IT202200000236A1 - Modulo per torretta porta-utensili di un tornio - Google Patents
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Description
Descrizione di invenzione industriale
Modulo per torretta porta-utensili di un tornio
Background dell?invenzione
[0001] L?invenzione concerne un modulo porta-utensile montabile su una torretta portautensili di un tornio a controllo numerico.
[0002] Sono noti moduli porta-utensili che sono montabili su una torretta porta-utensili di un tornio a controllo numerico e che comprendono un corpo di supporto fissabile in modo rimovibile alla torretta porta-utensili per supportare un utensile, un albero motore accoppiato con il corpo di supporto e collegato a una presa di moto della torretta porta-utensili, un gruppo di controllo disposto in maniera amovibile sul corpo di supporto per rilevare diversi dati del modulo porta-utensile. Il gruppo di controllo comprende un microcontrollore e una pluralit? di sensori che rilevano parametri di funzionamento del modulo, quali velocit? di rotazione dell?albero motore, temperatura di funzionamento del modulo porta-utensili, eccetera.
[0003] In particolare, si fa riferimento a un modulo porta-utensili realizzato in accordo con il preambolo della prima rivendicazione. Un modulo siffatto ? descritto, ad esempio, nella pubblicazione brevettuale DE 102020 117 693 A1.
[0004] Un inconveniente della tecnica nota ? rappresentato dalle dimensioni della batteria ricaricabile che, per alimentare il microcontrollore e i sensori per un periodo di tempo esteso, ad esempio anni, presenta delle dimensioni che, se confrontate con le dimensioni del modulo porta-utensile, rappresentano l?ingombro prevalente all?interno del gruppo di controllo.
[0005] Un altro inconveniente della tecnica nota ? rappresentato dalla sostituzione della batteria ricaricabile che rappresenta un punto critico per il funzionamento del microcontrollore e dei sensori disposti all?interno del modulo porta-utensile a causa della presenza di trucioli, sporco e refrigerante che possono inquinare e/o mettere in corto circuito l?elettronica del gruppo di controllo.
[0006] La tecnica nota ? migliorabile per vari aspetti.
[0007] In primo luogo, ? desiderabile realizzare un modulo porta-utensile con un ingombro relativamente ridotto. Inoltre, ? auspicabile migliorare i moduli porta-utensile noti che presentano l?inconveniente di una durata relativamente bassa della vita utile della batteria, che dovr? essere sostituita di frequente con conseguenti perdite di tempo, fermi di produzione, rischi di cortocircuito del gruppo di controllo e costi aggiuntivi per la ricarica.
Sommario dell?invenzione
[0008] Uno scopo della presente invenzione ? proporre un modulo per torretta portautensili in grado di superare gli inconvenienti sopra indicati.
[0009] Uno scopo della presente invenzione ? realizzare un modulo porta-utensili alternativo rispetto a quelli della tecnica nota.
[0010] Un vantaggio della presente invenzione ? fornire un modulo porta-utensili notevolmente compatto e con un?efficienza energetica relativamente elevata.
[0011] Un vantaggio ? rendere disponibile un modulo che sia operativamente associabile a una torretta porta-utensili di un tornio a controllo numerico e che consenta di annullare le fermate operative del tornio.
[0012] Un vantaggio ? provvedere un modulo per torretta porta-utensili in grado di ridurre i tempi di produzione e/o i costi di manutenzione.
[0013] Tali scopi e vantaggi e altri ancora sono raggiunti da un modulo porta-utensile secondo una o pi? delle rivendicazioni sotto riportate.
Breve descrizione dei disegni
[0014] L?invenzione potr? essere meglio compresa e attuata con riferimento agli allegati disegni che ne illustrano una forma esemplificativa e non limitativa di attuazione, in cui: la figura 1 ? una vista in assonometria di un esempio di un modulo porta-utensile realizzato secondo l?invenzione;
la figura 2 ? una vista frontale del modulo di figura 1 con una sezione parziale per mettere in evidenza il posizionamento del generatore elettrico all?interno del modulo porta-utensile;
la figura 3 ? una vista ingrandita di figura 2 in cui si notano altri componenti disposti all?interno del modulo porta-utensile;
la figura 4 ? uno schema a blocchi che illustra in modo schematico alcuni componenti compresi in un gruppo di controllo installato all?interno del modulo porta-utensile di figura 1;
la figura 5 ? una vista frontale del generatore elettrico utilizzato nel modulo portautensile di figura 1;
la figura 6 ? la sezione VI-VI di figura 5;
la figura 7 ? un esploso del generatore elettrico di figura 5 che mostra in maggior dettaglio lo statore e il rotore del generatore.
Descrizione dettagliata
[0015] Con riferimento alle suddette figure, ? indicato complessivamente con 1 un modulo porta-utensile montabile su una torretta porta-utensili di un tornio a controllo numerico. Il modulo porta-utensile 1 comprende un supporto 2 fissabile in maniera amovibile alla torretta porta-utensile. Il supporto 2 ? configurato, in particolare, per ricevere (in maniera rimovibile e intercambiabile) almeno un utensile, in particolare almeno un utensile per lavorazioni con asportazione di materiale, come, ad esempio, un utensile da taglio, da fresatura, eccetera. Il modulo porta-utensile 1 pu? comprendere, in particolare, un albero motore 4 girevole sul supporto 2. L?albero motore 4 ? configurato per il collegamento con una presa di moto della torretta porta-utensile per azionare in rotazione l?utensile supportato dal modulo porta-utensile 1.
[0016] Il modulo porta-utensile 1 pu? comprendere, in particolare, un gruppo di controllo 5 disposto sul supporto 2 e comprendente un microcontrollore 17 e uno o pi? sensori 8, 9, 10 configurati per rilevare dati del modulo porta-utensile 1. Il microcontrollore 17 ? configurato per comunicare con i suddetti uno o pi? sensori 8, 9, 10. I suddetti uno o pi? sensori possono comprendere, in particolare, un sensore 8 di temperatura configurato per rilevare almeno una temperatura di funzionamento del modulo porta-utensile 1 e/o un sensore 9 di accelerazione configurato per rilevare almeno un?accelerazione del modulo porta-utensile 1 e/o un modulo GPS 10 (in particolare provvisto di almeno un?antenna GPS 11) configurato per rilevare dati relativi a una posizione del modulo porta-utensile 1.
[0017] Il supporto 2 pu? comprendere, in particolare, almeno una faccia che presenta almeno un alloggiamento 3 atto a contenere l?albero motore 4.
[0018] Il modulo porta-utensile 1 comprende almeno un generatore elettrico 14, (in particolare un generatore di corrente alternata, ad esempio di tipo ?brushless?) che ? azionato dalla rotazione dell?albero motore 4 durante il funzionamento dell?albero stesso. Il generatore elettrico 14 ? configurato, in particolare, per trasformare l?energia meccanica, fornita dalla rotazione dell?albero motore 4, in energia elettrica. In particolare, il generatore elettrico 14 pu? comprendere almeno un rotore 20 azionabile dall?albero motore 4 e almeno uno statore 21. Lo statore 21 pu? essere, in particolare, realizzato in circuito stampato (PCB).
[0019] In una forma di realizzazione, il generatore elettrico 14 pu? comprendere, in particolare, due rotori 20 di forma sostanzialmente anulare disposti attorno all?albero motore 4 in modo da risultare coassiali con l?albero motore 4. Lo statore 21 pu? essere anch?esso, in particolare, di forma anulare. Lo statore 21 pu? essere, in particolare, fissato al supporto 2. I due rotori 20 possono essere fissati all?albero motore 4.
[0020] Il generatore elettrico 14 pu? essere, in particolare, disposto all?interno dell?alloggiamento 3 del supporto 2. Il generatore elettrico 14 pu? essere, in particolare, disposto tra un supporto alla rotazione 23 (ad esempio, un cuscinetto a sfera) atto a ridurre l?attrito generato dalla rotazione dell?albero motore 4, e uno o pi? elementi elastici 22 (ad esempio molle a tazza) configurate per smorzare eventuali vibrazioni e compensare le dilatazioni termiche.
[0021] Il modulo porta-utensile 1 pu? comprendere, in particolare, una ghiera di serraggio 24 disposta per serrare lo statore 21 del generatore elettrico 14, il supporto alla rotazione 23 e gli elementi elastici 22, in particolare all?interno dell?alloggiamento 3.
[0022] Il modulo porta-utensile 1 pu? comprendere, in particolare, un dispositivo di accumulo di energia elettrica 15 disposto sul supporto 2. Il dispositivo di accumulo di energia elettrica 15 pu? essere, in particolare, alimentato dal generatore elettrico 14. In particolare, il dispositivo di accumulo di energia elettrica 15 pu? essere disposto all?interno del gruppo di controllo 5. Il dispositivo di accumulo di energia elettrica 15 pu? essere, in particolare, configurato per alimentare il microcontrollore 17 e/o per alimentare i suddetti uno o pi? sensori 8, 9, 10. Il dispositivo di accumulo di energia elettrica 15 pu? comprendere, in particolare, un capacitore. Il generatore elettrico 14 pu? essere, in particolare, collegato con il gruppo di controllo 5 tramite cavi elettrici che salgono attraverso il foro 25.
[0023] Il generatore elettrico 14 permette di sfruttare l?energia meccanica fornita dall?albero motore per alimentare il gruppo di controllo 5.
[0024] Il microcontrollore 17 pu? essere configurato, in particolare, per ricevere un segnale relativo al funzionamento dell?albero motore. In particolare, tale segnale pu? comprendere, ad esempio, un segnale relativo alla velocit? di rotazione dell?albero motore. In particolare, grazie alla rotazione del rotore 20, collegato operativamente all?albero motore 24, si genera una tensione alternata caratterizzata da un certo segnale di frequenza. Il gruppo di controllo 5 pu? essere configurato, in particolare, per leggere il segnale di frequenza e per calcolare la velocit? di rotazione RPM in base al suddetto segnale di frequenza (ad esempio tramite formule matematiche). Il microcontrollore 17 pu? essere cos? in grado di conoscere la velocit? di rotazione RPM grazie a un segnale proveniente dal generatore elettrico 14. Grazie al generatore elettrico 14, quindi, non vi ? la necessita di installare un sensore di rotazione aggiuntivo per rilevare la velocit? di rotazione dell?albero motore 4.
[0025] Il gruppo di controllo 5 pu? essere configurato, in particolare, per essere risvegliato da un segnale di risveglio 18 che viene emesso dal generatore elettrico 14 non appena il rotore 20 inizia a girare, quando l?albero motore 4 inizia a essere azionato dalla torretta porta-utensile. Il segnale di risveglio 18 pu? essere, in particolare, inviato al microcontrollore 17, che potr? passare a uno stato di attivit? rispetto a uno stato di risparmio energetico. In questo stato di attivit? il microcontrollore 17 pu?, ad esempio, comunicare con il sensore di temperatura 8 e/o con il sensore di accelerazione 9 e/o con il modulo GPS 10 (provvisto di antenna GPS 11). In questo stato di attivit? il microcontrollore 17 pu?, ad esempio, verificare se ci sono state interrogazioni provenienti da un sistema di cloud computing 6 e/o pu? immagazzinare i dati rilevati dai suddetti uno o pi? sensori 8, 9, 10 e/o pu? ricevere il segnale di velocit? di rotazione RPM.
[0026] Il gruppo di controllo 5, in questo modo, pu? essere attivato soltanto quando l?albero motore 4 ? in rotazione e cio? soltanto quando, in effetti, ? appropriato un monitoraggio dei dati relativi al modulo porta-utensile, comportando un significativo risparmio energetico, in particolare rispetto al caso in cui un gruppo di controllo debba attivarsi automaticamente a intervalli predeterminati per verificare se vi siano eventi tali da giustificare l?attivazione e la lettura dei sensori 8, 9, 10.
[0027] I dati raccolti dal gruppo di controllo 5 (in particolare i dati relativi ai parametri di funzionamento del modulo porta-utensile) possono essere, in particolare, comunicati a un sistema di cloud computing 6 tramite una rete 7 di comunicazione cellulare, in particolare grazie a una carta SIM disposta all?interno del gruppo di controllo 5 e/o grazie a un modem LTE 12 (in particolare provvisto di antenna LTE) che si connette alla rete 7 di comunicazione cellulare.
[0028] Il modulo porta-utensile 1, inoltre, pu? comprendere una batteria tampone 19 inserita all?interno del gruppo di controllo 5 in particolare per alimentare l?orologio in tempo reale (real-time clock) del microcontrollore 17 anche quando il modulo porta-utensile 1 ? fermo.
[0029] L?invenzione cos? concepita ? suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell?ambito di protezione del concetto inventivo. Inoltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.
Claims (14)
1. Modulo porta-utensile (1) montabile su una torretta porta-utensili di un tornio a controllo numerico, detto modulo porta-utensile comprendendo:
- un supporto (2) configurato per supportare un utensile e fissabile in modo rimovibile a una torretta porta-utensili;
- un albero motore (4) girevole su detto supporto (2) e collegabile a una presa di moto della torretta porta-utensili per azionare l?utensile;
- un gruppo di controllo (5) disposto su detto supporto (2) e comprendente un microcontrollore (17) e almeno un sensore (8; 9; 10) configurato per rilevare dati di detto modulo porta-utensile (1);
caratterizzato dal fatto di comprendere:
- un generatore elettrico (14) disposto su detto supporto (2) per alimentare detto gruppo di controllo (5), detto generatore elettrico (14) comprendendo almeno un rotore (20) azionabile da detto albero motore (4).
2. Modulo porta-utensile (1) secondo la rivendicazione 1, comprendente un dispositivo di accumulo di energia elettrica (15) disposto su detto supporto (2) e configurato per essere alimentato da detto generatore elettrico (14) e per alimentare a sua volta detto gruppo di controllo (5).
3. Modulo porta-utensile (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto generatore elettrico (14) ? configurato per emettere un segnale di risveglio (18) atto a risvegliare detto gruppo di controllo (5) quando detto rotore inizia a ruotare dopo un periodo di inattivit?.
4. Modulo porta-utensile (1) secondo la rivendicazione 3, in cui detto segnale di risveglio (18) ? utilizzato per attivare detto microcontrollore (17) solo quando detto albero motore (4) viene azionato ed ? in effetti richiesto un monitoraggio dei dati relativi a detto modulo porta-utensile (1).
5. Modulo porta-utensile (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto microcontrollore (17) ? configurato per ricevere un segnale da detto generatore elettrico (14) e per determinare, in base a detto segnale ricevuto, almeno un parametro operativo di detto albero motore (4).
6. Modulo porta-utensile (1) secondo la rivendicazione 5, in cui detto segnale comprende un segnale di frequenza di una tensione alternata generata da detto generatore elettrico
7. Modulo porta-utensile (1) secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui detto almeno un parametro operativo di detto albero motore (4) comprende una velocit? di rotazione di detto albero motore (4).
8. Modulo porta-utensile (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto generatore elettrico (14) comprende almeno uno statore (21) che comprende almeno un circuito stampato (PCB).
9. Modulo porta-utensile (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto almeno un sensore (8; 9; 10) comprende un sensore (8) di temperatura configurato per rilevare una temperatura di funzionamento e/o un sensore (9) di accelerazione configurato per rilevare un?accelerazione di detto modulo porta-utensile e/o un modulo GPS (10) provvisto di antenna GPS (11) per rilevare dati relativi a una posizione di detto modulo porta-utensile (1).
10. Modulo porta-utensile (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto supporto (2) definisce un alloggiamento (3) nel quale sono disposti detto generatore elettrico (14) e detto albero motore (4).
11. Modulo porta-utensile (1) secondo la rivendicazione 10, comprendente un supporto alla rotazione (23) per supportare la rotazione di detto albero motore (4), e comprendente una ghiera (24) per serrare detto generatore elettrico (14) e detto supporto alla rotazione (23) in detto alloggiamento (3).
12. Modulo porta-utensile (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente uno o pi? elementi elastici (22) disposti su detto supporto (2) e configurati per smorzare vibrazioni meccaniche e compensare le dilatazioni termiche su detto generatore elettrico (14) quando detto albero motore (4) ? in rotazione.
13. Modulo porta-utensile (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto gruppo di controllo (5) comprende una carta SIM (S) per comunicare con un sistema di cloud computing (6) tramite una rete (7) di comunicazione cellulare e/o un modem LTE (12) provvisto di antenna LTE (13) per connettersi a una rete (7) di telecomunicazione cellulare.
14. Modulo porta-utensile (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto gruppo di controllo (5) comprende una batteria tampone (19) per alimentare detto microcontrollore (17).
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