IT201900002159A1

IT201900002159A1 - Macchina per vibrofinitura e metodo per il suo impiego

Info

Publication number: IT201900002159A1
Application number: IT102019000002159A
Authority: IT
Inventors: Paolo Redaelli
Original assignee: Paolo Redaelli
Priority date: 2019-02-14
Filing date: 2019-02-14
Publication date: 2020-08-14
Also published as: EP3695935A1

Description

DESCRIZIONE

del Brevetto Italiano per Invenzione Industriale dal titolo:

“MACCHINA PER VIBROFINITURA E METODO PER IL SUO IMPIEGO”

CAMPO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una macchina per vibrofinitura e ad un metodo per il suo impiego.

TECNICA ANTERIORE NOTA

Sono noti vibratori a vasca rettangolare, ovvero macchine per lavorazioni di vibrofinitura di articoli lunghi, quali tubi, barre e, nel caso del settore aerospaziale ed energia, pale turbina più o meno lunghe e/o più o meno pesanti.

Come noto, un vibratore per vibrofinitura comprende generalmente una vasca rettangolare atta a contenere media di finitura ed un telaio configurato per ospitare almeno un pezzo da sottoporre a lavorazione di vibrofinitura.

A sua volta la vasca è montata su una pluralità di molle collegate ad un basamento ed è associata meccanicamente ad almeno un motovibratore o ad un vibratore connesso ad un motore tramite opportuna connessione che la pone in vibrazione.

La vibrazione della vasca conferisce un moto vibratorio ai media di finitura che consente di effettuare la lavorazione di finitura sul pezzo.

Nel caso ad esempio di lavorazione di pale turbina, queste ultime necessitano di essere caricate nella macchina preventivamente fissate ad un telaio, avendo un lato molto più pesante dell’altro.

Il telaio con la pala montata su di esso viene poi calato nella vasca di finitura con l’ausilio di una gru e fissato, ad esempio con volantini, alla vasca stessa.

Un primo problema della tecnica nota è dato dal fatto che la presenza dei media di finitura rende difficoltosa l’azione di calare il telaio con la pala montata nella vasca usando la gru.

Un secondo problema è dato dal fatto che pre-montare e poi smontare il telaio di ogni pala sottoposta a vibrofinitura è un’operazione gravosa e che richiede un tempo notevole.

Si noti inoltre che, essendo il ciclo di vibrofinitura medio di circa 15-20 minuti, un operatore non riesce a gestire tre macchine di vibrofinitura contemporaneamente, al ritmo di un telaio montato e smontato ogni 5 minuti.

Scopo della presente invenzione è dunque risolvere i problemi descritti mediante una macchina per vibrofinitura che consenta di semplificare e velocizzare le operazioni di carico e scarico di pezzi lunghi quali, ad esempio, pale da turbina.

Ulteriore scopo della presente invenzione è raggiungere i suddetti risultati in modo pratico ed economico.

BREVE RIASSUNTO DELL'INVENZIONE

I problemi tecnici sopra evidenziati sono risolti da una macchina per vibrofinitura, che comprende un gruppo di finitura, detto gruppo di finitura comprendendo una vasca atta a contenere media di finitura, la suddetta vasca essendo montata su una pluralità di molle collegate ad un basamento ed essendo associata meccanicamente a mezzi vibratori, la macchina comprendendo ulteriormente un telaio configurato per ospitare un pezzo da sottoporre a lavorazione di vibrofinitura.

Secondo una realizzazione dell'invenzione il telaio presenta mezzi per il bloccaggio automatico in posizione di lavoro del pezzo da sottoporre a lavorazione.

Inoltre, il telaio può essere fatto scorrere in verticale lungo opportune guide da una prima posizione di montaggio o di carico e scarico del pezzo da sottoporre a lavorazione ad una seconda posizione nella quale si consente l’immersione del pezzo nei media di finitura all’interno della vasca rettangolare e viceversa.

Un vantaggio dell’invenzione è che essa consente di trattare con rapidità le operazioni di carico e scarico dei pezzi da lavorare. In particolare, associando più macchine secondo una realizzazione dell'invenzione in un’isola robotizzata e servita da un robot antropomorfo creando un impianto robotizzato che ha dunque la capacità di trattare una pala ogni 5 minuti con evidenti vantaggi di efficienza.

L’invenzione prevede anche un metodo per effettuare operazioni di vibrofinitura che comprende una fase di montaggio sul telaio del pezzo da sottoporre a lavorazione con ausilio di un robot antropomorfo, detta fase di montaggio comprendente una fase di bloccaggio per incastro di un lato del pezzo ed una fase di bloccaggio del lato opposto del pezzo mediante azione di un componente mobile azionato da un martinetto o da un cilindro pneumatico, una fase di immersione del telaio contenente il pezzo nella vasca mediante azione su un asse verticale di una struttura mobile che porta il telaio, una fase di lavorazione di vibrofinitura del pezzo mediante azione dei mezzi vibratori sulla vasca ed una fase di scarico del pezzo mediante sollevamento della struttura mobile che porta il telaio e successivo svincolo del martinetto o del cilindro pneumatico e presa del pezzo da parte del robot antropomorfo. Ulteriori caratteristiche dell’invenzione sono desumibili dalle rivendicazioni dipendenti.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno evidenti dalla lettura della descrizione seguente fornita a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle figure illustrate nelle tavole allegate, in cui:

- la figura 1 mostra una vista laterale di una macchina per vibrofinitura secondo una realizzazione dell'invenzione in una prima posizione operativa;

- la figura 2 mostra una vista dall’alto della macchina per vibrofinitura della figura 1;

- la figura 3 mostra una vista assonometrica della macchina della figura 1;

- la figura 4 mostra una vista laterale della macchina della figura 1 in una seconda posizione operativa;

- la figura 5 mostra una vista dall’alto della macchina nella configurazione della figura 4;

- la figura 6 mostra una vista assonometrica della macchina nella configurazione della figura 4;

- la figura 7 mostra una vista laterale del vibratore a vasca rettangolare della figura 1 in una terza posizione operativa;

- la figura 8 mostra una vista dall’alto della macchina nella configurazione della figura 7; e

- la figura 9 mostra una vista assonometrica della macchina nella configurazione della figura 7.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI ALCUNE FORME DI REALIZZAZIONE DELLA PRESENTE INVENZIONE

Con riferimento iniziale alle figure 1-3 è mostrata una vista laterale di una macchina per vibrofinitura secondo una realizzazione dell'invenzione in una prima posizione operativa, detta macchina essendo globalmente indicata con il riferimento numerico 10.

La macchina 10 comprende una vasca rettangolare 30 atta a contenere media di finitura, ove la suddetta vasca 30 è montata su una pluralità di molle 80 collegate ad un basamento 60.

La vasca 30 è associata meccanicamente ad un motovibratore 70 che pone detta vasca 30 in vibrazione in modo da causare l’azione abrasiva e di finitura dei media contenuti nella vasca stessa.

In generale, la vasca 30 è associata a mezzi vibratori per essere posta in vibrazione, i mezzi vibratori comprendendo almeno un motovibratore o un vibratore, o un pacco vibrante, dove per pacco vibrante si intende un vibratore connesso ad altri in linea ed infine ad un motore.

Nelle figure, la vasca 30 è rappresentata, a titolo di esempio, con forma rettangolare, ma la forma della vasca può essere scelta tra rettangolare, triangolare, ellissoidale, circolare od altra forma geometrica a seconda delle applicazioni senza per questo limitare l’ambito della presente invenzione.

La vasca 30, montata su molle 80, il basamento 60 ed il motovibratore 70 formano un gruppo di finitura 90.

La macchina 10 comprende ulteriormente un telaio 20 configurato per ospitare almeno un pezzo 40 da sottoporre a lavorazione di vibrofinitura.

Il telaio 20 presenta mezzi per il bloccaggio automatico in posizione di lavoro del pezzo 40 da sottoporre a lavorazione e può essere fatto scorrere in verticale lungo opportune guide 50 da una prima posizione di montaggio del pezzo 40 da sottoporre a lavorazione ad una seconda posizione nella quale si consente l’immersione del pezzo 40 nei media di finitura all’interno della vasca rettangolare 30 e viceversa.

La macchina 10 presenta infatti una struttura di supporto fissa 50 del telaio 20 ed esterna al gruppo di finitura 90 ed associata ad una struttura mobile 100.

I mezzi per il bloccaggio automatico in posizione di lavoro del pezzo 40 da sottoporre a lavorazione comprendono un elemento 42 atto a supportare per incastro un lato del pezzo 40 da lavorare ed un componente mobile 46 azionato da un cilindro pneumatico 45 per agire sul lato opposto del pezzo 40.

Ovviamente, al posto del cilindro pneumatico 45 si può utilizzare un martinetto o altro mezzo noto per il bloccaggio automatico del pezzo di lavorazione nella posizione di lavoro.

In altre parole, il telaio 20 è sempre presente nella macchina 10 ed è analogo ad una morsa da banco di lavoro.

Il montaggio di un pezzo 40 da sottoporre a lavorazione, ad esempio una pala di turbina, avviene dunque nel seguente modo.

Un robot appoggia la pala al lato sinistro (altresì detto root della pala) nelle figure e che ha una conformazione tale da supportarla ad incastro, mediante ad esempio un componente 42, mentre la parte opposta di testa (ovvero la tip) della pala resta libera e distante rispetto all’altro lato del telaio 20 quando aperto (si vedano anche le figure 2 e 3).

Per azione di un martinetto idraulico 52, il componente mobile 46 viene spinto verso sinistra nella figura 2 e quindi portato sulla testa della pala di turbina, detto componente mobile 46 presentando uno zoccolo 47, ad esempio in poliuretano elastico e resiliente per facilitare il bloccaggio della pala sul telaio 20 (si vedano anche le figure 4, 5 e 6).

La struttura di supporto fissa 50 del telaio 20 ed esterna al gruppo di finitura 90, presenta una pluralità di montanti verticali 55 e la struttura mobile 100 associata alla struttura di supporto fissa 50 è azionabile in senso verticale lungo detti montanti 55 mediante azione di rispettivi gruppi cilindro-pistone 110.

Questa struttura mobile 100 consente dunque una fase di immersione del telaio 20 contenente il pezzo 40 nella vasca 30 lungo l’asse verticale alla quale segue una fase di lavorazione di vibrofinitura del pezzo 40, fase che avviene ponendo in vibrazione la vasca 30, ed i media in esso contenuti, mediante azionamento del motovibratore 70 (si vedano anche le figure 7, 8 e 9).

Infine si ha una fase di scarico del pezzo 40 mediante sollevamento della struttura mobile 100 che porta il telaio 20.

Appare dunque evidente che le fasi di montaggio del pezzo da lavorare, di immersione di detto pezzo nella vasca 30 e di scarico del pezzo lavorato sono state automatizzate e velocizzate grazie all’invenzione descritta.

Secondo una realizzazione dell'invenzione è possibile, ad esempio, realizzare un impianto robotizzato che comprende tre macchine 10 per vibrofinitura come sopra illustrate, poste nella stessa isola operativa e servite da un robot antropomorfo (non rappresentato perché in sé noto nella tecnica), impianto robotizzato che ha dunque la capacità di trattare una pala ogni 5 minuti con evidenti vantaggi di efficienza. Ovviamente all’invenzione così come descritta potranno essere apportate modifiche o migliorie dettate da motivazioni contingenti o particolari, senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione come sotto rivendicata.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Macchina (10) per vibrofinitura, ove la suddetta macchina (10) comprende un gruppo di finitura (90), detto gruppo di finitura (90) comprendendo una vasca (30) atta a contenere media di finitura, la suddetta vasca (30) essendo montata su una pluralità di molle (80) collegate ad un basamento (60) ed essendo associata meccanicamente a mezzi vibratori (70), la macchina (10) comprendendo ulteriormente un telaio (20) configurato per ospitare almeno un pezzo (40) da sottoporre a lavorazione di vibrofinitura, caratterizzata dal fatto che il suddetto telaio (20) presenta mezzi per il bloccaggio automatico in posizione di lavoro del pezzo (40) e dal fatto che la suddetta macchina (10) presenta una struttura di supporto fissa (50) del telaio (20), detta struttura di supporto fissa (50) essendo esterna al suddetto gruppo di finitura (90) ed essendo associata ad una struttura mobile (100) configurata per portare il suddetto telaio (20) da una prima posizione di montaggio del pezzo (40) da sottoporre a lavorazione ad una seconda posizione nella quale il pezzo (40) è immerso nei media di finitura all’interno della vasca (30) e viceversa.
2. Macchina (10) come alla rivendicazione 1, in cui i mezzi per il bloccaggio automatico in posizione di lavoro del pezzo (40) da sottoporre a lavorazione comprendono un elemento (42) atto a supportare per incastro un lato del pezzo (40) da lavorare ed un componente mobile (46) azionato da un martinetto o da un cilindro pneumatico (45) per agire sul lato opposto del pezzo (40).
3. Macchina (10) come alla rivendicazione 2, in cui il componente mobile (46) presenta uno zoccolo (47) in poliuretano elastico e resiliente.
4. Macchina (10) come alla rivendicazione 1, in cui la struttura di supporto fissa (50) del telaio (20) presenta una pluralità di montanti verticali (55) e la struttura mobile (100) associata alla struttura di supporto fissa (50) è azionabile lungo detti montanti (55) mediante azione di rispettivi gruppi cilindro-pistone (110).
5. Macchina (10) come alla rivendicazione 1, in cui la struttura mobile (100) comprende traverse (57) per il sostegno del telaio (20).
6. Macchina (10) come alla rivendicazione 1, in cui i mezzi vibratori (70) per porre in vibrazione la vasca (30) comprendendo almeno un motovibratore o un pacco vibrante o un vibratore.
7. Macchina (10) come alla rivendicazione 1, in cui la vasca (30) presenta un forma scelta tra rettangolare, triangolare, ellissoidale, circolare od altra forma geometrica.
8. Impianto per lavorazioni di vibrofinitura comprendente una pluralità di macchine (10) secondo le rivendicazioni precedenti, dette macchine (10) essendo organizzate in un’isola di lavoro e servite da un robot antropomorfo per effettuare operazioni di carico e scarico dei pezzi (40) da lavorare.
9. Metodo per effettuare operazioni di vibrofinitura utilizzando macchine (10) secondo le rivendicazioni dalla 1 alla 7 e l’impianto secondo la rivendicazione 8, il metodo comprendendo una fase di montaggio sul telaio (20) del pezzo (40) da sottoporre a lavorazione con ausilio di un robot antropomorfo, detta fase di montaggio comprendente una fase di bloccaggio per incastro di un lato del pezzo (40) ed una fase di bloccaggio del lato opposto del pezzo (40) mediante azione di un componente mobile (46) azionato da un martinetto o da un cilindro pneumatico (45), una fase di immersione del telaio (20) contenente il pezzo (40) nella vasca (30) mediante azione su un asse verticale di una struttura mobile (100) che porta il telaio (20), una fase di lavorazione di vibrofinitura del pezzo mediante azione dei mezzi vibratori (70) sulla vasca (30) ed una fase di scarico del pezzo (40) mediante sollevamento della struttura mobile (100) che porta il telaio (20), una fase di successivo svincolo del martinetto o del cilindro pneumatico (45) ed una fase di presa del pezzo (40) da parte del robot antropomorfo.