ITMI20040309U1

ITMI20040309U1 - Macchina per la lavorazione di materiale in lastre in particolare di materiale lapideo naturale materiale ceramico e conglomerato

Info

Publication number: ITMI20040309U1
Application number: IT000309U
Authority: IT
Inventors: Dario Toncelli
Original assignee: Dario Toncelli
Priority date: 2004-06-23
Filing date: 2004-06-23
Publication date: 2004-09-23
Also published as: US20050288161A1; DE102005029168A1; DE102005029168B4; US7240415B2

Description

Descrizione del modello industriale di utilità

Il presente trovato riguarda il taglio e la lavorazione superficiale di materiale lapideo e più specificamente una macchina a controllo numerico per il taglio e la lavorazione superficiale di materiale lapideo, materiale ceramico ed agglomerati.

Nella descrizione che segue si farà riferimento al taglio di lastre in materiale lapideo (come marmo, granito e pietra agglomerata o ceramica), restando inteso che tale descrizione non ha intendimento limitativo.

E’ noto che la filiera di produzione di manufatti come lastre, pannelli, mattonelle, zoccolini, piani (i cosiddetti “top”) per mobili da cucina e da bagno, prevede che il materiale lapideo di partenza, estratto dalle cave o miniere sotto forma di blocchi, subisca una prima operazione di segagione dalla quale si ottengono lastre grezze di grandi dimensioni, le quali vengono poi trasferite a lavorazioni successive, tra le quali rientra anche quella della riduzione in forma di mattonelle, filagne, pannelli o zoccolino. Quando poi si debbano realizzare manufatti particolari, come i già citati “top” per cucine e bagni, oltre alle operazioni di taglio, intervengono anche quelle di formazione di fori di alloggiamento delle rubinetterie, aperture di incasso di lavelli, ecc.

Un problema che spesso si presenta in relazione alle lastre grezze sopra menzionate è che le stesse possono presentare imperfezioni o difetti, come ad esempio parziali fessurazioni o macchie, delle quali, nella successiva riduzione in elementi tagliati a misura si deve anche tenere conto, per escluderle nel corso delle operazioni di taglio per la predetta riduzione, onde evitare la produzione di pezzi di scarto.

Sono note e correntemente utilizzate macchine in grado di eseguire tagli automatizzati, con strategie di taglio ottimizzate in funzione sia del tipo di lastra da tagliare sia del tipo di prodotto finito desiderato.

Tali macchine sono generalmente associate a dispositivi di movimentazione automatica del materiale da lavorare e del relativo prodotto finito, ed a sistemi di rilevazione del profilo, delle dimensioni e dell’orientamento delle lastre, nonché della presenza o meno e localizzazione di difetti.

Un primo tipo di macchina (quale ad esempio quella denominata Multibreton CAT, prodotta e commercializzata dalla Breton S.p.A.), è una macchina per la pura esecuzione di tagli tra loro ortogonali, ossia una macchina provvista di due mandrini di taglio, non controllata da controllo numerico e priva di interpolazione degli assi.

Questa macchina comprende principalmente un bancale fìsso a nastro e due strutture di sostegno laterali a ponte disposte trasversalmente alle due estremità in senso longitudinale del bancale, al di sotto delle quali può scorrere un nastro su cui poggia la lastra in lavorazione. Alle due strutture a ponte è solidale una trave che alle due estremità può scorrere lungo le due strutture a ponte, per cui può essere movimentata ortogonalmente alla direzione longitudinale del bancale.

Alla trave sono solidali scorrevolmente due mandrini di taglio alla cui estremità inferiore è montato un disco di taglio.

L’estremità inferiore del mandrino è girevole attorno ad un asse verticale, con rotazioni di 90°, in modo da consentire di disporre il disco di taglio sia parallelamente sia ortogonalmente rispetto alla predetta direzione longitudinale del bancale che coincide con la direzione di avanzamento delle lastre sul bancale.

La macchina è corredata di un dispositivo di rilevazione del profilo di ciascuna lastra, dispositivo montato all’ingresso del bancale.

Il ciclo di taglio, grazie ad un software dedicato di gestione della macchina, viene impostato in funzione del profilo della lastra da tagliare e delle lastre/mattonelle/zoccolino da ottenere, in modo che tale ciclo sia ottimizzato, riducendo il più possibile gli sfridi.

In un’altra tipologia di macchina di taglio, (come ad esempio quella denominata Multibreton TAP, prodotta e commercializzata dalla Breton S.p.A.), la struttura di macchina sopra brevemente delineata è modificata nel senso di prevedere una pluralità di mandrini che tuttavia non sono rotanti, ed il bancale a nastro è invece girevole di 90° in modo da portare il materiale in lavorazione in impegno con il od i madrini.

Pertanto, allo stato attuale, è possibile realizzare principalmente tagli paralleli e/oppure ortogonali rispetto alla direzione di avanzamento del materiale in lavorazione.

In ogni caso le macchine sopra brevemente descritte richiedono delle apparecchiature contornatrici che non sono adatte ad essere inserite in una linea di produzione continua, vale a dire una linea che, partendo dalla lastra grezza ottenuta dalla segagione termini all’altra estremità con lo scarico di un prodotto o manufatto finito.

Parimenti, allo stato attuale, qualsiasi lavorazione diversa dal taglio delle lastre grezze deve essere eseguita con altre macchine, quali ad esempio le contornataci a controllo numerico con assi interpolati.

Anche in questo caso si tratta di macchine non adatte ad essere inserite in una linea continua le quali, per giunta, prevedono un bancale dotato di ventose per il fissaggio temporaneo dei pezzi da sottoporre alla lavorazione. Nella forma di realizzazione più evoluta i bancali sono due e possono alternativamente essere portati nella zona di lavoro, per cui mentre su un bancale viene effettuata la lavorazione, dall’altro vengono scaricati i pezzi ultimati e si provvede al riposizionamento delle ventose ed al posizionamento dei nuovi pezzi da lavorare.

Scopo principale del presente trovato è quello di realizzare una macchina per la lavorazione di lastre grezze, in grado di realizzare in primo luogo e principalmente tagli comunque orientati rispetto alla direzione di avanzamento del materiale da lavorare, ed in secondo luogo di associare alle operazioni di taglio altre operazioni, come ad esempio l’esecuzione di fori od aperture di incasso, e al tempo stesso di essere inserita in una linea continua di lavorazione alla cui estremità di entrata viene caricata una lastra grezza, mentre a quella di uscita si raccolgono manufatti parzialmente o totalmente finiti.

Lo scopo sopra enunciato viene conseguito con una macchina per la lavorazione di materiale in lastra, scelto tra materiali lapidei naturali, materiali ceramici e conglomerati, del tipo comprendente un piano di lavorazione per il supporto della lastra grezza da lavorare, due strutture a ponte montate alle rispettive estremità del detto piano di lavorazione ortogonalmente alla direzione longitudinale di detto piano, una traversa estendentesi le dette due strutture a ponte e montata scorrevolmente alle stesse in modo da effettuare traslazioni ortogonalmente a detta direzione longitudinale, ed un mandrino ad asse di rotazione verticale, mobile verticalmente rispetto al piano di lavoro e montato scorrevolmente a detta traversa, detto mandrino essendo munito alla sua estremità inferiore di almeno un utensile di lavorazione, caratterizzato dal fatto che detto almeno un utensile è un disco di taglio, girevole di un angolo di 360° ma regolabilmente rispetto a detto asse di rotazione verticale di detto mandrino, e detto piano di lavoro consiste in un nastro trasportatore con superficie gommata atta a ricevere le incisioni dei dischi da taglio, mobile secondo ima direzione perpendicolare a dette due strutture a ponte, in modo da consentire in modo continuo ed automatico Γ alimentazione dei pezzi da lavorare ad una posizione in cui possono essere impegnati dall’utensile portato da detto mandrino e lo scarico dei pezzi ultimati.

In una forma di realizzazione preferita della macchina del presente trovato, detta macchina è anche dotata di un magazzino portautensili, comprendente, oltre a detto disco di taglio con un relativo meccanismo di rinvio di moto di rotazione, altri utensili utili per altre lavorazioni dei manufatti grezzi risultanti dall’ azione di detto disco di taglio, alla detta estremità inferiore di detto mandrino essendo predisposti mezzi per il cambio automatico di utensili alloggiati in detto magazzino.

Nella macchina secondo il presente trovato detto disco di taglio può essere associato permanentemente alla detta estremità inferiore di detto mandrino, nel qual caso, oltre che essere girevole di 360° ma regolabilmente intorno all’asse verticale del mandrino, in modo da occupare qualsiasi posizione desiderata rispetto a detto asse verticale e rispetto al piano di supporto del materiale in lavorazione, il disco di taglio è anche girevole intorno ad un asse orizzontale in modo da poter essere ruotato con continuità tra 0 e 90° in un piano passante per l’asse di detto mandrino.

Come apparirà dalla descrizione dettagliata che segue, fatta in relazione ai disegni allegati, con la macchina secondo il presente trovato è possibile eseguire qualsiasi operazione di taglio, anche con orientazione obliqua rispetto alla direzione longitudinale di detto piano di supporto.

Se poi è presente il predetto magazzino portautensili, montando l’opportuno utensile prelevato dal magazzino stesso si possono eseguire in linea ulteriori lavorazioni senza che sia necessario trasferire i manufatti risultanti dall’operazione di taglio a macchine differenti.

In particolare, si possono eseguire operazioni immediatamente successive a quella di taglio delle lastre grezze, come ad esempio, nel caso della produzione di piani da cucina, in cui l’operazione di taglio consiste nel taglio del contorno esterno della lastra e nella riduzione alle dimensioni desiderate, l’esecuzione del taglio interno, preferibilmente con contorno curvilineo o circolare per il successivo inserimento dei lavelli, l’esecuzione dei fori per il montaggio della rubinetteria, l’esecuzione di parti ribassate e/oppure di tagli inclinati nello spessore per ottenere la giunzione di più spezzoni.

Nei disegni allegati:

la fig. 1 è una vista in elevazione laterale, parzialmente in sezione, della macchina del trovato corredata di un magazzino portautensili;

le fig. 2 e 3 sono viste della macchina di fig. 1, rispettivamente da un’estremità ed in pianta;

la fig. 4 è una vista in elevazione laterale della macchina di fig. 1 corredata di disco di taglio ancorato permanentemente;

le fìg. 5 e 6 sono viste, rispettivamente da un’estremità ed in pianta, della macchina di fi g. 4;

la fig. 5 A mostra un dettaglio di fìg. 5, e

la fìg. 7 è una vista schematica di una linea di lavorazione di lastre di materiale lapideo nella quale è inclusa la macchina del presente trovato. Riferendosi anzitutto alla macchina mostrata nelle figure 1-3, essa comprende un basamento 10 sul quale è montato il piano di lavoro 12, che nella forma di realizzazione mostrata consiste in un trasportatore a nastro, per Γ alimentazione automatica delle lastre grezze da lavorare e lo scarico, del pari automatico dei pezzi ultimati.

In questo modo diventa anche possibile Γ inserimento della macchina dell’ invenzione nell’ambito di una linea automatica come ad esempio quella mostrata schematicamente in fìg. 7 (che verrà successivamente illustrata in maggiore dettaglio), comprendente ad esempio a monte una stazione di rilevamento (ad esempio mediante scanner) della posizione, forma ed eventuali difetti del materiale da sottoporre a lavorazione, mentre a valle sono disposte le stazioni di completamento della lavorazione.

Nella forma di realizzazione illustrata il trasportatore a nastro consiste di un nastro 14, chiuso ad anello su due rulli di estremità 16 e 18, quest’ultimo essendo mosso in rotazione da un gruppo motore indicato genericamente con il riferimento 20.

Anche se non illustrato dettagliatamente, il nastro trasportatore 14 consta in realtà di una struttura resistente multitele rivestita da uno strato in materiale elastomerico, ad esempio di gomma, atto ad assorbire la penetrazione dell’utensile di taglio quando completa il taglio della lastra, detto nastro gommato essendo supportato in corrispondenza della zoma di lavoro da un piano fisso sottostante, ad esempio di lamiera metallica.

La macchina è delimitata alle due estremità, riferite alla direzione di avanzamento del materiale in lavorazione, indicata in fìg. 1 con la freccia F, da due strutture a ponte, indicate anch’esse genericamente con i riferimenti 22 e 24, strutture che prevedono due montanti 26 e 28 collegati da una traversa 30 che si estende ortogonalmente alla direzione di avanzamento individuata dalla freccia F. Dalla figura 3 si apprezza prontamente come la struttura a ponte consenta il libero passaggio dei pezzi da lavorare in entrata al nastro trasportatore 14 dall’estremità di destra di fìg. 3 ed il loro libero scarico dalFestremità di sinistra sempre con riferimento alla figura 3.

Tra le due strutture a ponte 22 e 24 è montata una trave 32, disposta parallelamente rispetto alla direzione della freccia F e mobile lungo le traverse 30 delle due strutture a ponte per mezzo di mezzi motori mostrati schematicamente in fìg. 2 ed indicati nel loro complesso con il riferimento 34.

Sulla trave 32 è montato a sua volta il mandrino 36 che può scorrere lungo la trave 30 lungo due guide 38, previste sul corpo della trave 32, per mezzo di un pignone 40 ingranante su cremagliera , ed azionato per mezzo di un motore 44 installato sul carro portamandrino 42.

Si deve precisare che la descrizione che precede è necessariamente generica trattandosi di una struttura di macchina e di componenti che sono di per sé noti, per cui non è necessario entrare in maggiore dettaglio.

Infine il mandrino 36, che è dotato di una motorizzazione interna 46 per la rotazione del suo asse, è collegato ad un gruppo motore 48 che serve a traslare verticalmente regolabilmente il mandrino e quindi la sua estremità inferiore rispetto alla posizione del piano del nastro trasportatore 14.

Dalla descrizione che precede si apprezza prontamente come la posizione dell’estremità inferiore del mandrino 36 sia regolabile in modo da disporsi in corrispondenza di qualsiasi punto del piano di lavoro 12: ciò viene conseguito mediante un’opportuna traslazione della trave 32 trasversalmente rispetto al piano di lavoro ed un’opportuno scorrimento del mandrino lungo la trave stessa.

In fig. 1 il mandrino 36 è rappresentato in una possibile posizione con associata inferiormente una testa di lavorazione 50, anch’essa di tipo tradizionale, mandrino sul quale può essere montato un utensile od una testa portautensile tra quelli disponibili in un magazzino portautensili rappresentato in fig. 3 come una pluralità di utensili 52 , posizionati in un adatto magazzino di tipo convenzionale.

In fig. 3 è anche previsto che il magazzino portautensili contenga anche una pluralità di testine 54 per lavorazione di taglio.

Quando si deve effettuare una lavorazione prestabilita, ad esempio una lavorazione di taglio, si porta il mandrino 36 in allineamento con il magazzino portautensili, dopo di che, avvalendosi di un consueto meccanismo di cambio automatico di utensile e/o di testina, come quelli normalmente utilizzati nelle macchine operatrici a controllo numerico, si preleva dal magazzino la testina di taglio 54 desiderata.

Successivamente il mandrino viene portato in posizione operativa e, abbassandosi verticalmente, porta la testina di taglio od altro utensile a contatto con la lastra in lavorazione (mostrata nelle figure con il riferimento L). Ultimata questa fase di lavorazione si procede allo scarico della lastra lavorata e/oppure si sostituisce la testina portautensile con altro utensile e si prosegue con la lavorazione desiderata.

Dalla descrizione precedente si apprezza prontamente come con la macchina del presente trovato sia possibile:

(i) eseguire operazioni di taglio in qualsiasi direzione rispetto a quella identificata dalla freccia F, in virtù del fatto che la testina di lavorazione può esserre ruotata di 360° rispetto ed intorno all’asse verticale del mandrino e posizionata con angolazione qualsiasi, per cui il taglio può essere parallelo, ortogonale od anche obliquo, lavorando interpolando il movimento della trave e quello del carro portamandrino;

(ii) far seguire all’operazione di taglio altre lavorazioni, facendo uso del magazzino portautensili di cui la macchina è dotata;

(iii) operare in linea, ossia in modo che la lastra L da lavorare, proveniente ad esempio da una fase di segagione, entri nella macchina del trovato da una estremità, subisca la oppure le operazioni e lavorazioni desiderate, come quella di taglio, ed infine sia trasferita alla stazione successiva della stessa linea per completare altre eventuali lavorazioni. Prendendo ora in considerazione le figure 4, 5, 5A e 6, si osserva come si tratti della stessa macchina precedentemente descritta, (per cui le stesse parti vengono individuate con gli stessi numeri di riferimento usati nelle figure 1-3), con la differenza della omissione del magazzino portautensili, in quanto in questo caso all’estremità inferiore del mandrino è fissato permanentemente un disco di taglio 60, parzialmente schermato dal consueto riparo (carter copridisco) 62.

In questo caso manca il magazzino portautensili, comprendente gli utensili 52 e le testine di taglio 54, mentre il disco di taglio 60 è fissato permanentemente all’estremità inferiore del mandrino 36 con il consueto rinvio per trasferire al disco 60 il relativo moto di rotazione.

Inoltre il disco fisso 60 è mobile in modo continuo dalla posizione in cui giace in un piano ortogonale alla superfìcie del piano di lavoro e quindi a quella della lastra ad una posizione parallela a tale piano, passando regolabilmente per posizioni intermedie che consentono tagli inclinati rispetto alla superficie della lastra.

Una siffatta posizione inclinata è mostrata in fig. 5A.

Ovviamente la possibilità di ruotare l’estremità inferiore del mandrino regolabilmente di 360° intorno all’asse verticale del mandrino posizionandolo in qualsiasi angolazione, unitamente alla possibilità di interpolare, grazie al controllo numerico, i movimenti di traslazione della trave e del carro portamandrino , consente di effettuare tagli nella lastra L con qualsiasi orientamento rispetto alla direzione longitudinale del piano di lavoro e quindi di avanzamento della lastra L, vale a dire tagli orientati parallelamente, ortogonalmente ed obliquamente rispetto a detta direzione. Infine, nella fig. 7 è mostrata una linea di lavorazione tipica, comprendente un magazzino dì lastre grezze (quelle cioè provenienti dalla segagione di blocchi oppure dalla produzione di lastre di conglomerato), indicato con il riferimento70, mentre con il riferimento 72 è indicata genericamente un’apparecchiatura 72 per il prelevamento automatico di una lastra per volta dal magazzino 70 ed il caricamento su una rulliera motorizzata 74. La rulliera è allineata con la linea di lavorazione ed è collegata alla sua estremità di valle con una rulliera 76 al di sopra della quale, su di una struttura a ponte è alloggiato un dispositivo lettore e rilevatore di lastra 78, ad esempio del tipo a laser, atto a determinare giacitura, profilo ed eventuali difettosità di ciascuna lastra e comunicare i dati rilevati ad una unità di elaborazione la quale, tenuto anche conto delle forme e dimensioni di manufatti richiesti, determina il ciclo di lavorazione da effettuare nella stazione 80, che è costituita da una macchina secondo quanto illustrato nelle figure 1-3.

Al termine della lavorazione la lastra ultimata viene trasferita ad una stazione di scarico, per procedere ove necessario ad ulteriori lavorazioni di finitura.

Come già accennato nella stazione 80, con la macchina delle figure 1-3 sono possibili e previste sia operazioni di taglio anche inclinate sia altre lavorazioni, come ad esempio quelle di esecuzione di fori od aperture sagomate nella lastra grezza, e/oppure esecuzioni di ribassi , ecc.

Dalla descrizione che precede si può apprezzare come con il presente trovato relativo ad una macchina a controllo numerico con assi interpolati si conseguano gli scopi precedentemente menzionati, con i seguenti vantaggi:

possibilità di effettuare con la stessa macchina tutti i tipi di taglio, vale a dire con qualsiasi orientamento ed inclinazione, su lastre grezze di materiale lapideo, consentendo uno sfruttamento ottimizzato in relazione ai tipi e dimensioni dei manufatti desiderati;

possibilità di abbinare all’ operazione di taglio nei termini sopra indicati altre lavorazioni, in modo da ottenere manufatti finiti o comunque ad uno stadio avanzato di lavorazione;

possibilità di inserire la macchina in una linea continua, con risparmio di tempi e di costi sia di investimento che di lavorazione, La descrizione che precede del presente trovato non ha intendimento limitativo, nel senso che si considerano contemplate nel suo ambito anche ovvie modifiche equivalenti di componenti della macchina.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Macchina per la lavorazione di materiale in lastra, scelto tra materiali lapidei naturali, materiali ceramici e conglomerati, del tipo comprendente un piano di lavorazione (12) per il supporto della lastra (L) da lavorare, due strutture a ponte (22, 24) montate alle rispettive estremità di detto piano di lavorazione (12) ortogonalmente alla direzione longitudinale di detto piano, una trave (32) estendentesi tra le dette due strutture a ponte (22, 24) e montata scorrevolmente alle stesse in modo da effettuare traslazioni ortogonalmente a detta direzione longitudinale, ed almeno un mandrino (36) ad asse di rotazione verticale, mobile verticalmente rispetto al piano di lavoro e montato scorrevolmente su detta trave (32), detto almeno un mandrino (36) essendo atto a ricevere alla sua estremità inferiore un utensile di lavorazione (50, 52, 60), caratterizzato dal fatto che: detta estremità inferiore di detto almeno un mandrino (36) è girevole in modo controllato e regolabile così da assumere una qualsiasi, posizione compresa tra 0° e 360° rispetto a detto asse di rotazione verticale di detto almeno un mandrino; - detto piano di lavoro consiste in mezzi trasportatori (14), mobili secondo detta direzione longitudinale di detto piano di lavorazione, in modo da consentire il carico delle lastre da lavorare e lo scarico delle lastre lavorate in modo continuo ed automatico; detta macchina è provvista di un controllo numerico ad assi interpolati per il suo azionamento.
2. Macchina per la lavorazione di materiale in lastra secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di essere dotata di un magazzino portautensili contenente una pluralità di utensili (52) di lavorazione così da poter effettuare il cambio automatico dell’utensile di lavorazione.
3. Macchina per la lavorazione di materiale in lastra secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che detto utensile di lavorazione è un disco di taglio (60).
4. Macchina per la lavorazione di materiale in lastra secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detto disco di taglio (60) è associato permanentemente a detta estremità inferiore di detto mandrino (36) e che l’estremità inferiore del mandrino (36) è girevole anche attorno ad un asse orizzontale ortogonale a detto asse verticale del mandrino in modo da poter essere ruotata con continuità tra 0 e 90° in un piano passante per l’asse verticale di detto mandrino, oltre ad essere girevole regolabilmente attorno a detto asse verticale del mandrino, così da effettuare tagli inclinati rispetto a detto piano di lavorazione.
5. Macchina per la lavorazione di materiale in lastra secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che detti mezzi trasportatori sono costituiti da un nastro trasportatore (14).
6. Macchina per la lavorazione di materiale in lastra secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detto nastro trasportatore (14) è un nastro multitela con rivestimento di materiale elastomerico supportato, in corrispondenza della zona di lavorazione, da un piano in lamiera fisso.
7. Linea per la lavorazione di materiale in lastre caratterizzata dal fatto di comprendere in successione una stazione (72) per il caricamento di lastre da lavorare, una stazione (78) per il rilevamento della forma, delle dimensioni e delle eventuali difettosità della lastra posizionata in arrivo dalla stazione; di caricamento, una macchina (80) di lavorazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti ed infine una stazione di scarico (82) delle lastre lavorate.