IT201800005332A1

IT201800005332A1 - Fresatrice a portale

Info

Publication number: IT201800005332A1
Application number: IT102018000005332A
Authority: IT
Priority date: 2018-05-14
Filing date: 2018-05-14
Publication date: 2019-11-14
Also published as: ES1259504U; WO2019220286A1; DE212019000284U1; CN214685212U; ES1259504Y

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si colloca nel settore delle macchine utensili di grandi dimensioni. In particolare, forma oggetto della presente invenzione una fresatrice a portale.

Tali macchine sono sovente utilizzate per la realizzazione di pezzi di grandi dimensioni, quali componenti di impianti nucleari o per l’industria oil & gas o per il settore ferroviario, che necessitano di strettissime tolleranze di lavorazione, per ragioni progettuali e di affidabilità.

Durante le lavorazioni, invece, si sviluppano enormi forze che, secondo diverse modalità, producono una deformazione dei componenti della macchina, influenzando negativamente le tolleranze che possono essere assicurate.

Secondo la tipologia di macchina, esistono diverse soluzioni che si prefiggono di limitare l’effetto delle forze di lavorazione sulla macchina.

In particolare, relativamente a fresatrici a portale, esistono soluzioni che impiegano cavi e carrucole per compensare la deformazione subita dai montanti oppure soluzioni che impiegano, con lo stesso scopo, alcuni pistoni idraulici.

Ciascuna di queste soluzioni presenta tuttavia degli inconvenienti. Ad esempio, i sistemi meccanici risultano ingombranti e soggetti a veloce usura, mentre i sistemi oleodinamici necessitano di un circuito di alimentazione ad hoc.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare una fresatrice a portale di grandi dimensioni in grado di soddisfare le esigenze del settore e superare nel contempo gli inconvenienti di cui si è detto con riferimento all’arte nota.

Tale scopo è raggiunto da una fresatrice a portale secondo la rivendicazione 1. Le rivendicazioni dipendenti descrivono ulteriori vantaggiose forme di realizzazione.

Le caratteristiche e i vantaggi della fresatrice a portale secondo la presente invenzione saranno evidenti dalla descrizione sotto riportata a titolo esemplificativo e non limitativo, in accordo con le tavole allegate, in cui:

- la figura 1 rappresenta un apparato comprendente una fresatrice a portale secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 2 illustra la fresatrice a portale della figura 1;

- la figura 3 mostra un montante della fresatrice a portale della figura 2; e

- la figura 4 raffigura una sezione verticale del montante della figura 3, con traversa e mezzi di movimentazione verticale.

Con riferimento alle tavole allegate, con 1 si è complessivamente indicato un apparato macchina utensile comprendente fondazioni 2, solitamente ricavate al di sotto di un piano di terra, nelle quali sono alloggiate banchi 4, disposti parallelamente lungo una direzione longitudinale X.

Ad esempio, ciascun banco 4 è costituito da una coppia di guide banco 4’.

L’apparato macchina utensile 1 comprende inoltre una fresatrice 10 a portale, comprendente una coppia di carri montante 12, ciascun carro montante 12 essendo impegnato scorrevolmente con il rispettivo banco 4.

La fresatrice 10 comprende inoltre una coppia di montanti 14, 16 distanziati fra loro lungo una direzione trasversale Y ortogonale alla direzione longitudinale X, in cui ciascun montante 14, 16 presenta estensione prevalente lungo una rispettiva direzione verticale W1, W2.

Ciascun montante 14, 16 è supportato dal rispettivo carro montante 12 e presenta, di preferenza, una struttura scatolare provvista di lastre di rinforzo, al fine di assicurare una elevata rigidità.

Ciascun montante 14, 16, preferibilmente a sezione quadrangolare, presenta una faccia frontale 17, sulla quale sono applicate guide montante 18 parallele, aventi estensione lungo la direzione verticale W1, W2.

Preferibilmente, dette guide montante 18 occupano solo parzialmente la faccia frontale 17, mentre una rimanente porzione ospita mezzi di movimentazione verticale 30, di cui si dirà in seguito.

La fresatrice 10 comprende inoltre una traversa 20, che si estende lungo la direzione trasversale Y ed è impegnata scorrevolmente con dette guide montante 18 su ciascun montante 14, 16.

La fresatrice comprende inoltre una testa porta-utensili supportata scorrevolmente dalla traversa, ed un utensile per fresare supportato dalla testa porta-utensili.

I mezzi di movimentazione verticale 30 della fresatrice 10 sono impegnati con la traversa 20 per comandarne la traslazione lungo la direzione verticale W1, W2.

Per ciascun montante 14, 16, i mezzi di movimentazione verticale 30 comprendono una madrevite 32 applicata e resa solidale alla traversa 20. Ad esempio, la traversa 20, sulla faccia posteriore 20b, opposta alla faccia anteriore 20a destinata all’applicazione della testa porta-utensili, presenta un attacco 22, al quale è meccanicamente collegata la madrevite 32.

Detti mezzi di movimentazione verticale 30 comprendono inoltre una vite 34 a ricircolo di sfere, impegnata girevolmente con la madrevite 32, avente estensione prevalente lungo un asse vite Q verticale, parallelo alla direzione verticale W1, W2, fra un’estremità superiore 36 ed un’estremità inferiore 38.

I mezzi di movimentazione verticale 30 comprendono inoltre un motore elettrico superiore 40, impegnato con la vite 34, direttamente o indirettamente, in corrispondenza dell’estremità superiore 36, ed un motore elettrico inferiore 42, impegnato con la vite 34, direttamente o indirettamente, in corrispondenza dell’estremità inferiore 38.

Secondo una forma di realizzazione, ciascun motore elettrico 40, 42 è supportato dal rispettivo montante 14, 16.

Secondo una forma preferita di realizzazione, inoltre, detti mezzi di movimentazione verticale 30 comprendono un supporto girevole superiore 44, che supporta girevolmente l’estremità superiore 36 della vite 34, e un supporto girevole inferiore 46, che supporta girevolmente l’estremità inferiore 38 della vite 34.

Preferibilmente, detti supporti girevoli 44, 46 sono adatti a ospitare una pluralità di cuscinetti a ricircolo di sfere, per un supporto ottimale della vite 34.

Preferibilmente, inoltre, ciascun supporto girevole 44, 46 è applicato alla faccia frontale 17 del rispettivo montante 14, 16.

Preferibilmente, inoltre, il motore superiore 40 è coassiale al motore inferiore 42 e allineato con l’asse vite Q della vite 34.

La fresatrice 10 comprende inoltre mezzi di controllo vite 100 elettronici per controllare l’azionamento dei motori 40, 42 di ciascun montante 14, 16 in modo da ottenere una rotazione controllata della vite 34.

In particolare, detti mezzi di controllo vite, comprendenti un PLC o un microprocessore programmato con un adeguato software, sono configurati o programmati in modo da attuare un controllo di coppia secondo una logica Master/Slave, in cui, ad esempio, per ciascun montante 14, 16, il motore superiore 40 si comporta da Master in controllo di coppia ed il motore inferiore 42 da Slave in controllo di coppia.

Inoltre, preferibilmente, i mezzi di controllo vite non adottano alcun precarico, poiché il vincolo meccanico tra i motori, realizzato dalla vite, è supposto sufficientemente rigido e senza gioco.

Ulteriormente, preferibilmente, i mezzi di controllo vite ripartiscono equamente la coppia tra i due motori. Inoltre, la fresatrice 10 comprende mezzi di controllo traversa 110 elettronici per ottenere che la traversa 20 non sia distorta, dinamicamente o staticamente.

Detti mezzi di controllo traversa 110, comprendenti ad esempio un PLC o un microprocessore programmato tramite un adeguato software, sono configurati o programmati per operare un controllo di posizione fra un motore 40, 42 del primo montante 14 e un motore 40, 42 del secondo montante 16, secondo una logica Master/Slave.

Ad esempio, nell’ambito dei mezzi di controllo posizione 110, il motore superiore 40 del primo montante 14 opera da Master in controllo di posizione ed il motore superiore 40 del secondo montante 16 opera da Slave in controllo di posizione.

A tale scopo, la fresatrice 10 comprende mezzi di rilevazione della posizione della traversa; ad esempio, detti mezzi di rilevazione comprendono due righe ottiche montate specularmente su un montante e sull’altro, adatte a inviare ai mezzi di controllo traversa 110 un segnale rappresentativo della posizione della traversa 20 sul rispettivo montante 14, 16.

Ovviamente, lo spostamento della testa porta-utensili lungo la traversa 20 comporta uno sbilanciamento dei carichi sulle due coppie di motori 40, 42.

I mezzi di controllo traversa 110, tramite detto controllo in posizione, consentono di ripartire fra i due montanti l’azione complessiva necessaria per mantenere dritta la traversa durante il suo sollevamento o abbassamento, mentre nell’ambito di ciascun montante, i mezzi di controllo vite 100 ripartiscono equamente la coppia fra i due motori.

Innovativamente, la fresatrice a portale secondo la presente invenzione supera gli inconvenienti di cui si è detto con riferimento all’arte nota, in quanto consente di incrementare notevolmente la rigidezza apparente della vite, migliorando la precisione degli spostamenti della traversa.

Inoltre, vantaggiosamente, la presenza di due motori per ciascuna vite migliora l’affidabilità della macchina, poiché realizza una ridondanza nel supporto della vite, utile nel caso di malfunzionamento o rottura di uno dei due motori della vite.

E’ chiaro che un tecnico del ramo, al fine di soddisfare esigenze contingenti, potrebbe apportare modifiche alla fresatrice sopra descritta, tutte contenute nell’ambito di tutela come definito dalle rivendicazioni seguenti.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Fresatrice (10) a portale provvista di: - una coppia di montanti (14,16) distanziati fra loro lungo una direzione trasversale (Y), in cui ciascun montante (14,16) presenta estensione prevalente lungo una rispettiva direzione verticale (W1,W2); e di - una traversa (20) avente estensione lungo la direzione trasversale (Y), supportata da detti montanti (14,16), detta traversa (20) essendo adatta a supportare scorrevolmente una testa porta-utensili; - mezzi di movimentazione verticale (30) impegnati con la traversa (20) per comandarne la traslazione lungo la direzione verticale (W1,W2); - in cui, per ciascun montante (14,16), detti mezzi di movimentazione verticale (30) comprendono una vite (34) supportata dal montante (14,16), che si estende lungo un asse vite (Q) verticale parallelo alla direzione verticale (W1,W2), fra un’estremità superiore (36) ed un’estremità inferiore (38), operativamente impegnata con la traversa (20); e - in cui, per ciascun montante (14,16), detti mezzi di movimentazione verticale (30) comprendono un motore elettrico superiore (40), impegnato con la vite (34), direttamente o indirettamente, in corrispondenza dell’estremità superiore (36), ed un motore elettrico inferiore (42), impegnato con la vite (34), direttamente o indirettamente, in corrispondenza dell’estremità inferiore (38).
2. Fresatrice secondo la rivendicazione 1, in cui, per ciascun montante, ciascun motore elettrico (40,42) è supportato da detto montante (14,16).
3. Fresatrice secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la vite (34) è del tipo a ricircolo di sfere.
4. Fresatrice secondo la rivendicazione 3, in cui, per ciascun montante (14,16), detti mezzi di movimentazione verticale (30) comprendono un supporto girevole superiore (44), che supporta girevolmente l’estremità superiore (36) della vite (34), e un supporto girevole inferiore (46), che supporta girevolmente l’estremità inferiore (38) della vite (34), detti supporti girevoli (44,46) essendo adatti a ospitare una pluralità di cuscinetti a ricircolo di sfere.
5. Fresatrice secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il motore superiore (40) è coassiale al motore inferiore (42) e allineato con l’asse vite (Q) della vite (34).
6. Fresatrice secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente mezzi di controllo vite (100) elettronici per controllare la rotazione della vite (34).
7. Fresatrice secondo la rivendicazione 6, in cui, per ciascun montante (14,16), detti mezzi di controllo vite (100) sono configurati o programmati in modo da attuare un controllo di coppia secondo una logica Master/Slave.
8. Fresatrice secondo la rivendicazione 7, in cui il motore superiore (40) si comporta da Master in controllo di coppia ed il motore inferiore (42) da Slave in controllo di coppia.
9. Fresatrice secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui i mezzi di controllo vite ripartiscono equamente la coppia tra i due motori.
10. Fresatrice secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente mezzi di controllo traversa (110) elettronici per rilevare la disposizione della traversa, dinamicamente o staticamente.
11. Fresatrice secondo la rivendicazione 10, in cui detti mezzi di controllo traversa (110) sono configurati o programmati per operare un controllo di posizione fra un motore (40,42) del primo montante (14) e un motore (40,42) del secondo montante (16) secondo una logica Master/Slave.
12. Fresatrice secondo la rivendicazione 11, in cui, nell’ambito dei mezzi di controllo traversa (110), il motore superiore (40) del primo montante (14) opera da Master in controllo di posizione ed il motore superiore (40) del secondo montante (16) opera da Slave in controllo di posizione.
13. Fresatrice secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 12, comprendente mezzi di rilevazione della posizione della traversa (20) operativamente collegati a detti mezzi di controllo traversa (110).
14. Fresatrice secondo la rivendicazione 13, in cui detti mezzi di rilevazione comprendono, per ciascun montante (14,16), una riga ottica, dette righe ottiche essendo montate specularmente.