IT201900016772A1 - Apparato di localizzazione per macchina utensile - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

APPARATO DI LOCALIZZAZIONE PER MACCHINA UTENSILE

La presente invenzione ha per oggetto un apparato di localizzazione per macchina utensile del tipo precisato nel preambolo della prima rivendicazione.

In particolare, il dispositivo oggetto della presente invenzione è un apparato di localizzazione implementabile all’interno di sistemi in cui il movimento di una macchina utensile durante la lavorazione è diretto da un computer che ne comanda gli spostamenti e le funzioni secondo un ben definito programma di lavoro.

Come noto, le macchine utensili si differenziano in funzione del tipo di lavorazione o utensile in torni, trapani, levigatrici, fresatrici, e, solitamente, comprendono una tavola portapezzo cui è vincolato l’oggetto da lavorare e un mandrino cui è associato l’utensile per l’esecuzione della lavorazione.

Il funzionamento di tali macchine prevede che l’operatore ponga l’oggetto sulla tavola portapezzo, vincoli un utensile al mandrino, esegua il posizionamento relativo tra mandrino e utensile, avvii il mandrino e, quindi, trasli l’oggetto da lavorare e/o il mandrino lungo una guida rettilinea.

La tecnica nota descritta comprende alcuni importanti inconvenienti.

Un primo inconveniente è rappresentato dal fatto che, per eseguire forme o profili non rettilinei, la movimentazione dell’utensile o del pezzo da lavorare è eseguita manualmente dall’operatore che deve così avere elevate esperienza e manualità. Un altro inconveniente è l’elevata pericolosità della lavorazione e, quindi, il fatto che l’operatore può ferirsi anche in maniera grave.

Tale inconveniente è ulteriormente incrementato dal fatto che la protezione di sicurezza è spesso rimossa per migliorare la visuale del taglio o della lama.

Un ulteriore inconveniente è nel fatto che l’operatore, per eseguire differenti lavorazioni, è costretto sia ad acquistare più macchine aumentando i costi di produzione sia a movimentare l’oggetto tra varie macchine incrementando i tempi di lavorazione.

Per risolvere gli inconvenienti sopra citati sono sempre più usate macchine a controllo numerico che identificano una stazione fissa su cui eseguire differenti lavorazioni senza spostare l’oggetto da lavorare.

Le macchine a controllo numerico hanno una scocca di protezione contenente i vari componenti e definente una camera di lavorazione; un’interfaccia esterna alla scocca attraverso cui definire la lavorazione da eseguire; un sistema di carico del pezzo atto a introdurre ed estrarre l’oggetto da lavorare dalla camera di lavorazione; più mandrini su cui sono montati gli utensili per la lavorazione; e sistemi di cambio utensile.

I mandrini sono infine dotati di un sistema di movimentazione che, traslando o ruotando il mandrino rispetto all’oggetto, permette l’esecuzione di una lavorazione scelta.

Tali macchine, pur rappresentando un miglioramento rispetto alle tradizionali macchine utensili sopra descritte, presentano alcuni importanti inconvenienti.

Un primo importante inconveniente è la limitata dimensione di un oggetto lavorabile con tali macchine in quanto, dovendo essere introdotto nella camera di lavorazione, non può presentare ingombri elevati.

Un differente inconveniente è nel fatto che le macchine a controllo numerico hanno un’elevata complessità costruttiva e, quindi, un alto costo di acquisto e manutenzione.

Un altro inconveniente è rappresentato dagli elevati consumi energetici di tali macchine che, insieme ai suddetti elevati costi di acquisto e manutenzione, rendono i pezzi così prodotti particolarmente costosi.

Un ulteriore inconveniente è che le macchine a controllo numerico richiedono, da parte dell’operatore, un’avanzata conoscenza della macchina, del linguaggio di programmazione e, quindi, sono complesse da programmare e utilizzare.

La macchina utensile descritta nella domanda di brevetto WO-A-2016051342 descrive un dispositivo in grado di ovviare parzialmente agli inconvenienti sopracitati.

In particolare, il dispositivo è caratterizzato dal fatto di possedere dimensioni ridotte e di essere disponibile al di sopra del particolare in lavorazione senza limiti dal punto di vista delle dimensioni del particolare e senza creare ingombri visivi in riferimento alla traccia di lavorazione.

Tale dispositivo consente quindi di seguire un percorso di lavorazione preimpostato, oppure consente di impostare in tempo reale i parametri di lavorazione in modo tale da guidare il dispositivo lungo la superficie del particolare oggetto di intaglio.

La tecnica sopracitata tuttavia comprende ancora almeno un importante inconveniente.

Nel dettaglio il dispositivo descritto nella domanda di brevetto WO-A-2016051342 consente ad un utente generico di guidare il dispositivo stesso sulla base di indicazioni e parametri di tipo “assoluto”.

Con il termine assoluto si intende che ogni distanza percorsa in termini di direzione ed intensità è unicamente riferita ad un punto di partenza o sistema di riferimento coincidente con il punto in cui il dispositivo viene preliminarmente collocato dall’utente steso per la lavorazione. Non vi è tuttavia alcun riferimento rispetto al sistema di riferimento definito dal particolare in lavorazione e pertanto non è possibile comandare l’utensile relativamente alla superficie di appoggio.

La mancanza di indicazioni relative alla superficie del particolare in lavorazione rende, pertanto, impossibile determinare in maniera automatica la posizione del dispositivo sul piano di lavoro.

Al fine di ovviare a quest’ultimo problema tecnico sono stati adottati alcuni accorgimenti descritti nella domanda di brevetto EP-A-17172084.

In particolare, nella domanda di brevetto citata il sistema di posizionamento prevede l’adozione di torrette di localizzazione posizionabili in alcuni punti predeterminati del piano di lavorazione ed atte a rilasciare un cavo connesso alla macchina utensile attraverso il quale possono essere dedotte alcune grandezze utili alla localizzazione.

In particolare, tramite il sistema è possibile dedurre l’orientazione del cavo rispetto all’orientazione della macchina utensile, grazie ad un encoder rotante solidalmente al cavo posto in tensione labilmente vincolato alla macchina utensile, e la distanza tra le torrette e la macchina utensile.

La tecnica nota appena descritta risolve, in parte, il problema della localizzazione della macchina utensile rispetto al sistema di riferimento assoluto; tuttavia, anch’essa presenta degli importanti inconvenienti.

In particolare, è stato riscontrato che, sebbene di facile realizzazione, i sistemi a cavo come quello descritto, se configurati come descritto, possono portare ad errori di misura della posizione della macchina utensile assolutamente non trascurabili. Gli errori possono infatti essere, addirittura, dell’ordine dei millimetri comportando sostanzialmente un calo netto di efficienza dato che la macchina utensile è adibita a lavorazioni di precisione.

Inoltre, un sistema come descritto nella domanda citata ha il forte inconveniente di dipendere, in termini di precisione, dall’avvolgimento e dallo svolgimento del cavo di connessione tra la torretta e l’utensile. Eventuali sovrapposizioni indesiderate di cavo sul rocchetto di misura delle torrette possono comportare degli errori di misura che possono estendersi anche oltre i millimetri.

Il sistema della tecnica nota, inoltre, non ha alcuna possibilità di comprendere se e quanto la misura si discosta dal valore reale di posizionamento.

In questa situazione il compito tecnico alla base della presente invenzione è ideare un apparato di localizzazione per macchina utensile in grado di ovviare sostanzialmente ad almeno parte degli inconvenienti citati.

Nell'ambito di detto compito tecnico è un importante scopo dell'invenzione ottenere un apparato di localizzazione per macchina utensile che consenta di determinare il posizionamento della macchina utensile in maniera semplice e facilmente replicabile con rapidità, mantenendo al contempo una elevata precisione di rilevamento della posizione della macchina utensile senza impattare eccessivamente sui costi di realizzazione del sistema.

In particolare, uno scopo dell’invenzione è incrementare notevolmente la riproducibilità della localizzazione di una macchina utensile su di un oggetto in modo tale da minimizzare la possibilità di errori che possono comportare rallentamenti o, addirittura, fallimenti delle lavorazioni in atto con la macchina utensile.

Il compito tecnico e gli scopi specificati sono raggiunti da un apparato di localizzazione per macchina utensile come rivendicato nella annessa rivendicazione 1.

Soluzioni tecniche preferite sono evidenziate nelle rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell’invenzione sono di seguito chiariti dalla descrizione dettagliata di esecuzioni preferite dell’invenzione, con riferimento agli uniti disegni, nei quali:

la Fig. 1 mostra una macchina utensile in configurazione preferita secondo l’invenzione in assonometria e durante una lavorazione;

la Fig. 2 illustra una vista frontale di una macchina utensile in configurazione preferita secondo l’invenzione;

la Fig. 3 è una vista laterale dalla macchina utensile in configurazione preferita secondo l’invenzione;

la Fig. 4a rappresenta in dettaglio l’apparato d i rilevamento in configurazione preferita secondo l’invenzione;

la Fig. 4b mostra uno schema dall’alto dell’apparato di rilevamento in configurazione preferita secondo l’invenzione;

la Fig. 5a illustra una vista dall’alto di un apparato di localizzazione in di un sistema di localizzazione secondo l’invenzione disposto su di un oggetto; la Fig. 5b è una vista in prospettiva dell’apparato di localizzazione di Fig. 5a;

la Fig. 6 rappresenta una vista in sezione trasversale di un apparato di localizzazione in di un sistema di localizzazione secondo l’invenzione in cui è evidenziata la porzione di vincolo dei mezzi di rilevamento in una forma di realizzazione preferita;

la Fig. 7a mostra il dettaglio di una sezione trasversale della porzione di localizzazione di un apparato di rilevamento in configurazione preferita secondo l’invenzione;

la Fig. 7b illustra il dettaglio di una sezione laterale della porzione di localizzazione della Fig.7a;

la Fig. 8 è il dettaglio del primo congegno 80 e del secondo congegno 81 che consentono l’avvolgimento e/o il rilascio dei mezzi di rilevamento in maniera controllato all’interno di un apparato di localizzazione di un sistema secondo l’invenzione;

la Fig. 9 rappresenta una vista dall’alto del sistema utensile secondo l’invenzione durante la misurazione lungo il lato lungo di un oggetto rettangolare; e

la Fig. 10 mostra una vista dall’alto del sistema utensile secondo l’invenzione durante la misurazione lungo il lato corto di un oggetto rettangolare . Nel presente documento, le misure, i valori, le forme e i riferimenti geometrici (come perpendicolarità e parallelismo), quando associati a parole come "circa" o altri simili termini quali "pressoché" o "sostanzialmente", sono da intendersi come a meno di errori di misura o imprecisioni dovute a errori di produzione e/o fabbricazione e, soprattutto, a meno di una lieve divergenza dal valore, dalla misura, dalla forma o riferimento geometrico cui è associato. Ad esempio, tali termini, se associati a un valore, indicano preferibilmente una divergenza non superiore al 10% del valore stesso.

Inoltre, quando usati, termini come “primo”, “secondo”, “superiore”, “inferiore”, “principale” e “secondario” non identificano necessariamente un ordine, una priorità di relazione o posizione relativa, ma possono essere semplicemente utilizzati per più chiaramente distinguere tra loro differenti componenti.

Le misurazioni e i dati riportati nel presente testo sono da considerarsi, salvo diversamente indicato, come effettuati in Atmosfera Standard Internazionale ICAO (ISO 2533:1975).

Con riferimento alle Figure, l’apparato di localizzazione per macchina utensile secondo l'invenzione è globalmente indicato con il numero 1b.

L’apparato di localizzazione 1b è preferibilmente implementato in un sistema 1 che comprende preferibilmente anche una macchina utensile 1a come successivamente descritto.

Naturalmente, l’apparato di localizzazione 1b può essere implementato in altri sistemi diversi dal sistema 1 ed utilizzato per rilevare la posizione di macchine utensili diverse dalla macchina utensile 1a. Tuttavia, nella presente descrizione il sistema 1 e la macchina utensile 1a sono descritti come esempio di implementazione preferita dell’apparato di localizzazione 1b in funzione.

La macchina utensile 1a preferibilmente è atta a essere utilizzata per asportare o aggiungere materiale da una superficie di lavorazione 10a, preferibilmente sostanzialmente piana, di un oggetto 10 al fine di realizzare asportazioni come gole, fori, scanalature o ottenere il taglio dell’oggetto stesso o disegnare forme sull’oggetto stesso o ancora colorarne alcune parti. In particolare l’oggetto 10 è una lastra, preferibilmente in legno. L’oggetto 10 o pezzo in lavorazione ha quindi dimensioni e superficie generalmente inferiore a 100 m<2>.

L’oggetto 10 può essere in legno, in carta, cartone, tessuto o metallico.

La macchina utensile 1a comprende quindi almeno un asportatore 2; mezzi di movimentazione 3 atti a essere posti a diretto contatto con la superficie 10a e movimentare l’asportatore 2 e la macchina utensile 1a rispetto all’oggetto 10; un carter 4 cui sono associati l’asportatore 2 e i mezzi 3; e un alimentatore (una batteria e/o cavi di connessione a una rete esterna) atto ad alimentare i componenti della macchina utensile 1a.

L’asportatore 2 è quindi un utensile di taglio e/o foratura atto ad asportare materiale per fusione, evaporazione, o preferibilmente, tramite asportazione di truciolo. Esso può quindi essere un utensile in rotazione, in movimento alternato o un laser, un taglio ad acqua od altro ancora. Esso è preferibilmente un piccolo utensile, ossia un utensile che asporta materiale in una superficie di area inferiore al dm<2>, preferibilmente al cm<2>.

L’oggetto 10 è quindi a diretto contatto e supporta i mezzi di movimentazione 3 durante la lavorazione e lo scambio di forze durante la lavorazione avviene direttamente tra oggetto 10 e mezzi di movimentazione 3.

Esso può includere una parte statorica 21; un mandrino 22, preferibilmente un elettro-mandrino, definente un asse di lavoro 22a; e un utensile 23 atto a essere vincolato al mandrino 22 così da ruotare intorno all’asse di lavoro 22a eseguendo l’asportazione di materiale.

L’utensile 23 può essere una punta da trapano e, quindi, l’asportatore 2 può essere un trapano. In alternativa, l’utensile 23 può essere una fresa e, pertanto, l’asportatore 2 può essere una fresatrice.

I mezzi di movimentazione 3 comprendono ruote motrici definente un asse di rotazione principale 3a e la macchina utensile 1a presenta un’unità di comando 5 atta a comandare almeno l’asportatore 2, e quindi l’asportazione, e le ruote motrici, e quindi lo spostamento, della macchina utensile 1a lungo un percorso di asportazione 2a lungo cui è eseguita l’asportazione di materiale.

Si evidenzia come, se provvista di unità di comando, la macchina utensile 1a è identificabile in una macchina utensile a controllo numerico.

Inoltre, l’unità di comando 5 non prevede che eventuali operatori siano a bordo della macchina utensile 1a, che ha dimensioni troppo ridotte, visto che lavora un oggetto 10 di dimensioni preferibilmente ridotte, per ospitare un operatore.

Preferibilmente, i mezzi di movimentazione 3 includono una pluralità di ruote motrici e, per la precisione, ad esempio tre ruote motrici aventi assi di rotazione principale 3a reciprocamente pressoché equamente angolarmente spaziati di circa 120°.

Ciascuna ruota motrice include un corpo base 31, preferibilmente pressoché cilindrico, avente asse di sviluppo pressoché coincidente all’asse di rotazione 3a e atto a ruotare intorno allo stesso asse 3a; elementi volventi 32 incernierati follemente in corrispondenza della superficie laterale del corpo base 31 così da frapporsi tra corpo 31 e superficie 10a e, quindi, andando a diretto contatto con la stessa superficie 10a; un motore 33, in dettaglio elettrico, atto a comandare la rotazione del corpo base 31 intorno all’asse 3a; e in alcuni casi, un encoder atto a monitorare il motore 33.

Gli elementi volventi 32, incernierati al corpo base 31, sono posti lungo almeno una circonferenza pressoché concentrica all’asse di rotazione 3a e con assi di rotazione folle giacenti su un piano sostanzialmente trasversale e, in particolare, pressoché perpendicolare, all’asse di rotazione principale 3a. Preferibilmente, gli elementi 32 sono posti su una pluralità di circonferenze (in dettaglio tre) di uguale raggio e, tra attigue circonferenze, reciprocamente angolarmente sfalsati così da avere sempre un corretto contatto tra elementi volventi 32 e superficie di lavorazione 10a.

Gli elementi volventi 32 sono rulli e, per la precisione, rulli conici o a botte.

Preferibilmente, le ruote motrici 3 sono cosiddette “omni wheel” di per loro note. Il carter 4 è atto a sostenere i vari componenti della macchina utensile 1a.

Esso comprende una piastra base 41 atta a disporsi prossimale e parallela alla superficie 10a e cui sono associati l’unità di controllo 5 e mezzi di movimentazione 4; un involucro 42 associato alla piastra base 41 definendo un volume di alloggiamento per almeno l’unità 5; e un attacco 43 atto a vincolare l’asportatore 2 al carter 4 disponendo l’asse di lavoro 22a opportunamente pressoché perpendicolare alla superficie di lavorazione 10a quando la macchina utensile 1a è in opera. In alcuni casi, il carter 4 può prevedere maniglie, protrudenti dalla piastra base 41 e/o dall’involucro 42 da parte opposta alla superficie e atte a permettere a un operatore di manovrare manualmente.

La piastra base 41 può presentare dimensioni sostanzialmente inferiori a 0.5 m e, per la precisione, a 0.3 m, mentre l’involucro 42 può presentare un’altezza, calcolata perpendicolarmente alla piastra base 41, sostanzialmente inferiore a 0,3 m e, per la precisione, a 0,2 m.

L’attacco 43 comprende una piastra verticale 431 atta a disporsi pressoché perpendicolarmente alla superficie 10a; almeno un aggancio 432 atto a vincolare la parte statorica 21 alla piastra verticale 431 e una piastra orizzontale 433 atta a disporsi pressoché parallelamente alla superficie 10a e su cui poggia la parte statorica 22a e avente un foro di passaggio 43d almeno pari alla sezione del mandrino 22 così che esso e l’utensile 24 protrudano dalla piastra orizzontale 433 affacciandosi all’oggetto 10.

L’aggancio 432 è opportunamente del tipo a morsa e può prevedere due elementi di contrasto 432a, ad esempio sostanzialmente a C, atti a essere posti da parte opposta rispetto alla parte statorica 21 e un serraggio 432b, per esempio un bullone, attraverso cui serrare gli elementi di contrasto 432a alla parte statorica 21.

In alcuni casi tra attacco 43 e il resto del carter 4, la macchina utensile 1a può prevedere dei mezzi di movimentazione ausiliari atti a movimentare l’attacco 43 e l’asportatore 2 rispetto al resto del carter 4 e, quindi, alla superficie di lavorazione 10a.

I mezzi di movimentazione ausiliari, non illustrati in figura, possono prevedere un movimentatore verticale atto a variare la distanza dell’asportatore 2 dalla superficie 10a tramite una traslazione preferibilmente sostanzialmente parallela all’asse di lavoro 22a; e/o un movimentatore rotazionale atto a ruotare l’asportatore 2 intorno a un asse sostanzialmente parallelo alla superficie di lavorazione 10a e pressoché perpendicolare all’asse di lavoro 22a variando l’inclinazione tra asse di lavoro 22a e superficie 10a.

L’unità di controllo 5 è atta a comandare, in maniera indipendente tra loro, le ruote motrici 4 in accordo al percorso di asportazione 2a.

Essa è inoltre atta a definire l’asportazione comandando i mezzi di movimentazione ausiliari, e l’asportatore 2 e, in particolare, il mandrino 22 in funzione dei parametri di asportazione.

L’unità di controllo 5 include una scheda di comando connessa all’asportatore 2 e alle ruote motrici e provvista di una memoria e mezzi d’interfaccia, come una porta USB, dispositivi di comunicazione Wi-Fi, o ancora Bluetooth™, attraverso cui l’operatore può inserire e memorizzare su detta memoria i parametri di asportazione e, in alcuni casi, il percorso 2a.

Si precisa che sulla memoria è presente un database di movimentazione associante a un qualsiasi tipo di avanzamento (rettilineo, arcuato, ellittico, ecc.) una velocità e un verso di rotazione di ogni ruota motrice intorno al proprio asse di rotazione principale 3a.

L’unità di controllo 5 è preferibilmente costituita da un microcomputer, ad esempio un microcomputer di tipo Arduino<® >o Raspberry<® >e può essere atta ad essere operativamente connesso e comunicare via cavo o altri mezzi con un elaboratore elettronico esterno come, ad esempio, un comune computer.

La macchina utensile 1a comprende inoltre almeno un apparato di rilevamento 6. L’apparato di rilevamento 6 è preferibilmente disposto sulla sommità della macchina utensile 1a.

Inoltre, l’apparato di rilevamento 6 è atto ad essere operativamente connesso a dei mezzi di rilevamento 7. I mezzi di rilevamento 7 possono essere di vario genere; in particolare, preferibilmente, essi includono dei congegni di collegamento di tipo punto-punto come, ad esempio, un cavo od una fune, ad esempio in materiale polimerico o metallico in modo tale da consentire la connessione tra due punti separati nello spazio e consentire la movimentazione reciproca degli stessi punti. Infatti, preferibilmente, i mezzi di rilevamento 7 sono sostanzialmente atti a reciprocamente collegare la macchina utensile 1a ed almeno parte dell’apparato di localizzazione 1b. Questi ultimi definiscono sostanzialmente i punti collegati dai mezzi di rilevamento 7.

L’apparato di rilevamento 6 è inoltre elettricamente collegato, ad esempio, all’unità di controllo 5 in modo tale da poter scambiare informazioni con essa.

L’apparato 6 definisce un primo asse 6a. Il primo asse 6a è preferibilmente un asse attorno al quale può ruotare almeno parte di detto apparato 6.

Pertanto l’apparato di rilevamento 6 può comprendere un albero 6b centrato lungo l’asse 6a ed atto a mobilmente vincolare alcuni elementi attorno a sé.

L’albero 6b può, ad esempio, essere vincolato al carter 4.

In particolare, i mezzi di rilevamento 7 sono atti a ruotare attorno all’albero 6b solidale al carter 4, ovvero attorno all’asse 6a.

L’apparato 6 comprende quindi preferibilmente un primo elemento 60, un secondo elemento 61 ed un terzo elemento 62.

Preferibilmente il primo elemento 60 è una prima porzione mobilmente vincolata a detto carter 4 o, più opportunamente all’albero 6b. Il primo elemento 60 può, quindi, comprendere dei cuscinetti atti a consentire una sua agevole rotazione attorno all’albero 6b e, in particolare, attorno al primo asse 6a. Tale primo elemento 60 è preferibilmente un componente rotante su cui è possibile vincolare almeno parte dei mezzi di rilevamento 7.

I mezzi di rilevamento 7 preferibilmente includo almeno un primo cavo 70.

Preferibilmente, pertanto, il primo elemento 60 è sostanzialmente un anello vincolabile, lungo il perimetro, al primo cavo 70.

Preferibilmente il primo elemento 60 è atto a consentire al primo cavo 70 di ruotare attorno all’albero 6b e, in particolare, attorno al primo asse 6a.

Inoltre il primo elemento 60 ruota solidalmente alla rotazione imposta dal primo cavo 70.

Preferibilmente, pertanto, il primo cavo 70 è risolvibilmente vincolabile al primo elemento 60 in maniera solidale. Tale vincolo può essere garantito, ad esempio, da incastri risolvibili noti ad esempio indicati in Fig.4b.

In generale, preferibilmente, i mezzi di rilevamento 7 comprendono, almeno una porzione di vincolo 72. La porzione di vincolo 72 è preferibilmente disposta in corrispondenza dell’estremo libero dei mezzi di rilevamento 7, ossia in corrispondenza dell’estremo libero, ad esempio, del primo cavo 70.

La porzione di vincolo 72 è sostanzialmente configurata ad essere vincolata all’apparato di rilevamento 6 e può includere dei semplici elementi incastrabili, ad esempio, nel primo elemento 60, o può includere un’asola all’interno della quale può essere intrappolata una protuberanza del primo elemento 60.

Il secondo elemento 61 presenta preferibilmente le stesse caratteristiche del primo elemento 60.

Tale secondo elemento 61 potrebbe anche non essere presente nell’apparato di rilevamento 6 e quest’ultimo potrebbe essere provvisto del solo primo e terzo elemento 60, 62.

Il secondo elemento 61, infatti, è pertanto un elemento aggiuntivo preferibilmente risolvibilmente vincolato ad un secondo cavo 71. Il secondo cavo 71 è preferibilmente anch’esso parte dei mezzi di rilevamento 7 ed ha le stesse caratteristiche del primo cavo 70. Anch’esso può includere una porzione di vincolo 72 vincolabile al secondo elemento 61 e definente delle caratteristiche simili a quanto già descritto.

Sostanzialmente, il secondo elemento 61 ha le stesse funzionalità del primo elemento 60 in maniera tale da consentire il collegamento della macchina utensile 1a con una pluralità di apparati di localizzazione 1b.

Infatti, ad esempio, se l’apparato di rilevamento 6 includesse anche un terzo elemento simile al primo e secondo elemento 60, 61, sarebbe possibile collegare la macchina utensile 1a a tre apparati di localizzazione 1b. Tuttavia, essenzialmente, è preferibile che l’apparato di rilevamento 6 includa sostanzialmente un primo ed un secondo elemento 60, 61.

Ad esempio, pertanto, anche il secondo elemento 61 può comprendere dei cuscinetti atti a consentire una sua agevole rotazione attorno all’albero 6b e, in particolare, attorno al primo asse 6a.

Preferibilmente il primo ed il secondo elemento 60, 61 sono movimentati pertanto rispettivamente dal primo cavo 70 e dal secondo cavo 71 rispetto a degli apparati di localizzazione 1b esterni.

Inoltre l’angolo tra i due cavi 70 e 71 può essere valutato attraverso mezzi sensori, di tipo noto, in grado di registrare lo scostamento angolare α tra gli elementi 60, 61 e, nel dettaglio, i cavi 70 e 71.

Tale informazione può poi essere fornita dai sensori ai mezzi di controllo 5.

Pertanto eventuali mezzi sensori sono preferibilmente operativamente connessi ai mezzi di controllo 5. Tale connessione può essere garantita tramite comuni connessioni via cavo o tramite connessioni wireless.

Mezzi sensori di questo tipo possono essere un encoder o elementi simili. Preferibilmente il terzo elemento 62 è almeno parzialmente vincolato al primo elemento 60 in modo tale da poter rilevare i movimenti di detto primo elemento 60. Preferibilmente, in particolare, il terzo elemento 62 è atto a rilevare la differenza di orientazione tra il carter 4 ed almeno il primo elemento 60, all’occorrenza anche il secondo elemento 61.

Nel dettaglio, il terzo elemento 62 è atto a rilevare almeno l’angolo φ.

Preferibilmente, pertanto, è possibile definire, tramite il carter 4, una orientazione predeterminata 4a coincidente sostanzialmente con l’orientazione della macchina utensile 1a e rilevare lo scostamento almeno del primo cavo 70 rispetto a tale orientazione predeterminata 4a.

L’angolo φ, pertanto, è preferibilmente l’angolo compreso tra l’orientazione predeterminata 4a della macchina utensile 1a e il primo cavo 70 collegato al primo elemento 60.

Quindi il terzo elemento 62 è atto a rilevare l’orientamento della macchina utensile 1a rispetto alla direzione del primo cavo 70, ossia la differenza angolare tra la orientazione predeterminata 4a ed il primo cavo 70, e viceversa.

Naturalmente, come già accennato, può essere valutata anche la differenza angolare, ossia l’orientamento, tra il secondo elemento 61 ed il carter 4. Tale differenza può essere valutata direttamente, qualora il terzo elemento 62 connetta operativamente anche il carter 4 ed il secondo elemento 61; oppure, l’orientamento del secondo cavo 71 può essere dedotto indirettamente come differenza tra scostamento angolare α e l’angolo φ.

Al fine di definire i suddetti angoli, preferibilmente, il terzo elemento 62 si compone di almeno due porzioni che si muovono rispettivamente solidalmente al carter 4 e ad uno tra il primo ed il secondo elemento 60, 61 in modo tale da rilevarne la movimentazione reciproca, in particolare attorno all’asse 6a.

Tali porzioni sono, ad esempio, almeno di un rilevatore 62a ed in un disco 62b. Il disco 62b è preferibilmente atto ad essere vincolato al primo elemento 60 in modo tale da ruotare solidalmente ad esso attorno all’albero 6b e al primo asse 6a.

Il rilevatore 62a è preferibilmente un sensore, ad esempio di tipo ottico, atto a rilevare l’angolo di rotazione del disco 62b e conseguentemente del primo elemento 60.

Naturalmente, l’apparato di rilevamento 6 potrebbe includere anche un secondo disco 62b vincolato al secondo elemento 61 per determinare direttamente la rotazione di quest’ultimo rispetto al carter 4.

Nella forma di realizzazione preferita, preferibilmente, il primo cavo 70 vincolato al primo elemento 60, ruotando solidalmente al primo elemento 60, definisce una pluralità di angoli φ registrabili attraverso il terzo elemento 62.

Come già detto, ogni angolo φ è preferibilmente definito come la differenza tra l’orientazione predeterminata 4a della macchina utensile 1a e la direzione determinata dai mezzi di rilevamento 7.

Preferibilmente il terzo elemento 62 è sostanzialmente un encoder atto a rilevare le posizioni del disco 62b rispetto al rilevatore 62a.

Pertanto preferibilmente il terzo elemento 62 è atto a consentire all’unità di controllo 5 di valutare l’orientazione della macchina utensile 1a rispetto alla direzione di almeno il primo cavo 70.

Naturalmente, lo scostamento angolare α può essere ricavato attraverso la presenza di due sensori analoghi al terzo elemento 62 e sommando le misure degli angoli φ rilevati per entrambi i cavi 70,71 rispetto all’orientazione predeterminata 4a. Il sistema di localizzazione 1 comprende in aggiunta, come detto, almeno un apparato di localizzazione 1b.

Tale apparato di localizzazione 1b comprende, preferibilmente, una porzione di appoggio 9 ed una porzione di localizzazione 8.

La porzione di appoggio 9 è, ad esempio, la porzione dell’apparato 1b atta ad essere appoggiata al di sopra dell’oggetto 10 e, più opportunamente, della superficie di lavorazione 10a.

Preferibilmente la porzione di appoggio 9 comprende, quindi, almeno una base 90 e mezzi di bloccaggio 91.

La base 90 definisce preferibilmente almeno una superficie di appoggio 90a compatibile con la superficie di lavorazione 10a.

Pertanto la superficie di appoggio 90a è, ad esempio, una superficie di tipo piano. La base 90 può, inoltre, esser costituita da diversi materiali quali il legno o il metallo o polimeri.

Ad esempio, la base 90 potrebbe anche essere costituita da Polimetilmetacrilato in modo tale da consentire ad un utente di visionare dall’esterno la superficie di appoggio 90a.

I mezzi di bloccaggio 91 preferibilmente sono configurati per bloccare o vincolare la porzione di appoggio 9 all’oggetto 10. In particolare, preferibilmente, i mezzi di bloccaggio 91 sono configurati per bloccare la base 90 lungo la superficie di appoggio 90a sulla superficie di lavorazione 10a.

In questo modo, sostanzialmente, l’apparato di localizzazione 1b definisce uno dei punti fissi di collegamento per i mezzi di rilevamento 7.

La porzione di appoggio 9 può, inoltre, comprendere anche dei congegni di puntamento. Se presente, il congegno di puntamento può comprendere un emettitore atto a marcare uno o più punti al di sopra della superficie di appoggio 10a.

Pertanto l’emettitore 91a può comprendere un dispositivo laser o una pluralità di led atti a concentrare un fascio luminoso in uno o più punti della superficie di appoggio 90a.

In particolare il fascio può definire il centro di posizionamento dell’apparato di localizzazione 1b rispetto all’oggetto 10 e, conseguentemente, alla superficie di appoggio 10a.

Tuttavia il congegno di puntamento può consistere in un semplice bersaglio stampato sulla base 90 in modo tale da consentire ad un utente di allineare la superficie di lavorazione 10a alle linee del bersaglio.

Oppure, preferibilmente, la base 90 può avere una sagomatura a freccia o angolata lungo il piano di appoggio 90a in modo tale da realizzare una sorta di puntatore strutturale che può essere poi bloccato grazie ai mezzi di bloccaggio 91.

I mezzi di bloccaggio 91, nel dettaglio, possono includere una morsa di tipo noto atta ad essere aperta o chiusa in modo tale da fissare stabilmente l’apparato di localizzazione 1b all’oggetto 10. Oppure essi possono includere sistemi a vite di tipo noto.

La porzione di localizzazione 8 preferibilmente è vincolata o in un sol pezzo con la porzione di appoggio 9.

Preferibilmente la porzione di localizzazione 8 definisce una torretta costituita da una altezza variabile atta a ricevere o rilasciare almeno parte dei mezzi di rilevamento 7.

Preferibilmente, infatti, l’apparato di localizzazione 1b include i mezzi di rilevamento 7 stessi.

Pertanto, la porzione di localizzazione 8 è preferibilmente collegata alla macchina utensile 1a tramite i mezzi di rilevamento 7, ad esempio il primo cavo 70, che consentono, inoltre, la localizzazione della macchina utensile 1a sulla superficie di lavorazione 10a.

La porzione di localizzazione 8 comprende, preferibilmente, un primo congegno 80, un secondo congegno 81 ed un terzo congegno 82.

Preferibilmente detti congegni 80, 81, 82 sono vincolati ad un telaio e sono reciprocamente collegati dai mezzi di rilevamento 7, in particolare ad esempio dal primo cavo 70 o il secondo cavo 71.

Il primo congegno 80 è, ad esempio, un elemento labilmente vincolato al suddetto telaio ed atto ad alloggiare almeno parte dei mezzi di rilevamento 7.

In particolare, preferibilmente, il primo congegno 80 è configurato per rilasciare o ricevere in maniera controllata almeno parte dei mezzi di rilevamento 7. Pertanto, preferibilmente, il primo congegno 80 definisce un rocchetto attorno al quale può essere avvolto il primo od il secondo cavo 70, 71 che, ad esempio ruotando, può rilasciare o ricevere il suddetto cavo 70, 71.

In particolare il primo congegno 80 è atto a ricevere o rilasciare i mezzi di rilevamento 7 in opposizione o spinto da un elemento elastico. In tale maniera, preferibilmente, in tutte le fasi di rilascio e ricezione, i cavi 70, 71 sono sempre tesi. Preferibilmente il primo congegno 80 comprende anche un sensore atto a rilevare la quantità di cavo 70, 71 rilasciata o ricevuta.

Pertanto, preferibilmente, il primo congegno 80 comprende un elemento discoidale 800 definente un asse di rotazione 8a ed una superficie di avvolgimento 8b estendentesi attorno all’asse di rotazione 8a. In particolare, il cavo 70, 71 viene avvolto attorno all’asse di rotazione 8a sulla superficie di avvolgimento 8b e quest’ultima è configurata in maniera tale che il cavo 70, 71 stesso non si sovrapponga a sé stesso. Per consentire ciò, ad esempio, la superficie di avvolgimento 8b si può estendere lungo l’asse di rotazione 8a in maniera tale che l’estensione sia pari o superiore al diametro del cavo 70, 71 moltiplicato per il numero di giri massimi che il cavo 70, 71 può compiere attorno alla superficie di avvolgimento 8b senza sovrapposizioni.

L’elemento discoidale, preferibilmente, ruota attorno all’asse di rotazione 8a rispetto al telaio definito dall’apparato di localizzazione 1b in maniera tale da avvolgere o rilasciare il cavo 70, 71 sulla superficie di avvolgimento 8b.

Inoltre, il primo congegno 80 può comprendere un elemento elastico 801 atto ad opporsi alla movimentazione attorno all’asse di rotazione 8a dell’elemento discoidale 800.

In tal caso, ad esempio, il sensore precedentemente citato può essere costituito da un contagiri associato all’elemento discoidale 800 o, più opportunamente, un encoder atto a collegare la variazione dell’angolo allo svolgimento effettivo del cavo 70, 71.

Il sensore può quindi essere atto ad essere operativamente connesso e comunicare via cavo o altri mezzi con un elaboratore elettronico esterno come, ad esempio, un comune computer.

Il secondo congegno 81 comprende preferibilmente un organo di trasmissione atto a consentire il passaggio di parte dei mezzi di rilevamento 7 dal primo congegno 80 al terzo congegno 82.

Il secondo congegno 81, in particolare, è operativamente connesso al primo congegno 80 in maniera tale da collaborare con esso per consentire un avvolgimento e svolgimento controllato dei mezzi di rilevamento 7. Preferibilmente, in particolare, il primo congegno 80 ed il secondo congegno 81 sono tra loro vincolati in maniera solidale, ad esempio tramite il suddetto telaio, ed almeno parte del secondo congegno 81 è labile rispetto al primo congegno 80 almeno lungo una direzione parallela all’asse di rotazione 8a.

Preferibilmente, il secondo congegno 81 è un dispositivo avvolgicavo.

Pertanto, preferibilmente, il secondo congegno 81 comprende almeno un supporto di guida 810 ed un cursore di guida 811.

Il supporto di guida 810 è preferibilmente vincolato al telaio della porzione di localizzazione 8 in maniera tale da essere solidale, sulla porzione di localizzazione 8, al primo congegno 80.

Il supporto di guida 810 è preferibilmente labilmente vincolato al cursore di guida 811 in maniera tale che quest’ultimo sia almeno movimentabile lungo una direzione di traslazione 81a parallela all’asse di rotazione 8a.

In particolare, il supporto di guida 810 può essere un’asta filettata od un altro elemento lungiforme al di sopra del quale il cursore di guida 811 può scorrere in maniera controllata.

Il cursore di guida 811 può essere una semplice guida entro cui scorre, a sua volta, almeno parte del cavo 70, 71, preferibilmente in maniera sghemba rispetto alla direzione di traslazione 81a. Sostanzialmente, preferibilmente, il cursore di guida 811 è atto a convogliare il cavo 70, 71 verso il terzo congegno 82 lungo una direzione prestabilita, ad esempio da un’asola di scorrimento. Preferibilmente, quindi, il cursore di guida 811 definisce una direzione di convogliamento 81b.

Il cursore di guida 811 può anche essere una puleggia centrata lungo la direzione di traslazione 81a e vincolata sul supporto di guida 810 in maniera tale da traslare lungo la detta direzione di traslazione 81a in maniera controllata.

Ad esempio, sia il primo che il secondo congegno 80, 81 possono essere reciprocamente operativamente connessi anche da un punto di vista elettronico. Ad esempio, essi possono essere connessi ad un elaboratore elettronico interno alla porzione di localizzazione 8, oppure ad un elaboratore elettronico esterno alla porzione di localizzazione 8.

In ogni caso, preferibilmente, il secondo congegno 81 include anche dei mezzi di comando 812 atti a movimentare, in maniera controllata, il cursore di guida 811 sul supporto di guida 810.

I mezzi di comando 812 possono essere operativamente connessi al suddetto elaboratore elettronico, se presente, ed al sensore del primo congegno 80 in maniera tale da poter conoscere lo stato dei giri di cavo 70, 71 disposto al di sopra dell’elemento discoidale 800.

In particolare, preferibilmente, i mezzi di comando 812 sono configurati in modo tale che il passo del cursore di guida 811, ossia la traslazione lungo la direzione di traslazione 81a, considerato sul singolo giro del cavo 70, 71 sull’elemento discoidale 800, sia pari al diametro del cavo 70, 71.

In termini più generici, in sostanza, il cursore di guida 811 è atto a trasmettere i mezzi di rilevamento 7 traslando lungo la direzione di traslazione 81a in maniera proporzionale al rilascio od alla ricezione del primo congegno 80 e traslando anche la direzione di convogliamento 81b dei mezzi di rilevamento 7 stessi. In dettaglio, preferibilmente, il cursore di guida 811 segue i mezzi di rilevamento 7 sulla superficie di avvolgimento 8b e pertanto trasla, lungo la direzione di traslazione 81a, solidalmente alla posizione di rilascio o ricezione assunta dai mezzi di rilevamento 7 sulla superficie di avvolgimento 8b, ossia in direzione parallela all’asse di rotazione 8a. La direzione di convogliamento 81b trasla quindi solidalmente al cursore di guida 811.

Naturalmente, preferibilmente, la traslazione del cursore di guida 811 avviene in direzioni opposte a seconda che l’elemento discoidale 800 ruoti in un senso, ad esempio per ricevere i mezzi di rilevamento 7, piuttosto che nell’altro, ad esempio per rilasciare i mezzi di rilevamento 7.

Sostanzialmente, quindi, il verso di traslazione del cursore di guida 811 lungo la direzione di traslazione 81a è preferibilmente dipendente dal verso di rotazione dell’elemento discoidale 800.

Al fine di ottenere la movimentazione del cursore di guida 810 proporzionale alla rotazione dell’elemento discoidale 800, possono essere utilizzati vari sistemi di collegamento.

In una forma di realizzazione, come già accennato, possono essere utilizzati mezzi di comando 812 connessi ad elaboratori elettronici e sensori che rilevino il numero di giri dell’elemento discoidale 800.

Alternativamente, possono essere previsti anche dei sistemi diretti, ad esempio meccanici. Nella forma di realizzazione preferita, i mezzi di comando 812 includono degli ingranaggi di collegamento tra il secondo congegno 81 ed il primo congegno 80. In particolare, preferibilmente, gli ingranaggi di collegamento sono configurati come successivamente descritto. Quando il cavo 70, 71 viene tirato, l’elemento discoidale 800, ossia il rocchetto, ruota per assecondarne lo svolgimento; l'ingranaggio operativamente connesso all’elemento discoidale 800, ruota solidalmente a quest’ultimo attorno all’asse di rotazione 8a completando un'intera rivoluzione ad ogni giro di cavo svolto. Durante la rotazione dell’elemento discoidale 800, l'ingranaggio del secondo congegno 81, che risulta ingranato a quello dell’elemento discoidale 800, viene posto in rotazione attorno alla direzione di traslazione 81a. Quando quest'ultimo ruota, fa girare con sé il supporto di guida 810 preferibilmente includente, ad esempio, da una vite metrica M4, che come una vite senza fine, fa a sua volta scorrere lungo la direzione di traslazione 81a il cursore di guida 811, tramite il rapporto lineare tra la filettatura della vite e quella dell'inserto di collegamento tra il cursore di guida 811 e supporto di guida 810.

Il cursore di guida 811, ad ogni completa rivoluzione dell’elemento discoidale 800, avanza, come già spiegato, preferibilmente linearmente di una quantità pari al diametro del cavo 70, 71 da avvolgere. Questo rapporto permette di evitare sovrapposizioni tra gli avvolgimenti e di tenerli costantemente distanziati tra loro. Naturalmente, gli ingranaggi di connessione come sopra descritto sono solo un esempio di realizzazione preferito. Infatti, il tecnico del ramo potrebbe implementare dei differenti mezzi di connessione purché atti o configurabili in modo tale da consentire la guida dei mezzi di rilevamento 7 sulla superficie di avvolgimento 8b in modo tale che il cavo 70, 71 non si sovrapponga su sé stesso. Differenti connessioni non sono comunque qui descritte perché facilmente implementabili dal tecnico del ramo e possono includere, ad esempio, dei sistemi di trasmissione con ingranaggi ad uno o più stadi configurati diversamente da quanto descritto e che consentano, ad ogni modo, di movimentare il cursore di guida 811 proporzionalmente alla rotazione dell’elemento discoidale 800, oppure dei sistemi elettronici come precedentemente accennato.

In generale, comunque, il cursore di guida 811 si muove lungo la direzione di traslazione 81a in maniera proporzionale alla rotazione dell’elemento discoidale 800 sia dal punto di vista del passo, ossia della velocità di avanzamento, che della direzione.

Il terzo congegno 82 è preferibilmente atto a consentire il rilascio o la ricezione dei mezzi di rilevamento 7 da parte dell’apparato di localizzazione 1b.

Esso può quindi essere costituito da un foro atto a consentire il passaggio dei mezzi di rilevamento 7 o da altri apparati a seconda della configurazione strutturale assunta dall’apparato di localizzazione 1b.

Ad esempio, se l’apparato di localizzazione 1b è costituito da un telaio definente una scatola chiusa, il terzo congegno 82 può essere un foro eventualmente provvisto di una puleggia.

Oppure, se la struttura dell’apparato di localizzazione 1b è sostanzialmente aperta, il terzo congegno 82 può essere costituito da una semplice asola di passaggio atta a consentire il passaggio del cavo 70, 71 secondo una corretta orientazione rispetto al primo e secondo congegno 80, 81.

Preferibilmente, il terzo congegno 82 è includente un’asola ad imbuto in corrispondenza della quale è disposto uno spinner guida-cavo atto ad orientare l’uscita dei mezzi di rilevamento 7 dall’apparato di localizzazione 1b come, ad esempio, mostrato nelle Fig.5-7.

In particolare, il terzo congegno 82 è atto a rilasciare o ricevere i mezzi di rilevamento 7 a o dall’apparato di rilevamento 6 della macchina utensile 1a.

Pertanto, la macchina utensile 1a ed almeno un apparato di localizzazione 1b sono collegati dai mezzi di rilevamento 7.

Il funzionamento del sistema utensile 1 precedentemente descritto in termini strutturali è il seguente.

In particolare, quando l’apparato di localizzazione 1b è fissato sulla superficie di lavorazione 10a e la macchina utensile 1a si muove al di sopra di essa, è possibile valutare, tramite un elaboratore elettronico comunicante con la macchina utensile 1a e l’apparato di localizzazione 1b, le posizioni assunte dalla macchina utensile 1a al di sopra della superficie di lavorazione 10a stessa.

Un aspetto rilevante da considerare per la movimentazione della macchina utensile 1a è dato dal fatto che, in assenza di apparati di localizzazione 1b, è possibile valutare la movimentazione nel sistema di riferimento macchina utensile 1a, ma non è dato alcun riferimento rispetto all’oggetto 10.

Supponendo, ad esempio, di disporre la macchina utensile 1a al di sopra di una superficie di lavorazione 10a rettangolare è possibile procedere alla definizione del sistema di riferimento oggetto all’interno dell’elaboratore elettronico esterno.

Per fare ciò è possibile seguire iter procedurali differenti che vengono parzialmente successivamente descritti.

Ad esempio è possibile disporre una macchina utensile 1a preferibilmente dotata di almeno un apparato di rilevamento 6 al di sopra della superficie di lavorazione 10a. È possibile quindi disporre due apparati di localizzazione 1b al di sopra della superficie ed in corrispondenza dei vertici della stessa utilizzando la base 90.

È inoltre possibile vincolare l’apparato di localizzazione 1b all’oggetto 10 utilizzando i mezzi di bloccaggio 91.

Una volta vincolati gli apparati di localizzazione 1b, è possibile collegare, tramite i mezzi di vincolo presenti sugli elementi 60, 61, i mezzi di rilevamento 7, ad esempio il primo od il secondo cavo 70, 71, provenienti rispettivamente da due apparati di localizzazione 1b alla macchina utensile 1a.

Tuttavia, vantaggiosamente, prima di procedere al collegamento degli apparati di localizzazione 1b con la macchina utensile 1a è possibile vincolare temporaneamente reciprocamente gli apparati di localizzazione 1b.

In particolare, preferibilmente, è sufficiente che i mezzi di rilevamento 7 di uno dei due apparati di localizzazione 1b siano vincolati all’altro apparato di localizzazione 1b in corrispondenza del terzo congegno 82.

Al fine di garantire tale vincolo, il terzo congegno 82 può includere dei componenti atti a consentire il vincolo della porzione di vincolo 72 con il terzo congegno 82. Ad esempio, anche quest’ultimo può definire una protuberanza per l’inserimento della porzione di vincolo 72 su di esso.

Preferibilmente, oltre alle caratteristiche già citate, la porzione di vincolo 72 dei mezzi di rilevamento 7 non ha il solo scopo di vincolare l’apparato di localizzazione 1b e la macchina utensile 1a, ma ha anche lo scopo di bloccare l’estremo libero dei mezzi di rilevamento 7 in corrispondenza del terzo congegno 82 in modo tale da mantenere sempre fruibile i mezzi di rilevamento 7 per l’utente ed in maniera tale da determinare una posizione inziale o posizione “zero” per il primo e secondo congegno 80, 81.

Pertanto, preferibilmente, nella forma di realizzazione preferita, il terzo congegno 82 definisce un foro di dimensioni superiori al diametro del cavo 70, 71 ma inferiori alla porzione di vincolo 72 in modo tale che quest’ultima blocchi l’estremo libero dei mezzi di rilevamento 7 sul terzo congegno 82.

Grazie alla fase di collegamento degli apparati di localizzazione 1b è possibile quindi individuare la distanza L3 tra gli apparati di localizzazione 1b sull’oggetto 10 o, per meglio dire, sulla superficie di lavorazione 10a.

Successivamente, quando vengono collegati entrambi gli apparati di localizzazione 1b alla macchina utensile 1a tramite i mezzi di rilevamento 7, viene registrata la quantità di cavo 70, 71 rilasciata dal primo congegno 80 di ciascun apparato di localizzazione 1b in modo tale da individuare le distanze L1, L2 tra la macchina utensile 1a e gli apparati di localizzazione 1b.

Preferibilmente L1 ed L2 corrispondono, ad esempio, alle distanze definite dall’estrazione, rispettivamente, del primo cavo 70 e/o del secondo cavo 71 dai rispettivi apparati di localizzazione 1b.

Grazie al terzo elemento 62 presente su ciascun apparato di rilevamento 6 è possibile conoscere l’orientazione della direzione di svolgimento dei mezzi di rilevamento 7 rispetto alla orientazione predeterminata 4a della macchina utensile 1a.

In particolare, preferibilmente, nella configurazione preferita il terzo elemento 62 consente di definire l’angolo φ. Naturalmente, sommando gli angoli φ rilevati da primo e secondo elemento 60, 61 rispetto al terzo elemento 62 si può anche dedurre indirettamente l’angolo α compreso tra la direzione del primo cavo 70 ed il secondo cavo 71.

È, quindi, possibile conoscere la posizione della macchina utensile 1a relativa al sistema di riferimento della superficie di lavorazione 10a e, in particolare, degli apparati di localizzazione 1b. Preferibilmente, per porre i mezzi di rilevamento 7 in tensione si deve preferibilmente movimentare lungo almeno una direzione la macchina utensile 1a e successivamente misurare tutti i dati relativi alle distanze L1, L2, L3 e gli angoli φ e α.

Inoltre, noti L1, L2 e α è possibile utilizzare il teorema di Carnot, o del coseno, per ritrovare il valore dimensionale L3 della distanza tra gli apparati di localizzazione 1b e, nella fattispecie, del lato, o dimensione, dell’oggetto 10 stesso, in particolare riferito alla superficie di lavorazione 10a.

In questo modo, comparando i valori di L3 riscontrati tramite i calcoli ed il calore nominale ricavato tramite misurazione diretta tra gli apparati di localizzazione 1b è possibile controllare la presenza o meno di eventuali errori di misurazione a cui è possibile porre rimedio, movimentando la macchina utensile 1a e realizzando le fasi di misurazione un’altra volta.

A partire da dati ritrovati è quindi possibile giungere alla determinazione di ogni grandezza connessa alla posizione della macchina utensile 1a sull’oggetto 10, come l’angolo β tra L3 e L1 e quindi delle coordinate effettive a, b della macchina utensile 1a relative al sistema di riferimento riferito all’oggetto 10. Tali coordinate possono sostanzialmente coincidere con le proiezioni delle distanze L1 ed L2 su L3. Di seguito sono riportati degli esempi di calcolo effettuabili, per mezzo di un elaboratore elettronico, sulla base del ragionamento appena descritto:

Una volta rilevata la posizione della macchina utensile 1a rispetto ai due vertici della superficie di lavorazione 10a è possibile, ad esempio, scollegare uno dei due apparati di localizzazione 1b dalla macchina utensile 1a, spostare tale apparato 1b su un altro vertice e ricominciare con la procedura precedentemente descritta. È pertanto possibile determinare così tutte le dimensioni della superficie di lavorazione 10a, ad esempio soprattutto nel caso in cui essa sia rettangolare o comunque a geometria regolare, e definire le coordinate ed il posizionamento relativo tra la macchina utensile 1a ed il sistema di riferimento riferito all’oggetto 10. Ovviamente, la procedura indicata non è strettamente legata alla forma dell’oggetto 10. Quest’ultimo può anche avere una superficie non rettangolare e gli apparati di localizzazione 1b possono comunque essere disposti in punti fissi predeterminati della superficie di lavorazione 10a in modo tale da consentire la lavorazione su di essa da parte della macchina utensile 1a.

Gli apparati di localizzazione 1b possono consentire la mappatura di qualunque oggetto 10 o superficie di lavorazione 10a.

Alternativamente a quanto detto, la macchina utensile 1a può contenere una pluralità di apparati di rilevamento 6 e, più opportunamente, in numero corrispondente al numero degli apparati di localizzazione 1b utilizzati con numero anche superiore a due.

Nel caso, ad esempio, in cui la superficie di lavorazione 10a sia rettangolare è quindi possibile utilizzare tre apparati di localizzazione 1b e, pertanto, non è più necessario svolgere due passi procedurali, ma è possibile definire la posizione della macchina utensile 1a nella stessa fase ed utilizzando le logiche espresse in precedenza. L’oggetto 10, in particolare la superficie di lavorazione 10a, può avere forme diverse da quella rettangolare utilizzata a titolo di esempio.

Ad esempio la superficie di lavorazione 10a può assumere forme regolari differenti, o irregolari o curvilinee nel piano e fuori dal piano.

È possibile, in tali casi, utilizzare un numero diverso di apparati di localizzazione 1b ed utilizzare formule e logiche differenti che tengano conto dell’eventuale geometria della superficie di lavorazione 10a in utilizzo.

Ad esempio, è possibile implementare sull’elaboratore elettronico atto ad interpretare i dati provenienti dal o dagli apparati di localizzazione 1b e dalla macchina utensile 1a dei metodi di calcolo che tengano conto delle coordinate curvilinee o di geometrie differenti e selezionabili.

Tutta la descrizione precedente è stata affrontata considerando le dimensioni lungo un piano parallelo al piano di lavorazione 10a e, per tale motivo, si dà per scontato che, preferibilmente, l’apparato di localizzazione 1b sia configurato in modo tale da rilasciare o ricevere i mezzi di rilevamento 7 a partire, in particolare, dal terzo congegno 82 alla stessa altezza, rispetto alla superficie di lavorazione 10a, a cui è posto l’apparato di rilevamento 6 sulla macchina utensile 1a disposta sulla stessa superficie di lavorazione 10a.

Tuttavia, ad esempio a causa dell’irregolarità o curvatura della superficie di lavorazione 10a, l’apparato di rilevamento 6 e il terzo congegno 82 potrebbero non giacere sullo stesso piano parallelo alla superficie di lavorazione 10a. Pertanto, i cavi 70, 71 potrebbero essere sghembi rispetto a quel piano ed inclinati.

Per ovviare a quest’ultima ipotesi, gli apparati di localizzazione 1b potrebbero includere dei sensori atti a rilevare l’angolo di rilascio dei mezzi di rilevamento 7 a partire dal terzo consegno 82 rispetto alla superficie di appoggio 90a, oppure potrebbero essere previsti dei mezzi di inseguimento atti a disporre i cavi 70, 71, a comando od automaticamente, nel piano parallelo alla superficie di lavorazione 10a. Ad esempio, in tal senso, gli apparati di localizzazione 10b potrebbero includere una puleggia mobile a valle del terzo congegno 82 e, nelle fasi di misurazione, potrebbe essere opportuno tarare i mezzi di inseguimento prima delle successive misurazioni. L’invenzione definisce pertanto un metodo di lavorazione di detto sistema utensile 1 che include un metodo di localizzazione nuovo.

Il metodo di lavorazione comprende quindi il nuovo metodo di localizzazione ed una fase di asportazione in cui i mezzi di movimentazione 3 movimentano la macchina utensile 1a lungo il percorso di asportazione 2a e in cui l’asportatore 2 asporta materiale dall’oggetto 10 lungo il percorso 2a.

Il metodo di localizzazione include almeno una fase di preparazione del sistema utensile 1a ed una fase di acquisizione della posizione della macchina utensile 1a sulla superficie di lavorazione 10a;

La fase di preparazione comprende preferibilmente una fase di posizionamento in cui la macchina utensile è posata sulla superficie di lavorazione 10a ed almeno un apparato di localizzazione 1b sono disposti lungo punti fissi definiti preferibilmente lungo la superficie di lavorazione 10a dell’oggetto 10. Preferibilmente, in questa fase, l’apparato di localizzazione 1b può essere disposto in corrispondenza del perimetro dell’oggetto. Ancora più opportunamente, nella fase di preparazione vengono posizionati sulla superficie di lavorazione 10a almeno due apparati di localizzazione 1b.

La fase di preparazione comprende, inoltre, una prima fase di collegamento. Nella prima fase di collegamento preferibilmente gli apparati di localizzazione 1b vengono reciprocamente collegati tramite i mezzi di rilevamento 7 di almeno uno dei due apparati di localizzazione 1b. In questo modo viene ricavata direttamente la distanza L3 tra i due apparati di localizzazione 1b. Contemporaneamente, se ad esempio è in uso il primo cavo 70 tra i due apparati di rilevamento 1b, il secondo cavo 71 può essere anch’esso utilizzato per rilevare la distanza tra i due apparati di localizzazione 1b in modo tale da verificare l’esattezza del dato ricavato dal primo cavo 70, oppure può essere già vincolato alla macchina utensile 1a o, ancora, addirittura non utilizzato.

Inoltre, la fase di preparazione include una seconda fase di collegamento in cui i mezzi di rilevamento 7 collegano ogni apparato di localizzazione 1b e la macchina utensile 1a.

In particolare, come detto, i mezzi di rilevamento 7 vengono rilasciati, ad esempio grazie all’intervento di un utente, dal primo congegno 80 in maniera controllata dal secondo congegno 81 e vengono collegati alla macchina utensile 1a.

Preferibilmente, come già detto, il terzo congegno 82 dell’apparato di lavorazione 1b è preferibilmente disposto alla stessa altezza dell’apparato di rilevamento 6 in modo tale che i cavi 70, 71 rimangano sostanzialmente all’interno di un piano parallelo alla superficie di lavorazione 10a, ad esempio se la superficie di lavorazione 10a è piana.

Tuttavia, in alternativa a quanto già descritto, possono essere anche previsti alcuni parametri all’interno dell’elaboratore elettronico esterno tali da correggere eventuali disallineamenti e valutare correttamente la distanza tra macchina utensile 1a e apparato di localizzazione 1b.

La definizione del percorso 2a è eseguibile dall’elaboratore elettronico esterno a seguito della localizzazione della macchina utensile 1a sulla superficie di lavorazione 10a.

La macchina utensile 1 è quindi pronta a eseguire la fase successiva.

Ha inizio la fase di acquisizione della posizione della macchina utensile 1a rispetto ad almeno un apparato di localizzazione 1b.

Durante la fase di acquisizione preferibilmente la macchina utensile 1a svolge una fase di movimentazione in cui essa percorre un percorso 2a preimpostato, ad esempio un segmento rettilineo, definenti il punto di localizzazione di almeno un apparato di localizzazione 1b, preferibilmente almeno due apparati di localizzazione 1b.

Inoltre, nella fase di acquisizione preferibilmente un elaboratore elettronico svolge una fase di elaborazione in cui riceve dati relativi a posizione, distanze ed angoli da parte dell’apparato di localizzazione 1b e della macchina utensile 1a. In particolare, in questa fase, l’elaboratore elabora almeno i dati relativi alla distanza L1, L2 tra la macchina 1a ed almeno un apparato 1b provenienti dalla porzione di localizzazione 8, più nel dettaglio dal primo congegno 80, ed i dati relativi all’orientazione predeterminata 4a della macchina 1a provenienti dall’unità di controllo 5, più nel dettaglio dall’apparato di rilevamento 6.

Preferibilmente l’elaboratore rileva i dati sopracitati relativamente ad almeno due apparati di localizzazione 1b collegati ad una macchina utensile 1a in modo tale da localizzare, come precedentemente descritto, la posizione e l’orientamento della macchina utensile 1a rispetto al sistema di riferimento dell’oggetto 10, ossia relativamente a quest’ultimo.

Nella fase di acquisizione, può essere inclusa una fase di valutazione. In quest’ultima fase, possono essere confrontati i dati derivanti dalla misurazione empirica diretta, ad esempio la distanza L3 calcolata nella prima fase di collegamento con le distanze dedotte numericamente a partire dai dati misurati, come la distanza L3 dedotta grazie al teorema di Carnot. In questo modo viene valutato lo scostamento tra le due distanze L3 ricavate con metodi diversi diretti ed indiretti.

Nella fase di valutazione, possono essere previsti e preimpostati in un programma per elaboratore esterno dei valori di errore o tolleranza soglia oltre i quali il sistema può non consentire di proseguire con la successiva fase di asportazione o può inviare segnali di alert all’utente. In sostanza, il sistema 1 consente di ottenere una ridondanza di dati tale da garantire una elevata precisione e riproducibilità di tale precisione nella fase di rilevamento della posizione della macchina utensile 1a sulla superficie di lavorazione 10a.

Al termine della fase di localizzazione, preferibilmente, ha inizio la fase di asportazione in cui i mezzi di movimentazione 3 movimentano la macchina utensile 1a lungo il percorso di asportazione 2a mentre, pressoché contemporaneamente, l’asportatore 2 asporta materiale dall’oggetto 10 lungo il percorso 1a realizzando la lavorazione.

In dettaglio, nella fase di asportazione, l’unità 5, in funzione dei comandi forniti da un utente attraverso un elaboratore elettronico, attiva/disattiva le ruote motrici variando l’avanzamento della macchina utensile 1a in maniera concorde con il percorso 2a.

Ad esempio, se il percorso di asportazione 2a prevede un tratto rettilineo e pressoché parallelo a uno degli assi di rotazione principale 3a, l’unità 5 comanda l’arresto della ruota con asse parallelo a detta direzione e una rotazione concorde e di uguale modulo delle restanti ruote; mentre se il percorso prevede un tratto arcuato, l’unità di controllo 5 comanda una rotazione discorde e di ugua l modulo di due ruote lasciando la terza ferma.

Una volta terminata la fase di asportazione il processo di lavorazione può terminare o, in alternativa, prevedere una fase di asportazione supplementare in cui i mezzi di movimentazione 3 muovono almeno una supplementare volta la macchina utensile 1a lungo il percorso di asportazione 2a e l’asportatore 3 asporta, almeno una seconda volta, materiale dall’oggetto 10 lungo il percorso 2a incrementando lo spessore del materiale asportato ed eseguendo, preferibilmente, il taglio dell’oggetto 10.

Si sottolinea infine che, durante la fase di asportazione o di asportazione supplementare, la movimentazione della macchina utensile 1a può essere eseguita manualmente dall’operatore grazie alle maniglie eventualmente previste sul carter 4.

Il sistema di localizzazione per macchina utensile e metodo di localizzazione realizzato da detto sistema secondo l’invenzione consegue importanti vantaggi. Un primo importante vantaggio del sistema 1 è dato dal fatto che esso è in grado di consentire alla macchina utensile 1a di eseguire una lavorazione su qualsiasi estensione di superficie tenendo conto della geometria della superficie stessa. Infatti, l’invenzione consente di rilevare la posizione relativa tra macchina utensile 1a e l’oggetto 10 in lavorazione ed è possibile quindi fornire istruzioni alla macchina utensile 1a in tempo reale e con assoluta precisione rispetto alla superficie di lavorazione 10a.

Inoltre, essendo posizionata sull’oggetto 10 e in grado di spostarsi senza limitazioni lungo l’intera superficie di lavorazione 10a, è capace di lavorare superfici sostanzialmente illimitate. Tale possibilità è negata nelle macchine note dove la corsa di lavorazione è limitata dalla corsa della tavola porta-pezzo e/o del mandrino.

Un altro vantaggio è nei ridotti ingombri del sistema 1 e nell’elevata versatilità dello stesso che, pertanto, costituisce un innovativo strumento p̀iccolo, trasportabile e utilizzabile, in qualsiasi luogo, per realizzare manufatti di grandi dimensioni.

Un altro vantaggio è il fatto che, il sistema utensile 1, seguendo un percorso di asportazione 2a comandabile da un elaboratore esterno è in grado di eseguire una lavorazione molto precisa e accurata.

Un ulteriore vantaggio è nel fatto che, essendo possibile eseguire più passate sempre lungo lo stesso identico percorso 2a, è possibile eseguire anche operazioni di taglio.

Un importante vantaggio, rispetto soprattutto alle note macchine a controllo numerico, è identificabile nel fatto che il sistema utensile 1 è utilizzabile anche da un operatore privo di specifiche conoscenze.

Non ultimo vantaggio del sistema utensile 1 è nella semplicità costruttiva che conferisce allo stesso sistema utensile 1 un ridotto prezzo di acquisto e manutenzione.

In conclusione, un ulteriore vantaggio dell’invenzione è dato dal fatto che il sistema e relativo metodo di localizzazione consentono di valutare la posizione della macchina utensile sull’oggetto con una elevata precisione e riproducibilità delle misure potendo, al contempo, verificare la presenza di eventuali errori di misura che possono comportare successivamente degli errori di lavorazione. In questo senso, pertanto, l’invenzione incrementa l’efficienza globale di lavorazione della macchina utensile.

L’invenzione è suscettibile di varianti rientranti nell'ambito del concetto inventivo definito dalle rivendicazioni.

In tale ambito tutti i dettagli sono sostituibili da elementi equivalenti ed i materiali, le forme e le dimensioni possono essere qualsiasi.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato di localizzazione (1b) per macchina utensile (1a) comprendente: - una porzione di appoggio (9) atta ad essere disposta in corrispondenza di un punto fisso di una superficie di lavorazione (10a) di un oggetto (10), - mezzi di rilevamento (7) comprendenti un primo cavo (70) od un secondo cavo (71) atto a connettere detto apparato di localizzazione (1b) con detta macchina utensile (1a), ed - una porzione di localizzazione (8) configurata per rilasciare o ricevere detto cavo (70, 71) in modo tale da misurare la distanza (L1, L2) rilevata tra detta macchina utensile (1a) e detto apparato di localizzazione (1b) ed includente almeno un telaio, un primo congegno (80), un secondo congegno (81) ed un terzo congegno (82), - detto primo congegno (80) essendo vincolato a detto telaio ed atto a ricevere o rilasciare detto cavo (70, 71) in opposizione o spinto da un elemento elastico (801), - detto secondo congegno (81) essendo vincolato a detto telaio e comprendendo un organo di trasmissione atto a consentire il passaggio di detto cavo (70, 71) da detto primo a detto terzo congegno (80, 82), - detto terzo congegno (82) essendo vincolato a detto telaio ed atto a consentire il rilascio o la ricezione di detto cavo (70, 71) da parte di detto apparato di localizzazione (1b) verso detta macchina utensile (1a). e detto apparato (1b) essendo caratterizzato dal fatto che - detto primo congegno (80) comprende un elemento discoidale (800) rotante attorno ad un asse di rotazione (8a) rispetto a detto telaio in maniera tale da avvolgere o rilasciare detto cavo (70, 71) su una superficie di avvolgimento (8b) estendendosi attorno a detto asse di rotazione (8a) ed attorno al quale è avvolto detto cavo (70, 71), e - detto secondo congegno (81) include almeno un cursore di guida (811) atto a convogliare detto cavo (70,71) verso detto terzo congegno (82) lungo una direzione di convogliamento (81b) e configurato per muoversi, muovendo anche detta direzione di convogliamento (81b), lungo una direzione di traslazione (81a) parallela a detto asse di rotazione (8a) proporzionalmente alla rotazione di detto elemento discoidale (800).
2. 2. Apparato (1b) secondo la rivendicazione 1, in cui detto secondo congegno (81) comprende un supporto di guida (810) vincolato a detto telaio includente un elemento lungiforme al di sopra del quale detto cursore di guida (811) trasla lungo detta direzione di traslazione (81a), e mezzi di comando (812) configurati in modo tale che il passo di detto cursore di guida (811), ossia la traslazione lungo detta direzione di traslazione (81a), considerato sul singolo giro di detto cavo (70, 71) su detto elemento discoidale (800), sia pari al diametro di detto cavo (70, 71).
3. 3. Apparato (1b) secondo almeno una rivendicazione precedente, in cui detti mezzi di comando (812) includono degli ingranaggi atti a trasmettere la rotazione di detto elemento discoidale (800) attorno a detto asse di rotazione (8a) a detto supporto di guida (810), detto supporto di guida (810) essendo una vite metrica che ruotando attorno a detta direzione di traslazione (81a) trasla detto cursore di guida (811) lungo detta direzione di traslazione (81a).
4. 4. Apparato (1b) secondo almeno una rivendicazione precedente, in cui il verso di traslazione di detto cursore di guida (811) lungo detta direzione di traslazione (81a) è dipendente dal verso di rotazione di detto elemento discoidale (800) attorno a detto asse di rotazione (8a).
5. 5. Apparato (1b) secondo almeno una rivendicazione precedente, in cui detto primo congegno (80) include almeno un sensore atto rilevare il numero di giri di detto elemento discoidale (800) e detti mezzi di comando (812) includono un elaboratore elettronico configurato per movimentare detto cursore di guida (811) in maniera proporzionale al numero di giri rilevato da detto sensore.
6. 6. Apparato (1b) secondo almeno una rivendicazione precedente, in cui detta superficie di avvolgimento (8b) si estende lungo detto asse di rotazione (8a) in maniera tale che l’estensione sia pari o superiore al diametro di detto cavo (70, 71) moltiplicato per il numero di giri massimi che detto cavo (70, 71) può compiere attorno a detta superficie di avvolgimento 8b senza sovrapposizioni.
7. 7. Apparato (1b) secondo almeno una rivendicazione precedente, in cui detti mezzi di rilevamento (7) comprendono una porzione di vincolo (72) disposta in corrispondenza dell’estremo libero di detto primo cavo (70, 71) e configurata per essere vincolata ad un oggetto esterno, come detta macchina utensile (1a) ed atta a bloccare l’estremo libero di detto cavo (70, 71) in corrispondenza di detto terzo congegno (82) in modo tale da definire una posizione iniziale per detto primo e secondo congegno (80, 81).
8. 8. Apparato (1b) secondo almeno una rivendicazione precedente, in cui detto terzo congegno (82) include un’asola ad imbuto in corrispondenza della quale è disposto uno spinner guida-cavo atto ad orientare l’uscita di detti mezzi di rilevamento (7) da detto apparato di localizzazione (1b).
9. 9. Sistema (1) di localizzazione per macchina utensile comprendente almeno un apparato di localizzazione (1b) secondo almeno una rivendicazione precedente ed una macchina utensile (1a) atta a lavorare per asportazione di materiale detta superficie di lavorazione (10a) di detto oggetto (10) ed includente un utensile (2), mezzi di movimentazione (3) atti a essere posti a diretto contatto con detta superficie di lavorazione (10a) e a movimentare detta macchina utensile (1a) e quindi detto utensile (2) rispetto a detto oggetto (10) mentre detto utensile (2) opera su detto oggetto (10).
10. 10. Sistema (1) secondo la rivendicazione 9, comprendente almeno due di detti apparati di localizzazione (1b) in cui detti mezzi di rilevamento (7) sono configurati per consentire il collegamento reciproco anche di detti apparati di localizzazione (1b) in maniera tale da consentire la misurazione diretta della distanza (L3) tra detti apparati di localizzazione (1b), detta distanza (L3) essendo ulteriormente ricavabile indirettamente a partire dalle distanze (L1, L2) rilevate da detti mezzi di rilevamento (7) tra detta macchina utensile (1a) e detti apparati di localizzazione (1b) e detta porzione di vincolo (72) di almeno uno di detti apparati di localizzazione (1b) essendo configurata per essere vincolata sia a detta macchina utensile (1a) in corrispondenza di un apparato di rilevamento (6) che a detto altro un apparato di localizzazione (1b) in corrispondenza di detto terzo congegno (82) detto altro un apparato di localizzazione (1b).