ITMI20131616A1 - Macchina per la finitura a trascinamento di pezzi meccanici - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“MACCHINA PER LA FINITURA A TRASCINAMENTO DI PEZZI MECCANICI”

La presente invenzione si riferisce ad una macchina per la finitura a trascinamento di pezzi meccanici.

Come noto, la finitura in massa delle superfici metalliche (e non) si fonda sulle dinamiche relative al modo con cui la massa costituita dai media di finitura e dai pezzi è posta in movimento relativo.

In particolare, nella finitura a trascinamento, i pezzi da lavorare vengono fissati ad opportuni dispositivi di supporto quali mandrini portapezzi.

I pezzi vengono quindi trascinati circolarmente, a velocità elevata, all'interno di una vasca di trattamento in cui è presente un media di finitura, che può essere costituito da componenti quali, ad esempio, granuli abrasivi di dimensioni e forma opportune, in materiali polimerici, ceramici, plastici, sintetici o aventi origine naturale. La lavorazione avviene in genere ad elevata velocità dando luogo ad una certa pressione di contatto tra il pezzo da lavorare ed il mezzo di lavorazione che porta al risultato desiderato.

Più in particolare, in alcune macchine note, i pezzi sono montati su una testa rotante che presenta una pluralità di gruppi portapezzi ognuno costituito da un mandrino che è in grado a sua volta di ospitare una pluralità di pezzi posti lungo una circonferenza.

A titolo di esempio, una macchina del tipo descritto può prevedere una testa rotante provvista di tre mandrini portapezzi, ognuno dei quali atto a supportare 12 pezzi.

La macchina può essere posta in movimento facendo ruotare la testa rotante in un verso di rotazione, mentre i mandrini portapezzi possono essere fatti ruotare in una direzione opposta.

Un pannello di controllo permette l’impostazione di vari parametri di funzionamento della macchina.

Macchine di questo tipo, pur permettendo di portare i pezzi anche in una posizione eccentrica rispetto al centro della vasca, sono evidentemente gravate da un’elevata complessità costruttiva, dovendosi prevedere, tra l’altro, ingranaggi atti a conferire il complesso moto planetario sopra descritto ai pezzi in lavorazione dentro la vasca.

Tale complessità si riflette naturalmente anche sui costi della macchina.

Un ulteriore aspetto funzionale non trascurabile di questo tipo di macchine è correlato all’operazione di carico nella vasca rotante e di scarico dalla vasca rotante del media di finitura (granulati o affini).

In particolare, tale operazione può essere necessaria quando si deve effettuare una diversa lavorazione, ad esempio passare da pezzi in titanio a pezzi in acciaio inox, e non si vuole utilizzare il media impiegato nella lavorazione precedente.

In casi come questi, mentre il carico dei media nella vasca resta affidato ad un operatore che prende, uno ad uno, i sacchi di media da 25 kg e li riversa nella vasca, operazione che richiede relativamente poco tempo, lo svuotamento della vasca è invece attualmente più oneroso e fastidioso, in quanto si rende necessario spalare manualmente il media granulare con una vanga o altro simile attrezzo, dalla vasca ai sacchi vuoti di destinazione operazione che, tra l’altro, causa rilevanti tempi di fermo macchina.

Scopo della presente invenzione è quello di creare una macchina per la finitura a trascinamento di pezzi meccanici che consenta di portare i pezzi in lavorazione anche in una posizione eccentrica rispetto al centro della vasca di lavorazione, pur con una notevole semplicità di costruzione della macchina.

Altro scopo dell’invenzione è quello di consentire il carico e lo scarico dei pezzi in lavorazione in modo semplice e rapido e che possa essere automatizzato per l’impiego in isole robotizzate.

Ulteriore scopo dell’invenzione è quello di consentire lo scarico dei media di lavorazione dalla vasca rotante in modo automatico.

Detti scopi vengono raggiunti grazie ad una macchina per la finitura a trascinamento di pezzi meccanici comprendente un telaio che ospita una vasca rotante per il contenimento di media di finitura ed un gruppo di movimentazione, ove il gruppo di movimentazione comprende almeno un gruppo motore che può agire per porre in rotazione un albero atto a supportare un elemento portapezzi rotante, ove il gruppo motore e l’elemento portapezzi rotante possono muoversi lungo un primo asse verticale e lungo un secondo asse orizzontale in modo tale da portare l’elemento portapezzi all’interno della vasca rotante in una posizione di lavoro eccentrica rispetto al centro della vasca rotante.

Tra i vantaggi della presente invenzione si può annoverare il fatto che essa consente di portare i pezzi da lavorare in una posizione eccentrica a piacere rispetto al centro della vasca di lavorazione al fine di beneficiare delle forze che si vengono a creare sul pezzo a seconda della propria distanza dal centro della vasca rotante.

In particolare, la densità dei media aumenta a seconda della velocità di rotazione del media stesso, all’interno della vasca rotante, sicché a maggiore distanza dal centro della stessa si ottiene una maggiore densità.

La macchina dell’invenzione consente di regolare la posizione dell’albero per effettuare la lavorazione più adatta per ogni tipologia di pezzo.

Secondo un’altra realizzazione, l’elemento portapezzi rotante presenta un albero di supporto, ove detto albero di supporto è connesso al proprio gruppo motore mediante un innesto che consente un movimento di inserimento dal basso verso l’alto.

Questa soluzione consente di potere effettuare il carico e scarico pezzi dalla macchina in modo semplice e rapido ed anche in modo automatizzato, ad esempio all’interno di un’isola robotizzata.

Secondo un ulteriore realizzazione, all’albero di supporto è collegabile una spazzola la quale, durante la rotazione della vasca, può muoversi lungo un primo asse verticale e lungo un secondo asse orizzontale in modo tale da portare la spazzola ad interessare l’intero volume della vasca.

Un vantaggio di questa soluzione è dato dal fatto di impiegare gli stessi mezzi che causano il movimento dell’albero di supporto durante la lavorazione dei pezzi per convogliare tramite la spazzola i media verso appositi fori di evacuazione.

Secondo un ulteriore realizzazione, alla vasca rotante è associata, in corrispondenza di una propria porzione perimetrale, una grondaia, ed il fondo della vasca rotante è provvisto di fori di evacuazione del media di finitura, detti fori essendo apribili mediante deflettori in corrispondenza della grondaia per convogliare ad essa il media di finitura.

Un vantaggio di questa soluzione consiste nel consentire di convogliare i media da evacuare verso una grondaia forata alla quale può essere associato un contenitore di raccolta dei media di finitura.

Ulteriori caratteristiche dell’invenzione sono desumibili dalle rivendicazioni dipendenti.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno evidenti dalla lettura della descrizione seguente fornita a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle figure illustrate nelle tavole allegate, in cui:

- la figura 1 è una vista laterale di una realizzazione della macchina dell’invenzione;

- la figura 2 è una vista dall’alto della macchina di figura 1; - le figure 3-5 sono viste in sezione secondo il piano A-A della figura 1, raffiguranti diverse posizioni operative della macchina delle figure 1-2;

- la figura 6 è una vista in sezione di un innesto per l’albero rotante della macchina delle figure 1-5;

- la figura 7 illustra un’isola robotizzata dotata di una pluralità di macchine come alle figure 1-5;

- le figure 8-9 illustrano un sistema di aggancio di un piatto rotante della macchina delle figure 1-5;

- le figure 10-13 illustrano diverse configurazioni del piatto rotante della macchina delle figure 1-5;

- le figure 14-22 illustrano diverse configurazioni di un sistema di svuotamento automatico della vasca, secondo un aspetto della presente invenzione; e

- le figure 23-25 illustrano diverse configurazioni di un elemento operativo del sistema delle figure 14-22.

In particolare, la macchina secondo la presente invenzione è globalmente indicata con il riferimento numerico 10 nelle figure 1-5. In figura 1 è visibile la macchina 10 dotata di un telaio 12 che ospita una vasca 14 che può contenere media di finitura.

La vasca 14 può essere posta in rotazione da un motore 16 posto in posizione ad essa sottostante.

Al telaio 12 è anche connesso un gruppo motore 18 che può agire per porre in rotazione un piatto rotante 22 dotato di un albero 21 connesso al gruppo motore 18 mediante un innesto 30, meglio descritto nel seguito.

Il gruppo motore ed il piatto rotante 22 posso muoversi lungo guide 27,28 lungo un asse verticale Y (Fig.4) in modo tale da portare il piatto rotante 22, ed i pezzi 50 su di esso presenti, da una posizione sollevata ad una posizione di lavoro all’interno della vasca 14 contenente i media di finitura.

Il gruppo motore 18, e di conseguenza anche il piatto rotante 22, possono muoversi anche lungo un asse orizzontale X (fig.5) scorrendo sopra guide 24,26, visibili in particolare in figura 2 al fine di portare il piatto rotante 22 sempre all’interno della vasca rotante 14, ma in una posizione eccentrica rispetto al centro della vasca rotante 14 stessa.

Pertanto la macchina 10 così descritta è in grado di effettuare lavorazioni di finitura eccentrica, ovvero una nuova tipologia di finitura che basa la propria dinamica sulla sinergia della vasca rotante 14, contenente i media di finitura, e sul piatto rotante 22 che, inizialmente centrato rispetto all’asse di rotazione della vasca rotante, può rimanere in posizione elevata rispetto alla vasca rotante 14 per consentirne il carico e lo scarico (Fig.3).

All’avvio del ciclo di lavoro, il piatto rotante 22 scende nella vasca rotante 14 lungo l’asse verticale Y (Fig.4), mentre la stessa inizia a ruotare, centrifugando il media verso il perimetro, liberando quindi lo spazio per consentire la discesa del piatto 22. Una volta raggiunta la corretta profondità di discesa rispetto all’asse verticale Y, il piatto viene traslato verso il bordo esterno della vasca rotante 14 lungo un asse orizzontale X (fig.5).

A seguito di questi movimenti, come visibile in pianta sempre in fig. 5, la vasca 14 ruota in senso orario, mentre il piatto rotante 22 si trova in una posizione eccentrica di finitura, vicino al bordo della vasca 14. In fase di finitura il piatto rotante 22 ruota in senso antiorario, ovvero in senso contrario alla rotazione della vasca 14.

L’albero di supporto 21 del piatto rotante 22 può essere applicato inserendo un innesto maschio 32 connesso all’albero di supporto 21 in un innesto femmina 30, mediante semplice inserimento dal basso verso l’alto, come si vede nella Fig. 6.

Questo accorgimento consente di avere una testa rotante di tipo semplice e non indexata, essendo così possibile arrestarla in posizione approssimativa, ad esempio con un semplice microswitch.

Ciò può essere realizzato, ad esempio, grazie alla soluzione illustrata alle fig. 8-9.

In questa soluzione, l’innesto comprende un primo gruppo di pioli di orientamento 60 e l’albero di supporto 21 comprende un secondo gruppo di pioli di orientamento 62, ove il bloccaggio dell’albero di supporto 21 all’interno dell’innesto può avvenire quando il primo ed il secondo gruppo di pioli di orientamento si trovano in una posizione di orientamento reciproco prefissata ad esempio disposti più o meno a 180°.

Al robot incaricato di inserire l’albero 21 nell’innesto è sufficiente centrare il foro e spingere l’albero 21 verso l’alto (fig. 8-9).

Ovviamente la stessa operazione, effettuata manualmente, è possibile in configurazioni semplificate.

Viene così realizzata una macchina economica che implementa la finitura eccentrica, mentre è anche possibile, in alternativa, implementare un’isola robotizzata 40, ove una pluralità di macchine 10 sono servite da un robot 45 per il carico e lo scarico pezzi (fig.7), secondo il naturale sviluppo dei carichi di lavoro cui sottoporre il reparto di finitura.

Un’isola robotizzata 40 può essere agevolmente configurata con una pluralità di unità della macchina dell’invenzione, fino a 5 ma anche di più, in relazione al modello di unità base, al tipo di robot ed altri fattori.

La produttività di un’isola siffatta può così raggiungere limiti molto elevati con tempi molto rapidi di carico e scarico dei vassoi tecnologici che in questo caso possono essere gli stessi piatti con i pezzi pre-montati.

Le possibili combinazioni, montando il robot a pavimento o a soffitto, utilizzando unità della macchina 10 piccole, medie o molto grandi, possono essere molte e si prestano a configurazioni molto eterogenee.

Con riferimento alle figure 10-13 si osserva che il piatto rotante 22 può essere assimilabile a un telaio o elemento portapezzi, tale quindi da conferire svariate possibilità di posizionamento dei pezzi in funzione delle lavorazioni desiderate.

In particolare, in una prima esemplificazione dell’invenzione, i pezzi 50 possono essere posti in posizione superiore rispetto al piatto rotante 22 (fig.8), mentre in una seconda esemplificazione dell’invenzione, i pezzi 50 possono essere posti in posizione inferiore rispetto al piatto rotante 22 (fig.9).

In un’altra realizzazione (fig.10) i pezzi 50 possono essere posti esternamente rispetto alla circonferenza del piatto rotante 12, ad esempio mediante porzioni 22’ orientate a 90° rispetto al piano in cui ruota il piatto rotante 22, oppure i pezzi 50 possono essere posti su porzioni 22’ orientate a 45° rispetto al piano in cui ruota il piatto rotante 22.

Altre angolazioni sono possibili per tali posizionamenti, mediante l’impiego di porzioni 22’ articolate al piatto rotante 22.

Nelle figure 14-22 sono illustrate diverse configurazioni di un sistema di svuotamento automatico della vasca secondo un aspetto della presente invenzione.

In particolare, al posto dell’elemento portapezzi, è possibile montare una spazzola 110 dotata di una pluralità di setole, ad esempio metalliche.

Il movimento della spazzola 110 è illustrato nelle figure 14-22, ovvero essa può essere traslata verso il bordo esterno della vasca rotante 14 lungo la direzione della freccia F, quindi in modo tale da portarsi da una posizione centrale (fig. 14) ad una fortemente eccentrica (fig.22) all’interno della vasca 14, il tutto in analogia con in movimenti descritti in precedenza, perché la spazzola 110 è montata sullo stesso albero di supporto dell’elemento portapezzi e quindi può essere soggetta ai medesimi movimenti che quest’ultimo può compiere.

Inoltre la vasca rotante 14 può essere dotata, sul proprio fondo, di una pluralità di fori, a loro volta dotati di mezzi per la loro apertura e chiusura.

Alla vasca rotante 14 è anche associata, in corrispondenza di una propria porzione perimetrale, una grondaia 112, a sua volta provvista di almeno un foro 114.

I fori del fondo della vasca rotante sono rappresentati nelle figure 14-22 con il riferimento numerico 120 quando sono completamente chiusi, con il riferimento numerico 120’ quando parzialmente aperti e con il riferimento numerico 120’’ quando completamente aperti.

I fori 120’’ completamente aperti o quelli parzialmente aperti 120’ si trovano in tale configurazione quando sono posti, durante la rotazione della vasca 14, sopra alla grondaia 114.

Come visibile nelle figure 23-25 i fori 120,120’,120’’ possono essere aperti mediante intervento di un rispettivo deflettore 170. Ogni deflettore 170 presenta una parte sostanzialmente circolare 155, atta a coprire il rispettivo foro ed una parte allungata 145. Alla parte circolare del deflettore 170 è anche associata una porzione sporgente 160 che ospita un punto di attacco per una molla 130 fissata anche ad un secondo punto di attacco 135 sul fondo della vasca 14.

La parte allungata 145 è in grado di impegnarsi con un nottolino 140 che può essere portato, ad esempio con mezzi pneumatici, da una prima posizione abbassata ad una seconda posizione rialzata che si impegna con la parte allungata 145 del deflettore 170.

Il deflettore 170 può quindi essere fatto ruotare (nel senso delle figure 23-25) attorno ad un fulcro 150 da una prima posizione in cui il rispettivo foro è chiuso ad una seconda posizione in cui il foro è aperto.

Una volta superato il nottolino 140, la molla 130 riporta rapidamente il deflettore 170 nella posizione di chiusura del foro. La forma descritta dei deflettori 170 è puramente esemplificativa e non limitativa, ciò che è importante è che la molla 130 sia sufficientemente potente per consentirne la richiusura, vincendo le forze del media granulare che tenta di fuoriuscire, evitando così che il deflettore 170 resti incastrato nel tentativo di richiudersi.

Nel funzionamento del dispositivo di svuotamento descritto, mentre la vasca ruota in controrotazione lenta (freccia R), la spazzola rotante 110 (secondo la direzione della freccia W) avanza lentamente sull’asse orizzontale (freccia F), verso il perimetro esterno della vasca rotante 14, fino a sfiorare i deflettori 170 appositamente applicati per svolgere nel modo migliore possibile questa operazione di svuotamento.

Ogni volta che i fori di evacuazione media passano in prospicenza dell’area di scarico ovvero dell’apposita grondaia 112, accade che i deflettori 170 interferiscono con il nottolino 140 che permette l’apertura dei fori permettendo al media granulare, man mano accumulato, di fuoriuscire.

Si sottolinea che i deflettori 170 si aprono solo quando passano sopra la grondaia 112 per poi richiudersi nella restante porzione di perimetro. La grondaia 112, inclinata a imbuto verso il raccordo centrale, permette di far convergere tutto il contenuto in un contenitore di raccolta attraverso il foro 114.

E’ possibile associare un motovibratore per agitare la grondaia 112 durante lo scarico.

La cooperazione quindi dei movimenti della spazzola 110 con le aperture sincronizzate dei fori permette lo svuotamento automatico della vasca 14.

Ovviamente all’invenzione così come descritta potranno essere apportate modifiche o migliorie dettate da motivazioni contingenti o particolari, senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione come sotto rivendicata.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina per la finitura a trascinamento di pezzi meccanici comprendente un telaio che ospita una vasca rotante per il contenimento di media di finitura ed un gruppo di movimentazione, ove il gruppo di movimentazione comprende almeno un gruppo motore che può agire per porre in rotazione un albero atto a supportare un elemento portapezzi rotante, ove il gruppo motore e l’elemento portapezzi rotante possono muoversi lungo un primo asse verticale e lungo un secondo asse orizzontale in modo tale da portare l’elemento portapezzi all’interno della vasca rotante in una posizione di lavoro eccentrica rispetto al centro della vasca rotante.
2. 2. Macchina come alla rivendicazione 1, in cui è previsto un motore atto a porre la vasca in rotazione in senso opposto rispetto al senso di rotazione dell’elemento portapezzi rotante.
3. 3. Macchina come alla rivendicazione 1, in cui l’albero di supporto dell’elemento portapezzi rotante è connesso al proprio gruppo motore mediante un innesto che consente un movimento di inserimento dal basso verso l’alto.
4. 4. Macchina come alla rivendicazione 3, in cui l’innesto comprende un primo gruppo di pioli di orientamento e l’albero di supporto comprende un secondo gruppo di pioli di orientamento, ove il bloccaggio dell’albero di supporto all’interno dell’innesto può avvenire quando il primo ed il secondo gruppo di pioli di orientamento si trovano in una posizione di orientamento reciproco prefissata.
5. 5. Macchina come alle rivendicazioni precedenti, in cui l’elemento portapezzi rotante comprende un piatto rotante che presenta mezzi per disporre i pezzi in lavorazione in differenti posizioni di lavoro rispetto all’ingombro del piatto rotante.
6. 6. Macchina come alla rivendicazione 5, in cui il piatto rotante presenta mezzi per disporre i pezzi in lavorazione esternamente rispetto alla propria circonferenza.
7. 7. Macchina come alla rivendicazione 5, in cui il piatto rotante presenta mezzi per disporre i pezzi in lavorazione in posizione superiore od inferiore rispetto alla propria circonferenza.
8. 8. Macchina come alla rivendicazione 1, in cui all’albero di supporto è collegabile una spazzola che, durante la rotazione della vasca, può muoversi lungo un primo asse verticale e lungo un secondo asse orizzontale in modo tale da portare la spazzola ad interessare l’intero volume della vasca.
9. 9. Macchina come alla rivendicazione 1, in cui alla vasca rotante è associata, in corrispondenza di una propria porzione perimetrale, una grondaia, ed il fondo della vasca rotante è provvisto di fori di evacuazione del media di finitura, detti fori essendo apribili mediante deflettori in corrispondenza della grondaia per convogliare ad essa il media di finitura.
10. 10. Gruppo comprendente una pluralità di macchine come alle rivendicazioni precedenti ed un robot atto al carico ed allo scarico dei pezzi in lavorazione.