ITMI20090100A1 - TOOL CONTROL GROUP - Google Patents
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Description
DESCRIZ IONE DESCRIPTION
GRUPPO DI CONTROLLO PER UTENSILE TOOL CONTROL GROUP
La presente invenzione ha per oggetto un gruppo di controllo per utensili, quali mole, frese e simili, del tipo precisato nel preambolo della prima rivendicazione. Sono attualmente note le macchine utensili comprendenti utensili abrasivi o di taglio quali mole, frese o simili. The present invention relates to a control unit for tools, such as grinding wheels, cutters and the like, of the type specified in the preamble of the first claim. Machine tools comprising abrasive or cutting tools such as grinding wheels, cutters or the like are currently known.
Esse comprendono un corpo cilindrico o discoidale. They comprise a cylindrical or discoidal body.
Il corpo discoidale comprende inoltre un foro centrale atto a costituire un attacco per una macchina utensile. The disc-shaped body also comprises a central hole suitable for forming a connection for a machine tool.
Esso à ̈ quindi vincolato alla parte rotorica di una macchina utensile, ed in particolare ad un mandrino, che viene messo in rotazione tramite un motore elettrico o simile. It is therefore bound to the rotor part of a machine tool, and in particular to a spindle, which is rotated by an electric motor or the like.
I detti utensili sono atti a realizzare lavorazioni meccaniche di precisione su ingranaggi, motori elettrici ed altri sistemi ancora. Said tools are suitable for carrying out precision mechanical machining on gears, electric motors and other systems.
Essi sono inoltre atti a realizzare lavorazioni in interno, ossia, all’interno di fori o cavità presenti nei pezzi in lavorazioni. They are also suitable for internal machining, that is, inside holes or cavities present in the pieces being machined.
Allo scopo di regolare e controllare le lavorazioni dei detti utensili le stesse sono collegate a un gruppo di controllo che comprende almeno un sistema di segnalazione e un sistema di equilibratura. In order to regulate and control the machining of said tools, they are connected to a control unit which comprises at least a signaling system and a balancing system.
In particolare, il sistema di segnalazione indica quando l’utensile entra in contatto con un pezzo in lavorazione. In particular, the signaling system indicates when the tool comes into contact with a workpiece.
Il sistema di segnalazione generalmente comprende un sensore acustico, collegato all’utensile e quindi alla parte rotorica della macchina utensile, un sistema di trasmissione dei segnali, atto a trasmettere i segnali dalla parte rotorica alla parte statorica della macchina utensile. The signaling system generally comprises an acoustic sensor, connected to the tool and therefore to the rotor part of the machine tool, a signal transmission system, suitable for transmitting the signals from the rotor part to the stator part of the machine tool.
Il detto sistema di segnalazione à ̈ strutturalmente costituito da una flangia collegabile coassialmente all’utensile e in corrispondenza della sua estremità libera, non occupata dal mandrino. The said signaling system is structurally constituted by a flange that can be coaxially connected to the tool and in correspondence with its free end, not occupied by the spindle.
La detta flangia à ̈ atta a contenere il sensore che a sua volta à ̈ elettricamente connesso al sistema di trasmissione, posto in prossimità del mandrino e quindi dalla parte opposta dell’utensile. Said flange is designed to contain the sensor which in turn is electrically connected to the transmission system, located near the spindle and therefore on the opposite side of the tool.
Il sistema di equilibratura à ̈ invece atto a far giacere, o ad avvicinare, il centro di massa del sistema utensile-equilibratore lungo l’asse di rotazione e ad evitare squilibri che possono modificare le percezioni del sistema di segnalazione e peggiorare la qualità delle lavorazioni. The balancing system, on the other hand, is designed to make the center of mass of the tool-balancer system lie, or to bring it closer together, along the axis of rotation and to avoid imbalances that can modify the perceptions of the signaling system and worsen the quality of the processing.
La tecnica nota sopra citata presenta alcuni importanti inconvenienti. The aforementioned known technique has some important drawbacks.
Infatti, i detti utensili, dotate di sistemi di segnalazione ed equilibratori sono complessi e costosi e costituiti da diversi elementi ingombranti. In fact, said tools, equipped with signaling and balancing systems, are complex and expensive and made up of various bulky elements.
Inoltre, le connessioni meccaniche ed elettriche, quali la flangia, rallentano, a causa del tempo di propagazione dei segnali e delle vibrazioni, i processi di rilevazione delle vibrazioni e del contatto tra utensile e pezzo in lavorazione. Le connessioni meccaniche varie ammortizzano poi la propagazione delle vibrazioni e peggiorano quindi ulteriormente la propagazione del segnale. Furthermore, the mechanical and electrical connections, such as the flange, slow down, due to the propagation time of signals and vibrations, the processes of detecting vibrations and contact between tool and workpiece. The various mechanical connections then cushion the propagation of vibrations and thus further worsen the propagation of the signal.
Negli utensili di grandi dimensioni il presente inconveniente à ̈ stato parzialmente risolto disponendo tutti gli elementi all’interno del foro centrale dell’utensile. Tuttavia tale soluzione non à ̈ applicabile, per ragioni di spazi, nella mole di piccole dimensioni o negli utensili per lavorazioni in interni. In large tools this problem has been partially solved by arranging all the elements inside the central hole of the tool. However, this solution is not applicable, for reasons of space, in small grinding wheels or tools for internal machining.
In questa situazione il compito tecnico alla base della presente invenzione à ̈ ideare un gruppo di controllo per utensili in grado di ovviare sostanzialmente agli inconvenienti citati. In this situation, the technical task underlying the present invention is to devise a control unit for tools capable of substantially obviating the aforementioned drawbacks.
Nell'ambito di detto compito tecnico à ̈ un importante scopo dell'invenzione ottenere un gruppo di controllo in grado di ottimizzare la trasmissione dei segnali provenienti. Within the scope of said technical task, it is an important object of the invention to obtain a control unit capable of optimizing the transmission of the incoming signals.
Un altro importante scopo dell'invenzione à ̈ realizzare un gruppo di controllo che sia semplice ed economico. Another important object of the invention is to realize a control group which is simple and economical.
Il compito tecnico e gli scopi specificati sono raggiunti da un gruppo di controllo come rivendicato nella annessa Rivendicazione 1. The technical task and the specified aims are achieved by a control unit as claimed in the attached Claim 1.
Esecuzioni preferite sono evidenziate nelle sottorivendicazioni. Preferred embodiments are highlighted in the sub-claims.
Le caratteristiche ed i vantaggi dell’invenzione sono di seguito chiariti dalla descrizione dettagliata di una esecuzione preferita dell’invenzione, con riferimento agli uniti disegni, nei quali: The characteristics and advantages of the invention are clarified below by the detailed description of a preferred embodiment of the invention, with reference to the accompanying drawings, in which:
la Fig. 1a mostra una prima macchina utensile includente un gruppo di controllo per utensili secondo l’invenzione; Fig. 1a shows a first machine tool including a control unit for tools according to the invention;
la Fig. 1b mostra una seconda macchina utensile includente un gruppo di controllo per utensili secondo l’invenzione; Fig. 1b shows a second machine tool including a control unit for tools according to the invention;
la Fig. 2 illustra una vista frontale di un utensile includente un gruppo di controllo secondo l’invenzione; Fig. 2 illustrates a front view of a tool including a control unit according to the invention;
la Fig. 3 evidenzia la sezione III-III di Fig.2; e Fig. 3 shows the section III-III of Fig.2; And
la Fig. 4 à ̈ una sezione analoga a quella di Fig. 3 di una differente realizzazione del gruppo di controllo secondo l’invenzione. Fig. 4 is a section similar to that of Fig. 3 of a different embodiment of the control unit according to the invention.
Con riferimento alle Figure citate, il gruppo di controllo per utensili secondo l'invenzione à ̈ globalmente indicato con il numero 1. With reference to the aforementioned Figures, the control unit for tools according to the invention is globally indicated with the number 1.
Esso à ̈ atto ad essere disposto su di un utensile 20, quale una mola per interno (Fig. 1b) o per esterno (Fig.1a) od ancora una fresa o altro. It is adapted to be placed on a tool 20, such as an internal grinding wheel (Fig. 1b) or external (Fig.1a) or a milling cutter or other.
L’utensile 20 à ̈ a sua volta disponibile su una macchina utensile 30. The tool 20 is in turn available on a machine tool 30.
La macchina utensile 30 à ̈ di per sé nota e comprende mezzi di controllo, quali un elaboratore elettronico o simile, un motore elettrico, rifornito da una rete elettrica o da un generatore, un apparato rotorico 31 e un apparato statorico 32, in vicinanza dell’utensile 20. The machine tool 30 is known per se and comprises control means, such as an electronic processor or the like, an electric motor, supplied by an electrical network or a generator, a rotor apparatus 31 and a stator apparatus 32, near of the tool 20.
L’apparato rotorico 31 comprende inoltre un albero 33 ruotabile, insieme allo stesso apparato rotorico 31, intorno ad un asse di rotazione 34 per mezzo del motore e un mandrino 35, atto a consentire il vincolo dell’utensile 20 all’albero 33. The rotor apparatus 31 also comprises a shaft 33 which can be rotated, together with the rotor apparatus 31 itself, around a rotation axis 34 by means of the motor and a spindle 35, adapted to allow the attachment of the tool 20 to the shaft 33.
L’utensile 20 comprende un attacco 22 per il mandrino 35 e di un profilo di lavoro 23. The tool 20 comprises an attachment 22 for the spindle 35 and a work profile 23.
Inoltre, quando l’utensile 20 à ̈ una mola abrasiva 20 (Fig.1a) comprende un disco interno 21, dotato di un attacco 22 per il mandrino 35 e di un profilo di lavoro 23. Furthermore, when the tool 20 is an abrasive wheel 20 (Fig.1a) it comprises an internal disc 21, equipped with an attachment 22 for the spindle 35 and a working profile 23.
In alternativa, in particolare se l’utensile 20 à ̈ per lavorazioni in interno, lo stesso comprende un gambo 21a (Fig. 1b), atto ad essere posto solidalmente e coassilmante all’albero 33. Alternatively, in particular if the tool 20 is for internal machining, it includes a shank 21a (Fig. 1b), capable of being placed integrally and coaxing with shaft 33.
Il profilo di lavoro 23 à ̈ quindi atto a realizzare le molature od asportazioni varie ed à ̈ quindi un profilo diamantato o in CBN, e quindi di tipo abrasivo o superabrasivo, e ha un’altezza in direzione radiale preferibilmente inferiore a 5 mm, oppure ancora à ̈ il profilo di lavoro di una fresa o altro. The working profile 23 is therefore suitable for grinding or various removals and is therefore a diamond or CBN profile, and therefore of an abrasive or superabrasive type, and has a height in the radial direction preferably less than 5 mm, or again it is the working profile of a cutter or other.
L’attacco 22 comprende, in particolare, un foro di centraggio 24, atto a centrare l’utensile 20 rispetto all’asse 34, e degli elementi di fissaggio 25, atti a consentire il fissaggio all’apparato rotorico 31, costituiti in particolare da fori atti ad accogliere viti o altro. The attachment 22 comprises, in particular, a centering hole 24, suitable for centering the tool 20 with respect to the axis 34, and fixing elements 25, suitable for allowing fixing to the rotor 31, consisting in particular of holes suitable for accommodating screws or other.
In alternativa, l’attacco 22 comprende un perno filettato 24a (Fig. 1b) o simile, in particolare se costituito da un utensile per interno. Alternatively, the attachment 22 comprises a threaded pin 24a (Fig. 1b) or the like, in particular if constituted by an internal tool.
Il gruppo di controllo 1 comprende anch’esso una porzione rotorica 2, solidale all’apparato rotorico 31 della macchina utensile 30, e una porzione statorica 3, solidale all’apparato statorico 32 della macchina utensile 30. The control unit 1 also comprises a rotor portion 2, integral with the rotor apparatus 31 of the machine tool 30, and a stator portion 3, integral with the stator apparatus 32 of the machine tool 30.
Il gruppo di controllo 1 comprende poi un sistema di segnalazione 4 e un sistema di equilibratura 5. The control group 1 then comprises a signaling system 4 and a balancing system 5.
In particolare, sistema di segnalazione 4 comprende un dispositivo sensore 6, posto sulla porzione rotorica 2, e un dispositivo trasmettitore 7, atto a connettere funzionalmente la porzione rotorica 2 e la porzione statorica 3. In particular, the signaling system 4 comprises a sensor device 6, placed on the rotor portion 2, and a transmitter device 7, adapted to functionally connect the rotor portion 2 and the stator portion 3.
Il dispositivo sensore 6 à ̈ costituito da un sensore di vibrazioni, quale ad esempio un sensore acustico, atto a percepire eventuali contatti tra l’utensile 20 e il pezzo in lavorazione ed anche eventuali squilibri od altro ancora. Nei dettagli il dispositivo sensore 6 à ̈ opportunamente costituito da una ceramica piezoelettrica. The sensor device 6 is constituted by a vibration sensor, such as for example an acoustic sensor, able to perceive any contacts between the tool 20 and the workpiece and also any imbalances or other. In detail, the sensor device 6 is suitably constituted by a piezoelectric ceramic.
Il dispositivo sensore 6 Ã ̈ poi connesso al dispositivo trasmettitore 6, preferibilmente per mezzo di cavi elettrici 9. The sensor device 6 is then connected to the transmitter device 6, preferably by means of electric cables 9.
Il dispositivo trasmettitore 7 à ̈ quindi disposto su entrambe le porzioni rotorica 3 e statorica 2 ed à ̈ preferibilmente costituito da elementi di tipo induttivo, di per sé noti e atti a trasmettere segnali elettrici, ed eventualmente anche energia elettrica, senza diretto contatto tra l’elemento rotorico 7a e l’elemento statorico 7b, che compongono il dispositivo trasmettitore 7. The transmitter device 7 is therefore arranged on both the rotor 3 and stator 2 portions and is preferably constituted by elements of the inductive type, known per se and capable of transmitting electrical signals, and possibly also electrical energy, without direct contact between the rotor element 7a and the stator element 7b, which make up the transmitter device 7.
L’elemento statorico 7b à ̈ poi connettibile ai mezzi di controllo della macchina utensile 30 per mezzo di un collegamento elettrico 11, quale un cavo o simile. Inoltre, tra l’elemento statorico 7b e il collegamento elettrico 11 à ̈ preferibilmente interposto un dispositivo elettronico 10, atto a filtrare ed elaborare i segnali provenienti dal dispositivo trasmettitore 7. The stator element 7b can then be connected to the control means of the machine tool 30 by means of an electrical connection 11, such as a cable or the like. Furthermore, an electronic device 10 is preferably interposed between the stator element 7b and the electrical connection 11, able to filter and process the signals coming from the transmitter device 7.
Quest’ultimo à ̈ connesso, anche in questo caso tramite appositi cavi, sia all’elemento statorico 7b che al collegamento elettrico 11 ed disposto all’interno della porzione statorica 2. The latter is connected, also in this case by means of special cables, both to the stator element 7b and to the electrical connection 11 and arranged inside the stator portion 2.
Il sistema di equilibratura 5 à ̈ di per sé noto e atto ad avvicinare, o a far coincidere, il centro di massa dell’apparato rotorico 31, e più in particolare dell’utensile 20, o della porzione rotorica 2, con l’asse di rotazione 34. The balancing system 5 is known per se and is capable of bringing the center of mass of the rotor 31, and more particularly of the tool 20, or of the rotor portion 2, closer to, or to coincide, with the € ™ axis of rotation 34.
Esso à ̈ preferibilmente costituito da un sistema manuale comprendente due masse di bilanciamento 12 mobili lungo una pista circonferenziale 13, dotata di un nonio graduato 14 avente opportunamente una risoluzione dello spostamento angolare delle masse di bilanciamento 12 fino ai decimi di grado. It is preferably constituted by a manual system comprising two balancing masses 12 movable along a circumferential track 13, equipped with a graduated vernier 14 suitably having a resolution of the angular displacement of the balancing masses 12 up to tenths of a degree.
In alternativa lo stesso sistema di equilibratura 5 comprende una pluralità di sedi 12a per masse di bilanciamento 12 filettate (Fig.1b). Alternatively, the same balancing system 5 comprises a plurality of seats 12a for threaded balancing masses 12 (Fig.1b).
Strutturalmente, la porzione rotorica 2 costituisce un gruppo unitario, ossia spazialmente disposto in un volume ristretto, e preferibilmente in un unico corpo, atto ad essere disposto solidalmente e a stretto contatto con l’utensile 20 o con l’albero 33. Structurally, the rotor portion 2 constitutes a unitary group, ie spatially arranged in a restricted volume, and preferably in a single body, able to be arranged integrally and in close contact with the tool 20 or with the shaft 33.
In particolare, con il termine stretto contatto si intende che la porzione rotorica 2 può essere posta all’interno di una flangia 8 direttamente vincolata solidalmente, in particolare tramite viti o simili, all’utensile 20, al gambo 21a parte dell’utensile, oppure che la porzione rotorica 2 può essere posta direttamente all’interno dell’utensile 20, in particolare del disco interno 21. In particular, the term close contact means that the rotor portion 2 can be placed inside a flange 8 directly integrally bound, in particular by means of screws or the like, to the tool 20, to the shank 21a part of the tool, or that the rotor portion 2 can be placed directly inside the tool 20, in particular the internal disk 21.
In particolare la flangia 8 à ̈ metallica ed à ̈ disposta coassialmente all’asse di rotazione 34. In particular, the flange 8 is metallic and is arranged coaxially to the rotation axis 34.
Essa ha poi preferibilmente una forma ad anello, come illustrato nelle Fig. 4, così da comprendere una propria apertura di centraggio 15, che ricalca sostanzialmente il foro di centraggio 25, così che la diposizione della flangia 8 sia semplice e precisa. It then preferably has a ring shape, as illustrated in Fig. 4, so as to include its own centering opening 15, which substantially follows the centering hole 25, so that the arrangement of the flange 8 is simple and precise.
In alternativa, gli elementi parte della porzione rotorica 2 del gruppo di controllo 1 sono disposti direttamente all’interno dell’utensile 20. Alternatively, the elements part of the rotor portion 2 of the control unit 1 are arranged directly inside the tool 20.
La pista circonferenziale 13 con le masse 12 ed il nonio graduato 14 sono quindi costituiti da un anello concentrico all’asse di rotazione 34, così come l’elemento rotorico 7a del dispositivo trasmettitore 7. The circumferential track 13 with the masses 12 and the graduated vernier 14 are therefore constituted by a ring concentric with the rotation axis 34, as well as the rotor element 7a of the transmitter device 7.
Diversamente, il dispositivo sensore 6 Ã ̈ opportunamente posto in posizione eccentrica, come illustrato in Fig.3. Otherwise, the sensor device 6 is suitably placed in an eccentric position, as illustrated in Fig. 3.
In quest’ultimo caso, lo sbilancio del dispositivo sensore 6 à ̈ preferibilmente equilibrato da un opportuno bilanciamento interno del sistema di equilibratura 5 o da un apposito contrappeso previsto all’interno dell’utensile 20. In the latter case, the imbalance of the sensor device 6 is preferably balanced by an appropriate internal balancing of the balancing system 5 or by a special counterweight provided inside the tool 20.
Anche la porzione statorica 3 à ̈ opportunamente inclusa in un unico contenitore 16 preferibilmente anulare, e atto ad essere posto intorno all’albero 33 e in prossimità della porzione rotorica 2. Essa comprendente l’elemento statorico 7b del dispositivo trasmettitore 7, il dispositivo elettronico 10, e il collegamento elettrico 11. The stator portion 3 is also conveniently included in a single container 16, preferably annular, and adapted to be placed around the shaft 33 and in proximity to the rotor portion 2. It comprises the stator element 7b of the transmitter device 7, the electronic device 10, and the electrical connection 11.
La stessa porzione statorica 3 non ha, ovviamente, esigenze di bilanciamento, visto che non viene posta in rotazione. Infine, il contenitore 16 Ã ̈ posto dalla parte opposta rispetto al mandrino 35. The stator portion 3 itself obviously has no balancing requirements, since it is not rotated. Finally, the container 16 is placed on the opposite side with respect to the spindle 35.
Il funzionamento di una macchina utensile 30 includente un utensile 20 e un gruppo di controllo 1, sopra descritta in senso strutturale, Ã ̈ il seguente. The operation of a machine tool 30 including a tool 20 and a control unit 1, described above in a structural sense, is as follows.
La macchina utensile 30 ha un funzionamento sostanzialmente analogo alle macchine utensili per molatura di tipo tradizionale aventi un dispositivo sensore, un dispositivo trasmettitore e sistema di equilibratura di tipo noto ed ognuno vincolato all’apparato rotorico 31 tramite differenti agganci o flange. The machine tool 30 has a substantially similar operation to the traditional grinding machine tools having a sensor device, a transmitter device and a balancing system of a known type and each one connected to the rotor apparatus 31 by means of different hooks or flanges.
In particolare, durante le lavorazioni, il dispositivo sensore 6 percepisce il contatto tra l’utensile 20 ed il pezzo in lavorazione e lo trasmette all’elemento rotorico 7a del dispositivo trasmettitore 7. Quest’ultimo lo trasmette all’elemento statorico 7b, per induzione magnetica, e da qui il segnale arriva al dispositivo elettronico 10, che filtra e condiziona il segnale e, tramite il collegamento elettrico 11, e da qui ai mezzi di controllo della macchina utensile 30. In particular, during the machining, the sensor device 6 perceives the contact between the tool 20 and the workpiece and transmits it to the rotor element 7a of the transmitter device 7. The latter transmits it to the stator element 7b, by magnetic induction, and from here the signal arrives at the electronic device 10, which filters and conditions the signal and, through the electrical connection 11, and from there to the control means of the machine tool 30.
Inoltre, se sono rilavati sbilanciamenti, gli stessi possono essere annullati attraverso la corretta disposizione delle masse di bilanciamento 12. Furthermore, if imbalances are detected, they can be canceled through the correct arrangement of the balancing masses 12.
L'invenzione consente importanti vantaggi. The invention allows important advantages.
Infatti, il gruppo 1 à ̈ un gruppo unitario solidale all’utensile 20, e consente quindi una migliore trasmissione del segnale, visto l’intimo contatto tra l’utensile e i vari elementi del gruppo 1. In fact, group 1 is a unitary group integral with tool 20, and therefore allows better signal transmission, given the intimate contact between the tool and the various elements of group 1.
I segnali non sono quindi dispersi tra vari collegamenti meccanici e le vibrazioni non sono ammortizzate dagli stessi, ma l’insieme utensile 20 e gruppo di controllo 1 agisce come un unico elemento. The signals are therefore not dispersed between various mechanical connections and the vibrations are not dampened by them, but the tool 20 and control unit 1 together act as a single element.
Il gruppo di controllo 1 à ̈ inoltre semplice. Esso non à ̈, infatti, composto di diversi elementi separati, ma da un gruppo unitario, montabile unitariamente sull’utensile 20. Lo stesso à ̈ quindi economico ed affidabile. Control group 1 is also simple. It is not, in fact, composed of several separate elements, but of a unitary group, which can be assembled together on the tool 20. It is therefore economical and reliable.
L'invenzione à ̈ suscettibile di varianti rientranti nell'ambito del concetto inventivo. Tutti i dettagli sono sostituibili da elementi equivalenti ed i materiali, le forme e le dimensioni possono essere qualsiasi. The invention is susceptible of variants falling within the scope of the inventive concept. All the details can be replaced by equivalent elements and the materials, shapes and dimensions can be any.
Claims (10)
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Also Published As
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|---|---|
| IT1393813B1 (en) | 2012-05-11 |
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