ITMS940005A1

ITMS940005A1 - CUTTING MACHINE IN MARBLE, STONE AND GRANITE SLABS WITH THE SYSTEM OF PRETENSIONED STATIC BLADES AND ACTIVE TOOLS WITH UNIDIRECTIONAL STRAIGHT MOTION

Info

Publication number: ITMS940005A1
Application number: IT000005A
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Tonazzini
Original assignee: Giuseppe Tonazzini
Priority date: 1994-08-03
Filing date: 1994-08-03
Publication date: 1996-02-03
Also published as: IT1275188B; ITMS940005A0

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale dal titolo: Description of the Industrial Invention entitled:

"MACCHINA PER IL TAGLIO IN LASTRE DI MARMI, PIETRE E GRANITI CON IL SISTEMA DI LAME STATICHE PRETENSIONATE E UTENSII ATTIVI CON MOTO RETTILINEO UNIDIREZIONALE". "MACHINE FOR CUTTING MARBLE, STONE AND GRANITE SLABS WITH THE SYSTEM OF PRETENSIONED STATIC BLADES AND ACTIVE TOOLS WITH UNIDIRECTIONAL STRAIGHT MOTION".

PREMESSA PREMISE

Attualmente le macchine in esercizio per la segagione dei blocchi di prodotti lapidei per ricavarne lastre, adottano il moto alternato per produrre lavoro. Currently the machines in operation for the sawing of blocks of stone products to obtain slabs, adopt the reciprocating motion to produce work.

Il moto alternato è stato universalmente adottato perchè risulta di facile realizzazione. The reciprocating motion has been universally adopted because it is easy to implement.

Il cinematismo di attuazione del moto alternato si com pone di pochi e semplici meccanismi: un volano equilibratore di diametro e peso congegnale ruotante sopra ad un asse, solidale con l'asse di rotazione del volano vi è un disco a pivot con una eccentricità pari alla alla metà della corsa assegnata alle lame operatrici, collegata al pivot, una biella di unione pivot-quadro portalame. A questo punto il moto impresso alle lame può essere: Pendolare se la macchina si avvale di abradente granulare sciolto, oppure rettilineo se là macchina monta lame con segmenti diamantati, ma sempre alternato. The kinematic mechanism for the actuation of the reciprocating motion is made up of a few simple mechanisms: a balancing flywheel of diameter and device weight rotating on an axis, integral with the axis of rotation of the flywheel, there is a pivot disc with an eccentricity equal to at the middle of the stroke assigned to the operating blades, connected to the pivot, a connecting rod pivot-blade holder framework. At this point the motion imparted to the blades can be: Pendular if the machine uses a loose granular abrading agent, or rectilinear if the machine mounts blades with diamond segments, but always alternating.

Analizzando il moto alternato rettilineo, ovvero Analyzing the alternating rectilinear motion, that is

il moto utilizzato per le lame con segmenti diamantati, potremo vedere che abbiamo una partenza da punto morto, cioè con lama ferma, un aumento progressivo della velocità di traslazione fino a velocità massima, coincidente con la metà corsa in avanti, quindi un rallentamento progressivo fino al raggiungimento del punto morto opposto a quello iniziale, e di nuovo lama ferma. Il ciclo si ripete in maniera uguale in senso inverso ed in continuo con le stesse identiche frequenze. Ciò stabilito, vediamo la composizione meccanica dei segmenti diamantati. Essi segmenti sono formati da un "impasto" di granuli di diamante, naturale o artificiale, mantenuti in posizione da un legante metallico·'con caratteristiche congegnali a trattenere incastonati i granuli di diamante. Stabilito di massima come è formato un segmento diamantato, è faci le capire che il movimento alternato porta fatalmente ad allargare l’alveolo di contenimento del grano di diamante e quindi alla sua prematura perdita. In oltre vi sono altri due fattori molto importanti da considerare. Primo fattore, ad ogni punto morto, con lama ferma ma sotto pressione, si avranno delle micro rotture nella struttura dei grani di diamante, quindi indebolimento strutturale degli stessi. Secondo fattore, i segmenti diamantati per loro natura dovrebbero operare con velocità costanti in rapporto con la loro struttura costruttiva, questo per ottenere la massima resa di produzione oraria e di mètri quadri sezione taglio. Come abbiamo visto, ciò non è possibile con il moto alternato che è formato da momenti di accelerazione e momenti di decelerazione con momenti di velocità zero. the motion used for the blades with diamond segments, we will be able to see that we have a departure from dead center, that is with the blade stationary, a progressive increase in the translation speed up to maximum speed, coinciding with the half forward stroke, then a progressive slowdown up to when the dead point opposite to the initial one is reached, and the blade stops again. The cycle is repeated in the same way in reverse and continuously with the same identical frequencies. Having established this, let's see the mechanical composition of the diamond segments. These segments are formed by a "mixture" of natural or artificial diamond granules, held in position by a metal binder with characteristics which are designed to hold the diamond granules set. Established in principle how a diamond segment is formed, it is easy to understand that the alternating movement fatally leads to widening the containment cell of the diamond grain and therefore to its premature loss. In addition, there are two other very important factors to consider. First factor, at each dead point, with the blade still but under pressure, there will be micro breaks in the structure of the diamond grains, therefore structural weakening of the same. Second factor, the diamond segments by their nature should operate with constant speeds in relation to their constructive structure, this in order to obtain the maximum hourly production yield and of square meters cutting section. As we have seen, this is not possible with the reciprocating motion which is formed by moments of acceleration and moments of deceleration with moments of zero speed.

In considerazione di tutte le osservazioni sopra esposte si arriva a stabilire che il lavoro con il moto alternato altro non è che un "adattamento conveniente" per ottenere un risultato di una certa economicità. In consideration of all the above observations it is possible to establish that the work with the reciprocating motion is nothing more than a "convenient adaptation" to obtain a result of a certain cost-effectiveness.

La premessa si è resa necessaria per meglio capire la origine dell'idea che ha portato al nuovo trovato. The premise was necessary to better understand the origin of the idea that led to the new invention.

Il nuovo trovato si compone di una struttura porr tante ,composta da quattro colonne a sviluppo verticale, distanziate fra di esse per ricevere al loro interno un blocco ed una serie di "lame" speciali. Solidale con la struttura portante ma scorrevole sopra ad essa struttura con movimento verticale, vi è uno speciale sistema di pressione adatto per fare penetrare le lame nella massa del blocco in lavoro onde ricavarne lastre oppure riquadrare il blocco stesso. The new invention consists of a supporting structure, composed of four vertically developing columns, spaced apart to receive a block and a series of special "blades" inside them. Integral with the load-bearing structure but sliding above it structure with vertical movement, there is a special pressure system suitable for making the blades penetrate the mass of the working block in order to obtain slabs or frame the block itself.

La novità del trovato consiste nel fatto che le lame sono statiche. Esse lame non hanno nessun movimento attivo, vengono solamente tensionate per ottenere l'irrigidimento statico. Il compito delle lame è unicamente quello di supporto e guida di una serie di inserti mobili con movimento rettilineo unidirezionale che si avvolgono sopra al perimetro delle lame-stesse. The novelty of the invention consists in the fact that the blades are static. The blades have no active movement, they are only tensioned to obtain static stiffening. The task of the blades is solely that of supporting and guiding a series of movable inserts with unidirectional rectilinear movement that wind over the perimeter of the blades themselves.

Per meglio capire il sistema di taglio con lame statiche e settori attivi, esamineremo una sola lama. To better understand the cutting system with static blades and active sectors, we will examine a single blade.

La lama è composta da due nastri d'acciaio che visti di fronte, nel senso della loro lunghezza, sono disposti verticalmente uno sopra all'altro. Essi nastri sono distanziati fra loro per consentire il passaggio di un distributore di acqua. Lo spessore dei nastri formanti la lama, varia in proporzione allo spessore dei segmenti per produrre il taglio. Alle due estremità, teste, dei nastri, sono posizionati dei distanziatori che fissati in modo stabile ai nastri, assolvono ai compiti di posizionamento della lama ed aggancio del sistema di tensionamento. La lama è stata concepita in questa forma perchè offre indubbi vantaggi tecnici ed economici: la possibilità di distribuire, al suo interno, l'acqua refrigerante per i settori in lavoro, ed infine la possibilità di utilizzare, per rotazione, quattro piste di scorrimento per i settori. The blade is made up of two steel strips which, seen from the front, along their length, are arranged vertically one above the other. These belts are spaced apart to allow the passage of a water dispenser. The thickness of the strips forming the blade varies in proportion to the thickness of the segments to produce the cut. At the two ends, heads, of the belts, spacers are positioned which, fixed in a stable way to the belts, perform the tasks of positioning the blade and hooking the tensioning system. The blade has been conceived in this form because it offers undoubted technical and economic advantages: the possibility of distributing the cooling water inside it for the sectors in work, and finally the possibility of using, by rotation, four sliding tracks for the sectors.

La lama, così come spiegata, non costituisce limitazione al concetto che informa il trovato. The blade, as explained, does not constitute a limitation to the concept that informs the invention.

Essa lama può essere: costruita anche con forme diverse senza uscire dal concetto del principio che informa la particolarità della lama statica e settori attivi. This blade can be: also built with different shapes without leaving the concept of the principle that informs the particularity of the static blade and active sectors.

Vediamo gli utensili operatori. Con la possibilità di usare il moto rettilineo unidirezionale non esistono limiti alla scelta di utensili operatori. Se il sistema di taglio a movimento alternato obbliga all'uso esclusivo di utensili abradenti, il sistema con moto rettilineo unidirezionale apre la possibilità di usare tutti gli utensili offerti dai Costruttori di settori, siano essi utensili abradenti o ad estrusione, con i più svariati sistemi di fissaggio escogitati dai costruttori stessi e da essi consigliati. Let's see the operating tools. With the possibility of using unidirectional rectilinear motion there are no limits to the choice of operating tools. If the alternating motion cutting system requires the exclusive use of abrading tools, the system with unidirectional rectilinear motion opens up the possibility of using all the tools offered by the manufacturers of the sectors, whether abrading or extrusion tools, with the most varied systems fasteners devised by the manufacturers themselves and recommended by them.

La possibilità di potere usare utensili che operano per estrusione consente di ridurre i costi di esercizio e di aumentare la produzione, infatti gli utensili ad estrusione penetrano nella massa in lavoro asportando dei trucioli, nel caso di lapidei scaglie, in questo modo, per produrre il taglio, si ha il 35% di vero taglio ed il 65% di asportazione per disgregazione del materiale. Da queste considerazioni è facile intuire che risulta oltremodo conveniente operare con utensili ad estrusione, comunque tutte le volte che il materiale in lavoro 10 consente. The possibility of being able to use tools that operate by extrusion allows to reduce operating costs and increase production, in fact the extrusion tools penetrate the mass being worked by removing shavings, in the case of stone flakes, in this way, to produce the cut, there is 35% of true cut and 65% of removal by disintegration of the material. From these considerations it is easy to understand that it is extremely convenient to operate with extrusion tools, in any case whenever the material being worked 10 allows.

il movimento rettilineo unidirezionale è stato realizzato assemblando una serie di pezzi di forma congegnale a scorrere sopra ad una lama tensionata. essi pezzi hanno, nella parte in contatto con la lama, un incastro di larghezza e profondità proporzionata alla lama impiegata per il loro guidaggio, praticamente essi pezzi "cavalcano" la lama di guida. Sempre nella parte in contatto con la lama, ma con profondità maggiore, vi è un ulteriore incastro, con forma e posizione congegnale per ricevere un dente avente funzione di traino. the unidirectional rectilinear movement has been achieved by assembling a series of pieces of device shape to slide over a tensioned blade. these pieces have, in the part in contact with the blade, an interlocking width and depth proportionate to the blade used for their guiding, practically these pieces "ride" the guide blade. Still in the part in contact with the blade, but with greater depth, there is a further joint, with a shape and a congenial position to receive a tooth having a driving function.

Infatti alle estremità della lama sono posizionate apposite ruote dentate di rinvio, una attiva ed una passiva, sopra a cui si incastrano i pezzi oggetto della spiegazione. I pezzi portano, nelle teste, dei fori idonei a collegare i pezzi stessi fra di loro in modo da formare un treno snodato che si avvolge sul perimetro della lama di guida. I pezzi, nel lato opposto a quello in contatto con la lama, rivolto verso il materiale in lavoro, avranno forme idonee a ricevere e fissare degli utensli operatori. Le forme di fissaggio degli utensili operatori saranno congegnali al tipo e suggerite dai costruttori degli utensili stessi. In fact, at the ends of the blade there are special gear wheels, one active and one passive, above which the pieces covered by the explanation fit together. The pieces have holes in the heads that are suitable for connecting the pieces themselves so as to form an articulated train that winds around the perimeter of the guide blade. The pieces, on the side opposite to that in contact with the blade, facing the material being processed, will have shapes suitable for receiving and fixing operating tools. The attachment forms of the operating tools will be congenial to the type and suggested by the manufacturers of the tools themselves.

Il moto di traslazione del treno utensili sopra alla lama di guida può essere ad attrito radente oppure ad attrito volvente, il tipo di atrito è determinato dal sistema scelto per l'unione dei pezzi fra essi stessi, se è con perno snodato senza distanziere, oppure con perno fisso e rullino distanziatore ruotante. The traverse motion of the tool train above the guide blade can be with sliding friction or with rolling friction, the type of friction is determined by the system chosen for joining the pieces between themselves, if it is with an articulated pin without spacing, or with fixed pin and rotating spacer roller.

Tutto l'equipaggio formato dalla lama tensionata e dal treno degli utensili operatori è spinto in lavoro da uno speciale sistema di avanzamento. The whole crew formed by the tensioned blade and the train of operating tools is pushed into work by a special advancement system.

Al fine di ottenere l'ottimizzazione di resa produttiva e durata degli utensili, siano essi estrusivi o abrasivi, si è pensato a un sistema combinato del movimento di avanzamento. Esso movimento è formato da un cinematismo di moto azionato da un motore elettrico, brushless o similare, con variazione elettronica dei giri, la . scheda di controllo della velocità di rotazione del motore è a sua viltà governata da uno speciale ammortizzatore che,è posizionato fra la struttura portante delle lame ed il sistema meccanico di cala. L'ammortizzatore è dotato di un sensore in grado di avvertire ogni minima variazione di pressione al suo interno e modificando i parametri di regolazione giri motore, è in grado di adeguare in più o in meno la velocità di avanzamento degli utensili, mantenendola senpre dentro ai parametri ottimali di produttività in lavoro. In order to obtain the optimization of production yield and duration of the tools, whether they are extrusive or abrasive, a combined system of the feed movement was thought of. This movement is formed by a motion kinematics operated by an electric motor, brushless or similar, with electronic variation of the revolutions, the. motor rotation speed control board is in its own right governed by a special shock absorber which is positioned between the supporting structure of the blades and the lowering mechanical system. The shock absorber is equipped with a sensor capable of sensing every slight variation in pressure inside it and by modifying the engine rpm adjustment parameters, it is able to adjust the advancement speed of the tools more or less, keeping it always within the optimal parameters of productivity in work.

Fino a ora abbiamo parlato delle possibilità della macchina di produrre blocchi riquadrati e lastre di spessore e parallelismo perfetto. Se dotiamo la macchina di un carrello portablocchi girevole e scorrevole a control lo numerico dei suoi movimenti, vediamo che la macchina è in grado di produrre anche lavorati di notevoli dimensioni come masselli con tagli nelle diverse angolazioni oppure elementi di architettura lineare di grande formato usando il principio delle coordinate cartesiane. Up to now we have talked about the machine's possibilities to produce squared blocks and slabs of perfect thickness and parallelism. If we equip the machine with a rotating and sliding block-holder trolley with numerical control of its movements, we see that the machine is also capable of producing large-sized items such as blocks with cuts in different angles or large-format linear architectural elements using the principle of Cartesian coordinates.

Claims

CLAIMS 1) It claims to have studied and devised a machine capable of obtaining slabs from blocks of stone products, using pre-tensioned static blades and tools with continuous unidirectional rectilinear motion.

2) Machine, as per the previous claim, which is highlighted by the fact that it has succeeded in obtaining a continuous unidirectional rectilinear motion of the operating tools, placing them tools on special supports studied and designed so as to be, they supports and consequently the tools mounted above them, guided and pushed with precision in their working motion, by a static tensioned blade integral with trolleys having vertical motion.

3) Machine, as per the previous claims, characterized by the fact that, in order to obtain a continuous unidirectional motion, it uses active and idle return wheels placed at the ends of the static blade which allow the tool supports to slide over the perimeter of the blade itself, being they are supports, joined together with articulated pins.

4) Machine, as per the preceding claims, characterized by the fact that, having obtained the possibility of operating with continuous unidirectional rectimine motion, it is able to produce cuts using tools that operate by abrasion or by extrusion, conveniently chosen according to the material to be worked.

5) Machine, as per the preceding claims, characterized in that, using diversified tools, it is able to vary the linear translation speed of the tools, adapting it to their mechanical and physical characteristics.

6) Machine, as per the preceding claims, characterized by the fact that, using indifferently abrasive or extrusive tools with continuous unidirectional rectilinear motion, precisely guided in the penetration of the mass-block being worked, it is able to obtain slabs of general thickness and perfect parallelism or squaring blocks of any stone material, including granite.

7) Machine, as per the preceding claims, characterized by the fact that, to obtain the pressure above the working tools, it uses a special combined system capable of maintaining constant and optimal pressure during the working phase and of giving it elasticity.

8) Machine, as per the preceding claims, characterized by the fact that it can be equipped with one or more static blades with tools with continuous unidirectional rectilinear movement, designed and built to produce cuts of small thickness.

9) Machine, as per the previous claims, characterized by the fact that, equipped with a special block-holder trolley with motorized translation and rotation movements governed by numerical controls, it is able to conveniently perform particular and precision machining on large pieces, by making cuts with predetermined angles or pieces with linear architectural motifs, eg. cornices of large-sized fabrics, obtained from any stone material, including granite.

10) Machine, as per the preceding claims, designed and engineered to produce single or multiple cuts of small thickness, using the particularity of the unidirectional continuous rectilinear motion tools wrapping on pre-tensioned static blades with the precise purpose of working stone products, squaring blocks or reduce these into slabs, perform medium and large-sized works and also architectural motifs, as presented and described. The variation of shapes, the destination for other uses or the different motorizations or movements do not limit the principle that informs the present invention.