ITTV20080064A1 - Dispositivo auto-bloccante per materiale in lastra e procedimento di bloccaggio ad esso associato. - Google Patents

Description

“Dispositivo autobloccante per materiale in lastra e procedimento di bloccaggio ad esso associato”.

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un dispositivo innovativo ed un procedimento per il bloccaggio di materiali rigidi in forma di lastra sulla tavola di lavoro di una macchina operatrice.

Più specificamente la presente invenzione riguarda dispositivi auto-bloccanti per fissare sul piano di lavoro di una macchina operatrice, ad esempio una macchina sagomatrice a controllo numerico, una lastra di materiale rigido quale pietra naturale od agglomerata, ceramica, vetro e metallo, preferibilmente in una posizione prefissata in funzione della lavorazione da eseguire sulla lastra.

Nella descrizione che segue, per facilità e semplicità di esposizione, si farà riferimento quale macchina operatrice ad una macchina utensile a controllo numerico per la sagomatura di lastre (ad esempio del tipo prodotto e commercializzato con il nome di “Contourbreton” dalla Breton S.p.A.) mediante un utensile montato su un mandrino traslabile in modo comandato lungo una trave a sua volta traslabile rispetto al piano di lavoro, per cui il mandrino e quindi l’utensile possono essere posizionati in corrispondenza di ogni punto del piano stesso.

Il piano di lavoro consiste in una tavola, preferibilmente in alluminio, sulla quale vengono appoggiate e bloccate temporaneamente (per il tempo necessario ad effettuare la lavorazione desiderata) le lastre da lavorare.

Il bloccaggio viene usualmente realizzato mediante dispositivi a depressione (ventose) di sagoma e dimensione variabile, disposti in posizioni dipendenti dalla sagoma della lastra da lavorare ed in numero idoneo ad assicurare il bloccaggio sicuro della lastra anche sotto le sollecitazioni derivanti dall’azione dell’utensile.

Si noti bene che le lastre da lavorare devono essere bloccate in modo da lasciare tra superficie inferiore della lastra e superficie superiore del piano di lavoro una distanza sufficiente a consentire la penetrazione nella lastra di utensili (come punte perforanti oppure utensili sagoma tori del bordo, ecc.) che devono attraversare l’intero spessore della lastra.

Solitamente la macchina comprende anche un magazzino portautensili ed un meccanismo per il cambio automatico dell’utensile.

Per il fissaggio delle lastre sono note ed utilizzate due modalità operative, ossia:

si utilizzano tavole (o banchi) che presentano nella superficie superiore scanalature sagomate a T, lungo le quali vengono posizionati ed ancorati elementi per il fissaggio di ventose semplici a singolo effetto, che consentono di bloccare la lastra sovrapposta alle loro estremità superiori;

la tavola è piana e continua e sulla sua superficie superiore vengono posizionati elementi a doppia ventosa, ossia elementi che presentano due ventose, rivolte rispettivamente verso l’alto e verso il basso, per cui questa seconda serve a fissare l’elemento alla tavola, mentre la ventosa superiore serve per bloccare la lastra da lavorare.

In ogni caso il posizionamento delle ventose è manuale e prevede, necessariamente, le seguenti operazioni:

determinazione della posizione nella quale ogni ventosa deve essere collocata (posizione eventualmente indicata da un raggio luminoso quale un proiettore laser);

collocazione manuale di una ventosa in ciascuna delle posizioni determinate;

bloccaggio della ventosa nella posizione prescelta.

Se la ventosa è del tipo a semplice effetto, il bloccaggio è meccanico, dopo di che si collegano le singole ventose (vale a dire le loro cavità) ad un circuito attivo di aspirazione di aria e quindi di messa in depressione mediante tubi flessibili.

Quindi si appoggia la lastra da lavorare sopra le ventose e si attiva il circuito di aspirazione di aria creando un vuoto nelle cavità delle ventose tale da trattenere e bloccare la lastra nella posizione desiderata.

Se la ventosa è del tipo a doppio effetto, si procede anzitutto a collegare mediante un tubo flessibile ciascuna ventosa inferiore, quella cioè appoggiata sulla tavola o piano di lavoro della macchina, ad un primo circuito attivo di aspirazione d’aria.

Si procede quindi al bloccaggio delle ventose inferiori alla tavola attivando il primo circuito di aspirazione in modo da creare il vuoto nelle cavità delle ventose.

Si procede poi al collegamento di ciascuna ventosa superiore mediante un tubo flessibile ad un secondo circuito di aspirazione di aria, indipendente dal primo.

Si appoggia la lastra da lavorare sopra le ventose superiori delle doppie ventose: se la macchina non è dotata di un tastatore elettronico per rilevare l’esatta posizione della lastra rispetto alla tavola, si dispone la lastra in modo che almeno un suo bordo vada in battuta contro opportuni riscontri meccanici posti sui bordi della tavola.

Infine si attiva il secondo circuito di aspirazione di aria, quello cioè che serve le cavità delle ventose superiori di ciascuna doppia ventosa, per cui la lastra viene bloccata nella posizione desiderata dalla depressione creata nelle ventose.

Questa procedura presenta notevoli problemi ed inconvenienti dal punto di vista industriale, non soltanto perché è lunga e laboriosa ma anche perché richiede l’intervento di manodopera specializzata.

Inoltre, quando è terminata la lavorazione di ciascuna lastra (ad esempio facente parte di un lotto di lastre), si richiedono operazioni altrettanto lunghe, non soltanto per staccare la lastra al termine della lavorazione ma anche e soprattutto per ricollocare le ventose nelle posizioni richieste per nuove lastre con tipologie diverse di lavorazione.

Parimenti problematica è la presenza di numerosi tubicini flessibili, (due per ogni ventosa doppia), di collegamento delle ventose alla rispettiva fonte di aspirazione di aria, non soltanto come ingombro sulla tavola della macchina ma anche come possibile causa di guasti o malfunzionamenti.

Scopo principale della presente invenzione è quello di risolvere in modo industrialmente vantaggioso i problemi ed inconvenienti sopra brevemente delineati ed in particolare di realizzare un dispositivo che consenta di:

ridurre il tempo richiesto per il fissaggio ed il distacco della lastra da lavorare sulla tavola di lavorazione della macchina operatrice; semplificare le operazioni richieste all’operatore riducendo al minimo il suo intervento;

eliminare le tubazioni flessibili di collegamento delle ventose al relativo circuito di aspirazione dell’aria;

consentire la collocazione delle ventose in una pluralità di posizioni sulla tavola, così da poter lavorare lastre di qualsiasi forma, anche complessa, e dimensione.

Questi scopi vengono conseguiti con un dispositivo autobloccante definito nella rivendicazione 1 e da una macchina attrezzata con dispositivi auto-bloccanti definita nella rivendicazione 7, che prevedono nella sostanza i seguenti aspetti principali:

(a) Si utilizzano dispositivi di bloccaggio delle lastre da lavorare del tipo a due ventose contrapposte, fissate ad un corpo cilindrico e rispettivamente orientate verso l’alto e verso il basso, in cui:

(i) la ventosa orientata verso il basso od inferiore presenta centralmente una sede sagomata a coppa circolare, atta ad essere posizionata in posizione centrata rispetto ad uno dei fori della tavola e ad interagire con l’estremità superiore dell’otturatore della corrispondente valvola di intercettazione azionandolo verso la condizione di apertura della valvola contro l’azione antagonista di una molla di compressione, la detta sede essendo inoltre in comunicazione di fluido con la camera di detta ventosa inferiore che circonda esternamente la parte a coppa della sede stessa;

(ii) la ventosa orientata verso l’alto presenta centralmente un foro comunicante con una camera cilindrica nella quale trova sede un pistone il cui stelo (che funge da otturatore ed è rivolto verso l’alto) è alloggiato nel foro stesso con l’estremità esterna sporgente rispetto al contorno della ventosa, il pistone essendo sollecitato da una molla di compressione verso la posizione nella quale detto stelo è nella condizione di massima sporgenza rispetto al contorno della ventosa;

(iii) la cavità di detta ventosa inferiore circostante rispetto a detta sede a coppa è in comunicazione di fluido attraverso rispettivi condotti sia con la detta camera cilindrica a monte di detto pistone sia con il detto foro a valle di detto pistone;

(b) Si utilizza una tavola di lavorazione modificata, che presenta un reticolo di fori passanti, praticati nel suo spessore, nei quali alloggiano singole valvole di intercettazione per il controllo della comunicazione di fluido tra la superficie superiore della tavola ed una pluralità di canalizzazioni fisse previste permanentemente sulla superficie inferiore della tavola e formanti un unico circuito di aspirazione di aria a sua volta in comunicazione con una sorgente di aspirazione quale una pompa.

(c) Le valvole di intercettazione presentano un otturatore mobile verticalmente tra rispettive posizioni di chiusura ed apertura della valvola e quindi di intercettazione o di consenso del flusso di fluido attraverso la valvola, otturatore la cui estremità superiore sporge rispetto alla superficie superiore della valvola.

(iv) la parte di detta camera cilindrica a valle di detto pistone comunica con l’atmosfera esterna attraverso un condotto separato.

Grazie a queste caratteristiche, come apparirà più chiaramente dalla descrizione dettagliata che segue, riferita ad una forma di realizzazione preferita, con la macchina della presente invenzione è possibile utilizzare una sola fonte ed un solo circuito di aspirazione per comandare entrambe le ventose, eliminando i tubi flessibili finora utilizzati.

In particolare, quando il dispositivo a doppia ventosa viene collocato con la sede anzidetta centrata su uno dei fori praticati nella tavola di lavorazione, viene azionato l’otturatore della corrispondente valvola di intercettazione, mettendo in comunicazione la coppa della sede e quindi la cavità della ventosa inferiore con il condotto di aspirazione dell’aria sottostante alla valvola di intercettazione. Regolando opportunamente il grado di vuoto nella cavità della ventosa inferiore (è sufficiente un grado di vuoto relativamente modesto) questa viene bloccata sulla superficie della tavola di lavorazione nella posizione desiderata e con essa anche l’intero dispositivo a doppia ventosa.

Concomitantemente la depressione generata nella cavità della ventosa inferiore viene messa in comunicazione anche con la camera cilindrica a monte del pistone che tuttavia viene mantenuto nella condizione di fine corsa superiore (ossia con lo stelo del pistone sporgente all’esterno del contorno della ventosa superiore) dalla forza della molla antagonista agente sullo stesso pistone.

In questa condizione lo stelo del pistone mantiene chiusa la comunicazione tra la cavità della ventosa inferiore e la cavità della ventosa superiore.

Appoggiando una lastra di materiale rigido sulla ventosa superiore, la lastra si appoggia in primo luogo sull’estremità sporgente dello stelo del pistone che, grazie all’azione antagonista esercitata dalla molla antagonista alloggiata nella camera cilindrica ed agente sul detto pistone nonché ad un valore molto moderato della depressione agente nella cavità della ventosa inferiore, rimane nella posizione sollevata, impedendo quindi la comunicazione con la depressione esistente nella cavità della ventosa inferiore.

In questo modo è possibile spostare la lastra appena appoggiata sulle estremità sporgenti dei pistoni, facendola scivolare lateralmente, in modo da posizionarla nella posizione di lavoro desiderata sulla tavola di lavorazione.

Aumentando il grado di vuoto nel circuito di aspirazione, che viene in primo luogo messo in comunicazione con la camera cilindrica anzidetta a monte del pistone, questa maggiore depressione, concomitantemente con l’azione della pressione atmosferica agente sulla faccia opposta del pistone con il peso della lastra, vince la forza antagonista della molla, per cui il pistone si abbassa nella camera cilindrica e con esso lo stelo ed il vuoto esistente nel circuito di aspirazione viene posto in comunicazione anche con la cavità della ventosa superiore, la quale blocca la lastra nella posizione desiderata.

Al termine del processo di lavorazione della lastra è sufficiente aumentare gradualmente la pressione all’interno del circuito di aspirazione, rimanendo comunque al di sotto della pressione atmosferica, per determinare, per effetto dell’espansione della molla agente sulla faccia inferiore del pistone, il ritorno dello stelo del pistone nella posizione sollevata nella quale la lastra che ha subito la lavorazione è disimpegnata dalla ventosa superiore, ma le ventose inferiori rimangono ancora attive per cui i dispositivi di bloccaggio rimangono nelle loro posizioni prestabilite, consentendo il caricamento di una nuova lastra della stessa tipologia da sottoporre alla lavorazione desiderata.

Quando invece si deve modificare la disposizione dei dispositivi di bloccaggio, allora si ripristina la pressione atmosferica nei condotti di aspirazione e quindi anche nella ventosa inferiore, per cui i dispositivi di bloccaggio possono essere staccati totalmente dalla tavola di lavorazione e collocati in nuove posizioni idonee per nuove tipologie di lastre da lavorare.

E’ degno di nota che la configurazione precedentemente delineata consente varianti equivalenti, come ad esempio la sostituzione delle canalizzazioni al di sotto della tavola di lavorazione con tubi flessibili collegati con un unico collettore di aspirazione: in questo modo, infatti, si mantiene la caratteristica di utilizzare un unico circuito del vuoto ovvero di aspirazione dell’aria e si eliminano comunque i tubi flessibili dalla superficie superiore della tavola.

Una realizzazione ulteriore della presente invenzione prevede che alla tavola sia associato un magazzino di dispositivi autobloccanti, per cui diventa possibile utilizzare il mandrino portautensile per il prelevamento di dispositivi auto-bloccanti dal magazzino ed il loro posizionamento nelle posizioni identificate in relazione alla lastra da lavorare.

Questi ed altri aspetti della presente invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue di una forma di realizzazione preferita fatta in relazione ai disegni allegati nei quali:

la fig. 1 è una vista schematica, in sezione trasversale, di una macchina del tipo Contourbreton;

la fig. 2 è una vista dal di sotto della tavola di lavorazione con il circuito di aspirazione dell’aria ed il magazzino dei dispositivi autobloccanti;

la fig. 3 è una vista in sezione verticale di un dispositivo autobloccante posizionato sulla tavola di lavorazione;

le figg. 4, 5 e 6 sono viste in sezione verticale del dispositivo auto-bloccante in tre condizioni operative;

la fig. 7 è una vista in sezione di una porzione di tavola di lavorazione, che illustra un foro con la relativa valvola di intercettazione;

la fig. 8 mostra il meccanismo per il prelievo, la movimentazione e la collocazione automatica dei dispositivi auto-bloccanti;

le figg.9, 10 ed 11 sono viste, rispettivamente, prospettica, ed in sezioni assiali tra loro ortogonali del dispositivo di prelievo e manipolazione dei dispositivi auto-bloccanti; e

la fig.12 è una vista in pianta della tavola di lavorazione con una lastra posizionata e bloccata per la lavorazione.

Riferendosi anzitutto alla figura 1, è mostrata una macchina sagomatrice Contourbreton NC260 per la lavorazione di lastre di materiale lapideo naturale o conglomerato, della quale sono mostrati schematicamente i componenti essenziali, ossia:

- un‘incastellatura 10, comprendente due spalle 12 sulle quali è montata una trave 14 motorizzata in modo da poter traslare lungo le spalle 12;

- un mandrino 16, opportunamente motorizzato e mobile in modo comandato lungo la trave 14, mandrino al quale viene montato un utensile (non mostrato) che può essere prelevato da due magazzini utensili 21 associati alla macchina, quest’ultima essendo preferibilmente dotata di un meccanismo per il cambio automatico di utensile durante il ciclo di lavorazione di una lastra;

- un piano o tavola di lavorazione indicata genericamente e complessivamente con il riferimento 18, tavola sulla quale si fissano le lastre da sottoporre alla lavorazione mediante dispositivi a ventosa di bloccaggio le cui posizioni vengono fissate di volta in volta a seconda della estensione e sagomatura della lastra con le modalità già illustrate in precedenza; ed

- un magazzino 20 di dispositivi di bloccaggio disposti in serie. Prendendo ora in considerazione anche la fig. 2 e la fig. 12, la tavola 18 è costituita da un piano continuo, preferibilmente in alluminio, in quanto inossidabile e facilmente lavorabile, destinata a ricevere sulla superficie superiore la lastra da lavorare bloccabile in posizione mediante i dispositivi auto-bloccanti 40 (fig. 3) che verranno descritti in dettaglio nel seguito.

Alla superficie inferiore della tavola 18 è fissata una rete di canali o condotti con una disposizione della quale la fig. 2 mostra un esempio.

In figura 2 sono mostrati, a titolo puramente esemplificativo, otto gruppi 24 di condotti disposti su due file ciascuna comprendente quattro gruppi.

Ciascun gruppo a sua volta comprende tre condotti traversi 26 e tre condotti longitudinali 28, intercomunicanti tra di loro.

Ciascun gruppo è collegabile autonomamente ed indipendentemente all’impianto di aspirazione dell’aria (non mostrato), per consentire l’aspirazione dell’aria e quindi la generazione di un vuoto da un numero qualsiasi di gruppi di condotti.

Nello spessore della tavola 18 sono ricavati fori passanti 30 disposti secondo un reticolo ovvero a scacchiera, ad esempio con la disposizione mostrata in fig. 12, fori la cui estremità inferiore è in comunicazione libera con il condotto 26 o 28. In ciascun foro è montata una valvola di intercettazione 32 (successivamente descritta) che controlla la comunicazione di fluido tra i condotti (26, 28) ed i dispositivi auto-bloccanti 40 disposti sulla superficie superiore della tavola 18.

In fig. 12 sono mostrati i riscontri meccanici 22 disposti lungo i lati della tavola 18 con la funzione di fungere da battuta per i due lati o bordi adiacenti di una lastra 90 quando viene appoggiata sulla tavola 18 in modo da consentire un rilevamento esatto della posizione della lastra da parte del dispositivo di controllo numerico della macchina, salvo che il rilevamento della posizione della lastra venga eseguito mediante un tastatore elettronico.

Prendendo ora in considerazione le figg. 3 e 7, è mostrato chiaramente in dettaglio il posizionamento di una valvola di intercettazione 32, comprendente un corpo cilindrico 34 nel quale è alloggiato scorrevolmente un otturatore 36, sollecitato verso la posizione di chiusura dalla molla antagonista di compressione 38.

Dalla fig. 7 si vede chiaramente come l’estremità superiore dell’otturatore 36 sporga dalla superficie superiore 19 della tavola 18 in modo da essere impegnata ed azionata nel modo successivamente descritto per l’apertura della valvola di intercettazione 32.

Nella fig.3, nonché nelle figg.4, 5 e 6, sono mostrati i dispositivi auto-bloccanti 40 secondo la presente invenzione.

Ciascun dispositivo auto-bloccante 40 comprende un corpo 42 di forma sostanzialmente parallelepipeda le cui superfici, superiore 44 ed inferiore 46, definiscono rispettive cavità, inferiore 72 e superiore 77, aventi funzione di ventose come successivamente descritto.

Prendendo in primo luogo in considerazione la superficie inferiore 46, questa è sagomata a coppa, definita da un bordo perimetrale 48 atto ad appoggiarsi sulla superficie superiore 19 della tavola 18, appoggio la cui tenuta è garantita dalla guarnizione 50 alloggiata in una sede opportuna.

Nella superficie superiore 44 la ventosa è definita da una guarnizione elastica 52 alloggiata in una scanalatura perimetrale 54 ricavata nella superficie 44 in modo che la guarnizione 52 sporga rispetto alla superficie stessa, garantendo la tenuta.

Nel corpo 42 del dispositivo auto-bloccante è ricavata una camera cilindrica 56 nella quale è alloggiato scorrevolmente un pistone 58, avente uno stelo 60, con funzione di otturatore con le modalità successivamente precisate, stelo che è alloggiato scorrevolmente in un condotto o passaggio 62 che collega la camera 56 con la superficie superiore 44 del corpo 42.

Il pistone 58 è sollecitato verso la posizione di fine corsa o completamente sollevata da una molla di compressione 64, la cui estremità inferiore è ancorata ad un coperchio 66 che chiude inferiormente la camera cilindrica 56 formando parte della superficie inferiore 46 del corpo 42.

Dal coperchio 66 sporge verso il basso un’appendice 68 di forma circolare, che definisce una cavità 70 e forma una sede circondata dalla cavità inferiore 72 definita dal bordo 48 della superficie inferiore 46.

La sede definita dall’appendice 68, la quale sporge dalla superficie 46 di una entità inferiore all’altezza del bordo 48, è idonea ad essere centrata e quindi coassiale con il foro 30 praticato nella tavola 18 e con l’otturatore 36 della valvola di intercettazione 32.

Nel corpo 42 sono ricavati condotti o passaggi di comunicazione di fluido tra le diverse cavità e camere.

Più specificamente:

(i) la cavità inferiore 72 comunica con la camera cilindrica 56 attraverso il condotto 74 praticato nel corpo 42;

(ii) la cavità inferiore 72 comunica con il foro 62 attraverso il condotto 76 praticato nel corpo 42;

(iii) la cavità 70 comunica con la cavità 72 attraverso il condotto 78 praticato nel coperchio 66;

(iv) la camera cilindrica 56 comunica, in corrispondenza della sua parte situata al di sopra del pistone 58, con l’ambiente esterno al dispositivo (e quindi a pressione atmosferica) attraverso il condotto 80 praticato nel corpo 42;

(v) infine il condotto 76 è dotato di una diramazione 82, dotata di una valvola di chiusura ermetica 84, per una variante di utilizzazione come successivamente descritto.

Dalla figura 3 si può rilevare come lo stelo 60 presenti un raccordo di estremità 61 di diametro ridotto, atto a sporgere rispetto alla superficie superiore 44 del corpo 42 nella misura massima consentita dalla parte svasata 63 di unione del raccordo di estremità 61 al corpo principale dello stelo 60; la parte svasata è atta ad impegnare un restringimento a spalla 65 sagomato corrispondentemente e sporgente radialmente in corrispondenza dell’estremità superiore del foro 62.

Nel corpo dello stelo 60 sono praticate due scanalature anulari parallele e distanziate 67 e 69, situate ciascuna in un piano ortogonale all’asse dello stelo, nelle quali alloggiano rispettive guarnizioni di tenuta 71 e 73, definendo la porzione 75 dello stelo 60 che opera come otturatore di intercettazione e chiusura dello sbocco del condotto 76 nel foro 62.

Venendo ora al funzionamento della macchina della presente invenzione, esso prevede le fasi seguenti, per le quali si farà riferimento alle figg.4, 5 e 6:

(1) In relazione alla tipologia di lastra da sottoporre a lavorazione si identificano sulla tavola 18 le aree della tavola destinate ad essere occupate dalla lastra 90 e quindi il numero di dispositivi autobloccanti 40 e le loro posizioni, coincidenti con fori 30, per garantire il bloccaggio ottimale della lastra 90 alla tavola 18.

A questo riguardo si possono utilizzare le modalità già note ed adottate nella macchina Contourbreton per il posizionamento dei dispositivi di bloccaggio tradizionali, vale a dire individuazione della tipologia di lastra ed identificazione del numero e dell’ubicazione dei dispositivi di bloccaggio, ad esempio mediante un proiettore a raggio laser della sagoma della lastra sul piano della tavola di lavorazione.

Alternativamente, quale ulteriore caratteristica innovativa, nella macchina con la tavola di lavoro configurata come sopra descritto il mandrino portautensili può anche venire utilizzato per il posizionamento sulla tavola dei dispositivi auto-bloccanti 40, come successivamente descritto

(2) Si posiziona in corrispondenza dei fori 30 selezionati in precedenza della tavola 18, e quindi delle corrispondenti valvole di intercettazione 32, un dispositivo auto-bloccante 40 con la sede o cavità 70 centrata rispetto all’estremità sporgente dell’otturatore 36, per cui l’otturatore stesso viene abbassato assialmente nel foro 30, contro l’azione della molla antagonista 38, ponendo in comunicazione il condotto 26 o 28, a seconda dei casi, con la cavità 70 e di conseguenza con la cavità 72.

La fig. 4 mostra la condizione della tavola 18 con due dispositivi auto-bloccanti 40 posizionati su corrispondenti fori 30, posizionamento che comporta automaticamente l’abbassamento dell’otturatore 36 e la detta comunicazione tra il condotto 26 o 28 e le cavità 70 e 72.

(3) Si attiva l’aspirazione di aria nei condotti 26 e 28, per cui nella cavità 72 si instaura un grado di vuoto sufficiente a bloccare ciascun dispositivo auto-bloccante alla superficie superiore della tavola 18. Questo bloccaggio si consegue con una depressione relativamente modesta dell’ordine di circa 0,8-0,9 bar.

(3 bis) In alternativa, se nei condotti 26 e 28 è già presente un certo grado di vuoto prestabilito, posizionando il dispositivo autobloccante con la sua sede in impegno con l’estremità superiore dell’otturatore si stabilisce immediatamente il vuoto desiderato nella cavità 72 e quindi si blocca il dispositivo alla tavola.

(4) In questa condizione si appoggia la lastra 90 da lavorare sulla tavola 18 e quindi sulle estremità 61 degli otturatori 60 definiti dallo stelo del pistone 58. Poiché la forza della molla di compressione 64 è relativamente elevata e la modesta depressione agente nella camera 56 al di sotto del pistone 58 (dato che la camera 56 è in comunicazione libera attraverso il condotto 74 con la cavità 72 della ventosa inferiore) non è in grado di vincere l’azione elastica della molla (anche se sulla superficie superiore del pistone agisce anche la pressione atmosferica per effetto del condotto 80), gli otturatori a stelo 60 non si abbassano e quindi è possibile far scivolare la lastra 90 così supportata fino a trovare appoggio contro i riscontri 22. Questa condizione è chiaramente visibile in fig.5.

Si noti che i puntali degli otturatori a stelo 60 sono preferibilmente in materiale plastico per facilitare lo scivolamento a spinta della lastra appoggiata su tali puntali fino ai predetti riscontri laterali evitando danneggiamenti della superficie inferiore della lastra.

(5) Una volta accertato il corretto posizionamento della lastra 90 si incrementa l’entità della depressione nel circuito di aspirazione dell’aria (eventualmente applicando in aggiunta una leggera pressione manuale verso il basso esercitata sulla superficie superiore della lastra 90) per determinare lo spostamento verso il basso degli steli otturatori 60 fino a portarli nella condizione mostrata in fig. 6, per cui la depressione esistente nel circuito di aspirazione viene messa in comunicazione con la cavità definita al di sopra della superficie superiore 44 del corpo 42 dalla guarnizione 52, generando il bloccaggio per effetto ventosa della lastra 90 al corpo del dispositivo auto-bloccante.

E’ degno di nota che per conseguire questa condizione il pistone 58 si deve spostare verso il basso, vincendo la forza antagonista della molla 64, ma in questo spostamento interviene anche la pressione atmosferica agente sulla superficie superiore del pistone 58 in virtù del collegamento determinato dal condotto di collegamento 80.

Ad elevati valori di depressione (0,2 – 0,3 bar) si consegue il duplice risultato di bloccare saldamente i dispositivi auto-bloccanti alla superficie della tavola 18 e la lastra 90 ai dispositivi stessi, assicurando la necessaria resistenza alle rilevanti forze di taglio agenti sulla lastra 90 durante la successiva lavorazione.

Tra le caratteristiche degne di nota della presente invenzione si deve citare la possibilità di utilizzare il mandrino 16 della macchina per il prelievo dal magazzino e la collocazione in una posizione predeterminata in funzione della forma e delle dimensioni della lastra da sottoporre a lavorazione.

A tale scopo è previsto un meccanismo di presa che permette da un lato di venire agganciato all’estremità inferiore del mandrino 16 e, dal lato opposto, di prelevare i dispositivi auto-bloccanti 40 dal magazzino 21 (fig. 1) e depositarli sulla tavola 18 nella posizione desiderata oppure viceversa.

Il meccanismo di presa può utilmente essere alloggiato nel magazzino utensili, dal quale viene prelevato dal mandrino quando necessario.

Con riferimento alle figg. 8-11, è previsto un raccordo 100 comprendente superiormente un codolo tronco-conico 101, atto ad essere inserito ed agganciato, in modo di per sé noto, all’estremità inferiore del mandrino 16 allo stesso modo di un utensile, ed inferiormente due piccole ventose 102 con le quali si aggancia e si può trasportare il dispositivo auto-bloccante 40. In particolare le due ventose 102 vengono posizionate in corrispondenza di zone lisce della superficie superiore dei dispositivi auto-bloccanti 40.

Dalla fig. 10 si rileva come le due ventose 102 sono ancorate a rispettivi fori cilindrici 104, praticati in un blocchetto di supporto 106, mediante boccole 108 ancorate amovibilmente ai fori stessi. Questi alloggiano molle di compressione 110, che consentono alle ventose 102 un appoggio molleggiato quando si impegnano sulla superficie superiore 44 dei dispositivi auto-bloccanti 40.

Per generare una depressione nelle ventose 102 si sfrutta vantaggiosamente il circuito di soffiaggio, di cui è già corredato il mandrino della macchina per la pulizia del cono del mandrino.

In particolare, il raccordo 100 comprende un condotto di Venturi, indicato genericamente con il numero di riferimento 112, nel percorso 113 dell’aria che viene soffiata per lo scopo anzidetto ed un collegamento 114 tra la sezione a valle del Venturi 112 e la cavità interna delle piccole ventose 102, per cui si genera una depressione sufficiente per il funzionamento soddisfacente delle ventose stesse.

In alternativa, per la creazione della depressione necessaria al funzionamento della ventose 102 è possibile porre temporaneamente in collegamento il circuito di soffiaggio del mandrino con una pompa di generazione di vuoto.

Riferendosi in particolare alla fig. 8, è mostrato come venga utilizzato il mandrino 16 per la manipolazione dei dispositivi autobloccanti 40.

A tale scopo, il magazzino 21 è dotato di un coperchio 116, imperniato mediante due bracci 118 e 120 all’incastellatura della macchina. Il braccio 118 è imperniato in una porzione 122 e la sua estremità inferiore 124 è imperniata allo stelo 126 del pistone di un complesso a cilindro e pistone 128, a sua volta fissato alla macchina.

Quando si vuole prelevare o riportare un dispositivo autobloccante 40 dal o nel magazzino 21, si aziona il complesso a cilindro e pistone 128 in modo da traslare il coperchio 116 dalla posizione in cui chiude il magazzino 21 (non mostrata) a quella di apertura, in cui il dispositivo 100 può accedere con le ventose 102 ad un dispositivo auto-bloccante 40.

La presente invenzione presenta ulteriori aspetti e vantaggi degni di particolare nota.

In primo luogo, il dispositivo autobloccante 40 può avere forme diverse e nella parte inferiore può presentare una o più sedi come quella individuata in fig.3 dall’appendice 68: di conseguenza quando il dispositivo 40 viene posizionato sulla tavola 18 è sufficiente scegliere quella delle sedi che è più idonea ad essere collocata in posizione centrata rispetto ad uno dei fori passanti 30.

In secondo luogo non esistono limitazioni circa l’orientamento del dispositivo auto-bloccante 40, per cui il esso può essere scelto in funzione della forma della lastra da bloccare alla tavola 18 e della sagoma finale dopo lavorazione.

Inoltre è possibile prevedere una pluralità di dispositivi autobloccanti aventi sagome diverse, come mostrato in fig. 12, anche se tutti corredati di almeno una sede definita da un’appendice 68 ed un identico corpo centrale nonché un’identica parte inferiore, mentre la parte superiore o meglio l’area definita dalla guarnizione 52 può essere variata in funzione della forza di bloccaggio da esplicare sulla lastra da lavorare e della forma del pezzo da ottenere con la lavorazione.

E’ anche possibile prevedere che la guarnizione superiore 52 delimiti una superficie inferiore all’intera estensione della superficie superiore 44 del corpo 42.

Disponendo i diversi tipi di dispositivi auto-bloccanti nel magazzino 20 è possibile utilizzare di volta in volta i dispositivi più idonei in funzione della forma e delle dimensioni della lastra da fissare alla tavola 18 e del manufatto ottenuto dopo lavorazione.

E’ anche possibile e prevedibile l’utilizzazione dei dispositivi auto-bloccanti senza che la sede definita dall’appendice 68 sia disposta in corrispondenza dell’otturatore della valvola di intercettazione: infatti è sufficiente che la superficie inferiore 46 sormonti l’otturatore della valvola di intercettazione perché la valvola venga azionata e la depressione desiderata sia instaurata nella ventosa inferiore.

L’impiego delle sedi di centratura ha lo scopo precipuo di garantire il posizionamento corretto dei dispositivi autobloccanti sulla tavola nonché una maggiore resistenza alle spinte orizzontali indotte dall’utensile in lavorazione.

Quale ulteriore alternativa, da adottarsi nel caso, sicuramente eccezionale, nel quale una particolare conformazione complessa della lastra o del manufatto lavorato non consenta di individuare una disposizione ottimale di dispositivi auto-bloccanti che assicuri il bloccaggio ottimale della lastra, è possibile collocare ulteriori dispositivi 40 in posizioni che non sormontano una delle valvole di intercettazione.

In questo caso si utilizza il condotto ausiliario 82, collegandolo, tramite un corto tubo flessibile al condotto 82 di un dispositivo che sia posizionato su una valvola di intercettazione e quindi sia collegato al circuito di aspirazione dell’aria.

In questo caso, attraverso questa disposizione,la ventosa inferiore del dispositivo 40 non posizionato su una valvola di intercettazione (che si può considerare come un dispositivo ausiliario) viene posta in comunicazione con la ventosa inferiore del dispositivo che invece è posizionato su una valvola di intercettazione, per cui anche il dispositivo ausiliario è comunque collegato al circuito unico di aspirazione e funziona esattamente come gli altri dispositivi direttamente collegati al circuito in questione.

Un’ulteriore accorgimento che aumenta le prestazioni vantaggiose della presente invenzione consiste nel rivestire la superficie superiore 44 del corpo 42 con uno strato di materiale antiattrito (solitamente elastomero) o ruvido per cui aumenta l’attrito di primo distacco tra la lastra da bloccare ed il dispositivo autobloccante migliorando l’adesione della lastra al dispositivo e quindi alla lastra.

Volendo utilizzare questo tipo di dispositivo auto-bloccante con la procedura di manipolazione automatica mediante mandrino precedentemente illustrata, si dovrà provvedere affinché le zone circolari sulle quali agiscono le due piccole ventose 102 siano prive del rivestimento ruvido.

Infine si deve accennare al fatto che si può sfruttare il fatto che questo tipo di macchina è provvisto di controllo numerico per eseguire le lavorazioni sulla lastra.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione il controllo numerico della macchina comanda anche il movimento ed il posizionamento dei dispositivi auto-bloccanti sulla tavola di lavorazione.

A tale scopo al software della macchina è aggiunto un modulo che consente all’operatore di simulare a video il posizionamento dei dispositivi auto-bloccanti sulla tavola ed il collocamento della lastra da lavorare su di essi, allo scopo di definire preventivamente la disposizione ottimale dei dispositivi e della lastra.

Le informazioni risultanti da questa simulazione vengono poi acquisite dal controllo numerico che procede automaticamente, dopo che il mandrino della macchina ha agganciato il dispositivo di presa e trasferimento dei dispositivi auto-bloccanti, alle operazioni di scelta, prelievo dal magazzino e posizionamento sulla tavola.

Riassumendo, il funzionamento della macchina secondo la presente invenzione prevede una modalità di massima automazione ed una di automazione ridotta, nei termini seguenti:

in base ai dati geometrici della lastra grezza da lavorare e di quella finita, con l’ausilio del software del la macchina, determina numero, tipo e posizioni dei dispositivi auto-bloccanti;

queste informazioni vengono acquisite dal controllo numerico della macchina;

il mandrino della macchina aggancia il dispositivo di presa e trasferimento che si trova nel magazzino e procede quindi al prelevamento, trasferimento e posizionamento sulla tavola come predeterminato dei dispositivi auto-bloccanti, uno per volta;

si attiva l’impianto di aspirazione dell’aria generando una depressione di circa 0,8-0,9 bar all’interno del circuito e quindi nelle ventose inferiori dei dispositivi auto-bloccanti;

si appoggia la lastra da lavorare sui dispositivi auto-bloccanti; si controlla che la lastra sia posizionata con due lati adiacenti in battuta contro i riscontri meccanici laterali della tavola, effettuando piccoli spostamenti di aggiustamento della lastra;

si abbassa la pressione nel circuito di aspirazione a circa 0,2-0,3 bar, controllando che le ventose superiori dei dispositivi autobloccanti entrino in funzione bloccando saldamente la lastra da lavorare;

il mandrino riporta al magazzino il dispositivo di presa e trasferimento dei dispositivi auto-bloccanti, aggancia il primo utensile e si inizia la lavorazione meccanica della lastra.

Una volta ultimata la lavorazione, se si deve effettuare la stessa lavorazione su un’altra lastra grezza si procede unicamente a portare la pressione nel circuito di aspirazione dell’aria al valore di 0,8-0,9 bar, per cui la lastra finita viene sbloccata e può essere scaricata, per essere sostituita da una nuova lastra grezza.

Se invece si deve effettuare la lavorazione di una lastra grezza di tipologia differente, le operazioni anzidette vengono sostanzialmente ripetute nella sequenza inversa.

E’ degno di nota che in una forma semplificata di macchina, ad esempio una macchina operatrice differente e non dotata di magazzino di deposito dei dispositivi autobloccanti e priva di dispositivo di presa, le operazioni anzidette nelle quali interviene il software e si utilizza il mandrino portautensili della macchina per il prelievo ed il posizionamento dei dispositivi auto-bloccanti vengono omesse, procedendo manualmente al posizionamento dei dispositivi auto-bloccanti nelle posizioni predeterminate sulla tavola, ad esempio con l’impiego di una proiezione a raggio laser della sagoma della lastra da lavorare, ottenendo comunque i principali vantaggi già menzionati della presente invenzione.

In ogni caso, con la soluzione automatizzata precedentemente descritta si riducono le operazioni manuali unicamente a quelle di appoggiare la lastra grezza sopra le ventose superiori dei dispositivi auto-bloccanti ed al prelievo della lastra finita a lavorazione ultimata, operazioni manuali che potrebbero anche essere svolte da un manipolatore robotizzato.

Come già accennato in precedenza, la presente invenzione trova applicazione alla lavorazione di lastre di qualsivoglia materiale rigido per cui il riferimento alle lastre di materiale lapideo o conglomerato costituisce un’applicazione preferita ma non esclusiva.

Come ulteriore alternativa è possibile prevedere di omettere le valvole di intercettazione alloggiate nei fori praticati nella tavola di lavorazione, associando invece ai condotti formanti il circuito di aspirazione dell’aria appositi sezionatori.

In questo caso, dopo aver collocato i dispositivi auto-bloccanti sui fori predeterminati, è sufficiente attivare l’aspirazione dell’aria con gli opportuni sezionatori e con la necessaria modulazione della depressione per attivare prima le ventose inferiori e poi, con le modalità già descritte e dopo che la lastra da lavorare è stata appoggiata sulle ventose superiori, incrementare la depressione onde attivare queste ultime.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo auto-bloccante per il bloccaggio di una lastra (90) di materiale rigido sulla tavola di lavoro (18) di una macchina operatrice, detto dispositivo auto-bloccante comprendendo un corpo centrale (42) terminante alle due estremità con una cavità inferiore (72) ed una cavità superiore (77) aventi ciascuna la funzione di ventosa e destinate ad impegnare, rispettivamente, la tavola (18) e la lastra (90), caratterizzato dal fatto che la cavità inferiore (72) è atta ad impegnare un foro passante (30) praticato nello spessore di detta tavola (18) e comunicante con un condotto (26, 28) di aspirazione di aria a sua volta collegato ad una sorgente di aspirazione di aria, a formare un unico circuito di aspirazione di aria, detto foro passante (30) essendo associato a mezzi di intercettazione (32, 36) della comunicazione tra detta cavità (72) e detta sorgente di aspirazione e dal fatto che in detto corpo centrale (42) è ricavata una camera cilindrica interna (56) nella quale alloggia un pistone (58) associato ad uno stelo (60) con funzione di otturatore mobile, unitamente a detto pistone (58), tra una prima posizione nella quale esclude la comunicazione di fluido tra detta cavità inferiore (72) e detta cavità superiore (77) ed una seconda posizione nella quale consente detta comunicazione con detto unico circuito di aspirazione di aria, generando un bloccaggio per effetto ventosa della lastra (90) al corpo centrale (42) del dispositivo auto-bloccante (40).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di intercettazione comprendono una valvola (32) alloggiata in detto foro (30) e dotata di un otturatore (36) mobile tra una posizione di chiusura ad una posizione di apertura contro l’azione di una prima molla antagonista (38), detta cavità inferiore (72) essendo atta ad impegnare l’estremità superiore di detto otturatore (36) in modo da spostare detto otturatore (36) in detta posizione di apertura.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che in detto corpo centrale (42) sono ricavati condotti (74, 76, 78) di comunicazione di fluido tra detta camera cilindrica interna (56) e dette cavità (77, 72).
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta camera cilindrica interna (56) comunica, a monte del pistone (58) con l’ambiente esterno attraverso un condotto (80) ricavato nel corpo centrale (42).
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto stelo (60) presenta scanalature anulari, parallele e distanziate (67, 69) di alloggiamento di guarnizioni di tenuta (71, 73).
6. 6. Macchina per la lavorazione di lastre di materiale rigido, del tipo comprendente una tavola (18) a superficie continua , in comunicazione con una serie di condotti (26, 28) e sulla quale viene appoggiata la lastra (90) da sottoporre a lavorazione con l’interposizione di mezzi a ventosa per il bloccaggio temporaneo della lastra (90) in posizione prefissata rispetto alla tavola (18), detta macchina comprendendo almeno un mandrino portautensile (16) montato al di sopra della tavola (18) ed atto ad operare sulla lastra quando è in condizione bloccata sulla tavola, caratterizzata dal comprendere: (a) una pluralità di valvole di intercettazione (32) a disposizione preordinata, alloggiate in rispettivi fori (30) praticati nello spessore di detta tavola (18) e comunicanti inferiormente con una fonte di aspirazione di aria, ciascuna valvola (32) dotata di un otturatore (36) mobile, contro la forza antagonista di una prima molla di compressione (38), tra una posizione di chiusura della valvola (32) nella quale sporge di un’altezza prefissata rispetto al piano di detta tavola (18) ed una posizione di apertura nella quale è abbassato rispetto al piano di detta tavola (18), consentendo il flusso libero di aria attraverso il rispettivo detto foro (30); e (b) una pluralità di dispositivi auto-bloccanti (40) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, associabili a volontà con dette valvole di intercettazione (32).
7. 7. Macchina secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal comprendere inoltre un dispositivo (100) di manipolazione di un rispettivo dispositivo auto-bloccante (40) associabile al mandrino (16) in modo noto mediante un codolo troncoconico (101), detto dispositivo di manipolazione (100) comprendendo un blocchetto di supporto (106) dotato di fori cilindrici (104) di ancoraggio di una rispettiva ventosa (102) di impegno e trasporto del dispositivo autobloccante (40).
8. 8. Macchina secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detti fori cilindrici (104) alloggiano molle di compressione (110) atte a consentire alle ventose (102) un appoggio molleggiato quando impegnano il dispositivo auto-bloccante (40).
9. 9. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 8, caratterizzata dal comprendere inoltre un magazzino di dispositivi auto-bloccanti (20) dotato di un coperchio (116) imperniato mediante bracci (118, 120) all’incastellatura della macchina.
10. 10. Macchina secondo la rivendicazione 9, in cui detto coperchio (116) è mobile tra una posizione di apertura e chiusura del magazzino di dispositivi auto-bloccanti (20) per effetto di mezzi di azionamenti a cilindro-pistone (128).
11. 11. Procedimento per il bloccaggio di un una lastra (90) di materiale rigido sulla tavola di lavoro (18) di una macchina operatrice secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 10, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: (1) identificazione sulla tavola (18) delle aree destinate ad essere occupate da una lastra (90), e quindi del numero di fori impegnati (30); (2) posizionamento dei dispositivi auto-bloccanti (40) in corrispondenza dei rispettivi fori (30) con la cavità inferiore (72) centrata rispetto all’otturatore (36), con conseguente abbassamento assiale dell’otturatore nel foro (30) e creazione di una comunicazione di fluido tra i condotti (26, 28) e la cavità (72); (3) attivazione dell’aspirazione nei condotti (26, 28) con conseguente bloccaggio dei dispositivi auto-bloccanti (40) sulla tavola (18); (4) posizionamento della lastra (90) da lavorare sulla tavola (18); (5) aumento della depressione nel circuito di aspirazione dell’aria così da determinare lo spostamento verso il basso degli steli (60) dei gruppi auto-bloccanti (40) fino a porre la camera cilindrica interna (56) in comunicazione di fluido con la cavità superiore (77) generando il bloccaggio per effetto ventosa della lastra (90) al corpo centrale (42) di ciascun dispositivo auto-bloccante (40).
12. 12. Procedimento secondo la rivendicazione 11, comprendente inoltre una fase di manipolazione di ciascun gruppo auto-bloccante (40) da un magazzino (20) per azione di un dispositivo (100) di manipolazione.