IT202100003977A1

IT202100003977A1 - Macchina per la lavorazione laser di tubi e profili con sistema automatico per l’applicazione di inserti filettati integrato nella macchina

Info

Publication number: IT202100003977A1
Application number: IT102021000003977A
Authority: IT
Inventors: Riccardo Riolfatti; Matteo Brigadue; Giancarlo Capra
Original assignee: Adige Spa
Priority date: 2021-02-22
Filing date: 2021-02-22
Publication date: 2022-08-22
Also published as: EP4294594A1; JP2024507234A; CN116981535A; TW202239505A; US20240116138A1; WO2022175855A1; KR20230145579A

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Macchina per la lavorazione laser di tubi e profili con sistema automatico per l?applicazione di inserti filettati integrato nella macchina"

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda una macchina per il taglio laser di tubi e profili.

Nella descrizione e nelle rivendicazioni che seguono, i termini "tubo" e "profilo" sono utilizzati per individuare un qualsiasi manufatto allungato avente (a meno delle tolleranze di lavorazione) sezione uniforme lungo il proprio asse longitudinale, la sezione potendo essere di qualsiasi forma, sia chiusa (ad esempio circolare, rettangolare o quadrata) sia aperta (ad esempio a L, C, U ecc.). Inoltre, i termini "longitudinale" e "trasversale" sono utilizzati per identificare la direzione dell'asse longitudinale del tubo o profilo e rispettivamente una direzione ortogonale alla direzione longitudinale.

? noto che, nel caso di tubi o profili aventi pareti relativamente sottili, invece di realizzare un foro filettato direttamente nella parete del tubo o profilo si applica talvolta un inserto filettato in un alloggiamento ricavato nella parete del tubo o profilo. Tale inserto filettato reca il foro filettato richiesto.

Nelle macchine note per il taglio laser di tubi e profili, i pezzi prodotti dalla macchina devono essere prelevati per l?inserimento manuale degli inserti filettati da parte di un operatore, oppure per l?inserimento di tali inserti tramite un macchinario fuori linea. Tale circostanza comporta quindi dei tempi di produzione relativamente lunghi.

Scopo della presente invenzione ? rendere disponibile una soluzione che permetta di ridurre i tempi di produzione di pezzi di tubi e profili dotati di inserti filettati.

Questo e altri scopi sono pienamente raggiunti secondo la presente invenzione grazie a una macchina per il taglio laser di tubi e profili avente le caratteristiche specificate nell'annessa rivendicazione indipendente 1.

Forme di realizzazione vantaggiose dell'invenzione formano oggetto delle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto ? da intendersi come parte integrale e integrante della descrizione che segue.

In sintesi, l?invenzione si basa sull?idea di realizzare una macchina per il taglio laser di tubi e profili, comprendente

una testa di lavoro con un dispositivo di focalizzazione atto a emettere un fascio laser focalizzato sulla superficie del tubo o profilo da lavorare,

una slitta su cui ? montata la testa di lavoro, detta slitta essendo montata in modo traslabile rispetto al tubo o profilo in lavorazione sia in una prima direzione trasversale sia in una seconda direzione trasversale ortogonale alla prima direzione trasversale, dette direzioni trasversali essendo ortogonali all?asse longitudinale del tubo o profilo in lavorazione, e

un sistema automatico di applicazione inserti per la posa di un inserto filettato in un alloggiamento ricavato in una parete del tubo o profilo per mezzo di detto fascio laser, detto sistema automatico di applicazione essendo integrato nella macchina ed essendo configurato per operare in maniera coordinata con detta testa di lavoro.

Grazie ad una macchina siffatta si ha un impianto totalmente integrato nella macchina che permette di inserire nel tubo o nel profilo, preventivamente tagliato con il laser, degli inserti filettati di vario formato; in questo modo la macchina non produce pi? solo pezzi tagliati laser che poi devono essere ripresi per l?inserimento degli inserti, ma pezzi finiti pronti all?utilizzo. Si ha quindi un?evidente riduzione dei tempi di produzione.

In particolare, il sistema automatico di applicazione inserti comprende una pinza provvista di un perno rotante filettato configurato per impegnare un foro filettato dell?inserto filettato per l?afferraggio e la posa dell?inserto filettato.

Preferibilmente, la testa di lavoro e la pinza sono montate su detta slitta in modo da essere ad essa solidali a traslazione sia in detta prima direzione trasversale sia in detta seconda direzione trasversale.

Preferibilmente, il sistema automatico di applicazione inserti comprende inoltre un attuatore lineare montato su detta slitta e sul quale la pinza ? montata, detto attuatore lineare essendo configurato per traslare la pinza rispetto a detta slitta in detta seconda direzione trasversale, fra una posizione di riposo e una posizione di lavoro.

Secondo una forma di realizzazione, il sistema automatico di applicazione inserti comprendente inoltre un gruppo di alimentazione inserti e una sede di prelievo inserti configurata per ricevere inserti in maniera singolarizzata da detto gruppo di alimentazione inserti, detto gruppo di alimentazione inserti e detta sede di prelievo inserti essendo disposti accanto alla slitta.

Preferibilmente, detta slitta ? configurata per fare la spola fra il tubo o profilo e la sede di prelievo inserti per consentire alla pinza di afferrare l?inserto filettato dalla sede di prelievo inserti e per consentire alla pinza di posare l?inserto filettato sul tubo o profilo, fra un?operazione di foratura e una successiva operazione di taglio eseguite sul tubo o profilo da detta testa di lavoro.

Preferibilmente, la macchina comprende inoltre un sensore di presenza configurato per rilevare la presenza dell?inserto filettato nella sede di prelievo inserti.

Forma inoltre oggetto dell?invenzione un metodo di funzionamento di una macchina secondo l?invenzione, comprendente i passi seguenti:

a) ricavare un alloggiamento nel tubo o profilo tramite detta testa di lavoro,

b) spostare detta slitta dal tubo o profilo alla sede di prelievo inserti,

c) afferrare un inserto filettato dalla sede di prelievo inserti tramite detta pinza,

d) spostare detta slitta dalla sede di prelievo inserti al tubo o profilo,

e) posare un inserto filettato nell?alloggiamento del tubo o profilo tramite detta pinza, ed

f) eseguire un?operazione di taglio tramite detta testa di lavoro.

Secondo una forma di attuazione del metodo, il sensore di presenza ? configurato per cambiare stato a causa del prelievo dell?inserto filettato dalla sede di prelievo inserti e rendere conseguentemente disponibile un segnale di rilevamento, e in cui il passo c) comprende le fasi seguenti:

c1) afferrare l?inserto filettato tramite la pinza e sollevare l?inserto filettato dalla sede di prelievo inserti,

c2) determinare, sulla base di detto segnale di rilevamento, un?altezza rilevata di prelievo raggiunta dall?inserto filettato durante il prelievo, in corrispondenza della quale si ? verificato il cambiamento di stato del sensore di prelievo, c3) confrontare detta altezza rilevata di prelievo con un?altezza attesa di prelievo, dipendente da parametri geometrici dell?inserto filettato, c4) se l?altezza rilevata di prelievo ? differente dall?altezza attesa di prelievo, posizionare nuovamente l?inserto filettato nella sede di prelievo inserti, rilasciare l?inserto filettato, e ripetere i passi c1)-c3),

c5) se l?altezza rilevata di prelievo ? ancora differente dall?altezza attesa di prelievo, scartare l?inserto filettato.

Secondo un?altra forma di attuazione del metodo, il sensore di presenza ? configurato per cambiare stato a causa della ricezione nella sede di prelievo inserti dell?inserto filettato alimentato dal gruppo di alimentazione inserti, e rendere conseguentemente disponibile un segnale di rilevamento, e in cui il passo c) comprende, in caso di mancata ricezione dell?inserto filettato nella sede di prelievo inserti,

ripetere l?alimentazione dell?inserto filettato dal gruppo di alimentazione inserti.

Secondo un?ulteriore forma di attuazione del metodo, il passo e) comprende le fasi seguenti: e1) abbassare la pinza con l?inserto filettato fino ad impegnare l?alloggiamento del tubo o profilo, e2) determinare un?altezza rilevata di lavoro raggiunta dalla pinza,

e3) confrontare detta altezza rilevata di lavoro con un?altezza attesa di lavoro, dipendente dalle dimensioni del tubo o profilo,

e4) se l?altezza rilevata di lavoro ? differente dall?altezza attesa di lavoro, scartare l?inserto filettato.

Secondo un?ulteriore forma di attuazione del metodo, il passo a) viene eseguito sulla base di dati di ingresso comprendenti una posizione richiesta del baricentro dell?alloggiamento nel tubo o profilo, e parametri geometrici dell?inserto filettato da applicare.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno dalla descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo di esempio non limitativo con riferimento ai disegni allegati, in cui:

la figura 1 ? una vista prospettica che mostra parzialmente una macchina per la lavorazione laser di tubi o profili provvista di un sistema automatico di applicazione inserti secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

le figure da 2 a 8 sono viste in elevazione frontale che rappresentano la macchina di figura 1 in differenti fasi operative;

la figura 9 ? una vista in elevazione frontale che rappresenta una pinza della macchina di figura 1 mentre posa un inserto filettato su un tubo o profilo;

la figura 10 ? una vista in elevazione frontale che rappresenta l?inserto filettato applicato sul tubo o profilo, e

le figure 11 e 12 sono viste prospettiche che rappresentano una parte del sistema automatico di applicazione inserti della macchina di figura 1.

La macchina per la lavorazione laser di tubi e profili oggetto della presente invenzione ? qui descritta e illustrata con riferimento alla sua applicazione per la lavorazione di tubi, ma ? chiaro che essa ? parimenti utilizzabile per la lavorazione di profili. I tubi o profili su cui la macchina ? in grado di lavorare possono avere sezioni trasversali di forma e dimensioni diverse.

Con riferimento alle figure, una macchina per la lavorazione laser di tubi secondo una forma di realizzazione della presente invenzione comprende, in modo per s? noto, un basamento 10, una testa di lavoro 12 atta a eseguire una lavorazione di taglio laser su un tubo T (mostrato nelle figure da 2 a 8), un dispositivo di alimentazione (non illustrato) atto a far avanzare il tubo T lungo una direzione longitudinale x (coincidente con la direzione dell'asse longitudinale del tubo T e ortogonale alla pagina dei disegni delle figure 2-8), un dispositivo di guida non illustrato atto a guidare il tubo T mentre questo viene fatto avanzare dal dispositivo di alimentazione e un sistema di scansione non illustrato atto a eseguire una scansione di almeno una porzione (ad esempio una porzione superiore) del profilo della sezione trasversale del tubo T.

La testa di lavoro 12 comprende, in modo per s? noto, un dispositivo di focalizzazione 18 atto a emettere un fascio laser focalizzato sulla superficie del tubo T. La testa di lavoro 12 ? portata da una struttura portatesta 26. La struttura portatesta 26, e con essa quindi anche la testa di lavoro 12, ? montata su una slitta 28 in modo da essere traslabile in direzione verticale (direzione z). A sua volta, la slitta 28 ? montata in modo da essere traslabile in direzione trasversale (direzione y) rispetto al basamento 10 della macchina. Anche se nella forma di realizzazione illustrata nelle figure la direzione trasversale y ? una direzione orizzontale, essa potrebbe anche essere una direzione inclinata di un certo angolo rispetto all'orizzontale (pur giacendo ovviamente in un piano perpendicolare all'asse longitudinale del tubo). La testa di lavoro 12 ? quindi mobile nel piano verticale trasversale, cio? in un piano perpendicolare all'asse longitudinale x del tubo T, con due gradi di libert?, e cio? con un grado di libert? di traslazione in direzione verticale e con un grado di libert? di traslazione in direzione trasversale. Inoltre, come previsto nell'esempio di realizzazione illustrato, la testa di lavoro 12 pu? essere montata sulla struttura portatesta 26 in modo da poter oscillare intorno a un asse di oscillazione diretto trasversalmente (o, secondo una forma di realizzazione non mostrata, intorno a due assi di oscillazione ortogonali l'uno all'altro).

Il dispositivo di alimentazione della macchina ? preferibilmente predisposto per comandare non solo un movimento di traslazione del tubo T lungo la direzione dell'asse longitudinale x (movimento di avanzamento o anche di arretramento durante la lavorazione del pezzo), ma anche un movimento di rotazione del tubo T intorno all'asse longitudinale x. Nel caso di una macchina per il taglio laser di tubi, la combinazione dei gradi di libert? di movimentazione della testa di lavoro 12 (traslazione lungo la direzione verticale z, traslazione lungo la direzione trasversale y, rotazione intorno all'asse di oscillazione ed, eventualmente, traslazione anche lungo la direzione dell'asse longitudinale x) e dei gradi di libert? di movimentazione del tubo T (traslazione lungo la direzione dell'asse longitudinale x e rotazione intorno all'asse longitudinale x) permette di eseguire un taglio sulla parete del tubo T lungo una linea di taglio qualsiasi.

La macchina comprende inoltre un sistema automatico di applicazione inserti, indicato complessivamente con 30. Tale sistema ? configurato per la posa di un inserto filettato I (mostrato nelle figure 9 e 10) in un corrispondente foro o alloggiamento H preliminarmente ricavato in una parete w del tubo o profilo T per mezzo della lavorazione laser. Il sistema automatico di applicazione inserti 30 ? integrato nella macchina ed ? configurato per operare in maniera coordinata con la testa di lavoro 12.

Inserti applicabili con la macchina secondo l?invenzione sono ad esempio inserti standard, comprendenti un corpo a boccola avente una superficie esterna S con sezione trasversale poligonale, in particolare esagonale, e una flangia o testa F ricavata in corrispondenza di un?estremit? prossimale del corpo a boccola. Nel corpo a boccola ? ricavato un foro filettato B, il quale comprende un tratto prossimale B1 avente diametro maggiore e disposto in corrispondenza della testa F, e un tratto distale B2 avente diametro minore e provvisto di filettatura. Esempi di inserti standard applicabili con la macchina secondo l?invenzione sono gli inserti esagonali M4, M5, M6, M8 aperti a testa cilindrica, gli inserti esagonali M4, M5, M6, M8 chiusi a testa cilindrica, gli inserti esagonali M4, M5, M6, M8 aperti a testa ridotta e gli inserti esagonali M4, M5, M6, M8 chiusi a testa ridotta. Nelle figure 9 e 10 ? rappresentato un inserto esagonale aperto a testa cilindrica.

Il sistema automatico di applicazione inserti 30 comprende una pinza 31 di tipo per s? noto, la quale ? provvista di un perno rotante filettato 32 configurato per impegnare il foro filettato B dell?inserto filettato I per l?afferraggio e la posa dell?inserto filettato I. A tal fine, la pinza 31 comprende in modo per s? noto un motore o attuatore 31a per comandare la rotazione del perno filettato 32. La posa dell?inserto filettato I avviene inserendo a forza, tramite la pinza 31, l?inserto filettato I nell?alloggiamento H, fino all?attestamento della testa F contro la parete w del tubo o profilo T; successivamente, la pinza 31 viene estratta leggermente provocando la deformazione di una parte dell?inserto compresa fra il tratto distale filettato B2 e la parete w del tubo o profilo T, e che presenta spessore ridotto per la presenza del tratto di foro B1 di diametro maggiore (si veda la figura 10); in questo modo la parete w del tubo o profilo T risulta serrata fra la testa F e la parte deformata dell?inserto filettato. Infine la pinza 31 viene rimossa svitando il perno filettato 32 dall?inserto filettato I cos? ancorato.

La pinza 31 ? montata su una struttura di supporto 33, a sua volta fissata alla slitta 28. La pinza 31 si muove cos? insieme alla slitta 28, e dunque anche insieme alla testa di lavoro 12. La pinza 31 risulta pertanto essere solidale a traslazione con la testa di lavoro 12 sia in direzione trasversale y sia in direzione verticale z. Vantaggiosamente, la posizione della pinza 31 risulta essere esattamente sullo stesso piano yz (ortogonale all?asse x del tubo o profilato) della testa di lavoro 12; in questo modo, dopo aver eseguito il foro nel tubo o nel profilo T con la testa di lavoro 12, muovendo solo gli assi y e z si pu? portare la pinza 31 ad inserire l?inserto I nello stesso foro senza necessit? di movimentare il tubo o il profilo T in lavorazione e/o movimentare la pinza 31 con ulteriori assi controllati.

Fra la struttura di supporto 33 e la pinza 31 ? interposto un attuatore lineare 34, il quale ? configurato per movimentare la pinza 31 rispetto alla slitta 28 e quindi alla testa di lavoro 12, lungo una direzione parallela all?asse z. In particolare, la pinza 31 ? mobile fra una posizione di riposo corrispondente a una posizione di fine corsa superiore dell?attuatore lineare 34 (rappresentata nelle figure 1 e 2), e una posizione di lavoro corrispondente a una posizione di fine corsa inferiore dell?attuatore lineare 34 (rappresentata in figura 7). La corsa della pinza 31 ? rappresentata dalla freccia z2 nelle figure da 2 a 8.

Il sistema automatico di applicazione inserti 30 comprendente inoltre una parte solidale con il basamento 10. Tale parte comprende un gruppo di alimentazione inserti 35, il quale nell?esempio illustrato comprende un dispositivo di alimentazione a tazza vibrante 35a, avente un?uscita collegata a uno scivolo 35b. Lo scivolo 35b funge da caricatore monofilare per una slitta di prelievo 35c, visibile nelle figure 11 e 12; in altre parole, lo scivolo 35b alimenta uno per volta gli inserti filettati T alla slitta di prelievo 35c. Nella slitta di prelievo 35c ? ricavata una sede di prelievo inserti 36, la quale in una posizione retratta della slitta di prelievo 35c ? affacciata su un?uscita dello scivolo 35b. Nella figura 12 ? stato rimosso lo scivolo 35b per rendere maggiormente visibile la sede di prelievo inserti 36.

La sede di prelievo inserti 36 ? configurata per accogliere un solo inserto filettato I per volta, ed ? inoltre sagomata per impedire all?inserto filettato in essa accolto di ruotare attorno al proprio asse centrale.

La slitta di prelievo 35c ? mobile dalla posizione retratta rappresentata nelle figure 11 e 12 a una posizione avanzata rappresentata nelle figure da 2 a 8; a tale movimentazione ? dedicato un attuatore 35d. La slitta di prelievo 35c nella sua posizione avanzata permette di prelevare l?inserto metallico I tramite la pinza 31, nel modo che verr? descritto nel seguito. Per impedire all?inserto filettato I di cadere dalla sede di prelievo inserti 36 durante l?avanzamento della slitta di prelievo 35c dalla posizione retratta alla posizione avanzata, ? prevista una guida (non illustrata) disposta di fianco alla slitta di prelievo 35c. La configurazione sopra descritta permette alla sede di prelievo inserti 36 di ricevere inserti I in maniera singolarizzata, in modo tale che siano trattabili dalla pinza 31.

Come si pu? vedere nelle figure da 1 a 8, il gruppo di alimentazione inserti 35 e la sede di prelievo inserti 36 sono disposti accanto alla slitta 28 e quindi alla pinza 31. La slitta 28 ? pertanto configurata per fare la spola fra il tubo o profilo T e la sede di prelievo inserti 36 per consentire alla pinza 31 di afferrare l?inserto filettato I dalla sede di prelievo inserti 36 e per consentire alla pinza 31 di posare l?inserto filettato sul tubo o profilo T, fra un?operazione di foratura e una successiva operazione di taglio eseguite sul tubo o profilo T dalla testa di lavoro 12. Ai fini della presente invenzione, per operazione di foratura si intende un?operazione nell?ambito della quale viene ricavato il foro o alloggiamento H nella parete w del tubo o profilo T. Per operazione di taglio si intende pi? in generale una qualsiasi operazione di taglio laser eseguita sul tubo o profilo T, ivi compresa la foratura suddetta.

A bordo del gruppo di alimentazione 35 ? inoltre disposto un sensore di presenza 35e, ad esempio una fotocellula, configurato per rilevare la presenza dell?inserto filettato I nella sede di prelievo inserti 36 quando la slitta di prelievo 35c si trova nella sua posizione avanzata. La posizione della sede di prelievo inserti 36 con la slitta di prelievo 35 nella posizione avanzata ? rappresentata da una linea tratteggiata in figura 12.

Con riferimento alle figure da 2 a 8, si descrive ora un procedimento di funzionamento della macchina sopra descritta.

In figura 2 ? rappresentata una fase di foratura mediante taglio laser del tubo o profilo T. In tale fase viene ricavato un alloggiamento H nel tubo o profilo T tramite la testa di lavoro 12. Durante il taglio laser, la pinza 31 in posizione di riposo rimane fuori ingombro lasciando lavorare la macchina senza limitazioni.

In figura 3 ? rappresentata una fase di preparazione al prelievo dell?inserto I. In tale fase, la slitta 28 viene spostata dal tubo o profilo T alla sede di prelievo inserti 26. In particolare, muovendo gli assi y e z che movimentano la slitta 28 e la testa di taglio 12, la pinza 31 viene posizionata verticalmente sull?asse dell?inserto I che si trova nella sede di prelievo inserti 36 con la slitta 35c in posizione avanzata.

In figura 4 ? rappresentata una fase di discesa della pinza 31 in posizione di prelievo. Facendo scendere la pinza 31 con l?attuatore lineare 34 in una posizione intermedia ci si prepara al prelievo dell?inserto I (la tipologia di attuatore lineare utilizzato deve essere tale da permettere una fermata intermedia fra le due posizioni di finecorsa).

In figura 5 ? rappresenta una fase di prelievo inserto. Scendendo con l?asse z della slitta 8 mentre il perno filettato 32 della pinza 31 viene fatto ruotare in modo da impegnare il foro filettato B dell?inserto I, l?inserto I viene afferrato dalla pinza 31.

In figura 6 ? rappresentata una fase di uscita pinza con inserto. In tale fase, salendo con l?asse z della slitta 28 la pinza 31 estrae l?inserto I dalla sede di prelievo inserti 36 ed ? pronta per la fase di applicazione nel foro o alloggiamento H eseguito in precedenza.

In figura 7 ? rappresentata una fase di applicazione inserto sul tubo o profilo in lavorazione. Muovendo gli assi y e z della slitta 28 e della testa di taglio 12 nella posizione opportuna la pinza 31 applica l?inserto I nel foro o alloggiamento H preventivamente eseguito. Si noti che la pinza 31 viene inoltre portata nella sua posizione di finecorsa inferiore o posizione di lavoro. Per realizzare l?ancoraggio dell?inserto filettato I alla parete w del tubo o profilo T, la pinza 31 opera nel modo sopra descritto con riferimento alle figure 9 e 10.

Infine, in figura 8 ? rappresentata una fase di ritorno alla posizione di taglio. Facendo risalire la pinza 31 mediante l?attuatore lineare 34 e muovendo opportunamente gli assi y e z della slitta 28 si torna alla fase di taglio laser mediante la testa di lavoro 12.

Preferibilmente, i controlli automatici della macchina sopra descritta comprendono una procedura di controllo della tipologia dell?inserto e del corretto prelievo dell?inserto dalla sede di prelievo inserti. A tal fine, il sensore di presenza 35e ? configurato per cambiare stato a causa del prelievo dell?inserto filettato I dalla sede di prelievo inserti 36 e rendere conseguentemente disponibile un segnale di rilevamento. Ad esempio, nel caso in cui il sensore di presenza 35e sia una fotocellula funzionante per riflessione sull?inserto I, quando l?inserto I ? presente nella sede di prelievo inserti 36 il sensore di presenza 35e pu? essere in uno stato eccitato, e quando l?inserto I ? assente il sensore di presenza 35e pu? essere in uno stato diseccitato.

Quando l?inserto filettato I afferrato dalla pinza 31 viene sollevato dalla sede di prelievo inserti 36, ? previsto che il sensore di presenza 35e si disecciti ad una precisa quota z in dipendenza dal tipo di inserto processato (quota attesa di prelievo). Il controllo automatico della macchina opera quindi un confronto fra la quota attesa di prelievo e la quota raggiunta dalla pinza 31 quando viene rilevato il cambio di stato del sensore di presenza 35e (quota rilevata di prelievo). Se la quota rilevata di prelievo corrisponde a quella prevista si passa alle fasi successive di movimentazione della slitta 28 e della pinza 31 per l?applicazione dell?inserto I sul tubo o profilo T. Se invece la quota rilevata di prelievo non corrisponde alla quota attesa di prelievo vuol dire che: - l?inserto prelevato ? di un formato non corretto, oppure

- l?inserto non ? stato avvitato bene dalla pinza 31.

Viene quindi fatto un nuovo tentativo di prelievo con lo stesso inserto.

Se anche questo nuovo tentativo fallisce, sfruttando sempre solo gli assi y e z della macchina, la pinza 31 si posiziona vicino al punto di prelievo dove ? prevista una piccola morsa pneumatica (non illustrata) che afferra l?inserto da scartare e lo tiene fermo in modo che la pinza 31 possa svitarsi da esso; successivamente la morsa si apre e l?inserto difettoso cade in un pozzetto dedicato agli scarti di taglio (non illustrato) e la pinza 31 riparte per un nuovo prelievo.

Preferibilmente, i controlli automatici della macchina sopra descritta comprendono inoltre una procedura per controllare anche la presenza dell?inserto nella sede di prelievo inserti 36 con la slitta di prelievo 35c nella posizione avanzata: pu? succedere infatti che, nella transizione fra scivolo di alimentazione 35b e slitta selettrice 35c, l?inserto non scenda e quindi la slitta selettrice 35c esca vuota; in questo caso il sensore di presenza 35e non cambia stato all?arrivo della slitta selettrice 35c (perch? l?inserto non ? presente), e pertanto viene comandato un secondo tentativo di prelievo. Per aiutare la discesa dell?inserto dallo scivolo 35b possono essere previsti dei soffi d?aria (non illustrati) disposti lungo lo scivolo e soffianti nella direzione di discesa.

Preferibilmente, i controlli automatici della macchina sopra descritta comprendono inoltre una procedura per controllare il corretto inserimento dell?inserto nel tubo o profilo. Quando la macchina va ad infilare l?inserto I nell?alloggiamento H preventivamente eseguito col taglio laser ci si dovrebbe trovare nella posizione illustrata in figura 7.

Questa posizione corrisponde a

a) attuatore lineare 34 di movimentazione pinza 31 in posizione di finecorsa inferiore, b) una quota z ben precisa, nota in funzione della dimensione del tubo o del profilo in lavorazione.

Se una di queste due condizioni non ? soddisfatta vuol dire che qualcosa ? andato storto e l?inserimento non ? avvenuto correttamente (la posizione del carrello del cilindro sul quale ? fissata la pinza 31 ? controllata attraverso un trasduttore lineare posizionato parallelamente all?attuatore lineare). In caso di inserimento fallito, per scartare l?inserto la pinza andr? successivamente a posizionarsi in corrispondenza della morsa pneumatica sopra descritta.

Preferibilmente, i controlli automatici della macchina sopra descritta comprendono inoltre una procedura per la preparazione dell?alloggiamento per l?inserto filettato mediante taglio laser.

Il processo di applicazione di un inserto filettato su un impianto di taglio tubi laser, prevede in prima battuta l?asporto del materiale dal tubo o profilo ove ? prevista l?applicazione dell?inserto filettato.

Tale area viene definita alloggiamento dell?inserto filettato.

L?asporto del materiale per ricavare l?alloggiamento avviene mediante lavorazione laser.

Tale lavorazione viene definita geometria laser preparatoria.

La geometria laser preparatoria prevede il taglio di una geometria poligonale, in particolare esagonale, orientata in maniera coerente con l?orientamento assunto dall?inserto filettato durante il processo di selezione e prelievo. Tale orientamento viene preservato dalla pinza 31 ed ? sempre il medesimo per garantire il corretto inserimento dell?inserto filettato nell?alloggiamento.

Si descrive ora la modalit? con cui viene gestito il processo di programmazione ed esecuzione della geometria preparatoria laser.

PROGRAMMAZIONE CAD/CAM (UFFICIO)

Nell?ambiente di programmazione CAD/CAM per la progettazione delle lavorazioni da eseguire sul tubo non ? necessario disegnare la geometria laser preparatoria.

In questo ambiente ? solamente necessario inserire un riferimento di posizione (placeholder), corrispondente al baricentro di dove si intende applicare l?inserto filettato.

PROGRAMMAZIONE IN MACCHINA

In macchina, ? sufficiente assegnare al placeholder, inserito durante la programmazione CAD/CAM, un determinato tipo di inserto filettato.

Un inserto filettato viene descritto mediante una serie di parametri geometrici che permettono alla macchina di conoscere anche la dimensione e la forma dell?alloggiamento.

Grazie alle informazioni descrittive dell?inserto filettato e conoscendo l?orientamento dell?inserto stesso sulla pinza 31, la macchina esegue la geometria preparatoria in maniera automatica, con riferimento di posizione determinato dal placeholder. In caso di necessit?, l?utente ha possibilit? di aggiustare in maniera parametrica la dimensione ed applicare particolari parametri di taglio laser.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, le forme di attuazione e i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto ? stato descritto e illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Macchina per il taglio laser di tubi e profili (T), comprendente

una testa di lavoro (12) con un dispositivo di focalizzazione (18) atto a emettere un fascio laser focalizzato sulla superficie del tubo o profilo (T) da lavorare, e

una slitta (28) su cui ? montata la testa di lavoro (12), detta slitta (28) essendo montata in modo traslabile rispetto al tubo o profilo (T) in lavorazione sia in una prima direzione trasversale (y) sia in una seconda direzione trasversale (z) ortogonale alla prima direzione trasversale, dette direzioni trasversali essendo ortogonali all?asse longitudinale del tubo o profilo (T) in lavorazione,

detta macchina essendo caratterizzata dal fatto di comprendere un sistema automatico di applicazione inserti (30) per la posa di un inserto filettato (I) in un alloggiamento (H) ricavato in una parete (w) del tubo o profilo (T) per mezzo di detto fascio laser, detto sistema automatico di applicazione inserti essendo integrato nella macchina ed essendo configurato per operare in maniera coordinata con detta testa di lavoro.

2. Macchina secondo la rivendicazione 1, in cui il sistema automatico di applicazione inserti (30) comprende una pinza (31) provvista di un perno rotante filettato (32) configurato per impegnare un foro filettato (B) dell?inserto filettato (I) per l?afferraggio e la posa dell?inserto filettato (I).

3. Macchina secondo la rivendicazione 2, in cui la testa di lavoro (12) e la pinza (31) sono montate su detta slitta (28) in modo da essere ad essa solidali a traslazione sia in detta prima direzione trasversale (y) sia in detta seconda direzione trasversale (z).

4. Macchina secondo la rivendicazione 3, in cui il sistema automatico di applicazione inserti (30) comprende inoltre un attuatore lineare (34) montato su detta slitta e sul quale la pinza (31) ? montata, detto attuatore lineare essendo configurato per traslare la pinza (31) rispetto a detta slitta in detta seconda direzione trasversale, fra una posizione di riposo e una posizione di lavoro.

5. Macchina secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui il sistema automatico di applicazione inserti (30) comprende inoltre un gruppo di alimentazione inserti (35) e una sede di prelievo inserti (36) configurata per ricevere inserti in maniera singolarizzata da detto gruppo di alimentazione inserti, detto gruppo di alimentazione inserti e detta sede di prelievo inserti essendo disposti accanto alla slitta (28).

6. Macchina secondo la rivendicazione 5, in cui detta slitta ? configurata per fare la spola fra il tubo o profilo (T) e la sede di prelievo inserti (36) per consentire alla pinza (31) di afferrare l?inserto filettato (I) dalla sede di prelievo inserti (36) e per consentire alla pinza (31) di posare l?inserto filettato (I) sul tubo o profilo (T), fra un?operazione di foratura e una successiva operazione di taglio eseguite sul tubo o profilo (T) da detta testa di lavoro.

7. Macchina secondo la rivendicazione 5 o 6, comprendente inoltre un sensore di prossimit? (35e) configurato per rilevare la presenza dell?inserto filettato (I) nella sede di prelievo inserti (36).

8. Metodo di funzionamento di una macchina secondo una delle rivendicazioni da 5 a 7, comprendente i passi seguenti:

a) ricavare un alloggiamento (H) nel tubo o profilo (T) tramite detta testa di lavoro (12),

b) spostare detta slitta (28) dal tubo o profilo (T) alla sede di prelievo inserti (36),

C) afferrare un inserto filettato (I) dalla sede di prelievo inserti (36) tramite detta pinza (31), d) spostare detta slitta (28) dalla sede di prelievo inserti (36) al tubo o profilo (T),

e) posare l?inserto filettato (I) nell?alloggiamento (H) del tubo o profilo (T) tramite detta pinza (31), ed

f) eseguire un?operazione di taglio tramite detta testa di lavoro (12).

9. Metodo secondo la rivendicazione 8 per il funzionamento di una macchina secondo la rivendicazione 7, in cui il sensore di prossimit? (35e) ? configurato per cambiare stato a causa del prelievo dell?inserto filettato (I) dalla sede di prelievo inserti (36) e rendere conseguentemente disponibile un segnale di rilevamento, e in cui il passo c) comprende le fasi seguenti:

c1) afferrare l?inserto filettato (I) tramite la pinza (31) e sollevare l?inserto filettato (I) dalla sede di prelievo inserti (36),

c2) determinare, sulla base di detto segnale di rilevamento, un?altezza rilevata di prelievo raggiunta dall?inserto filettato (I) durante il prelievo, in corrispondenza della quale si ? verificato il cambiamento di stato del sensore di prossimit? (35e),

c3) confrontare detta altezza rilevata di prelievo con un?altezza attesa di prelievo, dipendente da parametri geometrici dell?inserto filettato (I), c4) se l?altezza rilevata di prelievo ? differente dall?altezza attesa di prelievo, posizionare nuovamente l?inserto filettato (I) nella sede di prelievo inserti (36), rilasciare l?inserto filettato (I), e ripetere i passi c1)-c3),

c5) se l?altezza rilevata di prelievo ? ancora differente dall?altezza attesa di prelievo, scartare l?inserto filettato (I).

10. Metodo secondo la rivendicazione 8 o 9, per il funzionamento di una macchina secondo la rivendicazione 7, in cui il sensore di prossimit? (35e) ? configurato per cambiare stato a causa della ricezione nella sede di prelievo inserti (36) dell?inserto filettato (I) alimentato dal gruppo di alimentazione inserti (35), e rendere conseguentemente disponibile un segnale di rilevamento, e in cui il passo c) comprende, in caso di mancata ricezione dell?inserto filettato (I) nella sede di prelievo inserti (36),

ripetere l?alimentazione dell?inserto filettato (I) dal gruppo di alimentazione inserti (35).

11. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 8 a 10, per il funzionamento di una macchina secondo la rivendicazione 4, in cui il passo e) comprende le fasi seguenti:

e1) abbassare la pinza (31) con l?inserto filettato (I) fino ad impegnare l?alloggiamento (H) del tubo o profilo (T),

e2) determinare un?altezza rilevata di lavoro raggiunta dalla pinza (31),

e3) confrontare detta altezza rilevata di lavoro con un?altezza attesa di lavoro, dipendente dalle dimensioni del tubo o profilo (T),

e4) se l?altezza rilevata di lavoro ? differente dall?altezza attesa di lavoro, scartare l?inserto filettato (I).

12. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 8 a 11, in cui il passo a) viene eseguito sulla base di dati di ingresso comprendenti una posizione richiesta del baricentro dell?alloggiamento (H) nel tubo o profilo (T), e parametri geometrici dell?inserto filettato (I) da applicare.