ITBO980549A1 - Macchina e ralativo procedimento per la produzione di accessori per l' industria calzaturiera . - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad una macchina per la produzione di accessori per la industria calzaturiera .

Senza perdere in generalità, la presente descrizione sarà riferita alla costruzione di prototipi partendo dai quali è possibile realizzare le forme nei formìfici. Da tali forme verranno realizzate le calzature nel calzaturificio vero e proprio.

La macchina oggetto della presente invenzione è nata per dare una risposta positiva alle esigenze dei formifici e dei calzaturifici nella fase di costruzione del prototipo della forma della calzatura che dovrà poi essere industrializzata e prodotta in serie.

Difatti, nella industria calzaturiera è ben conosciuto il problema di creare dei prototipi delle forme con le quali, nella vera e propria fase di produzione, verranno prodotte in seguito le calzature.

La fase di prototipazione rappresenta però un anello debole della catena che va dallo stilista, il quale, come è noto, concepisce il disegno originale del modello della calzatura, alla produzione in serie della calzatura stessa in calzaturificio. Difatti, nella pratica attuale, dai disegni preliminari, eventualmente eseguiti dallo stilista mediante una stazione CAD, bisogna passare ad un prototipo realizzato manualmente da un modellista partendo da uno sbozzato, generalmente in legno. Tra l'altro lo stilista apporta continue correzioni al prototipo iniziale del modello. Questo significa che il modellista deve effettuare manualmente sul prototipo iniziale le modifiche relative con una conseguente perdita di tempo.

Pertanto, per lo stilista e per il formificio potrebbe risultare molto interessante avere a disposizione una macchina di facile utilizzazione che consenta di materializzare in un prototipo tridimensionale, nel giro di qualche minuto, quanto finora era solo disponibile sotto forma di rappresentazione grafica. Mediante la macchina oggetto della presente invenzione lo stilista può pertanto realizzare, coadiuvato eventualmente da altro personale specializzato, una pluralità di prototipi sui quali costruire delle calzature di prova, in modo da verificare de visu le idee concepite astrattamente.

Tali prototipi vengono normalmente tarati in Italia sul N° 37 per la donna e sul N° 42 per l'uomo.

Una volta concepito il prototipo definitivo che soddisfa contemporaneamente le esigenze estetiche dello stilista, quelle anotomiche del piede e quelle tecnicoeconomiche dell'industriale, il file elettronico che porta il modello di scarpa prescelto può essere utilizzato per clonare nel formificio le forme con le quali, nel calzaturificio, verranno realizzate le calzature corrispondenti.

E' evidente che le forme verranno prodotte nel formificio con tutti i numeri di sviluppo che si vogliono avere per quel determinato modello.

Inoltre il suddetto file elettronico può essere eventualmente inviato al formificio per via elettronica (via modem, via Internet ecc.).

Tra l'altro, mediante la macchina oggetto della presente invenzione è possibile produrre dei prototipi completamente finiti sia alla punta che al calcagno, evitando così le successive lavorazioni di rifinitura per la rimozione di indesiderati sovraspessori che sarebbero invece rimasti se si fosse stretto lo sbozzato mediante un dispositivo di presa agente, per l'appunto, su queste due porzioni dello sbozzato.

Difatti, nella macchina oggetto della presente invenzione si adotta un sistema di presa che interessa soltanto il piano superiore di riferimento dello sbozzato.

Il sistema di presa dello sbozzato, la particolare disposizione dell'utensile rotante, il numero degli assi di lavoro lungo i quali avviene la movimentazione dell'utensile rotante e dello sbozzato permettono l'ottenimento del prototipo in un unico ciclo di lavorazione senza alcun intervento dell'operatore in quale si limita ad impostare elettronicamente per mezzo di una tastiera i dati di ingresso.

La presente invenzione consiste nell'abbinamento inventivo dei movimenti relativi effettuati dallo sbozzato e da un utensile rotante toroidale. Una ulteriore caratteristica innovativa è rappresentata dalla particolare presa effettuata sullo sbozzato.

Inoltre, l'uso di un tale utensile rotante toroidale consente di avere delle velocità di taglio piuttosto elevate (intorno ai Vt=25 mt/sec) a fronte di una velocità di rotazione di 8000 giri/min. Per queste ragioni è possibile partire da uno sbozzato ottenuto da stampaggio, e quindi presentante delle dimensioni di ingombro decisamente maggiori di quelle del prototipo finito, ed arrivare in tempi accettabili (15-20 minuti) al prototipo finito. Se si usasse invece una fresa tradizionale non si avrebbero delle velocità di taglio accettabili e tali da ridurre i tempi di lavorazione a quelli detti dianzi.

Tra l'altro, per mezzo della presente macchina ed in particolare dell'utensile rotante toroidale è possibile realizzare dei prototipi presentanti una finitura superficiale accettabile. A questo proposito si pensi all'importanza che il grado di finitura della superficie riveste, considerando il fatto che su tale superficie andranno appoggiate le pelli con cui realizzare la calzatura campione. E' evidente che la lavorazione delle pelli verrà migliorata da un grado di finitura maggiore del prototipo della forma.

Oltre alla testa dedicata all'utensile rotante di lavoro la macchina è dotata di un tastatore di misura che è utilizzato per:

(a) digitalizzare lo sbozzato iniziale per la determinazione automatica una serie di cicli di lavorazione in modo da ottenere il prototipo desiderato;

(b) eventualmente controllare in tempo reale la forma dello sbozzato durante le diverse fasi di lavorazione;

(c) digitalizzare il prototipo finito dopo la sua definitiva realizzazione.

Quest'ultima possibilità risulta particolarmente interessante perché, una volta terminata la lavorazione con la macchina oggetto della presente invenzione, il modellista può effettuare manualmente gli eventuali ritocchi sul prototipo. Quest'ultimo può essere rìposizionato in seguito all'interno della macchina stessa in cui, per mezzo del suddetto tastatore di misura, è possibile rilevare la forma definitiva del prototipo e tradurre tale forma in un file elettronico da inviare, per esempio tramite Internet, al formificio il quale lo utilizzerà per la produzione delle forme.

La presente macchina è controllata da un calcolatore elettronico che, oltre a gestire i movimenti dello sbozzato e dell'utensile rotante lungo gli assi di lavorazione, integra un potente CAM.

Tale calcolatore elettronico consente:

- il calcolo del percorso lineare dell'utensile rotante per la lavorazione di un prototipo partendo da un file proveniente da un sistema di progettazione CAD;

- la gestione del ciclo di misura del prototipo con generazione automatica delle misure caratteristiche secondo le indicazioni della commissione UNI incaricata di definire una normativa in materia;

- la digitalizzazione del prototipo, completo di punta e calcagno, ed eventuale esportazione dei dati digitalizzati di nuovo al sistema CAD e/o alle macchine atte alla produzione delle forme nel formificio; ed infine

- la ottimizzazione del ciclo di lavoro mediante la messa a punto degli spostamenti relativi sbozzato/utensile rotante.

Tra l'altro, il sistema dì presa dello sbozzato, la particolare disposizione dell'utensile rotante, il numero degli assi di lavoro lungo i quali avviene la movimentazione dell'utensile rotante o dello sbozzato ne fanno una macchina totalmente diversa dai tradizionali torni a copiare utilizzati per la costruzione dì forme per calzature.

La macchina oggetto della presente invenzione è una macchina del tipo tornio-fresatrice in quanto si ha contemporaneamente un movimento dello sbozzato da e verso un utensile rotante, tipico della lavorazione dì tornitura, ed un movimento dell'utensile rotante da e verso lo sbozzato, caratteristico invece di una fresatura .

Secondo la presente invenzione viene realizzato una macchina per la produzione di accessori per la industria calzaturiera;

macchina caratterizzata dal fatto di comprendere:

mezzi atti ad effettuare una presa su uno sbozzato; e

- mezzi atti a traslare, a scelta, lo sbozzato ed un utensile rotante lungo tre assi coordinati ortogonali fra di loro e di ruotare, a scelta, lo sbozzato intorno ad un primo asse verticale e l'utensile rotante intorno ad un secondo asse verticale.

Secondo la presente invenzione viene realizzato anche un procedimento per la produzione di accessori per la industria calzaturiera; metodo caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi:

- prendere uno sbozzato in corrispondenza di un suo piano superiore di riferimento;

- traslare lo sbozzato lungo un primo ed un secondo asse coordinato ortogonali fra di loro e ruotare lo sbozzato intorno ad un terzo asse verticale; ed infine - traslare l' utensile rotante lungo un quarto asse perpendicolare al primo asse e al secondo asse, l'utensile rotante essendo atto a sagomare lo sbozzato in modo da realizzare l'accessorio.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

la figura 1 illustra una prima vista complessiva della macchina oggetto della presente invenzione;

la figura 2 mostra una seconda vista complessiva della macchina mostrata in figura 1;

la figura 3 illustra in maggior dettaglio il modo in cui nella macchina rappresentata nelle figure 1 e 2 viene effettuata la presa dello sbozzato da cui si ricava il prototipo finito; ed infine

le figure 4a, 4b mostrano due sezioni dell'utensile rotante utilizzato nella macchina mostrata nelle figure 1 e 2.

Come mostrato nelle figure 1, 2 la macchina 1 oggetto della presente invenzione comprende un contenitore 2 di forma sostanzialmente parallelepipeda in cui è contenuta la maggior parte dei dispositivi che andremo ora a descrivere in maggior dettaglio.

Nelle suddette due figure con 3 è stato designato un dispositivo di movimentazione di uno sbozzato 4, realizzato, per esempio, mediante una operazione di stampaggio, mentre con 5 si è chiamata la tavola portautensile per mezzo della quale viene spostato un utensile 6 lungo un asse X.

Tramite il dispositivo di movimentazione 3, comprendente un motore 7, una coppia di guide orizzontali 8a, 8b ed una vite a ricircolo di sfere 9, è possibile spostare un carro 10 lungo un asse Y, il quale individua una direzione perpendicolare a quella dell'asse X pur non giacendo sullo stesso piano di tale asse X. E' bene notare inoltre che, evidentemente, gli spostamenti del carro 10 lungo l'asse Y sono effettuati, in maniera tradizionale, tramite l'accoppiamento della vite a ricircolo di sfere 9, messa in rotazione dal motore 7, con una madrevite (non rappresentata) prevista all'interno del carro 10.

Il dispositivo di movimentazione 3 è inoltre provvisto di un motoriduttore 12, il quale, tramite un sistema tradizionale di trasmissione del moto (non rappresentato) , permette di realizzare dei movimenti di traslazione lungo un asse Z del carrellino 13 su cui sono montati i mezzi di presa 11 rotanti dello sbozzato 4.

Tali mezzi di presa 11 rotanti verranno descritti più in dettaglio in seguito con riferimento, in particolare, alla figura 3.

L' asse Z individua una direzione perpendicolare sia a quella individuata dall'asse X che a quella individuata dall'asse Y, pur non giacendo su alcun piano di giacenza dei due assi X, Y.

Sui mezzi di presa 11 rotanti può inoltre agire, in maniera tradizionale, un motoriduttore 14 (figura 2) portato dal carrellino 13. Tramite questo motoriduttore 14 è possibile porre in rotazione i mezzi di presa 11, e quindi lo sbozzato 4, intorno a un asse verticale di rotazione C1, in generale diverso dal suddetto asse Z verticale.

Riassumendo, ì mezzi di presa 11 rotanti dello sbozzato 4 possono essere traslati dal motore 7 lungo l'asse Y, dal motore 12 lungo l'asse Z e ruotati intorno all'asse Ci dall'azione del motoriduttore 14.

La tavola portautensile 5, come si è detto, può essere traslata lungo l'asse X utilizzando un motore 15 che pone in rotazione una vite-senza-fine 16 ingranante una chiocciola 17 solidale alla tavola portautensile 5. Evidentemente, la tavola portautensile 5 è atta a scorrere su una coppia di guide orizzontali (non mostrate). L'utensile rotante 6 è posto in rotazione, secondo modalità che saranno chiarite meglio in seguito con particolare riferimento alla figura 4, intorno ad un asse C2 verticale da un motore 18 sostenuto dalla tavola portautensile 5.

Secondo quanto detto precedentemente è chiaro che il taglio dello sbozzato 4 per la realizzazione del prototipo finito viene realizzato per effetto della combinazione dei movimenti relativi dello sbozzato 4 e dell'utensile rotante 6. Come si è detto, lo sbozzato 4 può muoversi lungo gli assi Y e Z e ruotare intorno all'asse C1, mentre l'utensile rotante 6 può traslare lungo l'asse X e ruotare intorno all'asse C2- E' evidente che, trattandosi di moti relativi, è possibile assegnare all'utensile rotante 6, almeno in via teorica, alcuni movimenti che nella forma di attuazione delle figure 1 e 2 appartengono invece allo sbozzato 4.

Le traslazioni lungo i suddetti assi X, Y, Z e le rotazioni dello sbozzato 4 intorno all'asse C1 e, rispettivamente, dell'utensile rotante 6 intorno all'asse C2, permettono di realizzare la lavorazione dello sbozzato 4 completo della punta 4b e del calcagno 4c (figura 3), cosa che consente di risparmiare una costosa operazione di finitura atta ad eliminare il materiale rimasto in sovrappiù su queste due porzioni del prototipo. Inoltre, come già detto, l'utilizzazione dell'utensile rotante 6, preferibilmente toroidale, provvisto di velocità di taglio considerevoli permette di effettuare la lavorazione dello sbozzato 4 fino all'ottenimento del prototipo finito nel giro di 15-20 minuti. Tra l'altro l'uso di un utensile rotante 6 di questo tipo, abbinato ad un numero di passate adeguato, permette di realizzare dei prototipi tali da garantire una formatura accettabile della calzatura campione.

Tutte le operazioni, spostamenti lungo gli assi X, Y, Z, rotazioni intorno a C1, C2, numero di passate ecc. vengono comandate da un CAM dedicato, derivato da un file CAD, contenuto in una centralina elettronica 19.

Tale centralina elettronica 19 può essere comandata dall'operatore tramite una tastiera 20 ed un video 21.

In figura 3 si sono rappresentati i mezzi di presa 11 rotanti dello sbozzato 4. Anche questi mezzi di presa 11 rotanti rappresentano una novità nell'ambito della costruzione dei prototipi.

Per prima cosa l'operatore deve realizzare sullo sbozzato 4 almeno una coppia di fori passanti 4d il cui asse è sostanzialmente parallelo al piano superiore di riferimento 4a dello sbozzato 4. Attraverso questa coppia di fori passanti 4d è possibile infilare una corrispondente coppia di bussole 22 provviste di fori trasversali 22a passanti e filettati sui quali è possibile avvitare due corrispondenti elementi di collegamento a vite 23. Tali elementi di collegamento a vite 23 servono a bloccare una piastra 11a sul piano superiore di riferimento 4a dello sbozzato 4. Le teste 23a di ciascun elemento di collegamento 23 possono pertantio essere inserite a baionetta in una rispettiva sede 11b all'interno delle quali agiscono rispettivi mezzi pneumatici di bloccaggio 11c atti a rendere solidale lo sbozzato 4 al supporto 11d dei mezzi di presa 11 rotanti.

Come mostrato in particolare in figura 3 tali mezzi di presa 11 rotanti sono atti a mantenere il piano superiore di riferimento 2a inclinato di un angolo a uguale a 30° rispetto all'asse C1.

Per quanto riguarda l'utensile rotante 6 solidale alla tavola portautensile 5 e facendo riferimento anche alle figure 4a, 4b possiamo dire che esso è posto in rotazione intorno all'asse C2 dal motore 18 tramite una cinghia 24 introdotta in una gola 25 di un supporto rotante toroidale 26. Questo supporto rotante toroidale 26 presenta, a sua volta, un albero 26a sostenuto da una coppia di cuscinetti 27 ed un elemento toroidale 26b atto a supportare almeno tre taglienti 28 di forma sostanzialmente tronco-conica {vedi figura 4b) il cui spigolo tagliente 28a sporge leggermente rispetto all'elemento toroidale 26b.

I cuscinetti 27 di sostegno dell'albero 26a sono supportati, a loro volta, da una forcella 29 solidale alla tavola portautensile 5 la quale, come si è detto, è dotata di un moto lungo l'asse X. E' evidente che tale tavola portautensile 5 è atta a sorreggere anche il motore 18 (figura 1) adibito alla rotazione dell'utensile rotante 6 tramite la cinghia 24 e la gola 25.

Come si evince dalla osservazione di figura 4b, per effettuare il montaggio di ciascun tagliente 28 sull'elemento toroidale 26b viene utilizzato un bullone 30 accoppiato con un corrispondente dado 31 che stringono due elementi intermedi 32a, 32b. Questi elementi intermedi 32a, 32b si appoggiano, a loro volta, su rispettivi spallamenti 28b, 26c appartenenti, rispettivamente, al tagliente 28 e all'elemento toroidale 26b. Basterà quindi avvitare il dado 31 sul proprio bullone 30 per realizzare il bloccaggio reversibile del tagliente 28 sull'elemento toroidale 26b.

Con riferimento alla figura 2 possiamo notare che la macchina 1 è corredata inoltre da un tastatore di misura 33 che serve anche a digitalizzare il prototipo finito dopo la sua definitiva realizzazione, quindi dopo i ritocchi effettuati dal modellista. Questo tastatore di misura 33 comprende, in maniera di per sé nota, dei mezzi tastatori movimentati da un opportuno sistema meccanico, anch'essi di per sé noti.

Le applicazioni del tastatore di misura 33 risultano molto interessanti. Difatti, una volta terminata la lavorazione con la macchina 1, è possibile estrarre il prototipo semifinito dalla macchina 1 ed effettuare manualmente gli eventuali ritocchi sullo stesso. Il prototipo finito può quindi essere riposizionato di nuovo all'interno della macchina 1 trattenuto, come al solito, dai mezzi di presa 11 rotanti.

Come detto in precedenza, per mezzo del tastatore di misura 33, è possibile quindi rilevare la forma definitiva del prototipo e tradurre tale forma, con l'ausilio della centralina elettronica 19, in un file da inviare eventualmente, tramite per esempio una rete elettronica di trasmissione dati, al formificio il quale lo potrà utilizzare per la produzione delle forme.

Claims (16)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Macchina (1) per la produzione di accessori per la industria calzaturiera; macchina (1) caratterizzata dal fatto di comprendere : - mezzi (11) atti ad effettuare una presa su uno sbozzato (4); e - mezzi (3, 5) atti a traslare, a scelta, detto sbozzato (4) ed un utensile rotante (6) lungo tre assi coordinati (X, Y, Z) ortogonali fra di loro e di ruotare, a scelta, detto sbozzato (4) intorno ad un primo asse verticale (Ci) e detto utensile rotante (6) intorno ad un secondo asse verticale (C2) .
2. 2. Macchina (1) come rivendicato alla rivendicazione 1, in cui: - detti mezzi (11) sono atti ad effettuare una presa di detto sbozzato (4) in corrispondenza di un piano superiore di riferimento (4a); detti mezzi (3) sono atti a traslare detto sbozzato (4) lungo due assi coordinate (Y, Z) ortogonali fra di loro e sono atti a ruotare detto sbozzato (4) intorno ad un asse verticale (C1); ed infine - detti mezzi (5) sono atti a traslare detto utensile rotante (6) lungo un terzo asse (X) ortogonale ai detti due assi (Y, Z), detto utensile rotante (6) essendo atto a sagomare detto sbozzato (4) in modo da realizzare il suddetto accessorio.
3. 3. Macchina (1) come rivendicato alla rivendicazione 2, in cui detti mezzi di presa (11) sono atti a mantenere il piano superiore di riferimento (2a) inclinato di un angolo (a) di 30° rispetto a detto asse (C1).
4. 4. Macchina (1) come rivendicato alla rivendicazione 1 o alla rivendicazione 2, in cui detto accessorio è un prototipo da utilizzare per la costruzione di forme per calzature.
5. 5. Macchina (1) come rivendicato alla rivendicazione 2, in cui detti mezzi (3, 5} e detto utensile rotante (6) sono atti a lavorare sia la punta (4b) che il calcagno (4c) di detto sbozzato (4) in modo da ottenere un prototipo finito di punta e calcagno.
6. 6. Macchina (1) come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto utensile rotante (6) è atto a ruotare intorno ad un asse (C2) parallelo a detti assi (Y, C1).
7. 7. Macchina (1) come rivendicato alla rivendicazione 6, in cui detto utensile rotante (6) è un utensile toroidale (6) comprendente almeno un tagliente (28) montato su un elemento toroidale (26b).
8. 8. Macchina (1) come rivendicato alla rivendicazione 7, in cui detto almeno un tagliente (28) è sostanzialmente a forma di tronco-cono ed in cui lo spigolo tagliente (28a) si trova sulla base maggiore di detto tronco-cono.
9. 9. Macchina (1) come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le operazioni eseguite da detti mezzi (3, 5) e da detto utensile rotante (6) sono comandate e controllate da una centralina elettronica (19).
10. 10. Macchina (1) come rivendicato alla rivendicazione 9, in cui detta centralina elettronica (19) è atta ad elaborare dati provenienti da un sistema (CAD) mediante un sistema (CAM).
11. 11. Macchina (1) come rivendicato alla rivendicazione 10, in cui detto sistema (CAM) determina e controlla i movimenti di detti mezzi (3, 5) e di detto utensile rotante (6) partendo da un piano superiore di riferimento (4a) di detto sbozzato (4).
12. 12. Macchina (1) come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere inoltre un tastatore di misura (33) atto a digitalizzare il prototipo finito dopo la sua definitiva realizzazione.
13. 13. Accessorio per calzature caratterizzato dal fatto di essere costruito mediante una macchina (1) come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti .
14. 14. Prototipo per forme adibite alla costruzione di calzature, prototipo caratterizzato dal fatto di essere costruito mediante una macchina (1) come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni 2-12.
15. 15. Procedimento per la produzione di accessori per la industria calzaturiera; procedimento caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: - prendere uno sbozzato in corrispondenza di un suo piano superiore di riferimento; - traslare detto sbozzato lungo un primo ed un secondo asse coordinato ortogonali fra di loro e ruotare detto sbozzato intorno ad un terzo asse verticale; ed infine - traslare detto utensile rotante lungo un quarto asse perpendicolare a detto primo asse e a detto secondo asse, detto utensile rotante essendo atto a sagomare detto sbozzato in modo da realizzare il suddetto accessorio .
16. 16. Procedimento come rivendicato alla rivendicazione 15, in cui detti accessori sono dei prototipi atti ad essere utilizzati per la costruzione di forme per calzature.