IT201800010747A1

IT201800010747A1 - Gruppo portautensile di una macchina per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra, macchina includente tale gruppo e metodo per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra

Info

Publication number: IT201800010747A1
Application number: IT102018000010747A
Authority: IT
Inventors: Simone Guazzoni; Maurizio Gnappa; Riccardo Medina
Original assignee: Gmm S P A
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2020-05-30
Also published as: US20210354258A1; EP3887090A2; EP3887090B1; CN113439007B; WO2020110073A2; CN113439007A; WO2020110073A3; US11364582B2

Description

Gruppo portautensile di una macchina per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra, macchina includente tale gruppo e metodo per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra

DESCRIZIONE

Sfondo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un gruppo portautensile di una macchina per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra, in particolare, ma non esclusivamente, materiali lapidei, come, ad esempio, marmi e graniti, oppure materiali similari di natura non naturale. Preferibilmente, tali materiali sono in lastra.

L’invenzione si riferisce altresì ad una macchina per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra includente tale gruppo portautensile e ad un metodo di lavorazione di materiali in blocco o in lastra, il quale metodo è attuabile tramite tale macchina. Preferibilmente, tali materiali sono in lastra.

Con il termine “lavorazione” s’intende genericamente indicare qualsiasi operazione compiuta su un pezzo di materiale (blocco o lastra), come ad esempio il taglio, la foratura, la fresatura, la squadratura, la sagomatura, o simili.

Tecnica nota

Le macchine per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra, e in particolare di materiali lapidei, comprendono essenzialmente una tavola che definisce un piano di lavoro su cui viene posato il blocco o la lastra da lavorare, un gruppo portautensile al quale è associato un utensile di lavorazione, ad esempio una lama circolare o una fresa, un apparato di movimentazione del gruppo portautensile ed un’unità di comando e controllo dotata di una opportuna interfaccia operatore.

Nell’ambito della presente descrizione e delle allegate rivendicazioni, con l’espressione “apparato di movimentazione”, si intende indicare un apparato atto a determinare un qualsiasi movimento del gruppo portautensile, sia esso di traslazione o di rotazione. Al gruppo portautensile sono connesse una pluralità di linee di alimentazione, ad esempio elettriche o per il trasporto di un fluido refrigerante in corrispondenza dell’utensile di lavorazione. L’apparato di movimentazione è ad esempio montato su un ponte orizzontale che poggia su pareti o altre strutture di supporto verticali. In altre possibili forme di realizzazione, l’apparato di movimentazione può essere collegato ad un robot antropomorfo o ad altri tipi di macchina idonea allo scopo.

Il ponte è mobile sulle rispettive strutture di supporto e l’apparato di movimentazione è mobile lungo il ponte. In questo modo, l’apparato di movimentazione e il gruppo portautensile possono essere movimentati parallelamente al piano di lavoro lungo due assi X e Y tra loro perpendicolari. A sua volta, l’apparato di movimentazione può movimentare il gruppo portautensile lungo un’ulteriore direzione di movimentazione Z perpendicolare al piano di lavoro. Per poter compiere lavorazioni lungo entrambe le direzioni di movimentazione X e Y nonché lungo direzioni oblique, è inoltre previsto fare ruotare il gruppo portautensile attorno all’asse Z, in pratica l’asse verticale, in modo da presentare il pezzo di materiale in lavorazione (blocco o lastra) all’utensile di lavorazione secondo differenti angolazioni.

Le lavorazioni a cui è sottoposto il pezzo di materiale possono comprendere il taglio del materiale tramite una lama circolare, più altre lavorazioni (foratura, fresatura, squadratura, sagomatura, ecc.) da effettuarsi tramite ulteriori utensili di lavorazione, quali punte e frese di diverso tipo e dimensioni.

Generalmente, questi ulteriori utensili sono montati su appositi portautensili, che vengono associati al gruppo portautensile della suddetta macchina, recante la lama circolare, tramite un apposito assemblaggio di accoppiamento.

In particolare, il gruppo portautensile comprende un mandrino su cui è montata la lama circolare ed i suddetti portautensili (recanti i diversi ulteriori utensili) sono rimovibilmente accoppiati ad una estremità libera frontale del suddetto mandrino.

A tale scopo, in una macchina di tipo noto il gruppo portautensile viene in particolare equipaggiato con un dispositivo di accoppiamento meccanico provvisto di elementi cooperanti a battuta per rendere solidali in rotazione il portautensile ed il mandrino, ad esempio comprendente una pluralità di pioli di trascinamento ed una corrispondente pluralità di sedi di accoglimento dei pioli, e con un magnete realizzato in un attacco portautensile associato al mandrino ed in grado di far aderire il portautensile all’attacco.

In questo modo, è possibile predisporre i diversi ulteriori utensili, montati ciascuno su un rispettivo portautensile, in un apposito dispositivo di stoccaggio, ad esempio sostanzialmente a rastrelliera, posizionato in prossimità della macchina, cosicché questi ulteriori utensili possano essere rapidamente montati/smontati dal gruppo portautensile, a seconda delle lavorazioni richieste sul pezzo di materiale.

Nelle più recenti macchine per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra, si è pensato di automatizzare il montaggio/smontaggio dei suddetti portautensili sul gruppo portautensile.

A tale scopo, risulta necessario posizionare in perfetto allineamento gli elementi cooperanti a battuta che formano il suddetto dispositivo di accoppiamento meccanico (ad esempio, dei pioli rispetto alle rispettive sedi di accoglimento).

Una maniera particolarmente efficace di conseguire il questo perfetto allineamento è divulgata nella domanda di brevetto internazionale n° WO 2013/008154 a nome della stessa Richiedente che divulga un gruppo portautensile in cui l’assemblaggio di accoppiamento comprende una pluralità di magneti con polarità nord e polarità sud associati all’estremità libera frontale del mandrino e ad un’estremità libera del portautensile ed opportunamente sfalsati tra loro.

Grazie a tale configurazione, l’assemblaggio di accoppiamento consente di realizzare un efficace autocentraggio automatico degli elementi che lo compongono semplificando la struttura dei dispositivi di posizionamento e di movimentazione del mandrino e velocizzando le operazioni di montaggio/smontaggio dei portautensili sul gruppo portautensile.

In tempi recenti e per esigenze produttive e di mercato, è sempre più richiesto che il gruppo portautensile possa consentire - mediante il suddetto ulteriore utensile di lavorazione - una lavorazione del materiale lungo una direzione trasversale rispetto al piano di lavoro generando così sforzi agenti in direzione trasversale rispetto all’asse di rotazione di questo ulteriore utensile.

Un esempio di questo tipo di lavorazioni sono le operazioni di fresatura del materiale, valendo considerazioni analoghe anche per altre lavorazioni ove si generano sforzi esercitati in direzione trasversale rispetto all’asse di rotazione dell’utensile.

La Richiedente ha riscontrato che in questo tipo di lavorazioni, ad esempio appunto quella di fresatura, si genera una forza, agente in direzione trasversale rispetto all’asse di rotazione dell’ulteriore utensile, che genera sull’accoppiamento tra portautensile e mandrino (generalmente di tipo conico) un momento ribaltante che tende ad allontanare le superfici di fissaggio di portautensile e mandrino.

La Richiedente ha osservato che, con il gruppo portautensile divulgato da WO 2013/008154, le forze normalmente generate da una lavorazione di fresatura sono tali per cui già i soli magneti riescono a contrastare il suddetto momento ribaltante e garantire un corretto accoppiamento tra portautensile e mandrino.

Tuttavia, non può essere escluso che, per vari motivi, il portautensile debba sopportare sollecitazioni trasversali superiori, anche improvvise, rispetto all’asse di rotazione dell’utensile (ad esempio errore dell’operatore e/o utensile usurato e/o discontinuità nel materiale e/o urti accidentali nei posizionamenti, ecc.).

La Richiedente ha infatti riscontrato che in queste situazioni di sollecitazioni superiori esercitate sull’utensile in direzione trasversale, in particolare in lavorazioni con valori di velocità d’avanzamento dell’utensile nel materiale via via maggiori, il portautensile e il mandrino si possono dapprima allontanare leggermente causando una rotazione eccentrica, vibrazioni e lavorazioni fuori tolleranza e, all’aumentare delle sollecitazioni, si può verificare anche il completo distacco del portautensile.

Ovviamente quest’ultima situazione è da evitare sia per ragioni economiche (danni sui macchinari e sul materiale in lavorazione) sia soprattutto per motivi di sicurezza dell’operatore dati i rischi connessi ad un possibile distacco del gruppo portautensile, di peso non trascurabile, anche in presenza degli usuali mezzi di sicurezza passiva (ad esempio, barriere antisfondamento) di cui le macchine sono fornite.

Sommario dell’invenzione

La Richiedente ha riscontrato che il gruppo portautensile della macchina per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra divulgato da WO 2013/008154 può essere soggetto a un miglioramento che risulta particolarmente utile durante le suddette lavorazioni meccaniche eseguite mediante un utensile di lavorazione avente lo stesso asse di rotazione del mandrino, o un asse di rotazione ad esso parallelo, con sforzi agenti in direzione trasversale rispetto all’asse di rotazione dell’utensile, ossia sforzi esercitati in direzione radiale rispetto all’asse longitudinale dell’utensile, ad esempio una lavorazione di fresatura, spianatura, incisione, ecc..

La Richiedente ha quindi percepito la possibilità di migliorare il gruppo portautensile divulgato da WO 2013/008154 e, più in particolare, la possibilità di mettere a disposizione un gruppo portautensile di una macchina per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra, nonché una macchina che incorpora tale gruppo ed un metodo per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra, che consentano un ampliamento delle tipologie di lavorazioni eseguibili in modo corretto ed in condizioni di sicurezza dallo stesso ulteriore utensile anche in presenza di elevate sollecitazioni, anche improvvise, agenti in direzione trasversale rispetto all’asse di rotazione di questo ulteriore utensile.

In particolare, secondo un primo aspetto, la presente invenzione riguarda un gruppo portautensile di una macchina per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra secondo la rivendicazione 1.

Più in particolare, l’invenzione riguarda un gruppo portautensile per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra, detto gruppo portautensile essendo movibile sopra un piano di lavoro di detta macchina su cui viene posato il materiale in blocco o in lastra da lavorare, in cui il gruppo portautensile comprende:

- un mandrino su cui è montabile una lama circolare, e

- un assemblaggio di accoppiamento per accoppiare rimovibilmente un secondo utensile di lavorazione ad una estremità libera frontale del mandrino, comprendente:

a) un portautensile associato al secondo utensile di lavorazione;

b) almeno un dispositivo di accoppiamento meccanico provvisto di elementi cooperanti a battuta per rendere solidali in rotazione il portautensile ed il mandrino; e

c) un primo elemento di bloccaggio assiale del portautensile configurato per bloccare rimovibilmente in traslazione ed in direzione sostanzialmente assiale detto portautensile sul mandrino, detto primo elemento di bloccaggio assiale comprendendo un dispositivo magnetico di fissaggio del portautensile al mandrino;

il quale si caratterizza per il fatto che detto assemblaggio di accoppiamento comprende ulteriormente:

d) un codolo sostanzialmente cilindrico esteso da detta estremità libera del portautensile; e) una sede di accoglimento sostanzialmente cilindrica di detto codolo, posizionata assialmente in detto mandrino o, ove previsto, in detto attacco portautensile associato all’estremità libera frontale del mandrino; e

f) almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile, configurato per bloccare rimovibilmente in traslazione ed in direzione sostanzialmente assiale detto portautensile nel mandrino, detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale essendo comandabile in traslazione in direzione radiale per bloccare rimovibilmente detto codolo nella rispettiva sede di accoglimento.

Vantaggiosamente, il gruppo portautensile dell’invenzione, ed in particolare il suo assemblaggio di accoppiamento, comprende un secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile che interviene in una qualsiasi condizione di elevata sollecitazione, anche improvvisa, agente in direzione trasversale rispetto all’asse di rotazione del secondo utensile di lavorazione, impedendo il distacco del portautensile dal mandrino qualunque sia l’entità della sollecitazione trasversale.

In particolare, il secondo elemento di bloccaggio assiale blocca rimovibilmente il codolo del portautensile nella rispettiva sede di accoglimento, garantendo così efficaci condizioni di sicurezza attiva della macchina.

In particolare, il gruppo portautensile dell’invenzione consente vantaggiosamente di evitare un distacco accidentale del portautensile dal mandrino, in tutte quelle condizioni di funzionamento in cui il secondo utensile di lavorazione deve sopportare sollecitazioni trasversali superiori anche improvvise (ad esempio, errore dell’operatore e/o utensile usurato e/o discontinuità nel materiale e/o urti accidentali nei posizionamenti, ecc.). Inoltre, il secondo elemento di bloccaggio assiale si presta vantaggiosamente ad essere comandabile in traslazione in direzione radiale in un ciclo di cambio portautensile completamente automatizzato.

In un suo secondo aspetto, la presente invenzione riguarda una macchina per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra secondo la rivendicazione 22.

In particolare, l’invenzione riguarda una macchina per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra, comprendente un piano di lavoro su cui viene posato il materiale in blocco o in lastra da lavorare ed un gruppo portautensile secondo il primo aspetto della presente invenzione.

Preferibilmente, tale macchina per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra presenta quindi tutte le caratteristiche strutturali e funzionali sopra discusse con riferimento al gruppo portautensile del primo aspetto dell’invenzione e pertanto presenta tutti i vantaggi da esso conseguiti e divulgati nella presente descrizione.

In un suo terzo aspetto, la presente invenzione riguarda un metodo per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra secondo la rivendicazione 26.

In particolare, l’invenzione riguarda un metodo per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra comprendente le fasi di:

A) posizionare un materiale in blocco o in lastra su un piano di lavoro,

B) movimentare sopra il piano di lavoro un gruppo portautensile comprendente un mandrino su cui è montata una lama circolare,

C) eseguire una lavorazione di taglio su detto materiale in blocco o in lastra tramite detta lama circolare,

D) ruotare il gruppo portautensile attorno ad un asse sostanzialmente parallelo al piano di lavoro,

E) accoppiare in maniera rimovibile un secondo utensile di lavorazione ad una estremità libera frontale del mandrino del gruppo portautensile mediante un assemblaggio di accoppiamento comprendente:

a) un portautensile associato al secondo utensile di lavorazione;

F) eseguire una ulteriore lavorazione su detto materiale in blocco o in lastra tramite detto secondo utensile di lavorazione,

caratterizzato dal fatto che l’assemblaggio di accoppiamento comprende ulteriormente: d) un codolo sostanzialmente cilindrico esteso da detta estremità libera del portautensile; e) una sede di accoglimento sostanzialmente cilindrica di detto codolo, posizionata assialmente in detto mandrino o, ove previsto, in detto attacco portautensile associato all’estremità libera frontale del mandrino; e

f) almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile, configurato per bloccare rimovibilmente in traslazione ed in direzione sostanzialmente assiale detto portautensile nel mandrino, detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale essendo comandabile in traslazione in direzione radiale per bloccare rimovibilmente detto codolo nella rispettiva sede di accoglimento;

e dal fatto che detta fase E) comprende le fasi di:

E1) avvicinare il mandrino al portautensile,

E2) orientare gli elementi cooperanti a battuta del dispositivo di accoppiamento meccanico dell’assemblaggio di accoppiamento in allineamento tra loro, E3) inserire detto codolo sostanzialmente cilindrico del portautensile in detta sede di accoglimento formata assialmente nel mandrino o, ove previsto, nell’attacco portautensile associato all’estremità libera frontale del mandrino;

E4) associare magneticamente il mandrino o, ove previsto, l’attacco portautensile associato all’estremità libera frontale del mandrino, al portautensile mediante detto primo elemento di bloccaggio assiale; e

E5) comandare in traslazione detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile in direzione radiale per bloccare rimovibilmente il codolo dell’assemblaggio di accoppiamento nella rispettiva sede di accoglimento.

Preferibilmente, tale metodo per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra viene attuato mediante il gruppo portautensile del primo aspetto dell’invenzione più sopra descritto, avente tutte le caratteristiche strutturali e funzionali discusse, con i relativi vantaggi, nel presente documento.

In particolare, il metodo dell’invenzione comprende vantaggiosamente comandare in traslazione un secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile in direzione radiale per bloccare rimovibilmente il codolo dell’assemblaggio di accoppiamento del secondo utensile di lavorazione nella rispettiva sede di accoglimento.

Il secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile interviene in una qualsiasi condizione di elevata sollecitazione, anche improvvisa, agente in direzione trasversale rispetto all’asse di rotazione del secondo utensile di lavorazione, impedendo il distacco del portautensile dal mandrino qualunque sia l’entità della sollecitazione trasversale. In particolare, il secondo elemento di bloccaggio assiale blocca rimovibilmente il codolo del portautensile nella rispettiva sede di accoglimento, garantendo così efficaci condizioni di sicurezza attiva della macchina.

In particolare, il metodo dell’invenzione consente vantaggiosamente di evitare un distacco accidentale del portautensile dal mandrino, in tutte quelle condizioni di funzionamento in cui il secondo utensile di lavorazione deve sopportare sollecitazioni trasversali superiori anche improvvise (ad esempio, errore dell’operatore e/o utensile usurato e/o discontinuità nel materiale e/o urti accidentali nei posizionamenti, ecc.). Inoltre, il secondo elemento di bloccaggio assiale si presta vantaggiosamente ad essere comandabile in traslazione in direzione radiale in un ciclo di cambio portautensile completamente automatizzato.

La presente invenzione in almeno uno dei suddetti aspetti può presentare almeno una delle caratteristiche preferite che seguono; queste ultime sono in particolare combinabili tra loro a piacere allo scopo di soddisfare specifiche esigenze applicative.

In una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile comprende almeno una sfera di bloccaggio montata in detto codolo e che è radialmente movibile a comando tra:

- una posizione ritratta, di rilascio del codolo, in cui detta almeno una sfera di bloccaggio non sporge dal codolo, e

- una posizione estratta, di bloccaggio del codolo, in cui detta almeno una sfera di bloccaggio sporge almeno parzialmente dal codolo e viene accolta almeno parzialmente in una corrispondente prima sede di alloggiamento formata in detta sede di accoglimento sostanzialmente cilindrica del codolo.

Vantaggiosamente, l’utilizzo di almeno una sfera di bloccaggio mobile sostanzialmente radialmente tra la posizione ritratta e la posizione estratta consente di conseguire caratteristiche di affidabilità nel tempo di funzionamento del secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile.

Preferibilmente, detto portautensile comprende un elemento attuatore di detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile mobile lungo la direzione assiale del portautensile ed azionabile dall’esterno del portautensile.

Tale elemento attuatore vantaggiosamente non incide sugli ingombri radiali del gruppo portautensile e consente altrettanto vantaggiosamente di comandare dall’esterno il secondo elemento di bloccaggio assiale in un ciclo di cambio portautensile completamente automatizzato.

Preferibilmente, detto elemento attuatore comprende uno stelo di comando, scorrevolmente montato in direzione assiale in detto portautensile tra:

- una prima posizione, di bloccaggio del codolo, in cui lo stelo di comando sollecita detta almeno una sfera di bloccaggio in detta posizione estratta in cui la sfera di bloccaggio sporge almeno parzialmente dal codolo; e

- una seconda posizione, di rilascio del codolo, in cui detta almeno una sfera di bloccaggio è in detta posizione ritratta ed è accolta almeno parzialmente in una rispettiva seconda sede di alloggiamento formata in detto stelo di comando. Preferibilmente, detta seconda sede di alloggiamento della sfera di bloccaggio formata nello stelo di comando è realizzata in una prima porzione di estremità dello stelo di comando.

Preferibilmente, detto stelo di comando è scorrevolmente montato in una cavità passante centralmente formata in detto portautensile.

Vantaggiosamente, ciascuna delle suddette caratteristiche preferite dello stelo di comando consente di manovrare la suddetta almeno una sfera di bloccaggio in maniera affidabile, semplice e diretta.

Preferibilmente, detto elemento attuatore comprende un elemento elastico attivo lungo una direzione di spinta atta a sollecitare detto stelo di comando in detta prima posizione di bloccaggio del codolo.

Vantaggiosamente, l’elemento elastico è configurato per mantenere costantemente nell’uso del gruppo portautensile il codolo nella suddetta posizione di bloccaggio, così da mantenere il desiderato bloccaggio assiale del portautensile in condizioni di sicurezza e richiedere un’azione positiva di sblocco del portautensile agendo in direzione opposta alla direzione di spinta dell’elemento elastico.

Preferibilmente, detto elemento elastico dell’elemento attuatore è una molla a elica montata in una rispettiva sede anulare di accoglimento definita in detto codolo tra una parete interna di detta cavità passante formata nel portautensile e una parete esterna di detto stelo di comando.

Più preferibilmente, detta molla a elica comprende contrapposte estremità attive su un primo spallamento anulare esteso dalla parete interna di detta cavità passante e, rispettivamente, su un secondo spallamento anulare esteso dalla parete esterna di detto stelo di comando.

In questo modo, l’azione di spinta dell’elemento elastico viene vantaggiosamente guidato in modo corretto così da sfruttare nel miglior modo possibile la forza di spinta elastica di tale elemento.

In una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, l’elemento attuatore di detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile comprende una testa di azionamento fissata ad una porzione di estremità dello stelo di comando posizionata esternamente alla sede di accoglimento di detto codolo sostanzialmente cilindrico.

In questo modo, l’elemento attuatore del secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile può essere facilmente comandato mediante la suddetta testa di azionamento, accessibile dall’esterno del gruppo portautensile, agevolando le operazioni di cambio portautensile in particolare quelle di tipo automatizzato.

Preferibilmente, la testa di azionamento dell’elemento attuatore è scorrevolmente montata su una porzione cilindrica di detto portautensile contrapposta a detto codolo sostanzialmente cilindrico.

Più preferibilmente, la testa di azionamento dell’elemento attuatore è fissata alla porzione di estremità di detto stelo di comando posizionata esternamente alla sede di accoglimento del codolo sostanzialmente cilindrico tramite un elemento di fissaggio scorrevolmente guidato in un’asola passante formata in detta porzione cilindrica di detto portautensile. In questo modo, lo scorrimento assiale della testa di azionamento dell’elemento attuatore può essere vantaggiosamente guidato in modo corretto.

In una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, la testa di azionamento dell’elemento attuatore comprende un recesso esterno configurato per essere impegnato da un utensile di manovra della testa di azionamento.

In questo modo, è vantaggiosamente possibile agevolare le operazioni di manovra dell’elemento attuatore, eseguibili dall’esterno del gruppo portautensile agendo sulla suddetta testa di azionamento.

Preferibilmente, detto utensile di manovra comprende un braccio provvisto di una porzione di estremità rastremata configurata per impegnarsi in detto recesso esterno della testa di azionamento dell’elemento attuatore e per comandare in traslazione lo stelo di comando dell’elemento attuatore verso detta seconda posizione di rilascio del codolo. Grazie a queste caratteristica e come meglio apparirà nel seguito, è vantaggiosamente possibile azionare l’elemento attuatore in modo semplice, ripetibile ed efficace, ad esempio e preferibilmente, in un ciclo di cambio portautensile completamente automatizzato.

In una forma di realizzazione preferita, detto portautensile comprende una flangia di accoppiamento all’estremità libera frontale del mandrino o, ove previsto, a detto attacco portautensile associato all’estremità libera frontale del mandrino.

In questa configurazione preferita del gruppo portautensile, la testa di azionamento dell’elemento attuatore del secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile si attesta preferibilmente in battuta contro la flangia di accoppiamento del portautensile quando detto stelo di comando dell’elemento attuatore è in detta prima posizione di bloccaggio del codolo.

In una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, detto assemblaggio di accoppiamento comprende inoltre una guida troncoconica, estesa coassialmente da detto portautensile, e una corrispondente sede troncoconica, formata in detta estremità libera frontale del mandrino o, ove previsto, in detto attacco portautensile associato all’estremità libera frontale del mandrino.

Vantaggiosamente, la guida troncoconica e la corrispondente sede troncoconica consentono di centrare efficacemente nel mandrino il portautensile ottenendo un accoppiamento con perfetta coassialità tra questi ultimi (ovvero tra portautensile e attacco portautensile).

Vantaggiosamente, la guida troncoconica consente anche di realizzare il secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile, ad esempio la suddetta sfera di bloccaggio e la rispettiva sede di alloggiamento, senza ricorrere a stringenti tolleranze di lavorazione con una vantaggiosa semplificazione di fabbricazione e riduzione di costi. Preferibilmente, detto codolo sostanzialmente cilindrico è esteso coassialmente da detta guida troncoconica.

In una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, il suddetto dispositivo magnetico di fissaggio del portautensile al mandrino comprende:

c1) almeno un primo magnete disposto in corrispondenza di detta estremità libera frontale del mandrino o, ove previsto, in corrispondenza di un attacco portautensile associato all’estremità libera frontale del mandrino, e

c2) almeno un secondo magnete disposto in corrispondenza di detta estremità libera del portautensile.

Ancor più preferibilmente, il suddetto dispositivo magnetico di fissaggio del portautensile al mandrino comprende:

- almeno due primi magneti con polarità nord ed almeno due primi magneti con polarità sud, associati all’estremità libera frontale del mandrino o, ove previsto, a detto attacco portautensile associato all’estremità libera frontale del mandrino, e disposti circonferenzialmente alternati tra loro in corrispondenza di detta estremità libera frontale o, ove previsto, in corrispondenza di detto attacco portautensile, e - almeno due secondi magneti con polarità sud ed almeno due secondi magneti con polarità nord, associati ad un’estremità libera di detto portautensile e disposti circonferenzialmente alternati tra loro in corrispondenza di detta estremità libera del portautensile.

Vantaggiosamente, l’assemblaggio di accoppiamento del gruppo portautensile dell’invenzione presenta in questo modo caratteristiche di autocentraggio automatico degli elementi che lo compongono che semplificano molto la struttura dei dispositivi di posizionamento e di movimentazione del mandrino e velocizzano le operazioni di montaggio/smontaggio dei portautensili sul gruppo portautensile.

Il tutto come più ampiamente descritto nella suddetta domanda Internazionale WO 2013/008154 a nome della Richiedente in cui contenuto è qui incorporato per riferimento. Grazie alle caratteristiche del suddetto assemblaggio di accoppiamento, infatti, gli elementi cooperanti a battuta che formano il dispositivo di accoppiamento meccanico (ad esempio, pioli estesi dal portautensile e rispettive sedi di accoglimento formate nel mandrino) vengono posizionati in perfetto allineamento reciproco in maniera molto rapida e precisa semplicemente avvicinando il mandrino al portautensile.

I campi magnetici generati dai magneti associati all’estremità libera del portautensile ed all’estremità libera frontale del mandrino, infatti, provocano una rotazione del portautensile, e/o del mandrino nelle forme realizzative preferite in cui esso è configurato per una rotazione libera attorno al proprio asse longitudinale, che porta in perfetto allineamento reciproco sia i magneti di polarità opposta associati al mandrino e al portautensile, sia gli elementi cooperanti a battuta che formano il dispositivo di accoppiamento meccanico (ad esempio i pioli di trascinamento e le rispettive sedi di accoglimento associati all’estremità libera del portautensile ed all’estremità libera frontale del mandrino).

In pratica, in seguito all’avvicinamento reciproco del mandrino e del portautensile, il portautensile e/o il mandrino ruotano su se stessi fino a portare in allineamento reciproco i magneti di polarità opposta associati al mandrino e al portautensile, mentre un successivo avvicinamento tra mandrino e portautensile porta i rispettivi magneti con polarità opposte ad interagire magneticamente tra loro (con o senza contatto fisico) perfezionando l’accoppiamento dell’utensile di lavorazione associato al portautensile al mandrino della macchina per la lavorazione del materiale.

Contestualmente, avviene anche un perfetto allineamento reciproco degli elementi cooperanti a battuta che formano il dispositivo di accoppiamento meccanico (ad esempio i pioli di trascinamento e le rispettive sedi di accoglimento associati all’estremità libera del portautensile ed all’estremità libera frontale del mandrino).

In questo modo, il montaggio dei diversi portautensili sul mandrino non solo è estremamente semplice e rapido, ma è anche ottenuto con un gruppo portautensile meccanicamente semplice e poco costoso (non sono infatti necessari sensori di posizione e inverter).

Oltre a ciò, il gruppo portautensile della presente invenzione consegue anche migliorate caratteristiche di affidabilità poiché il suo funzionamento nel cambio automatico dell’utensile non è soggetto ad eventuali guasti di sensori di posizionamento e inverter. In accordo con questa forma di realizzazione preferita dell’invenzione, l’alternanza circonferenziale dei magneti in corrispondenza dell’estremità libera frontale del mandrino e in corrispondenza dell’estremità libera del portautensile può essere conseguita sia alternando singolarmente i magneti di polarità opposta secondo uno schema nord-sud, sia alternando gruppi di magneti aventi polarità opposta, ad esempio secondo uno schema nord-nord / sud-sud.

Lo specifico schema dell’alternanza circonferenziale dei magneti ed il numero di magneti inclusi in ciascuno dei suddetti gruppi può essere determinato da un esperto del ramo in funzione delle caratteristiche e del numero complessivo dei magneti così da conseguire il desiderato allineamento automatico tra le parti che costituiscono l’assemblaggio di accoppiamento secondo le modalità illustrate nella suddetta domanda Internazionale WO 2013/008154 a nome della Richiedente in cui contenuto è qui incorporato per riferimento. Preferibilmente, detti almeno due primi magneti con polarità nord e detti almeno due primi magneti con polarità sud sono associati ad una flangia di accoppiamento dell’attacco portautensile e detti almeno due secondi magneti con polarità sud e detti almeno due secondi magneti con polarità nord sono associati a detta flangia di accoppiamento del portautensile.

In questo modo, è vantaggiosamente possibile predisporre un numero adeguato di magneti lungo una corona circolare definita tra due circonferenze interne alle flange. Inoltre, è vantaggiosamente possibile agevolare il conseguimento del desiderato orientamento del portautensile rispetto al mandrino riducendo l’entità della rotazione del portautensile rispetto al mandrino stesso.

Preferibilmente, l’attacco portautensile comprende una porzione cilindrica filettata accoppiata mediante avvitamento in una corrispondente sede cilindrica prevista nell’estremità libera frontale del mandrino.

Questo tipo di accoppiamento tra attacco portautensile e mandrino ha il vantaggio di essere semplice, economico ed efficace.

In una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, gli elementi cooperanti a battuta di detto almeno un dispositivo di accoppiamento meccanico comprendono:

- una pluralità di pioli di trascinamento estesi assialmente da una tra detta estremità libera del portautensile e detta estremità libera frontale del mandrino o, ove previsto, detto attacco portautensile associato all’estremità libera frontale del mandrino, ed

- una corrispondente pluralità di sedi di accoglimento per detti pioli di trascinamento, formate nell’altra tra detta estremità libera del portautensile e detta estremità libera frontale del mandrino o, ove previsto, detto attacco portautensile associato all’estremità libera frontale del mandrino.

In tal modo, è vantaggiosamente possibile accoppiare e rendere solidali in rotazione mandrino e portautensile in modo meccanicamente molto semplice.

Caratteristiche preferite e relativi vantaggi degli elementi cooperanti a battuta di detto almeno un dispositivo di accoppiamento meccanico sono illustrati nella suddetta domanda Internazionale WO 2013/008154 a nome della Richiedente in cui contenuto è qui incorporato per riferimento.

In una forma di realizzazione preferita, la macchina dell’invenzione può comprendere un gruppo manipolatore accoppiato a detto gruppo portautensile e munito di mezzi di presa del materiale in blocco o in lastra da lavorare, in cui detti mezzi di presa sono mobili tra una prima posizione non operativa, distale rispetto al piano di lavoro, e una seconda posizione operativa, prossimale rispetto al piano di lavoro, detti mezzi di presa essendo ruotabili tra detta prima posizione non operativa e detta seconda posizione operativa. In questo modo, la macchina dell’invenzione è vantaggiosamente in grado sia di effettuare lavorazioni con la lama circolare sul materiale in blocco o lastra sia effettuare spostamenti di quest’ultimo in modo molto semplice e rapido.

Caratteristiche preferite e relativi vantaggi del suddetto gruppo manipolatore sono illustrati nella suddetta domanda Internazionale WO 2013/008154 a nome della Richiedente in cui contenuto è qui incorporato per riferimento.

In una forma di realizzazione preferita, la macchina dell’invenzione comprende inoltre un magazzino utensili comprendente una pluralità di postazioni di stoccaggio di portautensili associati a rispettivi utensili di lavorazione e dette postazioni di stoccaggio includono un elemento a forcella di sostegno del portautensile provvisto di un utensile di manovra della testa di azionamento dell’elemento attuatore di detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile.

In questo modo, è vantaggiosamente possibile attuare una pluralità di lavorazioni utilizzando utensili differenti che possono essere accoppiati al mandrino del gruppo portautensile in modo estremamente semplice e rapido.

Preferibilmente, detto utensile di manovra dell’elemento a forcella comprende almeno un braccio di detto elemento a forcella provvisto di una porzione di estremità rastremata configurata per impegnarsi in un recesso esterno della testa di azionamento dell’elemento attuatore e per comandare in traslazione lo stelo di comando dell’elemento attuatore di detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile verso detta seconda posizione di rilascio del codolo.

Vantaggiosamente, grazie a questa configurazione del braccio dell’utensile di manovra dell’elemento a forcella, si può realizzare un ciclo di cambio portautensile completamente automatizzato in modo molto semplice e rapido minimizzando le parti in movimento. Caratteristiche preferite del metodo dell’invenzione sono indicate nel seguito, con le quali si ottengono gli stessi vantaggi già discussi sopra con riferimento alle caratteristiche del gruppo portautensile e della macchina dell’invenzione.

In una forma di attuazione preferita del metodo, il suddetto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile comprende:

almeno una sfera di bloccaggio montata in detto codolo che è radialmente movibile a comando tra:

- una posizione estratta, di bloccaggio del codolo, in cui detta almeno una sfera di bloccaggio sporge almeno parzialmente dal codolo e viene accolta almeno parzialmente in una corrispondente prima sede di alloggiamento formata in detta sede di accoglimento sostanzialmente cilindrica del codolo;

il suddetto portautensile comprende:

un elemento attuatore di detta almeno una sfera di bloccaggio comprendente uno stelo di comando, scorrevolmente montato in direzione assiale in detto portautensile tra:

- una seconda posizione, di rilascio del codolo, in cui detta almeno una sfera di bloccaggio è in detta posizione ritratta ed è accolta almeno parzialmente in una rispettiva seconda sede di alloggiamento formata in detto stelo di comando; e la fase E5) di comandare in traslazione detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile comprende:

movimentare detto stelo di comando verso detta prima posizione di bloccaggio del codolo in cui lo stelo di comando sollecita detta almeno una sfera di bloccaggio in detta posizione estratta in cui la detta almeno una sfera di bloccaggio sporge almeno parzialmente dal codolo.

Preferibilmente, lo stelo di comando viene movimentato verso detta prima posizione di bloccaggio del codolo mediante un elemento attuatore comprendente un elemento elastico attivo lungo una direzione di spinta atta a sollecitare lo stelo di comando in detta prima posizione di bloccaggio del codolo.

In una forma di attuazione preferita del metodo, il suddetto dispositivo magnetico di fissaggio del portautensile al mandrino comprende:

- almeno due primi magneti con polarità nord ed almeno due primi magneti con polarità sud, associati all’estremità libera frontale del mandrino o, ove previsto, a detto attacco portautensile associato all’estremità libera frontale del mandrino, e disposti circonferenzialmente alternati tra loro in corrispondenza di detta estremità libera frontale o, ove previsto, in corrispondenza di detto attacco portautensile, e - almeno due secondi magneti con polarità sud ed almeno due secondi magneti con polarità nord, associati ad un’estremità libera di detto portautensile e disposti circonferenzialmente alternati tra loro in corrispondenza di detta estremità libera del portautensile; e

la fase E4) di associare magneticamente il mandrino o, ove previsto, l’attacco portautensile associato all’estremità libera frontale del mandrino, al portautensile comprende:

una interazione magnetica tra i secondi magneti associati all’estremità libera del portautensile ed i primi magneti associati all’estremità libera frontale del mandrino o, ove previsto, a detto attacco portautensile associato all’estremità libera frontale del mandrino, detta interazione magnetica essendo tale da orientare gli elementi cooperanti a battuta del dispositivo di accoppiamento meccanico dell’assemblaggio di accoppiamento in allineamento tra loro.

Preferibilmente, il metodo dell’invenzione comprende ulteriormente la fase G) di disaccoppiare il secondo utensile di lavorazione da detta estremità libera frontale del mandrino del gruppo portautensile o, ove previsto, da detto attacco portautensile associato all’estremità libera frontale del mandrino, in cui detta fase G) comprende le fasi di: G1) comandare in traslazione detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile in direzione radiale per sbloccare rimovibilmente detto codolo dalla rispettiva sede di accoglimento;

G2) estrarre detto codolo dalla rispettiva sede di accoglimento;

G3) staccare il portautensile dall’estremità libera frontale del mandrino o, ove previsto, da detto attacco portautensile associato all’estremità libera frontale del mandrino movimentando il portautensile in allontanamento da detta estremità libera frontale o, ove previsto, da detto attacco portautensile associato all’estremità libera frontale del mandrino.

Preferibilmente, la fase G1) comprende comandare in traslazione detta almeno sfera di bloccaggio assiale del portautensile in direzione radiale verso detta posizione ritratta, di rilascio del codolo, in cui detta almeno una sfera di bloccaggio non sporge dal codolo. Preferibilmente, la fase G1) di comandare in traslazione detta almeno sfera di bloccaggio assiale del portautensile in direzione radiale viene attuata movimentando lo stelo di comando dell’elemento attuatore verso detta seconda posizione, di rilascio del codolo, in cui detta almeno una sfera di bloccaggio è accolta almeno parzialmente in detta rispettiva seconda sede di alloggiamento formata nello stelo di comando.

Preferibilmente, lo stelo di comando viene movimentato verso detta seconda posizione di sbloccaggio del codolo comprimendo detto elemento elastico lungo la sua direzione di spinta.

Preferibilmente, il metodo dell’invenzione comprende ulteriormente la fase di immagazzinare una pluralità di secondi utensili di lavorazione e di portautensili ad essi associati in un magazzino utensili comprendente una pluralità di postazioni di stoccaggio di portautensili associati a rispettivi utensili di lavorazione.

In una forma di attuazione preferita del metodo, l’elemento attuatore di detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile comprende una testa di azionamento fissata ad una porzione di estremità dello stelo di comando posizionata esternamente alla sede di accoglimento di detto codolo e provvista di un recesso esterno configurato per essere impegnato da un utensile di manovra della testa di azionamento; dette postazioni di stoccaggio includono un elemento a forcella di sostegno del portautensile provvisto di detto utensile di manovra; e

lo stelo di comando viene movimentato verso detta seconda posizione, di rilascio del codolo, impegnando l’utensile di manovra dell’elemento a forcella di sostegno del portautensile in detto recesso esterno della testa di azionamento dell’elemento attuatore di detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile.

Preferibilmente, l’utensile di manovra dell’elemento a forcella di sostegno del portautensile viene impegnato in detto recesso esterno della testa di azionamento inserendo lateralmente detta testa di azionamento nell’elemento a forcella.

Preferibilmente, l’utensile di manovra dell’elemento a forcella comprende almeno un braccio di detto elemento a forcella provvisto di una porzione di estremità rastremata configurata per impegnarsi in detto recesso esterno della testa di azionamento dell’elemento attuatore.

Breve descrizione delle figure

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiari dalla seguente descrizione di una sua forma di realizzazione preferita, fatta con riferimento ai disegni allegati, dati a titolo indicativo e non limitativo. In tali disegni:

- la figura 1 è una vista schematica prospettica una macchina per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra in accordo con l’invenzione, in cui un relativo gruppo portautensile è sprovvisto del portautensile;

- la figura 2 è una vista schematica prospettica di un dettaglio della macchina mostrata in figura 1, che illustra il gruppo portautensile ed il suo apparato di movimentazione, in una prima configurazione;

- la figura 3 è una vista schematica prospettica di un dettaglio della macchina mostrata in figura 1, che illustra il gruppo portautensile ed il suo apparato di movimentazione, in una seconda configurazione;

- la figura 4 è una vista schematica prospettica di un dettaglio del gruppo portautensile mostrato in figura 2;

- la figura 5 è una vista schematica prospettica di un dettaglio del gruppo portautensile mostrato in figura 4, che rappresenta l’estremità libera frontale del mandrino del gruppo portautensile;

- la figura 6 è una vista schematica prospettica in esploso del solo gruppo portautensile in accordo con l’invenzione, in cui si distinguono un attacco portautensile e un portautensile;

- la figura 7 è una vista schematica in sezione longitudinale del portautensile e attacco portautensile mostrati in figura 6 in una configurazione di accoppiamento;

- la figura 8 è una vista schematica laterale del gruppo portautensile di figura 6, in una lavorazione di fresatura di un materiale in blocco o in lastra;

- la figura 9 è una vista schematica laterale in parziale sezione di un gruppo portautensile di figura 6, in una lavorazione di fresatura di un materiale in blocco o in lastra;

- le figure 10-16 sono viste schematiche in sezione di un gruppo portautensile in fasi successive di un metodo per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra in accordo con l’invenzione, comprendente lo sgancio di un primo portautensile (figure 10-12) e l’aggancio di un secondo portautensile (figure 13-16).

Descrizione dettagliata di una forma di realizzazione attualmente preferita dell’invenzione

Con riferimento iniziale alla figura 1, con il riferimento numerico 100 è complessivamente indicata una macchina per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra, in particolare, ma non esclusivamente, materiali lapidei, secondo una forma di realizzazione preferita dell’invenzione.

E’ mostrata una tavola 101 definente un piano di lavoro 102. La tavola 101 può essere fissa, come nell’esempio raffigurato, oppure motorizzata e ruotabile attorno ad un asse di rotazione verticale, non illustrato.

In generale, la tavola 101 non fa parte della macchina 100; in alternativa, la tavola 101 può essere un componente della macchina 100. Il materiale in blocco o in lastra da lavorare è indicato con il numero di riferimento 200.

In questa forma di realizzazione preferita, la macchina 100 comprende un gruppo portautensile 10, un relativo apparato di movimentazione 1 e una struttura di supporto 104.

La struttura di supporto 104 ha, in questa forma di realizzazione preferita, la funzione di mantenere sospeso il gruppo portautensile 10 e il relativo apparato di movimentazione 1 sopra il piano di lavoro 102, sul quale è posizionato il materiale 200.

Nella forma di realizzazione preferita mostrata nelle figure allegate, la struttura di supporto 104 può ad esempio comprendere un ponte 105 il quale poggia, in corrispondenza di sue estremità, su pareti 106 o altre strutture di supporto equivalenti, estese in direzione perpendicolare al ponte 105 stesso.

La struttura di supporto 104 comprende quindi preferibilmente almeno gli elementi 105 e 106.

Preferibilmente, l’apparato di movimentazione 1 comprende un carrello motorizzato 2, adatto a spostarsi sul ponte 105 parallelamente ad un asse longitudinale del ponte 105 stesso (ossia nella direzione indicata con X), e un albero 3.

In corrispondenza dell’estremità inferiore dell’albero 3 è preferibilmente presente un corpo a forcella 13 al quale è vincolato il gruppo portautensile 10, e in corrispondenza dell’estremità superiore dello stesso albero 3 è preferibilmente previsto un riduttore a ingranaggi 4, preferibilmente a gioco zero. L’apparato di movimentazione 1 comprende quindi almeno i componenti 2, 3, 13.

Preferibilmente, l’albero 3 è traslabile lungo il suo asse longitudinale Z - esteso in direzione sostanzialmente verticale nella configurazione di utilizzo della macchina 100 – ad esempio e preferibilmente grazie alla presenza di attuatori lineari 5 vincolati all’estremità superiore dell’albero 3, ad esempio vincolati in corrispondenza del riduttore 4, e al carrello 2. L’apparato 1 ha inoltre la funzione di guidare linee di alimentazione 6 verso il gruppo portautensile 10.

Le linee di alimentazione 6 comprendono preferibilmente almeno una linea di alimentazione elettrica ed almeno una linea di alimentazione di un fluido, ad esempio acqua, destinato alla refrigerazione degli utensili di lavorazione del gruppo portautensile 10 durante il funzionamento.

Preferibilmente, l’albero 3 è cavo e le linee di alimentazione 6 sono alloggiate nella relativa cavità interna.

Preferibilmente, l’apparato di movimentazione 1 è predisposto per movimentare il gruppo portautensile 10 anche in rotazione attorno all’asse Z. Tale rotazione, impartita da un motore per interposizione del riduttore 4, è indicata dalla freccia W.

In questa forma di realizzazione preferita, pertanto, l’apparato di movimentazione 1 è mobile lungo il ponte 105 e quest’ultimo è mobile parallelamente alla direzione di estensione Y delle pareti 106. L’apparato di movimentazione 1, e con esso il gruppo portautensile 10, può pertanto essere movimentato parallelamente al piano di lavoro 102 lungo due assi tra loro perpendicolari (direzioni X e Y) e, per quanto visto sopra, può essere movimentato parallelamente all’asse Z e può ruotare attorno a questo asse (rotazione W).

Nella forma di realizzazione preferita illustrata, al gruppo portautensile 10 è associato un primo utensile di lavorazione ad esempio una lama circolare 11, per compiere operazioni di taglio.

Inoltre, al gruppo portautensile 10 è rimovibilmente accoppiabile un portautensile 50 (figure 6, 7) per un secondo utensile di lavorazione, schematicamente illustrato in figura 6 con il riferimento 28, ad esempio una fresa a candela, una mola, una punta per foratura, ecc.

Il portautensile 50 e la modalità di accoppiamento al gruppo portautensile 10 secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione verranno descritti più sotto, con riferimento specifico alle figure 6-16.

Con riferimento alle figure 1-4, il gruppo portautensile 10 comprende preferibilmente un mandrino 12, preferibilmente azionato da un motore elettrico 17, per cui il mandrino 12 è anche indicato nell’arte con il termine di elettromandrino.

Il mandrino 12 è configurato per azionare in rotazione la lama circolare 11 ad esso associata.

Preferibilmente, il mandrino 12 è anche configurato per avere una rotazione libera attorno al proprio asse longitudinale di rotazione (rotazione W) nelle operazioni di cambio utensile come meglio apparirà nel seguito.

Preferibilmente, il mandrino 12 è supportato dal corpo a forcella 13 dell’apparato di movimentazione 1 solidale con l’albero 3.

In particolare, il mandrino 12 è supportato, tramite perni di rotazione 15, girevole attorno ad un rispettivo asse di rotazione E-E, sostanzialmente perpendicolare all’asse verticale Z. In pratica il mandrino 12 e la lama circolare 11 sono ribaltabili rispetto al corpo a forcella 13.

In questo senso, il gruppo portautensile 10 è ruotabile attorno all’asse E-E (il corpo a forcella 13 invece non ruota attorno allo stesso asse E-E).

Nella forma di realizzazione preferita qui illustrata, il gruppo portautensile 10 comprende un motore 14 atto a movimentare il mandrino 12 attorno all’asse di rotazione E-E per variare l’angolo di inclinazione del mandrino 12 rispetto all’albero 3. In questo modo, la lama circolare 11 può essere movimentata secondo una ulteriore direzione di rotazione, indicata nelle figure con R, per realizzare agevolmente, ad esempio, tagli inclinati o sagomature di profili.

Preferibilmente, il corpo a forcella 13 ruota solidalmente all’albero 3 attorno all’asse Z (rotazione W). Il gruppo portautensile 10 comprende quindi preferibilmente almeno gli elementi 11, 12, 14 e 17, ma non il corpo di supporto 13 che fa parte dell’apparato di movimentazione 1.

Preferibilmente, l’utensile di lavorazione 11 è almeno in parte coperto da un elemento o carter di protezione 16, come mostrato nelle figure 1-4.

Nella forma di realizzazione preferita illustrata, la macchina 100 comprende un gruppo manipolatore 20 avente la funzione di trattenere il materiale 200 sospeso rispetto al piano di lavoro 102, consentendone il riposizionamento.

Preferibilmente, il gruppo manipolatore 20 è di tipo pneumatico e comprende mezzi di presa provvisti di una o più ventose 21a ad attivazione pneumatica, ribaltabili tra una posizione iniziale non operativa, in cui le ventose 21a non possono interagire con il materiale 200 indipendentemente dalla posizione dell’albero 3, e una posizione finale operativa, in cui le ventose 21a possono entrare in contatto con la superficie superiore del materiale 200 quando l’albero 3 viene abbassato lungo l’asse Z sullo stesso materiale 200. Preferibilmente, come mostrato nelle figure 1-4, i mezzi di presa del gruppo manipolatore 20 comprendono una piastra 21 con le relative ventose 21a, e la piastra 21 è fissata in modo solidale al gruppo portautensile 10 ed è ruotabile con esso attorno all’asse E-E. Con riferimento all’esempio di figura 4, la piastra 21 è fissata con viti 21b all’elemento di protezione 16 della lama circolare 11. Alternativamente, la piastra 21 può essere omessa e le ventose dei mezzi di presa del gruppo manipolatore 20 possono essere formate direttamente nell’elemento di protezione 16.

La prima posizione non operativa della piastra 21 è verticale, come mostrato nelle figure 1, 2 e 4, e corrisponde ad una posizione di lavoro della lama circolare 11 che resta rivolta verso la superficie superiore del materiale 200; la seconda posizione operativa della piastra 21 è orizzontale e ortogonale all’albero 3, come mostrato nella figura 3, e corrisponde ad una posizione non operativa della lama circolare 11, che resta parallela alla superficie superiore del materiale 200.

La rotazione del gruppo portautensile 10 attorno all’asse E-E, e quindi dei mezzi di presa del gruppo manipolatore 20 può preferibilmente variare tra circa 0° (ossia con la piastra 21 posizionata circa in verticale) e circa 90° (ossia con la piastra 21 posizionata circa in orizzontale).

Preferibilmente, come nel caso mostrato nelle figure 1-3, il motore 14 che impartisce la rotazione è almeno in parte integrato con almeno uno dei perni di rotazione 15. Preferibilmente, il motore 14 è un motore brushless. Inoltre, il motore 14 comprende preferibilmente un riduttore (non mostrato nelle figure).

Preferibilmente, le ventose 21a sono definite dalla piastra 21 e da una o più guarnizioni che delimitano una o più aree sulla superficie della piastra 21 (ossia la superficie che può essere rivolta parallelamente alla superficie superiore del materiale 200). Le aree intercettate dalle guarnizioni hanno un perimetro chiuso, ad esempio rettangolare, circolare o di forma diversa.

Con riferimento alla figura 4, la piastra 21 del gruppo manipolatore 20 comprende preferibilmente tre guarnizioni 22, 23a e 23b inserite in apposite scanalature ricavate nel materiale della stessa piastra 21. Le guarnizioni 22, 23a e 23b intercettano corrispondenti porzioni sostanzialmente rettangolari della superficie della piastra 21.

Preferibilmente, il gruppo manipolatore 20 comprende inoltre uno o più condotti 26 d’aspirazione dell’aria che collegati alle ventose 21a e che si aprono nelle suddette porzioni. Inoltre, sulla superficie della piastra 21 sono preferibilmente ricavate scanalature superficiali 25 su cui sono previste una pluralità di aperture 24 collegate ai condotti 26 d’aspirazione dell’aria.

Quando la piastra 21 è nella posizione operativa, e quindi orizzontale, e viene portata dall’apparato di movimentazione 1 in battuta contro la superficie superiore del materiale 200, l’aspirazione dell’aria attraverso i condotti 26 genera una depressione nei volumi delimitati dallo stesso materiale 200, dalle guarnizioni 22, 23a, 23b e dalla piastra 21. La depressione è preferibilmente regolata per ottenere un efficace effetto ventosa che consente di sollevare il materiale 200 lungo l’asse Z insieme al gruppo portautensile 10. Preferibilmente, il gruppo manipolatore 20 comprende inoltre una o più valvole d’intercettazione 27 del flusso d’aria lungo i condotti 26 d’aspirazione.

L’aspirazione è preferibilmente generata da una pompa (non mostrata) - o da un sistema Venturi - che è esterna o fa parte dello stesso gruppo manipolatore 20, alla quale sono connessi i condotti 26.

Le valvole d’intercettazione 27 sono preferibilmente elettrovalvole e possono essere comandate ciascuna in modo indipendente dalle altre per causare la depressione in una sola delle ventose 21a, ad esempio nella ventosa 21a definita dalla guarnizione 22, o tutte le ventose 21a.

Le elettrovalvole sono mostrate esterne alla piastra 21, ma in alternativa possono essere predisposte sulla stessa piastra 21 o in un vano ad essa associato o sull’elemento di protezione 16 del gruppo portautensile 10.

Preferibilmente, la macchina 100 comprende anche un’unità di comando e controllo 103 (figura 1) dotata di un’interfaccia operatore. L’unità 103 è programmata per azionare l’apparato di movimentazione 1, il gruppo portautensile 10 e il gruppo manipolatore 20. Nella forma di realizzazione preferita illustrata in figura 4 si osserva che la piastra 21 presenta una apertura passante 29, priva di ventose 21a (in particolare, la guarnizione 22 comprende un tratto 22a di forma semi-circolare in prossimità della parte superiore dell’apertura passante 29). L’apertura passante 29 della piastra 21 lascia libero l’accesso ad una estremità libera frontale 12a del mandrino 12 del gruppo portautensile 10.

Nella figura 5 è mostrato un ingrandimento di tale estremità libera frontale 12a, in cui è visibile un dado 12b, il cui foro 12c è posto in corrispondenza dell’uscita di un foro assiale 89 del mandrino 12, nel quale viene opportunamente convogliato il fluido, ad esempio acqua, destinato alla refrigerazione degli utensili di lavorazione del gruppo portautensile 10.

Ad esempio, il suddetto fluido proviene dalla rispettiva linea di alimentazione 6 descritta più sopra.

Nella forma di realizzazione preferita illustrata, in tale foro 89 viene collocato un attacco portautensile 60, a cui è rimovibilmente accoppiabile il portautensile 50 di supporto del secondo utensile di lavorazione 28 come verrà meglio illustrato nel seguito.

Preferibilmente, sia l’attacco portautensile 60, sia il portautensile 50 sono muniti di rispettivi fori assiali 60c e 50c, che sono in comunicazione di fluido con il foro 12c e recano il fluido destinato alla refrigerazione del secondo utensile di lavorazione del gruppo portautensile 10.

Il gruppo portautensile 10 di questa forma di realizzazione preferita dell’invenzione, risulta pertanto vantaggiosamente configurato per la rotazione attorno all’asse Z verticale e per il passaggio e direzionamento del fluido refrigerante verso gli utensili di lavorazione previsti (in questo caso, lama circolare 11 e secondo utensile di lavorazione 28).

Preferibilmente, il portautensile 50 comprende un corpo 51 sostanzialmente cilindrico da cui si estende radialmente una flangia di accoppiamento 54 di cui si dirà in seguito. Un recesso esterno 53 è formato in prossimità della flangia di accoppiamento 54 per poter alloggiare il portautensile 50 in un magazzino utensili della macchina 100 comprendente una pluralità di postazioni di stoccaggio di portautensili 50 (postazioni visibili in parte nelle figure 10-15).

Preferibilmente, l’attacco portautensile 60 comprende una porzione cilindrica 62, che viene fissata in tale foro 12c, ossia il foro 12c realizza una sede cilindrica per tale porzione cilindrica 62.

Preferibilmente, la porzione cilindrica 62 è filettata ed è avvitata ad una corrispondente filettatura del foro assiale 89 del mandrino 12.

Preferibilmente, l’attacco portautensile 60 comprende una flangia di accoppiamento 64 destinata a cooperare con la flangia di accoppiamento 54 del portautensile 50. Nella forma di realizzazione preferita illustrata, le flange di accoppiamento 54, 64 hanno forma anulare.

In accordo con l’invenzione e come meglio illustrato nelle figure 6 e 7, il gruppo portautensile 10 della macchina 100 comprende un assemblaggio di accoppiamento per accoppiare rimovibilmente il secondo utensile 28 di lavorazione all’estremità libera frontale 12a del mandrino 12, complessivamente indicato con 61.

L’assemblaggio di accoppiamento 61 comprende:

a) il portautensile 50 associato al secondo utensile 28 di lavorazione;

b) almeno un dispositivo di accoppiamento meccanico 63 provvisto di elementi cooperanti a battuta per rendere solidali in rotazione il portautensile 50 ed il mandrino 12; e

c) un primo elemento di bloccaggio assiale del portautensile 50 configurato per bloccare rimovibilmente in traslazione ed in direzione sostanzialmente assiale il portautensile 50 sul mandrino 12.

In accordo con la forma di realizzazione preferita illustrata nelle figure, questo primo elemento di bloccaggio assiale dell’assemblaggio di accoppiamento 61 tra il secondo utensile 28 di lavorazione associato al portautensile 50 e l’attacco portautensile 60 comprende un dispositivo magnetico di fissaggio del portautensile 50 al mandrino 12. Più preferibilmente, questo dispositivo magnetico di fissaggio del portautensile 50 al mandrino 12 comprende:

- una pluralità di primi magneti 65 con polarità nord e una pluralità di primi magneti 66 con polarità sud, associati all’attacco portautensile 60 associato all’estremità libera frontale 12a del mandrino 12, e

- una pluralità di corrispondenti secondi magneti 55 con polarità sud e una pluralità di secondi magneti 56 con polarità nord associati ad un’estremità libera del portautensile 50.

Preferibilmente, i primi magneti 65 con polarità nord ed i primi magneti 66 con polarità sud sono associati alla, ancor più preferibilmente incassati nella, flangia di accoppiamento 64 dell’attacco portautensile 60.

Preferibilmente, i secondi magneti 55 con polarità sud ed i secondi magneti 56 con polarità nord sono alla, ancor più preferibilmente incassati nella, flangia di accoppiamento 54 del portautensile 50.

Preferibilmente, inoltre, i suddetti primi e secondi magneti 65, 66 e 55, 56 sono disposti circonferenzialmente alternati tra loro nell’attacco portautensile 60 e, rispettivamente, in corrispondenza dell’estremità libera del portautensile 50.

L’accoppiamento tra attacco portautensile 60 e secondo utensile 28 supportato dal rispettivo portautensile 50 si realizza quando i primi magneti 65, 66 sono magneticamente associati ai secondi magneti 55, 56 rispettivamente.

Si osserva che in un’altra forma di realizzazione preferita dell’invenzione (non illustrata), l’attacco portautensile 60, con le suddette caratteristiche e quelle che verranno di seguito descritte, può essere realizzato di pezzo con il mandrino 12.

In particolare, l’estremità libera frontale 12a del mandrino 12 può comprendere la pluralità di primi magneti 65, 66 eventualmente posizionati nella flangia di accoppiamento 64 associata di pezzo con il mandrino 12.

Preferibilmente, i magneti 55, 56, 65 e 66 sono nello stesso numero (nell’esempio illustrato sono previsti quattro coppie di magneti 55, 56 e quattro coppie di magneti 65, 66).

In una forma di realizzazione preferita alternativa, possono essere previste anche due sole coppie di magneti 55, 56 e due sole coppie di magneti 65, 66. Più preferibilmente, sono però previste un numero maggiore di tali coppie, ad esempio tre, quattro, cinque o sei così da ottimizzare - come più sopra esposto - le operazioni di accoppiamento tra l’estremità libera frontale 12a del mandrino 12 e l’estremità libera del portautensile 50.

Preferibilmente, i magneti 55, 56 sono disposti circonferenzialmente alternati ai magneti 65, 66.

Preferibilmente, i magneti 55, 56, 65 e 66 hanno superfici di accoppiamento di forma circolare, aventi le stesse dimensioni.

Nella forma di realizzazione preferita illustrata, gli elementi cooperanti a battuta del dispositivo di accoppiamento meccanico 63, atti a rendere solidali in rotazione il portautensile 50 ed il mandrino 12, comprendono:

- una pluralità di pioli di trascinamento 58, estesi assialmente dal portautensile 50, e - una corrispondente pluralità di rispettive sedi di accoglimento 68 di tali pioli di trascinamento 58, formate nell’attacco portautensile 60.

In una forma di realizzazione preferita alternativa, può essere prevista anche una sola coppia di pioli di trascinamento 58, preferibilmente con un numero di rispettive sedi di accoglimento 68 maggiore di due, cosicché i pioli di trascinamento 58 possano accoppiarsi ad una di tali sedi di accoglimento 68, in un certo numero di posizioni angolari differenti.

In una ulteriore forma di realizzazione preferita dell’invenzione (non illustrata), i pioli di trascinamento 58 sono formati sull’attacco portautensile 60, mentre le sedi di accoglimento 68 sono formate nel portautensile 50.

Nell’esempio preferito illustrato nella figura 6, sono previsti quattro pioli di trascinamento 58 e otto rispettive sedi di accoglimento 68, disposti/e sulle flange di accoppiamento anulari 54 e 64, rispettivamente.

In particolare, i pioli di trascinamento 58 e le sedi di accoglimento 68 sono preferibilmente disposti/e circonferenzialmente equidistanziati/e sulle flange di accoppiamento anulari 54 e 64, rispettivamente.

Preferibilmente, i pioli di trascinamento 58 sono circonferenzialmente interposti tra i secondi magneti 55 e 56, e le rispettive sedi di accoglimento 68 sono circonferenzialmente interposte tra i primi magneti 65 e 66.

In questo modo, ogni allineamento tra i magneti 55, 56 e 65, 66 comporta un corrispondente allineamento tra i pioli di trascinamento 58 e le rispettive sedi di accoglimento 68.

Preferibilmente, i pioli di trascinamento 58 hanno una estensione assiale minore di quella della guida troncoconica 57.

Nella forma di realizzazione preferita illustrata in figura 6, i pioli di trascinamento 58 comprendono una porzione cilindrica 58b ed una porzione di estremità sostanzialmente conica 58a, e le sedi di accoglimento 68 hanno una sezione cilindrica per accogliere la porzione cilindrica 58b dei pioli di trascinamento 58.

Nella figura 7 si osserva che il portautensile 50 comprende, in corrispondenza di una sua estremità frontale 59a, una sede 59b - preferibilmente conica - per alloggiare il secondo utensile di lavorazione 28.

In una forma di realizzazione preferita, l’assemblaggio di accoppiamento 61 tra il secondo utensile 28 di lavorazione e l’estremità libera frontale 12a del mandrino 12 comprende anche una guida troncoconica 57 formata sul portautensile 50, ed una corrispondente sede troncoconica 67 formata nell’attacco portautensile 60.

Preferibilmente, la flangia di accoppiamento 54 anulare del portautensile 50 si estende coassialmente attorno alla guida troncoconica 57, così come la flangia di accoppiamento 64 anulare dell’attacco portautensile 60 si estende coassialmente attorno alla sede troncoconica 67.

In una forma di realizzazione preferita, il gruppo portautensile 10 comprende ulteriormente un tappo (non illustrato) atto a chiudere la sede troncoconica 67 dell’attacco portautensile 60 quando il portautensile 50 è smontato dall’attacco portautensile 60. Preferibilmente, il tappo è provvisto di una porzione troncoconica estesa da una porzione a disco e che si inserisce con sostanziale accoppiamento di forma nella sede troncoconica 67.

Preferibilmente, il tappo è in materiale metallico ed è rimovibilmente accoppiato all’attacco portautensile 60 tramite almeno un magnete, che è posto in una superficie piana anulare disposta attorno alla sede troncoconica 67.

Preferibilmente, una superficie piana anulare della flangia di accoppiamento 64 è posta rientrata rispetto alla flangia di accoppiamento 64, in maniera tale che la porzione a disco del tappo montato sull’attacco portautensile 60 risulti preferibilmente a filo della flangia di accoppiamento 64.

In accordo con l’invenzione, l’assemblaggio di accoppiamento 61 per accoppiare rimovibilmente il secondo utensile 28 di lavorazione all’estremità libera frontale 12a del mandrino 12 comprende ulteriormente:

- un codolo 57a, sostanzialmente cilindrico, esteso dall’estremità libera del portautensile 50, e

- una sede di accoglimento 67a sostanzialmente cilindrica del codolo 57a, formata assialmente nel mandrino 12.

Nella forma di realizzazione preferita illustrata, la sede di accoglimento 67a è formata assialmente nell’attacco portautensile 60 associato all’estremità libera frontale 12a del mandrino 12.

In accordo con l’invenzione, l’assemblaggio di accoppiamento 61 comprende ulteriormente almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile 50, configurato per bloccare rimovibilmente in traslazione ed in direzione sostanzialmente assiale il portautensile 50 nel mandrino 12, e comandabile in traslazione in direzione radiale per bloccare rimovibilmente il codolo 57a nella rispettiva sede di accoglimento 67a.

Preferibilmente, il codolo 57a sostanzialmente cilindrico è esteso coassialmente dalla guida troncoconica 57 ed è collocato assialmente più esterno rispetto alla guida troncoconica 57, in corrispondenza dell’estremità libera del portautensile 50 opposta al secondo utensile 28.

Analogamente, la sede di accoglimento 67a sostanzialmente cilindrica è preferibilmente estesa coassialmente dalla sede troncoconica 67 ed è collocata assialmente più interna nel mandrino 12 rispetto alla sede troncoconica 67, in corrispondenza dell’estremità libera dell’attacco portautensile 60 opposta alla flangia di accoppiamento 64.

Nella forma di realizzazione preferita illustrata, il secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile 50 comprende una pluralità di sfere di bloccaggio 70 montate nel codolo 57a e che sono radialmente movibili a comando tra una posizione ritratta ed una posizione estratta.

Le sfere di bloccaggio 70 sono preferibilmente almeno due.

Nell’esempio non limitativo della figura 6, le sfere di bloccaggio 70 sono tre (di cui due sono visibili), sfalsate tra loro con un angolo al centro di circa 120°.

Le sfere di bloccaggio 70 possono essere realizzate in acciaio temprato.

La posizione ritratta è una posizione di rilascio del codolo 57a, in cui la sfera di bloccaggio 70 non sporge dal codolo 57a.

La posizione estratta è una posizione di bloccaggio del codolo 57a, in cui le sfere di bloccaggio 70 sporgono almeno parzialmente dal codolo 57a e vengono accolte almeno parzialmente in una corrispondente prima sede di alloggiamento 67b formata nella sede di accoglimento 67a sostanzialmente cilindrica del codolo 57a (figura 7).

Preferibilmente, la prima sede di alloggiamento 67b ha forma semi-toroidale.

Nella forma di realizzazione preferita illustrata, il portautensile 50 comprende un elemento attuatore 72 del secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile 50. Preferibilmente, l’elemento attuatore 72 è mobile lungo la direzione assiale del portautensile 50 ed è azionabile dall’esterno del portautensile 50.

Preferibilmente, l’elemento attuatore 72 comprende uno stelo di comando 73, che è scorrevolmente montato in direzione assiale nel portautensile 50 tra una prima posizione ed una seconda posizione.

Preferibilmente, lo stelo di comando 73 è cavo, per il passaggio del fluido refrigerante per il secondo utensile 28 di lavorazione.

La prima posizione dello stelo di comando 73 è una posizione di bloccaggio del codolo 57a, in cui lo stelo di comando 73 sollecita le sfere di bloccaggio 70 nella posizione estratta in cui esse sporgono almeno parzialmente dal codolo 57a.

La seconda posizione stelo di comando 73 è una posizione di rilascio del codolo 57a, in cui le sfere di bloccaggio 70 sono nella posizione ritratta e sono accolte almeno parzialmente in una rispettiva seconda sede di alloggiamento 73a formata nello stelo di comando 73.

Preferibilmente, la seconda sede di alloggiamento 73a della sfera di bloccaggio 70 è realizzata in una prima porzione di estremità 73b dello stelo di comando 73.

Nella forma di realizzazione preferita illustrata, lo stelo di comando 73 è scorrevolmente montato in una cavità passante 52 centralmente formata nel portautensile 50 e preferibilmente estesa nella guida troncoconica 57 e nel codolo 57a sostanzialmente cilindrico.

Nella forma di realizzazione preferita illustrata, l’elemento attuatore 72 comprende inoltre un elemento elastico 74 attivo lungo una direzione di spinta atta a sollecitare lo stelo di comando 73 nella prima posizione di bloccaggio del codolo 57a.

Nell’esempio non limitativo illustrato nella figura 7, l’elemento elastico 74 dell’elemento attuatore 72 è una molla a elica montata in una rispettiva sede anulare di accoglimento 75 definita nel codolo 57a tra una parete interna della cavità passante 52 formata nel portautensile 50 ed una parete esterna dello stelo di comando 73.

Preferibilmente, la molla a elica comprende contrapposte estremità attive su un primo spallamento anulare 75a esteso dalla parete interna della cavità passante 52 e, rispettivamente, su un secondo spallamento anulare 75b esteso dalla parete esterna dello stelo di comando 73.

Nella forma di realizzazione preferita illustrata, l’elemento attuatore 72 del secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile 50 comprende una testa di azionamento 76 fissata ad una porzione di estremità dello stelo di comando 73 posizionata esternamente alla sede di accoglimento 67a del codolo 57a sostanzialmente cilindrico. Preferibilmente, la testa di azionamento 76 dell’elemento attuatore 72 è scorrevolmente montata su una porzione cilindrica 57b del portautensile 50 contrapposta al codolo 57a sostanzialmente cilindrico.

Preferibilmente, la testa di azionamento 76 è fissata ad una porzione di estremità 73c dello stelo di comando 73 posizionata esternamente alla sede di accoglimento 67a del codolo 57a sostanzialmente cilindrico tramite un elemento di fissaggio 77.

Preferibilmente, l’elemento di fissaggio 77 è fissato ad una boccola 78, solidale (ad esempio tramite avvitatura) alla porzione di estremità 73c dello stelo di comando 73. Preferibilmente, la boccola 78, è di forma sostanzialmente anulare e cilindrica, ed è scorrevole entro una cavità cilindrica 78a della porzione cilindrica 57b del portautensile 50.

Preferibilmente, tra la boccola 78 e la cavità cilindrica 78a è interposta una guarnizione ad anello 78c, alloggiata in una apposita sede circonferenziale formata sulla boccola 78. L’elemento di fissaggio 77 può essere ad esempio una vite avvitata nella boccola 78, o un piolo o una spina di fissaggio, associate alla boccola 78.

Preferibilmente, l’elemento di fissaggio 77 è scorrevolmente guidato in un’asola passante 78b formata nella porzione cilindrica 57b del portautensile 50.

Nella forma di realizzazione preferita illustrata, la testa di azionamento 76 si attesta in battuta contro la flangia di accoppiamento 54 del portautensile 50 quando lo stelo di comando 73 dell’elemento attuatore 72 è nella prima posizione di bloccaggio del codolo 57a.

Nella forma di realizzazione preferita illustrata, il recesso esterno 53 più sopra descritto formato in prossimità della flangia di accoppiamento 54 e configurato per alloggiare il portautensile 50 nel magazzino utensili è vantaggiosamente ricavato nella testa di azionamento 76 dell’elemento attuatore 72 nella sua porzione rivolta verso la flangia 54 del portautensile 50.

Preferibilmente e vantaggiosamente, il suddetto recesso esterno 53 è anche configurato per essere impegnato da un utensile di manovra 80 della testa di azionamento 76 (figure 10-15).

In una forma di realizzazione preferita, l’utensile di manovra 80 comprende almeno un braccio 82, preferibilmente una coppia di bracci 82 formanti un elemento sostanzialmente a forcella, ciascuno preferibilmente provvisto di una porzione di estremità rastremata 84. Vantaggiosamente, la porzione di estremità rastremata 84 di ciascun braccio 82 è configurata per impegnarsi nel recesso esterno 53 della testa di azionamento 76 dell’elemento attuatore 72 e per comandare in traslazione lo stelo di comando 73 dell’elemento attuatore 72 verso la seconda posizione di rilascio del codolo 57a.

A tale scopo, la testa di azionamento 76 è preferibilmente provvista di uno smusso nella sua porzione rivolta verso la flangia 54 del portautensile 50 la cui superficie esterna è configurata per cooperare mediante scorrimento con la superficie esterna della porzione di estremità rastremata 84 di ciascun braccio 82.

In questa forma di realizzazione preferita e grazie a tale configurazione, la cooperazione di scorrimento tra la testa di azionamento 76 e l’estremità rastremata 84 di ciascun braccio 82 provoca una traslazione assiale della testa di azionamento 76 e, quindi, dello stelo di comando 73 ad essa associato, da e verso le suddette posizioni di bloccaggio e di rilascio del codolo 57a nella rispettiva sede di accoglimento 67a.

Come più sopra esposto, la macchina 100 comprende un magazzino utensili comprendente una pluralità di postazioni di stoccaggio di portautensili 50 associati a rispettivi utensili 28, 128 di lavorazione (nelle figure 10-16 sono illustrati due diversi utensili 28, 128 di lavorazione).

Preferibilmente, le postazioni di stoccaggio del magazzino utensili includono un elemento a forcella di sostegno di ciascun portautensile 50.

Preferibilmente, il suddetto elemento a forcella di sostegno di ciascun portautensile 50 è parte dell’utensile di manovra 80 più sopra descritto della testa di azionamento 76 dell’elemento attuatore 72 del secondo elemento di bloccaggio assiale del portautensile 50, il quale utensile di manovra 80 comprende la suddetta coppia di bracci 82 opportunamente sagomati.

In tal modo, la macchina 100 secondo questa forma di realizzazione preferita dell’invenzione consente vantaggiosamente una automazione del comando dell’assemblaggio di accoppiamento 61 così come meglio apparirà nel seguito.

Nelle figure 8 e 9 sono illustrati schematicamente i principali parametri di lavorazione nel caso di fresatura. Il gruppo portautensile 10 ha una velocità di avanzamento trasversale vr (e si muove nel verso della freccia) e risulta soggetto ad una forza trasversale resistente Fr, che è sostanzialmente trasversale rispetto all’asse di rotazione del secondo utensile 28 di lavorazione. La forza trasversale resistente Fr genera sull’accoppiamento tra portautensile 50 e attacco portautensile 60 un momento ribaltante M che tende ad allontanare le superfici di fissaggio di portautensile 50 e mandrino 12. Preferibilmente, il gruppo portautensile 10 più sopra descritto può essere realizzato nella configurazione in cui le sfere di bloccaggio 70 in posizione di lavoro hanno un piccolo gioco con la sede di alloggiamento 67b e vanno a bloccarsi solo a fronte di eventuali piccoli scostamenti assiali fra il portautensile 50 e l’attacco portautensile 60 in conseguenza del suddetto momento ribaltante M.

Pertanto, le sfere di bloccaggio 70 possono non essere elementi di bloccaggio meccanico o di centraggio durante il normale utilizzo ed entrare in funzione attivamente solo in situazioni di criticità dove la forza dei magneti 55, 56, 65, 66 non risulta sufficiente ad impedire uno spostamento in direzione assiale tra il portautensile 50 e l’attacco portautensile 60.

Preferibilmente, pertanto, gli elementi di centraggio nel gruppo portautensile 10 dell’invenzione possono essere costituiti dalla guida troncoconica 57 e dalla corrispondente sede troncoconica 67.

In una condizione di normale utilizzo, inoltre, la forza di fissaggio in direzione assiale tra il portautensile 50 e l’attacco portautensile 60 è data dai soli magneti 55, 56, 65, 66. Quanto detto è importante perché permette di non dover utilizzare elementi elastici (ad esempio polimeri) per la prima sede di alloggiamento 67b delle sfere di bloccaggio 70. Non sarebbe infatti possibile la rotazione ad alta velocità del mandrino 12 a fronte di un elemento elastico così flessibile.

Vantaggiosamente, il gruppo portautensile 10 secondo la presente invenzione non necessita di alcun azionamento pneumatico o elettromeccanico durante tutte le fasi di funzionamento.

Pertanto, il gruppo portautensile 10 secondo la presente invenzione non richiede per l’azionamento fluidi in pressione (pneumatici o oleodinamici) o attuatori meccanici dedicati.

Vantaggiosamente, il gruppo portautensile 10 secondo la presente invenzione ha un ingombro esterno ridotto, confrontabile con quello del gruppo portautensile divulgato nella domanda di brevetto internazionale n° WO 2013/008154. Tale ingombro è inferiore rispetto a quello di elettromandrini dotati di fissaggio pneumatico-meccanico (del tipo cosiddetto “cono ISO”) attualmente sul mercato.

Vantaggiosamente, con il gruppo portautensile 10 secondo la presente invenzione, durante le fasi di lavoro si evita il rischio di accidentale spostamento verso il basso della testa di azionamento 76, con il relativo distacco del portautensile 50.

Con riferimento alla macchina 100 sopra illustrata, verrà ora descritta una forma di attuazione preferita del metodo per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra secondo l’invenzione, attuabile per mezzo della suddetta macchina.

In una prima fase, il metodo comprende posizionare il materiale 200 in blocco o in lastra da lavorare sul piano di lavoro 102 e, successivamente, la fase di movimentare il gruppo portautensile 10 sopra il piano di lavoro 102, ad esempio parallelamente e ortogonalmente ad esso, per eseguire lavorazioni sul materiale 200 in blocco o in lastra.

Preferibilmente, questa fase di movimentazione è realizzata per mezzo dell’apparato di movimentazione 1 del gruppo portautensile 10, più sopra descritto.

Ad esempio, le lavorazioni eseguite sul materiale 200 in blocco o in lastra possono comprendere una lavorazione di taglio tramite la lama circolare 11 che è montata, quale primo utensile di lavorazione, sul mandrino 12 del gruppo portautensile 10.

Il metodo comprende inoltre la fase di accoppiare in maniera rimovibile un secondo utensile di lavorazione 28, 128 (ad esempio, una fresa a candela, una mola, una punta per foratura, ecc.) all’estremità libera frontale 12a del mandrino 12 del gruppo portautensile 10 mediante l’assemblaggio di accoppiamento 61.

Con tale secondo utensile di lavorazione 28, 128 si può eseguire una ulteriore lavorazione sul materiale 200 in blocco o in lastra (ad esempio, una lavorazione di fresatura, di molatura, di foratura, ecc., in relazione al secondo utensile impiegato).

La fase di accoppiare in maniera rimovibile il secondo utensile 28, 128 di lavorazione all’estremità libera frontale 12a del mandrino 12 del gruppo portautensile 10 è attuata mediante l’assemblaggio di accoppiamento 61 più sopra descritto.

Come più sopra esposto, tale assemblaggio di accoppiamento 61 comprende il portautensile 50 (associato al secondo utensile 28, 128 di lavorazione), il dispositivo di accoppiamento meccanico 63 (provvisto di elementi cooperanti a battuta 58, 68 per rendere solidali in rotazione il portautensile 50 ed il mandrino 12), il primo elemento di bloccaggio assiale (magneti 55, 56, 65, 66) del portautensile 50, nonché il secondo elemento di bloccaggio assiale (sfere di bloccaggio 70) del portautensile 50.

Come più sopra illustrato, il primo ed il secondo elemento di bloccaggio assiale sono configurati per bloccare rimovibilmente in traslazione ed in direzione sostanzialmente assiale il portautensile 50 nel mandrino 12.

Il secondo elemento di bloccaggio assiale (sfere di bloccaggio 70) è comandato in traslazione in direzione radiale per bloccare rimovibilmente il codolo 57a nella rispettiva sede di accoglimento 67a.

In una forma di attuazione preferita, la fase di accoppiare il portautensile 50 all’estremità libera frontale 12a del mandrino 12 è effettuata nel modo seguente:

- avvicinando il mandrino 12 al portautensile 50,

- orientando i pioli di trascinamento 58 rispetto alle rispettive sedi di accoglimento 68 mediante interazione magnetica tra i magneti 55, 56 associati all’estremità libera del portautensile 50 ed i magneti 65, 66 associati all’estremità libera frontale 12a del mandrino 12, in questo caso mediante l’attacco portautensile 60;

- inserendo il codolo 57a sostanzialmente cilindrico del portautensile 50 nella sede di accoglimento 67a formata assialmente nel mandrino 12 o, ove previsto, nell’attacco portautensile 60 associato all’estremità libera frontale 12a del mandrino 12;

- associando magneticamente l’estremità libera frontale 12a del mandrino 12 all’estremità libera del portautensile 50 mediante detto primo elemento di bloccaggio assiale; e - comandando in traslazione il secondo elemento di bloccaggio assiale (sfere di bloccaggio 70) del portautensile 50 in direzione radiale per bloccare rimovibilmente il codolo 57a dell’assemblaggio di accoppiamento 61 nella rispettiva sede di accoglimento 67a.

Preferibilmente, l’interazione magnetica tra i secondi magneti 55, 56 associati all’estremità libera del portautensile 50 ed i primi magneti 65, 66 associati all’estremità libera frontale 12a del mandrino 12, in questo caso associati all’attacco portautensile 60, induce una rotazione del mandrino 12 rispetto al portautensile 50 atta a portare in condizioni di sostanziale allineamento sia i magneti 65, 66 e 55, 56 di polarità opposta associati al mandrino 12 e al portautensile 50, sia i pioli di trascinamento 58 con le rispettive sedi di accoglimento 68.

Preferibilmente, la fase di comandare in traslazione il secondo elemento di bloccaggio assiale (sfere di bloccaggio 70) del portautensile 50 comprende movimentare lo stelo di comando 73 verso la prima posizione di bloccaggio del codolo 57a in cui lo stelo di comando 73 sollecita le sfere di bloccaggio 70 nella suddetta posizione estratta in cui le sfere di bloccaggio 70 sporgono almeno parzialmente dal codolo 57a (figure 7, 10, 15, 16).

Preferibilmente, lo stelo di comando 73 viene movimentato verso la prima posizione di bloccaggio del codolo 57a dall’azione dell’elemento elastico 74 che tende a spingere lo stelo 73 in tale posizione così come illustrato nella figura 7.

Contestualmente, le sfere di bloccaggio 70 vengono spinte dello stelo 73 nella rispettiva sede di accoglimento 67b formata nella porzione cilindrica 62 dell’attacco portautensile 60.

In una forma di attuazione preferita, il metodo dell’invenzione comprende ulteriormente la fase di disaccoppiare il secondo utensile di lavorazione 28, 128 dall’estremità libera frontale 12a del mandrino 12 (in questo caso dall’attacco portautensile 60) del gruppo portautensile 10 inserendo il portautensile 50 accoppiato all’attacco portautensile 60 nel dispositivo di stoccaggio sostanzialmente a rastrelliera lungo un percorso di inserimento laterale, ed allontanando il mandrino 12 dal dispositivo di stoccaggio lungo una direzione sostanzialmente ortogonale al percorso di inserimento laterale.

Preferibilmente, la fase di disaccoppiamento del secondo utensile di lavorazione 28, 128 dall’estremità libera frontale 12a del mandrino 12 (in questo caso dall’attacco portautensile 60) è attuata nel modo seguente:

- comandando in traslazione il secondo elemento di bloccaggio assiale (sfere di bloccaggio 70) del portautensile 50 in direzione radiale per sbloccare rimovibilmente il codolo 57a dalla rispettiva sede di accoglimento 67a;

- estraendo il codolo 57a dalla rispettiva sede di accoglimento 67a;

- staccando il portautensile 50 dall’estremità libera frontale 12a del mandrino 12 (in questo caso dall’attacco portautensile 60) movimentando il portautensile 50 in allontanamento dall’estremità libera frontale 12a del mandrino 12 (in questo caso dall’attacco portautensile 60).

In tal modo, il portautensile 50 viene staccato dal mandrino 12 (in questo caso dall’attacco portautensile 60) vincendo la forza di attrazione magnetica esplicata dai magneti 55, 56 e 65, 66.

Al termine di tale fase, il mandrino 12, o meglio, l’attacco portautensile 60 ad esso associato, è nuovamente pronto ad essere rimovibilmente accoppiato ad un diverso utensile di lavorazione 28, 128 mediante l’assemblaggio di accoppiamento 61 secondo modalità di accoppiamento analoghe a quelle più sopra esposte.

Preferibilmente, la fase di comandare in traslazione il secondo elemento di bloccaggio assiale (sfere di bloccaggio 70) del portautensile 50 in direzione radiale comprende comandare in traslazione le sfere di bloccaggio 70 in direzione radiale verso la posizione ritratta, di rilascio del codolo 57a.

Preferibilmente, questa fase di comando viene attuata movimentando lo stelo di comando 73 dell’elemento attuatore 72 verso la seconda posizione, di rilascio del codolo 57a, in cui le sfere di bloccaggio 70 sono accolte almeno parzialmente nelle rispettive seconde sedi di alloggiamento 73a formate nello stelo di comando 73 (figure 11, 12).

Preferibilmente, lo stelo di comando 73 viene movimentato verso la seconda posizione di rilascio del codolo 57a comprimendo l’elemento elastico 74 lungo la sua direzione di spinta.

Preferibilmente, questa azione di progressiva compressione dell’elemento elastico 74 viene attuata impegnando gradualmente, man mano che l’utensile di manovra 80 avanza, la porzione di estremità rastremata 84 dell’utensile di manovra 80 nel recesso esterno 53 della testa di azionamento 76 dell’elemento attuatore 72.

Grazie a tale impegno, infatti, la testa di azionamento 76 dell’elemento attuatore 72 viene gradualmente spinta in allontanamento dalla flangia 54 del portautensile 50 in direzione opposta a quella di spinta dell’elemento elastico 74, che viene di conseguenza compresso. Vantaggiosamente, questa operazione viene attuata inserendo lateralmente la testa di azionamento 76 nell’elemento a forcella di sostegno del portautensile 50 prevista nel magazzino utensili così da innescare la cooperazione di scorrimento descritta in precedenza tra la superficie esterna dello smusso della testa di azionamento 76 e la superficie esterna della porzione di estremità rastremata 84 di ciascun braccio 82 dell’utensile di manovra 80, cooperazione che si attiva impegnando l’estremità rastremata 84 nel recesso esterno 53 della testa di azionamento 76 dell’elemento attuatore 72 (figure 10, 15).

In una forma di attuazione preferita, il metodo dell’invenzione comprende la fase di immagazzinare una pluralità di secondi utensili di lavorazione 28, 128 e di portautensili 50 ad essi associati nel magazzino utensili più sopra descritto.

Per effettuare una diversa lavorazione con un secondo utensile di lavorazione 28, 128 differente, occorre accoppiare un secondo utensile di lavorazione 28, 128 all’estremità libera frontale 12a del mandrino 12 del gruppo portautensile 10 secondo le modalità più sopra esposte e ruotare attorno all’asse E-E il gruppo portautensile 10 stesso, in maniera tale che il secondo utensile di lavorazione sia rivolto verso il materiale 200.

Nelle figure 10-16 è mostrata in dettaglio una sequenza di fasi in cui si disaccoppia dal gruppo portautensile 10 un secondo utensile 28 di lavorazione e si accoppia un secondo utensile 128 di lavorazione differente.

Nella figura 10 si nota che in posizione di lavoro le sfere di bloccaggio 70 sporgono dalla superficie esterna del codolo 57a andando a posizionarsi nella prima sede di alloggiamento 67b dell’attacco portautensile 60.

Lo stelo di comando 73 impedisce alle sfere di bloccaggio 70 il rientro verso l’asse di rotazione, bloccando codolo 57a e sede di accoglimento 67a in posizione di lavoro. La molla a elica 74 mantiene lo stelo di comando 73 in questa posizione stabilmente.

Per disaccoppiare il portautensile 50 dall’attacco portautensile 60, la macchina 100 porta la testa di azionamento 76 in prossimità del magazzino utensili e infila con un movimento traslatorio orizzontale la testa di azionamento 76 del portautensile 50 nell’utensile di manovra 80, in corrispondenza del recesso esterno 53.

Come più sopra esposto, grazie alla cooperazione tra l’estremità rastremata 84 dell’utensile di manovra 80 e lo smusso della testa di azionamento 76, l’impegno dell’utensile di manovra 80 nel recesso esterno 53 della testa di azionamento 76 induce uno spostamento verso il basso di quest’ultima così come della boccola 78 e dello stelo di comando 73 associati alla testa di azionamento 76 (figura 11).

In questa nuova posizione, le sfere di bloccaggio 70 sono libere di spostarsi internamente, consentendo il rilascio del codolo 57a dalla sede di accoglimento 67a.

La macchina 100 a questo punto può traslare sul suo asse Z verso l’alto allontanando il mandrino 12 dal portautensile 50 (figura 12).

La forza di attrazione dei magneti 55, 56, 65, 66 viene vinta dall’azione degli attuatori lineari 5 di posizionamento verticale del gruppo portautensile 10.

La figura 13 mostra l’accoppiamento di un nuovo utensile 128 di lavorazione associato ad un diverso portautensile 50.

Il mandrino 12 traslando orizzontalmente si porta sulla verticale di questo diverso portautensile 50, posizionato in un’altra postazione di stoccaggio del magazzino utensili. La macchina 100 porta l’attacco portautensile 60 e il nuovo portautensile 50 in posizione di accoppiamento muovendosi verso il basso lungo sull’asse Z (figura 14).

Preferibilmente e come più sopra esposto, la fase di accoppiare il nuovo portautensile 50 all’estremità libera frontale 12a del mandrino 12 è attuata nel modo seguente:

- avvicinando il mandrino 12 al nuovo portautensile 50,

- orientando i pioli di trascinamento 58 rispetto alle rispettive sedi di accoglimento 68 mediante interazione magnetica tra i magneti 55, 56 associati all’estremità libera del portautensile 50 ed i magneti 65, 66 associati all’estremità libera frontale 12a del mandrino 12, in questo caso mediante l’attacco portautensile 60; e

- associando magneticamente l’estremità libera frontale 12a del mandrino 12 all’estremità libera del portautensile 50.

Preferibilmente, l’interazione magnetica tra i magneti 55, 56 associati all’estremità libera del portautensile 50 ed i magneti 65, 66 associati all’estremità libera frontale 12a del mandrino 12, in questo caso associati all’attacco portautensile 60, induce una rotazione del mandrino 12 rispetto al nuovo portautensile 50 atta a portare in condizioni di sostanziale allineamento sia i magneti 65, 66 e 55, 56 di polarità opposta associati al mandrino 12 e al portautensile 50, sia i pioli di trascinamento 58 con le rispettive sedi di accoglimento 68.

Una volta completato questo accoppiamento magnetico tra l’attacco portautensile 60 e il nuovo portautensile 50, il mandrino 12 viene allontanato dall’utensile di manovra 80 mediante una traslazione orizzontale operata dall’apparato di movimentazione 1 del gruppo portautensile 10, più sopra descritto.

Nel corso di questa traslazione orizzontale, la testa di azionamento 76, la boccola 78 e lo stelo di comando 73 dell’elemento attuatore 72 si riposizionano gradualmente nella posizione di bloccaggio del codolo 57a grazie alla forza della molla a elica 74 (figura 15). Le sfere di bloccaggio 70 vengono così gradualmente spinte nuovamente verso l’esterno posizionandosi nella prima sede di alloggiamento 67b dell’attacco portautensile 60, bloccando assialmente il codolo 57a del nuovo portautensile 50 nella sede di accoglimento 67a.

In una forma di realizzazione preferita, per verificare che tutte queste operazioni siano avvenute correttamente (eseguite in maniera completamente automatica) la macchina 100 posizionerà il gruppo portautensile 10 in prossimità di un sensore 120 che legge la posizione della testa di azionamento 76 confermando che il gruppo portautensile 10 è correttamente in posizione di lavoro (figura 16).

In una forma di attuazione preferita, il metodo dell’invenzione comprende ulteriormente la fase di modificare la posizione del materiale 200 in blocco o in lastra sul piano di lavoro 102, ovvero la fase di riposizionamento del materiale 200 in blocco o in lastra. Questa fase è realizzata per mezzo del gruppo manipolatore 20, ed occorre innanzitutto che il portautensile 50 sia disaccoppiato dall’estremità libera frontale 12a del mandrino 12 secondo le modalità più sopra illustrate, ovvero che l’estremità libera frontale 12a del mandrino 12 non sia accoppiata ad alcun portautensile 50.

Quando si rende necessario il riposizionamento del materiale 200 in blocco o in lastra, l’unità di comando e controllo 103 attiva il gruppo manipolatore 20, che inizialmente si trova nella configurazione mostrata nelle figure 1, 2. La lama circolare 11, sollevata rispetto al materiale 200 in blocco o in lastra, è rivolta verso di esso e la piastra 21 è verticale e non può entrare in contatto con il materiale 200. La lama circolare 11 occupa una determinata posizione lungo l’asse Z rispetto al corpo a forcella 13 dell’apparato di movimentazione 1.

Preferibilmente, il gruppo manipolatore 20 viene attivato ruotando i mezzi di presa, ovvero la piastra 21 e le relative ventose 21a, nella posizione operativa, orizzontale e prossimale rispetto al materiale 200, mostrata nella figura 3. Preferibilmente, una volta ruotata, la piastra 21 occupa la posizione che aveva precedentemente la lama circolare 11 lungo l’asse Z rispetto al corpo a forcella 13 dell’apparato di movimentazione 1.

Preferibilmente, l’unità di comando e controllo 103 comanda l’apparato di movimentazione 1 per portare la piastra 21 in battuta contro il materiale 200, comprimendo almeno in parte le guarnizioni 22, 23a, 23b.

Preferibilmente, la stessa unità 103 comanda l’apertura delle valvole 27 per ottenere l’aspirazione dell’aria e creare la depressione necessaria a ottenere un effetto ventosa efficace rispetto al peso del materiale 200. In questa configurazione, il materiale 200 resta vincolato alla piastra 21 per effetto della depressione e viene spostato dall’apparato di movimentazione 1 nella nuova posizione prevista in base alle coordinate X, Y e Z e in base alla rotazione attorno all’asse Z programmate nell’unità di comando e controllo 103. Quando il riposizionamento del materiale 200 è stato completato, l’unità di controllo comanda la chiusura delle valvole 27. Conseguentemente, si ottiene il recupero della pressione nelle ventose 21a della piastra 21 e il rilascio del materiale 200; la piastra 21 è ora svincolata dal materiale 200 e il gruppo manipolatore 20 può essere allontanato da questa e disattivato.

Preferibilmente, la disattivazione del gruppo manipolatore 20 prevede la rotazione attorno all’asse E-E per riportare la piastra 21 nella posizione iniziale descritta sopra e contestualmente posizionare la lama circolare 11 pronta per l’uso.

Vantaggiosamente, il riposizionamento del materiale 200 è ottenuto senza aggravio di calcoli per l’unità di comando e controllo 103, semplicemente sfruttando lo stesso sistema di riferimento X, Y, Z e i relativi algoritmi.

Ovviamente, al gruppo portautensile di una macchina per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra, nonché alla macchina e al metodo per la lavorazione di materiali in blocco o in lastra sopra descritti, un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare specifiche e contingenti esigenze, potrà apportare numerose modifiche e varianti, tutte peraltro contenute nell’ambito di protezione della presente invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Gruppo portautensile (10) di una macchina (100) per la lavorazione di materiali (200) in blocco o in lastra, detto gruppo portautensile (10) essendo movibile sopra un piano di lavoro (102) di detta macchina (100) su cui viene posato il materiale (200) in blocco o in lastra da lavorare, in cui il gruppo portautensile (10) comprende: - un mandrino (12) su cui è montabile una lama circolare (11), e - un assemblaggio di accoppiamento (61) per accoppiare rimovibilmente un secondo utensile (28, 128) di lavorazione ad una estremità libera frontale (12a) del mandrino (12), comprendente: a) un portautensile (50) associato al secondo utensile (28, 128) di lavorazione; b) almeno un dispositivo di accoppiamento meccanico (63) provvisto di elementi cooperanti a battuta (58, 68) per rendere solidali in rotazione il portautensile (50) ed il mandrino (12); e c) un primo elemento di bloccaggio assiale del portautensile (50) configurato per bloccare rimovibilmente in traslazione ed in direzione sostanzialmente assiale detto portautensile (50) sul mandrino (12), detto primo elemento di bloccaggio assiale comprendendo un dispositivo magnetico di fissaggio del portautensile (50) al mandrino (12); caratterizzato dal fatto che detto assemblaggio di accoppiamento (61) comprende ulteriormente: d) un codolo (57a) sostanzialmente cilindrico esteso da detta estremità libera del portautensile (50); e) una sede di accoglimento (67a) sostanzialmente cilindrica di detto codolo (57a), posizionata assialmente in detto mandrino (12) o, ove previsto, in detto attacco portautensile (60) associato all’estremità libera frontale (12a) del mandrino (12); e f) almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale (70) del portautensile (50), configurato per bloccare rimovibilmente in traslazione ed in direzione sostanzialmente assiale detto portautensile (50) nel mandrino (12), detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale (70) essendo comandabile in traslazione in direzione radiale per bloccare rimovibilmente detto codolo (57a) nella rispettiva sede di accoglimento (67a).
2. Gruppo portautensile (10) secondo la rivendicazione 1, in cui detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale (70) del portautensile (50) comprende almeno una sfera di bloccaggio (70) montata in detto codolo (57a) e che è radialmente movibile a comando tra: - una posizione ritratta, di rilascio del codolo (57a), in cui detta almeno una sfera di bloccaggio (70) non sporge dal codolo (57a), e - una posizione estratta, di bloccaggio del codolo (57a), in cui detta almeno una sfera di bloccaggio (70) sporge almeno parzialmente dal codolo (57a) e viene accolta almeno parzialmente in una corrispondente prima sede di alloggiamento (67b) formata in detta sede di accoglimento (67a) sostanzialmente cilindrica del codolo (57a).
3. Gruppo portautensile (10) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto portautensile (50) comprende un elemento attuatore (72) di detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale (70) del portautensile (50) mobile lungo la direzione assiale del portautensile (50) ed azionabile dall’esterno del portautensile (50).
4. Gruppo portautensile (10) secondo le rivendicazioni 2 e 3, in cui detto elemento attuatore (72) comprende uno stelo di comando (73), scorrevolmente montato in direzione assiale in detto portautensile (50) tra: - una prima posizione, di bloccaggio del codolo (57a), in cui lo stelo di comando (73) sollecita detta almeno una sfera di bloccaggio (70) in detta posizione estratta in cui la sfera di bloccaggio (70) sporge almeno parzialmente dal codolo (57a); e - una seconda posizione, di rilascio del codolo (57a), in cui detta almeno una sfera di bloccaggio (70) è in detta posizione ritratta ed è accolta almeno parzialmente in una rispettiva seconda sede di alloggiamento (73a) formata in detto stelo di comando (73).
5. Gruppo portautensile (10) secondo la rivendicazione 4, in cui detta seconda sede di alloggiamento (73a) della sfera di bloccaggio (70) formata nello stelo di comando (73) è realizzata in una prima porzione di estremità (73b) dello stelo di comando (73).
6. Gruppo portautensile (10) secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui detto stelo di comando (73) è scorrevolmente montato in una cavità passante (52) centralmente formata in detto portautensile (50).
7. Gruppo portautensile (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4-6, in cui detto elemento attuatore (72) comprende un elemento elastico (74) attivo lungo una direzione di spinta atta a sollecitare detto stelo di comando (73) in detta prima posizione di bloccaggio del codolo (57a).
8. Gruppo portautensile (10) secondo la rivendicazione 7, in cui detto elemento elastico (74) dell’elemento attuatore (72) è una molla a elica (74) montata in una rispettiva sede anulare (75) di accoglimento definita in detto codolo (57a) tra una parete interna di detta cavità passante (52) formata nel portautensile (50) e una parete esterna di detto stelo di comando (73).
9. Gruppo portautensile (10) secondo la rivendicazione 8, in cui detta molla a elica (74) comprende contrapposte estremità attive su un primo spallamento anulare (75a) esteso dalla parete interna di detta cavità passante (52) e, rispettivamente, su un secondo spallamento anulare (75b) esteso dalla parete esterna di detto stelo di comando (73).
10. Gruppo portautensile (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4-9, in cui l’elemento attuatore (72) di detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale (70) del portautensile (50) comprende una testa di azionamento (76) fissata ad una porzione di estremità (73c) dello stelo di comando (73) posizionata esternamente alla sede di accoglimento (67a) di detto codolo (57a) sostanzialmente cilindrico.
11. Gruppo portautensile (10) secondo la rivendicazione 10, in cui la testa di azionamento (76) dell’elemento attuatore (72) è scorrevolmente montata su una porzione cilindrica (57b) di detto portautensile (50) contrapposta a detto codolo (57a) sostanzialmente cilindrico.
12. Gruppo portautensile (10) secondo la rivendicazione 11, in cui la testa di azionamento (76) dell’elemento attuatore (72) è fissata alla porzione di estremità (73c) di detto stelo di comando (73) posizionata esternamente alla sede di accoglimento (67a) del codolo (57a) sostanzialmente cilindrico tramite un elemento di fissaggio (77) scorrevolmente guidato in un’asola passante (78b) formata in detta porzione cilindrica (57b) di detto portautensile (50).
13. Gruppo portautensile (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 10-12, in cui la testa di azionamento (76) dell’elemento attuatore (72) comprende un recesso esterno (53) configurato per essere impegnato da un utensile di manovra (80) della testa di azionamento (76).
14. Gruppo portautensile (10) secondo la rivendicazione 13, in cui detto utensile di manovra (80) comprende un braccio (82) provvisto di una porzione di estremità rastremata (84) configurata per impegnarsi in detto recesso esterno (53) della testa di azionamento (76) dell’elemento attuatore (72) e per comandare in traslazione lo stelo di comando (73) dell’elemento attuatore (72) verso detta seconda posizione di rilascio del codolo (57a).
15. Gruppo portautensile (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto portautensile (50) comprende una flangia di accoppiamento (54) all’estremità libera frontale (12a) del mandrino (12) o, ove previsto, a detto attacco portautensile (60) associato all’estremità libera frontale (12a) del mandrino (12).
16. Gruppo portautensile (10) secondo la rivendicazione 15 quando dipendente dalla rivendicazione 10, in cui detta testa di azionamento (76) si attesta in battuta contro detta flangia di accoppiamento (54) del portautensile (50) quando detto stelo di comando (73) dell’elemento attuatore (72) è in detta prima posizione di bloccaggio del codolo (57a).
17. Gruppo portautensile (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto assemblaggio di accoppiamento (61) comprende inoltre una guida troncoconica (57), estesa coassialmente da detto portautensile (50), e una corrispondente sede troncoconica (67), formata in detta estremità libera frontale (12a) del mandrino (12) o, ove previsto, in detto attacco portautensile (60) associato all’estremità libera frontale (12a) del mandrino (12).
18. Gruppo portautensile (10) secondo la rivendicazione 17, in cui detto codolo (57a) sostanzialmente cilindrico è esteso coassialmente da detta guida troncoconica (57).
19. Gruppo portautensile (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo magnetico di fissaggio del portautensile (50) al mandrino (12) comprende: c1) almeno un primo magnete (65, 66) disposto in corrispondenza di detta estremità libera frontale (12a) del mandrino (12) o, ove previsto, in corrispondenza di un attacco portautensile (60) associato all’estremità libera frontale (12a) del mandrino (12), e c2) almeno un secondo magnete (55, 56) disposto in corrispondenza di detta estremità libera del portautensile (50).
20. Gruppo portautensile (10) secondo la rivendicazione 19, in cui detto dispositivo magnetico di fissaggio del portautensile (50) al mandrino (12) comprende: - almeno due primi magneti (65) con polarità nord ed almeno due primi magneti (66) con polarità sud, associati all’estremità libera frontale (12a) del mandrino (12) o, ove previsto, a detto attacco portautensile (60) associato all’estremità libera frontale (12a) del mandrino (12), e disposti circonferenzialmente alternati tra loro in corrispondenza di detta estremità libera frontale (12a) o, ove previsto, in corrispondenza di detto attacco portautensile (60), e - almeno due secondi magneti (55) con polarità sud ed almeno due secondi magneti (56) con polarità nord, associati ad un’estremità libera di detto portautensile (50) e disposti circonferenzialmente alternati tra loro in corrispondenza di detta estremità libera del portautensile (50).
21. Gruppo portautensile (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui gli elementi cooperanti a battuta (58, 68) di detto almeno un dispositivo di accoppiamento meccanico (63) comprendono: - una pluralità di pioli (58) di trascinamento estesi assialmente da una tra detta estremità libera del portautensile (50) e detta estremità libera frontale (12a) del mandrino (12) o, ove previsto, detto attacco portautensile (60) associato all’estremità libera frontale (12a) del mandrino (12), ed - una corrispondente pluralità di sedi (68) di accoglimento per detti pioli (58) di trascinamento, formate nell’altra tra detta estremità libera del portautensile (50) e detta estremità libera frontale (12a) del mandrino (12) o, ove previsto, detto attacco portautensile (60) associato all’estremità libera frontale (12a) del mandrino (12).
22. Macchina (100) per la lavorazione di materiali (200) in blocco o in lastra, comprendente un piano di lavoro (102) su cui viene posato il materiale (200) in blocco o in lastra da lavorare ed un gruppo portautensile (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
23. Macchina (100) secondo la rivendicazione 22, comprendente inoltre un gruppo manipolatore (20) accoppiato a detto gruppo portautensile (10) e munito di mezzi di presa (21a) del materiale (200) in blocco o in lastra da lavorare, in cui detti mezzi di presa (21a) sono mobili tra una prima posizione non operativa, distale rispetto al piano di lavoro (102), e una seconda posizione operativa, prossimale rispetto al piano di lavoro (102), detti mezzi di presa (21a) essendo ruotabili tra detta prima posizione non operativa e detta seconda posizione operativa.
24. Macchina (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 22 o 23, in cui il gruppo portautensile (10) è secondo la rivendicazione 14, in cui detta macchina (100) comprende inoltre un magazzino utensili comprendente una pluralità di postazioni di stoccaggio di portautensili (50) associati a rispettivi utensili (28) di lavorazione ed in cui dette postazioni di stoccaggio includono un elemento a forcella di sostegno del portautensile (50) provvisto di un utensile di manovra (80) della testa di azionamento (76) dell’elemento attuatore (72) di detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale (70) del portautensile (50).
25. Macchina (100) secondo la rivendicazione 24, in cui detto utensile di manovra (80) dell’elemento a forcella comprende almeno un braccio (82) di detto elemento a forcella provvisto di una porzione di estremità rastremata (84) configurata per impegnarsi in un recesso esterno (53) della testa di azionamento (76) dell’elemento attuatore (72) e per comandare in traslazione lo stelo di comando (73) dell’elemento attuatore (72) di detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale (70) del portautensile (50) verso detta seconda posizione di rilascio del codolo (57a).
26. Metodo per la lavorazione di materiali (200) in blocco o in lastra comprendente le fasi di: A) posizionare un materiale (200) in blocco o in lastra su un piano di lavoro (102), B) movimentare sopra il piano di lavoro (102) un gruppo portautensile (10) comprendente un mandrino (12) su cui è montata una lama circolare (11), C) eseguire una lavorazione di taglio su detto materiale (200) in blocco o in lastra tramite detta lama circolare (11), D) ruotare il gruppo portautensile (10) attorno ad un asse sostanzialmente parallelo al piano di lavoro (102), E) accoppiare in maniera rimovibile un secondo utensile (28, 128) di lavorazione ad una estremità libera frontale (12a) del mandrino (12) del gruppo portautensile (10) mediante un assemblaggio di accoppiamento (61) comprendente: a) un portautensile (50) associato al secondo utensile (28, 128) di lavorazione; b) almeno un dispositivo di accoppiamento meccanico (63) provvisto di elementi cooperanti a battuta (58, 68) per rendere solidali in rotazione il portautensile (50) ed il mandrino (12); e c) un primo elemento di bloccaggio assiale del portautensile (50) configurato per bloccare rimovibilmente in traslazione ed in direzione sostanzialmente assiale detto portautensile (50) sul mandrino (12), detto primo elemento di bloccaggio assiale comprendendo un dispositivo magnetico di fissaggio del portautensile (50) al mandrino (12); F) eseguire una ulteriore lavorazione su detto materiale (200) in blocco o in lastra tramite detto secondo utensile (28, 128) di lavorazione, caratterizzato dal fatto che l’assemblaggio di accoppiamento (61) comprende ulteriormente: d) un codolo (57a) sostanzialmente cilindrico esteso da detta estremità libera del portautensile (50); e) una sede di accoglimento (67a) sostanzialmente cilindrica di detto codolo (57a), posizionata assialmente in detto mandrino (12) o, ove previsto, in detto attacco portautensile (60) associato all’estremità libera frontale (12a) del mandrino (12); e f) almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale (70) del portautensile (50), configurato per bloccare rimovibilmente in traslazione ed in direzione sostanzialmente assiale detto portautensile (50) nel mandrino (12), detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale (70) essendo comandabile in traslazione in direzione radiale per bloccare rimovibilmente detto codolo (57a) nella rispettiva sede di accoglimento (67a); e dal fatto che detta fase E) comprende le fasi di: E1) avvicinare il mandrino (12) al portautensile (50), E2) orientare gli elementi cooperanti a battuta (58, 68) del dispositivo di accoppiamento meccanico (63) dell’assemblaggio di accoppiamento (61) in allineamento tra loro, E3) inserire detto codolo (57a) sostanzialmente cilindrico del portautensile (50) in detta sede di accoglimento (67a) formata assialmente nel mandrino (12) o, ove previsto, nell’attacco portautensile (60) associato all’estremità libera frontale (12a) del mandrino (12); E4) associare magneticamente il mandrino (12) o, ove previsto, l’attacco portautensile (60) associato all’estremità libera frontale (12a) del mandrino (12), al portautensile (50) mediante detto primo elemento di bloccaggio assiale; e E5) comandare in traslazione detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale (70) del portautensile (50) in direzione radiale per bloccare rimovibilmente il codolo (57a) dell’assemblaggio di accoppiamento (61) nella rispettiva sede di accoglimento (67a).
27. Metodo secondo la rivendicazione 26, in cui detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale (70) del portautensile (50) comprende almeno una sfera di bloccaggio (70) montata in detto codolo (57a) che è radialmente movibile a comando tra: - una posizione ritratta, di rilascio del codolo (57a), in cui detta almeno una sfera di bloccaggio (70) non sporge dal codolo (57a), e - una posizione estratta, di bloccaggio del codolo (57a), in cui detta almeno una sfera di bloccaggio (70) sporge almeno parzialmente dal codolo (57a) e viene accolta almeno parzialmente in una corrispondente prima sede di alloggiamento (67b) formata in detta sede di accoglimento (67a) sostanzialmente cilindrica del codolo (57a); in cui detto portautensile (50) comprende un elemento attuatore (72) di detta almeno una sfera di bloccaggio (70) comprendente uno stelo di comando (73), scorrevolmente montato in direzione assiale in detto portautensile (50) tra: - una prima posizione, di bloccaggio del codolo (57a), in cui lo stelo di comando (73) sollecita detta almeno una sfera di bloccaggio (70) in detta posizione estratta in cui la sfera di bloccaggio (70) sporge almeno parzialmente dal codolo (57a); e - una seconda posizione, di rilascio del codolo (57a), in cui detta almeno una sfera di bloccaggio (70) è in detta posizione ritratta ed è accolta almeno parzialmente in una rispettiva seconda sede di alloggiamento (73a) formata in detto stelo di comando (73); ed in cui la fase E5) di comandare in traslazione detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale (70) del portautensile (50) comprende movimentare detto stelo di comando (73) verso detta prima posizione di bloccaggio del codolo (57a) in cui lo stelo di comando (73) sollecita detta almeno una sfera di bloccaggio (70) in detta posizione estratta in cui la detta almeno una sfera di bloccaggio (70) sporge almeno parzialmente dal codolo (57a).
28. Metodo secondo la rivendicazione 27, in cui lo stelo di comando (73) viene movimentato verso detta prima posizione di bloccaggio del codolo (57a) mediante un elemento attuatore (72) comprendente un elemento elastico (74) attivo lungo una direzione di spinta atta a sollecitare lo stelo di comando (73) in detta prima posizione di bloccaggio del codolo (57a).
29. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 26-28, in cui detto dispositivo magnetico di fissaggio del portautensile (50) al mandrino (12) comprende: - almeno due primi magneti (65) con polarità nord ed almeno due primi magneti (66) con polarità sud, associati all’estremità libera frontale (12a) del mandrino (12) o, ove previsto, a detto attacco portautensile (60) associato all’estremità libera frontale (12a) del mandrino (12), e disposti circonferenzialmente alternati tra loro in corrispondenza di detta estremità libera frontale (12a) o, ove previsto, in corrispondenza di detto attacco portautensile (60), e - almeno due secondi magneti (55) con polarità sud ed almeno due secondi magneti (56) con polarità nord, associati ad un’estremità libera di detto portautensile (50) e disposti circonferenzialmente alternati tra loro in corrispondenza di detta estremità libera del portautensile (50); ed in cui detta fase E4) di associare magneticamente il mandrino (12) o, ove previsto, l’attacco portautensile (60) associato all’estremità libera frontale (12a) del mandrino (12), al portautensile (50) comprende una interazione magnetica tra i secondi magneti (55, 56) associati all’estremità libera del portautensile (50) ed i primi magneti (65, 66) associati all’estremità libera frontale (12a) del mandrino (12) o, ove previsto, a detto attacco portautensile (60) associato all’estremità libera frontale (12a) del mandrino (12), detta interazione magnetica essendo tale da orientare gli elementi cooperanti a battuta (58, 68) del dispositivo di accoppiamento meccanico (63) dell’assemblaggio di accoppiamento (61) in allineamento tra loro.
30. Metodo secondo la rivendicazione 26, comprendente ulteriormente la fase G) di disaccoppiare detto secondo utensile (28, 128) di lavorazione da detta estremità libera frontale (12a) del mandrino (12) del gruppo portautensile (10) o, ove previsto, da detto attacco portautensile (60) associato all’estremità libera frontale (12a) del mandrino (12), in cui detta fase G) comprende le fasi di: G1) comandare in traslazione detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale (70) del portautensile (50) in direzione radiale per sbloccare rimovibilmente detto codolo (57a) dalla rispettiva sede di accoglimento (67a); G2) estrarre detto codolo (57a) dalla rispettiva sede di accoglimento (67a); e G3) staccare il portautensile (50) dall’estremità libera frontale (12a) del mandrino (12) o, ove previsto, da detto attacco portautensile (60) associato all’estremità libera frontale (12a) del mandrino (12) movimentando il portautensile (50) in allontanamento da detta estremità libera frontale (12a) o, ove previsto, da detto attacco portautensile (60) associato all’estremità libera frontale (12a) del mandrino (12).
31. Metodo secondo le rivendicazioni 27 e 30, in cui detta fase G1) comprende comandare in traslazione detta almeno sfera di bloccaggio assiale (70) del portautensile (50) in direzione radiale verso detta posizione ritratta, di rilascio del codolo (57a), in cui detta almeno una sfera di bloccaggio (70) non sporge dal codolo (57a).
32. Metodo secondo la rivendicazione 31, in cui detta fase G1) di comandare in traslazione detta almeno sfera di bloccaggio (70) assiale del portautensile (50) in direzione radiale viene attuata movimentando lo stelo di comando (73) dell’elemento attuatore (72) verso detta seconda posizione, di rilascio del codolo (57a), in cui detta almeno una sfera di bloccaggio (70) è accolta almeno parzialmente in detta rispettiva seconda sede di alloggiamento (73a) formata nello stelo di comando (73).
33. Metodo secondo le rivendicazioni 28 e 32, in cui lo stelo di comando (73) viene movimentato verso detta seconda posizione di sbloccaggio del codolo (57a) comprimendo detto elemento elastico (74) lungo la sua direzione di spinta.
34. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 26-33, comprendente ulteriormente la fase di immagazzinare una pluralità di secondi utensili (28, 128) di lavorazione e di portautensili (50) ad essi associati in un magazzino utensili comprendente una pluralità di postazioni di stoccaggio di portautensili (50) associati a rispettivi utensili (28, 128) di lavorazione.
35. Metodo secondo le rivendicazioni 27 e 34, in cui l’elemento attuatore (72) di detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale (70) del portautensile (50) comprende una testa di azionamento (76) fissata ad una porzione di estremità (73c) dello stelo di comando (73) posizionata esternamente alla sede di accoglimento (67a) di detto codolo (57a) e provvista di un recesso esterno (53) configurato per essere impegnato da un utensile di manovra (80) della testa di azionamento (76); in cui dette postazioni di stoccaggio includono un elemento a forcella di sostegno del portautensile (50) provvisto di detto utensile di manovra (80); ed in cui lo stelo di comando (73) viene movimentato verso detta seconda posizione, di rilascio del codolo (57a), impegnando l’utensile di manovra (80) dell’elemento a forcella di sostegno del portautensile (50) in detto recesso esterno (53) della testa di azionamento (76) dell’elemento attuatore (72) di detto almeno un secondo elemento di bloccaggio assiale (70) del portautensile (50).
36. Metodo secondo la rivendicazione 35, in cui l’utensile di manovra (80) dell’elemento a forcella di sostegno del portautensile (50) viene impegnato in detto recesso esterno (53) della testa di azionamento (76) inserendo lateralmente detta testa di azionamento (76) nell’elemento a forcella.
37. Metodo secondo la rivendicazione 35, in cui l’utensile di manovra (80) dell’elemento a forcella comprende almeno un braccio (82) di detto elemento a forcella provvisto di una porzione di estremità rastremata (84) configurata per impegnarsi in detto recesso esterno (53) della testa di azionamento (76) dell’elemento attuatore (72).