ITTV20000044A1 - Procedimento per il taglio al laser e/o plasma da nastro particolarmente di metallo in coils, e linea relativa di taglio in continuo - Google Patents

Description

PROCEDIMENTO PER IL TAGLIO AL LASER E/O PLASMA DA NASTRO, PARTICOLARMENTE DI METALLO IN COILS, E LINEA RELATIVA DI TAGLIO IN CONTINUO.

II presente trovato, ha per oggetto un procedimento per il taglio al da nastro, particolarmente di metallo in coils, e linea relativa di taglio continuo.

L'innovazione, trova particolare se pur non esclusiva applicazione nel settore della metalmeccanica.

PREMESSA

Sono certamente note le linee per il taglio al laser o al plasma della lamiera, sia che essa venga predisposta sotto forma di fogli che svolta in continuo da nastro. Detti impianti, vengono largamente uttilizzati nel comparto industriale, per la produzione di innumerevoli pezzi o particolari di cui è richiesta l'assoluta precisione, siano essi di piccole dimensioni che grandi.

STATO DELL’ARTE

Questi impianti, sostanzialmente, prevedono nel gruppo di taglio, una testa di focalizzazione, del tipo fissa o mobile, la quale, mantenuta ad una lieve distanza dalla lamiera, mediante un accurato sistema di centraggio (autofocus), emette un raggio laser perpendicolare, tale da inciderne quantomeno lo spessore, per poi conseguire il taglio del materiale stesso.

Detti apparati, nell'area immediatamente sottostante la testa di focalizzazione, debbono essere corredati da idonee attrezzature, specifiche, che da un lato, ad esempio mediante una particolare conformazione della superficie, favoriscano il sostentamento della lamiera, mentre dall’altro agevolino l'evacuazione dei fumi tossici e delle particelle liquefatte.

Un tipico esempio può essere dato dal fatto di comprendere un piano di taglio sufficientemente ampio, almeno quanto le dimensioni di massima della lamiera da sottoporre a lavorazione, costituito da una struttura grigliala o a pettine. Una delle caratteristiche del detto piano di taglio è data dal fatto di prevedere, dal lato di sostentamento della lamiera, una moltitudine di corpi sporgenti complanarmente, stondati sulla sommità, in pratica dei chiodi. Questi chiodi consentono di sostenere la lamiera ad una certa distanza dalla struttura grigliata, in modo tale da favorire l'esecuzione del processo di taglio. Scopo della griglia, è altresì quello di vagliare il recupero degli sfridi di lavorazione, i quali attraversando la stessa, per caduta, vengono poi raccolti in una sottostante tramoggia.

Quest'ultima attrezzatura, coopera costantemente con il soprastante piano di taglio, prevedendo dei mezzi meccanici per l'evacuazione dei residui di lavorazione e convenienti elettropompe per l’aspirazione delle particelle liquefatte e dei fumi tossici, che vengono generati dalla testa di taglio di qualsiasi tipo ogni qualvolta è resa operativa.

Per quanto concerne la testa di focalizzazione del gruppo di taglio, essa è attualmente disponibile in due tipologie.

Una prima soluzione, prevede che la testa di focalizzazione sia sostanzialmente statica. In questo caso, al di sotto della stessa viene mosso un foglio di lamiera, il quale è supportato perimetralmente da convenienti articolazioni che con delle manine lo ammorsano lungo il bordo. Una unità logica, adeguatamente programmata, provvede al dialogo tra le articolazioni e la testa di focalizzazione, di modo tale da impartire una movimentazione coordinata delle articolazioni che così spostano, facendo fluttuare in un senso o nell'altro il foglio di lamiera.

Nella seconda delle due tipologie, viene proposta una testa di focalizzazione la quale è sostanzialmente dinamica. In questo caso, nell'area sottostante, viene fatto passare il foglio od il nastro di metallo, il quale sospinto da idonei mezzi di traslazione, avanza passo dopo passo. Ancora più in particolare, considerato il fatto che il gruppo di taglio, è mobile lungo due assi (x, y), si intuisce come la lamiera di volta in volta, nella sua traslazione longitudinale, venga arrestata in un determinato punto, per consentire l'esecuzione del taglio dell'oggetto secondo il disegno prefigurato. Una volta completato il taglio, la lamiera viene fatta nuovamente avanzare, dando origine al prodotto finito ed agli scarti di lavorazione, poi recuperati dall'attrezzatura sottostante di evacuazione, Anche in questo caso è prevista una unità logica, finalizzata a consentire il dialogo tra i movimenti preimpostati che esegue il gruppo di taglio ed il sistema di avanzamento del nastro o del foglio. Secondo gli insegnamenti, tuttavia, quest'ultimo, viene attivato unicamente quando viene dato il consenso da parte dell'unità logica, la quale rileva il completamento della fase di taglio del singolo oggetto.

INCONVENIENTI

Nelle soluzioni sopra esposte, pur essendo tecnicamente efficaci sono riscontrabili alcuni inconvenienti.

In primo luogo, si rileva che una volta tagliato l'oggetto, ancorché trattenuto per effetto di una microgiunzione, tanto con la prima che con la seconda delle due soluzioni più sopra illustrate, per effetto delle sollecitazioni imposte dal sottostante piano sul quale appoggia il semilavorato, ed in particolare dei chiodi sporgenti, ciascun prodotto finito può cadere nell'area sottostante. Il frequente verificarsi della condizione, porta dunque ad un accumulo se non alla perdita dei prodotti finiti, nelle attrezzature sottostanti il piano di lavoro che ricevono ed evacuano gli sfridi di lavorazione, interferendo altresì con la funzione delle apparecchiature per l'aspirazione dei fumi tossici. La situazione che si origina, crea non pochi problemi nei confronti di entrambe' le fasi di recupero ed aspirazione, con una sostanziale riduzione dell'efficacia nello smaltimento e la necessità di una notevole manutenzione.

Non vi è dubbio inoltre, sul fatto che dal punto di vista tecnicoesecutivo, la realizzazione di dette attrezzature, richieda dei sistemi piuttosto complessi, dunque particolarmente onerosi i quali incidono in maniera rilevante sui costi complessivi dell'impianto.

In più vi è da aggiungere anche un certo ingombro. E' intuibile infatti, come il piano di taglio debba essere convenientemente proporzionato in funzione del dimensionamento dei fogli o del nastro da sottoporre a lavorazione, dunque con una superficie di lavoro sicuramente ampia almeno tale da contenere ciascun foglio. Per quanto riguarda le lavorazioni da nastro, dette apparecchiature, oltre alla larghezza massima del nastro sono costrette a contemplare una lunghezza massima del piano la quale deve essere commisurata alla lavorazione longitudinale. Ne discende, che per lavorazioni dove si richiede il taglio di oggetti di grandi dimensioni, quest'area deve essere convenientemente rapportata, ciò che necessita ovviamente di adeguati spazi per collocare a norma rimpianto.

Sempre come conseguenza dei vincoli imposti dalle attrezzature esistenti, la lavorazione in senso longitudinale del nastro, è limitata dipendendo dal dimensionamento dell'apparecchiatura. Sicché, negli impianti noti non è consentito tagliare pezzi o particolari di lunghezza indefinita e comunque anche pari alla lunghezza complessiva del nastro in rotolo.

Scopo del presente trovato è anche quello di ovviare ai succitati inconvenienti.

RIASSUNTO DELL'INVENZIONE

Questo ed altri scopi, vengono raggiunti con la presente innovazione secondo le caratteristiche di cui alle annesse rivendicazioni, risolvendo i problemi esposti mediante un procedimento per il taglio al laser o al plasma da nastro, particolarmente di metallo in coils, e linea relativa di taglio in continuo, in cui si prevede lo svolgimento, a monte della linea di taglio, di un nastro di metallo in rotolo supportato da conveniente aspo; il quale nastro viene dapprima raddrizzato per poi mediante mezzi di movimentazione essere avviato a valle, verso un piano di sostegno, interessato localmente dal movimento di una soprastante testa di focalizzazione quale parte del gruppo di taglio laser o al plasma; detta testa di focalizzazione durante l'esecuzione della fase di taglio, essendo resa mobile esclusivamente su asse trasversale rispetto al senso longitudinale di avanzamento del nastro; detto nastro, proseguendo ulteriormente verso valle sopra un piano di evacuazione al di sopra del quale permangono complanari temporaneamente sia gli sfridi della lavorazione sia i pezzi o particolari finiti, per essere successivamente separati.

VANTAGGI·

In tal modo, attraverso il notevole apporto creativo il cui effetto costituisce un immediato progresso tecnico, vengono conseguiti diversi vantaggi .

Un primo scopo, consiste nella possibilità, esclusa a qualsiasi altro impianto, di tagliare pezzi o particolari di lunghezza indefinita e comunque anche pari alla lunghezza totale del nastro.

Un secondo vantaggio, è riconducibile al fatto che vengono evitate tutte quelle atrezzature e sistemi complessi solitamente presenti al di sotto del piano taglio, riducendo il tutto ad un'area trasversale definita e piuttosto raccolta per la sola aspirazione delle particelle liquefatte e dei fumi tossici, la quale coincide con l'asse di movimentazione della testa di focalizzazione.

Eliminando da sotto la testa di focalizzazione ogni attrezzatura che comprenda il recupero meccanico degli scarti di lavorazione, si elimina altresì della rigorosa manutenzione ed il pericolo che unitamente a questi, durante la lavorazione, cadano anche i pezzi finiti, soprattutto se di piccole dimensioni, quindi senza più possibilità di perderli.

Ancora un pregio, riguarda il fatto che vengono contenuti dimensionamenti ed i consumi dell'impianto, con una elevata flessibilità, potendo produrre anche lotti molto piccoli, ed una elevata produttività grazie alla disponibilità di tutti i parametri di taglio precaricati. Inoltre, si ottiene una ottimizzazione del percorso di taglio, una buona modulabilità della potenza, e soprattutto con il materiale sempre in linea senza nessuna perdita di tempo a causa del cambio di lavorazione, tutt'al più conseguibile in tempi estremamente rapidi.

Ancora uno scopo, consiste nel rendere disponibile una apparecchiatura affidabile, dal costo di acquisto e gestione contenuto, nei confronti della quale sia ridotto al minimo ogni intervento di manutenzione.

Questi, ed altri vantaggi appariranno dalla successiva particolareggiata descrizione di una soluzione preferenziale di realizzazione con l'aiuto dei disegni schematici allegati i cui particolari di esecuzione non sono da intendersi limitativi ma solo esemplificativi.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La Figura 1., rappresenta una vista di lato, secondo uno sviluppo lineare, di una linea tipo di taglio in continuo al laser o al plasma partendo da nastro di metallo preavvolto in rotoli.

La Figura 2., è una vista di pianta di una porzione del nastro di metallo sottoposto ad una fase di taglio in una stazione che comprende una testa di focalizzazione mobile su asse trasversale rispetto all'asse longitudinale di avanzamento del nastro.

Infine, la Figura 3., è una vista laterale del particolare relativo al dispositivo di raccolta particelle liquefatte e di aspirazione dei gas di combustione, ricavato trasversalmente alla linea di avanzamento del nastro, ed in logica coincidenza con la soprastante testa di focalizzazione.

DESCRIZIONE DI UN ESEMPIO DI REALIZZAZIONE

Nel caso in esame, si rileva che una linea in continuo (A) per il taglio al laser di metallo, si compone, da monte verso valle, essenzialmente di quattro stazioni.

Una prima, prevede a monte un aspo (1) svolgitore del nastro di lamiera (2) da coils (21). Detto aspo (1) svolge in maniera controllata la lamiera (2) affinchè la stessa venga sottoposta in una stazione successiva (3) ad una fase di raddrizzamento della detta lamiera (2) così svolta, mediante il suo passaggio, attraverso una serie di rulli raddrizzatori (31), posti in serie e l’una alternata all'altra.

Tra la stazione di raddrizzamento (3) e, ulteriormente a valle, il complesso del gruppo di taglio, si prevede una stazione (4) che provvede alla movimentazione anche micrometrica del nastro di lamiera (2) secondo l'asse di avanzamento longitudinale (x). Più in dettaglio, detta stazione (4) si compone di una coppia di cilindri rotanti e contrapposti (41) attraverso i quali è passante il nastro di lamiera (2), per poi essere avviato ulteriormente verso valle. Detta coppia di cilindri (41), essendo rotanti, vengono indotti a ruotare in un senso o nell'altro, affinchè il nastro di lamiera (2) possa essere sospinto verso la successiva stazione a valle o ritratto. Questo movimento, ripetuto ad alta frequenza e conseguibile con velocità variabile agendo sulla velocità di rotazione dei cilindri (41), è determinato dal dialogo della stessa stazione (4) con il complesso del gruppo di taglio (5, 6), il quale a sua volta è coordinato nei movimenti e nelle sue condizioni funzionali da una conveniente unità logica, precedentemente settata dall'operatore .

Al fine di consentire una continua movimentazione in va e vieni, senza ogni volta dare origine ad un relativo svolgimento della lamiera (2) dall'aspo (21) tra la stazione di movimentazione (4) e la stazione di raddrizzamento (3), è previsto un polmone di accumulo. In pratica, in quest'area definita (p), la lamiera (2) viene lasciata libera di flettere in maniera più o meno accentuata verso il basso, in modo tale da conseguire durante la lavorazione eseguita a valle una condizione fluttuante, non tesa, ma nei limiti elastici del materiale stesso.

Il nastro di lamiera (2) così movimentato attraverso la stazione (4), subisce un pari spostamento in corri spondenza del gruppo di taglio (5, 6), il f quale si compone di un banco (5) con piano di avanzamento (51), e di una soprastante testa di focalizzazione ( (6)). Una caratteriristica di detto banco ( (5)) è data dal fatto di prevedere, trasversalmente, rispetto all'asse (x) di avanzamento longitudinale del nastro (2), ed in corrispondenza del piano di avanzamento (51), una struttura a camera di contenimento (7). Detta camera (7), almeno lungo il lato superiore è provvista di una apertura longitudinale (71), attraverso la quale, nel suo movimento lungo l'asse (y) passa e si disperde il raggio laser (61) emesso dalla soprastante testa di focalizzazione (6). Nel caso di specie, si prevede che detta camera (7) sia collegata a convenienti mezzi di aspirazione delle particelle liquefatte e dei fumi tossici con possibile recupero del calore.

Infine, per quanto riguarda la testa di focalizzazione (6), essa durante l'esecuzione del taglio della lamiera (2) si muove unicamente lungo l’asse (y), trasversale rispetto all’asse longitudinale (x), di avanzamento del nastro di lamiera (2), cooperando in sincronia, con i mezzi di movimentazione (41) della stazione a monte (4).

Una volta completato il taglio dei prodotti (f), questi vengono avviati verso valle complanarmente agli sfridi di lavorazione, per poi essere successivamente separati meccanicamente, senza dispersione alcuna.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per il taglio al laser da nastro, particolarmente di metallo in coils, e linea relativa di taglio in continuo, in cui si prevede, a monte della linea di taglio, la predisposizione e lo svolgimento, di un nastro di metallo (2) in rotolo (21) supportato da conveniente aspo (1); il quale nastro (2) viene dapprima raddrizzato (3, 31) per poi, mediante mezzi di movimentazione (4, 41) essere avviato a valle, verso una stazione di taglio (5, 6) che comprende un piano di sostegno (5), sopra il quale avanza il nastro (2) interessato localmente dal movimento di una soprastante testa di focalizzazione (6) quale parte del gruppo di taglio laser o al plasma; caratterizzato dal fatto che detta testa di focalizzazione (6) durante l'esecuzione della fase di taglio dei pezzi o particolari (f) dal nastro (2), è mobile esclusivamente su asse trasversale (y ) rispetto all'asse longitudinale (x) di avanzamento continuo del detto nastro (2)· 2. Procedimento per il taglio al laser da nastro, secondo la rivendicazione 1., caratterizzato dal fatto che la movimentazione del nastro (2) immediatamente a monte della stazione di taglio (5, 6) è ottenuta mediante una stazione (4) la quale comprende almeno una coppia di cilindri (41), che essendo rotanti, vengono indotti a ruotare in un senso o nell’altro, affinchè il nastro di lamiera (2) possa essere sospinto verso la successiva stazione a valle o ritratto secondo l'asse longitudinale (x). 3. Procedimento per il taglio al laser o al plasma da nastro, secondo le rivendicazioni 1. e 2., caratterizzato dal fatto che il movimento del nastro (2) secondo l'asse longitudinale (x), ripetuto ad alta frequenza e conseguibile con velocità variabile agendo sulla velocità di rotazione dei cilindri (41), è determinato dal dialogo della stessa stazione (4) con il complesso del gruppo di taglio (5, 6), il quale a sua volta è coordinato nei movimenti e nelle sue condizioni funzionali da una conveniente unità logica, precedentemente settata dall'operatore. 4. Procedimento per il taglio al laser o al plasma da nastro, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la testa di focalizzazione (6), durante l'esecuzione del taglio della lamiera (2) si muove unicamente lungo l'asse (y), trasversale rispetto all'asse longitudinale (x), di avanzamento del nastro di lamiera (2), cooperando in sincronia, con i mezzi di movimentazione (41) della stazione a monte (4). 5. Procedimento per il taglio al laser o al plasma da nastro, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che completato il taglio dei prodotti (f), a valle della stazione di taglio (5, 6), questi vengono avviati ancora verso valle complanarmente agli sfridi di lavorazione, per poi essere successivamente separati. 6. Linea continua per il taglio da nastro secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere da monte verso valle, almeno quattro stazioni, delle quali rispettivamente: - almeno un aspo (1) svolgitore del nastro di lamiera (2) da coils (21) - almeno una stazione di raddrizzamento (3) - almeno una stazione (4) che provvede alla movimentazione anche micrometrica del nastro di lamiera (2) secondo l'asse di avanzamento longitudinale (x) - ed un gruppo di taglio (5, 6) composto almeno da un banco (5) con piano di avanzamento (51), ed una soprastante testa di focalizzazione (6), la quale è mobile lungo l'asse (y) trasversalmente rispetto all'asse (x) di avanzamento longitudinale del nastro (2). 7. Linea continua per il taglio da nastro secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il banco (5), prevede, trasversalmente, rispetto all'asse (x) di avanzamento longitudinale del nastro (2), ed in corrispondenza del piano di avanzamento (51), una struttura a camera di contenimento (7), la quale almeno lungo il lato superiore è provvista di una apertura longitudinale (71), attraverso la quale, nel suo movimento lungo l’asse (y) passa e si disperde il raggio laser (61) emesso dalla soprastante testa di focalizzazione (6). 8. Linea continua per il taglio da nastro secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta camera (7) è collegata con mezzi di aspirazione delle particelle liquefatte e dei fumi tossici e di possibile recupero del calore. 9. Linea continua per il taglio da nastro secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che tra la stazione di movimentazione (4) e la stazione di raddrizzamento (3), è previsto un polmone di respiro, prevedendo uno spazio (p), in cui la lamiera (2) viene lasciata libera di flettere in maniera più o meno accentuata verso il basso, in modo tale da conseguire durante la lavorazione eseguita a valle una condizione fluttuante, non tesa sempre nei limiti dio elasticità del materiale stesso.