ITRN20060009A1 - SYSTEM FOR CHANGING TOOLS IN A WOOD PROCESSING MACHINE - Google Patents
SYSTEM FOR CHANGING TOOLS IN A WOOD PROCESSING MACHINE Download PDFInfo
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Description
DESCRIZIONE annessa alla domanda di brevetto per invenzione industriale avente per TITOLO: DESCRIPTION attached to the patent application for industrial invention having as TITLE:
“SISTEMA PER IL CAMBIO DEGLI UTENSILI IN UNA MACCHINA PER LA LAVORAZIONE DEL LEGNO” "SYSTEM FOR CHANGING TOOLS IN A WOODWORKING MACHINE"
La p resente i nvenzione concerne u na m acchina u tensile p er I a lavorazione di pezzi in legno od assimilabili, in guisa di un centro di lavoro a controllo numerico. Detta macchina afferisce ad una tipologia sostanzialmente nota nel settore della seconda lavorazione del legno, ed e' destinata in particolare alle lavorazioni di fresatura verticale superiore, sia dal pieno che di scontomatura, come anche a lavorazioni di foratura od esecuzione di figure ottenute per fresatura su pezzi destinati all'impiego nell'industria del mobile d'arredo o dell’oggettistica. The present invention relates to a tooling machine for processing wooden or similar pieces, in the manner of a numerically controlled machining center. Said machine refers to a type substantially known in the second woodworking sector, and is intended in particular for upper vertical milling operations, both from solid and contouring, as well as for drilling or execution of figures obtained by milling on pieces intended for use in the furnishing or giftware industry.
Tali operazioni sono complessivamente note sotto il nome fresatura a controllo numerico dei pezzi. These operations are generally known under the name numerical control milling of the pieces.
Nei suddetti centri di lavoro, i pezzi vengono fissati ad un tavolo di lavoro, mediante appositi dispositivi di ritenuta, per esempio a vuoto, e lavorati mediante gli utensili a fresare od a forare portati dai gruppi operatori - generalmente elettromandrini - associati mediante supporti opportuni ad un longherone soprastante il tavolo e parallelo ad esso, e recanti gli utensili rivolti in basso, verso il tavolo stesso. In the aforementioned machining centers, the pieces are fixed to a work table, by means of special restraining devices, for example vacuum, and processed by means of the milling or drilling tools carried by the operating groups - generally electrospindles - associated with suitable supports to a longitudinal member above the table and parallel to it, and bearing the tools facing downwards, towards the table itself.
Il moto di alimentazione di taglio deriva sempre dalla composizione di movimenti almeno fra i due assi ortogonali X ed Y paralleli al tavolo, in cui una componente - per esempio la Y - e’ dovuta allo scorrimento dei supporti di detti gruppi sul longherone, e l'altra componente, la X, al moto del longherone stesso sopra il tavolo fisso ovvero - in altre realizzazioni - al moto del tavolo sotto il longherone fisso. The cutting feed motion always derives from the composition of movements at least between the two orthogonal axes X and Y parallel to the table, in which a component - for example the Y - is due to the sliding of the supports of said groups on the side member, and the another component, the X, to the motion of the same side member above the fixed table or - in other embodiments - to the motion of the table under the fixed side member.
Su queste macchine si presenta la necessita' di procedere, nel minore tempo possibile, al cambio degli utensili. On these machines there is the need to change the tools in the shortest possible time.
L'invenzione dunque concerne, in particolare, un centro di lavoro sul quale e' implementato un nuovo sistema per il cambio degli utensili, in grado di soddisfare in maniera vantaggiosa tale requisito. The invention therefore concerns, in particular, a machining center on which a new system for changing tools is implemented, capable of satisfying this requirement in an advantageous manner.
Con particolare riferimento alle architetture di centri di lavoro presentanti un longherone che e' parte di una struttura a portale, eventualmente scorrevole a guisa di carro su guide del basamento di macchina, allo stato dell'arte nel settore sono noti dei centri di lavoro in cui lungo l'asse (sia Y) del longherone, e’ direttamente scorrevole una prima slitta, chiamata anche carro Y. Detta prima slitta presenta a sua volta opportune guide del moto lineare - orientate secondo un asse Z normale al tavolo di lavoro - per una seconda slitta, chiamata anche carro Z, sulla quale tutti i gruppi operatori sono generalmente supportati, con possibilità' di registrazione singola di ogni gruppo lungo il detto asse Z. Il citato carro Z, adempie il compito di movimentare la totalità' dei gruppi operatori lungo l'asse Z, di conserva tra loro. With particular reference to the architectures of machining centers having a longitudinal member which is part of a portal structure, possibly sliding like a wagon on guides of the machine base, machining centers are known in the art in the sector in which along the axis (both Y) of the side member, a first slide, also called the Y carriage, is directly sliding. Said first slide has in turn suitable linear motion guides - oriented according to a Z axis normal to the work table - for a second slide, also called Z carriage, on which all the operating groups are generally supported, with the possibility of individual registration of each group along the said Z axis. The aforementioned Z carriage fulfills the task of moving all the operating groups along the Z axis is conserved between them.
Le soluzioni per il cambio degli utensili in siffatti centri di lavoro, sono estremamente diversificate tra loro, e possono suddividersi sostanzialmete in due tipologie. In una prima, caratterizzata da un basso numero di utensili nel magazzino, il gruppo operatore e' collegato, nel suo moto in Y, al magazzino utensili e relativo dispositivo di scambio. In una seconda, caratterizzata da u n e levato n umero di utensili nel magazzino, il gruppo di lavoro viene movimentato fino al sito ove e' collocato il magazzino, che e' fisso rispetto al longherone. The solutions for changing tools in such machining centers are extremely diversified from each other, and can be substantially divided into two types. In the first one, characterized by a low number of tools in the magazine, the operating unit is connected, in its motion in Y, to the tool magazine and relative exchange device. In a second one, characterized by a raised number of tools in the magazine, the work group is moved to the site where the magazine is located, which is fixed with respect to the side member.
Un centro di lavoro conforme all'attuale stato dell'arte e' gravato da problemi di utilizzo legati agli aspetti appena elencati. A machining center compliant with the current state of the art is burdened by problems of use related to the aspects listed above.
Evidentemente la prima tipologia citata consente rapidi cambi dell'utensile che come detto risiede praticamente a bordo del gruppo, ma non consente elevate accelerazioni del gruppo, a causa dalle masse degli utensili che devono essere movimentati in Y assieme al gruppo operatore stesso. Obviously the first type mentioned allows rapid changes of the tool which, as mentioned, resides practically on board the group, but does not allow high accelerations of the group, due to the masses of the tools that must be moved in Y together with the operating group itself.
Inversamente, la seconda tipologia citata consente al gruppo operatore le massime accelerazioni, ma penalizza i tempi di cambio dell'utensile, a causa delle corse da e verso il magazzino. Conversely, the second type mentioned allows the operator group to achieve maximum accelerations, but penalizes tool change times, due to the strokes to and from the magazine.
Dunque, una macchina che disponga di una soluzione in grado di minimizzare i tempi di cambio dell'utensile, e nel contempo di prevedere un elevato numero di utensili, che pero' non rappresentino masse da accelerare assieme a quelle del gruppo operatore nei moti lungo l'asse Y, rappresenterebbe una valida soluzione ai problemi esposti a carico dello stato dell'arte. Therefore, a machine that has a solution capable of minimizing tool change times, and at the same time providing a large number of tools, which however do not represent masses to be accelerated together with those of the operating group in the movements along the axis Y, would represent a valid solution to the problems exposed to the state of the art.
Lo scopo che il presente trovato si propone, tramite l'adozione di un particolare sistema di cambio degli utensili sul gruppo operatore, e’ proprio quello di eliminare gli inconvenienti menzionati in precedenza; in particolare, introducendo sul centro di lavoro un sistema ove le masse degli utensili non risultino associate al moto del gruppo operatore lungo l'asse Y, e che nel contempo sia in grado di consegnare/prelevare con immediatezza al/dal gruppo operatore gli utensili destinati al cambio. The purpose of the present invention, through the adoption of a particular tool change system on the operating unit, is precisely to eliminate the aforementioned drawbacks; in particular, by introducing a system on the machining center where the masses of the tools are not associated with the motion of the operating group along the Y axis, and which at the same time is able to deliver / withdraw the intended tools immediately to / from the operating group. at the exchange.
Il tutto mantenendo gli ingombri entro i normali standard, ma soprattutto utilizzando, per la movimentazione dei mezzi di supporto degli utensili, sostanzialmente le preesistenti guide e catene cinematiche (o parti di esse) già' previste per la movimentazione dei gruppi operatori stessi. All this while keeping the overall dimensions within the normal standards, but above all using, for the movement of the tool support means, substantially the pre-existing guides and kinematic chains (or parts of them) already provided for the movement of the operating groups themselves.
Ciò’ non era realizzato con le soluzioni di arte nota. This was not achieved with known art solutions.
Il trovato, quale esso e' caratterizzato dalle rivendicazioni, risolve pertanto il problemi menzionati. The invention, as it is characterized by the claims, therefore solves the mentioned problems.
In particolare, il trovato si riferisce ad una macchina in guisa di centro di lavoro a controllo numerico per la lavorazione di pezzi in legno, comprendente un tavolo di lavoro disposto su un basamento secondo la giacitura individuata da due assi X ed Y di una terna ortogonale Χ,Υ,Ζ, nonché' un longherone contraffacciato a detto tavolo di lavoro, e longitudinalmente disposto secondo detto asse Y. In particular, the invention refers to a machine in the guise of a numerically controlled work center for processing wooden pieces, comprising a work table arranged on a base according to the position identified by two axes X and Y of an orthogonal triad Χ, Υ, Ζ, as well as a longitudinal member facing said work table, and longitudinally arranged according to said Y axis.
Il centro di lavoro prevede una prima disposizione di guide lineari, associata al longherone, sulla quale una slitta e' scorrevole longitudinalmente, per conferire una movimentazione lungo l'asse Y ad un gruppo operatore che esegue le lavorazioni sui detti pezzi fissati al tavolo. Il centro di lavoro comprende altresì': The machining center provides a first arrangement of linear guides, associated with the longitudinal member, on which a slide slides longitudinally, to give movement along the Y axis to an operating group that performs the work on said pieces fixed to the table. The work center also includes:
- una prima catena cinematica di trasmissione del moto interposta tra il longherone e la slitta, comprendente una prima pluralità' di membri ed un relativo primo motore di azionamento, atta a comandare lo scorrimento di detta slitta lungo detto asse Y; - a first kinematic chain for the transmission of motion interposed between the longitudinal member and the slide, comprising a first plurality of members and a relative first drive motor, adapted to control the sliding of said slide along said Y axis;
- un magazzino portautensili; - a tool magazine;
- una navetta di trasporto degli utensili, scorrevole lungo l'asse Y su una seconda disposizione di guide lineari, per permettere il trasferimento degli utensili fra il magazzino portautensili ed il gruppo operatore; - a tool transport shuttle, sliding along the Y axis on a second arrangement of linear guides, to allow the tools to be transferred between the tool holder magazine and the operating unit;
- una seconda catena cinematica di trasmissione del moto interposta tra il longherone e la navetta, comprendente una seconda pluralità' di membri ed un relativo secondo motore di azionamento, per comandare lo scorrimento della navetta lungo detto asse Y; - a second motion transmission kinematic chain interposed between the longitudinal member and the shuttle, comprising a second plurality of members and a related second drive motor, to control the sliding of the shuttle along said axis Y;
- mezzi portautensili situati a bordo della navetta; - tool holder means located on board the shuttle;
- mezzi di scambio, atti a trasferire gli utensili tra la navetta ed il gruppo operatore. - exchange means, suitable for transferring the tools between the shuttle and the operating unit.
La peculiarità' del trovato risiede principalmente nei seguenti fattori: The peculiarity of the invention lies mainly in the following factors:
- la citata seconda disposizione di guide risulta associata al longherone, e ad essa appartiene almeno una guida appartenente anche alla prima disposizione di guide, - the aforementioned second arrangement of guides is associated with the longitudinal member, and at least one guide belonging to it also belongs to the first arrangement of guides,
- la citata seconda catena cinematica comprende almeno un membro appartenente anche alla prima catena cinematica. - the aforementioned second kinematic chain comprises at least one member also belonging to the first kinematic chain.
I vantaggi ottenuti sulla macchina oggetto del presente trovato, come già’ in parte piu' sopra menzionato, derivano principalmente dalla rapidità' nei tempi di cambio dell'utensile che una siffatta architettura consente, nonché' dal fatto che le masse degli utensili non devono essere accelerate insieme al gruppo operatore nel moto di esso lungo l'asse Y, ferma restando l'elevato numero di utensili disponibili nel magazzino. The advantages obtained on the machine object of the present invention, as already partially mentioned above, derive mainly from the rapidity in the tool change times that such an architecture allows, as well as from the fact that the masses of the tools do not have to be accelerate together with the operating unit in its motion along the Y axis, without prejudice to the high number of tools available in the magazine.
E' vantaggiosa anche l'economia che consegue dall'essere (almeno in parte) in comune gli elementi di guida e di trasmissione del moto della slitta e della navetta. The economy resulting from the common (at least in part) elements for guiding and transmitting the motion of the slide and the shuttle is also advantageous.
E’ evidente, pertanto, come una macchina equipaggiata conformemente ai concetti già' esposti, presenti vantaggi e flessibilità' notevolmente superiori rispetto alle macchine afferenti allo stato anteriore della tecnica; inoltre, occorre rilevare come anche i costi dei particolari costituenti il sistema siano molto contenuti, trattandosi di componentistica del tutto ordinaria. It is therefore evident that a machine equipped in accordance with the concepts already 'exposed, has considerably greater advantages and flexibility' than machines pertaining to the prior state of the art; moreover, it should be noted that the costs of the parts making up the system are also very low, since they are completely ordinary components.
Il trovato e' esposto piu' in dettaglio nel seguito, con l’aiuto dei disegni che ne rappresentano una modalità' d'esecuzione, comunque puramente esemplificativa e non vincolante, riferentesi ad una macchina che integri il sistema di cambio degli utensili conforme a quanto esplicitato finora. The invention is set out in more detail below, with the help of the drawings which represent a method of execution, however purely by way of example and not binding, referring to a machine that integrates the tool change system in compliance with the explained so far.
Il resto della macchina e’ sostanzialmente riconducibile ad un possibile allestimento di un comune noto centro di lavoro a controllo numerico, e pertanto se ne omette la descrizione di dettaglio, limitandosi q ui sostanzialmente ai particolari afferenti alla meccanica del sistema di cambio degli utensili a bordo del longherone, che costituisce il fattore di innovazione rispetto allo stato dell’arte. The rest of the machine is substantially attributable to a possible set-up of a common known numerical control machining center, and therefore the detailed description is omitted, thus substantially limited to the details relating to the mechanics of the on-board tool change system. of the side member, which constitutes the innovation factor compared to the state of the art.
Pertanto, si ha che: Therefore, we have that:
- la figura 1 rappresenta una vista assonometrica e schematica del centro di lavoro nel suo complesso; in essa e' visibile il montante ed il longherone 4, che insieme configurano un portale aperto, a guisa di un carro scorrevole sul basamento 2 della macchina, lungo la direzione X; Figure 1 represents an axonometric and schematic view of the machining center as a whole; in it the upright and the longitudinal member 4 are visible, which together form an open portal, like a carriage sliding on the base 2 of the machine, along the X direction;
- la figura 2 rappresenta in assonometria un ingrandimento di particolari già' mostrati in fig. 1 ; in dettaglio e' visibile la disposizione L1 di guide G lineari su cui e' scorrevole la la slitta 5 di supporto del gruppo operatore 3; e' visibile anche l'unica guida H costituente la disposizione di guide L2 di scorrimento della navetta 6 sul longherone, che dunque risulta essere la guida Ho comune tra le disposizioni di guida L1 ed L2. - figure 2 represents in axonometry an enlargement of details already shown in fig. 1; in detail, the arrangement L1 of linear guides G on which the slide 5 supporting the operating unit 3 slides is visible; it is also visible the only guide H constituting the arrangement of guides L2 for sliding the shuttle 6 on the side member, which therefore appears to be the guide Ho common between the guide arrangements L1 and L2.
E' visibile inoltre anche la cremagliera, costituente il membro comune No fra le due catene cinematiche C1 di movimentazione della slitta 5, e C2 di movimentazione della navetta 6; The rack is also visible, constituting the common member No between the two kinematic chains C1 for moving the slide 5, and C2 for moving the shuttle 6;
- la figura 3 rappresenta in assonometria lo stesso longherone 4, con gli associati dispositivi, visto da una diversa angolazione; - figure 3 is an axonometric view of the longitudinal member 4 itself, with the associated devices, seen from a different angle;
- la figura 4 rappresenta una configurazione della macchina in cui a fianco del gruppo operatore 3 e' presente anche un ulteriore gruppo operatore 3a, laddove gli assi dei rispettivi mandrini sono disposti verticalmente in un piano normale all'asse Y del longherone 4. In tale configurazione, la navetta 6 prevede una propria parte 12 a slitta, che e' mobile rispetto al proprio telaio di base, in direzione dell'asse X, rispetto al detto longherone 4. Tale parte 12 a slitta reca i detti mezzi portautensili e i detti mezzi di scambio della navetta, materializzati entrambi dalla doppia forchetta girevole visibile nella presente figura 4, ove la detta possibilità' di spostamento in X della doppia forchetta rispetto al longherone 4 rende possibile le operazioni di cambio utensile anche sul gruppo operatore disposto piu' lontano dal longherone 4. - figure 4 represents a configuration of the machine in which next to the operating unit 3 there is also a further operating unit 3a, where the axes of the respective spindles are arranged vertically in a plane normal to the Y axis of the side member 4. In this configuration, the shuttle 6 has its own slide part 12, which is movable with respect to its base frame, in the direction of the X axis, with respect to said side member 4. This slide part 12 carries said tool holder means and said means exchange of the shuttle, both materialized by the double rotating fork visible in the present figure 4, where the said possibility of moving the double fork in X with respect to the longitudinal member 4 makes it possible to change the tool also on the operating unit located further away from the longitudinal member 4.
La macchina, ove e' implementato il sistema di cambio degli utensili che la caratterizza, nella sua esecuzione preferita descritta di seguito e mostrata nelle figure rispecchia sostanzialmente una classica architettura per i centri di lavoro, in cui un basamento 2 supporta un tavolo di lavoro 1 per il fissaggio dei pezzi, ed un montante mobile sul basamento 2 supporta un longherone 4, costituendo con esso una struttura a portale aperto scorrevole sul basamento 2 lungo la direzione X di sviluppo longitudinale del basamento 2. Ai fini della movimentazione del gruppo operatore 3, cioè' dell'utensile rispetto al longherone 4, e' prevista una soluzione a slitte, che assicura mobilita' al gruppo operatore 3 sia lungo l'asse Y longitudinale del longherone 4, sia lungo l'asse verticale Z. Una slitta 5 e' scorrevole lungo l'asse Y longitudinale del longherone 4, su una coppia L1 di guide lineari G orientate come l'asse Y longitudinale del longherone e disposte su una faccia laterale del longherone 4, a differenti quote Z. Tale coppia L1 di guide lineari, configura una disposizione di guide G lineari che sono fissate sul longherone 4, sono orientate come l'asse Y di esso, e sono destinate alla guida della slitta 5. Detta slitta 5 e' dunque un cosiddetto carro Y. The machine, where the tool change system that characterizes it is implemented, in its preferred execution described below and shown in the figures substantially reflects a classic architecture for machining centers, in which a base 2 supports a work table 1 for fixing the pieces, and a movable upright on the base 2 supports a longitudinal member 4, thereby constituting an open portal structure sliding on the base 2 along the longitudinal direction X of the base 2. For the purposes of moving the operating unit 3, that is, of the tool with respect to the longitudinal member 4, a slide solution is provided, which ensures mobility to the operating unit 3 both along the longitudinal Y axis of the longitudinal member 4 and along the vertical axis Z. A slide 5 is sliding along the longitudinal Y axis of the side member 4, on a pair L1 of linear guides G oriented like the longitudinal Y axis of the side member and arranged on a side face of the side member one 4, at different Z heights. This pair L1 of linear guides, configures an arrangement of linear guides G which are fixed on the longitudinal member 4, are oriented as the Y axis of it, and are intended for the guide of the slide 5. Said slide 5 is therefore a so-called Y-chariot.
Un magazzino portautensili 7, del tipo a disco rotante, e' situato all'estremità' posteriore del longherone 4, cioè' in corrispondenza del montante, ed e' girevole attorno ad un proprio asse, verticale come l'asse Z. Sul longherone 4, tra la slitta 5 ed il magazzino portautensili 7, e' posizionata u na navetta 6, scorrevole su u na g uida (delle d ue, quella posta a quota superiore) facente parte della citata coppia L1 di guide G. Tale guida superiore, sia detta Ho, da sola configura una disposizione L2 di guide H che sono fissate sul longherone 4, sono orientate come l'asse Y, e sono destinate alla guida della navetta 6. A tool magazine 7, of the rotating disc type, is located at the rear end of the side member 4, that is, in correspondence with the upright, and is rotatable around its own axis, vertical like the Z axis. On the side member 4 , between the slide 5 and the tool holder magazine 7, a shuttle 6 is positioned, sliding on a guide (of the two, the one placed at a higher level) forming part of the aforementioned pair L1 of guides G. This upper guide, be called Ho, it alone configures an arrangement L2 of guides H which are fixed on the longitudinal member 4, are oriented like the Y axis, and are intended for the guide of the shuttle 6.
Vantaggiosamente dunque, quale guida Ho per la navetta 6 viene utilizzata una delle guide della disposizione di guide L1 destinate alla slitta 5. Advantageously, therefore, one of the guides of the arrangement of guides L1 intended for the slide 5 is used as guide Ho for the shuttle 6.
La trasmissione del moto in Y alla slitta 5 e' affidata ad una catena cinematica C1 di tipo ben noto, che prevede un pignone (e relativo motore) a bordo della slitta 5, ed una cremagliera No fissata al longherone 4, ed orientata come l'asse Y. The transmission of the motion in Y to the slide 5 is entrusted to a kinematic chain C1 of a well known type, which provides a pinion (and relative motor) on board the slide 5, and a rack No fixed to the side member 4, and oriented as the 'Y axis
Analogamente, la trasmissione del moto in Y alla navetta 6 e' affidata ad una catena cinematica C2 dello stesso tipo, che prevede ancora un relativo pignone (e relativo motore) a bordo della navetta 6, ed ancora una cremagliera fissata al longherone 4 ed orientata come l'asse Y, che nella fattispecie e' la stessa cremagliera No della catena cinematica C1 afferente alla slitta 5. Similarly, the transmission of motion in Y to the shuttle 6 is entrusted to a kinematic chain C2 of the same type, which still provides a relative pinion (and relative motor) on board the shuttle 6, and still a rack fixed to the side member 4 and oriented such as the Y axis, which in this case is the same rack No of the kinematic chain C1 afferent to slide 5.
La navetta 6 porta a bordo una doppia forchetta girevole, capace di alloggiare due utensili. Tale forchetta, il cui asse di rotazione e' verticale, configura sia dei mezzi 8 portautensili a bordo navetta, sia dei mezzi 9 di scambio degli utensili tra navetta 6 e gruppo operatore 3. The shuttle 6 carries on board a double revolving fork, capable of housing two tools. This fork, whose axis of rotation is vertical, configures both tool holder means 8 on the shuttle, and means 9 for exchanging tools between shuttle 6 and operating unit 3.
Naturalmente, sono presenti anche rispettivi attuatoli (noti) per le corse lineari in Z dei gruppo 3 e della navetta 6, nonché' un attuatore (noto) per la rotazione della detta doppia forchetta. Of course, there are also respective actuators (known) for the linear strokes in Z of the unit 3 and of the shuttle 6, as well as a (known) actuator for the rotation of said double fork.
A bordo del magazzino portautensili 7 e della navetta 6 (sulla doppia forchetta) sono previsti anche usuali serraggi comandati dal controllo numerico, per la ritenzione degli utensili nelle rispettive sedi. On board the tool-holder magazine 7 and the shuttle 6 (on the double fork) there are also usual clampings controlled by the numerical control, for the retention of the tools in their respective seats.
Nella presente applicazione, la corsa in Z attribuita alla navetta 6 (comandata da un attuatore pneumatico lineare) e' di entità' assai limitata, rappresentando essa la corsa necessaria per infilare e sfilare gli utensili. In the present application, the stroke in Z attributed to the shuttle 6 (controlled by a linear pneumatic actuator) is very limited, representing the stroke necessary to insert and remove the tools.
Una variante concettualmente riconducibile alla soluzione appena prospettata, e dunque rientrante nell'ambito di protezione del presente trovato, prevede che - oltre al detto gruppo 3 operatore - un ulteriore gruppo 3a operatore sia associato alla slitta 5, sempre in maniera scorrevole lungo l'asse Z rispetto ad essa. A variant conceptually attributable to the solution just proposed, and therefore falling within the scope of protection of the present invention, provides that - in addition to said operator unit 3 - a further operator unit 3a is associated with the slide 5, always sliding along the axis Z with respect to it.
In tale caso, u na d isposizione vantaggiosa dei d ue detti g ruppi operatori 3 e 3a e' tale per cui i rispettivi assi mandrino sono paralleli e contenuti in un piano normale a detto asse Y. In this case, an advantageous arrangement of the two said operating groups 3 and 3a is such that the respective spindle axes are parallel and contained in a plane normal to said Y axis.
In una simile configurazione, la navetta 6 comprende parti di essa mutuamente scorrevoli in direzione dell'asse X, cioè' una parte 12 conformata a slitta, scorrevole sul telaio della stessa navetta 6 sopra guide disposte lungo l'asse X, laddove tale parte 12 a slitta e' assoggettata a relativo attuatore lineare. In such a configuration, the shuttle 6 comprises parts of it mutually sliding in the direction of the X axis, that is a part 12 shaped like a slide, sliding on the frame of the same shuttle 6 on guides arranged along the X axis, whereas this part 12 slide is subjected to relative linear actuator.
Su tale parte 12 a slitta e' montata la doppia forchetta, la quale dunque possiede ora anche un grado di liberta' lungo l'asse X rispetto al longherone 4, utile per eseguire il cambio degli utensili anche su quel gruppo operatore (sia esso 3 o 3a), che e' situato in posizione piu' distante da detto longherone 4. The double fork is mounted on this slide part 12, which therefore now also has a degree of freedom along the X axis with respect to the longitudinal member 4, which is useful for changing the tools also on that operating unit (whether it is 3 or 3a), which is located further away from said side member 4.
Funzionalmente, la macchina munita di un sistema di cambio utensile strutturato come sopra esposto, raggiunge lo scopo prefissato grazie alle mutue disposizioni illustrate ed interconnessioni per i diversi componenti, senza dover alterare in alcun modo la restante struttura del centro di lavoro già’ esistente. Functionally, the machine equipped with a tool change system structured as described above, achieves its intended purpose thanks to the mutual arrangements illustrated and interconnections for the various components, without having to alter in any way the remaining structure of the already existing machining center.
Operativamente, e con riferimento alle illustrate mutue disposizioni, il concetto fondamentale di funzionamento per la architettura teste' descritta, risiede nel fatto che il gruppo operatore 3, allorché' terminata le lavorazioni con un dato utensile e dovendo procedere al cambio di esso, si trova già' affiancato dalla navetta 6 che reca il nuovo utensile, ed e' in posizione di pronto per dar luogo, immediatamente, alla sostituzione dell'utensile sul gruppo operatore 3. Operationally, and with reference to the illustrated mutual arrangements, the fundamental concept of operation for the architecture described above lies in the fact that the operating unit 3, when the machining with a given tool is finished and having to change it, is already flanked by the shuttle 6 which carries the new tool, and is in a ready position to immediately replace the tool on the operating unit 3.
Per compiere l'operazione di cambio, la navetta 6 porge al gruppo 3 la sede vuota della doppia forchetta, che viene subito impegnata dall'utensile da allontanare previa sblocco dell'utensile sul gruppo 3, comandato dal controllo della macchina. Dopodiché' la doppia forchetta ruota attorno al suo asse verticale, porge il nuovo utensile al gruppo 3, che lo blocca in posizione di lavoro sul proprio mandrino. La navetta si a llontana d unque dal gruppo 3, lasciando a questo piena liberta' operativa, e si dirìge al magazzino 7 portautensili per caricare da esso un ulteriore utensile, e per riconsegnare il vecchio, appena sostituito. In questa fase il magazzino 7 portautensili esegue opportune rotazioni. Quando infine il gruppo 3 sara' in procinto di terminare anche le lavorazioni programmate con l'utensile ultimo montato su esso, la navetta 6 si avvicinerà' nuovamente al gruppo 3 ed avra' luogo ancora il ciclo sopra descrìtto. To carry out the change operation, the shuttle 6 hands the empty seat of the double fork to the unit 3, which is immediately engaged by the tool to be removed after the tool has been released on the unit 3, controlled by the machine control. Then the double fork rotates around its vertical axis, hands the new tool to group 3, which locks it in the working position on its spindle. The shuttle moves away from group 3, leaving it with full operational freedom, and goes to the tool-holder magazine 7 to load an additional tool from it, and to return the old one, which has just been replaced. In this phase, the tool holder magazine 7 performs appropriate rotations. Finally, when the unit 3 is about to finish the machining operations programmed with the last tool mounted on it, the shuttle 6 will again approach the unit 3 and the cycle described above will take place again.
Nelle manovre di avvicinamento-allontanamento e scambio, il controllo numerico della macchina può prevedere corse in Y e Z sia per la slitta 5 sia per la navetta 6, indifferentemente. In the approach-removal and exchange maneuvers, the numerical control of the machine can provide strokes in Y and Z for both the slide 5 and the shuttle 6, indifferently.
Il trovato come precedentemente concepito ed illustrato, e’ suscettibile di altre modifiche e varianti, tutte rientranti nel'ambito del concetto esposto o delle rivendicazioni a seguire. Inoltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti. The invention as previously conceived and illustrated, is susceptible of other modifications and variations, all falling within the scope of the concept set out or of the claims to follow. Furthermore, all the details can be replaced by technically equivalent elements.
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