ITMO20070374A1 - Sistema e metodo per alimentare con fluido in pressione tavole rotanti idrostatiche - Google Patents

Description

Descrizione di invenzione industriale

Sistema e metodo per alimentare con fluido in pressione tavole rotanti idrostatiche

La presente invenzione concerne tavole rotanti idrostatiche per macchine utensili, in particolare si riferisce ad un sistema ed un metodo per alimentare con fluido in pressione una tavola rotante idrostatica al fine di consentirne il regolare funzionamento anche nel caso in cui essa supporti carichi eccentrici o decentrati di notevole entità.

Sono note tavole rotanti idrostatiche utilizzate in macchine utensili di grandi dimensioni per supportare e movimentare in rotazione elementi sui quali eseguire una pluralità di lavorazioni meccaniche.

Una tavola rotante idrostatica comprende sostanzialmente una ralla inferiore fissa, che è generalmente montata su un telaio della macchina utensile, ed una ralla superiore rotante, provvista di un piano di lavoro per supportare gli elementi da lavorare. La ralla superiore rotante è mantenuta separata e sospesa, o flottante, sulla ralla inferiore per mezzo di un film di sostentazione formato dal fluido in pressione. In particolare, la ralla inferiore è provvista di pluralità tasche idrostatiche di pressione, disposte regolarmente distanziate lungo una circonferenza periferica di detta ralla inferiore ed alimentate con il fluido in pressione. Tale fluido, tipicamente olio, è forzato in ciascuna tasca ed in un meato creato da rispettive superfici di guida, tra loro affacciate e contrapposte, di dette ralle, in modo da formare il suddetto film di sostentazione. Le tasche sono alimentate con il fluido ad una medesima pressione il cui valore è funzione del carico supportato dalla tavola rotante, in modo tale che lo spessore del film di fluido sia costante e tale da impedire il contatto e/o lo strisciamento tra le superfici di guida delle ralle, in ogni condizione di funzionamento .

Tale sistema di alimentazione delle tasche, particolarmente nel caso di elementi o parti da lavorare di grandi dimensioni e peso, assicura tuttavia una corretta sostentazione idrostatica della ralla superiore sulla ralla inferiore solo se il carico risulta centrato, ossia con il rispettivo baricentro disposto pressoché in corrispondenza di un asse verticale di rotazione della tavola stessa.

Nel caso di carichi eccentrici o decentrati - quali elementi allungati posizionati a sbalzo sulla tavola rotante - a causa della diversa ripartizione del peso nelle diverse tasche e lungo il meato, lo spessore del film di sostentazione può risultare variabile, in particolare più ridotto sul lato della tavola dal quale il carico si estende eccentricamente verso l'esterno, e più ampio sul lato opposto.

Tale variazione di spessore determina un'inclinazione della ralla superiore, cosiddetto "tilting", che oltre ad essere negativa per la precisione e l'accuratezza delle lavorazioni da eseguire sul pezzo, è alquanto pericolosa perché può condurre al contatto delle superfici di guida delle ralle che possono così danneggiarsi.

Per ovviare a tale fenomeno di tilting, sono note tavole rotanti idrostatiche nelle quali ciascuna tasca della ralla inferiore è alimentata in modo indipendente, l'olio essendo fornito ad un'opportuna pressione in funzione dell'eccentricità del carico. Il sistema di alimentazione comprende pertanto per ciascuna tasca almeno una valvola proporzionale, o altro dispositivo atto a regolare una pressione e/o una portata dell'olio, ed un sensore in grado di misurare lo spessore del film di olio in corrispondenza di tale tasca. Il sistema di alimentazione comprende, inoltre, un'unità di controllo che riceve ed elabora i segnali di misura inviati da ciascun sensore per comandare in modo conveniente le rispettive valvole proporzionali. Tali sistemi di alimentazione presentano lo svantaggio di essere molto complessi e costosi, sia da realizzare sia da gestire, soprattutto nel caso di tavole di grandi dimensioni aventi elevato numero di tasche idrostatiche.

Uno scopo della presente invenzione è migliorare i sistemi e metodi noti per alimentare con fluido in pressione una tavola rotante idrostatica associabile ad una macchina utensile per supportare elementi da lavorare.

Altro scopo è ottenere un sistema ed un metodo che consentano un regolare e corretto funzionamento della tavola rotante idrostatica anche nel caso di carichi decentrati od eccentrici, garantendo uno spessore pressoché costante di un film di sostentazione di detta tavola idrostatica ed eliminando, o riducendo considerevolmente, fenomeni d'inclinazione o tilting della suddetta tavola. Ulteriore scopo ancora è realizzare un sistema di alimentazione avente una struttura semplice e compatta, tale da consentire un funzionamento preciso ed affidabile ed una riduzione dei costi di costruzione e di gestione. In un primo aspetto dell'invenzione è previsto un sistema per alimentare con un fluido in pressione una tavola rotante idrostatica per una macchina utensile, detta tavola rotante idrostatica comprendendo primi mezzi a ralla provvisti di una pluralità di tasche idrostatiche alimentate con detto fluido in pressione per sostenere secondi mezzi a ralla rotanti attorno ad un asse di rotazione e disposti per supportare un elemento, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di unità di alimentazione connesse a ciascuna tasca idrostatica tramite rispettive resistenze idrauliche, ciascuna unità di alimentazione essendo disposta per fornire detto fluido con una rispettiva pressione di alimentazione regolabile in funzione di una posizione angolare di detto elemento rispetto ad un asse di riferimento di detta tavola rotante idrostatica, detto elemento essendo disposto su detti secondi mezzi a ralla decentrato rispetto a detto asse di rotazione.

Ciascuna unità di alimentazione comprende un collettore di alimentazione e mezzi di regolazione interposti tra detto collettore e mezzi di erogazione di detto fluido in pressione, i suddetti mezzi di regolazione essendo disposti per fornire una rispettiva portata di alimentazione regolabile .

I mezzi di erogazione forniscono il fluido con una pressione principale di alimentazione sostanzialmente costante ed avente un definito valore.

Le pressioni di alimentazione, le resistenze idrauliche e, quindi, le portate di detto fluido in ciascuna tasca idrostatica sono definibili tramite rispettive formule matematiche, definenti un andamento delle suddette grandezze sostanzialmente sinusoidale e dipendente dal numero di unità di alimentazione e dal numero di tasche idrostatiche della tavola rotante.

In un secondo aspetto dell'invenzione è previsto un metodo per alimentare con un fluido in pressione una tavola rotante idrostatica per una macchina utensile, detta tavola rotante idrostatica comprendendo primi mezzi a ralla provvisti di una pluralità di tasche idrostatiche alimentate con detto fluido in pressione per sostenere secondi mezzi a ralla rotanti attorno ad un asse di rotazione e disposti per supportare un elemento, caratterizzato dal fatto di comprendere alimentare ciascuna tasca idrostatica, tramite rispettive resistenze idrauliche, con una pluralità di pressioni di alimentazione regolabili in funzione di una posizione angolare di detto elemento, disposto su detti secondi mezzi a ralla decentrato rispetto a detto asse di rotazione.

Grazie a questi aspetti dell'invenzione è possibile dunque realizzare un sistema ed un metodo per alimentare con fluido in pressione pattini idrostatici di una tavola rotante idrostatica garantendone un funzionamento regolare e preciso anche nel caso di carichi decentrati od eccentrici. Il sistema ed il metodo permettono, infatti, di regolare, in modo rapido e preciso, le pressioni di alimentazione del fluido in ciascuna tasca di pressione della tavola rotante, così da mantenere pressoché costante uno spessore di film di fluido di sostentazione interposto tra i mezzi a ralla. Ciò consente un regolare e corretto funzionamento della tavola rotante idrostatica eliminando, o riducendo considerevolmente, fenomeni d'inclinazione o tilting della tavola rotante.

Il sistema presenta, inoltre, una struttura alquanto semplice e compatta, giacché sono previste solo un numero limitato di unità di alimentazione, almeno tre, per controllare un numero anche elevato di tasche idrostatiche. L'invenzione potrà essere meglio compresa ed attuata con riferimento agli allegati disegni, che ne illustrano una forma esemplificativa e non limitativa, in cui:

Figura 1 è una vista schematica in pianta del sistema di alimentazione dell'invenzione associato ad una tavola rotante idrostatica;

Figura 2 è una vista schematica ingrandita in pianta della tavola rotante di Figura 1, evidenziante tasche idrostatiche di pressione di una ralla inferiore di detta tavola supportante un carico decentrato, parzialmente rappresentato;

Figura 3 è una sezione parziale lungo la linea III-III di Figura 2;

Figura 4 è una vista schematica parziale di un circuito di alimentazione del sistema di Figura 1 per una prima tasca idrostatica;

Figura 5 è un diagramma che illustra l'andamento di pressioni di alimentazione di un fluido inviato a dette tasche idrostatiche;

Figura 6 è un diagramma che illustra una variante dell'andamento di dette pressioni di alimentazione;

Figura 7 è una vista schematica in pianta di una variante della tavola rotante di Figura 1 alimentata dal sistema dell'invenzione.

Con riferimento alle Figure da 1 a 3, è illustrato schematicamente un sistema 1 per alimentare con un fluido in pressione, tipicamente olio, una tavola rotante idrostatica 2, provvista di pattini principali idrostatici ed associabile ad una macchina utensile.

La tavola rotante 2 comprende una prima ralla inferiore 3 di supporto provvista di una pluralità di tasche idrostatiche di pressione T1-T12, disposte angolarmente e regolarmente distanziate lungo una corona periferica ed alimentate con detto fluido in modo da supportare in sospensione fluida una seconda ralla superiore 4 provvista di un piano di lavoro 4b sul quale posizionare un carico od elemento da lavorare 20. In particolare, il fluido in pressione fornito alle tasche idrostatiche T1-T12forma tra una prima superficie di guida 3a della ralla inferiore 3 ed una seconda superficie di guida 4a della ralla superiore 4 affacciata e contrapposta alla prima superficie 3a, un film di sostentazione (Figura 3).

Il numero dei pattini principali ossia delle tasche di pressione, tra loro sostanzialmente identiche, è variabile in funzione delle dimensioni della tavola idrostatica 2. Nella forma di realizzazione illustrata a titolo di esempio nelle figure, le tasche T1-T12sono in numero di dodici. Ciascuna tasca T1-T12è collegata tramite rispettive resistenze idrauliche ad una pluralità di unità di alimentazione Si, S2, S3disposte per fornire il fluido con rispettive pressioni di alimentazione Ρχ, P2, P3che sono regolabili in funzione di una posizione angolare φ dell'elemento 20, posizionato sulla ralla superiore 4 decentrato rispetto a detto asse di rotazione B. In particolare, l'elemento 20 è decentrato quando è posizionato sulla tavola 2 in modo tale che la proiezione del suo baricentro sia sostanzialmente distanziata in direzione radiale dall'asse di rotazione B e angolarmente distanziata dell'angolo φ rispetto ad un asse di riferimento X, parallelo a dette superfici di guida 3a, 4a e passante per l'asse di rotazione B e per una delle tasche idrostatiche, ad esempio la dodicesima tasca T12(Figura 2). Ciascuna unità di alimentazione Si, S2, S3comprende un rispettivo collettore di alimentazione Μχ, M2, M3, alimentato da detto fluido idraulico con una rispettiva pressione di alimentazione Ρχ, P2, P3.

Le unità di alimentazione Si, S2, S3ed i corrispondenti collettori di alimentazione Μχ, M2, M3sono almeno in numero di tre e ciascuna di esse alimenta dodici resistenze idrauliche collegate a rispettive tasche idrostatiche Ti-T12tramite rispettivi condotti di adduzione C1-C12. Ciascun condotto di adduzione C1-C12collega la corrispondente tasca idrostatica alle rispettive tre resistenze idrauliche, alimentate dai rispettivi tre collettori di alimentazione Mi, M2, M3.

Ciascuna unità di alimentazione Si, S2, S3comprende mezzi di regolazione PVi, PV2, PV3che sono interposti tra i collettori di alimentazione Mi, M2, M3e mezzi di erogazione 11 di detto fluido in pressione e sono disposti per fornire dette pressioni di alimentazione regolabili Pi, P2, P3ai collettori Mi, M2, M3.

In particolare, i mezzi di regolazione comprendono una pluralità di valvole proporzionali PVi, PV2, PV3, ciascuna delle quali connessa, in ingresso, ai mezzi di erogazione 11 e, in mandata, al rispettivo collettore di alimentazione Mi, M2, M3per alimentare quest'ultimo con fluido idraulico ad una corrispondente pressione di alimentazione Pi, P2, P3·

I mezzi di erogazione 11 comprendono, ad esempio, una pompa idraulica che alimenta le valvole proporzionali PVi, PV2, PV3con il fluido ad una pressione principale di alimentazione Pa, sostanzialmente costante, avente definito valore, in particolare compreso tra 3 e 10 MPa, tipicamente 5 MPa.

Le valvole proporzionali PVi, PV2, PV3sono controllare elettronicamente da un'unità di controllo 15 del sistema di alimentazione 1, in modo da alimentare i rispettivi collettori di alimentazione Mi, M2, M3con il fluido idraulico alle corrispondenti pressioni di alimentazione PI, P2, P3.

In una variante del sistema di alimentazione 1 dell'invenzione non illustrata nelle figure, le unità di controllo Si, S2, S3comprendono rispettive pompe idrauliche ciascuna delle quali controllata elettronicamente dall'unità di controllo 15 ed in grado di alimentare il corrispondente collettore di alimentazione Mi, M2, M3con una rispettiva pressione di alimentazione Pi, P2, P3regolabile.

II valore di ciascuna pressione di alimentazione regolabile è definito dalla seguente prima equazione:

m cui:

Pjè la pressione di alimentazione del generico collettore di alimentazione Mj[Mpa];

Paè la pressione principale di alimentazione del fluido idraulico fornito dalla pompa idraulica 11 [Mpa];

Ki, K2sono parametri adimensionali positivi tali che 0 < Ki+K2< 1;

φ è la posizione angolare dell'elemento 20 rispetto all'asse di riferimento X [rad];

j = 1, 2, ..., M; dove M è il numero totale dei collettori di alimentazione (M = 3 nella forma di realizzazione illustrata).

Le pressioni di alimentazione Ρ1, P2, P3sono dunque modulate secondo una legge pressoché sinusoidale in funzione della posizione angolare φ di detto elemento decentrato 20, come illustrato in dettaglio nel diagramma di Figura 5. Ciascuna pressione di alimentazione Ρ1, P2, P3varia quindi in funzione della posizione angolare φ tra un valore massimo pari a Pa<.>(Κ1+Κ2) ed un valore minimo pari a Pa Κ1.

Con riferimento a Figura 6, è prevista una variante della formula definente ciascuna pressione di alimentazione regolabile, che consente di ottenere la massima compensazione in caso di carico decentrato:

ottenibile dalla precedente prima equazione [eq. 1] ponendo Κχ=0 e K2=l.

In questo caso, ciascuna pressione di alimentazione Pi', P2', P3' varia tra un valore massimo, pari alla pressione principale di alimentazione Pa, ed un valore minimo pari a zero.

Con particolare riferimento a Figura 3, la prima tasca idrostatica T1, ad esempio, è alimentata con le tre pressioni di alimentazione Ρχ, P2, P3fornite dalle valvole proporzionali PVi, PV2, PV3tramite rispettive resistenze idrauliche Ri,i, Ri,2/<R>l,3· Queste ultime sono collegate alla prima tasca Τχ tramite un primo condotto Ci di adduzione.

Il valore di una generica resistenza idraulica<R>i,<>interposta tra una i-esima tasca idrostatica Τi ed un jesimo collettore di alimentazione Mj, è calcolabile con la seguente seconda equazione:

dove:

Κ è una costante di proporzionalità [MPa<.>s/m<3>];

i = 1, 2, N; N è il numero totale delle tasche idrostatiche (N = 12 nella forma di realizzazione illustrata);

j = 1, 2, M; M è il numero totale dei collettori di alimentazione. (M = 3 nella forma di realizzazione illustrata).

Nella seconda equazione [eq. 2] per il calcolo delle resistenze<R>i,jpuò accadere di avere il denominatore uguale a zero. In questo caso, la relativa resistenza (avente valore teoricamente infinito) deve essere eliminata e deve essere pertanto chiuso il collegamento della tasca con il relativo collettore di alimentazione. Similmente, per semplificare il sistema 1 possono essere eliminate anche tutte le resistenze aventi valore molto elevato, senza ottenere differenze significative nelle portate di alimentazione delle tasche idrostatiche T1-T12e quindi nel comportamento della tavola rotante 2.

Le resistenze idrauliche sono realizzate, ad esempio, utilizzando tubi capillari, di diametro costante, aventi lunghezze predefinite e proporzionali al valore delle resistenze desiderate.

Le N x M resistenze idrostatiche del sistema (12x3=36 nella forma di realizzazione illustrata) sono calcolate in modo tale che nel caso di un carico centrato, posizionato sulla tavola rotante, impostando valori di pressione uguali (Pl=P2=P3=Pa=cost) sulle valvole proporzionali PV1, PV2, PV3, si ottengono portate di alimentazione Q1, Q2, —, Q12di detto fluido idraulico pressoché uguali in tutte le tasche idrostatiche, ciò determinando un sollevamento uniforme della ralla superiore rotante.

I valori delle pressioni di alimentazione uguali sono ottenibili dalla prima equazione [eq. 1] ponendo K1=1 e K2=0.

II valore di una portata Qi, Q2,..., Q12di detto fluido idraulico in ciascuna tasca di sostentazione T1, T2, ..., T12è calcolabile con la seguente terza equazione:

dove :

Qi è la portata di alimentazione in una i-esima tasca Ti; Pjè la pressione di alimentazione di un j-esimo collettore Mj[Mpa];

Pt è una pressione di tasca, ossia una pressione effettiva di detto fluido idraulico in tasche di pressione [Mpa]; Rit jè la resistenza idraulica interposta tra la i-esima tasca Ti ed il j-esimo collettore Mj[MPa-s/ m<3>];

i = 1, 2, N;

j = 1, 2, M.

Nel caso di un carico centrato con i valori delle pressioni di alimentazione uguali (p1=p2=p3=pa=cost), supponendo pressioni di tasca Pt costanti, le portate in ciascuna tasca sono costanti:

[eq. 3a]

Nel caso di elemento o carico decentrato 20, con le pressioni di alimentazione Ρχ, P2, P3modulate secondo la legge sinusoidale sopra definita, sostituendo nella terza equazione [eq. 3] i valori di Pje<R>i,jcalcolati rispettivamente con la prima equazione [eq.l] e con la seconda equazione [eq.2] si ottiene:

Le portate di alimentazione Q1, Q2, Q12hanno dunque un andamento definito da una legge sostanzialmente sinusoidale rispetto alla posizione angolare φ, tale da compensare la posizione decentrata od eccentrica dell'elemento 20 riducendo in modo sostanziale l'inclinazione o tilting della tavola rotante 2, ossia della seconda ralla superiore 4 rispetto alla prima ralla inferiore 3.

La formula definita nella quarta equazione [eq.4] vale per Pt costante. Nel caso di carico sbilanciato la pressione di tasca Pt varia in realtà in funzione della posizione. Poiché la pressione di tasca Pt è normalmente inferiore alla pressione principale di alimentazione Paed in particolare Pt < 1/3 Pa, la quarta equazione [eq.4] può essere considerata una buona approssimazione ponendo Pt pari alla pressione media.

La posizione angolare φ dell'elemento decentrato 20, che modifica la fase dell'andamento delle portate Qi, Q2, ..., Q12deve essere impostata in funzione di una posizione iniziale φ0di sbilanciamento di detto elemento 20 e di un successivo angolo di rotazione a della tavola 2.

A titolo di esempio, nella configurazione illustrata in Figura 2, l'elemento 20 ha una posizione angolare φ= 60° rispetto all'asse di riferimento X. Introducendo tale valore nella quarta equazione [eq.4] è possibile calcolare i valori delle portate di alimentazione Qi, Q2, ..., Q12in ciascuna delle dodici tasche idrostatiche T1, T2, TNe facilmente verificare che il valore più elevato di portata (Q2) si ha per la seconda tasca idrostatica T2, soggetta alla maggiore pressione da parte del suddetto elemento 20. I valori delle portate sono quindi progressivamente decrescenti nelle tasche adiacenti fino all'ottava tasca idrostatica T3, opposta alla seconda tasca T2, cui corrisponde il minor valore di portata (Qs):

Tabella 1

dove :

ponendo Κ1=0, K2=l, M=3, N=12

Il sistema di alimentazione 1 comprende, inoltre, mezzi sensori 12, 13, 14 collegati all'unità di controllo 15 e disposti per rilevare l'eventuale sbilanciamento del carico, ossia una posizione angolare φ0 iniziale di detto elemento decentrato 20 rispetto all'asse di riferimento X. I mezzi sensori comprendono, in particolare, almeno tre sensori di pressione 12, 13, 14 collegati a rispettive tasche idrostatiche tra loro angolarmente distanziate, ad esempio equidistanziate di 120°.

Con riferimento a Figura 2, un primo sensore di pressione

12 è collegato ad una quarta tasca T4, un secondo sensore di pressione 13 è collegato ad un'ottava tasca T8, un terzo sensore di pressione 14 è collegato ad una dodicesima tasca Τΐ2·

In una fase iniziale di regolazione del sistema 1 e della tavola rotante 2, per rilevare l'eventuale sbilanciamento del carico 20, le tasche idrostatiche T1-T12della tavola 2 sono alimentate con pressioni uguali come nel caso di carico centrato (P1=P2=P3=P0=cost). Le differenti pressioni misurate dai sensori 12, 13, 14 nelle rispettive tasche idrostatiche T4, Tg, T12permettono all'unità di controllo 15 di calcolare, tramite opportuni algoritmi, una posizione angolare iniziale φο di detto carico eccentrico 20.

Tali algoritmi prevedono i seguenti passi.

Una volta misurati i valori delle pressioni di tasca Pt4 ,Pt8,ptl2nelle tre tasche idrostatiche T4, Tg, T12, si sottrae ad essi il valore medio delle pressioni stesse, ottenendo rispettive pressioni ridotte:

Tali valori di pressione ridotta sono utilizzati per calcolare tre valori normalizzati:

Tramite i suddetti tre valori normalizzati è possibile, infine, calcolare l'angolo φ mediante le seguenti formule:

[eq.5]

In tal modo, in una fase successiva l'unità di controllo 15 è in grado di impostare in modo automatico i valori delle pressioni di alimentazione P1, P2, P3dei collettori di alimentazione Μ1, M2, M3in modo da compensare lo sbilanciamento del carico eccentrico 20 (φ=φο).

Durante il funzionamento, ad ogni rotazione della tavola idrostatica 2 attorno al proprio asse di rotazione B, i valori delle pressioni di alimentazione P1, P2, P3sono ricalcolati dall'unità di controllo 15 in funzione di una nuova posizione angolare che comprende la posizione angolare iniziale φ0 ed un angolo di rotazione a di detta tavola idrostatica 2 (φ= φ0+α).

L'angolo di rotazione a della ralla superiore 4 rispetto all'asse di riferimento X è misurato da ulteriori mezzi sensori, di tipo noto e non illustrato nelle figure.

Il sistema di alimentazione 1 dell'invenzione consente, quindi, nel caso di carico decentrato od eccentrico di regolare in modo rapido e preciso le pressioni di alimentazione del fluido in ciascuna tasca di pressione della tavola rotante idrostatica 2, così da mantenere pressoché costante lo spessore del film di fluido di sostentazione tra le ralle 3, 4. Ciò consente un regolare e corretto funzionamento della tavola rotante idrostatica eliminando, o riducendo considerevolmente, fenomeni d'inclinazione o tilting della ralla superiore rispetto alla ralla inferiore. Il sistema presenta, inoltre, una struttura alquanto semplice e compatta, giacché sono previste solo un numero limitato di valvole proporzionali, ad esempio tre, per controllare un numero anche elevato di tasche idrostatiche. Similmente, mediante un numero limitato di semplici sensori di pressione è possibile determinare con precisione la posizione iniziale dell'elemento decentrato sulla tavola, per regolare le diverse pressioni di alimentazione.

Ciò permette di avere un funzionamento preciso ed affidabile della tavola rotante 2 ed una riduzione dei costi di costruzione e di gestione.

Con riferimento a Figura 7 è illustrata una tavola idrostatica 22 provvista di una pluralità di pattini di precarico idrostatici 31-38, cosiddette bride antirabaltamento, agenti sulla ralla superiore in direzione opposta a quella dei pattini idrostatici principali ed alimentati dal sistema di alimentazione 1 dell'invenzione. Similmente alle tasche idrostatiche T1-T12dei pattini principali, ciascuna tasca di pressione dei pattini di precarico 31-38 è alimentata tramite rispettive resistenze idrauliche ai collettori di alimentazione M1, M2, M3alimentate con le pressioni di alimentazione Ρ1, P2, P3. I valori delle resistenze sono tali che l'andamento della rispettiva portata di alimentazione in ciascun pattino di precarico 31-38 sia in opposizione di fase alla portata del pattino principale ad esso affacciato, in modo da garantire la massima stabilità e rigidità del sistema.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema per alimentare con un fluido in pressione una tavola rotante idrostatica (2) per una macchina utensile, detta tavola rotante idrostatica (2) comprendendo primi mezzi a ralla (3) provvisti di una pluralità di tasche idrostatiche (Ti, T∑, — , T12) alimentate con detto fluido in pressione per sostenere secondi mezzi a ralla (4) rotanti attorno ad un asse di rotazione (B) e disposti per supportare un elemento (20), caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di unità di alimentazione (Si, S2, S3) connesse a ciascuna tasca idrostatica (Ti, T2, ..., T12) tramite rispettive resistenze idrauliche (Ri,i, Ri,2/Ri,3,—,<R>12,3)» ciascuna unità di alimentazione (Si, S2, S3) essendo disposta per fornire detto fluido con una rispettiva pressione di alimentazione (Pi, P2, P3) regolabile in funzione di una posizione angolare (φ) di detto elemento (20) rispetto ad un asse di riferimento (X) di detta tavola rotante idrostatica (2), detto elemento (20) essendo disposto su detti secondi mezzi a ralla (4) decentrato rispetto a detto asse di rotazione (B). 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui ciascuna unità di alimentazione (Si, S2, S3) comprende un rispettivo collettore di alimentazione (Mi, M2, M3) alimentato da detto fluido idraulico con detta rispettiva pressione di alimentazione regolabile (Ρχ, P∑ . Pi<)>· Sistema secondo la rivendicazione 2, in cui ciascuna unità di alimentazione (Si, S2, S3) comprende rispettivi mezzi di regolazione (PVi, PV2, PV3) interposti tra il rispettivo collettore di alimentazione (Μχ, M2, M3) e mezzi di erogazione (11) di detto fluido in pressione, detti mezzi di regolazione (PVi, PV2, PV3) essendo disposti per fornire detta rispettiva pressione di alimentazione regolabile (Ρχ, P2, P3). Sistema secondo la rivendicazione 3, in cui detti mezzi di regolazione di ciascuna unità di alimentazione (5, 6, 7) comprendono una rispettiva valvola proporzionale (PVi, PV2, PV3). Sistema secondo la rivendicazione 3 oppure 4, in cui detti mezzi di erogazione (11) sono disposti per fornire detto fluido con una pressione principale di alimentazione (Pa), sostanzialmente costante ed avente definito valore, in particolare compreso tra 3 e 10 MPa. Sistema secondo una delle rivendicazioni da 3 a 5, in cui detti mezzi di erogazione (11) comprendono una pompa idraulica. 7. Sistema secondo la rivendicazione 5 oppure 6, quando la rivendicazione 6 dipende dalla rivendicazione 5, in cui ciascuna pressione di alimentazione è defirita dalla

   formula: dove: Paè detta pressione principale di alimentazione di detto fluido [Pa]; Ki e K2sono parametri adimensionali positivi tali che 0 < K1 K2< 1; φ è detta posizione angolare di detto elemento (20) decentrato [rad]; j = 1, 2, M; M essendo il numero totale di detta pluralità di unità di alimentazione (S1, S2, S3). 8 Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il valore di una resistenza idraulica (R1,1, R1,2, R1,3,... RN,3) interposta tra ciascuna tasca idrostatica (Ti, T2, ..., T12) ed una rispettiva unità di alimentazione (Si, S2, S3) è dato dalla formula: [eq . 2 ] dove: K è una costante di proporzionalità [Pa-m /s]; i = 1, 2, ..., N; N essendo il numero totale di dette tasche idrostatiche (T1, T2, ..., T12); j = 1, 2, M ; M essendo il numero totale di detta pluralità di unità di alimentazione (Si, S2, S3). Sistema secondo la rivendicazione 8, in cui il valore di una portata (Qi, Q2, , Q12) di detto fluido in ciascuna tasca idrostatica (Ti, T2, ..., T12) è dato da: [eq. 3] dove : Pjè detta pressione di alimentazione [Pa]; Pt è una pressione effettiva di detto fluido in detta tasca idrostatica [Pa]; Rit jè la resistenza idraulica di una tasca idrostatica (Ti) collegata ad un'unità di alimentazione (Sj) [Pa-m<3>/s]; i = 1, 2, N; N essendo il numero totale di dette tasche idrostatiche (T1, T2, ..., T12); j = 1, 2, M ; M essendo il numero totale di dette unità di alimentazione (S1, S2, S3). 10. Sistema secondo la rivendicazione 9, quando la rivendicazione 8 dipende dalla rivendicazione 7, in cui detta portata (Q1, Q2,—, Q12) è calcolabile con la formula :

   dove : Paè detta pressione principale di alimentazione [Pa]; Pt è detta pressione effettiva in detta tasca idrostatica (Ti) [Pa]; K è detta costante di proporzionalità [Pa-m<3>/s]; Κχ e K2sono detti parametri adimensionali; i = 1, 2, N; N essendo il numero totale di dette tasche idrostatiche (Ti, T2, T12); j = 1, 2, M; M essendo il numero totale di dette unità di alimentazione (Si, S2, S3). 11. Sistema secondo una delle rivendicazioni da 3 a 10, quando la rivendicazione 8 dipende da una delle rivendicazioni da 3 a 7, comprendente un'unità di controllo (15) disposta per comandare almeno detti mezzi di regolazione (PV1, PV2, PV3). 12. Sistema secondo la rivendicazione 11, comprendente mezzi a sensore (12, 13, 14) collegati a detta unità di controllo (15) e disposti per rilevare un eventuale sbilanciamento di detto elemento (20) rispetto a detto asse di rotazione (B) e/o determinarne una posizione angolare iniziale (φο) rispetto a detto asse di riferimento (X). 13. Sistema secondo la rivendicazione 12, in cui detti mezzi sensori comprendono una pluralità di sensori di pressione (12, 13, 14) collegati a rispettive tasche idrostatiche (Ti, T5, Tg) di detti primi mezzi a ralla (3) per misurare una rispettiva pressione di tasca di detto fluido, dette rispettive tasche idrostatiche (Ti, T5, Tg) essendo tra loro angolarmente distanziate. 14. Sistema secondo la rivendicazione 13, comprendente almeno tre sensori di pressione (12, 13, 14) collegati a rispettive tre tasche idrostatiche (T4, T5, Tg). 15. Sistema secondo una delle rivendicazioni da 12 a 14, comprendete ulteriori mezzi sensori atti a misurare un angolo di rotazione (oc) di detti secondi mezzi a ralla (4), intorno a detto asse di rotazione (B), rispetto a detto asse di riferimento (X). 16. Sistema secondo la rivendicazione 15, in cui detta unità di controllo (15) è collegata a detti ulteriori mezzi sensori in modo da sommare detto angolo di rotazione (a) a detta posizione angolare iniziale (φ Q) e calcolare detta posizione angolare (φ ). 17. Tavola rotante idrostatica per una macchina utensile, provvista di una pluralità di tasche idrostatiche (Ti, T2, ..., T12), comprendente un sistema (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti per alimentare con un fluido in pressione dette tasche idrostatiche (Ti, T2, Τχ2) · 18. Metodo per alimentare con un fluido in pressione una tavola rotante idrostatica (2) per una macchina utensile, detta tavola rotante idrostatica (2) comprendendo primi mezzi a ralla (3) provvisti di una pluralità di tasche idrostatiche (T1, T2, ..., T12) alimentate con detto fluido in pressione per sostenere secondi mezzi a ralla (4) rotanti attorno ad un asse di rotazione (B) e disposti per supportare un elemento (20), caratterizzato dal fatto di comprendere alimentare ciascuna tasca idrostatica (T1, T2, T12), tramite rispettive resistenze idrauliche (Ri,i, Ri,2/Ri,3,—,<R>12,3),<con una>pluralità di pressioni di alimentazione (Pi, P2, P3) regolabili in funzione di una posizione angolare (φ) di detto elemento (20) rispetto ad un asse di riferimento (X) di detta tavola rotante idrostatica (2), detto elemento (20) essendo disposto su detti secondi mezzi a ralla (4) decentrato rispetto a detto asse di rotazione (B). 19. Metodo secondo la rivendicazione 18, in cui detto fluido è alimentato con detta pluralità di pressioni di alimentazione (Ρχ, P2, P3) regolabili da rispettive unità di alimentazione (Si, S2, S3). 20. Metodo secondo la rivendicazione 19, in cui ciascuna pressione di alimentazione (Ρχ, P2, P3) regolabile è ottenibile da una pressione principale di alimentazione (Pa) tramite mezzi di regolazione (PVi, PV2, PV3) di una rispettiva unità di alimentazione (Si, S2, S3). 21. Metodo secondo la rivendicazione 20, in cui detta pressione principale di alimentazione (Pa) è sostanzialmente costante ed avente definito valore, in particolare compreso tra 3 e 10 MPa. 22. Metodo secondo la rivendicazione 20 oppure 21, in cui ciascuna pressione di alimentazione è definita dalla formula:

   dove: Paè detta pressione principale di alimentazione di detto fluido [Pa]; Ki e K2sono parametri adimensionali positivi tali che 0 < K1 K2< 1; φ è detta posizione angolare di detto elemento (20) decentrato [rad]; j = 1, 2, ..., M; M essendo il numero totale di dette unità di alimentazione (Si, S2, S3). 23. Metodo secondo la rivendicazione 22, in cui il valore di una resistenza idraulica (R1,1, R1,2, R1,3,... RN,3) interposta tra ciascuna tasca idrostatica (T1, T2, ..., T12) ed una rispettiva unità di alimentazione (Si, S2, S3) è dato dalla formula: [eq . 2 ] dove: K è una costante di proporzionalità [Pa-m /s]; i = 1, 2, ..., N; N essendo il numero totale di dette tasche idrostatiche (T1, T2, T12); j = 1, 2, M; M essendo il numero totale di detta pluralità di unità di alimentazione (S1, S2, S3). 24. Metodo secondo la rivendicazione 23, in cui il valore di una portata (Q1, Q2,..., Q12) di detto fluido in ciascuna tasca idrostatica (T1, T2, ..., T12) è dato da: [eq. 3] dove: Pjè detta pressione di alimentazione [Pa]; Pt è una pressione effettiva di detto fluido in detta tasca idrostatica (Ti) [Pa]; Ri ,jè la resistenza idraulica di una tasca (Ti) collegata ad un'unità di alimentazione (Sj) [Pa-m<3>/s]; i = 1, 2, ..., N; N essendo il numero totale di dette tasche idrostatiche (Τ1, T2, ..., T12); j = 1, 2, ..., M; M essendo il numero totale di dette unità di alimentazione (S1, S2, S3). 25. Metodo secondo la rivendicazione 24, in cui detta portata (Qi, Q2,..., Q12) è calcolabile con la formula: [eq.4] dove: Paè detta pressione principale di alimentazione [MPa]; Pt è detta pressione effettiva in detta tasca idrostatica (Ti) [Pa]; K è detta costante di proporzionalità [Pa-m /s]; K1 e K2sono detti parametri adimensionali; i = 1, 2, N; N essendo il numero totale di dette tasche idrostatiche (T1, T2, T12); j = 1, 2, M; M essendo il numero totale di dette unità di alimentazione (S1, S2, S3). 26. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 18 a 25, comprendente in una fase iniziale di regolazione rilevare un eventuale sbilanciamento di detto elemento (20) rispetto a detto asse di rotazione (B) e determinarne una posizione angolare iniziale (φ0) rispetto a detto asse di riferimento (X). 27. Metodo secondo la rivendicazione 26, in cui detto rilevare e detto determinare comprendono misurare una pluralità di pressioni effettive (Pt4,Pt8, Pt12) di detto fluido in rispettive tasche idrostatiche (T4, T8, T12) di detti primi mezzi a ralla (3), dette rispettive tasche idrostatiche (T4, T8, T12) essendo tra loro angolarmente distanziate. 28. Metodo secondo la rivendicazione 27, in cui detto determinare comprende comparare ed elaborare detta pluralità di pressioni di tasca misurate e calcolare detta posizione angolare iniziale (φ0)· 29. Metodo secondo la rivendicazione 28, in cui detta posizione angolare iniziale (φ0) è calcolabile con la formula :

   in cui :

   30.Metodo secondo una delle rivendicazioni da 26 a 29, comprendente, inoltre, misurare un angolo di rotazione (a) di detti secondi mezzi a ralla (4) rispetto a detto asse di riferimento (X) da sommare a detta posizione angolare iniziale (φο) Per calcolare detta posizione angolare (φ ).