IT9009402A1 - Macchina utensile per la realizzazione di giunti su elementi costruttivi di mobili e simili - Google Patents

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale dal titolo: "MACCHINA UTENSILE PER LA REALIZZAZIONE DI GIUNTI SU ELEMENTI COSTRUTTIVI DI MOBILI E SIMILI"

RIASSUNTO

Un'unità operatrice (3; 5) a controllo numerico per macchine per la lavorazione di estremità di elementi costruttivi di mobili e simili, comprende una testa (25; 27) portante almeno due utensili (31, 33; 37, 39) ad assi paralleli, il primo (31; 37) dei quali è mobile lungo due assi di traslazione e di lavoro (X, Y) mentre il secondo (33; 39) è mobile lungo tre assi di traslazione e di lavoro (X, Y, Z); i due utensili (31, 33; 37, 39) hanno un asse di rotazione parallelo ad uno (Z) di detti tre assi di traslazione (X, Y, Z), ed almeno gli altri due assi (X, Y) sono comuni ai due utensili e controllati numericamente; la testa (25; 27) ed il pezzo in lavorazione hanno un movimento relativo attorno a due assi (A,B) di oscillazione tra loro ortogonali. (Fig.3)

DESCRIZIONE

L'invenzione si riferisce ad un'unità operatrice a controllo numerico per la lavorazione di giunti di estremità su elementi costruttivi di mobili e simili, come ad esempio braccioli od altri elementi di sedie e poltrone, cornici od altri oggetti. L'invenzione si riferisce, inoltre, ad una macchina a controllo numerico con una o più di dette unità operatrici, ed in specie ad una macchina con due unità operatrici contrapposte per lavorazioni simultanee su due estremità dello stesso pezzo.

Attualmente esistono macchine utensili per la realizzazione del cosiddetto tenone, cioè della parte maschio del giunto. Per effettuare la parte femmina del giunto occorre disporre di una macchina diversa, cioè di una cosiddetta mortasatrice, atta a realizzare le mortase in cui viene successivamente inserito il tenone del pezzo da giuntare, oppure una spina.

Forma oggetto del trovato un'unità operatrice a controllo numerico atta ad eseguire non solo i tenoni, ma anche le mortase, oltre che l'intestatura od attestatura e la fresatura di elementi costruttivi di mobili e simili.

Forma un'ulteriore oggetto del trovato una macchina utensile comprendente una o più, in specie due, di tali unità operatrici.

Sostanzialmente, un'unità operatrice a controllo numerico per macchine per la lavorazione di estremità di elementi costruttivi di mobili e simili comprende, secondo l'invenzione, una testa portante almeno due utensili ad assi paralleli, uno dei quali ha un moto continuo di lavoro lungo due assi di traslazione, mentre l'altro è mobile lungo tre assi di traslazione, detti utensili avendo un asse di rotazione parallelo ad uno di detti tre assi di traslazione, ed almeno gli altri due assi - che definiscono un piano di interpolazione - essendo comuni ai due utensili e controllati numericamente. Con ciò si intende non solo la coincidenza delle direzioni degli assi di lavoro, ma anche che i due utensili sono controllati nei loro movimenti due direzioni da insiemi di organi meccanici e sistemi di controllo comuni. Gli utensili ed il pezzo in lavoro possiedono un moto relativo di oscillazione attorno a due assi oscillazione ortogonali o circa ortogonali.

Il primo utensile, mobile lungo due assi a controllo numerico perpendicolari al proprio asse di rotazione, può effettuare l'intestatura e/o il tenone, cioè la parte a maschio del giunto. Il secondo utensile, mobile lungo almeno due assi a controllo numerico e lungo un terzo asse, parallelo al proprio asse di rotazione, può effettuare sia fori a sezione circolare, sia mortase, cioè cave di sezione oblunga che costituiscono la parte femmina del giunto, nella quale si inserisce un tenone od una spina. I fori possono essere multipli e ad interassi qualsiasi. Inoltre, l'oscillazione degli utensili consente di effettuare sia fori sia mortase con inclinazioni variabili. La macchina così configurata consente di eseguire tutti i tipi di giunto, ed in particolare sia il tenone che la mortasa, di qualunque forma. Entrambi gli utensili sono poi in grado di effettuare contornature, cioè smussi lungo i bordi di estremità di pezzi di sezione qualsiasi. L'elevata flessibilità dell'unità operatrice è ottenuta con due od al massimo tre assi a controllo numerico, in quanto gli assi di traslazione e di lavoro del primo utensile coincidono con due degli assi di traslazione e di lavoro del secondo utensile. Questo consente di realizzare un'unità relativamente economica e facilmente gestibile.

Il movimento di oscillazione relativo tra testa e pezzo in lavorazione è posseduto vantaggiosamente dal pezzo quando è prevista un'unica unità operatrice. Viceversa, quando due unità operatrici lavorano contoraneamente sullo stesso pezzo, ciascuna di es avrà una testa oscillante attorno a due assi ortogonali.

Vantaggiosamente, i due utensili possono essere coassiali. Il primo utensile può essere una fresa, mentre il secondo può essere una punta, una fresa di forma od una fresa a dito od analogo utensile, montato sullo stesso mandrino e mobile assialmente rispetto al primo utensile. Il primo utensile serve anche per effettuare l'attestatura od intestatura del pezzo con produzione di sfridi truciolari facilmente eliminabili.

In una forma di esecuzione preferenziale, la testa operatrice è mobile lungo un asse sostanzialmente orizzontale, così che i due utensili portati da detta testa possono spostarsi lungo due assi sghembi sostanzialmente orizzontali ed atti a ruotare l'uno rispetto all'altro attorno ad un asse verticale. Questo consente alla macchina di effettuare lavorazioni su piani anche fortemente inclinati rispetto allo sviluppo longitudinale del pezzo. Più in particolare, l'unità può lavorare secondo direzioni inclinate entro un arco maggiore di 90°. Questo consente di lavorare anche elementi a sviluppo semicircolare.

In una forma di esecuzione perfezionata dell'unità secondo il trovato, viene previsto un ulteriore mandrino con un asse giacente in un plano sostanzialmente perpendicolare all'asse di rotazione del detto primo utensile, il quale ulteriore mandrino è mobile lungo tre assi di traslazione e di lavoro. Questo mandrino porta una fresa, nel seguito indicata come toupie, che può effettuare fresature del pezzo secondo varie inclinazioni. Vantaggiosamente, il mandrino della toupie può avere un'inclinazione regolabile nel piano perpendicolare all'asse di rotazione del detto primo utensile. Oltre alla toupie, il mandrino può portare anche un secondo utensile coassiale alla toupie, ad esempio una ,punta a forare od una fresa, che può essere assialmente mobile rispetto alla toupie, od anche fissa rispetto a .quest 'ultima.

Gli assi di traslazione e di lavoro del mandrino della toupie sono, vantaggiosamente, gli stessi degli altri due utensili, nel senso che gli stessi sistemi di azionamento e di controllo dei primi due utensili servono anche per la traslazione di queso ulteriore mandrino. Quindi, l'unità operatrice è dotata in questo caso di tre utensili controllabili lungo due assi di traslazione e di lavoro comuni, mentre due di detti utensili sono controllabili secondo un terzo asse di traslazione, vantaggiosamente anch'esso comune ai detti due utensili e controllato numericamente.

Vantaggiosamente, il primo utensile e la toupie possono essere quasi sovrapposti, in modo da poter effettuare lavorazioni su estremità di pezzi a sviluppo semicircolare o simile, di limitate dimensioni con due unità operatrici simultaneamente. Inoltre, con questa disposizione è possibile effettuare in successione lavorazioni con la touple e con il primo utensile ed eventualmente con il secondo utensile, senza necessità di forti spostamenti della testa dell'unità operatrice e quindi con limitati ingombri della macchina.

Vantaggiosamente, il mandrino portante la toupie è supportato da una slitta mobile parallelamente all'asse di rotazione del detto primo utensile. La slitta può portare mezzi atti a vincolare il secondo utensile per provocarne lo spostamento assiale, così che con un unico asse controllato numericamente possono essere gestiti i movimenti sia della toupie, sia del secondo utensile.

L'ulteriore mandrino può portare anche un utensile multiplo, eventualmente dotato di zone con taglienti atti a lavorare secondo versi di rotazione opposti. Questo serve, come apparirà più chiaramente dalla lettura del testo seguente, ad effettuare lavorazioni evitando scheggiature del legno. Il movimento del mandrino lungo gli assi di traslazione e di lavoro consente di portare in lavoro l'una o l'altra zona dell'utensile composto. Allo scopo di invertire il moto di rotazione dell'utensile composto può essere impiegato lo stesso azionamento previsto per eseguire altri movimenti dell'unità operatrice o della macchina che la comprende. Ad esempio, lo stesso azionamento pu servire a pilotare sia l'inversione del verso di rotazione dell'utensile toupie, sia in sequenza i movimenti secondo gli assi di oscillazione, e/o i movimenti del caricatore portante i pezzi da lavorare, e/o i movimenti di avvicinamento ed allontanamento reciproco di due unità montate sulla stessa macchina. Ciò è possibile in quanto i movimenti suddetti avvengono in sequenza e non contemporaneamente .

Allo scopo di aumentare la flessibilità dell'unità operatrice la testa può essere verticalmente mobile lungo un ulteriore asse di traslazione.

Ulteriori caratteristiche vantaggiose dell'unità operatrice secondo il trovato sono indicate nelle allegate rivendicazioni dipendenti.

L'invenzione riguarda anche una macchina utensile comprendente una o più unità operatrici del tipo sopra definito. In particolare, una macchina secondo il trovato può comprendere due unità operatrici, una delle quali si sposta lungo il basamento della macchina per avvicinarsi ed allontanarsi dall'altra allo scopo di lavorare simultaneamente i due estremi di un elemento che può essere di dimensioni anche fortemente variabili. La particolare disposizione degli utensili sulla testa di ciascuna unità operatrice consente di lavorare anche pezzi di lunghezza molto limitata.

Vantaggiosamente, le due unità operatrici della macchina possono essere controllate indipendentemente, per effettuare in contemporanea lavorazioni diverse sulle due estremità del pezzo in lavoro. Tra le due unità può essere disposto un caricatore automatico.

Il trovato verrà meglio compreso seguendo la descrizione e l'unito disegno, il quale mostra una pratica esemplificazione non limitativa del trovato stesso. Nel disegno: la

Fig.l mostra una vista posteriore schematica di una macchina con due unità operatrici; la

Fig.2 mostra una vista in pianta schematica secondo II-II di Fig.l; la

Fig.3 mostra una vista prospettica di una macchina con due unità operatrici secondo III-III di Fig.l; la Fig.4 mostra una vista frontale di un'unità operatrice secondo IV-IV di Fig.3; la

Fig.5 mostra una sezione secondo V-V di Fig.4; la Fig.6 mostra una sezione locale in cui è visibile il sistema di sollevamento ed abbassamento della testa dell'unità operatrice; la

Fig.6A mostra un particolare del sistema di oscillazione della testa attorno all'asse orizzontale; la Fig.7 mostra una sezione locale in cui è visibile il sistema di trasmissione del moto di avvicinamento ed allontanamento di un'unità operatrice rispetto all'altra; la

Fig.8 mostra una sezione assiale del mandrino portante la toupie; e la

Fig.9 mostra una sezione assiale del mandrino portante i due utensili coassiali.

Nelle Figg.l e 2 è schematicamente illustrata una macchina genericamente indicata con 1 e comprendente due unità operatrici, indicate con 3 e 5 rispettivamente. Lo schema delle Figg.l e 2 serve per illustrare le possibilità di movimento ed i gradi di libertà della macchina, i cui particolari costruttivi verranno descritti in maggiore dettaglio con riferimento alle Figg.3 e seguenti. Le unità operatrici 3 e 5 sono disposte su un basamento 4 su cui sono previste guide 7 per lo scorrimento di una delle due unità operatrici (nell'esempio illustrato l'unità 5) verso l'altra. Il moto di avvicinamento ed allontanamento avviene secondo una direzione indicata dalla freccia D (Fig.l). Il movimento lungo D dell'unità operatrice mobile 5 viene fornito da un motoriduttore 8 che comanda la rotazione di una barra filettata IO.

Al basamento 4 sono associati anche due semi-caricatori 9 ed 11, mobili l'uno rispetto all'altro lungo le guide 7 secondo la direzione indicata dalle frecce C. Il movimento dei semi-caricatori 9 ed 11 consente il posizionamento dei semi-caricatori stessi rispetto alle unità operatrici 3 e 5 e la regolazione dell'interdistanza tra di essi per lavorare pezzi di dimensioni diverse. I semi-caricatori vengono spostati rispetto alle relative unità operatrici 3 e 5 per mezzo di motorlduttori 12 e 14 rispettivamente.

Ciascuna delle due unità operatrici 3 e 5 comprende un telaio 13 rispettivamente 15, mobile di moto traslatorio orizzontalmente e trasversalmente rispetto al basamento 4 secondo la freccia P, nonché verticalmente secondo la freccia Q. Il telaio 13 rispettivamente 15 è dotato, inoltre, di un moto di oscillazione secondo la freccia B attorno ad un asse verticale. Il movimento secondo la direzione orizzontale P è comandato da un motoriduttore 17 per quanto riguarda l'unità 3 e da un motoriduttore 19 per quanto riguarda l'unità 5. Il movimento di oscillazione secondo B attorno all'asse verticale è comandato da un motoriduttore 21 per l'unità operatrice 3 e da un motoriduttore 23 per l'unità operatrice 5.

Ciascuna unità operatrice 3 rispettivamente 5 porta una testa 25 rispettivamente 27 su cui sono montati i mandrini e gli utensili di lavoro. Ciascuna delle due teste 25 e 27 è dotata di un movimento di oscillazione secondo la freccia A attorno ad un asse orizzontale. La testa 25 porta un primo mandrino di supporto per due utensili 31, 33 coassiali inferiori, ruotanti attorno ad un asse che risulta orizzontale quando la testa 25 ha un'inclinazione nulla attorno al proprio asse di oscillazione orizzontale. Al di sopra degli utensili coassiali 31, 33 è disposto un mandrino portante un ulteriore utensile 35 ruotante attorno ad un asse che, quando la testa 25 non è inclinata attorno al proprio asse di oscillazione orizzontale, è disposto in un plano verticale, cioè in un piano perpendicolare all'asse di rotazione del primo utensile, nel quale può assumere inclinazioni comprese tra l'orizzontale e la verticale. L'utensile inferiore 31 è dotato di un moto lungo due direzioni perpendicolari indicate con X ed Y, mentre il secondo utensile inferiore 33 e l'utensile superiore 35 sono dotati di un moto lungo tre direzioni prependicolari X, Y e Z. La testa 15 è equipaggiata con tre utensili corrispondenti agli utensili 31, 33 e 35, indicati rispettivamente con 37, 39, 41.

Nel seguito si designeranno con le lettere A, B, C, D, P, Q, X, Y, Z gli assi controllati nume riesimente corrispondenti ai movimenti sopra specificati ed indicati con le stesse lettere delle unità operatrici, delle rispettive teste, dei rispettivi utensili e dei semi-caricatori. Quindi, ciascuna unità operatrice è dotata di un movimento di traslazione lungo un asse P orizzontale e lungo un asse Q verticale, e di un movimento di oscillazione secondo l'asse B. La testa dell'unità operatrice è dotata di un moto di oscillazione secondo l'asse A, mentre gli utensili 33, 35 e 39, 41 sono dotati di moto di traslazione lungo gli assi X, Y e Z, e gli utensili 31 e 37 sono dotati di un moto di traslazione lungo i soli assi X ed Y. Vantaggiosamente, tutti gli assi A, B, C, D, P, Q, X, Y, Z di ciascuna unità operatrice sono controllati numericamente.

Già dalla sommaria descrizione che precede si può dedurre l'elevata flessibilità della macchina. Infatti, con riferimento all'unità operatrice 3, l'utensile 31 controllato numericamente lungo gli assi di interpolazione X, Y è in grado di attestare un pezzo su una superficie piana inclinata fino a 90° rispetto ad un plano verticale perpendicolare al basamento 4 della macchina. Contrariamente alle macchine note, che non possono normalmente superare inclinazioni di 45°, con l'unità operatrice secondo il trovato è possibile attestare anche pezzi aventi una forma semicircolare ed in cui, quindi, la superficie da attestare giace su un piano verticale parallelo all'asse D. Infatti, l'utensile 31 può essere portato sul fianco del pezzo da lavorare allontanando dalla mezzeria del basamento 4, lungo l'asse P, l'unità operatrice e quindi ruotando la testa 25 secondo l'asse di controllo B (cioè attorno ad un asse geometrico verticale). In questo modo l'utensile 31 è in grado di aggredire il pezzo in lavorazione secondo la freccia fi (Fig.2). Inoltre, il grado di libertà della testa 25 secondo l'asse di controllo A permette all'utensile 31 di lavorare superfici non verticali.

L'utensile 31, essendo controllato numericamente lungo gli assi di interpolazione X e Y, è in grado non solo di attestare il pezzo, ma anche di realizzare tenoni, cioè le parti a maschio dei giunti. Inoltre, il controllo numerico consente di impiegare una fresa per attestare (con asse di rotazione parallelo all'asse Z), anziché una lama circolare, come nelle macchine tradizionali. Questo, insieme alla possibilità di controllare numericamente l'utensile lungo gli assi X, Y fornisce due notevoli vantaggi: in primo luogo vengono prodotti sfridi aspirabili in forma di trucioli, anziché sfridi di grosse dimensioni e non aspirabili come nelle macchine impieganti lame circolari; questo consente una più facile asportazione degli sfridi e quindi un funzionamento più affidabile della macchina. In secondo luogo, l'azione dei taglienti della fresa è diretta dall'esterno verso l'interno del pezzo, evitando in questo modo le scheggiature che la lama circolare tradizionale provoca quando esce dal legno. Inoltre, l'uso di una fresa anziché di una lama circolare riduce notevolmente l'ingombro dell'utensile e quindi non viene impedito l'uso di un caricatore automatico anche quando l'unità operatrice assume inclinazioni elevate.

L'utensile 33 coassiale all'utensile 31 è controllato numericamente lungo gli assi di interpolazione X, Y e lungo l'asse Z. Vantaggiosamente, anche l'asse Z è un asse controllato numericamente, ma questo non è strettamente necessario, almeno per quanto concerne la funzione dell'utensile 33. Grazie alla presenza degli assi di controllo P, X e B, anche l'utensile 33, come l'utensile 31, può aggredire il pezzo secondo una direzione qualsiasi compresa in un arco maggiore di 90° e può, quindi, lavorare sinché secondo la direzione fi (Fig.2). Il controllo numerico dell'utensile 33 permette di effettuare lavorazioni di semplice foratura od anche di mortasatura. Infatti, il controllo lungo gli assi X ed Y permette all'utensile 33 di realizzare mortase di forma, interasse, inclinazione e dimensioni qualsiasi. A tale scopo l'utensile 33 può essere una punta a forare, od anche una fresa a dito od una fresa di forma. Il controllo numerico lungo l'asse Z consente di realizzare fori o mortase di profondità variabile e controllata.

Gli utensili 31 e 33 possono effettuare anche lavorazioni di contornatura del pezzo.

Già con gli utensili coassiali 31 e 33 e con un controllo numerico sugli assi X, Y e Z, e con gli ulteriori gradi di libertà sugli assi A, B, P e Q l'unità operatrice secondo il trovato (e quindi la macchina con essa equipaggiata) è in grado di effettuare con maggiore flessibilità una serie maggiore di lavorazioni rispetto alle normali macchine tenonatrici ed alle normali macchine intestatrici, foratrici. Con una macchina equipaggiata con una, o preferibilmente due unità operatrici come quelle 3 e 5, è possibile intestare, forare, tenonare, mortasare e fresare su una o due estremità pezzi di qualunque forma. Oltre ad incrementare le possibilità di movimento della macchina, quindi, si ottiene anche la possibilità di eseguire sulla stessa macchina operazioni che fino ad ora dovevano essere eseguite necessariamente su macchine diverse.

L'ulteriore utensile 35, nel seguito chiamato toupie, consente di aggiungere ulteriori possibilità all'-unità operatrice. Come verrà descritto in maggiore dettaglio nel seguito con riferimento alle Figg.3 a 9, l'asse di rotazione della toupie 35 è inclinabile nel piano definito dagli assi di interpolazione X, Y e può, quindi, assumere qualunque inclinazione in detto piano e può effettuare fresature comunque inclinate rispetto agli assi X ed Y. Inoltre, il mandrino portante la toupie è mobile lungo i tre assi X, Y e Z controllati numericamente. Sul mandrino portante la toupie può essere prevista un'eventuale punta a forare coassiale alla toupie 35 e rigida od anche mobile assialmente rispetto ad essa. La toupie consente di effettuare fresature comunque inclinate nel piano X, Y e con qualunque inclinazione attorno agli assi di controllo A e B. L'eventuale punta a forare consente la realizzazione anche di fori o mortase su una superficie perpendicolare all'asse di rotazione della toupie.

Grazie al controllo numerico della toupie si ottiene un ulteriore vantaggio. Nelle operazioni di fresatura con la toupie 35, allo scopo di evitare scheggiature all'uscita della toupie dal legno, la passata di fresatura può essere interrotta prima che l'utensile esca dal legno, quindi la toupie viene allontanata dal legno secondo l'asse Z, ne viene invertito il senso di rotazione, viene spostata lungo il proprio asse di rotazione per cambiare utensile e quindi viene spostata lungo gli assi X e/o Y e/o Z per riprendere la lavorazione dalla parte opposta a quella in cui essa ha avuto inizio. In questo modo, l'utensile non finisce mai la lavorazione in corrispondenza della superficie esterna del pezzo e viene evitata la scheggiatura del legno.

Nel seguito verrà descritta in maggiore dettaglio l'unità operatrice 3 con riferimento alle Figg.3 a 9. L'unità operatrice 5 è ad essa equivalente e non verrà, quindi, descritta. L'unità operatrice 3 presenta una base 51 vincolata, tramite una madrevite 53 (Fig.7), ad una barra filettata 55 supportata dal basamento 4 e portata in rotazione dal motoriduttore 17 che comanda il movimento dell'unità operatrice 3 secondo l'asse P orizzontale. Sulla base 51 è disposta una colonna 57, verticale ed oscillante secondo l'asse di controllo B per mezzo del motoriduttore 21. Il movimento di rotazione è comandato tramite un pignone 59 ingranante con un settore dentato 61. Sulla colonna 57 è investito un organo tubolare 63 (Fig.6) portante il telaio 13 e mobile verticalmente, nel modo appresso descritto, secondo l'asse di controllo Q. Il movimento lungo l'asse Q è ottenuto per mezzo di un motoriduttore 65 che, tramite una barra 67, trasmette il moto ad una puleggia dentata 69. Dalla puleggia dentata 69 il moto è trasmesso, tramite una cinghia dentata 71, ad una seconda puleggia dentata 73 calettata su una barra filettata 75 coassiale alla colonna 57 ed all'organo tubolare 63. La puleggià 73 e la barra 75 sono supportate sull'organo tubolare 63, ed inoltre la barra filettata 75 coopera con una madrevite 77 rigidamente vincolata alla colonna 57. La rotazione del motoriduttore 65 comanda, quindi, il sollevamento e l'abbassamento dell'organo tubolare 63 - e con esso dell'intero telaio 13 ad esso vincolato -rispetto alla colonna 57 lungo l'asse Q.

Nelle Figg.4 e 5 è mostrato in dettaglio il telaio 13 e la relativa testa 25 con i mandrini e gli utensili su di essa montati. Il telaio 13 porta un motoriduttore 79 che - tramite un pignone 81 ingranante con un settore dentato 83 solidale alla testa 25 - comanda l'oscillazione della testa 25 secondo l'asse di controllo A. Sulla testa 25 è disposta una coppia di guide 91, sulle quali scorre una slitta 93 mobile secondo l'asse X. Nel seguito si indicherà questa slitta come slitta orizzontale. Il movimento della slitta orizzontale 93 è comandato da un motore 95 tramite una barra filettata 97. La slitta 93 porta una piastra 99 su cui sono montate due guide 101 per lo scorrimento di un'ulteriore slitta 103, nel seguito chiamata slitta verticale. La slitta veticale 103 si muove lungo l'asse Y per mezzo di una barra filettata 105, la cui rotazione è comandata da un motore 107 tramite una cinghia 109.

La slitta verticale 103 porta inferiormente un mandrino 111 porta-fresa, su cui sono montati gli utensili 31 e 33. Il mandrino 111 verrà descritto in maggiore dettaglio nel seguito con riferimento alla Fig.9. Il moto agli utensili 31 e 33 è fornito da un motore 113 tramite una cinghia 115.

La slitta verticale 103 porta, inoltre, una coppia di guide 117 per lo scorrimento di un'ulteriore slitta 119, nel seguito denominata slitta porta-toupie, mobile lungo l'asse Z. Sulla slitta porta-toupie sono disposti due supporti 121 che serrano un organo 123 di supporto per il mandrino 125 della toupie 35, illustrato in sezione assiale in Fig.8. I supporti 121 dell'organo 123 possono essere allentati per consentire di modificare l'inclinazione dell'asse del mandrino 125 nel piano definito dagli assi X ed Y. Il movimento lungo l'asse Z della slitta porta-toupie 119 è ottenuto tramite un motore 127 ed una cinghia 129 che comandano la rotazione di una barra filettata 131. Il moto di rotazione della toupie è fornito da un motore posteriore 133 tramite una cinghia 135.

Come risulta chiaramente dalle Figg.4 e 5, i mandrini 111 e 125 sono quasi sovrapposti verticalmente, in modo da ridurre in modo sostanziale l'ingombro della testa in direzione X. Inoltre, la disposizione degli Litensili è asimmetrica rispetto alla testa 25, cioè i due mandrini ed i relativi utensili sono disposti dalla stessa parte (sulla destra in Fig.4) del piano mediano della testa e possono scorrere secondo X fino praticamente ad accostarsi al fianco della testa e quindi dell'unità operatrice. Questo comporta un notevole vantaggio quando si deve lavorare con due unità operatrici 3, 5 uno stesso pezzo di dimensioni ridotte aggredendolo secondo direzioni sostanzialmente perpendicolari allo sviluppo longitudinale del basamento della macchina. Infatti, essendo gli utensili disposti in modo asimmetrico rispetto alle rispettive teste e potendosi accostare ai fianchi delle relative unità operatrici, durante la lavorazione gli utensili delle due unità possono essere disposti molto vicini tra loro.

Inoltre, da quanto descritto risulta che i mandrini 111 e 125 sono rigidamente sovrapposti, senza possibilità di movimenti relativi lungo X e/o lungo Y, mentre il mandrino della toupie ha la possibilità di un ampio movimento lungo l'asse Z. Questo consente di defilare la toupie rispetto ai sottostanti utensili 31 e 33 e di lavorare con questi ultimi senza interferenza della toupie con il pezzo in lavoro.

La particolare disposizione dei mandrini è tale per cui tutti gli utensili 31, 33, 35 sono controllati lungo assi X ed Y comuni. Questo comporta la possibilità di avere un'ampia flessibilità nelle lavorazioni con una notevole semplicità della parte di controllo, in quanto tre utensili su due mandrini possono essere spostati secondo due direzioni perpendicolari con un'unità di controllo che gestisce (per questi due movimenti) unicamente due assi.

Come mostrato in Fig.8, la toupie 35 può essere composta da un utensile multiplo, cioè in pratica da una serie di utensili sovrapposti 35A, 35B, 35C, 35D, aventi taglienti che lavorano con sensi di rotazione opposti. Ad esempio, gli utensili 35A e 35D possono servire per fare fresature a pettine con versi di rotazione orario ed anti-orario rispettivamente. Questi due utensili vengono usati in combinazione per effettuare ciascuno una parte della fresatura, evitando così le scheggiature del legno, come sopra descritto.

In Fig.9 è mostrata una sezione assiale del mandrino porta-fresa 111. Come mostrato in detta figura, il mandrino 111 supporta un primo albero tubolare 141, sul quale è calettata una puleggia 143 per la presa del moto dal motore 113 tramite la cinghia 115. L'albero tubolare 141 supporta la fresa 31. Internamente all'albero tubolare 141 è disposto un secondo albero 145 ad esso coassiale sul quale, tramite un codolo 147, è montato l'utensile 33. L'albero 145 presenta, in una posizione intermedia, una serie di cave allungate 149 in cui scorrono corrispondenti linguette 151 solidali all'albero tubolare 141. Le cave 149 e le linguette 151 formano un accoppiamento tra i due alberi 141 e 145, così che l'albero 145 è obbligato a ruotare insieme all'albero 141, ma è libero di scorrere assialmente rispetto ad esso. Sul mandrino 111 è prevista una coppia di sistemi cilindro-pistone pneumatici 153, uno solo dei quali è visibile in Fig.9. I pistoni dei sistemi cilindro-pistone 153 sono vincolati , tramite colonne 155, all'albero interno 145 e formano organi elastici atti a sollecitare l'albero 145 in posizione arretrata, cioè con l'utensile 33 retratto rispetto alla superficie attiva dell'utensile 31 come mostrato nell'assetto di Fig.9.

Il movimento di avanzamento dell'albero 145 e dell'utensile 33 è ottenuto vincolando temporaneamente l'albero 145 alla slitta porta-toupie 119. Quando la slitta porta-toupie 119 è in posizione completamente arretrata, un sistema a cilindro-pistone pneumatico visibile in Fig.5 ed indicato con 160, vincolato tramite una staffa 162 all'albero 145, estrae un organo di aggancio che vincola l'albero 145 ad una piastra 164 solidale alla slitta 119. Il successivo movimento di avanzamento ed arretramento della slitta 119 viene così trasmesso all'utensile 33 che può quindi muoversi lungo l'asse Z, oltre che lungo gli assi X ed Y. Questa particolare disposizione consente di avere un asse Z a controllo numerico comune per il movimento del mandrino 125 (e quindi della toupie) e dell'utensile 33. Pertanto, il movimento di traslazione secondo tre assi ortogonali di tutti gli utensili dell'unità operatrice possono essere controllati con un'unità a controllo numerico che gestisce solo tre assi X, Y, Z di traslazione.

E* inteso che il disegno non mostra che una esemplificazione data solo quale dimostrazione pratica del trovato, potendo esso trovato variare nelle forme e disposizioni senza peraltro uscire dall'ambito del concetto che informa il trovato stesso. L'eventuale presenza di numeri di riferimento nelle rivendicazioni accluse ha lo scopo di facilitare la lettura delle rivendicazioni con riferimento alla descrizione ed al disegno, e non limita l'ambito della protezione rappresentata dalle rivendicazioni.

Claims (24)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un'unità operatrice (3; 5) a controllo numerico per macchine per la lavorazione di estremità di elementi costruttivi di mobili e simili, comprendente una testa (25; 27) portante almeno due utensili (31, 33; 37, 39) ad assi paralleli, il primo (31; 37) dei quali è mobile lungo due assi di traslazione e di lavoro (X, Y) mentre il secondo (33; 39) è mobile lungo tre assi di traslazione e di lavoro (X, Y, Z), detti utensili (31, 33; 37, 39) avendo un asse di rotazione parallelo ad uno (Z) di detti tre assi di traslazione (X, Y, Z), almeno gli altri due assi (X, Y) essendo comuni ai due utensili e controllati numericamente, e la testa (25; 27) ed il pezzo in lavorazione avendo un movimento relativo attorno a due assi (A,B) di oscillazione tra loro ortogonali.
2. 2. Un'unità operatrice come da rivendicazione 1, in cui detta testa (25; 27) è dotata di un moto di oscillazione attorno a detti due assi (A, B) di oscillazione tra loro ortogonali.
3. 3. Un'unità operatrice come da rivendicazione 2, in cui la testa (25; 27) è mobile lungo un asse di traslazione (P) sostanzialmente orizzontale e sghembo rispetto ad uno (X) di detti due assi (X, Y) di traslazione del primo utensile (31; 37), detti due assi sghembi (P, X) essendo relativamente mobili con movimenti di oscillazione attorno ad uno (B) di detti due assi (A, B) di oscillazione della testa (25; 27).
4. 4. Un'unità operatrice come da una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti due utensili (31, 33; 37, 39) sono coassiali e portati dallo stesso mandrino (111).
5. 5. Un'unità operatrice come da una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un ulteriore mandrino (125) con un asse giacente in un piano sostanzialmente perpendicolare all'asse (Z) di rotazione del detto primo utensile (31; 37), il quale ulteriore mandrino (125) è mobile lungo tre assi (X, Y, Z) di traslazione e di lavoro, due di detti assi di traslazione (X, Y) essendo comuni a detto ulteriore mandrino (125) ed al primo utensile (31; 37).
6. 6. Un'unità operatrice come da rivendicazione 5, in cui detto ulteriore mandrino (125) è portato da una slitta mobile lungo guide solidali ad una slitta (103) su.cui è supportato il mandrino (111) di detto primo utensile (31; 37).
7. 7. Un'unità operatrice come da rivendicazione 5 o 6, in cui detto ulteriore mandrino (125) è almeno parzialmente sovrapposto al detto primo utensile (31; 37).
8. 8. Un'unità operatrice come da una delle rivendicazioni 5 a 7, in cui gli utensili sono disposti in modo asimmetrico rispetto alla testa (25; 27).
9. 9. Un'unità operatrice come da una qualsiasi delle rivendicazioni 5 a 8, in cui l'asse di detto ulteriore mandrino (125) ha un'inclinazione registrabile in un piano perpendicolare all'asse di rotazione del detto primo utensile (31; 37).
10. 10. Un'unità operatrice come da una qualsiasi delle rivendicazioni 5 a 9, in cui detto ulteriore mandrino (125) porta una fresa (toupie) (35; 41) ed una punta a forare.
11. 11. Un'unità operatrice come da rivendicazione 10, in cui detta punta a forare è mobile assialmente lungo l'asse di rotazione rispetto alla fresa (35; 41).
12. 12. Un'unità operatrice come da una qualsiasi delle rivendicazioni 5 a 11, in cui detto ulteriore mandrino (125) è portato da una slitta (119) mobile parallelamente all'asse (Z) di rotazione del detto primo utensile (31; 35), e che sono previsti mezzi (160, 162, 164) atti a vincolare il secondo utensile (33; 39) a detta slitta (119) portante l'ulteriore mandrino (125) per provocarne lo spostamento assiale.
13. 13. Un'unità operatrice come da una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la testa (25; 27) è verticalmente mobile lungo un asse (Q).
14. 14. Un'unità operatrice come da una qualsiasi delle rivendicazioni 5 a 13, in cui detto ulteriore mandrino (125) porta un utensile multiplo (35A, 35B, 35C, 35D), il movimento lungo uno (Y) degli assi di traslazione (X, Y, Z) di detto mandrino consentendo di selezionare l'uno o l'altro dei taglienti di detto utensile multiplo, ed essendo previsto un azionamento per invertire il senso di rotazione del rispettivo mandrino (125).
15. 15. Un'unità operatrice come da rivendicazione 14, in cui detto utensile multiplo (35A, 35B, 35C, 35D) presenta almeno due porzioni con taglienti atti ad operare secondo versi di rotazione opposti.
16. 16. Un'unità operatrice come da rivendicazione 15, in cui un unico azionamento serve a comandare l'inverzione della rotazione del detto utensile multiplo, ed il movimento della testa (25, 27) e/o dell'unità operatrice rispetto al pezzo in lavorazione e/o rispetto al basamento della macchina.
17. 17. Un'unità operatrice come da una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la testa (25; 27) porta una prima slitta (93) mobile lungo un primo asse di traslazione (X), la quale prima slitta (93) porta u~ na seconda slitta (103) mobile lungo un secondo asse di traslazione (Y) ortogonale a detto primo asse di traslazione (X), su detta seconda slitta (103) essendo supportati un primo mandrino (111) per due utensili (31, 33) coassiali ed una terza slitta (119) portante un secondo mandrino (125) ed atta a traslare lungo un terzo asse di traslazione (Z) ortogonale a detto primo ed a detto secondo asse di traslazione (X, Y).
18. 18. Un'unità operatrice come descritta ed illustrata, e per gli scopi specificati.
19. 19. Una macchina a controllo numerico per la lavorazione di estremità di elementi costruttivi di mobili e simili, caratterizzata dal fatto di comprendere un'unità operatrice (3; 5) come da una o più delle rivendicazioni 1 a 17.
20. 20. Una macchina operatrice come da rivendicazione 19, in cui il movimento di oscillazione attorno ai detti due assi ortogonali di oscillazione (A, B) è posseduto dal pezzo in lavorazione.
21. 21. Una macchina a controllo numerico per la lavorazione di estremità di elementi costruttivi di mobili e simili, caratterizzata dal fatto di comprendere due unità operatrici (3; 5) come da una o più delle rivendicazioni 1 a 17, avvicinabili ed allontanabili relativamente l'una all'altra.
22. 22. Una macchina a controllo numerico come da rivendicazione 21, in cui le due unità operatrici (3; 5) sono controllate da due processi indipendenti.
23. 23. Una macchina a controllo numerico come da una delle rivendicazioni 19 a 22, comprendente un caricatore automatico (9, 11).
24. 24. Una macchina a controllo numerico come descritta ed illustrata e per gli scopi specificati.