ITTO970202A1

ITTO970202A1 - Apparecchiatura per il taglio laser di fogli di lamiera

Info

Publication number: ITTO970202A1
Application number: IT97TO000202A
Authority: IT
Inventors: Alberto Ardurino; Alberto Staurenghi
Original assignee: Crea Srl
Priority date: 1997-03-12
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 1998-09-12
Also published as: JP4001928B2; EP1007270B1; JP2001514579A; US6310316B1; EP1007270A1; DE69809563D1; IT1291187B1; WO1998040185A1; DE69809563T2

Description

La presente invenzione riguarda un'apparecchiatura per il taglio laser di fogli di lamiera, del tipo comprendente:

- mezzi per sostenere -un foglio di. lamiera da tagliare in un piano sostanzialmente verticale, ed - una testa di focalizzazione laser mobile rispetto al foglio di lamiera in un piano verticale.

Dalla domanda di brevetto italiana n. T095A000569 della stessa richiedente è noto un impianto integrato di taglio laser e piegatura di pezzi di lamiera nel quale i fogli da tagliare sono trattenuti in un piano verticale.

Con il taglio laser di fogli di lamiera trattenuti in posizione verticale si manifestano alcuni problemi che generalmente non sussistono nel caso più tradizionale in cui il foglio di lamiera da tagliare appoggia su un piano orizzontale. Un primo problema si manifesta quando si deve effettuare un taglio secondo una traiettoria chiusa su se stessa cioè tale da produrre nel foglio di lamiera un'apertura passante con profilo qualsiasi. In questo caso si produce un pezzo di scarto con una forma corrispondente a quella dell'apertura che si vuole ricavare. Al termine del taglio, il pezzo di scarto potrebbe cadere verso la testa di focalizzazione laser. In questi casi esiste il pericolo che la testa di focalizzazione laser urti contro il pezzo di scarto provocando inceppamenti o danneggiamenti della testa di focalizzazione. Un secondo problema deriva dal fatto che il foglio di lamiera è generalmente sospeso lungo il suo bordo orizzontale superiore e durante la lavorazione può oscillare o vibrare variando la distanza fra la testa di focalizzazione laser e la superficie del foglio di lamiera da tagliare. La testa di focalizzazione è di solito munita di un sensore di distanza capacitivo che regola la distanza della testa dalla superficie da tagliare. Infatti, è importante che tale distanza venga mantenuta costantemente pari ad un valore prestabilito per assicurare una corretta focalizzazione del fascio laser. Tuttavia, in presenza di rapide oscillazioni o vibrazioni del foglio di lamiera si ha il problema che la testa non riesce a seguire il movimento della superficie a causa dell'inerzia del sensore di distanza e della catena cinematica che comanda il movimento della testa di focalizzazione in direzione ortogonale al foglio di lamiera.

La presente invenzione si prefigge lo scopo di fornire un'apparecchiatura per il taglio laser di fogli in verticale che consenta di superare i suddetti inconvenienti.

Secondo la presente invenzione tale scopo viene raggiunto grazie al fatto che l'apparecchiatura comprende un organo di appoggio portato dalla testa di focalizzazione e dèstinato ad appoggiare contro la superficie del foglio da tagliare rivolta verso la testa di focalizzazione.

L'organo di appoggio impedisce la caduta dei pezzi di scarto verso la testa di focalizzazione e previene urti o inceppamenti della testa di focalizzazione contro tali pezzi. Inoltre, l'organo di appoggio irrigidisce il<' >sistema di vincolo del foglio di lamiera e riduce notevolmente la possibilità di vibrare od oscillare del foglio, soprattutto in corrispondenza della zona di taglio.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti nel corso della descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, in cui:

- la fig. 1 è una vista schematica di una prima forma di realizzazione di un'apparecchiatura secondo la presente invenzione,

la fig. 2 illustra schematicamente l'apparecchiatura di fig. 1 durante l'esecuzione di un taglio in corrispondenza di un organo di presa del foglio di lamiera,

- la fig. 3 è una sezione assiale illustrante una seconda forma di realizzazione di un organo di appoggio secondo la presente invenzione, e

- la fig. 4 illustra schematicamente l'apparecchiatura di fig. 3 nella fase iniziale di un taglio.

Riferendosi inizialmente alle fig. 1 e 2, con 10 è indicata una testa di focalizzazione laser facente parte di un'apparecchiatura automatica di taglio laser, ad esempio del tipo descritto dettagliatamente nella domanda di brevetto italiana n. T095A000569. La testa di focalizzazione laser 10 è portata da una struttura di movimentazione di tipo di per sé noto, costituita ad esempio da un robot cartesiano, che consente di spostare la testa 10 in. un piano di lavoro verticale.

Con 12 è indicato un foglio di lamiera destinato ad essere tagliato mediante la testa 10. Il foglio 12 è tenuto sospeso in un piano verticale parallelo al piano di movimentazione della testa 10 mediante organi di presa costituiti ad esempio da pinze come quella indicata con 14 nella fig. 2. Le pinze 14 afferrano il foglio di lamiera 12 lungo una sua porzione adiacente al bordo orizzontale superiore 16.

Secondo la presente invenzione, la testa di focalizzazione laser 10 porta un organo di appoggio 18 che nell'impiego è destinato ad appoggiare contro la superficie 20.del foglio di lamiera 12 rivolta verso la testa di focalizzazione 10. Nella forma di realizzazione illustrata nelle fig. 1 e 2, l'organo di appoggio 18 è realizzato secondo una generale configurazione a spazzola e comprende un corpo anulare 22 a forma di disco portante una pluralità di elementi filiformi 24 raggruppati in ciuffi e definenti una superficie d'appoggio che è destinata ad entrare in contatto con la superficie 20 del foglio 12. Gli elementi filiformi 24 formanti le setole della spazzola possono ad esempio essere costituiti di bronzo, di materiale plastico od altro materiale .

Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, l'organo di appoggio 18 è collegato alla testa di focalizzazione laser 10 in modo da poter oscillare attorno ad un generico asse parallelo alla superficie 20. Tale collegamento è preferibilmente realizzato mediante elementi elastici 26 ciascuno dei quali ha una prima estremità fissata al corpo 22 ed una seconda estremità fissata alla testa di focalizzazione 10. La capacità dell'organo di appoggio 18 di muoversi in modo flottante rispetto alla testa di focalizzazione 10 è utile soprattutto quando si devono effettuare dei tagli in prossimità degli organi di presa 14 che trattengono il foglio di lamiera 12. Come illustrato nella fig. 2, l'organo di appoggio 18 può sormontare l'organo di presa 14 disponendosi in una posizione inclinata. In questo modo, la testa 10 può operare anche nelle immediate vicinanze della pinza 14.

In condizioni di riposo, la distanza fra la superficie frontale 28 della testa di focalizzazione 10 e la superficie di appoggio dell'organo di appoggio 18 è pari o leggermente superiore alla distanza (indicata con D nella fig. 1) che è necessario mantenere fra la superficie frontale 28 e la superficie 20 del pezzo 12 per avere una corretta messa a fuoco del raggio laser. Quindi, durante il funzionamento la superficie di appoggio dell'organo di appoggio 18 striscia ed appoggia con leggero precarico contro la superficie 20. L'organo 18 costituisce quindi un vincolo di appoggio per il foglio 12 che limita notevolmente la sua possibilità di vibrare od oscillare. La riduzione del movimento di oscillazione o di vibrazione del foglio 12 è particolarmente sensibile nell'intorno della zona di appoggio che circonda la zona di taglio. ■ Inoltre, l'organo di appoggio 18 evita che pezzi di scarto e sfridi che si formano durante il taglio di fori od aperture·cadano verso la testa di focalizzazione 10. Infatti, la presenza di una superficie di appoggio affacciata alla superficie 20 del foglio di lamiera 12 garantisce che gli sfridi ed i pezzi di scarto cadano sempre dalla parte opposta alla testa di focalizzazione 10, evitando il rischio di danneggiamento o di inceppamento della testa 10.

Le fig. 3 e 4 illustrano una forma di realizzazione perfezionata dell'organo di appoggio secondo la presente invenzione. L'organo di appoggio realizzato nella forma di una spazzola come descritto in precedenza ha l'inconveniente che all'atto dell'inizio della foratura del foglio di lamiera 12 il getto di gas erogato dalla testa di focalizzazione laser 10 viene proiettato all 'indietro trascinando con sé del materiale fuso, che tende a raccogliersi sugli elementi filiformi 24 e nel vano formato fra l'ugello della testa laser 10 e le setole 24.

La versione dell'organo di appoggio illustrata nelle figure 3 e 4 ha lo scopo di superare questo problema.

Con riferimento alle figure 3 e 4, l'organo di appoggio 18 comprende due dischi sagomati 28 e 30 preferibilmente costituiti di materiale plastico autolubrificante (tipicamente TEFLONO). I due dischi 28, 30 sono mantenuti separati fra loro da elementi distanziali 32 in modo che venga definito un canale anulare 38 fra le superfici affacciate 34, 36 dei due dischi 28, 30. Come illustrato in fig. 4, la sagoma.del canale 38 fa in modo che il flusso di gas e di materiale fuso che si forma durante la fase iniziale della foratura del foglio di lamiera 12 viene deviato lungo il canale 38 secondo un movimento radiale dall'interno verso l'esterno come schematicamentè rappresentato dalle frecce 40. Le pareti 34, 36 del canale 38 sono lisce e favoriscono lo scivolamento verso l'esterno delle polveri e del materiale fuso che viene trascinato dal flusso di gas. Inoltre, si è rilevato sperimentalmente che il materiale fuso .trasportato dal flusso di gas ha pochissima affinità nei confronti del materiale plastico autolubrificante costituente i due dischi 28, 30 e scivola sulle pareti 34, 36 senza formare depositi e senza danneggiare i dischi 28, 30. Anche nella versione illustrata nelle ■figure 3 e 4, l'organo di appoggio 18 è collegato in modo flottante alla testa di focalizzazione laser 10. Tale collegamento è ottenuto tramite una serie di molle a lamina 42 distanziate circonferenzialmente fra loro lungo il bordo esterno dell'organo di appoggio 18. Una prima estremità delle molle a lamina 32 è fissata ai distanziali 32 che collegano fra loro i dischi 28, 30. Una seconda estremità delle molle a lamina 42 è collegata ad elementi di sopporto 44 fissati alla testa di focalizzazione laser 10 ad esempio mediante viti 46. In analogia con la forma di realizzazione descritta in precedenza, il disco 28 presenta una superficie piana di appoggio 48 che in condizioni di riposo è distanziata dalla superficie frontale 29 della testa di focalizzazione laser di una distanza pari o leggermente superiore alla distanza D che in condizioni operative intercorre fra la superficie frontale 29 della testa laser 10 e la superficie 20 del foglio 12.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per il taglio laser di fogli di lamiera, comprendente: - mezzi (14) per sostenere un foglio di lamiera da tagliare (12) in un piano sostanzialmente verticale, ed - una testa di focalizzazione laser (10) mobile rispetto al foglio di lamiera (12) in un piano verticale, - caratterizzata dal fatto che comprende un organo di appoggio (18) portato dalla testa di focalizzazione (10) e destinato ad appoggiare contro la superficie (20) del foglio (12) rivolta verso la testa di focalizzazione (10).
2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione. 1, caratterizzata dal fatto che l'organo di appoggio (18) ha una forma genericamente anulare e circonda una porzione di estremità della testa di focalizzazione (10).
3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che l'organo di appoggio (18) presenta una superficie frontale di appoggio (48) che in condizioni di riposo è distanziata da una superficie frontale (29) della tèsta di focalizzazione (10) di una distanza pari o leggermente superiore alla distanza (D) che in condizioni operative intercorre fra la superficie frontale (29) della testa di focalizzazione (10) la superficie (20) del foglio da tagliare (12).
4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che l'organo di appoggio (18) è collegato alla testa di focalizzazione (10) con possibilità di oscillare attorno ad un generico asse parallelo al piano di movimentazione della testa (10).
5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che il collegamento fra l'organo -di appoggio (18) e la testa di focalizzazione (10) è realizzato tramite mezzi elastici (26, 42).
6. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che l'organo di appoggio (18) comprende due dischi sagomati (28, 30) distanziati fra loro e muniti di rispettive superfici mutuamente affacciate (34, 36) che definiscono un canale (38) per l'evacuazione di un flusso di gas di ritorno.
7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che almeno uno dei dischi sagomati (28, 30) è realizzeto di materiale plastico autolubrificante .
8. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 5, caratterizzata dal fatto che l'organo di appoggio (18) comprende un corpo anulare (22) munito di una pluralità di elementi filiformi (24) disposti secondo una generale configurazione a spazzola.