenza tali segni di riferimento non hanno alcun effetto limitante sull'interpretazione di ciascun elemento identificato a titolo di esempio da tali segni di riferimento.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Elettromandrino per cambio-utensili automatico, comprendente - un motore elettrico (11), il cui albero rotante (12) porta ad una estremità un innesto a pinza (13) per utensili intercambiabili a fresa e simili, - un'asta di manovra assiale (14), coassiale e passante attraverso l'albero rotante (12), di apertura e chiusura dell'innesto a pinza (13), detto elettromandrino caratterizzandosi per il fatto di essere configurato in modo da presentare un accesso diretto dall'esterno a detta asta di manovra (14) per la movimentazione di quest'ultima.
2. Elettromandrino secondo la rivendicazione 1, che si caratterizza per il fatto che detto accesso diretto dall'esterno è costituito da una apertura esterna (15) di accesso diretto a detta asta di manovra (14).
3. Elettromandrino secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto di comprendere ad una estremità un innesto (13) per utensili intercambiabili a fresa e simili, e all'estremità opposta un utensile a lama (16), detto utensile a lama (16) comprendendo un corpo anulare porta-lama (18) e una lama circolare (19), tale corpo porta-lama (18) essendo coassiale e concentrico all'albero rotante (12).
4. Elettromandrino secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto che detta apertura esterna di accesso diretto (15) all'asta di manovra (14) è definita sul corpo anulare porta-lama (18).
5. Elettromandrino secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto che detta apertura esterna di accesso diretto (15) è costituita da un foro passante, detta asta di manovra (14) affacciandosi da tale foro passante con un suo codolo (20).
6. Centro di lavoro (36), comprendente: - un portale (37) presentante un'apertura (38a) di passaggio per una trave da lavorare, - mezzi di avanzamento (38) per una trave da lavorare, definenti un asse (X) di inserimento della trave attraverso detta apertura di passaggio (38a), - mezzi di movimentazione (39) per una testa di lavoro (40), comprendente un elettromandrino (10) come alle rivendicazioni da 1 a 5, - un porta-utensili (41) atto a supportare utensili di ricambio per detta testa di lavoro (40), detto centro di lavoro (36) caratterizzandosi per il fatto di comprendere mezzi automatici di spinta (35) dell'asta di manovra (14) dell'innesto a pinza (13) dell'elettromandrino (10), tali mezzi automatici di spinta (35) essendo posizionati a bordo dei mezzi di movimentazione (39) per detta testa di lavoro (40) o sul portale (37).
7. Centro di lavoro secondo la rivendicazione 6, che si caratterizza per il fatto che detti mezzi di movimentazione (39) comprendono mezzi di traslazione su due assi (Y, Z), e mezzi di rotazione per il posizionamento angolare della testa di lavoro (40) rispetto ad una trave da lavorare.
8. Centro di lavoro secondo la rivendicazione 7, che si caratterizza per il fatto che primi mezzi di traslazione rispetto ad un secondo asse (Y) sono costituiti da una slitta (42), mentre secondi mezzi di traslazione rispetto ad un terzo asse (Z) sono costituiti da un braccio (43) sviluppantesi prevalentemente in una direzione parallela all'asse (Z) e supportato dalla slitta (42) con mezzi per la sua traslazione in una direzione parallela all'asse(Z), detto braccio (43) essendo sostanzialmente tubolare e portando alla sua estremità inferiore la testa di lavoro (40).
9. Centro di lavoro secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 8, che si caratterizza per il fatto che detta testa di lavoro (40) comprende un supporto a C (44), girevolmente vincolato per una sua prima estremità (46), con un primo giunto rotazionale (47), al braccio (43) per una rotazione attorno all'asse (Z), detto elettromandrino (10) essendo a sua volta girevolmente vincolato alla seconda opposta estremità (48) di detto supporto a C (44), imperniato con un secondo giunto rotazionale (49), a ruotare attorno ad un asse ortogonale a detto asse (Z).
10. Centro di lavoro secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 9, che si caratterizza per il fatto che detti mezzi automatici di spinta (35) sono posizionati a bordo di detto braccio (43), e sono atti ad operare secondo detto terzo asse (Z).
11. Centro di lavoro secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 10, che si caratterizza per il fatto che detti mezzi automatici di spinta (35) comprendono un'asta di spinta (50) supportata da un pistone (51) posto in un cilindro attuatore (52), detto cilindro attuatore (52) essendo integrato all'interno del braccio tubolare (43).
12. Centro di lavoro secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 11, che si caratterizza per il fatto che il porta-utensili (41) è posizionato nella parte inferiore del portale (37), al di sotto del braccio tubolare (43).