ITFI20090269A1 - "centro di lavoro per la realizzazione di parti di serramenti lignei" - Google Patents

Description

“CENTRO DI LAVORO PER LA REALIZZAZIONE DI PARTI DI SERRAMEN-TI LIGNEIâ€

DESCRIZIONE

Campo tecnico

La presente invenzione riguarda il campo della produzione di serramenti in legno, e più in particolare ha per oggetto un centro di lavoro automatico per la realizzazione di parti di serramenti lignei, in particolare telai lignei.

Stato della tecnica

Come à ̈ noto, la realizzazione di ante di serramenti in legno con telai perimetrali prevede la realizzazione di montanti e traversi ed il loro successivo incollaggio.

L’elemento longitudinale di legno che verrà lavorato per realizzare il montante od il traverso (od una porzione di questi) viene posizionato sul piano di lavoro del centro di lavoro, ovvero un piano sul quale l’elemento viene bloccato in una posizione corrispondente ad un dato sistema di riferimento e sopra il quale si muove la testa di lavoro (generalmente una fresatrice automatica). Il centro di lavoro à ̈ in pratica una macchina automatica a controllo numerico che consente di realizzare lavorazioni sui pezzi di legno secondo coordinate gestite dal sistema elettronico di controllo sulla base della posizione del pezzo in lavorazione e sulla base del modello matematico del pezzo caricato nel sistema stesso.

Il pezzo viene prima posizionato e quindi bloccato sul piano di lavoro. Perlopiù, i centri di lavoro per legno prevedono, come mostrato nell’esempio illustrato nella allegata figura 2, un piano di lavoro costituito non da un reale piano continuo, ma da una pluralità di guide di supporto G, mobili in direzione X del sistema di riferimento, sulle quali sono disponibili morsetti M di bloccaggio del pezzo da lavorare, a loro volta mobili sulle stesse guide parallelamente alla direzione Y del sistema di riferimento.

Nei centri di lavoro per telai lignei, il piano di lavoro prevede un certo numero di “battute†B disposte lungo l’asse Y del sistema di riferimento. Dette battute, che si concretizzano in cilindri verticali, vengono utilizzate come riscontri laterali per i pezzi P da lavorare. In pratica, a ciascuna battuta corrisponde il posizionamento di un pezzo sul piano, allineato parallelamente all’asse X e con una estremità a contatto con la battuta su Y. Il pezzo à ̈ bloccato da due o più morsetti M allineati alla battuta su Y (ovvero con la medesima quota rispetto all’asse Y del sistema di riferimento cartesiano). Il riferimento Y esatto sulle guide G per i morsetti M à ̈ dato da linguette (non mostrate in figura 2) integrate sulle guide stesse in corrispondenza della quota Y delle battute B, che possono essere estratte a fuoriuscire dalla superficie della guide per costituire un riscontro per rispettivi morsetti, oppure essere inserite a scomparsa dentro le guide stesse per consentire la traslazione dei morsetti. Ovviamente morsetti M allineati parallelamente all’asse X giacciono su distinte guide G.

I pezzi che possono essere posizionati sul piano di lavoro sono pertanto al massimo in numero pari al numero delle battute presenti sullo stesso piano. Il numero di tali battute à ̈ deciso al momento dell’acquisto del centro di lavoro. A ciascuna battuta corrisponde un’origine di un sistema di riferimento associato al pezzo che deve essere lavorato. All’interno dell’elaboratore elettronico che gestisce il centro di lavoro sono caricate entità virtuali K, ciascuna composta da informazioni che comprendono la geometria del pezzo da realizzare (ovvero un modello virtuale di questo con associato un proprio sistema di riferimento x’-y’- con origine o’), il tipo di lavorazione da effettuare sul pezzo, e la posizione sul piano di lavoro per poter effettuare la lavorazione (ovvero la posizione lungo una certa coordinata Y allineata ad una certa battuta B per un primo morsetto, il più vicino alla battuta).

Come detto, la geometria del pezzo da realizzare à ̈ data da un modello matematico virtuale della forma finale del pezzo lavorato presente nell’elaboratore elettronico del sistema di gestione del centro di lavoro e a tale modello virtuale à ̈ associato un sistema di riferimento con origine; l’orientazione del sistema di riferimento del modello virtuale à ̈ coerente con la disposizione del pezzo reale sul piano, ovvero l’asse x’ del sistema virtuale à ̈ parallelo all’asse X del sistema del piano di lavoro, così anche i rispettivi assi ortogonali (y’, Y), mentre l’origine o’ del sistema virtuale coincide con una voluta battuta B contro cui il pezzo reale à ̈ disposto.

Il piano di lavoro, al momento dell’acquisto, può essere diviso in due metà, una metà sinistra con un certo numero di battute disposte lungo il fianco sinistro del piano ed una metà destra con battute disposte lungo il fianco destro, ciascun fianco definendo l’asse Y di un proprio sistema di riferimento. Tipicamente, le due differenti parti di piano vengono utilizzate per effettuare lavorazioni su differenti parti del telaio, ad esempio su una metà possono essere realizzati tutti i montanti, mentre sull’altra metà possono essere realizzati tutti i traversi. Sulla mezzeria del piano può essere disposta una battuta continua.

In generale, come già accennato, le parti che devono essere realizzate nel centro di lavoro sono programmate all’interno dell’elaboratore elettronico del centro di lavoro come entità parametriche (K) che comprendono la geometria del pezzo, il tipo di lavorazione che deve essere fatta sul pezzo, e l’origine sul piano di lavoro dove disporre il pezzo da lavorare (ovviamente, dato il corretto orientamento del pezzo) e secondo la quale operare le lavorazioni. In pratica data la geometria (X1,Y1) di un pezzo da realizzare, l’elaboratore elettronico elabora l’informazione di una data lavorazione da eseguire in base alla geometria (X1, Y1) e l’operatore dispone il pezzo nel piano di lavoro in pre-impostate posizioni in base all’indicazione dell’elaboratore elettronico stesso (si veda l’allegata figura 1).

L’approccio dei mezzi elettronici che gestiscono i cicli di lavoro su tali centri di lavoro prevede cicli in cui a più elementi da lavorare dello stesso tipo (ad esempio tutti montanti di un telaio dello stesso tipo) disposti su rispettive battute del piano di lavoro corrispondono una serie di medesime lavorazioni (a pezzi uguali corrispondono lavorazioni uguali).

Risulta evidente che un tale sistema di posizionamento e lavoro dei pezzi risulta estremamente rigido. Innanzitutto la capacità di lavoro à ̈ in pratica limitata dal numero di battute, e questa non può essere variata a meno di non riconfigurare completamente il centro di lavoro, operazione non semplice che può richiedere il fermo macchina anche per diversi giorni.

Anche l’organizzazione delle lavorazioni à ̈ estremamente rigida, dovendosi compiere necessariamente quelle operazioni con ordine imposto dal programma elettronico sulla base della commessa di lavoro caricata all’interno del sistema di gestione del centro di lavoro. Si pensi ad esempio al caso in cui la commessa preveda la realizzazione di un numero di montanti e traversi inferiore alla capacità del piano di lavoro. In ogni caso tutti i montanti saranno disposti su preventive posizioni definite dalle battute su una metà del piano, mentre i traversi verranno posizionati su rispettive posizioni nell’altra metà del piano. In ogni caso vengono lasciate delle battute “libere†in quanto non à ̈ possibile disporre pezzi che devono fare lavorazioni differenti da quelle dei pezzi già posizionati, con evidente spreco di capacità produttiva.

E’ evidente come in un sistema di lavorazione di questo tipo à ̈ fondamentale una programmazione dei cicli di lavoro estremamente precisa, che non consente variazioni dell’ultimo momento, ad esempio per una necessità improvvisa di realizzare un certo pezzo prima di altri, a meno di non sconvolgere tutta la produzione.

Scopo e sommario dell’invenzione

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a punto un centro di lavoro per telai in legno che consenta di organizzare le lavorazioni delle varie parti in modo flessibile.

Altro scopo della presente invenzione à ̈ quello realizzare un centro di lavoro per telai in legno che consenta di ottimizzare la capacità produttiva.

Non ultimo scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a punto un centro di lavoro per telai in legno che faciliti le operazioni dell’operatore nel posizionamento dei pezzi da lavorare.

Questi e altri scopi, che saranno più chiari in seguito, sono raggiunti con un centro di lavoro per la realizzazione di parti di manufatti lignei, che comprende - un piano di lavoro definito da guide parallele ad un primo asse del sistema di riferimento cartesiano del piano di lavoro e mobili parallelamente ad un secondo asse di detto sistema di riferimento, e da morsetti di bloccaggio dei pezzi lignei disposti scorrevolmente su dette guide parallelamente a detto primo asse,

- una testa di lavorazione mobile sull’area di lavoro associata a detto piano di lavoro, - mezzi elettronici di gestione del centro di lavoro.

Il centro di lavoro si caratterizza per il fatto di comprendere mezzi di identificazione della posizione di detti morsetti nel sistema di riferimento cartesiano comunicanti con detti mezzi elettronici di gestione del centro di lavoro. Sono necessariamente presenti mezzi di associazione delle informazioni relative ad almeno una data lavorazione realizzabile dalla testa di lavorazione su un pezzo ligneo e la posizione su detto piano di lavoro per almeno un detto morsetto su cui disporre detto pezzo ligneo da lavorare.

Vantaggiosamente, i mezzi di identificazione della posizione dei morsetti comprendono, per ciascun morsetto, almeno un dispositivo di misurazione della distanza di detto morsetto da un altro morsetto o da un elemento di riferimento disposto a distanza costante da un rispettivo asse cartesiano del sistema di riferimento cartesiano del piano di lavoro; detto almeno un dispositivo essendo fisso rispetto al rispettivo morsetto.

Opportunamente, à ̈ presente almeno un elemento di riferimento per ciascuna guida, che risulta disposto in posizione fissa sulla stessa guida e in testa o in coda alla serie di morsetti disposti scorrevolmente sulla guida, preferibilmente alle estremità della stessa guida.

Analogamente, può essere presente almeno un elemento di riferimento che risulta fisso rispetto al piano di lavoro (parallelamente alle guide) e disposto in testa o in coda alla serie guide scorrevoli sul piano di lavoro.

Vantaggiosamente, l’ almeno un dispositivo di misurazione della distanza à ̈ di tipo laser ed à ̈ atto ad emettere un fascio laser parallelo ad un asse cartesiano del sistema di riferimento cartesiano del piano di lavoro.

Preferibilmente, ciascun morsetto dotato di detti mezzi di identificazione, comprende almeno due dispositivi di misurazione della distanza di tipo laser atti ad emettere rispettivi fasci laser ortogonali tra loro, paralleli a rispettivi assi cartesiani del sistema di riferimento cartesiano del piano di lavoro.

Opportunamente, i suddetti mezzi di identificazione della posizione dei morsetti comprendono mezzi di visualizzazione delle coordinate della posizione di ciascun morsetto come, preferibilmente, un display presente su ciascun morsetto.

Preferibilmente, su ciascun morsetto dotato di mezzi di identificazione della posizione, à ̈ presente un comando attuabile dall’operatore, che consente di segnalare ai mezzi elettronici di gestione del centro di lavoro che sullo stesso morsetto deve essere effettuata una data lavorazione, realizzabile da detta testa di lavorazione; tale lavorazione à ̈ memorizzata sui mezzi elettronici di gestione del centro di lavoro; il comando consente pertanto di associare detta lavorazione al pezzo lavorabile sul dato morsetto.

Secondo una forma realizzativa preferita, sui mezzi elettronici di gestione del centro di lavoro, à ̈ caricato un programma elettronico di analisi delle posizioni dei vari morsetti/pezzi per verificare eventuali problematiche di collisione della testa di lavoro sul piano con gli stessi morsetti/pezzi. A tale riguardo, può essere presente un sistema di visione atto a visualizzare e registrare le posizioni dei pezzi sul piano di lavoro per consentire l’analisi delle posizioni dei vari morsetti/pezzi.

Vantaggiosamente, i morsetti comprendono mezzi di acquisizione di informazioni relative alle lavorazioni da effettuare su pezzi da fissare sui rispettivi morsetti, che si concretizzano preferibilmente, in mezzi di lettura di codici a barra.

L’invenzione, comprende anche un metodo per realizzare porzioni o interi manufatti lignei su centri di lavoro a controllo numerico,. Tale metodo comprende:

- la definizione, su un sistema elettronico di gestione del centro di lavoro, di informazioni relative ad almeno a) la geometria del pezzo che si vuole realizzare, con associato un sistema di riferimento virtuale, b) il tipo lavorazione da effettuare su un dato pezzo grezzo per ottenere il pezzo finale voluto,

- il posizionamento di almeno un morsetto su cui deve essere bloccato il pezzo grezzo nella posizione sul piano di lavoro sulla quale deve essere operata la lavorazione di detto pezzo grezzo, - la comunicazione della posizione di detto almeno un morsetto sul piano di lavoro ad un sistema elettronico di gestione del centro di lavoro,

- l’associazione delle informazioni relative alle coordinate di detto almeno un morsetto alle informazioni come ai punti a), b),

- la lavorazione di detto pezzo grezzo sulla base delle informazioni presenti nei mezzi elettronici di gestioni, ovvero a) la geometria del pezzo che si vuole realizzare, con associato un sistema di riferimento virtuale, b) il tipo lavorazione da effettuare sul pezzo grezzo per ottenere il pezzo finale voluto, c) la posizione di detto almeno un morsetto sul piano di lavoro; l’origine del sistema di riferimento virtuale associato al pezzo che si vuole realizzare essendo definito sostanzialmente su detto almeno un morsetto.

Opportunamente, l’associazione tra le informazioni sulle coordinate di detto almeno un morsetto e quelle come ai punti a), b) avviene mediante acquisizione da parte del morsetto delle informazioni come agli stessi suddetti punti a) e b); tale acquisizione avviene preferibilmente mediante lettura di un codice a barre riportante dette informazioni da parte di un dispositivo di lettura associato a detto almeno un morsetto.

Vantaggiosamente, i mezzi elettronici di gestione comprendono una banca dati in cui sono memorizzate almeno dette informazioni come ai suddetti punti a) e b); le informazioni contenute in detti codici a barre trovano dati corrispondenti in detta banca dati; a seguito delle lettura di detti codici a barre e dell’indicazione delle informazioni relative alle coordinate di detto almeno un morsetto, i mezzi elettronici creano una lista di lavorazioni da effettuare mediante la testa di lavoro sui pezzi fissati sui morsetti, le cui posizioni (dei morsetti) sono associate a dette informazioni come ai suddetti punti a) e b) e memorizzate nei mezzi elettronici di gestione.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione di alcune sue forme di esecuzione preferite ma non esclusive, illustrate a titolo indicativo e non limitativo nelle allegate tavole di disegni, in cui

la figura 1 rappresenta uno schema operativo dei passi che portano, nello stato della tecnica della presente invenzione, a posizionare il pezzo da lavorare sul piano di lavoro del centro di lavoro e ad d iniziare la lavorazione del pezzo;

la figura 2 rappresenta uno schema di centro di lavoro visto in pianta, relativo allo stato della tecnica;

la figura 3 rappresenta uno schema operativo dei passi che portano, nella presente invenzione, a posizionare il pezzo da lavorare sul piano di lavoro del centro di lavoro e ad d iniziare la lavorazione del pezzo;

la figura 4 rappresenta una vista schematica in prospettiva di un morsetto applicato ad una guida di un centro di lavoro secondo l’invenzione;

la figura 5 rappresenta una vista schematica dall’alto della vista di figura 4; la figura 6 rappresenta uno schema, visto in pianta, di un centro di lavoro secondo l’invenzione, in cui i morsetti sono schematizzati prevalentemente da un semplice riquadro (non sono mostrati gli organi di bloccaggio);

la figura 7 rappresenta una vista schematica, mostrata in pianta, di una porzione di centro di lavoro secondo l’invenzione, con mostrata una coppia di morsetti portanti un pezzo da lavorare ed un corpo di riferimento per l’estremità di tale pezzo; la figura 8 rappresenta una vista prospettica, parzialmente in sezione, della vista di figura 7;

la figura 9 rappresenta la medesima vista in pianta di figura 7 con il corpo di riferimento rimosso;

la figura 10 rappresenta una vista schematica in pianta di un centro di lavoro secondo l’invenzione, con la disposizione di una pluralità di differenti pezzi da lavorare;

la figura 11 rappresenta una vista prospettica di un morsetto secondo l’invenzione che blocca una copia di pezzi da lavorare;

le figure 12A e 12B rappresentano due viste dall’alto di quanto rappresentato in figura 11, con il morsetto rispettivamente in fase di bloccaggio e in fase di non bloccaggio.

Descrizione dettagliata di una forma realizzativa dell'invenzione

Con riferimento alle figure precedentemente citate, un centro di lavoro secondo l’invenzione viene complessivamente indicato con il numero 10. Tale centro di lavoro comprende un piano di lavoro 11 (si vedano in particolare le figure 6 e 10) su cui à ̈ definito un sistema di riferimento cartesiano di riferimento X-Y. Tale piano à ̈ formato da una pluralità di guide rettilinee 12 parallele all’asse Y del sistema di riferimento che possono traslare, in modo in sé noto, in direzione parallela all’asse X del medesimo sistema di riferimento, e da una pluralità di morsetti 13, di bloccaggio di pezzi da lavorare, disposti scorrevolmente sulle stesse guide 12 per traslare parallelamente all’asse Y del sistema di riferimento.

In figura 6 i morsetti 13 sono schematizzati mediante un semplice riquadro; essi sono indicati in maggior dettaglio ad esempio in figura 4. Ciascun morsetto 13 à ̈ dotato di un basamento 13A di scorrimento sulla guida 12 e di una parte di bloccaggio del pezzo tra una superficie di appoggio 13B ed una testa di bloccaggio 13C, eccentrica rispetto ad uno stelo 13D regolabile in altezza ed oscillatile attorno al proprio asse, secondo una struttura di per sé di tipo noto. Il piano ideale che passa per la superficie di appoggio 13B dei morsetti 13 costituisce in pratica il piano di lavoro 11.

Il centro di lavoro 10 comprende inoltre una testa di lavoro 14, ovviamente associata a mezzi di movimentazione non indicati, di per sé di tipo noto, che le consentono di muoversi con almeno tre gradi di liberta nello spazio di lavoro sopra il piano 11. La testa di lavoro 14 presenta una fresa per lavorazione ad asportazione di truciolo.

Sono inoltre presenti mezzi elettronici di gestione del centro di lavoro 10, schematizzati nelle figure, per brevità, da un riquadro indicato con il numero 15. Tali mezzi elettronici 15 controllano, tra l’altro, il movimento della testa di lavoro 14 durante una lavorazione in una data zona del piano di lavoro. Tali mezzi elettronici 15 possono comprendere un processore elettronico con interfaccia utente; il centro di lavoro à ̈ ad esempio del tipo a controllo numerico.

Secondo l’invenzione, i morsetti 13 comprendono mezzi 16 di identificazione della loro posizione nel sistema di riferimento cartesiano X-Y che sono atti a comunicare con detti mezzi elettronici di gestione 15; tali mezzi di identificazione 16 saranno descritti in dettaglio più avanti.

Vantaggiosamente, i mezzi di identificazione 16 della posizione dei morsetti prevedono mezzi di visualizzazione 17 delle coordinate della posizione di ciascun

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morsetto. Preferibilmente, tali mezzi di visualizzazione si concretizzano in un display presente su ciascun morsetto 13 (figura 4).

Alternativamente, ai display presenti su ciascun morsetto può sostituirsi ad esempio un unico display posto in vicinanza del piano di lavoro nel quale sono indicati elementi univoci di identificazione di ciascun morsetto (ad esempio una sigla numerica differente per ciascun morsetto) e l’indicazione delle loro coordinate sul piano di lavoro X-Y.

Sull’elaboratore elettronico che forma parte dei mezzi elettronici di gestione 15, à ̈ caricato un programma elettronico che permette di associare una data entità virtuale K, implementata nello stesso elaboratore, composta da informazioni che comprendono la geometria del pezzo da realizzare (ovvero con associato un proprio sistema di riferimento x’-y’- con origine o’) e il tipo di lavorazione da effettuare sul pezzo P, ad almeno un morsetto 13 sul quale deve essere bloccato il pezzo P che deve essere lavorato (si veda il riquadro indicato con R in figura 3).

Per poter effettuare la lavorazione, à ̈ necessario che all’entità K sia associata un’origine per iniziare la lavorazione sul piano di lavoro X-Y, ovvero l’entità K implementata nell’elaboratore elettronico deve essere completata con le indicazioni di dove à ̈ posizionato il pezzo (nel riquadro di figura 3, l’informazione mancante à ̈ esemplificata dal rettangolo in tratteggio). I mezzi di identificazione 16 della posizione del morsetto sono messi in relazione con l’entità K, consentendo di associare così all’entità stessa le informazioni della posizione del pezzo da lavorare, completandola (in figura 3, i mezzi che consentono questa associazione sono identificati dalla freccia con il numero 19).

I mezzi di associazione 19 della posizione dei morsetti all’elaboratore elettronico per consentire di completare con le informazioni di posizione l’entità K, possono essere di vario tipo. Ad esempio può essere presente un comando sul morsetto 13, come ad esempio un pulsante 20 che, una volta attivato, consente di inviare (o semplicemente confermare, se precedentemente già inviata) l’informazione della posizione del morsetto attraverso connessioni elettriche, ad esempio parzialmente intergate nella guida su cui il morsetto 13 à ̈ disposto, all’elaboratore elettronico (connessioni non mostrate nelle figure). Va da sé che l’invio dell’informazione può avvenire anche con altro tipo di connessione, ad esempio via radio.

Quindi, à ̈ possibile disporre i pezzi P, ovvero i morsetti 13 che li bloccano, in modo sostanzialmente casuale sul piano 11, o comunque secondo una disposizione voluta ma non necessariamente predeterminata dall’elaboratore elettronico, e comunicare all’elaboratore elettronico la posizione dei morsetti in modo tale da associare alle loro posizioni l’origine delle lavorazioni per una data entità. Ad esempio l’elaboratore elettronico può indicare all’operatore quale pezzo (a cui corrisponde un’entità K) deve essere lavorato e l’operatore muoverà i morsetti (o li avrà già mossi) in una voluta zona e attiverà l’invio dell’informazione della posizione dei morsetti all’elaboratore stesso, il quale completerà così le informazioni dell’entità K, consentendo di poter effettuare la lavorazione. Un esempio di disposizione di morsetto 13 con relativi pezzi P à ̈ mostrato in figura 10.

Si noti come possa essere sufficiente che sia comunicata solamente la posizione del morsetto che costituirà sostanzialmente l’origine della lavorazione, essendo la posizione di un secondo morsetto (sicuramente allineato al primo) sostanzialmente inutile in quanto la traiettoria della lavorazione à ̈ definita partendo dall’origine associata al primo morsetto (ad esempio in figura 10 può essere sufficiente comunicare all’elaboratore elettronico la posizione del solo morsetto 13’ e non anche quella degli altri due morsetti 13’’ e 13’’’, in quanto l’orientamento del pezzo à ̈ parallelo all’asse X).

In alternativa, l’operatore può anche disporre i morsetti e i pezzi sul piano e successivamente attivare la trasmissione delle informazioni delle posizioni dei morsetti all’elaboratore elettronico dove vengono memorizzate. L’operatore quindi associa, mediante un programma elettronico, entità “incomplete†corrispondenti ai pezzi che ha disposto sul piano di lavoro, alle informazioni di posizioni dei morsetti completando così le entità.

Un altro modo di associare una certa entità K ad un morsetto può essere quella di stampare, una volta che le entità (incomplete dell’informazione della posizione) sono create nell’elaboratore elettronico, elementi identificativi come ad esempio codici a barre (od elementi equivalenti) che riportano i riferimenti dell’entità. Tali codici a barre possono essere fatti leggere a opportuni dispositivi integrati nei morsetti, realizzando così l’associazione entità/morsetto. Un certo morsetto invierà l’informazione della propria posizione insieme all’indicazione dell’entità alla quale à ̈ associato, completandola e permettendo così la lavorazione. Un esempio di utilizzo di codice a barre di questo tipo à ̈ riposato più avanti.

I mezzi 16 di identificazione della posizione dei morsetti 13 nel sistema di riferimento cartesiano X-Y possono essere di differente tipologia. Preferibilmente, secondo la presente invenzione, tali mezzi 16 sono di tipo ottico, e più precisamente comprendono misuratori di distanza laser associati ai morsetti atti ad interagire con bersagli integrati sempre sui morsetti e su sponde coincidenti agli assi X e Y del sistema di riferimento del piano di lavoro. Si vedano in particolare le figure 4, 5 e 6.

In particolare, ciascun morsetto 13 comprende un primo dispositivo di misurazione laser di distanza 21 comprendente a sua volta una sorgente laser il cui fascio laser F1 à ̈ direzionato verso l’asse X parallelamente all’asse Y del sistema di riferimento del piano di lavoro 11, ed un sensore di ricezione del laser riflesso dall’oggetto investito dal fascio F1, consentendo così di misurare la distanza Y dall’oggetto investito, che può essere un altro morsetto oppure una sponda di riflessione Rx integrata in corrispondenza di una estremità della rispettiva guida 12’ e coincidente con l’asse X (o ad una distanza costante da questo).

Con riferimento alla figura 6, la coordinata Y1 del morsetto 13’ (corrispondente a quello più vicino all’origine del sistema di riferimento X-Y) à ̈ data dalla distanza misurata tramite il fascio laser F1 tra il morsetto stesso e la sponda Rx’. La coordinata Y del seguente morsetto 13’’ disposto sulla medesima guida 12’ à ̈ data dalla somma della coordinata Y1 del primo morsetto 13’ (più una quantità corrispondente alla larghezza del morsetto) con la misurazione della distanza Y2 misurata tramite il fascio laser F1’ (emesso dalla sorgente del dispositivo laser del secondo morsetto 13’’) tra il secondo morsetto 13’’ ed il primo morsetto 13’. Discorso analogo può essere fatto per il successivo morsetto 13’’ disposto sulla guida 12’.

Le coordinate lungo Y di ciascun morsetto su ciascuna guida 12 possono essere misurate in modo equivalente a quanto appena descritto.

La misurazione delle coordinate X dei morsetti 13 avviene in modo sostanzialmente analogo. Vi à ̈ infatti un secondo dispositivo di misurazione laser di distanza 22 comprendente a sua volta una sorgente laser il cui fascio laser F2 à ̈ direzionato verso l’asse Y parallelamente all’asse X del sistema di riferimento del piano di lavoro 11, ed un sensore di ricezione del laser riflesso dall’oggetto investito dal fascio F2, consentendo così di misurare la distanza X dall’oggetto investito, che può essere un altro morsetto oppure una sponda di riflessione Ry integrata sul fianco del piano di lavoro e coincidente con l’asse Y (o ad una distanza costante da questo).

Con riferimento alla figura 6, la coordinata X1 del morsetto 13’ (corrispondente a quello più vicino all’origine del sistema di riferimento X-Y) à ̈ data dalla distanza misurata tramite il fascio laser F2 tra il morsetto stesso e la sponda Ry. La coordinata X del quarto morsetto 13<iv>disposto sulla guida 12’’ subito di fianco della guida 12’ su cui à ̈ il morsetto 13’, à ̈ data dalla somma della coordinata X1 del primo morsetto 13’ con la misurazione della distanza X2 misurata tramite il fascio laser F2’ (emesso dalla sorgente del dispositivo laser del morsetto 13<iv>) tra il quarto morsetto 13<iv>ed il primo morsetto 13’. Tale misurazione vale nel caso in cui il quarto morsetto 13<iv>à ̈ allineato secondo una medesima coordinata Y al primo morsetto 13’.

Nel caso in cui un morsetto non sia allineato secondo una coordinata Y ad un altro morsetto (ad esempio perché utilizzato per bloccare un elemento differente, come mostrato in figura 10), la sua coordinata X à ̈ data dalla distanza misurata dal rispettivo secondo dispositivo di misurazione laser di distanza 22 rispettivo alla sponda Ry (si veda ad esempio il settimo morsetto 13<vii>).

Vantaggiosamente, sul fianco opposto del morsetto rispetto a quello su cui à ̈ disposto il secondo dispositivo di misurazione laser di distanza 22, in posizione esattamente contrapposta a questo, può essere presente un elemento di riflessione 23 del fascio laser F2. Quando il fascio laser F2 investe l’elemento di riflessione 23 di un morsetto 13 affiancato, significa che i due morsetti sono allineati. Analogamente può essere presente un ulteriore elemento di riflessione 24 sul lato dei morsetti opposto a quello dove à ̈ presente il primo dispositivo di misurazione laser di distanza 21, al fine di riflettere il fascio emesso da un morsetto disposto sulla stessa guida (si noti che comunque i morsetti su una stessa guida sempre sono allineati).

Nelle figure 7, 8 e 9 à ̈ illustrata una modalità di associazione di una entità ad un morsetto 13 e successiva misura della posizione di tale morsetto.

Un codice a barre 25 riportante le indicazioni dell’entità K corrispondente alla lavorazione che si vuole eseguire viene applicato ad un corpo di riferimento 26, ad esempio una riscontro a L, disposto in appoggio sul fondo dell’area di lavoro, ortogonalmente al piano di lavoro 11. Tale corpo 26 à ̈ ad esempio posizionato affianco ad un morsetto, tra questo e la sponda di riflessione Ry, e costituisce una battuta per l’estremità del pezzo di legno longitudinale P bloccato sul morsetto. Il secondo dispositivo laser di misurazione della distanza 22 viene azionato e misura la distanza tra il morsetto e il corpo 26, ovvero tra il morsetto e l’estremità del pezzo (che à ̈ stato bloccato sul morsetto senza un riferimento spaziale). In questo esempio, lo stesso dispositivo à ̈ in grado di misurare la distanza e di leggere il codice a barre 25. Va da sé che in altre forme realizzative à ̈ possibile utilizzare un lettore di codice a barre (o altro dispositivo in grado di acquisire informazioni da elementi che costituiscono le informazioni dell’entità K da associare al morsetto differenti da un codice a barre) che risulta indipendente dal secondo dispositivo laser di misurazione della distanza. La lettura del codice a barre permette di associare il morsetto all’entità K, in pratica la lavorazione che deve essere realizzata sul pezzo bloccato sul morsetto.

Quindi, il corpo di riferimento 26 viene rimosso ed secondo il dispositivo laser di misurazione della distanza 22 viene azionato per leggere la distanza dalla sponda di riflessione Ry (in pratica l’asse Y), per leggere le coordinata X del morsetto. Quindi, viene azionato il primo dispositivo laser di misurazione della distanza 21 dall’asse X, ovvero la misura della coordinata Y, ottenendo così l’informazione della posizione del morsetto 13 nel piano di lavoro 11.

Ora, il centro di lavoro ha riconosciuto la posizione del morsetto sul piano di lavoro (compresa la posizione dell’estremo del pezzo da lavorare), sa quale lavorazione (ovvero tipo di lavorazione e traiettoria da far compiere alla testa di lavoro) deve essere realizzata sul pezzo bloccato su quel morsetto (grazie al codice a barre) ed à ̈ in grado pertanto di poter effettuare la lavorazione. In generale i pezzi da lavorare sono pezzi longitudinali prevalentemente rettilinei (tratti di montanti o traversi) e pertanto l’orientamento di questi sul piano di lavoro à ̈ univocamente dato una volta che vengano disposti parallelamente ad un asse (X o Y) del sistema di riferimento del piano di lavoro. Analogamente, à ̈ possibile lavorare pezzi curvi disponendoli sul piano di lavoro con un orientamento noto, ad esempio con i vertici degli spigoli delle estremità giacenti su segmento parallelo ad un asse cartesiano X o Y del sistema di riferimento del piano di lavoro 11 (si veda ad esempio il pezzo curvo C mostrato in figura 10). Ovviamente à ̈ possibile lavorare anche pannelli, così come mostrato in figura 10 (pannello indicato con la lettera F).

Con il centro di lavoro ora descritto, à ̈ possibile disporre i morsetti 13 dove si vuole, in base ai pezzi (ovvero le entità) che si devono lavorare cercando di ottimizzare lo spazio. Attualmente, i morsetti di tipo noto prevedono il bloccaggio su un solo “lato†, ovvero possono bloccare un pezzo per volta. Nella situazione ora descritta, appare particolarmente utile un morsetto che possa bloccare due pezzi per volta, disposti parallelamente tra loro, così come mostrato nelle figure 10, 11, 12A e 12B. In pratica tale morsetto, indicato complessivamente con 113, presenta un basamento 113A, una superficie di appoggio 113B per il pezzo, da una posizione centrale della quale si sviluppa uno stelo 113D, regolabile in altezza in estremità al quale à ̈ disposto una testa di bloccaggio 113C. La superficie di appoggio 113B presenta due parti di appoggio 113B’ e 113B’’ tra loro opposte rispetto allo stelo 113D, atte all’accoglimento di due differenti pezzi P1 e P2 da bloccare (ovviamente i due pezzi devono presentare il medesimo spessore in altezza, a meno di eventuali elementi di spessoramento associati ad uno dei due). La testa di bloccaggio 113C presenta due parti di bloccaggio 113C’ e 113C’’opposte rispetto all’asse dello stelo 113D, ed à ̈ preferibilmente simmetrica rispetto a questo. Come ben visibile nelle figure 12A e 12B, la testa di bloccaggio ruota da una posizione di non bloccaggio che risulta allineata e non sovrapposta ai due pezzi (figura 12B) ad una posizione ruotata in cui à ̈ sovrapposta ai due pezzi, bloccandoli (figura 12A). Preferibilmente la larghezza della di bloccaggio 113C testa à ̈ sostanzialmente pari al diametro dello stelo 113D.

La tipologia di morsetto utilizzato può essere anche di tipo differente. Ad esempio possono essere utilizzati morsetti del tipo a “ventosa†ovvero dotati di un piatto di appoggio per il pezzo che deve essere lavorato, su cui sono ricavate bocche di aspirazione in comunicazione con un impianto pneumatico di aspirazione, attivabile a comando.

Le modalità di lavoro del presente centro di lavoro possono essere differenti. Una prima modalità prevede ad esempio che l’elaboratore elettronico indichi all’operatore dove deve essere posizionato un certo pezzo che deve subire una voluta lavorazione, ovvero secondo un ciclo preimpostato di posizionamento implementato nell’elaboratore elettronico (questo à ̈ in pratica il metodo tradizionale dello stato della tecnica). Se ad esempio un certo pezzo rettilineo deve essere posizionato parallelamente all’asse X ad una quota Y1 con un’estremità coincidente con l’asse Y stesso (corrispondenti alle vecchie “battute†B di figura 2), un morsetto 13, montato ad esempio sulla guida 12 più vicina all’asse Y del piano di riferimento 11, verrà mosso in modo da portarlo nella voluta posizione. Durante la movimentazione i dispositivi laser 21 e 22 di misurazione della distanza sono attivi e l’operatore à ̈ in grado di visualizzare le coordinate della posizione del morsetto sul display 17 (lo spostamento del morsetto avviene, ovviamente, sia movimentando il morsetto sulla guida 12 - regolazione su Y- sia movimentando la stessa guida – regolazione su X).

Vantaggiosamente, sul morsetto (si veda la figura 4), sono presenti degli indicatori, ad esempio due luci 27, una di colore verde ed una di colore rosso. Fintanto che il morsetto non ha raggiunto la posizione sul piano 11 indicata dall’elaboratore elettronico, la luce rossa rimane accesa, mentre si accende la luce verde una volta che tale posizione viene raggiunta, facilitando così la fase di posizionamento da parte dell’operatore.

Un’altra modalità di operare del centro di lavoro prevede che l’elaboratore elettronico, sulla base di una particolare “commessa†di pezzi le cui entità sono state caricate sull’elaboratore stesso, elabori un posizionamento ottimale dei pezzi sul piano secondo un proprio algoritmo. Differentemente dal caso precedente, in cui il posizionamento di una certa entità viene proposto in prefissate posizioni che sono sempre quelle, nel caso attuale, i pezzi possono essere disposti sul piano in modo “flessibile†ovvero ottimizzato a seconda del numero e delle dimensioni dei pezzi. Come nel caso precedente, l’elaboratore elettronico indica all’operatore la posizione dei morsetti associati a date entità.

Secondo un terzo modo di operare, già in parte descritto in precedenza, l’operatore decide di posizionare autonomamente un certo pezzo (ovvero i rispettivi morsetti) sul piano di lavoro 11. Per far questo à ̈ necessario che vi sia un’associazione tra il posizionamento dei morsetti e la lavorazione che deve essere effettuata sul pezzo bloccabile sui morsetti, in modo che l’elaboratore elettronico possa indicare alla testa di lavoro quale lavorazione effettuare, con che tipo di traiettoria e in che posizione del piano di lavoro.

Tale associazione può essere realizzata mediante indicazione su un’interfaccia utente (un display) dell’elaboratore elettronico dell’entità che deve essere realizzata. L’operatore sa che deve movimentare il morsetto che indica l’origine della lavorazione che deve essere effettuata sul pezzo relativa all’entità indicata sul display. Una volta posizionato il morsetto, attivando un comando, trasmette all’elaboratore informazione che il morsetto à ̈ posizionato, nonché le sue coordinate misurate dai dispositivi laser 21 e 22.

Secondo questo terzo modo di operare il posizionamento dei morsetti (ossia senza specifiche indicazioni da parte dell’elaboratore elettronico), può essere vantaggioso che l’elaboratore centrale effettui una analisi (mediante opportuno programma elettronico) delle posizioni dei vari morsetti/pezzi per verificare eventuali problematiche di collisione della testa di lavoro sul piano con gli stessi morsetti/pezzi. Tale analisi può essere effettuata anche utilizzando un sistema di visione (ad esempio uno scanner tridimensionale) associato al centro di lavoro che consente di registrare le posizioni dei pezzi sul piano.

Si noti come un sistema di visione può essere utilizzato come dispositivo di localizzazione dei morsetti sul piano, identificando le coordinate di ognuno, potendosi così sostituirsi ai dispositivi di misurazione laser descritti, comunque preferiti.

Sempre secondo questo terzo modo di operare, preferibilmente, l’associazione tra il posizionamento del morsetto e la lavorazione che deve essere effettuata sul pezzo bloccabile sul morsetto viene realizzata mediante la lettura di un codice a barre da parte di un apposito dispositivo presente sul morsetto stesso, codice a barre che identifica l’entità che deve essere realizzata, secondo quanto descritto in precedenza. Secondo questo modo di operare, à ̈ in pratica possibile lavorare senza “commessa†. Per commessa si intende in pratica l’insieme dei pezzi che à ̈ necessario realizzare e ai quali corrispondono certe entità virtuali che comprendono l’informazione della geometria del pezzo e del tipo di lavorazione che à ̈ necessario effettuare. In pratica senza avere una commessa caricata sull’elaboratore elettronico, à ̈ possibile, prelevando le informazioni delle entità da una banca dati, stampare i codici a barre relativi a tali entità ed utilizzarli durante il posizionamento dei morsetti come prima descritto. Quindi, leggendo i codici a barre durante il posizionamento dei morsetti, l’elaboratore centrale acquisisce le informazioni delle entità, ovvero conosce la geometria del pezzo, la lavorazione che deve essere effettuata e la posizione sul piano di lavoro del pezzo da lavorare. In pratica si realizza una “auto-compilazione†della commessa.

Va da sé che l’uso del codice a barre può essere utilizzato anche nel caso dei primi due modi di operare. Ad esempio, nel caso in cui sia l’elaboratore centrale a fornire le coordinate di posizionamento di un morsetto sul piano di lavoro, à ̈ possibile far leggere allo stesso morsetto il codice a barre, creando così un’associazione con l’entità che si vuole realizzare. Il morsetto comunica con l’elaboratore centrale, che gli trasmette le coordinate della posizione che deve assumere nel piano in relazione all’entità che si vuole realizzare. Il morsetto viene così mosso fino a quando la luce verde di raggiunta posizione non si accende.

E’ inteso che quanto illustrato rappresenta solo possibili forme di attuazione non limitative dell’invenzione, la quale può variare nelle forme e disposizioni senza uscire dall’ambito del concetto alla base dell’invenzione. L’eventuale presenza di numeri di riferimento nelle rivendicazioni allegate ha unicamente lo scopo di facilitarne la lettura alla luce della descrizione che precede e degli allegati disegni e non ne limita in alcun modo l’ambito di protezione.

Claims (10)

1. “CENTRO DI LAVORO PER LA REALIZZAZIONE DI PARTI DI SERRAMEN-TI LIGNEI†RIVENDICAZIONI 1) Centro di lavoro per la realizzazione di parti di manufatti lignei, comprendente - un piano di lavoro (11) definito da guide (12) parallele ad un primo asse (Y) del sistema di riferimento cartesiano (X-Y) del piano di lavoro (11) e mobili parallelamente ad un secondo asse (X) di detto sistema di riferimento (X-Y), e da morsetti di bloccaggio (13) dei pezzi lignei (P) disposti scorrevolmente su dette guide (12) parallelamente a detto primo asse (Y), - una testa di lavorazione (14) mobile sull’area di lavoro associata a detto piano di lavoro (11), - mezzi elettronici (15) di gestione del centro di lavoro, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di identificazione (16) della posizione di detti morsetti (13) nel sistema di riferimento cartesiano (X-Y) comunicanti con detti mezzi elettronici (15) di gestione del centro di lavoro, essendo presenti mezzi di associazione delle informazioni relative ad almeno una data lavorazione realizzabile da detta testa di lavorazione (14) su un pezzo ligneo (P) e la posizione su detto piano di lavoro (11) per almeno un detto morsetto (13) su cui disporre detto pezzo ligneo (P) da lavorare.
2. 2) Centro di lavoro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di identificazione (16) della posizione dei morsetti (13) comprendono, per ciascun morsetto (13), almeno un dispositivo (21, 22) di misurazione della distanza di detto morsetto (13’’) da un altro morsetto (13’) o da un elemento di riferimento (Rx, Ry) disposto a distanza costante da un rispettivo asse cartesiano (X, Y) del sistema di riferimento cartesiano (X-Y) del piano di lavoro (11), detto almeno un dispositivo (21, 22) essendo fisso sul rispettivo morsetto (13); preferibilmente essendo presente almeno un detto elemento di riferimento (Rx) per ciascuna detta guida (12) disposto in posizione fissa sulla stessa guida (12) e in testa o in coda alla serie di morsetti (13) disposti scorrevolmente sulla guida (12); preferibilmente essendo presente almeno un detto elemento di riferimento (Ry) fisso rispetto al piano di lavoro, parallelamente a dette guide (12) e disposto in testa o in coda alla serie di guide (12) scorrevoli sul piano di lavoro.
3. 3) Centro di lavoro secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto almeno un dispositivo di misurazione della distanza (21, 22) Ã ̈ di tipo laser atto ad emetter un fascio laser parallelo (F1, F2) ad un asse cartesiano (X, Y) del sistema di riferimento cartesiano (X-Y) del piano di lavoro (11); preferibilmente detti mezzi di identificazione (16) comprendendo almeno due detti dispositivi di misurazione della distanza (21, 22) di tipo laser atti ad emettere rispettivi fasci laser (F1, F2) ortogonali tra loro, paralleli a rispettivi assi cartesiani del sistema di riferimento cartesiano (X-Y) del piano di lavoro (11).
4. 4) Centro di lavoro secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di identificazione (16) della posizione dei morsetti (13) comprendono mezzi di visualizzazione (17) delle coordinate della posizione di ciascun morsetto (13); preferibilmente detti mezzi di visualizzazione (17) comprendendo un display presente su ciascun morsetto (13).
5. 5) Centro di lavoro secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che su ciascun morsetto (13) dotato di detti mezzi di identificazione della posizione (16) à ̈ presente un comando attuabile dall’operatore atto a segnalare ai mezzi elettronici (15) di gestione del centro di lavoro che sullo stesso morsetto deve essere effettuata una data lavorazione, realizzabile da detta testa di lavorazione (14), memorizzata su detti mezzi elettronici di gestione del centro di lavoro, detto comando essendo pertanto atto ad associare detta lavorazione al pezzo lavorabile su detto morsetto (13).
6. 6) Centro di lavoro secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che su detti mezzi elettronici di gestione (15) à ̈ caricato un programma elettronico di analisi delle posizioni dei vari morsetti/pezzi per verificare eventuali problematiche di collisione della testa di lavorazione (14) sul piano (11) con gli stessi morsetti/pezzi; preferibilmente essendo presente un sistema di visione atto a visualizzare e registrare le posizioni dei pezzi sul piano di lavoro per consentire detta analisi delle posizioni dei vari morsetti/pezzi.
7. 7) Centro di lavoro secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti morsetti (13) comprendono mezzi di acquisizione di informazioni relative alle lavorazioni da effettuare su pezzi da fissare sui rispettivi morsetti; preferibilmente detti mezzi di acquisizione comprendendo mezzi di lettura di codici a barra (25).
8. 8) Metodo per realizzare porzioni di telai lignei su centri di lavoro a controllo numerico, comprendente - la definizione, su un sistema elettronico di gestione del centro di lavoro, di informazioni relative ad almeno a) la geometria del pezzo che si vuole realizzare, con associato un sistema di riferimento virtuale (X’, y’, o’), b) il tipo lavorazione da effettuare su un dato pezzo grezzo per ottenere il pezzo finale voluto, - il posizionamento di almeno un morsetto su cui deve essere bloccato il pezzo grezzo nella posizione sul piano di lavoro sulla quale deve essere operata la lavorazione di detto pezzo grezzo, - la comunicazione della posizione di detto almeno un morsetto sul piano di lavoro (11) ad un sistema elettronico di gestione del centro di lavoro, - l’associazione delle informazioni relative alle coordinate di detto almeno un morsetto alle informazioni come ai punti a), b), - la lavorazione di detto pezzo grezzo sulla base delle informazioni presenti nei mezzi elettronici di gestioni, ovvero a) la geometria del pezzo che si vuole realizzare, con associato un sistema di riferimento virtuale (X’, y’, o’), b) il tipo lavorazione da effettuare sul pezzo grezzo per ottenere il pezzo finale voluto, c) la posizione di detto almeno un morsetto sul piano di lavoro (11); l’origine (o’) del sistema di riferimento virtuale (X’, y’, o’) associato al pezzo che si vuole realizzare essendo definito sostanzialmente su detto almeno un morsetto.
9. 9) Metodo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che l’associazione tra le informazioni sulle coordinate di detto almeno un morsetto e quelle come ai punti a), b) avviene mediante acquisizione da parte del morsetto delle informazioni come agli stessi suddetti punti a) e b); preferibilmente detta acquisizione delle informazioni a) e b) avvenendo mediante lettura di un codice a barre riportante dette informazioni da parte di un dispositivo di lettura associato a detto almeno un morsetto; preferibilmente detti mezzi elettronici di gestione comprendendo una banca dati in cui sono memorizzate almeno dette informazioni come ai suddetti punti a) e b); le informazioni contenute in detti codici a barre trovando corrispondenti in detta banca dati ;a seguito delle lettura di detti codici a barre e dell’indicazione delle informazioni relative alle coordinate di detto almeno un morsetto, detti mezzi elettronici creando una lista di lavorazioni da effettuare mediante detta testa di lavoro sui pezzi fissati sui morsetti le cui posizioni sono associate a dette informazioni come ai suddetti punti a) e b) e memorizzate in detti mezzi elettronici di gestione.
10. 10) Morsetto di bloccaggio (113) per pezzi in centri di lavoro a controllo numerico del tipo per la lavorazione di manufatti in legno, comprendente,un basamento (113A), una superficie di appoggio (113B) per il pezzo, dalla quale si sviluppa uno stelo (113D) regolabile in altezza, in estremità a detto stelo (113D) essendo disposta una testa di bloccaggio (113C), caratterizzato dal fatto che detta superficie di appoggio (113B) presenta due parti di appoggio (113B’, 113B’’) tra loro opposte rispetto a detto stelo (113D), atte all’accoglimento di due differenti pezzi (P1, P2) da bloccare, detta testa di bloccaggio (113C) presentando due parti di bloccaggio (113C’, 113C’’) opposte rispetto all’asse di detto stelo (113D), detta testa (113C) essendo preferibilmente simmetrica rispetto a detto stelo (113D).