ITTV20110164A1

ITTV20110164A1 - MACHINING HEAD FOR A TOOL MACHINE

Info

Publication number: ITTV20110164A1
Application number: IT000164A
Authority: IT
Inventors: Claudio Saurin; Eddy Zen
Original assignee: Breton Spa
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2013-06-03
Also published as: DE102012221926A1

Description

â€œTesta di lavorazione per una macchina utensileâ€ . â € œMachining head for a machine toolâ €.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione ha per oggetto una testa di lavorazione per una macchina utensile. The present invention relates to a machining head for a machine tool.

In particolare lâ€™invenzione riguarda una testa di lavorazione, denominata comunemente birotativa, da applicare allâ€™estremitÃ inferiore di un supporto mobile che viene movimentato lungo i tre assi cartesiani di una macchina utensile, al fine di ottenere una macchina a cinque assi. Vantaggiosamente, la macchina Ã ̈ del tipo per la lavorazione di metalli. In particular, the invention relates to a machining head, commonly called bi-rotary, to be applied to the lower end of a mobile support that is moved along the three Cartesian axes of a machine tool, in order to obtain a five-axis machine. Advantageously, the machine is of the type for working metal.

In genere le teste birotative comprendono un primo supporto, connesso al supporto mobile, orientabile attorno ad un asse verticale, e un secondo supporto montato sul primo, orientabile attorno ad un secondo asse e sul quale Ã ̈ montato un mandrino per lâ€™utensile. Generally, the bi-rotary heads comprise a first support, connected to the mobile support, orientable around a vertical axis, and a second support mounted on the first, orientable around a second axis and on which a spindle for the tool is mounted.

Allo stato dellâ€™arte sono noti diversi tipi di teste di lavorazione birotative nelle quali i due assi sono perpendicolari o non perpendicolari fra loro. Il montaggio a sbalzo del secondo asse permette di avere ingombri della testa piÃ¹ ridotti nella zona di lavorazione e le teste ad assi non perpendicolari hanno una distribuzione degli sforzi sugli assi che Ã ̈ in genere preferibile nel caso di montaggio a sbalzo del secondo asse. In the state of the art, different types of birotative machining heads are known in which the two axes are perpendicular or not perpendicular to each other. The cantilever mounting of the second axis allows for smaller head dimensions in the machining area and the heads with non-perpendicular axes have a distribution of stress on the axes which is generally preferable in the case of cantilevered assembly of the second axis.

Tuttavia, con gli assi non perpendicolari lâ€™intervallo di inclinazioni possibili per il mandrino attorno al secondo asse viene a ridursi ed Ã ̈ perciÃ² conseguentemente ridotto lâ€™intervallo di possibili inclinazioni delle superfici del pezzo da lavorare. However, with non-perpendicular axes the range of possible inclinations for the spindle around the second axis is reduced and therefore the range of possible inclinations of the surfaces of the workpiece is consequently reduced.

Ad esempio, nel brevetto italiano IT0001384600 a nome Tecniche Industriali srl, Ã ̈ descritta una testa di lavorazione in cui il secondo asse di rotazione Ã ̈ disposto a 45° rispetto allâ€™asse di rotazione del primo supporto. CiÃ² comporta un intervallo di possibili inclinazioni dellâ€™utensile che Ã ̈ compreso solo fra la posizione verticale e la posizione orizzontale. For example, in the Italian patent IT0001384600 in the name of Tecniche Industriali srl, a machining head is described in which the second rotation axis is arranged at 45 ° with respect to the rotation axis of the first support. This implies a range of possible inclinations of the tool which is included only between the vertical position and the horizontal position.

Non Ã ̈ perciÃ² ad esempio possibile lavorare dei pezzi in condizioni di sottosquadro senza ricorrere al riposizionamento, generalmente un ribaltamento, del pezzo in lavorazione. Lâ€™operazione Ã ̈ molto complessa, puÃ² compromettere la precisione di lavorazione e porta a fermi macchina prolungati. For example, it is not possible to work pieces in undercut conditions without resorting to repositioning, generally by overturning, the workpiece. The operation is very complex, it can compromise the machining precision and leads to prolonged downtime.

Nelle domande internazionali di brevetto WO02/24401 e WO 02/32617, a nome FPT Industrie Spa Ã ̈ descritta una testa operatrice birotativa applicata inferiormente ad un corpo mandrino ed avente una prima metÃ di testa girevole attorno ad un primo asse verticale. La prima metÃ della testa Ã ̈ predisposta ad una sua estremitÃ con una superficie inclinata di un angolo inferiore a 45°, preferibilmente compreso tra 35° e 45° rispetto allâ€™asse verticale. Sulla superficie inclinata Ã ̈ montata girevolmente una seconda metÃ di testa che porta un mandrino. La seconda metÃ di testa Ã ̈ quindi girevole attorno ad un secondo asse perpendicolare alla superficie inclinata, e quindi il suo asse di rotazione Ã ̈ inclinato rispetto alla verticale di un angolo superiore a 45°, preferibilmente compreso tra 45° e 55°. Considerando come riferimento il piano di lavoro della macchina utensile, con la configurazione della testa appena descritta Ã ̈ possibile ottenere un inclinazione dellâ€™asse del mandrino rispetto al piano compresa tra circa 20° e la posizione verticale. Ãˆ quindi possibile lavorare di punta anche superfici in condizioni di sottosquadro, fino ad unâ€™inclinazione di circa -20° rispetto al piano di lavoro della macchina utensile. Tale sottosquadro Ã ̈ in alcuni casi comunque insufficiente e obbliga al riposizionamento del pezzo. Un aumento dellâ€™inclinazione raggiungibile dallâ€™utensile comporterebbe perÃ² un eccessivo avvicinamento del secondo asse alla condizione di ortogonalitÃ con il primo asse, con gli svantaggi di una tale disposizione nel caso di assi a sbalzo. In international patent applications WO02 / 24401 and WO 02/32617, in the name of FPT Industrie Spa, a bi-rotary operating head is described, applied below a spindle body and having a first half of a head that can rotate around a first vertical axis. The first half of the head is arranged at one end with a surface inclined at an angle of less than 45 °, preferably between 35 ° and 45 ° with respect to the vertical axis. A second head half carrying a spindle is rotatably mounted on the inclined surface. The second half of the head is therefore rotatable around a second axis perpendicular to the inclined surface, and therefore its rotation axis is inclined with respect to the vertical by an angle greater than 45 °, preferably between 45 ° and 55 °. Considering the work plane of the machine tool as a reference, with the configuration of the head just described it is possible to obtain an inclination of the spindle axis with respect to the plane between about 20 ° and the vertical position. It is therefore possible to work at peak even surfaces in undercut conditions, up to an inclination of about -20 ° with respect to the work surface of the machine tool. This undercut is in some cases however insufficient and obliges the repositioning of the piece. An increase in the inclination reachable by the tool would, however, entail an excessive approach of the second axis to the condition of orthogonality with the first axis, with the disadvantages of such an arrangement in the case of cantilevered axes.

Nel brevetto europeo EP 1205275 a nome Tecniche Industriali srl, Ã ̈ descritto un esempio di testa birotativa ad assi perpendicolari, comprendente un primo supporto, connesso ad un corpo mandrino, rotante attorno ad un asse verticale, e un secondo supporto montato a sbalzo sul primo, che ruota attorno ad un asse orizzontale. Sul secondo supporto Ã ̈ montato un mandrino intercambiabile. Tra mandrino e secondo supporto sono predisposti mezzi di connessione temporanea. La trasmissione del moto di rotazione avviene attraverso rispettivi alberi e ruote dentate coniche, predisposte tra i supporti. Particolari soluzioni di trasmissione del moto cercano di migliorare la distribuzione degli sforzi pure mantenendo una configurazione a sbalzo del secondo asse perpendicolare e permettere un facile smontaggio del mandrino. Tale soluzione Ã ̈ perÃ² per svariati motivi anchâ€™essa insoddisfacente. In the European patent EP 1205275 in the name of Tecniche Industriali srl, an example of a bi-rotary head with perpendicular axes is described, comprising a first support, connected to a spindle body, rotating around a vertical axis, and a second support mounted cantilevered on the first , which rotates around a horizontal axis. An interchangeable mandrel is mounted on the second support. Temporary connection means are provided between the mandrel and the second support. The transmission of the rotation motion occurs through respective shafts and bevel gear wheels, arranged between the supports. Particular motion transmission solutions try to improve the distribution of the forces while maintaining a cantilevered configuration of the second perpendicular axis and allowing easy disassembly of the spindle. This solution is however unsatisfactory for various reasons.

Nel caso di necessitÃ di avere un maggiore range di inclinazioni dellâ€™utensile, ad esempio per lavorare sottosquadri piÃ¹ pronunciati, Ã ̈ perciÃ² noto allo stato dellâ€™arte ricorrere ad una cosiddetta testa birotativa a forcella che permette di avere piÃ¹ elevati angoli di inclinazione dellâ€™asse del mandrino (avendo assi perpendicolari fra loro) e di sostenere nel contempo il secondo asse da entrambi gli estremi per migliorarne la resistenza agli sforzi di lavorazione. Tali teste hanno perÃ² altri limiti ed inconvenienti, soprattutto a causa del relativamente elevato ingombro laterale In case of need to have a greater range of tool inclinations, for example to work more pronounced undercuts, it is therefore known to the state of the art to resort to a so-called bi-rotary fork head which allows to have higher angles of inclination of the spindle axis (having perpendicular axes to each other) and at the same time supporting the second axis from both ends to improve its resistance to machining efforts. However, these heads have other limitations and drawbacks, above all due to the relatively large lateral dimensions

Lo scopo della presente invenzione Ã ̈ quindi quello di rendere disponibile una testa di lavorazione per una macchina utensile che risolva, almeno parzialmente, gli inconvenienti della tecnica nota. The object of the present invention is therefore to make available a machining head for a machine tool which solves, at least partially, the drawbacks of the known art.

Un primo compito della presente invenzione Ã ̈ di rendere disponibile una testa birotativa ad assi non perpendicolari che sia rapidamente adattabile per operare in un relativamente ampio range di inclinazione dellâ€™utensile, cosÃ¬ da potere ad esempio lavorare superfici con sottosquadri relativamente elevati ed in particolare superfici orientate verso il basso ed inclinate rispetto al piano di lavoro anche fino a 45°, senza necessitÃ di riposizionare il pezzo. A first task of the present invention is to make available a bi-rotary head with non-perpendicular axes that is rapidly adaptable to operate in a relatively wide range of inclination of the tool, so as to be able, for example, to machine surfaces with relatively high undercuts and in particular surfaces oriented downwards and inclined with respect to the work surface even up to 45 °, without the need to reposition the piece.

Un secondo compito Ã ̈ fornire una macchina che permetta la rapida ed automatica configurazione della testa. A second task is to provide a machine that allows the rapid and automatic configuration of the head.

In vista di tali compiti, si Ã ̈ pensato di realizzare una testa di lavorazione per una macchina utensile comprendente un primo elemento di supporto adatto a ruotare attorno ad un primo asse di rotazione; e un secondo elemento di supporto connesso al primo elemento di supporto. Il secondo elemento di supporto Ã ̈ adatto a ruotare attorno ad un secondo asse di rotazione non perpendicolare al primo asse. La testa comprende inoltre un mandrino adatto ad essere connesso a detto secondo elemento di supporto, detto mandrino definendo un terzo asse di rotazione (asse del mandrino) per un utensile. La testa di lavorazione comprende mezzi di connessione del mandrino al secondo supporto, adatti alla connessione del mandrino al secondo supporto in almeno due differenti configurazioni angolari. In view of these tasks, it has been thought of making a machining head for a machine tool comprising a first support element suitable for rotating around a first axis of rotation; and a second support element connected to the first support element. The second support element is suitable for rotating around a second rotation axis not perpendicular to the first axis. The head further comprises a spindle suitable for being connected to said second support element, said spindle defining a third axis of rotation (axis of the spindle) for a tool. The machining head comprises means for connecting the mandrel to the second support, suitable for connecting the mandrel to the second support in at least two different angular configurations.

Le caratteristiche e i vantaggi di una testa di lavorazione realizzata applicando i principi della presente invenzione risulteranno piÃ¹ chiari dalla descrizione, fatta di seguito, di alcuni esempi di realizzazione, dati a titolo indicativo e non limitativo con riferimento ai disegni allegati, nei quali: The characteristics and advantages of a machining head made by applying the principles of the present invention will become clearer from the description, given below, of some examples of embodiment, given as an indication and not a limitation with reference to the attached drawings, in which:

Fig. 1 e 2 mostrano una vista schematica parzialmente sezionata, rispettivamente frontale e laterale, di una testa di lavorazione secondo la presente invenzione in una prima posizione di una prima configurazione; Figs. 1 and 2 show a partially sectioned schematic view, respectively front and side, of a machining head according to the present invention in a first position of a first configuration;

Fig. 3 mostra una vista schematica parzialmente sezionata posteriore della testa di figura 1 in una seconda posizione della prima configurazione, in cui il mandrino Ã ̈ ruotato di 90° rispetto alla prima posizione, ed Ã ̈ posizionato per lavorare un oggetto in sottosquadro; Fig. 3 shows a partially sectioned rear schematic view of the head of figure 1 in a second position of the first configuration, in which the spindle is rotated by 90 ° with respect to the first position, and is positioned to machine an undercut object;

Fig. 4 mostra una vista schematica parzialmente sezionata della testa di figura 1 in una terza posizione della prima configurazione, in cui il mandrino Ã ̈ ruotato di 180° rispetto alla prima posizione; Fig. 4 shows a partially sectioned schematic view of the head of figure 1 in a third position of the first configuration, in which the spindle is rotated by 180 ° with respect to the first position;

Fig. 5 mostra una vista schematica parzialmente in sezione della testa di lavorazione di figura 1 in una quarta posizione della prima configurazione, in cui il mandrino Ã ̈ ruotato di 270° rispetto alla prima posizione; Fig. 5 shows a partially sectioned schematic view of the machining head of Fig. 1 in a fourth position of the first configuration, in which the spindle is rotated by 270 ° with respect to the first position;

Fig. 6 mostra una vista schematica parzialmente in sezione della testa di lavorazione di figura 1 in una prima posizione di una seconda configurazione; Fig. 6 shows a partially sectioned schematic view of the processing head of Fig. 1 in a first position of a second configuration;

Fig. 7 mostra una vista schematica di una zona di accoppiamento di un mandrino di una testa di lavorazione secondo la presente invenzione; Fig. 8 mostra una vista schematica di una zona di accoppiamento di una parte di una testa di lavorazione secondo la presente invenzione; Fig. 7 shows a schematic view of a coupling area of a spindle of a machining head according to the present invention; Fig. 8 shows a schematic view of a coupling area of a part of a machining head according to the present invention;

Fig. 9 e fig. 10 mostrano una vista schematica di elementi di innesto fra il mandrino e parte della testa di lavorazione delle figure 7 e 8 in condizione innestata e disinnestata; Fig. 9 and fig. 10 show a schematic view of coupling elements between the mandrel and part of the machining head of Figures 7 and 8 in the engaged and disengaged condition;

Fig. 11 e fig. 12 mostrano una macchina utensile con una testa di lavorazione birotativa secondo la presente invenzione. Fig. 11 and fig. 12 show a machine tool with a bi-rotary machining head according to the present invention.

In figura 1 Ã ̈ rappresentata una testa birotativa di lavorazione 20 comprendente: Figure 1 shows a bi-rotary machining head 20 comprising:

- un primo elemento di supporto 22 che ruota attorno ad un primo asse motorizzato di rotazione C e che Ã ̈ connesso ad un supporto mobile 18 di una macchina utensile 16 (mostrata schematicamente nelle figure 11 e 12); e - a first support element 22 which rotates around a first motorized rotation axis C and which is connected to a mobile support 18 of a machine tool 16 (shown schematically in Figures 11 and 12); And

- un secondo elemento di supporto 24 connesso al primo elemento di supporto 22 e che ruota attorno ad un secondo asse motorizzato di rotazione A, non perpendicolare al primo asse. - a second support element 24 connected to the first support element 22 and which rotates around a second motorized rotation axis A, not perpendicular to the first axis.

La testa di lavorazione 20 comprende inoltre un mandrino 26 adatto ad essere connesso al secondo elemento di supporto 24, e adatto a ruotare un utensile (mostrato schematicamente a tratteggio) attorno ad un terzo asse di rotazione X. The machining head 20 also comprises a spindle 26 suitable for being connected to the second support element 24, and suitable for rotating a tool (shown schematically in broken lines) around a third axis of rotation X.

In accordo ad una prima forma di realizzazione della presente invenzione lâ€™inclinazione tra il primo asse di rotazione C e il secondo asse di rotazione A, indicata con Î± in figura 1, Ã ̈ compresa tra 40° e 50°. Vantaggiosamente lâ€™inclinazione tra primo asse di rotazione C e secondo asse di rotazione A Ã ̈ di 45°. In genere lâ€™asse C Ã ̈ verticale, ma in altre tipologie di macchine lâ€™asse C puÃ² essere orizzontale. According to a first embodiment of the present invention, the inclination between the first axis of rotation C and the second axis of rotation A, indicated by Î ± in Figure 1, is between 40 ° and 50 °. Advantageously, the inclination between the first rotation axis C and the second rotation axis A is 45 °. Generally the C axis is vertical, but in other types of machines the C axis can be horizontal.

Vantaggiosamente, la testa di lavorazione 20 comprende mezzi 28 di connessione del mandrino 26 al secondo elemento di supporto 24, in almeno due differenti configurazioni angolari. Advantageously, the machining head 20 comprises means 28 for connecting the mandrel 26 to the second support element 24, in at least two different angular configurations.

In particolare, il secondo elemento di supporto 24 comprende una prima superficie o faccia 30 di accoppiamento con una corrispondente seconda superficie o faccia di accoppiamento 32 predisposta sul mandrino 26. Sulla prima faccia 30 e sulla seconda faccia 32 di accoppiamento sono quindi predisposti i mezzi di connessione 28. Vantaggiosamente le facce 30 e 32 sono disposte rispetto al piano normale al secondo asse A in modo da formare con tale piano normale un angolo Î²=90-Î±. In tale modo, il supporto 24, nella sua rotazione attorno allâ€™asse A, puÃ² portarsi con la faccia 30 in posizione parallela allâ€™asse C, come mostrato in figura 1. Lâ€™asse X Ã ̈ vantaggiosamente parallelo al piano delle facce 30, 32. In particular, the second support element 24 comprises a first surface or face 30 for coupling with a corresponding second surface or coupling face 32 arranged on the mandrel 26. The first coupling face 30 and on the second coupling face 32 are therefore provided with means for connection 28. Advantageously, the faces 30 and 32 are arranged with respect to the plane normal to the second axis A so as to form an angle Î² = 90-Î ± with this normal plane. In this way, the support 24, in its rotation around the A axis, can move with the face 30 in a position parallel to the C axis, as shown in figure 1. The X axis is advantageously parallel to the plane of the faces 30, 32.

In altre parole, tali superfici di accoppiamento sono estese in un piano di accoppiamento che Ã ̈ parallelo allâ€™asse del mandrino e sbieco rispetto al secondo asse di rotazione A. Lâ€™angolo fra il piano di accoppiamento e il secondo asse di rotazione A Ã ̈ vantaggiosamente uguale allâ€™angolo Î± fra il primo e il secondo asse di rotazione (rispettivamente asse C ed asse A). In other words, these coupling surfaces are extended in a coupling plane which is parallel to the spindle axis and oblique with respect to the second axis of rotation A. The angle between the coupling plane and the second axis of rotation A is advantageously equal to the angle Î ± between the first and second rotation axis (respectively C axis and A axis).

I mezzi di connessione 28 sono realizzati in modo tale che Ã ̈ possibile collegare il mandrino 26 sul secondo elemento di supporto 24 in almeno due configurazioni angolari diverse attorno ad un asse normale alle due superfici di accoppiamento 30, 32, come Ã ̈ visibile ad esempio dal confronto delle figure 1 e 6. The connection means 28 are made in such a way that it is possible to connect the mandrel 26 on the second support element 24 in at least two different angular configurations around an axis normal to the two coupling surfaces 30, 32, as can be seen for example from the comparison of figures 1 and 6.

In questo modo, come sarÃ chiaro nel seguito, Ã ̈ possibile rapidamente adattare la testa per eseguire lavorazioni con un piÃ¹ ampio intervallo di inclinazioni dellâ€™utensile. In this way, as will become clear in the following, it is possible to quickly adapt the head to perform machining with a wider range of tool inclinations.

In particolare, mantenendo costante la posizione del primo elemento di supporto 22 e del secondo elemento di supporto 24, Ã ̈ possibile connettere il mandrino 26 al secondo elemento di supporto 24 in una prima configurazione in cui ad esempio (figura 1) lâ€™asse X del mandrino Ã ̈, in una sua posizione estrema, trasversale allâ€™asse C (e in generale parallelo al piano di lavoro), e in una seconda configurazione in cui ad esempio (figura 6) lâ€™asse del mandrino Ã ̈, in una sua posizione estrema, parallelo allâ€™asse C (e in generale perpendicolare al piano di lavoro). In particular, keeping the position of the first support element 22 and of the second support element 24 constant, it is possible to connect the spindle 26 to the second support element 24 in a first configuration in which for example (figure 1) the axis X of the spindle is, in one of its extreme positions, transversal to the C axis (and in general parallel to the work plane), and in a second configuration in which for example (figure 6) the spindle axis is , in its extreme position, parallel to the C axis (and generally perpendicular to the work plane).

Nella prima configurazione lâ€™asse di rotazione X del mandrino potrÃ ad esempio inclinarsi, rispetto ad un piano normale allâ€™asse C, fra Î± e -Î±, cosÃ¬ da potere lavorare anche sottosquadri di elevato valore. In the first configuration, the axis of rotation X of the spindle can, for example, incline, with respect to a plane normal to the C axis, between Î ± and -Î ±, so as to be able to work even undercuts of high value.

Nella seconda configurazione lâ€™asse di rotazione X del mandrino potrÃ inclinarsi, rispetto ad un piano normale allâ€™asse C, fra 90° e Î±. In the second configuration, the axis of rotation X of the spindle can incline, with respect to a plane normal to the C axis, between 90 ° and Î ±.

Ãˆ facilmente intuibile che, adottando entrambe le soluzioni, il terzo asse di rotazione X del mandrino 26 potrÃ assumere cosÃ¬ qualsiasi posizione compresa tra la direzione perpendicolare al piano di lavoro, e la direzione in cui Ã ̈ disposto inclinato di Î± (vantaggiosamente nellâ€™intorno o uguale a 45°) verso lâ€™alto rispetto al piano di lavoro, rendendo possibili la lavorazione di manufatti con ampio intervallo di inclinazioni dellâ€™utensile e sottosquadri molto accentuati. It is easy to understand that, by adopting both solutions, the third axis of rotation X of the spindle 26 can thus assume any position between the direction perpendicular to the work plane, and the direction in which it is disposed inclined by Î ± (advantageously in the Around or equal to 45 °) towards the top with respect to the work surface, making it possible to process products with a wide range of tool inclinations and very accentuated undercuts.

I mezzi di connessione 28 sono singolarmente in sÃ© di tecnica nota e facilmente immaginabili dal tecnico esperto sulla base della descrizione qui fatta dellâ€™invenzione. Essi possono essere di un qualsiasi tipo rilasciabile a comando, noto ad esempio per il fissaggio e la sostituzione automatica di mandrini nelle macchine utensili. The connection means 28 are individually of the known art and can be easily imagined by the skilled person on the basis of the description of the invention made here. They can be of any type that can be released on command, known for example for the fixing and automatic replacement of spindles in machine tools.

In accordo ad una possibile forma di realizzazione della presente invenzione, i mezzi di connessione 28 del mandrino 26 al secondo elemento di supporto 24 possono comprendere pinze azionabili 34 (vedi fig. According to a possible embodiment of the present invention, the connecting means 28 of the mandrel 26 to the second support element 24 can comprise actuable pliers 34 (see fig.

9 e fig. 10) sporgenti dalla prima superficie di accoppiamento 30 e corrispondenti sedi 36 sulla seconda superficie di accoppiamento 32. 9 and fig. 10) protruding from the first coupling surface 30 and corresponding seats 36 on the second coupling surface 32.

Con riferimento alla forma di realizzazione mostrata nelle figure 7 e 8, le pinze 34 possono essere quattro, adatte ad accoppiarsi con rispettive quattro sedi 36. Vantaggiosamente le quattro pinze 34 e le corrispondenti sedi 36, possono essere disposte ai vertici di rispettivi quadrati. In tale modo Ã ̈ possibile innestare le pinze nelle sedi in quattro possibili orientamenti a passi di 90°. Le pinze 34 sono preferibilmente sulla superficie di accoppiamento del secondo elemento di supporto 24, mentre le sedi 36 sono sul mandrino. In una forma di realizzazione alternativa le posizioni di pinze e sedi possono anche essere invertite. Inoltre, si possono impiegare un numero diverso di pinze e/o una loro diversa disposizione, impiegando sedi in adatte posizioni per essere alternativamente innestate dalle pinze a seconda della disposizione angolare voluta per il mandrino. With reference to the embodiment shown in Figures 7 and 8, the grippers 34 can be four, suitable for coupling with respective four seats 36. Advantageously, the four grippers 34 and the corresponding seats 36 can be arranged at the vertices of respective squares. In this way it is possible to engage the pliers in the seats in four possible orientations in 90 ° steps. The pliers 34 are preferably on the coupling surface of the second support element 24, while the seats 36 are on the mandrel. In an alternative embodiment, the positions of the grippers and seats can also be reversed. Furthermore, a different number of pliers and / or a different arrangement thereof can be used, using seats in suitable positions to be alternately engaged by the pliers according to the desired angular arrangement for the mandrel.

In ogni modo, Ã ̈ possibile pertanto collegare il mandrino 26 sul secondo elemento di supporto 24 in almeno due configurazioni angolari diverse semplicemente sganciandolo, ruotandolo e riagganciandolo. Impiegando noti sistemi ad aggancio rapido comandato (quali le pinze azionabili), Ã ̈ possibile realizzare una rotazione automatica nelle due posizioni impiegando i noti mezzi di cambio utensile. In any case, it is therefore possible to connect the mandrel 26 to the second support element 24 in at least two different angular configurations by simply unhooking it, rotating it and re-engaging it. By using known controlled rapid coupling systems (such as the actuable pliers), it is possible to realize an automatic rotation in the two positions using the known tool change means.

Il secondo elemento di supporto 24 in corrispondenza della prima superficie di accoppiamento 30, e il mandrino 26 in corrispondenza della seconda superficie di accoppiamento 32, possono vantaggiosamente comprendere mezzi di innesto frontale 38, per un miglior centraggio tra il secondo supporto 24 ed il mandrino 26. The second support element 24 at the first coupling surface 30, and the mandrel 26 at the second coupling surface 32, can advantageously comprise front engagement means 38, for better centering between the second support 24 and the mandrel 26 .

In accordo ad una possibile forma di realizzazione della presente invenzione i mezzi di innesto frontale 38 comprendono vantaggiosamente un primo elemento di innesto frontale 40 predisposto sulla prima superficie di accoppiamento 30 del secondo elemento di supporto 24, e un corrispondente secondo elemento di innesto frontale 42 predisposto sulla seconda superficie di accoppiamento 32 del mandrino 26. Il primo innesto frontale 40 e il secondo innesto frontale 42 possono essere due ruote dentate a dentatura Hirth. In tale modo, lâ€™innesto puÃ² avvenire in qualsiasi desiderata posizione angolare. According to a possible embodiment of the present invention, the front coupling means 38 advantageously comprise a first front coupling element 40 arranged on the first coupling surface 30 of the second support element 24, and a corresponding second front coupling element 42 arranged on the second coupling surface 32 of the mandrel 26. The first front coupling 40 and the second front coupling 42 can be two Hirth toothed gears. In this way, the coupling can take place in any desired angular position.

Possono tuttavia essere predisposti mezzi di innesto frontale diversi, facilmente immaginabili dal tecnico del ramo. Ad esempio possono essere predisposti mezzi di innesto a frizione. However, different front engagement means can be provided, which can be easily imagined by the person skilled in the art. For example, friction coupling means can be provided.

Nelle figure 10 e 11 Ã ̈ mostrata schematicamente una macchina utensile, indicata genericamente con 16, che comprende un piano di lavoro 17 (destinato a supportare un pezzo in lavorazione, mediante opportuni noti sistemi di bloccaggio, non mostrati) ed una incastellatura motorizzata 19 adatta a muovere al di sopra del piano di lavoro la testa di lavorazione 20. Figures 10 and 11 schematically show a machine tool, generally indicated by 16, which comprises a work surface 17 (intended to support a workpiece, by means of suitable known locking systems, not shown) and a suitable motorized frame 19 to move the machining head 20 above the work surface.

In accordo ad una possibile forma di realizzazione della presente invenzione, la testa puÃ² essere pure installata su una macchina di tipo orizzontale. According to a possible embodiment of the present invention, the head can also be installed on a horizontal type machine.

In genere il movimento sopra il piano di lavoro sarÃ un movimento secondo assi cartesiani (due lungo il piano di lavoro e uno verticale). Generally the movement above the work plane will be a movement according to Cartesian axes (two along the work plane and one vertical).

Un tale tipo di macchina Ã ̈ in sÃ© nota e non sarÃ ulteriormente descritta nel dettaglio. Such a type of machine is known per se and will not be described further in detail.

La macchina 16 comprende inoltre un noto magazzino mandrini 21, che puÃ² accogliere diversi mandrini 26 cosÃ¬ che la testa di lavorazione 20 possa montare diverse tipologie di mandrini secondo diverse configurazioni di montaggio come di seguito descritto. The machine 16 also comprises a known spindle magazine 21, which can accommodate several spindles 26 so that the machining head 20 can mount different types of spindles according to different mounting configurations as described below.

Nellâ€™uso della macchina, la macchina lavora normalmente con il mandrino 26 montato sulla testa 20 secondo la prima configurazione fino a che lâ€™inclinazione dellâ€™asse di lavorazione del mandrino rimane ad esempio compreso nellâ€™intervello permesso da tale configurazione angolare di montaggio della testa. Quando diviene invece necessario passare allâ€™intervallo di inclinazione dellâ€™asse di lavorazione X del mandrino permesso dalla seconda configurazione della macchina, la macchina porta la testa 20 in corrispondenza del magazzino mandrini 21, il mandrino 26 viene automaticamente sganciato nel magazzino grazie ai mezzi di collegamento rilasciabili, la testa e/o il magazzino vengono movimentati per allineare i mezzi di connessione 28 in modo che il mandrino 26 venga fissato al secondo supporto 24 con la nuova configurazione angolare reciproca ed infine i mezzi di connessione vengono nuovamente innestati. La testa 20 cosÃ¬ riconfigurata puÃ² in tale modo continuare la lavorazione con il nuovo intervallo di inclinazioni possibili. When using the machine, the machine normally works with the spindle 26 mounted on the head 20 according to the first configuration as long as the inclination of the machining axis of the spindle remains, for example, within the range allowed by this configuration head mounting angle. On the other hand, when it becomes necessary to switch to the inclination interval of the machining axis X of the spindle allowed by the second configuration of the machine, the machine brings the head 20 to the spindle magazine 21, the spindle 26 is automatically released into the magazine thanks to the releasable connection means, the head and / or the magazine are moved to align the connection means 28 so that the mandrel 26 is fixed to the second support 24 with the new reciprocal angular configuration and finally the connection means are engaged again. The reconfigured head 20 can thus continue machining with the new range of possible inclinations.

Vantaggiosamente, se il magazzino mandrini 21 puÃ² accogliere il mandrino 26 con un orientamento tale che risulta possibile lâ€™aggancio al secondo supporto 24 in entrambe le configurazioni angolari, tale magazzino puÃ² essere ridotto anche ad un semplice supporto, senza mezzi per la movimentazione del mandrino quando si trova nel magazzino. In questa situazione il riorientamento del mandrino sulla testa puÃ² essere eseguito semplicemente sganciando e depositando il mandrino sul supporto, muovendo e ruotando gli assi A e C per portare la faccia 30 nella nuova disposizione angolare rispetto al mandrino riposto nel magazzino e, infine, riagganciando il mandrino. Nella realizzazione mostrata nelle figure 10 e 11, la posizione preferita di accoglimento del mandrino 26 nel secondo supporto 24 Ã ̈ con superficie di accoppiamento orizzontale e rivolta verso lâ€™alto. Advantageously, if the mandrel magazine 21 can accommodate the mandrel 26 with an orientation such that it is possible to hook it to the second support 24 in both angular configurations, this magazine can also be reduced to a simple support, without means for moving the spindle when in the magazine. In this situation, the reorientation of the spindle on the head can be performed simply by unhooking and depositing the spindle on the support, moving and rotating the A and C axes to bring the face 30 into the new angular arrangement with respect to the spindle stored in the magazine and, finally, by re-hooking the spindle. In the embodiment shown in Figures 10 and 11, the preferred position for receiving the mandrel 26 in the second support 24 is with the coupling surface horizontal and facing upwards.

Nella forma di realizzazione della presente invenzione mostrata nelle figure 7 e 10, il mandrino 26 Ã ̈ un elettromandrino, vale a dire un mandrino provvisto al suo interno di una motorizzazione per lâ€™asse di lavorazione X. Le superfici di accoppiamento comprenderanno perciÃ² noti mezzi di connessione elettrica automatica, per il trasferimento di energia elettrica fra la testa birotativa e il mandrino. In the embodiment of the present invention shown in Figures 7 and 10, the spindle 26 is an electrospindle, that is to say a spindle provided internally with a motorization for the machining axis X. The coupling surfaces will therefore comprise known automatic electrical connection means, for the transfer of electrical energy between the bi-rotary head and the spindle.

In una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione, il mandrino 26 puÃ² essere un mandrino meccanico, vale a dire che riceve il moto attraverso una trasmissione cinematica presente nella testa. In an alternative embodiment of the present invention, the spindle 26 may be a mechanical spindle, i.e. it receives motion through a kinematic transmission present in the head.

Vantaggiosamente, la rotazione dellâ€™utensile montato sul mandrino Ã ̈ ottenuta attraverso il trasferimento di moto tra un albero motorizzato 50 predisposto sul secondo elemento di supporto 24 e un albero condotto 51 interno al mandrino 26 e cinematicamente connesso allâ€™asse di rotazione dellâ€™utensile attraverso una opportuna trasmissione di rinvio angolare (non mostrata). Advantageously, the rotation of the tool mounted on the spindle is obtained through the transfer of motion between a motorized shaft 50 arranged on the second support element 24 and a driven shaft 51 inside the spindle 26 and kinematically connected to the axis of rotation of the € ™ tool through a suitable angular transmission transmission (not shown).

Vantaggiosamente sul secondo elemento di supporto 24 Ã ̈ possibile montare indifferentemente un mandrino meccanico o un elettromandrino a seconda delle specifiche esigenze. Advantageously, on the second support element 24 it is possible to mount indifferently a mechanical spindle or an electrospindle according to specific requirements.

In una possibile forma di realizzazione della presente invenzione lâ€™asse del mandrino X non interseca il secondo asse di rotazione A. La distanza (indicata con d in figura 1) tra asse del mandrino X e secondo asse di rotazione A puÃ² essere compresa tra 50 e 300 mm. In accordo ad una possibile forma di realizzazione della presente invenzione, la distanza puÃ² essere 200 mm. In a possible embodiment of the present invention the axis of the spindle X does not intersect the second axis of rotation A. The distance (indicated by d in figure 1) between the axis of the spindle X and the second axis of rotation A can be between 50 and 300 mm. According to a possible embodiment of the present invention, the distance can be 200 mm.

Questa distanza tra gli assi Ã ̈ vantaggiosa in quanto consente di disassare il mandrino 26 in modo da ridurre le limitazioni nelle fasi di lavorazione dovute proprio allâ€™ingombro della testa 20 ed in particolare del secondo supporto 24. Con una siffatta disposizione si riescono a lavorare pezzi con geometrie che non sarebbe possibile lavorare se lâ€™asse del mandrino X intersecasse lâ€™asse A. This distance between the axes is advantageous as it allows the spindle 26 to be offset in order to reduce the limitations in the machining phases due to the overall dimensions of the head 20 and in particular of the second support 24. With such an arrangement it is possible to machining pieces with geometries that would not be possible if the spindle X axis intersected the A axis.

A questo punto Ã ̈ chiaro come si siano raggiunti gli scopi prefissati, fornendo una testa e una macchina che permettono di avere un elevato intervallo di inclinazioni dellâ€™asse principale del mandrino. At this point it is clear that the intended purposes have been achieved by providing a head and a machine that allow a high range of inclinations of the main axis of the spindle to be achieved.

Alle forme di realizzazione descritte sopra, la persona esperta potrÃ , al fine di soddisfare specifiche esigenze, apportare modifiche e/o sostituzioni di elementi descritti con elementi equivalenti, senza per questo uscire dallâ€™ambito delle rivendicazioni allegate. The skilled person may, in order to meet specific needs, make modifications and / or replacements of the elements described above with equivalent elements to the embodiments described above, without thereby departing from the scope of the attached claims.

Ad esempio possono essere predisposte teste di lavorazione in cui il mandrino Ã ̈ collegabile in piÃ¹ di due configurazioni angolari diverse rispetto al secondo elemento di supporto. In accordo a possibili forme di realizzazione alternative della presente invenzione, possono anche essere utilizzati altri mezzi di connessione come viti, o altri tipi di innesti o sistemi di aggancio che possono essere facilmente ipotizzabili dal tecnico del ramo. Inoltre, lâ€™asse principale del mandrino puÃ² anche essere non parallelo al piano di accoppiamento fra mandrino e secondo elemento di supporto. For example, machining heads can be arranged in which the spindle can be connected in more than two different angular configurations with respect to the second support element. In accordance with possible alternative embodiments of the present invention, other connection means can also be used such as screws, or other types of couplings or coupling systems that can be easily conceived by the person skilled in the art. Furthermore, the main axis of the spindle can also be not parallel to the coupling plane between the spindle and the second support element.

Claims

CLAIMS 1. Machining head (20) for a machine tool comprising: - a first support element (22) adapted to rotate around a first rotation axis (C); - a second support element (24) connected to the first support element (22), said second support element (24) being suitable for rotating around a second rotation axis (A) not perpendicular to the first axis; - a spindle (26) suitable for being connected to said second support element (24), said spindle (26) defining a third axis of rotation (X) for a tool; said machining head (20) being characterized in that it comprises means (28) for connecting the mandrel (26) to the second support element (24) suitable for connecting the mandrel to the second support in at least two different angular configurations.

2. Machining head according to claim 1, characterized in that said second support element (24) comprises a first coupling surface (30) with a corresponding second coupling surface (32) arranged on the mandrel (26), said surfaces of coupling being extended in a coupling plane which is parallel to the axis of rotation (X) of the spindle.

3. Machining head according to any one of the preceding claims, characterized in that said rotation axis (X) of the spindle is oblique with respect to the second rotation axis (A).

4. Machining head according to any one of claims 2 and 3, characterized in that said at least two angular configurations are arranged mutually rotated with respect to an axis normal to said coupling surfaces (30, 32).

5. Machining head according to claim 1, characterized in that said at least two angular configurations are rotated by 90 ° with respect to each other.

6. Machining head according to claim 1, characterized in that the inclination between the first rotation axis (C) and the second rotation axis (A) is between 40 ° and 50 ° and, preferably, in the around 45 °.

7. Machining head according to claim 2, characterized in that the angle between the coupling plane and the second rotation axis (A) is equal to the angle between the first and second rotation axis (C ,TO).

8. Machining head according to claim 2, characterized in that between said coupling surfaces there are said means (28) for connecting the mandrel (26) to the second support element (24) comprising grippers (34) protruding from a of the two coupling surfaces (30 or 32) and engaging on command in corresponding seats (36) on the other of the two coupling surfaces (32 or 30).

9. Machining head according to claim 8, characterized in that said pliers (34) are four and that the corresponding seats (36) are four arranged at the vertices of respective squares.

10. Machining head according to claim 1, characterized in that the spindle (26) is an electrospindle.

11. Processing head according to claim 1, characterized in that it comprises coupling means (38) comprising a first front coupling element (40) arranged on the first coupling surface (30), and a corresponding second front coupling element ( 42) arranged on the second coupling surface (32).

12. Machining head according to claim 11, characterized in that said front engagement elements (40, 42) comprise two Hirth-type front teeth.

13. Machine tool comprising a work surface (17) and a motorized frame (16) suitable for moving a machining head (20) above the work surface according to any one of claims 1 to 12.

14. Machine tool according to claim 12, characterized in that it comprises a magazine (21) for the spindle (26) which, upon release of said connection means (28), is suitable for receiving the spindle (26) mounted on the second element support (24) in the first angular position and subsequently to the re-engagement of the mandrel (26) on the second support element (24) in the second angular position