ITFI20100156A1 - Macchina foratrice a controllo numerico per pannelli in legno con dispositivo di trascinamento perfezionato - Google Patents

Description

MACCHINA FORATRICE A CONTROLLO NUMERICO PER PANNELLI IN LEGNO

CON DISPOSITIVO DI TRASCINAMENTO PERFEZIONATO

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce al settore delle lavorazioni del legno ed in particolare ha ad oggetto un dispositivo di trascinamento per la movimentazione di pannelli in legno in una macchina foratrice a controllo numerico.

Come à ̈ noto, negli ultimi anni à ̈ sempre più comune l’utilizzo di mobili composti da pannelli di dimensioni standard prodotti in grandi lotti e successivamente assemblati per la realizzazione del mobile voluto. Ovviamente questo tipo di produzione consente di ridurre notevolmente i costi di fabbricazione e quindi anche il prezzo finale del mobilio. Tali tipi di mobili si sono quindi rapidamente diffusi e risultano, attualmente, tra quelli maggiormente venduti.

Come detto, il mobile à ̈ assemblato da pannelli, preferibilmente in legno o truciolato di legno, di dimensioni standard e prelavorati con le forature, le scanalature e gli scassi necessari al collegamento con altri pannelli, rifiniture, serrature ed altri accessori in genere. In fase di prelavorazione sono quindi realizzati fori per consentire l'inserimento delle spine, l’aggancio delle cerniere degli sportelli o ancora per il posizionamento delle serrature e/o delle maniglie.

Tali lavorazioni sui pannelli sono effettuate su centri di lavoro a controllo numerico comunemente conosciuti con il nome di "foratrici punto-punto". La foratrice à ̈ programmata con la mappatura dei fori e scassi da realizzare sul pannello che viene movimentato in modo da traslare su un piano internamente alla macchina posizionandosi in corrispondenza di una testa portautensili mobile (almeno) lungo una direzione ortogonale al suddetto piano.

Per consentire la presa e la movimentazione del pannello vengono solitamente utilizzate pinze (ad azionamento pneumatico) in grado di afferrare e trattenere il pannello che viene trasportato e posizionato in corrispondenza dei vari passaggi di foratura gestiti dal controllo numerico. Questo tipo di movimentazione, per quanto efficace e molto diffusa, presenta tuttavia numerose problematiche.

Innanzitutto, la corsa lungo l’asse di avanzamento della pinza à ̈ limitata (in genere a circa un metro o poco più) per ragioni di ingombro e strutturali: quando il pannello ha lunghezza superiore a quella della corsa della pinza, infatti, la macchina deve interrompere il ciclo, bloccare il pannello in modo da consentire alla pinza di aprirsi, ritornare al punto di inizio corsa, riafferrare il pannello e proseguire l’azione di foratura. Questa operazione risulta evidentemente piuttosto lenta e comporta successive prese del pannello, quindi, oltre ai lunghi tempi di lavoro e al dispendio di energia, c’à ̈ anche il rischio di danneggiamento della finitura superficiale del pannello stesso quando si lavorano superfici delicate come l'impiallacciato o il laccato.

Un ulteriore problema legato all’afferraggio del pannello con la pinza descritta à ̈ che, quando un foro si trova in interferenza con la pinza, si ripresenta il problema del suo riposizionamento. Questa à ̈ una problematica particolarmente sentita su pannelli di piccole dimensioni (in quanto la percentuale di superficie occupata dalla pinza rispetto alla superficie totale à ̈ notevolmente significativa).

Ancora un ulteriore problema à ̈ legato al fatto che, quando la lavorazione da effettuare prevede l’utilizzo di una fresa a disco, ad esempio nel caso della realizzazione di un canale, qualora il pannello abbia lunghezza superiore alla corsa della pinza, la ripresa del pezzo da lavorare da parte della pinza stessa avviene o con l’utensile ancora nel canale di lavoro, oppure con abbassamento dell'utensile e reinserimento di esso nel canale una volta che la pinza ha riafferrato il pannello. In entrambi i casi si crea, nel punto di contatto con l’utensile, una scalfittura che incide la superficie del pannello, con danni oltre che economici (poiché il pannello à ̈ di minor valore in quanto rovinato), estetici (in quanto il pannello non ha una finitura superficiale ottimale).

Lo scopo della presente invenzione à ̈ quindi quello di risolvere le problematiche sopra esposte realizzando una macchina foratrice con un dispositivo di trascinamento che sia poco ingombrante ed efficiente, in particolare con riferimento alla velocità di lavoro e alla produttività, indipendentemente dalle dimensioni del pannello.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una macchina foratrice con un dispositivo di trascinamento del pannello con minor spostamento di masse e più facilmente controllabile rispetto ai sistemi noti.

Tali scopi vengono raggiunti da una macchina foratrice secondo l’invenzione, le cui caratteristiche essenziali sono definite dalla prima delle rivendicazioni annesse.

Le caratteristiche e i vantaggi della macchina foratrice secondo l'invenzione risulteranno più chiaramente dalla descrizione che segue di una sua forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi in cui: - la figura 1 à ̈ una vista d’assieme della macchina foratrice secondo l'invenzione in cui sono visibili un canale di inserimento e guide di scorrimento del pannello;

- la figura 2 mostra una vista frontale della macchina foratrice di figura 1, senza un rivestimento di protezione anteriore in cui sono indicate le componenti del dispositivo di trascinamento;

- la figura 3 à ̈ una vista in prospettiva, dal lato del canale di alimentazione di un trascinatore fisso del dispositivo di trascinamento secondo l’invenzione, rappresentato in dettaglio ed isolatamente;

- la figura 4 Ã ̈ una vista in prospettiva, sempre in dettaglio ed isolatamente del trascinatore fisso, dal lato opposto rispetto a quello di figura 3;

- la figura 5 rappresenta in dettaglio ed isolatamente, visto dal basso e - per maggiore chiarezza - con la rappresentazione schematica di un pannello in lavorazione, una battuta mobile di un dispositivo di trascinamento secondo l’invenzione; e

- la figura 6 à ̈ una vista laterale della macchina foratrice priva di un rivestimento di protezione laterale, in cui à ̈ evidenziato, tramite un circoletto, il trascinatore fisso di figura 3.

Con riferimento a dette figure, secondo l'invenzione un dispositivo di trascinamento à ̈ integrato in una macchina foratrice o centro di lavoro a controllo numerico per la lavorazione ed in particolar modo per la foratura di pannelli in legno (e/o simili) destinati alla produzione di mobili. Le caratteristiche complessive della foratrice sono riconducibili all’arte nota; la macchina, quindi, non à ̈ illustrata né descritta in dettaglio.

Per quanto di pertinenza della presente invenzione à ̈ sufficiente notare come la foratrice comprenda un canale di inserimento 1 di un pannello in legno da lavorare su un piano di lavoro, tipicamente, come nell'esempio, orizzontale. Il pannello P (mostrato solo schematicamente in figura 5) transita su detto piano secondo una direzione di avanzamento ed alimentazione X internamente alla foratrice fino a disporsi in corrispondenza di un'area di lavoro interessata da una testa porta utensili di un gruppo forante (indicato con 4 e visibile nelle figure 2 e 6), posto al di sotto del piano, per realizzare la foratura del pannello stesso.

L’azionamento del gruppo forante à ̈ comandato da un sistema a controllo numerico che, previa programmazione della mappatura dei fori e lavorazioni da realizzare, movimenta il gruppo stesso; in figura 1 sono visibili generici mezzi di interfaccia 100 del controllo numerico (quali uno schermo ed una tastiera). Il gruppo forante à ̈ come detto posizionato al di sotto del piano di lavoro e comprende una testa di montaggio delle punte (o utensili in genere) che à ̈ movimentabile dal basso verso l’alto in avvicinamento al pannello (e viceversa), in modo da realizzare un conseguente moto di avanzamento dell’utensile (il moto opposto corrisponde al moto di ritorno dell’utensile).

Il canale di inserimento 1 à ̈ delimitato lateralmente, cioà ̈ lungo i lati paralleli alla direzione di avanzamento X, da un dispositivo di trascinamento secondo l’invenzione comprendente rispettivamente un trascinatore fisso 2 ed una battuta mobile 3; quest’ultima à ̈ in grado di traslare secondo una direzione trasversale Y perpendicolare a detta direzione di avanzamento ed alimentazione X, in modo da ridurre la distanza (considerata rispetto a detta direzione trasversale Y) con il trascinatore fisso 2 e, quindi, di ridurre la spaziatura trasversale del dispositivo di trascinamento in modo da potersi adattare alla larghezza del pannello P da lavorare.

Sempre con particolare riferimento alla figura 1, il trascinatore fisso e la battuta mobile presentano elementi di guida rispettivamente 20 e 30 che si estendono linearmente secondo la direzione di alimentazione X. A seguito del montaggio, le guide risultano parzialmente sporgenti esternamente alla foratrice (ed in particolare dal canale 1) in modo da fungere da supporto per il pannello durante l’inserimento nella macchina e facilitare, agli addetti, le operazioni di alimentazione della materia prima.

Le guide 20 e 30, in rispettive coppie disposte a squadra, presentano inoltre rulli, o altri analoghi elementi di riduzione dell’attrito, in modo che il pannello P possa, una volta appoggiato sulle guide stesse, essere spinto internamente al canale in una posizione di aggrappaggio con mezzi di presa e trascinamento del trascinatore fisso 2.

In maggior dettaglio, con riferimento alla figura 3, tali mezzi di presa e trascinamento comprendono una cinghia dentata 21 che discende sul pannello da forare, lungo un lato di esso, sotto l'effetto di primi mezzi di spinta. In particolare tali primi mezzi di spinta comprendono un sistema di leveraggio, quale, ad esempio, un sistema a pantografo 22 azionato da, ancora a puro titolo esempio, un cilindro pneumatico 23.

Il cilindro 23, attraverso il sistema a pantografo 22, consente dunque di esercitare sulla cinghia una pressione sufficiente a mantenere l’aggrappaggio con il pannello ed ad impedire lo scorrimento relativo tra la cinghia stessa ed il pannello. Tramite la cinghia il pannello P viene pressato sulla guida a rulli 20, pressione che al contempo esercita una forza di opposizione alla spinta di foratura. Come descritto precedentemente infatti, il gruppo forante à ̈ posizionato al di sotto del piano di lavoro, e la maggior parte delle operazioni di foratura previste avviene con un movimento dal basso verso l’alto. La forza di opposizione che si esercita il leveraggio a pantografo à ̈ quindi necessaria al mantenimento del pannello P sul piano di lavoro e favorisce al contempo la corretta realizzazione delle lavorazioni di foratura o fresatura, ecc.

Mezzi di alimentazione come un motore elettrico 24, quale ad esempio un motore brushless o di altro tipo analogo, controllati dal sistema a controllo numerico della macchina foratrice, mettono in movimento la cinghia 21 che trasporta il pannello P lungo la direzione di avanzamento e alimentazione X, facendo assumere allo stesso, di volta in volta, le varie posizioni di lavoro in corrispondenza degli utensili a punta o a taglio, affinché possano essere realizzate le lavorazioni nell’esatta posizione desiderata.

Come mostrato nelle figure 3 e 4, la cinghia 21 si avvolge su rulli 25 (lisci per evitare fenomeni di poligonalizzazione della cinghia stessa), tra cui un rullo motore 25a alimentato dal motore 24, aggettanti da una piastra mobile 2a sulla quale à ̈ appunto supportato, dal lato opposto rispetto a quello della cinghia, il motore brushless 24. I rulli sono disposti in modo da disegnare, per la cinghia, un tracciato sostanzialmente a U rovesciata, così da definire centralmente un recesso che limita il rischio di interferenze con gli utensili in lavorazione, in particolare per quanto riguarda le operazioni di foratura laterale.

Un ulteriore cilindro pressore 27 Ã ̈ fissato alla piastra mobile 2a internamente al tracciato della cinghia a U rovesciata; il pressore 27, agendo a sua volta in pressione sul pannello attraverso propri rulli folli 27a, e spingendo centralmente il pannello stesso contro le guide a rulli 20, esercita un miglior contrasto alle operazioni di foratura verticale.

La piastra 2a à ̈, nel suo complesso, asservita al sistema a pantografo 22 e dunque mobile lungo un asse Z ortogonale al piano XY. Come ovvio, la cinghia à ̈ rivolta verso il canale di alimentazione 1, in modo da poter essere a contatto con il pannello da lavorare. Un’analoga piastra posteriore 2b à ̈ posta parallelamente alla piastra fissa 2a e spaziata da quest’ultima sufficientemente da consentire l’alloggiamento, nell’intercapedine ottenuta, sia del leveraggio 22 che del cilindro pneumatico 23. La piastra posteriore à ̈ fissa e su di essa à ̈ solidalmente montato il cilindro 23. Staffe 26 si dipartono infatti dalla piastra posteriore 2b per consentire il fissaggio dell'assieme del trascinatore al telaio della macchina.

La battuta mobile 3 (figura 5) à ̈ analogamente dotata di secondi mezzi di spinta quali un sistema di leve a pantografo 32 azionato nella direzione Z da un cilindro pneumatico 33, così da spingere una serie di rulli 31 sul pannello P, lungo il lato opposto a quello di impegno con la cinghia 21 del trascinatore fisso 2. Più precisamente, tale lato del pannello risulta impegnato tra i rulli 31 e le guide 30. L'intero assieme della battuta 3 à ̈ scorrevole, sotto l'azionamento esercitabile manualmente tramite una maniglia 35, lungo la direzione Y, su cursori 36 scorrevoli lungo guide 37 (figura 2). La maniglia 35 consente appunto la presa da parte di un operatore addetto al carico/scarico della foratrice.

I rulli 31 sono in questo caso folli (in quanto non comandati da un azionamento, elettrico o meccanico che sia) e, agendo contro il pannello P, permettono di spingerlo sull'elemento inferiore della coppia di guide 30, in modo da stabilizzare l’azione di presa e trascinamento.

Anche qui, in caso di foratura diretta lungo l’asse Z, per esercitare il dovuto contrasto alla forza generata dall’utensile, à ̈ prevista un’ulteriore coppia di rulli pressori 39, azionati da un cilindro pressore (non visibile nelle figure), collocati, come mostrato in figura 5, in posizione centrale rispetto ai rulli folli 31. I rulli pressori 39 sono comunemente sollevati dal pannello e si abbassano in contatto su di esso solo quando devono esercitare un riscontro rispetto alla forza di foratura generata lungo l’asse Z. Come risulta ovvio, la movimentazione della battuta mobile, oltre che di tipo manuale, può anche essere di tipo automatico, ad esempio comandata elettronicamente dal controllo numerico che gestisce il centro di lavoro. In questo caso, per consentire il corretto avvicinamento e posizionamento al pannello, dovranno essere previsti sistemi di posizionamento a controllo numerico. Analogamente, tali mezzi di controllo elettronico potranno essere previsti anche sul trascinatore fisso, ad esempio, per comandare il movimento del sistema di leveraggio a pantografo.

Sia sulla battuta mobile 3 che sul trascinatore fisso 2 sono previsti elementi di protezione rispettivamente 28 e 38 che impediscono l’accidentale inserimento di mani o dita di un operatore all'interno del dispositivo di trascinamento.

Vantaggiosamente, l'invenzione consente di realizzare un movimento "in continuo" del pannello, e dunque di alimentare efficacemente il pannello senza interruzioni a prescindere dalle dimensioni, con l’utilizzo di un singolo trascinatore dotato di cingolo (ovvero il trascinatore fisso 2), il che consente di semplificare notevolmente il dispositivo di trascinamento della macchina, senza ricorrere a sistemi di rinvio e dunque anche con una notevole riduzione dei giochi meccanici.

Per movimentare e collocare il pannello di legno in corrispondenza delle posizioni di foratura volute, non si ha quindi la necessità di afferrarlo più volte, come nel caso dei dispositivi tradizionali di presa a pinza, con una notevole riduzione sia degli errori di posizionamento che del rischio di rovinare la finitura superficiale del pannello stesso.

Il funzionamento risulta del tutto efficiente grazie alla battuta mobile 3 che consente l’accostamento necessario per la presa corretta e stabile del pannello P.

Possono essere inoltre lavorati indistintamente pannelli sia di piccole che grandi dimensioni, senza necessità di modificare l’afferraggio; ne segue una notevole riduzione dei tempi di lavoro e, conseguentemente dei costi. Contrariamente ai sistemi di presa a pinza, si possono lavorare pannelli di grandi dimensioni (anche oltre i 2 metri, ad esempio) in una sola passata (con riduzione dei costi e tempi di lavoro), senza accrescere l'ingombro della macchina.

La presente invenzione à ̈ stata fin qui descritta con riferimento a sue forme di realizzazione preferite. È da intendersi che possono esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, tutte rientranti nell’ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito riportate.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Una macchina foratrice per legno comprendente un canale di alimentazione (1) definente un piano di lavoro (XY) ed una direzione di avanzamento ed alimentazione (X) per un pannello (P) da lavorare, in corrispondenza di detto piano di lavoro (XY) operando un gruppo forante (4) atto a muoversi in avvicinamento e/o allontanamento da detto pannello (P) posto su detto piano di lavoro, la macchina comprendendo un dispositivo di trascinamento per alimentare detto pannello in detta direzione di avanzamento ed essendo caratterizzata dal fatto che detto dispositivo di trascinamento comprende un unico trascinatore fisso (2) a cinghia (21) disposto su un lato di detto canale di alimentazione parallelo a detta direzione di avanzamento e alimentazione (X), il trascinatore comprendendo primi mezzi di spinta (22, 23) atti a spingere detta cinghia (21) contro detto pannello secondo un asse (Z) ortogonale a detto piano di lavoro (XY).
2. 2. La macchina foratrice secondo la rivendicazione 1, in cui detto dispositivo di trascinamento comprende inoltre una battuta mobile (3) sul lato opposto di detto canale di alimentazione (1) rispetto a detto trascinatore fisso (2), detta battuta mobile (3) comprendendo secondi mezzi di spinta (32, 33, 31) operanti su detto pannello secondo detto asse (Z).
3. 3. La macchina foratrice secondo la rivendicazione 2, in cui la posizione di detta battuta (3) Ã ̈ regolabile secondo una direzione trasversale (Y) perpendicolare a detta direzione di alimentazione ed avanzamento (X).
4. 4. La macchina foratrice secondo la rivendicazione 3, in cui detta battuta mobile (3) comprende una maniglia (35) per consentirne la presa e lo scorrimento, sotto un’azione manuale, in detta direzione trasversale (Y).
5. 5. La macchina foratrice secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta cinghia (21) ha un tracciato sostanzialmente a U rovesciata, così da definire centralmente un recesso che limita il rischio di interferenze con gli utensili in lavorazione.
6. 6. La macchina foratrice secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto trasportatore fisso (2) comprende una pluralità di rulli (25) attorno a cui si avvolge detta cinghia (21) aggettanti da una piastra mobile (2a), detti primi mezzi di spinta (22, 23) comprendendo un cilindro pneumatico (23) montato su una piastra fissa (2b) e agente su detta piastra mobile (2a) per mezzo di una trasmissione comprendente un leveraggio a pantografo (22) disposto tra le due piastre.
7. 7. La macchina foratrice secondo la rivendicazione 6, in cui detto trasportatore fisso (2) comprende inoltre un motore elettrico di tipo brushless (24) montato su detta piastra mobile (2a) ed operante su un rullo motore (25a) di detti rulli (25).
8. 8. La macchina foratrice secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 7, in cui detti secondi mezzi di spinta comprendono un cilindro pneumatico (33) che tramite un sistema di trasmissione di tipo a pantografo (32) movimenta secondo detto asse (Z) una pluralità di rulli folli (31) disposti linearmente lungo detta direzione di avanzamento (X) in spinta contro detto pannello.
9. 9. La macchina foratrice secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 8, in cui detta battuta mobile (3) e detto trascinatore fisso (2) comprendono guide a rulli (20, 30) in rispettive coppie disposte a squadra ed estendentesi linearmente secondo detta direzione di avanzamento (X), atte a fornire appoggio inferiormente e lateralmente a detto pannello.
10. 10. La macchina foratrice secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ulteriori mezzi pressori (27, 27a, 39) sono previsti rispettivamente su detto trascinatore mobile (2) e detta battuta mobile (3), atti ad essere azionati selettivamente, per esercitare centralmente una forza di spinta supplementare su detto pannello (P) contro dette guide (20, 30) in opposizione ad una sollecitazione di foratura esercitata contro il pannello secondo detto asse (Z).