ITMI992330A1

ITMI992330A1 - EQUIPMENT FOR FINISHING METAL SURFACES

Info

Publication number: ITMI992330A1
Application number: IT1999MI002330A
Authority: IT
Inventors: Paolo Franco Zanella
Original assignee: Antil Srl
Priority date: 1999-11-08
Filing date: 1999-11-08
Publication date: 2001-05-08
Also published as: ITMI992330A0; EP1097781A2; EP1097781A3; IT1314012B1

Description

DESCRIZIONE PER BREVETTO DI INVENZIONE Avente titolo : DESCRIPTION FOR INVENTION PATENT Entitled:

APPARECCHIATURA PER LA FINITURA DI SUPERFICI METALLICHE EQUIPMENT FOR FINISHING METALLIC SURFACES

SFONDO DELL'INVENZIONE BACKGROUND OF THE INVENTION

La presente invenzione si riferisce ad un'apparecchiatura per la finitura di superfici di pezzi metallici, in particolare pezzi di grandi dimensioni che presentano superfici piane o arcuate diversamente disposte ed orientate tra loro. The present invention relates to an apparatus for finishing the surfaces of metal pieces, in particular pieces of large dimensions which have flat or arched surfaces differently arranged and oriented to each other.

Benché l'invenzione venga qui di seguito descritta con particolare riferimento alle operazioni di satinatura di cappe in acciaio inossidabile, l'invenzione può comunque essere vantaggiosamente applicata per la finitura di qualsiasi superficie metallica, dove per "finitura" si intende una qualsiasi operazione di pulitura, lucidatura, satinatura, smerigliatura ed altro, eseguita mediante una spazzola rotante che viene mossa e mantenuta a contatto con la superficie da lavorare. Although the invention is described below with particular reference to the satin finishing operations of stainless steel hoods, the invention can still be advantageously applied for the finishing of any metal surface, where by "finishing" we mean any cleaning operation. , polishing, satin finishing, grinding and more, performed by means of a rotating brush that is moved and kept in contact with the surface to be worked.

Come è noto, le operazioni di finitura superficiale di pezzi metallici in generale vengono eseguite mediante apposite apparecchiature automatiche che provvedono alla presa, alla pulizia e/o alla lucidatura nonché allo scarico dei pezzi,lavorati; apparecchiature di questo genere sono in generale descritte in EP-A-0458 758 ed EP-A-0 487 460. Queste apparecchiature in generale sono destinate alla pulitura e alla lucidatura di pezzi di piccole dimensioni o aventi forme complesse, ad esempio rubinetti maniglie, posate, pentole e simili; difficilmente queste apparecchiature, per la loro complessità, si adattano alla finitura di pezzi di grandi dimensioni, in particolare per la satinatura di cappe in acciaio inossidabile e simili. As is known, the surface finishing operations of metal pieces are generally carried out by means of suitable automatic equipment which provides for the gripping, cleaning and / or polishing as well as for the unloading of the processed pieces; apparatuses of this kind are generally described in EP-A-0458 758 and EP-A-0 487 460. These apparatuses in general are intended for cleaning and polishing pieces of small dimensions or having complex shapes, for example taps, handles, cutlery, pots and the like; These apparatuses, due to their complexity, are unlikely to adapt to the finishing of large pieces, in particular for the satin finishing of stainless steel hoods and the like.

Attualmente, le operazioni di finitura o di satinatura di cappe metalliche o pezzi simili delimitati da ampie superfici diversamente disposte ed orientate, vengono eseguite mediante apparecchiature estremamente complesse ed ingombranti, che prevedono l'impiego dì più utensili fissi mentre il pezzo da lavorare viene mantenuto in movimento per posizionarlo ed orientarlo rispetto a ciascun utensile di lavoro, ovvero mantenendo gli utensili di lavoro in movimento rispetto al pezzo fisso da lavorare; ciascun utensile o lo stesso pezzo da lavorare sono supportati da rispettive unità di lavoro robotizzate, multìasse, in grado di eseguire vari movimenti angolari per mantenere costantemente un contatto di lavoro tra spazzola e pezzo da lavorare, seguendo la forma e/o il profilo di quest'ultimo. Currently, the finishing or satin finishing operations of metal hoods or similar pieces delimited by large surfaces differently arranged and oriented, are performed by extremely complex and bulky equipment, which involves the use of several fixed tools while the piece to be machined is kept in place. movement to position and orient it with respect to each work tool, i.e. keeping the work tools in motion with respect to the fixed piece to be machined; each tool or the same piece to be machined are supported by respective robotic, multi-axis work units, able to perform various angular movements to constantly maintain a working contact between brush and workpiece, following the shape and / or profile of these 'last.

Apparecchiature di questo genere per la loro stessa struttura e complessità funzionale, in generale utilizzano sistemi di programmazione CNC a controllo numerico, alquanto difficili da gestire in quanto richiedono tempi di programmazione estremamente lunghi, dell'ordine di giorni con conseguente arresto della produzione; inoltre la programmazione di queste apparecchiature deve essere fatta da personale specializzato. Due to their very structure and functional complexity, equipments of this kind generally use numerically controlled CNC programming systems, which are somewhat difficult to manage as they require extremely long programming times, in the order of days with consequent production stoppage; moreover, the programming of these devices must be done by specialized personnel.

Sistemi di questo genere, per la loro scarsa flessibilità operativa, sono risultati adatti e sono impiegati prevalentemente per produzioni in grande serie, risultando del tutto inadatti per operare con un numero limitato di pezzi o nel caso in cui si richieda un frequente cambio del programma di lavoro. Systems of this kind, due to their scarce operational flexibility, have proved to be suitable and are mainly used for mass production, resulting completely unsuitable for operating with a limited number of pieces or in the event that a frequent change of the production program is required. work.

Le apparecchiature di tipo noto, a causa della loro complessità strutturale e funzionale, risultano altresì di costo elevato e di difficile gestione. Apparatus of the known type, due to their structural and functional complexity, are also of high cost and difficult to manage.

SCOPI DELL'INVENZIONE AIMS OF THE INVENTION

Scopo principale della presente invenzione è di fornire un'apparecchiatura per la finitura di superfici dì pezzi metallici, che sia strutturalmente semplice e facile da programmare. The main object of the present invention is to provide an apparatus for finishing the surfaces of metal pieces, which is structurally simple and easy to program.

In particolare- l'invenzione è diretta ad un'apparecchiatura per la satinatura di cappe in acciaio, che sia di concezione nuova ed in grado di operare automaticamente su superfici piane e di ampie dimensioni, o che si estendono secondo almeno una direzione longitudinale. In particular, the invention is directed to an apparatus for the satin finishing of steel hoods, which is of a new concept and capable of operating automatically on flat and large surfaces, or which extend in at least one longitudinal direction.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è di fornire un'apparecchiatura come sopra definita, che utilizza due semplici unità di lavoro robotizzate aventi ciascuna un limitato numero di assi di lavoro controllati e gestiti da un'unità di processo facilmente programmabile, che consente tempi di programmazione estremamente ridotti, alla portata di qualsiasi operatore, mediante la quale si rende possibile operare selettivamente su ciascuna superficie della cappa, agendo in sequenza lungo fasce che si susseguono secondo un percorso di lavoro programmato . A further object of the present invention is to provide an apparatus as defined above, which uses two simple robotic work units each having a limited number of work axes controlled and managed by an easily programmable process unit, which allows programming times. extremely reduced, within the reach of any operator, through which it is possible to operate selectively on each surface of the hood, acting in sequence along bands that follow one another according to a programmed work path.

Un ulteriore scopo ancora dell'invenzione è di fornire un'apparecchiatura del genere definito, in cui ciascuna delle due unità di lavoro esegue dei semplici movimenti di traslazione lineare e/o di rotazione rispetto ad un sistema di assi cartesiani, consentendo in questo modo di semplificare estremamente la struttura e gli ingombri della stessa apparecchiatura, nonché di ridurre drasticamente i costi rispetto alle apparecchiature precedentemente in uso. A still further object of the invention is to provide an apparatus of the defined kind, in which each of the two work units performs simple linear translation and / or rotation movements with respect to a system of Cartesian axes, thus allowing to greatly simplify the structure and dimensions of the equipment itself, as well as to drastically reduce costs compared to equipment previously in use.

BREVE DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Quanto sopra è conseguibile mediante un'apparecchiatura per la finitura di superfici di pezzi metallici secondo la rivendicazione 1. The above can be achieved by means of an apparatus for finishing the surfaces of metal pieces according to claim 1.

Più precisamente, secondo l'invenzione si è fornita un'apparecchiatura per la finitura di superfici di pezzi metallici, comprendente un telaio di supporto per una prima ed una seconda unità di lavoro posizionabili frontalmente tra loro in modo controllato da una unità di processo, caratterizzata dal fatto di comprendere: More precisely, according to the invention, an apparatus for finishing the surfaces of metal pieces has been provided, comprising a support frame for a first and a second work unit which can be positioned frontally with respect to each other in a controlled manner by a process unit, characterized from understanding:

- una prima unità di lavoro per il supporto di un pezzo metallico da lavorare, detta prima unità di lavoro essendo mobile lungo un primo piano di scorrimento, ed essendo realizzata e predisposta con più assi di lavoro per orientare selettivamente almeno una superficie del pezzo metallico, parallelamente ad un piano di riferimento prefissato; - a first working unit for supporting a metal piece to be machined, said first working unit being movable along a first sliding plane, and being made and arranged with several working axes to selectively orient at least one surface of the metal piece, parallel to a predetermined reference plane;

- una seconda unità di lavoro provvista di una spazzola rotante, detta seconda unità di lavoro essendo mobile lungo un secondo piano di scorrimento ortogonale ad una direzione di scorrimento dell'unità di supporto del pezzo metallico da lavorare, detta seconda unità di lavoro essendo realizzata e predisposta con più assi di lavoro per orientare e per muovere la spazzola rotante rispetto al pezzo metallico, parallelamente a detto piano di riferimento, mantenendo una pressione di contatto costante; - a second working unit provided with a rotating brush, said second working unit being movable along a second sliding plane orthogonal to a sliding direction of the support unit of the metal piece to be worked, said second working unit being made and arranged with several working axes to orient and move the rotating brush with respect to the metal piece, parallel to said reference plane, maintaining a constant contact pressure;

e dal fatto di comprendere una unità di processo comprendente mezzi di controllo programmabili, associati a ciascun asse di lavoro per orientare selettivamente le superfici del pezzo da lavorare rispetto al piano di riferimento citato, rispettivamente per muovere sequenzialmente la spazzola rotante lungo ciascuna superficie, secondo un percorso di lavoro programmato. BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI and by comprising a process unit comprising programmable control means, associated with each work axis to selectively orient the surfaces of the workpiece with respect to the aforementioned reference plane, respectively to sequentially move the rotating brush along each surface, according to a planned work path. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

L'apparecchiatura per la finitura di superfici metalliche, secondo una forma di realizzazione preferenziale dell'invenzione, nonché il modo di operare della stessa, verranno maggiormente descritti qui di seguito con riferimenti ai disegni allegati, in cui: The apparatus for finishing metal surfaces, according to a preferential embodiment of the invention, as well as the way of operating the same, will be further described below with references to the attached drawings, in which:

- Fig. 1 è una vista prospettica di una cappa da satinare; - Fig. 2 è una vista in pianta dall'alto dell'apparecchiatura secondo l'invenzione; - Fig. 1 is a perspective view of a hood to be frosted; - Fig. 2 is a top plan view of the apparatus according to the invention;

- Fig. 3 è una vista frontale dell'apparecchiatura di fig. 2; - Fig. 3 is a front view of the apparatus of Fig. 2;

- Fig. 4 è una vista laterale dell'apparecchiatura di fig. 2; - Fig. 4 is a side view of the apparatus of Fig. 2;

- Fig. 5 è un particolare ingrandito dell'unità di supporto della cappa; - Fig. 5 is an enlarged detail of the hood support unit;

Fig. 6 è una vista simile a quella di figura 5 con parti sezionate; Fig. 6 is a view similar to that of Fig. 5 with parts sectioned;

- Fig. 7 è una sezione trasversale, secondo la linea 7-7 di figura 5; - Fig. 7 is a cross section, along the line 7-7 of Fig. 5;

- Fig. 8 è un particolare ingrandito del braccio di supporto della spazzola rotante; - Fig. 8 is an enlarged detail of the supporting arm of the rotating brush;

- Fig. 9 è uno schema a blocchi del sistema di comando e di programmazione. - Fig. 9 is a block diagram of the command and programming system.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

In figura 1 è rappresentato schematicamente una pezzo metallico da lavorare sotto forma di una cappa 10 in acciaio inossidabile, che deve essere finemente satinata sulle sue superfici esterne. Figure 1 schematically represents a metal piece to be machined in the form of a stainless steel hood 10, which must be finely satin-finished on its external surfaces.

L'operazione meccanica di satinatura delle superfici esterne della cappa avviene, in modo di per sé noto, mediante una spazzola rotante muovendola a contatto della superficie da satinare, lungo un percorso di lavoro programmato, rappresentato ad esempio dalla linea tratteggiata L sulla superficie SI in figura 1, mantenendo un passo di lavoro P lungo ciascuna fascia, sostanzialmente pari allo spessore della spazzola impiegata. L'operazione di satinatura o più in generale di finitura nel caso della superficie SI, avviene operando sequenzialmente lungo le varie fasce in cui la superficie SI può ritenersi idealmente divisa. The mechanical satin finishing operation of the external surfaces of the hood takes place, in a per se known manner, by means of a rotating brush moving it in contact with the surface to be satinised, along a programmed work path, represented for example by the dashed line L on the surface SI in Figure 1, maintaining a working pitch P along each band, substantially equal to the thickness of the brush used. The satin finishing operation or, more generally, finishing in the case of the SI surface, takes place by operating sequentially along the various bands into which the SI surface can be considered ideally divided.

Con tecniche tradizionali che impiegano robot antropomorfi aventi 6 gradi di libertà per il sostegno della cappa e per il movimento della spazzola, in fase di programmazione è necessario rilevare il percorso per punti D0-D9 fornendo all'unità di controllo un elevatissimo numero di dati; secondo la presente invenzione, in cui sì utilizzano due unità di lavoro mobili secondo gli assi di un sistema di riferimento cartesiano, ciascuna delle quali è altresì provvista di soli tre assi controllati per l'orientamento della cappa rispettivamente per il posizionamento della spazzola rotante, ed in cui grazie ad un particolare orientamento della superficie che in un dato momento deve essere lavorata, rispetto ad un piano di riferimento sostanzialmente parallelo al piano di movimento della stessa spazzola di lavoro, è invece possibile semplificare notevolmente 1'intera apparecchiatura e conseguentemente programmare l'unità elettronica di controllo mediante un numero di dati di gran lunga inferiore, rendendo la stessa apparecchiatura del tutto accessibile ad un qualsiasi utilizzatore nonché programmabile in un periodo di tempo estremamente ridotto. With traditional techniques that use anthropomorphic robots having 6 degrees of freedom for the support of the hood and for the movement of the brush, during the programming phase it is necessary to detect the path by points D0-D9 providing the control unit with a very high number of data; according to the present invention, in which two mobile work units are used according to the axes of a Cartesian reference system, each of which is also provided with only three controlled axes for the orientation of the hood respectively for the positioning of the rotating brush, and in which, thanks to a particular orientation of the surface that must be machined at a given moment, with respect to a reference plane substantially parallel to the plane of movement of the same working brush, it is instead possible to considerably simplify the entire equipment and consequently program the electronic control unit by means of a much lower number of data, making the same equipment completely accessible to any user and programmable in an extremely reduced period of time.

Una forma di realizzazione preferenziale di un'apparecchiatura per la finitura superficiale di pezzi metallici secondo l'invenzione è mostrata, a titolo di esempio, nelle figure da 2 a 8 dei disegni allegati. A preferential embodiment of an apparatus for the surface finishing of metal pieces according to the invention is shown, by way of example, in Figures 2 to 8 of the attached drawings.

In particolare con riferimento alle figure 2, 3 e 4, l'apparecchiatura comprende un telaio tridimensionale 11 sostanzialmente costituito da una serie di montanti e di traverse rigidamente collegati tra loro. In particular, with reference to Figures 2, 3 and 4, the apparatus comprises a three-dimensional frame 11 substantially constituted by a series of uprights and crosspieces rigidly connected to each other.

Due delle traverse inferiori 12 e 13 in figura 2, comprendono delle guide longitudinali 12A, 13A che si estendono in un piano orizzontale di scorrimento secondo un asse Al per una prima unità di lavoro 14 di supporto della cappa 10. Two of the lower crosspieces 12 and 13 in Figure 2 comprise longitudinal guides 12A, 13A which extend in a horizontal sliding plane along an axis A1 for a first working unit 14 supporting the hood 10.

Similmente, due dei montanti 15 e 16 del telaio 11 (figura 3), sono provvisti di guide verticali 15A, 16A di scorrimento secondo un asse A2 per una seconda unità di lavoro 17 di supporto per una spazzola rotante 18, mobile in un piano verticale, ortogonale all'asse Al di scorrimento della prima unità di lavoro 14. Similarly, two of the uprights 15 and 16 of the frame 11 (Figure 3) are provided with vertical guides 15A, 16A for sliding along an axis A2 for a second working unit 17 supporting a rotating brush 18, movable in a vertical plane , orthogonal to the sliding axis Al of the first working unit 14.

I due piani di scorrimento delle unità di lavoro 14 e 17 costituiscono parte di un sistema di assi cartesiani di riferimento per programmare un'unità di processo e di controllo dell'apparecchiatura, con i dati di processo di ciascuna superficie della cappa 10 da satinare. The two sliding planes of the work units 14 and 17 form part of a system of Cartesian reference axes for programming a process and control unit of the apparatus, with the process data of each surface of the hood 10 to be glazed.

In particolare, come mostrato nelle varie figure, l'unità 14 di supporto della cappa 10, comprende un primo carro 19 scorrevole lungo le guide 12A e 13A, per avvicinare rispettivamente per allontanare la cappa 10 rispetto alla spazzola di lavoro 18 portata dalla seconda unità di lavoro 17. In particular, as shown in the various figures, the support unit 14 of the hood 10 comprises a first carriage 19 sliding along the guides 12A and 13A, to bring the hood 10 closer and further away with respect to the working brush 18 carried by the second unit, respectively. working 17.

Il carro 19 viene mosso lungo le guide di scorrimento 12A, 13A ad esempio mediante un sistema di trasmissione a cinghie comprendente cinghie 20 in corrispondenza delle traverse 12 e 13, tra loro collegate da un asse di sincronismo 21 che riceve il movimento da un motoriduttore 22 collegato ad un generatore di segnali 23, quale un resolver o altro dispositivo idoneo a fornire all'unità di processo, un segnale di riferimento della posizione del carro 19 lungo l'asse A definito dalle guide di scorrimento 12A, 13A. The carriage 19 is moved along the sliding guides 12A, 13A for example by means of a belt transmission system comprising belts 20 in correspondence with the crosspieces 12 and 13, connected to each other by a synchronism axis 21 which receives movement from a gearmotor 22 connected to a signal generator 23, such as a resolver or other device suitable for supplying to the process unit, a reference signal of the position of the carriage 19 along the axis A defined by the sliding guides 12A, 13A.

L'unità di lavoro 14 comprende inoltre un corpo 24 che si protende verso l'alto dal carro 19, terminando superiormente con una parte ribaltabile 25 di supporto della cappa, in grado di ruotare angolarmente secondo un asse di rotazione orizzontale 26 definente un terzo asse controllato A3, parallelo ai piani di scorrimento di entrambe le unità di lavoro 14 e 17. The work unit 14 also comprises a body 24 which extends upwards from the carriage 19, ending at the top with a tilting part 25 supporting the hood, capable of angularly rotating according to a horizontal rotation axis 26 defining a third axis controlled A3, parallel to the sliding planes of both work units 14 and 17.

Più precisamente, come mostrato nei particolari ingranditi di figure 5 e 7, il supporto ribaltabile 25 comprende una grossa puleggia 27 resa solidale allo stesso supporto 25, la quale puleggia 27 è collegata, tramite una cinghia 28, ad una seconda puleggia 29 portata da un braccio oscillante 30; la puleggia 29 a sua volta è collegata all'albero di un motoriduttore 31 collegato ad un resolver 32 o generatore di segnali idoneo a fornire un segnale di riferimento della posizione angolare o inclinazione assunta dallo stesso supporto oscillante 25. More precisely, as shown in the enlarged details of Figures 5 and 7, the overturning support 25 comprises a large pulley 27 made integral with the same support 25, which pulley 27 is connected, by means of a belt 28, to a second pulley 29 carried by a swing arm 30; the pulley 29 in turn is connected to the shaft of a gearmotor 31 connected to a resolver 32 or signal generator suitable for providing a reference signal of the angular position or inclination assumed by the oscillating support 25.

Sempre con riferimento alle sezioni di figure 6 e 7, il supporto oscillante 25 si prolunga verso l'alto con un cannotto 33 supportato girevole da un perno 33' che consente una rotazione della cappa 10 per 360°, secondo un quarto asse controllato A4 (fig. 2), per posizionare selettivamente ciascuna delle superfici laterali della cappa 10 di fronte alla spazzola rotante 18. Again with reference to the sections of figures 6 and 7, the oscillating support 25 extends upwards with a tube 33 rotatably supported by a pin 33 'which allows a rotation of the hood 10 for 360 °, according to a fourth controlled axis A4 ( fig. 2), to selectively position each of the side surfaces of the hood 10 in front of the rotating brush 18.

Il cannotto 33, presenta superiormente degli organi 34 di presa della cappa 10 e può essere fatto ruotare tramite una cinghia 35 ed un motoriduttore 36 provvisto di un resolver o generatore di segnali 37 atto a fornire segnali indicativi della posizione angolare assunta della cappa 10 rispetto ad una posizione di zero dell'asse controllato A4 definito dal perno 33'. The sleeve 33 has upper elements 34 for gripping the hood 10 and can be made to rotate by means of a belt 35 and a gearmotor 36 provided with a resolver or signal generator 37 able to provide signals indicative of the angular position assumed by the hood 10 with respect to a zero position of the controlled axis A4 defined by the pin 33 '.

In base a quanto precedentemente riferito, l'unità 14 di supporto della cappa 10 o più in generale del pezzo metallico da lavorare, risulta dunque fornita di tre assi controllati, di cui un primo asse Al di scorrimento longitudinale per il carro 19, lungo un piano orizzontale definito dalle guide laterali 12A e 13A, nonché due assi di rotazione controllati A3, A4 ortogonali tra loro per un primo movimento di ribaltamento della cappa 10 verso la spazzola 18, rispettivamente per un secondo movimento di rotazione atto ad orientare selettivamente le superfici laterali della cappa 10 rispetto ad un piano di riferimento, prefissato. On the basis of what has been previously reported, the unit 14 supporting the hood 10 or more generally the metal piece to be machined is therefore provided with three controlled axes, of which a first axis A1 for longitudinal sliding for the carriage 19, along a horizontal plane defined by the lateral guides 12A and 13A, as well as two controlled rotation axes A3, A4 orthogonal to each other for a first tilting movement of the hood 10 towards the brush 18, respectively for a second rotation movement adapted to selectively orient the lateral surfaces of the hood 10 with respect to a predetermined reference plane.

A titolo puramente esemplificativo, per piano di riferimento si può intendere un piano verticale parallelo all'asse verticale A2, ad esempio in grado un piano passante per l'asse 26 di ribaltamento della parte superiore 25 dell'unità di supporto della cappa, parallelo al piano di scorrimento dell'unità 17 di supporto della spazzola, ovvero lo stesso piano di scorrimento della seconda unità di lavoro 17. By way of example only, a reference plane can be understood as a vertical plane parallel to the vertical axis A2, for example capable of a plane passing through the tilting axis 26 of the upper part 25 of the hood support unit, parallel to the sliding plane of the brush support unit 17, i.e. the same sliding plane of the second working unit 17.

La seconda unità di lavoro 17 risulta mostrata nelle figure 2, 3 e 4 dei disegni, mentre la figura 8 mostra un particolare ingrandito del braccio oscillante di supporto della spazzola di lavoro 18, e del sistema di comando. The second working unit 17 is shown in figures 2, 3 and 4 of the drawings, while figure 8 shows an enlarged detail of the oscillating arm supporting the working brush 18, and of the control system.

Come mostrato nelle varie figure, la seconda unità di lavoro 17 comprende un secondo carro 36 che si prolunga trasversalmente e che si muove verticalmente lungo le guide I5A, 16A dei due montanti laterali posteriori 15 e 16, parallelamente al piano ideale di riferimento precedentemente citato, per il posizionamento selettivo delle superfici laterali della cappa da satinare. As shown in the various figures, the second working unit 17 comprises a second carriage 36 which extends transversely and moves vertically along the guides 15A, 16A of the two rear lateral uprights 15 and 16, parallel to the ideal reference plane mentioned above, for the selective positioning of the side surfaces of the hood to be frosted.

Il carro 36 è mosso mediante un sistema di cinghie 37 (figura 3) tra loro collegate mediante un asse di sincronismo 37' che riceve il movimento da un motoriduttore 38 provvisto di un generatore di segnali dì riferimento 38', quale un resolver, in modo analogo a quanto precedentemente riferito per il primo carro 19, atto a fornire segnali di riferimento della posizione dello stesso carro 36, secondo un asse controllato di riferimento A2 ortogonale al precedente asse controllato Al. The carriage 36 is moved by means of a system of belts 37 (Figure 3) connected to each other by means of a synchronism axis 37 'which receives the movement from a gearmotor 38 equipped with a generator of reference signals 38', such as a resolver, so analogous to what previously referred to for the first carriage 19, adapted to provide reference signals of the position of the carriage 36 itself, according to a controlled reference axis A2 orthogonal to the preceding controlled axis A1.

Il carro 36 è a sua volta provvisto di una coppia di guide longitudinali 36A per lo scorrimento di una slitta 39, a sua volta comandata mediante un sistema di cinghie 40 che ricevono il movimento da un motoriduttore 41; il motoriduttore 41 è a sua volta provvisto di un generatore di segnali 42 per fornire informazioni relative alla posizione della slitta 39 sulle guide di scorrimento 36A, nella direzione dell'asse controllato A5 definito dalle guide stesse (figura 3). The carriage 36 is in turn provided with a pair of longitudinal guides 36A for the sliding of a slide 39, in turn controlled by a system of belts 40 which receive movement from a gearmotor 41; the gearmotor 41 is in turn provided with a signal generator 42 to provide information relating to the position of the slide 39 on the sliding guides 36A, in the direction of the controlled axis A5 defined by the guides themselves (Figure 3).

Dalla slitta 39 sporge a sbalzo un braccio orizzontale 43 la cui parte anteriore 44 è in grado di ruotare secondo un asse di rotazione controllato A6, ortogonale al piano di scorrimento della stessa slitta, per posizionare la spazzola di lavoro 19 in un piano verticale, come mostrato, ovvero in un piano orizzontale, o in un qualsiasi altro piano a seconda delle necessità. La rotazione della parte 44 del braccio di supporto della spazzola 18 può essere ottenuta, similmente al supporto 25 della cappa 10, mediante un rispettivo motoriduttore, non mostrato, ed un corrispondente generatore di segnali idoneo a fornire un'indicazione del piano di posizionamento della stessa spazzola rotante 18. A horizontal arm 43 protrudes from the slide 39 whose front part 44 is able to rotate according to a controlled axis of rotation A6, orthogonal to the sliding plane of the same slide, to position the working brush 19 in a vertical plane, as shown, i.e. in a horizontal plane, or in any other plane as needed. The rotation of the part 44 of the support arm of the brush 18 can be obtained, similarly to the support 25 of the hood 10, by means of a respective gearmotor, not shown, and a corresponding signal generator suitable for providing an indication of the positioning plane of the same. rotating brush 18.

La spazzola rotante 18, come maggiormente mostrato in figure 2, 4 e nel dettaglio di figura 8, è a sua volta supportata da un braccio oscillante 45 fulcrato in 46 alla parte rotante 44 del braccio orizzontale di supporto. The rotating brush 18, as shown more fully in figures 2, 4 and in the detail of figure 8, is in turn supported by an oscillating arm 45 pivoted at 46 to the rotating part 44 of the horizontal support arm.

La spazzola 18 riceve il movimento di rotazione da un motoriduttore 47 al quale è collegata mediante un sistema di pulegge e di cinghie di trasmissione 48 e 49. The brush 18 receives the rotation movement from a gear motor 47 to which it is connected by means of a system of pulleys and transmission belts 48 and 49.

Il braccio oscillante 45 di supporto della spazzola rotante 18, può essere mosso angolarmente da una superficie inclinata di arresto 50, e rispetto ad una posizione di "zero" o di lavoro, mediante un cilindro pneumatico di comando 51, come mostrato. All'asta del cilindro di comando 51 è inoltre collegato un trasduttore di posizione 52, costituito ad esempio da un potenziometro lineare, in grado di fornire una indicazione relativa alla posizione angolare assunta dal braccio oscillante 45 di supporto della spazzola 18, rispetto alla posizione di "zero" citata. In questo modo, agendo sul cilindro di comando 51 è possibile orientare la spazzola 19 nella corretta posizione di lavoro, nonché mantenere costantemente la stessa spazzola nella posizione voluta, a contatto con la superficie di lavoro della cappa 10, esercitando una pressione di lavoro costante, autocompensando in questo modo il grado di usura della spazzola stessa. The oscillating arm 45 supporting the rotating brush 18 can be moved angularly from an inclined stop surface 50, and with respect to a "zero" or working position, by means of a pneumatic control cylinder 51, as shown. A position transducer 52 is also connected to the rod of the control cylinder 51, consisting for example of a linear potentiometer, capable of providing an indication relating to the angular position assumed by the oscillating arm 45 supporting the brush 18, with respect to the position of "zero" quoted. In this way, by acting on the control cylinder 51 it is possible to orient the brush 19 in the correct working position, as well as to constantly keep the same brush in the desired position, in contact with the working surface of the hood 10, exerting a constant working pressure, in this way self-compensating the degree of wear of the brush itself.

Secondo quanto descritto anche la seconda unità di lavoro 17 presenta dunque tre assi controllati di cui due di scorrimento tra loro ortogonali e uno di rotazione, oltre ad un asse asservito di orientamento del braccio 45 di supporto della spazzola rotante 18. According to what has been described, the second working unit 17 also has three controlled axes, two of which are for sliding orthogonal to each other and one for rotation, in addition to a slave axis for orienting the arm 45 supporting the rotating brush 18.

La figura 9 dei disegni allegati mostra uno schema a blocchi dell'apparecchiatura elettronica di comando per le due unità di lavoro 14 e 17 precedentemente descritte. Figure 9 of the attached drawings shows a block diagram of the electronic control equipment for the two work units 14 and 17 previously described.

Come si vede dalla figura 9, l'apparecchiatura elettronica di comando comprende un'unità di processo centrale costituta ad esempio da una CPU, avente una prima unità di memoria permanente 60, ad esempio una memoria ROM contenente il programma di lavoro che governa il funzionamento dell'intera apparecchiatura; su una seconda unità di memoria programmabile 61, ad esempio una memoria RAM, vengono memorizzati i dati variabili, vale a dire il programma di gestione ci ciascun asse controllato A1-A6, in funzione delle dimensioni e della forma delle superfici della cappa o del pezzo da lavorare. As can be seen from Figure 9, the electronic control equipment comprises a central process unit consisting for example of a CPU, having a first permanent memory unit 60, for example a ROM memory containing the work program which governs the operation. of the entire equipment; on a second programmable memory unit 61, for example a RAM memory, the variable data are stored, i.e. the management program of each controlled axis A1-A6, according to the size and shape of the surfaces of the hood or of the piece to work.

L'unità di processo CPU, mediante un BUS di macchina 63 è in grado di colloquiare, cioè di trasmettere e ricevere dati di programma da sei unità di controllo 64-69 che governano gli assi controllati A1-A6 dell'unità di lavoro 14 rispettiva della seconda unità di lavoro 17, come precedentemente descritto. The CPU processing unit, by means of a machine BUS 63, is able to communicate, that is, to transmit and receive program data from six control units 64-69 which govern the controlled axes A1-A6 of the respective work unit 14 of the second working unit 17, as previously described.

Con 70 in figura 9 è stata invece indicata l'unità di controllo che governa il motore 47 per adeguare la velocità di rotazione della spazzola 18 al suo stato di usura, mentre con 52 è stato indicato il blocco rappresentativo dell'omonimo trasduttore di posizione del braccio oscillante 45 che supporta la spazzola rotante; il segnale del trasduttore di posizione 52, tramite il BUS 63 viene retroazionato agli assi controllati dei carri 19, 36 delle due unità di lavoro 14, 17, per svolgere una funzione di inseguimento quando si richiede di effettuare una spazzolatura o un'operazione di finitura oscillante delle varie superfici della cappa o del pezzo da lavorare. On the other hand, 70 in figure 9 indicates the control unit which governs the motor 47 to adapt the rotation speed of the brush 18 to its state of wear, while 52 indicates the block representing the homonymous position transducer of the oscillating arm 45 which supports the rotating brush; the signal of the position transducer 52, via the BUS 63, is fed back to the controlled axes of the carriages 19, 36 of the two work units 14, 17, to perform a tracking function when a brushing or a finishing operation is required oscillating of the various surfaces of the hood or of the workpiece.

Il funzionamento dell'apparecchiatura, secondo il metodo della presente invenzione, verrà brevemente illustrato qui di seguito con riferimento alle varie figure dei disegni allegati. The operation of the apparatus, according to the method of the present invention, will be briefly illustrated hereinafter with reference to the various figures of the attached drawings.

Uno dei principali vantaggi della presente invenzione, che deriva dall'impiego delle due unità di lavoro mobili secondo un sistema di assi cartesiani aventi ciascuna tre assi controllati, come precedentemente riferito, consiste nella estrema semplificazione delle fasi di programmazione dell'intera apparecchiatura di lavoro. One of the main advantages of the present invention, which derives from the use of the two mobile work units according to a system of Cartesian axes each having three controlled axes, as previously reported, consists in the extreme simplification of the programming steps of the entire work equipment.

Infatti, come mostrato a titolo esemplificativo in figura 1, per programmare il percorso di lavoro L della spazzola 18, mediante un sistema convenzionale occorre procedere per punti rilevando tutte le posizioni da DO a D9 programmando un numero assai rilevante di dati. In fact, as shown by way of example in Figure 1, to program the working path L of the brush 18, by means of a conventional system it is necessary to proceed by points, detecting all the positions from DO to D9, programming a very significant number of data.

Infatti, poiché ogni posizione D0-D9 in un sistema che usa dei robot antropomorfici, risulta definita da dodici varianti, risulta evidente che nel caso ipotizzato, supponendo che la spazzola venga mossa in assenza di oscillazioni trasversali, occorre rilevare 131 dati per ciascuna delle quattro superfici laterali della cappa 10, a cui si devono aggiungere i dati relativi alle altre superfici poste lungo il bordo inferiore e superiormente all cappa stessa. In fact, since each position D0-D9 in a system that uses anthropomorphic robots is defined by twelve variants, it is evident that in the hypothesized case, assuming that the brush is moved in the absence of transverse oscillations, 131 data must be collected for each of the four lateral surfaces of the hood 10, to which the data relating to the other surfaces located along the lower edge and above the hood itself must be added.

Nel caso poi che si voglia aggiungere un movimento oscillante per la spazzola 18, il numero di dati da rilevare e da impostare, aumenterebbe ulteriormente in modo considerevole. In the event that an oscillating movement for the brush 18 is to be added, the number of data to be detected and set would further increase considerably.

Diversamente, secondo la presente invenzione, nel caso in cui si debba programmare ad esempio la satinatura della superficie Si, è possibile rilevare ed impostare un numero di dati considerevolmente inferiore rispetto ai sistemi noti. On the other hand, according to the present invention, in the case in which the satin finishing of the surface Si is to be programmed, for example, it is possible to detect and set a considerably lower number of data with respect to known systems.

In particolare, nel caso della superficie SI in figura 1, basta rilevare i dati relativi alla posizione PO di partenza ed impostare la distanza A tra il punto PO e il punto PI nella direzione dell'asse orizzontale del piano di riferimento, la distanza B tra il punto PI ed il punto P3 nella direzione dell'asse verticale del piano di riferimento, la distanza CI tra il punto PO ed il punto P2 nella direzione sempre dell'asse orizzontale del piano di riferimento, ed infine la distanza C2 tra il punto P2 e il punto P3 nella precedente direzione, per un totale di 11 dati di programma oltre al passo K, rispetto ai 131 dell'esempio precedentemente riferito. Nel caso in cui si voglia ottenere una spazzolatura oscillante basterà aggiungere un solo dato variabile relativo a questa funzione. In particular, in the case of the SI surface in figure 1, it is sufficient to detect the data relating to the starting position PO and set the distance A between the point PO and the point PI in the direction of the horizontal axis of the reference plane, the distance B between the point PI and the point P3 in the direction of the vertical axis of the reference plane, the distance CI between the point PO and the point P2 in the direction of the horizontal axis of the reference plane, and finally the distance C2 between the point P2 and the point P3 in the previous direction, for a total of 11 program data in addition to the step K, with respect to the 131 of the example previously referred to. If you want to obtain an oscillating brushing, just add a single variable data relating to this function.

Secondo la presente invenzione per la satinatura delle superfici della cappa 10 si procede in questo modo: inizialmente la cappa si trova nella posizione verticale mostrata nelle figure da 2 a 4 in posizione distanziata dalla spazzola 18 che risulta totalmente sollevata . According to the present invention, for the satin finishing of the surfaces of the hood 10 one proceeds as follows: initially the hood is in the vertical position shown in figures 2 to 4 in a position spaced from the brush 18 which is totally raised.

Si supponga ora che si voglia satinare in sequenza le quattro superfici laterali della cappa; in questo caso, agendo sulla prima unità di lavoro 14, si provvede ad inclinare la cappa 10 posizionando la prima superficie SI, verticalmente o parallelamente al piano di riferimento precedentemente citato. Now suppose that the four side surfaces of the hood are to be satin finished in sequence; in this case, by acting on the first working unit 14, the hood 10 is inclined by positioning the first surface SI, vertically or parallel to the previously mentioned reference plane.

Quindi si provvede ad orientare la spazzola 18 con il suo asse di rotazione in posizione verticale, in corrispondenza del punto di partenza PO e rilevando i dati relativi alle coordinate di questo punto; si sposta successivamente negli altri punti di riferimento PI, P2, P3 la spazzola per rilevare le rispettive quote ovvero le distanze A, B, CI e C2, da cui derivare i dati di programmazione . The brush 18 is then oriented with its axis of rotation in a vertical position, in correspondence with the starting point PO and the data relating to the coordinates of this point are recorded; the brush is then moved to the other reference points P1, P2, P3 to detect the respective heights or the distances A, B, Cl and C2, from which to derive the programming data.

Nel caso in cui la cappa presenti dimensioni differenti sugli altri due lati ortogonali ai precedenti, si provvederà a ruotare la cappa 10 di 90° rilevando nuovamente i vari dati di riferimento nel modo descritto, memorizzando le varie sequenze per un posizionamento selettivo delle varie superfici della cappa da lavorare. In the event that the hood has different dimensions on the other two sides orthogonal to the previous ones, the hood 10 will be rotated by 90 °, again detecting the various reference data in the manner described, memorizing the various sequences for a selective positioning of the various surfaces of the hood to work.

Una volta rilevati i dati di programma per tutte le superfici della cappa 10, l'apparecchiatura risulterà in grado di eseguire automaticamente, ed in sequenza, tutte le fasi di lavoro muovendo la spazzola 18 e/o la stessa cappa 10 in modo da posizionare in sequenza le varie superfici parallelamente al piano di riferimento citato, mantenendo sempre una pressione di lavoro costante della spazzola 18 la cui posizione verrà costantemente sentita e controllata automaticamente per compensare l'usura della spazzola stessa. Once the program data for all the surfaces of the hood 10 have been detected, the appliance will be able to carry out automatically, and in sequence, all the work phases by moving the brush 18 and / or the hood 10 itself so as to position in sequence the various surfaces parallel to the aforementioned reference plane, always maintaining a constant working pressure of the brush 18, the position of which will be constantly sensed and automatically controlled to compensate for the wear of the brush itself.

In questo modo si ottiene un'operazione di satinatura o più in generale una operazione di finitura superficiale dei pezzi metallici da lavorare, mediante un'apparecchiatura facile da programmare in tempi estremamente ridotti alla portata di un qualsiasi utilizzatore, versatile ed in grado di adattarsi a molteplici esigenze di lavoro, che nello stesso tempo risulta di ingombro e di costo comparativamente ridotti. In this way, a satin finishing operation or more generally a surface finishing operation of the metal pieces to be processed is obtained, by means of an equipment that is easy to program in extremely short times within the reach of any user, versatile and able to adapt to multiple work requirements, which at the same time result in comparatively reduced bulk and cost.

Si intende comunque che quanto è stato mostrato e descritto con riferimento alle operazioni di satinatura di una cappa in acciaio inossidabile, può essere ugualmente adottato per altre operazioni di finitura di pezzi metallici in genere, le cui superfici laterali possono essere di volta in volta opportunamente orientate, per semplice rotazione e/o ribaltamento, parallelamente ad un piano di riferimento rispetto al quale la spazzola o l'utensile di lavoro compie unicamente spostamenti lineari secondo due assi ortogonali, parallelamente alla stessa superficie del pezzo da lavorare. However, it is understood that what has been shown and described with reference to the satin finishing operations of a stainless steel hood, can also be adopted for other finishing operations of metal pieces in general, the side surfaces of which can be suitably oriented from time to time. , by simple rotation and / or overturning, parallel to a reference plane with respect to which the brush or the working tool performs only linear movements along two orthogonal axes, parallel to the same surface of the piece to be machined.

Si intende che quanto è stato detto e mostrato con riferimento ai disegni allegati è stato dato a puro titolo esemplificativo dei principi generali dell'invenzione e di una forma di realizzazione preferenziale. Pertanto altre modifiche o varianti potranno essere apportate per quanto riguarda i sistemi di guida e di comando delle due unità di lavoro, ovvero per quanto riguarda i mezzi di comando dei vari assi controllati e dei mezzi di rilevamento dei vari parametri o dati di riferimento, senza con ciò allontanarsi da quanto descritto e rivendicato. It is understood that what has been said and shown with reference to the attached drawings has been given purely by way of example of the general principles of the invention and of a preferential embodiment. Therefore, other modifications or variations may be made as regards the guiding and control systems of the two work units, or as regards the control means of the various controlled axes and of the means for detecting the various parameters or reference data, without thereby departing from what has been described and claimed.

Claims

CLAIMS 1. Apparatus for finishing surfaces of metal pieces, comprising a support frame for a first and a second work unit which can be positioned frontally in a controlled manner by a process unit, characterized in that it comprises: - a first unit of work for the support of a metal piece to be machined, said first work unit being movable along a first sliding plane, and being made and arranged with several work axes to selectively orient at least one surface of the metal piece, parallel to a plane of prefixed reference; - a second working unit provided with a rotating brush, said second working unit being movable along a second sliding plane orthogonal to a sliding direction of the support unit of the metal piece to be worked, said second working unit being made and arranged with several working axes to orient and move the rotating brush with respect to the metal piece, parallel to said reference plane, maintaining a constant contact pressure; and by the fact of comprising a process unit comprising programmable control means, associated with each work axis to selectively orient the surfaces of the workpiece with respect to the aforementioned reference plane, respectively to sequentially move the rotating brush along each surface, according to a planned work path.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the first work unit comprises control means for moving the same work unit along a first axis of sliding orthogonal to the aforementioned reference plane, as well as for selectively orienting the surfaces of the metal piece , by means of rotations according to a first and a second rotation axis orthogonal to each other.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that said rotation axes comprise a first rotation axis parallel to the sliding planes of the metal piece support unit, respectively of the rotating brush support unit.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that said sliding and rotation axes are controlled by the process unit of the same apparatus.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the second work unit comprises control means for moving the same work unit according to two sliding axes which are mutually perpendicular and parallel to the reference plane mentioned, respectively to orient the brush according to a rotation axis orthogonal to the plane defined by the two sliding axes.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that said sliding and rotation axes are controlled by the process unit of the same apparatus.

7. Apparatus according to claim 1, characterized in that the rotating brush is supported by an oscillating arm, and in that it comprises means for controlling and detecting the angular position of the brush support arm, controlled by the process unit.

8. Apparatus according to claims 6 and 7, characterized in that the oscillating brush support arm is pivoted to a rotating arm according to a controlled rotation axis, orthogonal to the sliding axes of the same supporting unit of the rotating brush.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that said rotating arm comprises means for stopping and angular positioning of the oscillating arm supporting the rotating brush.

10. Apparatus according to claim 1, characterized in that the first working unit comprises a carriage sliding along guides in a horizontal plane, as well as comprises an element for supporting the metal piece, arranged on said carriage in a rotatable and tilting manner according to two axes orthogonal.

11. Apparatus according to claim 1 or claim 10, characterized in that the second working unit comprises a brush support slide, sliding along horizontal guides of a second carriage moving along vertical guides, parallel to the aforementioned reference plane.

12. Apparatus according to claim 1, characterized in that said process unit comprises a programmable control unit, operatively connected to control means of each axis of sliding and rotation of said first and second working units.

13. Apparatus according to any preceding claim in particular for satin finishing operations on metal surfaces.