ITBO20000516A1 - Macchina utensile - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di breveto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo:

MACCHINA UTENSILE.

La presente invenzione concerne un dispositivo di movimentazione del carrello porta mandrino.

In particolare, la presente invenzione concerne un dispositivo di movimentazione del carrello porta mandrino in una macchina utensile supportata da un telaio e comandata da motori lineari per i movimenti ad elevata velocità dell’utensile lungo uno o più assi di traslazione.

Le moderne macchine automatiche presentano solitamente almeno tre assi di movimento dell’utensile mutuamente perpendicolari e un elemento di sostegno dell'utensile mosso lungo questi assi da motori lineari.

Sono note macchine utensili automatiche il cui carrello porta mandrino è mosso, almeno nel suo movimento di traslazione verticale, da un motore elettrico lineare; tali macchine comprendono, con riferimento al citato motore elettrico lineare, un induttore detto anche nucleo primario o più semplicemente “primario” ed un indotto detto anche nucleo secondario o più semplicemente "secondario", rispettivamente solidali al carrello mobile porta mandrino, il primario, e al supporto di guida dello scorrimento verticale del carrello stesso, il secondario.

Il predetto supporto di guida verticale presenta, nella sua parte inferiore e simmetricamente disposte rispetto ad un suo asse longitudinale verticale, due coppie di guide fisse lineari del movimento, ad esempio del tipo a circolazione di sfere, le quali guide impegnano costantemente due rispettive slitte longitudinali ricavate sul carrello mobile. Le guide fisse mantengono inoltre distanziati primario e secondario, tale mutua distanza definendo un traferro per il motore lineare.

Le citate guide fisse vengono disposte, sul supporto di guida dello scorrimento verticale, opportunamente distanziate assialmente per definire una regione della guida stessa particolarmente rigida e atta a supportare agevolmente, ad esempio, gli sforzi di reazione trasmessi dal mandrino al carrello durante le fasi di lavorazione.

Il carrello presenta una estensione longitudinale maggiore della distanza assiale fra le due coppie di guide fisse e la differenza fra l’estensione longitudinale del carrello e la distanza tra le due coppie di guide costituisce approssimativamente l’escursione verticale del carrello mobile stesso. Prolungare l'estensione longitudinale delle guide fisse costituirebbe infatti un notevole appesantimento della macchina utensile, con evidenti ripercussioni negative sulla precisione e funzionalità della macchina stessa.

Anche il prevedere ulteriori coppie di guide fisse, pur non incrementando in modo considerevole la massa del supporto di guida costringerebbe comunque a prolungare le slitte longitudinali ricavate sul carrello mobile per rendere permanenti gli accoppiamenti guida-slitta in quanto, diversamente, date le elevate velocità di movimento del carrello porta mandrino, si potrebbero verificare pericolosi urti fra le estremità delle slitte e l’ingresso di tali guide fisse.

Per ovvii motivi di funzionamento, il primario del motore lineare, disposto in prossimità della zona superiore del carrello mobile, occupa una porzione longitudinale del carrello stesso tale da mantenere sempre il primario stesso contraffacciato al secondario che è disposto fisso sul supporto di guida vellicale.

Quando il carrello mobile porta mandrino viene sollevato verso la sua posizione di massimo sollevamento, la parte del carrello che accoglie il primario si viene a trovare disposta a sbalzo rispetto al sostegno offerto al carrello stesso dalle citate guide fisse di scorrimento ed in tal modo la notevole forza magnetica attrattiva che si sviluppa tra primario e secondario può determinare l’inconveniente di un avvicinamento reciproco parziale del nucleo primario al secondario e quindi una flessione ed un conseguente disallineamento del carrello rispetto al suo supporto fisso, pregiudicando così la precisione delle lavorazioni eseguibili dalla macchina utensite.

Scopo della presente invenzione é quello di superare il sopra citato inconveniente con un dispositivo di movimentazione del carrello porta mandrino che leggero, di limitato ingombro e di economica realizzazione.

Secondo la presente invenzione viene fornita una macchina utensile comprendente almeno un carrello porta mandrino avente sviluppo prevalentemente longitudinale secondo un asse e mobile lungo una direzione parallela a detto asse almeno fra una prima posizione estrema arretrata ed una seconda posizione estrema avanzata rispetto ad un elemento di supporto e guida fìsso lungo la detta direzione, per azione di almeno un motore elettrico lineare un cui primo nucleo induttore è fissato su detto carrello ed un cui secondo nucleo indotto fissato a detto elemento di supporto e guida, detto elemento di supporto e guida comprendendo mezzi fìssi di scorrimento solidali a detto elemento di supposto stesso, sviluppantisi longitudinalmente lungo detta direzione per un tratto determinato inferiore all’estensione longitudinale di detto nucleo indotto ed impegnantisi con rispettivi mezzi a slitta solidali a detto carrello, una porzione longitudinale del carrello porta mandrino comprendente almeno una porzione di detto nucleo primario risultando sporgente a sbalzo rispetto a detti mezzi fìssi di scorrimento almeno in corrispondenza di una di dette due posizioni estreme del carrello stesso, caratterizzata dal fatto che detto carrello comprende mezzi di scorrimento e riscontro rispetto a detto elemento di supporto per contrastare, almeno quando detta almeno una porzione del nucleo primario risulta sporgente a sbalzo rispetto a detti mezzi fissi di scorrimento, l’azione di attrazione magnetica sviluppantesi fra detto primo nucleo e detto secondo nucleo del motore elettrico lineare.

La presente invenzione verrà ora descritta, con riferimento ai disegni che rie illustrano alcuni esempi di attuazione puramente esemplificativi e non limitativi, in cui:

la figura 1 illustra una vista prospettica schematica di una macchina utensile realizzata in accordo con la presente invenzione;

la figura 2 illustra una vista prospettica schematica di un particolare della una macchina utensile di figura 1 in una sua prima posizione operativa arretrata;

la figura 3 illustra una vista prospettica schematica dei particolare di figura 2 in una sua seconda posizione operativa avanzata.

Con riferimento alla figura 1 , con 1 è indicata nel suo complesso una macchina utensile automatica del tipo a controllo numerico supportata da una basamento 2, la quale macchina 1 è dotata di un rispettivo modulo 3 operativo mobile nello spazio lungo i tre assi X, Y, e Z lineari di un sistema cartesiano.

Il modulo 3 operativo comprende un carrello 4 su cui è montato un

mandrino 5, che è destinato a trasmettere il moto rotatorio di taglio ad un rispettivo utensile di tipo noto e non illustrato, il quale carrello 4 si sviluppa prevalentemente lungo un asse T longitudinale ed è mobile lungo una direzione V verticale parallela al citato asse Y, fra una prima posizione estrema arretrata illustrata in figura 2, ed una seconda posizione estrema avanzata illustrata in figura 3.

La macchina 1 illustrata in figura 1, é altresì dotata di un rispettivo magazzino, di tipo noto non illustrato nel dettaglio ed indicato schematicamente con 6, dove è alloggiata una pluralità di utensili che il citato modulo 3 operativo può raggiungere in ogni momento del ciclo di lavorazione previsto e provvedere automaticamente al cambio degli utensili stessi, ogni qualvolta sia necessario l’uso di un diverso utensile per una diversa operazione di lavorazione.

Secondo quanto illustrato nelle figure in figura 2 e 3, il carrello 4 sostiene, in corrispondenza di una propria estremità 7 inferiore, il mandrino 5 sul quale vengono montati i sopracitati e non illustrati utensili, e presenta una sporgenza 8 parallelepipeda, a sviluppo longitudinale, per alloggiare gli apparati di movimentazione del citato mandrino 5 i quali sono di tipo noto e pertanto non illustrati.

Il carrello 4 è sostenuto e guidato nel suo movimento verticale da un elemento 9 di supporto e guida fisso rispetto alla citata direzione V verticale e sviluppantesi anch'esso, longitudinalmente, lungo la direzione V stessa.

Il carrello 4 si muove per mezzo e di un motore 10 elettrico lineare comprendente un primo nucleo 1 1 induttore o primario ed un secondo nucleo 12 indotto o secondario.

Sempre con riferimento alle figure 2 e 3, il nucleo 11 induttore o primario è montato solidale al carrello 4 in prossimità di una sua estremità 13 superiore opposta alla citata estremità inferiore.

Il nucleo 12 indotto o secondario si sviluppa longitudinalmente sostanzialmente lungo tutta la lunghezza dell'elemento 9 di supporto e guida ed è allo stesso solidale.

I due nuclei 11 primario e 12 secondario sono contraffacciati e distanziati da un opportuno traferro 14 secondo il noto schema di funzionamento di un qualsiasi motore elettrico lineare.

Alle proprie estremità 15, 16 laterali simmetricamente opposte rispetto all’asse T, il carrello 4 presenta due porzioni 17, 18 longitudinali di spessore ridotto le quali costituiscono due rispettive slitte 19, 20 atte ad impegnarsi, ciascuna, con una rispettiva coppia 21 , 22 di guide 23, 24 fisse, rispettivamente superiore ed inferiore, disposte solidali all’elemento 9 di supporto e guida in corrispondenza di sue rispettive estremità 9a, 9b laterali per definire un accoppiamento scorrevole fra il citato carrello 4 e l’elemento 9 di supporto stesso.

Le guide 23, 24 di ciascuna coppia 21 , 22 definiscono dei mezzi fissi di scorrimento indicati nel loro complesso con 25. Vantaggiosamente tali guide 23, 24 sono del tipo a circolazione di sfere o a rulli.

Con riferimento alle figure 2 e 3, le citate due guide 23, 24 superiore ed inferiore di ciascuna coppia 21, 22 delimitano, una porzione 26 inferiore dell’elemento 9 di supporto e guida la quale porzione presenta una sezione trasversale maggiorata per garantire la massima rigidità al modulo 3 operativo durante le lavorazioni.

Con riferimento alle figure 2 e 3, in corrispondenza della propria estremità 13 superiore e simmetricamente opposti rispetto all'asse T, il carrello 4 mobile presenta due pattini 27, 28 definenti ne! loro insieme dei mezzi 29 di scorrimento e riscontro per il carrello 4 nel suo moto relativamente all’elemento 9 di supporto e guida.

I pattini 27 e 28, secondo la forma di realizzazione preferita illustrata nelle figure, sono del tipo a rullini i quali possono rotolare su rispettive superfici 30, 31 di scorrimento longitudinali, solidali all'elemento 9 di supporto e guida e disposte simmetricamente opposte rispetto all’asse T in corrispondenza di rispettive zone 32, 33 laterali dell'elemento 9 di supporto stesso.

In uso, durante il funzionamento della macchina 1, il carrello 4 porta mandrino si muove velocemente nella direzione V, sia in avvicinamento che in allontanamento dal pezzo in lavorazione.

Secondo quanto illustrato nella figura 3, quando il carrello 4 raggiunge la sua posizione arretrata superiore rispetto all’elemento 9 di supporto e guida verticalmente fisso, il primario 11 risulta aftacciato al secondario 12 in una configurazione in cui il carrello 4 stesso non risulta supportato dalle guide 23, 24 fisse in corrispondenza della sua estremità 13 superiore.

Secondo quanto illustrato nella figura 2, quando invece il carrello 4 raggiunge la sua posizione avanzata rispetto all'elemento 9 di supporto e guida, il primario 11 risulta affacciato al secondario 12 in una zona compresa nella porzione longitudinale delimitata dalle guide 23, 24 e pertanto particolarmente rigida.

In tale configurazione avanzata i pattini 27, 28 permettono di mantenere sostanzialmente costante il valore del traferro 14, impedendo ai nuclei 11 primario e 12 secondario di avvicinarsi reciprocamente a causa della forte attrazione magnetica che si sviluppa tra loro durante il passaggio di corrente.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina utensile comprendente almeno un carrello (4) porta mandrino avente sviluppo prevalentemente longitudinale secondo un asse (T) e mobile lungo una direzione (V) parallela a detto asse (T) almeno fra una prima posizione estrema arretrata ed una seconda posizione estrema avanzata rispetto ad un elemento (9) di supporto e guida fìsso lungo la detta direzione (V), per azione di almeno un motore (10) elettrico lineare un cui primo nucleo (11) induttore è fissato su detto carrello (4) ed un cui secondo nucleo (12) indotto fissato a detto elemento (9) di supporto e guida, detto elemento (9) di supporto e guida comprendendo mezzi (25) fissi di scorrimento solidali a detto elemento (9) di supposto stesso, sviluppantisi longitudinalmente lungo detta direzione (V) per un tratto determinato inferiore all’estensione longitudinale di detto nucleo (12) indotto ed impegnantisi con rispettivi mezzi (19, 20) a slitta solidali a detto carrello (4), una porzione longitudinale del carrello (4) porta mandrino comprendente almeno una porzione di detto nucleo (11) induttore risultando sporgente a sbalzo rispetto a detti mezzi (25) fissi di scorrimento almeno in corrispondenza di una di dette due posizioni estreme del carrello (4) stesso, caratterizzata dal fatto che detto carrello comprende mezzi (29) di scorrimento e riscontro rispetto a detto elemento (9) di supporto per contrastare, almeno quando detta almeno una porzione del nucleo (11) induttore risulta sporgente a sbalzo rispetto a detti mezzi (25) fissi di scorrimento, l’azione di attrazione magnetica sviluppantesi fra detto primo nucleo (11) e detto secondo nucleo (12) del motore (10) elettrico lineare.
2. 2. Macchina utensile secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che detti mezzi (25) fissi di scorrimento comprendono almeno due guide (23, 24) disposte su detto elemento (9) di supporto da bande opposte di detto asse (T).
3. 3. Macchina utensile secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi (25) fissi di scorrimento comprendono due coppie (21, 22) di guide (23, 24) disposte su detto elemento (9) di supporto da bande opposte di detto asse (T).
4. 4. Macchina utensile secondo le rivendicazioni 2 o 3, caratterizzata dai fatto che dette guide (23, 24) sono del tipo a circolazione di sfere.
5. 5. Macchina utensile secondo le rivendicazioni 2 o 3, caratterizzata dal fatto che dette guide (23, 24) sono del tipo a rulli.
6. 6. Macchina utensile secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che detti mezzi (29) di scorrimento e riscontro comprendono almeno un pattino (27, 28) solidale a detto carrello (4) mobile per impegnarsi con almeno una rispettiva superficie (30, 31) di scorrimento solidale a detto elemento (9) di supporto e guida.
7. 7. Macchina utensile secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che detto pattino (27, 28) è del tipo a rulli.
8. 8. Macchina utensile secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.