ITMI960386U1 - Macchina tenonatrice perfezionata a controllo numerico per la lavorazione di testa di elementi di telaio in legno di finestre, porte - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Il presente trovato si riferisce in generale al settore delle macchine utensili per la lavorazione del legno e, più in particolare, ad una macchina tenonatrice perfezionata per la lavorazione di estremità degli elementi rettilinei che costituiscono 1 telai in legno di finestre, porte o simili.

Com'è noto gli elementi rettilinei, cioè montanti e traverse, che assemblati formano i predetti telai in legno vengono preparati singolarmente partendo da un "quadrotto" di legno sul quale si eseguono in sucessione la lavorazione di estremità e la profilatura longitudinale. In particolare, la lavorazione di estremità o più semplicemente "di testa" del quadrotto consiste sostanzialmente nel generare su ciascuna estremità i tenoni e le mortase necessari per realizzare nell'assemblaggio finale, i collegamenti ad incastro moniantietr averse.

La lavorazione di testa del quadrotto viene effettuata tramite macchinetenonatri a controllo numerico che in una forma di realizzazione nota, comprendono almeno un mandrino portafresa per la fresatura degli elementi rettilinei di telaio, una siitta portamandrino animata da movimento traslatorio longitudinale e traslatorio verticale, una slitta portapezzo animata da movimento traslatorio perpendicolare a quello della slitta portamandrino, una serie di paraschegge da applicare lateralmente in prossimità dell'estremità del quadrotto ed un unico telaio di supporto. Un'unità di controllo numerico, programmabile dall'operatore, governa i movimenti della slitta portamandrino e della slitta portapezzo, durante la lavorazione di testa del quadrotto, consentendo di ottenere predefinite forme geometriche di tenonatura delle estremità del quadrotto. Le macchine tenonatrici del tipo predetto possono presentarsi nella configurazione a singolo gruppo, come descritto sopra per formare un sistema angolare, oppure a doppio gruppo comprendente due unità a singolo gruppo disposte in successione oppure affacciate l'una all'altra. Nella prima configurazione, l'operatore deve girare il quadrotto tra la lavorazione di testa di un'estremità e quella dell'altra estremità del quadrotto, mentre nella seconda configurazione è possibile lavorare di testa in successione oppure simultaneamente entrambe le estremità del quadrotto, in un'unica passata, senza che sia richiesto l'intervento dell 'operatore se non per il carico e lo scarico del quadrotto.

In un'altra forma di realizzazione nota, le macchine tenonatrici a controllo mumerico sono costituite da due montanti allineati tra loro e in posizioni contrapposte, di cui almeno uno è mobile. Ciascun montante è provvisto di un utensile di tagl io che generalmente è una fresa sempl ice o multipl a disposta su un mandrino supportato da una sl itta associata ad ogni montante, tale sl itta essendo dotata eventualmente anche di movimento verticale qualora l a fresa sia multipl a. Anche questa forma d'esecuzione del la macchina tenonatrice consente l a l avorazione simultanea del le estremità del quadrotto in un'unica passata.

Le macchine tenonatrici del tipo descritto sopra hanno dimensioni di ingombro relativamente contenute e richiedono un ridotto apporto di manodopera grazie all a presenza di un'unità di control lo programmabile in grado sia di permettere al l 'operatore di scegl iere un programma di lavorazione predefinito che di soprintendere all a l avorazione di testa del le estremità del quadrotto secondo il programma selezionato. Tuttavia, esse presentano spesso dei l imiti quando, oltre all a rapidità nel cambio del programma di lavorazione, si richiede anche una flessibil ità al variare del tipo di lavorazione da eseguire senza per questo diminuire la produttività complessiva dell a macchina.

Attu al mente, ciò avviene molto frequentemente sia per il frazionamento delle commesse sia per i vincol i di ri spetto di stil i architettonici preesi stenti che si impongono nella ri strutturazione di case e palazzi di interesse storico ed artistico. Ne segue che sempre più spesso si rende necessario adattare gl i utensil i sui motori operatori e i paraschegge a particolari profili geometrici di intaglio e di tenonatura che si desiderano realizzare sulle estremità di testa dei quadrotti .

Con le attuali macchine tenonatrici a sistema angolare o a doppio montante, ciò è possibile solamente in misura molto limitata. Infatti, la presenza di un numero di unità di fresatura e di paraschegge adeguato alle esigenze di lavorazione comporterebbe un notevole aumento delle dimensioni di ingombro, del tempo medio di traslazione dei quadrotti in lavorazione e per ultimo, ma non meno importante, del costo economico della macchina. Dunque l'insufficiente numero di unità di fresatura impedisce di ottenere dalla macchina tenonatrice tradizionale quella flessibilità al variare del tipo di lavorazione da eseguire che oggi spesso si richiede e comporta tempi medi di approntamento degli utensili per le lavorazioni necessarie molto lunghi, con l'effetto di diminuire notevolmente la produttività della macchina stessa e quindi dell'impianto di cui fa parte.

Tenendo presente ciò, il presente trovato si pone come scopo quello di realizzare una macchina tenonatrice a controllo numerico perfezionata che, adattandosi in modo flessibile alle lavorazioni necessarie, permetta di aumentare il numero e il tipo di lavorazioni eseguibili, pur possedendo nel contempo dimensioni d'ingombro complessivamente contenute.

Più in particolare, la macchina tenonatrice a controllo numerico per la lavorazione di testa di elementi di telaio in legno di finestre, porte e simili, del tipo comprendente un basamento di macchina, un mandrino portafrese di tenonatura dotato di movimento traslatorio orizzontale e verticale, mezzi di taglio, mezzi trasportatori per la traslazione del pezzo in lavorazione e mezzi paraschegge per impedire la scheggiatura dell'estremità degli elementi di telaio durante l'operazione di tenonatura, caratterizzata dal fatto che i mezzi trasportatori del pezzo in lavorazione sono disposti allineati in serie e distanziati tra loro da un intervallo e dal fatto che comprende:

- un telaio di supporto dotato di movimento alternato orizzontale tra i mezzi trasportatori del pezzo e destinato a supportare il mandrino portafrese e i mezzi di taglio, - un nastro trasportatore anch'esso solidale al telaio di supporto e atto ad essere portato nell'intervallo tra i mezzi trasportatori del ;pezzo per permetterne l'avanzamento tra l'operazione di tenonatura di testa e l'operazione di tenonatura di coda dell'elemento di telaio,

- mezzi a catena senza, fi ne muniti di una serie di differenti paraschegge e atti a portare il paraschegge necessario per l'operazione di tenonatura nella posizione di lavoro su comando a controllo numerico.

Il presente trovato verrà ora descritto più in dettaglio in relazione ai disegni allegati, in cui:

la figura 1 è una vista in pianta dall'alto della macchina tenonatrice secondo il presente trovato;

le figure 2A, 2B e 2C illustrano in pianta dall'alto e in vista prospettica parziale la prima fase di funzionamento della macchina tenonatrice secondo il presente trovato;

le figure 3A e 3B illustrano in pianta dall'alto e in vista prospettica parziale la seconda fase di funzionamento della macchina tenonatrice secondo il presente trovato;

le figure 4A e 4B illustrano in pianta dall'alto e in vista prospettica parziale la terza fase di funzionamento della macchina tenonatrice secondo il presente trovato;

le figure 5A e 5B illustrano in pianta dall'alto e in vista prospettica parziale la quarta fase di funzionamento della macchina tenonatrice secondo il presente trovato; le figure 6A e 6B illustrano in pianta dall'alto e in vista prospettica parziale la quinta fase di funzionamento della macchina tenonatrice secondo il presente trovato;

le figure 7A e 7B illustrano in pianta dall'alto e in vista prospettica parziale la sesta fase di funzionamento della macchina tenonatrice secondo il presente trovato;

le figure 8A e 8B illustrano in pianta dall'alto e in vista prospettica parziale la settima fase di funzionamento della macchina tenonatrice secondo il presente trovato;

le figure 9A e 9B illustrano in pianta dall'alto e in vista prospettica parziale la ottava fase di funzionamento della macchina tenonatrice secondo il presente trovato..

Come si può rilevare dalla figura 1, la macchina tenonatrice secondo il presente trovato, indicata in modo generale con T, comprende:

- un'unità di lavorazione U, e

- un magazzino portautensili M,

ed è controllata in modo di per sè noto da un sistema a controllo numerico CN che ne soprintende l'attività e ne esegue le programmate regolazioni durante le fasi di lavorazioni di testa del quadrotto.

Unità di lavorazione U

L'unità di lavorazione U comprende un basamento 10 sul quale è montato un carrello portamandrini 11 suscettibile di moto alternativo nella direzione X, su comando di un motore (non illustrato), lungo una guida di scorrimento 12 ricavata nel basamento 10. Il carrello portamandrini 11 porta il gruppo di mandrini con gli utensili necessari alla lavorazione di testa del quadrotto Q ed i corrispondenti motori operatori .

Tale gruppo comprende, in particolare, due mandrini orizzontali 13 e 14 con gli utensili da taglio a disco ciascuno dei quali serve ad effettuare l'intestatura dell'estremità di testa o di coda del quadrotto Q ed un mandrino portafresa verticale 15 con l'utensile per la tenonatura di dette estremità del quadrotto Q. I mandrini orizzontali 13, 14 con gli utensili da taglio a disco sono mossi dai motori elettrici 16, rispettivamente 17 e sono regolabili in senso orizzontale in modo da permettere di variare la profondità di intestatura delle estremità del quadrotto Q. Il mandrino portafresa 15 è azionato dal motore elettrico 18 ed è regolabile in senso verticale in modo da portare in allineamento l'estremità da lavorare del quadrotto Q con la fresa specifica per la lavorazione richiesta. Infatti, allo scopo di ridurre al minimo i fermi macchina dovuti ad eventuali cambi di utensile, è previsto in modo di per sè noto l'impiego di frese multiple con le quali è possibile effettuare differenti profili geometrici di tenonatura senza interrompere la lavorazione per la sostituzione dell'utensile.

Sul carrello portamandrini 11 è presente anche un trasportatore a nastro 19 per la traslazione del quadrotto Q tra la fase di lavorazione di testa di un'estremità del quadrotto Q e quella dell'altra sua estremità.

Due trasportatori a nastro 20 e 21, comandati ciascuno da un motore (non illustrato), servono rispettivamente per l'alimentazione continua del quadrotto Q da lavorare di testa e per il suo spostamento verso altre macchine per successive lavorazioni, ad esempio la profilatura longitudinale, oppure per il suo scarico.

Come si può osservare, il movimento del quadrotto Q avviene da sini stra a destra nel l a figura 1 secondo una direzione Y perpendicolare alla direzione X di moto alternativo del carrello portamandrini 11.

Accanto a ciascun trasportatore a nastro 20 e 21 è disposta una catena senza fine 22, rispettivamente 23, comandata tramite mezzi di trasmissione noti , sul la quale sono fi ssati i paraschegge P (visibi l i nel le figure 2C,3B, 6B) corrispondenti ai profil i di tenonatura che si desiderano real izzare. E' previ sta una vite di registro su ciascun attacco del paraschegge P che ne consente l a regolazione in base all 'usura del profilo. Ciascuna delle catene senza fine 22 e 23, con i propri mezzi di trasmissione noti , è montata su una sl itta (non il lustrata) l a cui posizione è suscettibile di variazione lungo la direzione Y, in entrambi i sensi , durante il funzionamento della macchina tenonatrice, come verrà descritto in seguito. La disposizione delle catene senza fine 22, 23 con i paraschegge P è strategica: essa dipende dal senso di rotazione del· mandrino portafrese ed è atta ad assicurare una; corrètta e precisa tenonatura del le estremità del quadrctto÷ ;,Q . Per esempio, con la di sposizione del le catene senza fine 22, 23 il lustrata in figura 1 , supposto che il senso di rotazione del mandrino portafresa 15 sia antiorario, l a fresa nell 'operazione di tenonatura aggredisce l'estremità del quadrotto Q di lato e non di punta, e le tensioni indotte nel legno durante la tenonatura si scaricono nel paraschegge P disposto sul lato opposto a quello in cui inizia la fresatura senza provocare la scheggiatura del legno nell 'estremità del quadrotto Q. Sempre allo scopo di eseguire una corretta e precisa lavorazione di testa, il quadrotto Q in lavorazione e il paraschegge P selezionato per tale lavorazione vengono tenuti saldamente in posizione mediante fermi di battuta 29,34 e mezzi pressori 30,31,33, 35,36,37 a comando pneumatico, come sarà descritto ed illustrato in seguito in relazione alle figure 2B,2C,6B. Il numero di paraschegge P fissati sulle catene senza fine 22, 23 e disponibili per la lavorazione di testa delle estremità del quadrotto Q dipende essenzialmente dalla lunghezza di dette catene senza fine 22, 23 che viene scelta a seconda delle necessità di lavorazione.

Magazzino portautensili M

Come si può rilevare dalla figura 1, il magazzino portautensili M è costituito da una incastellatura 24 sostanzialmente rettangolare comprendente almeno un elemento trasversale di sostegno 25, collegato rigidamente all'incastellatura 24 e parallelo al suo lato maggiore, sul quale sono disposti in fila i supporti per i mandrini portafresa e, superiormente, un ponte scorrevole 26, anch'esso parailelo all'asse maggiore dell'incastellatura 24, sul quale è montato un carrello 27 con un manipolatore 28 per il cambio dei mandrini portafresa 15. Il ponte scorrevole 26, il carrello 27 e il manipolatore 28 sono azionati, in modo di per sé noto, da motori elettrici (non illustrati) su comando dell'unità di controllo numerico programmabile CN, secondo un programma preimpostato. L'incastellatura 24 presenta un accesso A attraverso il quale il carrello portamandrini 11 può entrare quando si deve effettuare il cambio del mandrino portafresa. Ciò consente, altresì, di disporre il magazzino portautensili M molto vicino all'unità di lavorazione U allo scopo di ridurre le dimensioni di ingombro complessive della macchina tenonatrice T ed i tempi di approntamento degli utensili necessari per una data lavorazione di testa del quadrotto Q.

Funzionamento

Con riferimento alle figure da 2 a 9, si descriveranno ora in dettaglio le varie fasi di funzionamento della macchina tenonatrice secondo il presente trovato.

Prima fase

Nella prima fase di funzionamento, mostrata nelle figure 2A, 2B e 2C, il quadrotto Q proveniente da una precedente lavorazione o, più semplicemente, caricato sul trasportatore a nastro 20 viene alimentato alla macchina tenonatrice T e, traslando lungo la direzione Y da sinistra a destra nella figure 2A, va contro un fermo di battuta 29 all 'estremità del trasportatore a nastro 20. Due pressori 30,31 a comando pneumatico mantiene il quadrotto Q in posizione premendolo superiormente (pressore 30) contro il trasportatore a nastro 20 e l ateralmente (pressori 31) contro una guida l aterale 32 per il movimento trasl atorio del quadrotto Q. Tale guida 32 è interposta tra il quadrotto Q e l a catena senza fine 22. In base al ciclo di l avorazione preimpostato, il controllore numerico programmabile CN determina il paraschegge P necessario per il tipo di l avorazione desiderato e lo predispone, azionando la catena senza fine 22, lateralmente in prossimità dell 'estremità di testa del quadrotto Q. Il paraschegge P corrispondente al profilo che si desidera real izzare viene premuto lateralmente contro il quadrotto Q da un pressore 33 a comando pneumatico con lo scopo di annull arne le vibrazione durante le fasi di lavorazione. Il control lore numerico programmabile CN provvede inoltre a posizionare lungo la direzione Y la sl itta (non ill ustrata) su cui è montata la catena senza fine 22 insieme ai suoi mezzi di trasmissione in modo tale da evitare che durante l 'operazione di intestatura del quadrotto Q l 'utensile da tagl io sul mandrino 13 danneggi il paraschegge P predisposto per la successiva operazione di tenonatura.

Seconda fase

Nella seconda fase di funzionamento illustrata nelle figure 3A e 3B, rimosso il fermo di battuta 29, l'estremità di testa del quadrotto Q viene intestata dall'utensile da taglio a disco 13A montato sul mandrino 13 mentre il carrello portamandrini 11 si muove lungo la direzione X nel verso indicato dalla freccia F con una velocità adeguata per effettuare un'intestatura veloce dell'estremità di testa del quadrotto Q.

Terza fase

Nella terza fase di funzionamento illustrata nelle figure 4A e 4B, l'estremità di testa del quadrotto Q viene tenonata dalla fresa ISA montata sul mandrino 15 mentre il carrello portamandrini 11 si muove sempre lungo la direzione X nel verso indicato dalla freccia F, ma con una velocità differente e, in particolare, minore di quella che ne caratterizza il moto durante la fase di intestatura ed adeguata per. effettuare una tenonatura lenta dell'estremità di testa del quadrotto Q.

Quarta? fase-:

Nella quarta fase di funzionamento illustrata nelle figure 5A e 5B, il carrello portamandrini 11 compie una W

corsa a vuoto rapida lungo la direzione X nel verso del 1 a freccia F durantela quale introduce il trasportatore a nastro 19 tra i due trasportatori a nastro 20 e 21 in modo tale da consentire la traslazione del quadrotto Q lungo la direzione Y nel senso della freccia G. Nel contempo la slitta (non illustrata) sulla quale è montata la catena senza fine 22 con i suoi mezzi di trasmissione si porta in una posizione ritratta su comando dell'unità di controllo numerico programmabile CN allo scopo di portare il paraschegge P impiegato nell'operazione di tenonatura in una posizione di non interferenza con la fresa 15A durante il successivo movimento di ritorno del carrello portamandrini 11. Quinta fase

Nella quinta fase di funzionamento illustrata nelle figure 6A e 6B, il carrello portamandrini 11 termina la propria corsa di andata ed inverte il senso di moto. Nel contempo, il quadrotto Q va contro un fermo di battuta 34 che si posiziona in modo automatico in funzione della sua misura richiesta e viene immediatamente bloccato da due pressori 35,36 a comando pneumatico. In modo identico a quanto avviene nella prima fase, il controllore numerico programmabile CN determina il paraschegge P necessario per il tipo di lavorazione desiderata e lo predispone, azionando la catena senza fine 23, lateralmente in prossimità dell'estremità di coda del quadrotto Q. Il paraschegge P corrispondente al profilo che si desidera realizzare viene premuto lateralmente contro il quadrotto Q da un pressore 37 a comando pneumatico.

Sesta fase

Nella sesta fase di funzionamento illustrata nelle figure 7A e 7B, l'estremità di coda del quadrotto Q viene intestata dall'utensile da taglio a disco 14A montato sul mandrino 14 mentre il carrello portamandrini 11 si muove lungo la direzione X nel verso indicato dalla freccia R con una velocità adatta per eseguire una intestatura veloce dell'estremità di coda del quadrotto Q.

Settima fase Nella settima fase di lavorazione illustrata nelle figure 8A e 8B, l'estremità di coda del quadrotto Q viene tenonata dalla fresa 15A montata sul mandrino 15 mentre il carrello portamandrini 11 si muove lungo la direzione X nel verso indicato dalla freccia R con una velocità adatta per effettuare una tenonatura lenta dell'estremità di coda del quadrotto Q.

Ottava fase Nell'ottava ed ultima fase illustrata nelle figure 9A e 9B, il carrello portamandrini 11 termina la propria corsa di ritornò assumendo la posizione di partenza e il quadrotto Q viene traslato alla macchina successiva in linea oppure scaricato.

Da. quanto esposto si può rilevare che la macchina tenonatriee secondo il presente trovato offre notevoli vantaggi.,rispetto a macchine tenonatrici realizzate secondo l'arte nota e precisamente:

- presenta una configurazione che ne permette una facile integrazione in un preesistente impianto di lavorazione in serie dei quadrotti in modo da ottenere composizioni di l inea perfettamente adeguate alle esigenze produttive;

- permette di ridurre i tempi medi di approntamento dei mandrini portafrese e dei paraschegge quando si passa da un tipo di lavorazione ad un altro;

- aumenta notevolmente il numero e il tipo di lavorazioni eseguibil i con l 'effetto di aumentare la produttività e la flessibil ità dell ' impianto di cui fa parte;

- permette interventi di manutenzione con tempi mascherati , ossia è possibile sostituire e pulire le frese mentre la macchina è in funzione;

- presenta un struttura complessivamente più contenuta che consente di ridurre notevolmente gl i ingombri necessari rispetto all 'impiego di macchine a doppio montante o a sistema angolare.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Macchina tenonatrice a controllo numerico per la lavorazione di testa di elementi di telaio in legno di finestre, porte e simili, del tipo comprendente un basamento di macchina, un mandrino portafrese di tenonatura dotato di movimento traslatorio orizzontale e verticale, mezzi di taglio, mezzi trasportatori per la traslazione del pezzo in lavorazione e mezzi paraschegge per impedire la scheggiatura dell'estremità degli elementi di telaio durante l'operazione di tenonatura, caratterizzata dal fatto che i mezzi trasportatori del pezzo in lavorazione sono disposti allineati in serie e distanziati tra loro da un intervallo e dal fatto che comprende: - un telaio di supporto dotato di movimento alternato orizzontale tra i mezzi trasportatori del pezzo e destinato a supportare il mandrino portafrese e i mezzi di taglio, - un nastro trasportatore anch'esso solidale al telaio di supportò e atto ad essere portato nell'intervallo tra i mezzi trasportatori del pezzo per permetterne l'avanzamento tra l'operazione di tenonatura di testa e l'operazione di tenonatura.di.coda dell'elemento di telaio, - mezzi; a catena-senza fine muniti di una serie di differenti paraschegge e atti a portare il paraschegge necessario per l'operazione di tenonatura nella posizione di lavoro su comando a controllo numerico.
2. 2) Macchina tenonatrice secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il telaio di supporto è disposto in una guida perpendicolare al senso di traslazione del pezzo, ricavata nel basamento di macchina.
3. 3) Macchina tenonatrice secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che i mezzi di taglio sono due, uno destinato al taglio dell'estremità di testa e l'altro destinato al taglio dell'estremità di coda dell'elemento di telaio.
4. 4) Macchina tenonatrice secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che i mezzi di taglio sono costituiti da lame a disco rotanti, montate su mandrini con possibilità di regolazione orizzontale.
5. 5) Macchina tenonatrice secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che per la regolazione di posizione dei mezzi a catena senza fine sono previste slitte di supporto disposte adiacenti ai mezzi trasportatori del pezzo.
6. 6) Macchina tenonatrice secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che, per la regolazione dei paraschegge rispetto ai mezzi a catena senza fine necessaria per compensare l'usura del profilo dei paraschegge, sono previsti mezzi di registro.
7. 7) Macchina tenonatrice secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che l'ampiezza dell'intervallo tra i mezzi trasportatori del pezzo è sufficiente per consentire il passaggio del mandrino portafrese e dei mezzi di taglio durante il movimento alternato del telaio di supporto.
8. 8) Macchina tenonatrice secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che per il bloccaggio in posizione di lavoro del pezzo in lavorazione sono previsti mezzi di fermo e mezzi pressori disposti in modo da agire sulla superficie superiore e laterale dello stesso.
9. 9) Macchina tenonatrice secondo le rivendicazioni precedenti , caratterizzata dal fatto che comprende anche un magazzino portautensil i munito di manipolatore dotato di movimento secondo le coordinate cartesiane per il cambio dei mandrini portafrese e comandato a controllo numerico.
10. 10) Macchina tenonatrice secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che il magazzino portautensil i è accessibile al telaio di supporto del mandrino portafrese durante l 'operazione di sostituzione dell 'utensile.