ITMI971945A1 - Pressa a punzone con dispositivo ausiliario di taglio termico ad alta energia e sistema perfezionato per la raccolta delle scorie - Google Patents

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente per titolo:

"Pressa a punzone con dispositivo ausiliario di taglio termico ad alta energia e sistema perfezionato per la raccolta delle scorie"

DESCRIZIONE

Campo dell'invenzione

La presente invenzione riguarda generalmente macchine utensili per tagliare o stampare sagome in materiale metallico e, più particolarmente, riguarda presse a punzone impieganti dispositivi di fusione termica ad alta energia ausiliari che tagliano configurazioni dal materiale metallico.

Sfondo dell'invenzione

Materiale di lamiera metallica può essere tagliato e stampato in una varietà di modi. Convenzionalmente, configurazioni di dimensioni da piccole a medie sono state realizzate in un foglio di metallo tramite una pressa a punzone con uno slittone specificatamente sagomato che coopera con una matrice per stampare il materiale metallico e punzonare una configurazione corrispondentemente sagomata nel foglio o lamiera metallico/a. Tuttavia, se la sagoma è relativamente grande, o ha una configurazione irregolare, o è una sagoma che richiede di essere dinamicamente variata, allora una pressa a punzone tradizionale risulta piuttosto complessa o ingombrante, e la tecnica ha finito con l'impiegare per tali situazioni un utensile di fusione di metalli di alta energia, come un cannello al plasma o un laser.

E' in modo sommamente tipico impiegato il cannello al plasma, e una forma di realizzazione dell'invenzione sarà descritta con riferimento ad un cannello al plasma. Tuttavia, si comprenderà che la presente invenzione è pure compietamente applicabile per l'impiego con un laser di alta energia, e è previsto che tale impiego abbia a rientrare nell'ambito protettivo dell'invenzione. Un cannello al plasma opera mediante ionizzazione di una colonna di gas con un arco elettrico per produrre temperature di sino a 30.000°F. Una corrente di plasma ad alta temperatura e ad alta velocità e un arco elettrico colpiscono il pezzo di lavoro, il calore servendo per far fondere istantaneamente il metallo mentre la corrente ad alta velocità soffia via il metallo fuso.’

Data la necessità di entrambi i tipi di trattamento di metalli (cioè punzonatura e taglio), la tecnica nota ha sviluppato macchine utensili che combinano una pressa a punzone con un cannello di taglio al plasma. Il Brevetto Statunitense No. 4 063 059 a nome Brolund descrive una simile apparecchiatura. Il cannello al plasma fonde istantaneamente il metallo che viene trattato e dirige una corrente di metallo fuso verso valle attraverso la tavola in cui un condotto stazionario dirige il metallo fuso dalla tavola ad una tramoggia di raccolta. Quando l'utensile di taglio è costituito da un laser, come descritto nel Brevetto Statunitense No. 4 550 241 a nome Scott, una corrente pressurizzata di gas di taglio come per esempio ossigeno, aria o un gas inerte è diretta verso la punta dell'utensile. Alcuni gas di taglio come ad esempio ossigeno cooperano con il raggio laser per formare una reazione esotermica ed aumentare la velocità e l'efficacia di taglio del laser.

Tuttavia, con una simile pressa, la tavola deve essere dotata di mezzi per spostare il pezzo di lavoro al di sotto del cannello per un posizionamento appropriato del taglio. Poiché i pezzi di lavoro metallici possono essere estremamente pesanti, ciò tende a sollecitare i morsetti ritenenti il pezzo di lavoro e determina spesso posizionamento impreciso del pezzo di lavoro a causa della deformazione dei morsetti, o di scivolamento del pezzo di lavoro nei morsetti stessi. Un precedenza sono state sviluppate presse in cui la testa di lavoro, che porta il cannello ed il punzone, si sposta sotto controllo numerico lungo un primo asse (o asse Y), ed i morsetti (che portano il pezzo di lavoro) si spostano sotto controllo numerico lungo l'altro (o asse X) degli assi ortogonali. Ciò ha avuto come conseguenza non solamente una macchina più precisa, ma anche una macchina in grado di adattare una più ampia gamma di pesi e spessori dei pezzi di lavoro.

Con una qualsiasi pressa a punzone avente capacità di taglio a plasma o laser, incluse quelle qui menzionate, deve essere previsto un meccanismo per raccogliere le scorie (metallo fuso) create dal taglio del metallo. Con presse impieganti un cannello stazionario, il sistema collettore può essere relativamente semplice, e in esso un condotto stazionario pone in comunicazione le scorie dal pezzo di lavoro con un tramoggia di raccolta stazionaria. Tuttavia, quando il cannello è montato per un movimento numericamente controllato, il sistema di raccolta delle scorie deve essere in grado di spostarsi in conformità, o consentire peraltro il posizionamento del cannello. Sono stati sviluppati sistemi -in cui il sistema di raccolta delle scorie si sposta con il cannello, ma essi si sono rivelati piuttosto costosi e alquanto complessi o ingombranti.

In aggiunta alla creazione di scorie, correnti di plasma ad alta velocità e ad alta temperatura tendono a creare una quantità relativamente grande di gas e fumi, e dispositivi della tecnica nota impiegavano in precedenza sorgenti di vuoto disposte in comunicazione con il condotto conducente alla tramoggia di raccolta del metallo fuso. Poiché il metallo fuso è estremamente caldo e suscettibile di generare scintille, si è trovato che queste scintille possono essere attirate nella sorgente del vuoto. Ciò è suscettibile di determinare un'esplosione o un incendio entro la sorgente di vuoto.

Da ultimo, in macchine adatte per elevate velocità di produzione, ove i cicli di taglio possono essere estesi, può essere creata una grande quantità di scorie. Devono essere presi provvedimenti per rendere il sistema di raccolta delle scorie compatibile con tale elevato livello di produzione di scorie.

Il Brevetto Statunitense No. 4 338 507 a nome Scott descrive un simile sistema in cui un serbatoio riempito d'acqua è disposto al di sotto della tavola di lavoro. Le scorie sono scaricate nell'acqua che raffredda le scorie e lava le scorie via dall'interno del condotto di scarico. Fumi sono pure scaricati nell'acqua e sono in tal modo raffreddati e puliti prima di gorgogliare in sù per la rimozione mediante una sorgente di vuoto. Questo sistema si è rivelato efficace ma è piuttosto costoso da fabbricare e sottoporre a manutenzione.

Sommario dell’invenzione

Uno scopo principale della presente invenzione è quello di fornire una pressa a punzone avente capacità di fusione di metalli, in cui una testa di lavoro che porta un utensile di fusione è montata per lo spostamento graduato o di registrazione sotto controllo numerico lungo uno di due assi ortogonali, e in cui la pressa a punzone include un sistema di raccolta di scorie stazionario che raccoglie in modo affidabile e sicuro scorie e gas da una operazione di taglio a controllo numerico senza la necessità di movimento del collettore delle scorie.

A tale proposito, una caratteristica della presente invenzione è quella di prevedere una fessura allungata nella tavola di lavoro che si estende dal suo bordo anteriore al suo bordo posteriore (lungo l'asse Y), come pure una camera o polmone conducente dalla fessura ad un vassoio delle scorie in cui la camera ed il vassoio delle scorie sono dimensionati per estendersi attraverso l'intero asse Y della tavola di lavoro. Perciò, indipendentemente dalla posizione dell'utensile di taglio, il metallo fuso derivante dal suo funzionamento sarà comunicato dal pezzo di lavoro al vassoio delle scorie.

Un'altra caratteristica della presente invenzione per raggiungere quanto precede, è quella di prevedere una pressa a punzone presentante un sistema di raccolta delle scorie che è strutturalmente semplice poiché esso non richiede alcun movimento durante un taglio controllato numericamente, e al tempo stesso rimuove in modo affidabile scorie anche durante tagli servocontrollati complessi.

Un'altra caratteristica della presente invenzione per raggiungere quanto precede è quella di prevedere una pressa a punzone dotata di un sistema di raccolta delle scorie che sia strutturalmente semplice, di funzionamento sicuro e non richieda alcun movimento di registrazione quando la pressa a punzone esegue un taglio controllato numericamente complesso.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un sistema di raccolta delle scorie per una pressa a punzone avente un dispositivo di fusione termica di alta energia in grado di rimuovere un elevato volume di scorie, che non sia suscettibile di intasarsi, che elimini sostanzialmente la possibilità che scintille abbiano ad essere trasmesse dal sistema, che sia strutturalmente semplice, e che sia statico.

Una caratteristica della presente invenzione per raggiungere lo scopo precedentemente indicato è quella di prevedere una camera o polmone avente una sommità e un fondo aperti, pareti angolate conducenti dalla sommità al fondo, ed un vassoio di raccolta al di sotto del fondo aperto per la raccolta delle scorie. Le pareti angolate sono dotate di piastre deflettrici amovibili, trattate con rivestimento di repulsione delle scorie per impedire accumulo di scorie e occlusione del sistema.

Un'altra caratteristica dell'invenzione per raggiungere quanto precede è quella di prevedere una trappola di scintille a labirinto in un prolungamento della camera in cui una sorgente di vuoto aspira dalla camera attraverso la trappola delle scintille. La trappola delle scintille crea un percorso di flusso tipo labirinto, che ostacola il passaggio di scintille dalla camera alla sorgente di vuoto evitando così esplosioni ed incendi.

Ancora un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un sistema di raccolta di scorie che preveda supporti stazionari vicino al taglio per opporsi a incurvatura del pezzo di lavoro, ma preveda pure un meccanismo di rimozione di parti rapido ed efficiente per scaricare parti dalla tavola di lavoro una volta che l'operazione di punzonatura o taglio sia stata completata.

Una caratteristica della presente invenzione per raggiungere quanto precede è quella di prevedere una tavola di lavoro costituita da una porzione stazionaria e da una porzione di scarico, in cui la porzione di scarico è dotata di un meccanismo per abbassare ed inclinare la sua superficie, e il sistema di raccolta delle scorie include -una coppia di supporti del pezzo di lavoro nel piano della tavola che definiscono una fessura allungata per il passaggio verso il basso delle scorie. I supporti del pezzo di lavoro supportano il pezzo di lavoro lungo il taglio per evitare deformazioni o incurvature nel pezzo di lavoro.

Questi e altri scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno più evidenti dalla seguente descrizione dettagliata quando considerata in unione con i disegni acclusi.

Breve Descrizione dei Disegni

La Figura 1 è una vista prospettica frammentaria della presente invenzione illustrante l'utensile di taglio montato per spostarsi lungo l'asse Y, come pure la fessura allungata, la camera, e il vassoio delle scorie posizionato per ricevere le scorie lungo l'intero asse Y della tavola di lavoro.

La Figura 2 è una vista in sezione parziale della presente invenzione, illustrante il funzionamento di un cannello al plasma come pure il movimento della porzione di scarico della tavola di lavoro.

La Figura 3 è una vista in sezione parziale della camera e del vassoio delle scorie illustrante il percorso di flusso delle scorie e di gas prodotti dal funzionamento dell'utensile di taglio attraverso il pozzetto delle scintille a labirinto .

La Figura 4 è una vista prospettica del vassoio delle scorie.

La Figura 5 è una vista dall'alto parziale della tavola illustrante l'apertura a fessura e i supporti del pezzo di lavoro regolabili.

La Figura 6 è una vista in sezione parziale presa lungo la linea 6-6 di Figura 5.

Descrizione Dettagliata della Forma di Realizzazione Preferita Facendo ora riferimento alle figure, e specificatamente alla FIG. 1, in essa la pressa a punzone 20 secondo la presente invenzione è illustrata prospetticamente. La pressa a punzone 20 include un utensile di fusione di metalli qui rappresentato come un cannello al plasma 22 montato a fianco dello slittone 24. Il cannello al plasma 22 e lo slittone 24 sono entrambi montati nel ponte aereo 26, che è supportato mediante il telaio 27 e la base 29. La pressa a punzone 20 è concepita per punzonare attraverso lo slittone 24 e/o tagliare attraverso il cannello al plasma 22, configurazioni o disegni 28 nel pezzo di lavoro metallico 30. Il posizionamento del cannello al plasma 22 e dello slittone 24 (e di una corrispondente matrice disposta al di sotto della tavola che avanza con lo slittone 24) lungo l'asse Y è controllato mediante servo-azionamenti (non rappresentati) i quali sono essi stessi controllati mediante il dispositivo di controllo numerico 25.

Facendo pure riferimento alla FIG. 1, il pezzo di lavoro 30 è supportato sulla tavola 32 disposta al di sotto del cannello al plasma 22 e dello slittone 24. La tavola 32 include una fessura 34 di larghezza regolabile allungata che si estende dal bordo anteriore 36 al bordo posteriore 38 della tavola 32, tale direzione definendo l'asse Y della tavola 32 stessa. La fessura 34 è prevista come un mezzo mediante il quale scorie 48 tagliate dal pezzo di lavoro 30 sono rimosse dalla tavola 32.

Si deve comprendere che il cannello al plasma 22 è di struttura convenzionale ed è commercialmente disponibile. Fondamentalmente, un simile cannello include una punta 40 definente un piccolo orifizio attraverso il quale sono forzati- una colonna ionizzata di gas e un arco elettrico. La corrente di plasma e l'arco elettrico 42 sono scaricati dall'orifizio ad alta velocità e producono temperature estremamente elevate per provocare fusione istantanea della porzione sottostante del pezzo di lavoro 30. Questo procedimento realizza un taglio di alta velocità netto con una piccola formazione di scorie ed è generalmente accettato come il procedimento preferito per tagliare sezioni dello spessore di sino a 6 pollici da acciaio inossidabile e metalli non ferrosi o rivestiti-placcati che non possono essere facilmente tagliati mediante procedimenti a gas combustibile-ossigeno.

Con la presente invenzione, lo slittone 24 può essere impiegato per formare fori di piccole e medie dimensioni nel pezzo di lavoro 30, mentre il cannello al plasma 22 può essere impiegato per tagliare rapidamente fori più grandi e per formare aperture di sagoma irregolare. Inoltre, lo slittone 24 può essere usato per formare un foro di partenza nel pezzo di lavoro 30 o sezioni che devono essere tagliate mediante il cannello 22 eliminando così l'incidenza verso il basso diretta dell'arco al plasma 42 su metallo solido. Ciò riduce il pericolo che la punta 40 abbia ad essere intasata da metallo che diversamente potrebbe essere spruzzato verso l'alto in seguito a contatto iniziale dell'arco al plasma 42 con il pezzo di lavoro 30. Poiché sia lo slittone 24 che il cannello 22 sono previsti su una singola pressa a punzone 20, sia punzonamento che taglio del pezzo di lavoro 30 possono essere effettuati con un singolo programma e senza la necessità di trasferire il pezzo di lavoro 30 da stazione a stazione tra le operazioni di punzonatura e taglio.

Durante il funzionamento dell'utensile di fusione 22, sono prodotti fumi e particelle 46 come pure scorie 48. Le scorie 48 sono raccolte al di sotto della tavola 32 attraverso il vassoio 50 delle scorie, mentre gas e particelle 46 sono eliminati tramite la sorgente di vuoto 52. La camera 54 si estende dalla fessura 34 al vassoio 50 ed è prevista larga come la fessura 34 in modo tale da essere larga come il campo dell'utensile di fusione 22. La camera 54 è stazionaria e include un fondo aperto 55 per consentire a scorie 48 di cadere attraverso di essa al vassoio 50. Per ricevere le scorie 48 e per impedire che scorie 48 o fumi derivanti dal taglio abbiano a sfuggire, la camera 54 include porzioni angolate 76 per dirigere verso il basso la scoria e i fumi. Com'è meglio rappresentato in FIG. 2, la corrente di plasma 42 si apre a ventaglio verso l'esterno e tende a forzare le scorie 48 in contatto con porzioni angolate 76. Le porzioni angolate 76 sono perciò dotate di piastre deflettrici sostituibili 77 montate su esse. Nella forma di realizzazione preferita, le piastre deflettrici 77 sono costituite da piastre di acciaio con un rivestimento repellente per le scorie e, in modo sommamente preferibile, il rivestimento è una finitura di lega di cromo. Bulloni 79 sono impiegati per fissare le piastre deflettrici 77 alle porzioni angolate 76. Benché i bulloni 79 siano rappresentati come estendentisi verso l'interno e oltre la superficie delle piastre 77 in FIG. 2, si deve comprendere che la forma di realizzazione preferita include bulloni 79, com'è rappresentato in FIG. 6, che sono incassati o in altro modo disposti in maniera da risultare a livello con la superficie delle piastre 77 così da impedire a scorie 48 di raccogliersi su bulloni 79.

Le scorie 48 cadono dal pezzo di lavoro 30, attraverso la camera 54 e nel vassoio 50 delle scorie. Com'è meglio rappresentato in FIG. 4, il vassoio 50 delle scorie include un fondo 56, una parte anteriore 58, una parte posteriore 60, due lati opposti 62, e l'elemento divisorio 64. Com'è rappresentato in entrambe le FIG. 1 e 4, la parte anteriore 58 include la porzione di manico ingrandita 66 con l'apertura 67, la parte posteriore 60 include l'apertura 69, e ruote orientabili 68 sono montate sul fondo 56 per facilitare la rimozione e/o l'inserimento del contenitore 50 degli scarti. Aperture 67 e 69 sono previste per ricevere ganci o meccanismi di afferramento o simili grazie ai quali una gru può essere impiegata per svuotare il vassoio 50. Com'è rappresentato in FIG. 1, il vassoio 50 delle scorie si sposta nella direzione rappresentata mediante la freccia 70 quando esso deve essere svuotato e/o riparato. La pressa a punzone 20 include pure lo schermo anteriore 72 dotato del percorso d'ingresso 74 che consente al vassoio 50 delle scorie di essere spostato in dentro e in fuori.

Con taluni dispositivi della tecnica nota, il metallo fuso prodotto dall'utensile di fusione è raccolto in una piccola tramoggia stazionaria, a cui è direttamente collegata una sorgente di vuoto o depressione. La sorgente di vuoto aspira gas e fini particelle fuori dalla tramoggia di raccolta per ridurre le emissioni della macchina utensile. Tuttavia, scintille e/o il metallo fuso stesso possono essere comunicati dalla tramoggia di raccolta alla sorgente di vuoto e possono potenzialmente accendere la sorgente di vuoto così da determinare esplosioni. Alternativamente, un'area di raccolta raffreddata da acqua o in altro modo controllata è dotata di un'area relativamente piccola da cui un vuoto deve aspirar via gas. Con la presente invenzione, tuttavia, la camera 54 fornisce un'area di raccolta relativamente grande e alquanto incontrollata da cui la sorgente di vuoto deve raccogliere gas. Ciò richiede un sistema di vuoto non solo in grado di raccogliere da una simile grande posizione non centralizzata, ma il quale sia pure dotato di un meccanismo per impedire a scintille di penetrare nella sorgente di vuoto. La presente invenzione fornisce un simile sistema con la sorgente di vuoto 52 e la sua posizione rispetto alla camera 54 e alla trappola 78 delle scintille.

Più specificatamente, com'è meglio rappresentato in FIG. 3, scorie 48 e particelle 46 discendono lungo il percorso rappresentato mediante le frecce 80 attraverso la camera 54. Scorie 48 relativamente pesanti si raccolgono sul fondo 56 del vassoio 50 delle scorie, mentre particelle 46 relativamente leggere e possibilmente infiammate, sono aspirate via dal vassoio 50 delle scorie mediante la sorgente di vuoto 52. Per impedire comunicazione di scintille o scorie 48 con la sorgente 52 del vuoto, il vassoio 50 delle scorie è dotato dell'elemento divisorio 64 mentre la camera 54 include la cavità 81 in cui è disposta la trappola 78 delle scintille. La trappola 78 delle scintille è costituita da lamiera metallica conformata in sporgenze arcuate 82. Le sporgenze sono sagomate in maniera tale da fornire un percorso di flusso dolce per gas passanti attraverso di esse. Com'è meglio rappresentato in FIG. 3, due sporgenze 82 sono formate nella forma di realizzazione preferita con una terza barriera 83 che è formata da un pezzo separato di lamiera metallica. Le sporgenze 82 e la barriera 83 si estendono tra i lati 87 della cavità 81. La barriera 83 e l'elemento divisorio 64 del vassoio cooperano per formare durante il funzionamento una parete continua. Il vassoio 50 delle scorie include aree ribassate 51 che raccolgono particelle rimosse mediante le sporgenze 82.

Come è pure rappresentato in FIG. 3, un tubo flessibile o condotto simile 88 in comunicazione con la sorgente 52 di vuoto è fissato alla uscita 86 della cavità. L'uscita 86 è posizionata al di sopra del vassoio 50 delle scorie per creare un percorso di flusso in cui gas sono forzati ad ascendere e a cadere ripetutamente prima di raggiungere alla fine l'uscita 86. Qualsiasi particella o scintilla che è pure aspirata mediante la sorgente di vuoto 52 è o bloccata dalle sporgenze 82, oppure bruciata via nel fluttuare attraverso la trappola 78 delle scintille. Benché la trappola 78 delle scintille a labirinto sia rappresentata come avente una serie di spire o curve nel suo percorso di flusso, si deve comprendere che la presente invenzione prevede altre configurazioni di trappole di scintille con configurazione a labirinto. Inoltre, nella forma di realizzazione preferita, l'area di sezione trasversale di ciascun canale 89 di percorso di flusso è prevista come almeno metà dell'area di sezione trasversale del tubo flessibile 88, ma si deve comprendere che sono possibili altre configurazioni dimensionali.

Facendo ora riferimento alla FIG. 2, il cannello al plasma 22 è rappresentato come avente l'ugello 90 circondante la punta 40 del cannello, con la camera a vuoto o a depressione superiore 92 disposta tra essi. La camera a depressione 92 si trova in comunicazione con un secondo tubo flessibile per vuoto 94 rappresentato in FIG. 1. Il cannello al plasma 22 è pure dotato di rulli di guida 96 ed elementi di protezione 98 per facilitare dolce movimento del pezzo di lavoro 30 al di sotto del cannello al plasma 22. Perciò, quando il pezzo di lavoro 30 è attestato sulla tavola 32 da sinistra a destra attraverso i morsetti 100, i rulli di guida 96 rotolano lungo la superficie di sommità del pezzo di lavoro 30. I morsetti 100 si spostano lungo la rotaia 101 tramite servo-controllo. La rotaia 101 definisce l'asse X della,macchina utensile 20. Tale direzione di movimento è indicata dalla freccia 102 rappresentata in FIG. 1. Lo spostamento laterale del pezzo di lavoro 30 è pure facilitato da una pluralità di rulli trasportatori 104 previsti sulla tavola 32.

Il pezzo di lavoro 30 è supportato lungo la fessura 34 mediante una coppia di lunghi supporti a barra 130. I supporti 130 non si spostano verso l'alto per supportare il pezzo di lavoro durante un taglio com'è richiesto da taluni dispositivi della tecnica nota. Piuttosto, i supporti 130 sono posizionati nel piano della tavola 32 e perciò si trovano sempre in impegno con il pezzo di lavoro 30 e lo supportano. Inoltre, la larghezza della fessura 34 è regolabile tramite manipolazione manuale dei supporti 130 com'è rappresentato nelle FIG . 5 e 6. Ad esempio, se il materiale che viene tagliato è relativamente sottile e non produrrà molte scorie 48, la fessura 34 può essere relativamente stretta. Se il materiale che viene tagliato è spesso e genera perciò una grande quantità di scorie 48, la fessura 34 può essere relativamente larga. La larghezza della fessura 34 è regolata tramite una pluralità di bulloni 131 che passano -attraverso i supporti 130 e le piastre 133 e si fissano a barre 135. Com'è rappresentato in FIG. 5, le barre 135 estendono la lunghezza dei supporti 130. Piastre 133 sono dotate di una pluralità di fessure allungate o asole 137 corrispondenti al numero di bulloni 131 che consentono ai bulloni di essere posizionati in varie posizioni in dipendenza dalla larghezza desiderata della fessura 34.

La tavola 32 è costituita dalla porzione di scarico 106 e dalla porzione stazionaria 108. Come è meglio rappresentato in FIG. 2, la porzione di scarico 106 è adattata sia per abbassarsi che per inclinarsi quando una configurazione o disegno 28 viene tagliata o punzonata dal pezzo di lavoro 30, e si desidera rimuovere la configurazione o modello 28 dalla struttura rimanente del pezzo di lavoro 30. Abbassando la porzione di scarico 106 in giù com'è rappresentato in FIG. 2, la configurazione o modello 28 cadrà via dalla struttura residua 31, e ulteriore trattamento del pezzo di lavoro 30 potrà continuare. Il movimento della porzione di scarico 106 è controllato mediante un braccio pneumatico 110 e la fessura di incernieramento 112. Il braccio -pneumatico 110 include il cilindro 114 con lo slittone o pistone 116 ricevuto telescopicamente in esso ed è collegato al supporto 44 della macchina in corrispondenza del perno di incernieramento inferiore 118, mentre lo slittone o pistone 116 è collegato alla porzione di scarico 106 in corrispondenza del perno di incernieramento superiore 120. Quando la porzione di scarico 106 è abbassata tramite il braccio pneumatico 110 di una distanza equivalente alla lunghezza della fessura 112 (20 min nella forma di realizzazione preferita), perni 113, che sono fissati alla o resi integrali colla porzione di scarico 106, si abbassano pure entro la fessura 112 prevista in staffe di montaggio 119. Dopo aver raggiunto il fondo 111 della fessura 112, la porzione di scarico 106 viene inclinata attorno ai perni 113 com'è rappresentato in FIG. 2 per rimuovere le configurazioni o modelli 128.

La porzione di scarico 106 include pure un braccio di livellamento 115 che favorisce lo slittone 116 nello spingere la porzione di scarico 106 verso l'alto in un modo a livello di una distanza uguale alla lunghezza della fessura 112. Com'è meglio rappresentato in FIG. 5, è prevista l'apertura di accesso 117 per consentire ad un operatore di inserire un cacciavite o utensile simile per estrarre il perno 113 dalla fessura 112 quando si desidera rimuovere le porzioni di scarico 106 per scopi di manutenzione o sostituzione. In aggiunta al rimuovere i perno 113 dalle fessure 112, il perno di incernieraento 120 deve essere scollegato per rimuovere la porzione di scarico o scarica 106. La porzione di scarica 106 include la porzione angolata 76 che coopera con la porzione angolata 76 formata nel condotto 54 per guidare le scorie 48 in allontanamento dalla fessura 34 e nel vassoio 50 delle scorie durante il funzionamento normale.

Durante il funzionamento, il pezzo di lavoro 30 è posizionato sulla tavola 32 della macchina utensile 20. In dipendenza dal tipo e dalla sagoma dell'apertura che deve essere tagliata nel pezzo di lavoro 30, sarà impiegato o l'utensile di fusione 22 o lo slittone 24. Indipendentemente dal fatto se sia impiegato l'utensile di fusione 22 o lo slittone 24, il pezzo di lavoro 30 sarà posizionato sulla tavola 32 tramite morsetti 100 fissati al pezzo di lavoro 30 e alla rotaia 101 per movimento controllato numericamente lungo l'asse X.

Al fine di rimuovere scorie 48 tagliate mediante l'utensile di fusione 22, alla tavola 32 è prevista la fessura 34. Scorie 48 cadono attraverso la fessura 34, attraverso la camera 54 e nel vassoio 50 delle scorie. Poiché il cannello al plasma 22 è in grado di spostarsi lungo l'asse Y, la fessura 34 è prevista attraverso l'intera profondità della tavola 32, e la camera 54 ed il vassoio 50 delle scorie sono pure dotati di larghezze che si estendono attraverso la tavola 32.

Scorie 48 cadono sul fondo 56 del vassoio 50 delle scorie, e la sorgente di vuoto o depressione 52 aspira fini particelle e gas 46 in allontanamento dal vassoio 50 delle scorie attraverso l'uscita 84. Al fine di impedire alle scintille e/o alle scorie 48 di essere comunicate alla sorgente 52 di vuoto e creare così un'esplosione potenzialmente pericolosa, la presente invenzione è dotata di una trappola 78 di scintille a labirinto. La trappola 78 delle scintille crea un percorso di flusso tortuoso o a labirinto che ostacola l'avanzamento delle scintille e/o delle scorie dal fondo 56 del vassoio 50-delle scorie verso la sorgente di vuoto 52. L'elemento divisorio 64, le sporgenze 82, la barriera 83, e le pareti laterali 87 della cavità cooperano per formare il percorso di flusso a labirinto della trappola 78 delle scintille. Il pericolo che un'esplosione derivante da una scintilla abbia ad essere comunicata dal vassoio 50 delle scorie alla sorgente di vuoto 52 è così sostanzialmente eliminato. Da ultimo, al fine di rimuovere le configurazioni o modelli 28 tagliate dal pezzo di lavoro 30, la tavola 32 è dotata di una porzione di scarico 106 suscettibile di essere abbassata e inclinata. Quando modelli 28 sono tagliati o punzonati dal pezzo di lavoro 30, i morsetti 100 spostano il pezzo di lavoro 30 alla porzione di scarico 106, in seguito alla qual cosa il braccio pneumatico 110 e la fessura 112 cooperano sia per abbassare che per inclinare la porzione di scarico 106 com'è rappresentato con le linee tratteggiate mostrate in FIG. 2. I modelli 28 cadono quindi dalla struttura residua o di ossatura 31 ad un meccanismo trasportatore o ad un contenitore (non rappresentato) per l'ulteriore manipolazione.

Da quanto precede, risulterà evidente che la presente invenzione apporta alla tecnica una macchina utensile nuova e perfezionata in cui il pericolo di esplosioni a causa di comunicazioni di metallo fuso e/o di scintille ad una sorgente di vuoto risulta sostanzialmente eliminato. Inoltre, la presente invenzione apporta alla tecnica una pressa a punzoni nuova e perfezionata con un dispositivo di taglio termico di alta energia in grado di attraversare l'intera pròfondità di un dato pezzo di materiale metallico dal bordo anteriore al bordo posteriore della tavola di lavoro. Il vassoio delle scorie che raccoglie il metallo fuso è corrispondentemente realizzato con una necessaria profondità. Inoltre, al fine di rimuovere efficientemente un pezzo di materiale metallico trattato dalla pressa, la presente invenzione prevede di includere un meccanismo per abbassare ed inclinare una porzione di scarico per consentire al modello tagliato dal pezzo di lavoro di cader via, lasciando la parte rimanente o ossatura del pezzo di lavoro per l'ulteriore trattamento.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pressa a punzone controllata numericamente con una capacità di fusione di metalli in cui un punzone e l'utensile di fusione sono montati in una testa di lavoro supportata su un ponte aereo e sono atti per compiere movimento controllato numericamente lungo la lunghezza di un primo asse, il pezzo di lavoro è montato su una tavola di lavoro per compiere movimento controllato numericamente lungo un secondo asse ortogonale, e la pressa a punzone include un sistema di raccolta delle scorie comprendente, in combinazione : una camera rettangolare montata al di sotto della tavola di lavoro e avente una lunga e stretta apertura tipo fessura in una sommità di essa ed -un fondo aperto; supporti del pezzo di lavoro posizionati nel piano della tavola di lavoro e posizionati in modo da definire un'apertura a fessura nel contenitore in una posizione che è congruente con un percorso dell'utensile di fusione quando l'utensile di fusione si sposta lungo la lunghezza del primo asse; un vassoio delle scorie per chiudere il fondo aperto del contenitore rettangolare, il vassoio delle scorie estendendosi per la lunghezza dell'apertura a fessura; e una sorgente di vuoto collegata alla camera in corrispondenza di un prolungamento della camera che è posizionato fuori allineamento rispetto all'apertura a fessura, una trappola di scintille frapposta entro il prolungamento tra la sorgente di vuoto e la camera e creante un percorso di flusso per l'aria tra l'apertura a fessura e la sorgente di vuoto.
2. 2. Pressa a punzone secondo la rivendicazione 1, in cui la sorgente di vuoto è collegata alla camera al di sopra del livello del vassoio delle scorie.
3. 3. Pressa a punzone secondo la rivendicazione 1, in cui il contenitore rettangolare include porzioni angolate adiacenti alla tavola di lavoro per dirigere le scorie verso il basso, e deflettori di repulsione delle scorie essendo fissati alle porzioni angolate.
4. 4. Pressa a punzone secondo la rivendicazione 3, in cui i deflettori di repulsione delle scorie sono fabbricati da lamiere d'acciaio con un rivestimento di cromo disposto su esse.
5. 5. Pressa a punzone secondo la rivendicazione 4, in cui i deflettori sono fatti di acciaio 1020.
6. 6. Pressa a punzone secondo la rivendicazione 1, in cui il vassoio delle scorie è disposto su ruote orientabili per facilitare l'inserimento e la rimozione di esso.
7. 7. Pressa a punzone secondo la rivendicazione 1, in cui la trappola delle scintille include un elemento divisorio disposto nel vassoio delle scorie in una pluralità di barriere disposte nel prolungamento della camera in cui l'elemento divisorio e le barriere cooperano per definire un percorso di flusso a labirinto dal vassoio alla sorgente di vuoto, e aree ribassate nel vassoio per raccogliere particelle rimosse mediante la trappola delle scintille.
8. 8. Pressa a punzone secondo la rivendicazione 1, in cui la sorgente di vuoto si trova pure in comunicazione con il cannello al plasma e aspira gas e particelle dal cannello al plasma direttamente alla sorgente di vuoto.
9. 9. Pressa a punzone secondo la rivendicazione 1, in cui la tavola di lavoro include una porzione di scarico portante uno dei supporti del pezzo di lavoro ed essendo disposta su un lato dell'apertura a fessura, e mezzi per abbassare e inclinare la porzione di scarico, per cui i modelli tagliati dal pezzo di lavoro possono essere scaricati dalla pressa mediante attivazione dei mezzi di scarico per l'abbassamento e per consentire così al modello di cadere dal pezzo di lavoro, e per inclinare la porzione di scarico e consentire così alla gravità di rimuovere il modello da essa.
10. 10. Pressa a punzone secondo la rivendicazione 9, in cui i mezzi di abbassamento ed inclinazione includono un braccio pneumatico fissato alla porzione di scarico, ed una coppia di perni fissati alla porzione di scarico e disposti girevolmente entro fessure allungate fissate al contenitore rettangolare, per cui la porzione di scarico cade per una distanza equivalente alla distanza delle fessure, e ruota quindi attorno ai perni quando il braccio pneumatico arretra.
11. 11. Pressa a punzone secondo la rivendicazione 1, includente inoltre morsetti operativamente collegati al materiale metallico ed una rotaia disposta a fianco della tavola di lavoro per spostare il pezzo di lavoro lungo il primo asse .
12. 12. Pressa a punzone secondo la rivendicazione 1, in cui i supporti del pezzo di lavoro sono regolabili l'uno rispetto all'altro così da regolare la larghezza dell'apertura a fessura alla camera.
13. 13. Procedimento per tagliare un modello da materiale metallico e rimuovere le scorie create dal taglio, comprendente le fasi di: controllare numericamente la posizione di un dispositivo di fusione termica ad alta energia lungo un primo asse e la posizione di un pezzo di lavoro lungo un secondo asse ortogonale; posizionare fissamente una camera con una stretta entrata a fessura lungo il percorso di movimento-dei dispositivo di fusione in modo tale che scorie prodotte in conseguenza del taglio abbiano a cadere attraverso l'apertura a fessura; supportare il pezzo di lavoro in corrispondenza della apertura a fessura per impedire deformazione durante il taglio; creare un vuoto nella camera per aspirare scorie e fumi attraverso l'apertura a fessura e nella camera; raccogliere scorie sul fondo della camera in un vassoio lungo come l'apertura a fessura; e frapporre una trappola di scintille tra l'apertura a fessura ed una sorgente del vuoto, la trappola a o di scintille avendo deflettori per impedire a scintille di raggiungere la sorgente di vuoto.
14. 14. Procedimento secondo la rivendicazione 13 includente inoltre la fase di prevedere deflettori repellenti le scorie su superfici interne della camera per impedire a scorie di accumularsi sulle superfici interne della camera.
15. 15. Procedimento secondo la rivendicazione 13, includente inoltre la fase di regolare le posizioni in corrispondenza delle quali viene eseguita la fase di supporto in dipendenza dallo spessore nel materiale metallico che viene tagliato.
16. 16. Pressa a punzone controllata numericamente con una capacità di fusione di metalli, in cui la pressa a punzone include un sistema di raccolta delle scorie comprendente, in combinazione : una camera montata al di sotto della tavola di lavoro ed avente un'apertura a fessura in una sommità di essa, un fondo aperto per la rimozione di scorie create dall'utensile di fusione ad un dispositivo di raccolta, e piastre deflettrici angolate conducenti dalla sommità al fondo aperto, le piastre deflettrici essendo amovibili per là sostituzione o la pulitura, ed essendo dotate di un rivestimento repellente le scorie per impedire a scorie di accumularsi sui deflettori e intasare la camera.