ITTV990043A1

ITTV990043A1 - Forchetta a forcella del tipo basculante autocentrante, particolarmente per la misurazione su quattro punti dell'angolo di piega, in una

Info

Publication number: ITTV990043A1
Application number: IT1999TV000043A
Authority: IT
Inventors: Luciano Gasparini
Original assignee: Luciano Gasparini
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2000-10-16
Also published as: EP1173297A1; WO2000062951A1; IT1311827B1; DE60000932D1; CN1185059C; DE60000932T2; EP1173297B1; CN1352579A; ITTV990043A0; AR023519A1; ATE228899T1; PT1173297E; ES2187466T3; US6651471B1

Description

Brevetto per invenzione industriale

Titolo:

FORCHETTA A FORCELLA DEL TIPO BASCULANTE AUTOCENTRANTE, PARTICOLARMENTE PER LA MISURAZIONE SU QUATTRO PUNTI DELL’ANGOLO DI PIEGA, IN UNA MACCHINA PRESSA PIEGATRICE.

DESCRIZIONE

Il presente trovato, ha per oggetto una forchetta a forcella perfezionata del tipo basculante autocentrante, particolarmente per la misurazione su quattro punti dell'angolo di piega, in una macchina pressa piegatrice.

L'innovazione trova particolare se pur non esclusiva applicazione nei processi di deformazione controllata della lamiera.

STATO DELL'ARTE.

Le presse piegatrici, trovano impiego nell’industria metalmeccanica, ed in particolare nella lavorazione dei fogli di metallo, per ottenere ad esempio, dei profili longitudinali diversamente sagomati, con la possibilità di essere ripresi ed, ognuno, nuovamente sottoposto ad un ciclo di pressopiegatura.

Un ciclo di presso-piegatura, ad esempio, può consistere essenzialmente nella discesa verticale di un utensile sino ad insistere sul sottostante foglio di lamiera appoggiato sulla matrice a "V", nell'eseguire la piegatura, e quindi al termine, nel risalire sino ad una posizione originaria. Per compiere le fasi descritte, la macchina si compone di due parti,, rispettivamente una prima dinamica, generalmente interessante la parte superiore, ed una parte statica, costituente la parte inferiore della macchina posta sulla perpendicolare della parte dinamica. Per quanto attiene la parte dinamica, nell'esecuzione di un ciclo di piegatura, l'utensile, costituito da una lama diversamente sagomata anche del tipo intercambiabile, compie esclusivamente un movimento verticale di va e vieni, assicurato da almeno un cilindro oleodinamico d'estremità, il quale determina la discesa di una traversa superiore che supporta longitudinalmente l'utensile, verso una traversa inferiore, seguita dall'eventuale sosta e risalita.

Nelle soluzioni note, sono stati osservati alcuni inconvenienti. Questi riguardano, in genere, l’imprecisione dell'angolo di piega e sono comunque legati ad una oggettiva difficoltà di predeterminazione e rilevamento dello stesso. Attualmente, infatti, il sistema tradizionale prevede che, dando una altezza totale conosciuta della matrice e profondità della cava di piega, nonché lo spessore del materiale, il punzone si abbassa ad insistere sulla lamiera imprimendovi l’angolo richiesto. Nelle macchine fomite di controllo numerico, la discesa del punzone viene calcolata matematicamente sulla base di alcuni parametri preimpostati dall'operatore, e di conseguenza, la macchina è predisposta ad eseguire l'angolo programmato. Tuttavia il risultato non sempre è ottimale, poiché tale tecnica, porta molte volte ad ottenere degli angoli con degli errori se pur contenuti. Ciò accade per la concorrenza di diversi fattori, quale ad esempio, la non costanza dello spessore dei materiali, dove anche l’incidenza di pochi centesimi influisce negativamente sulla lavorazione. Per altri versi, inoltre, poiché trattasi di un calcolo teorico predeterminato, tale sistema non offre la possibilità di verificare realmente il. risultato, all'atto della piegatura, con il rischio di compromettere il processo produttivo. Un ulteriore fattore di carattere rilevante, riguarda il naturale ritorno elastico del materiale, il quale viene calcolato ipoteticamente e quindi per quanto possa essere attendibile, esso potrà solo avvicinarsi al risultato desiderato, ma mai contemplato come un dato reale. Infine, oltre alla difettosità del prodotto, bisogna considerare che il risultato voluto non è mai conseguibile al primo ciclo di lavorazione, ovvero alla prima pressata della traversa, ma generalmente, richiede sempre una seconda fase di pressopiegatura che interviene a correzione del primo risultato.

Con l'intento di risolvere le problematiche evidenziate, si sono imposte sul mercato delle presse evolute, le quali indistintamente, si sono poste come obiettivo, chi in un modo chi nell'altro, il conseguimento nel minor tempo possibile di un manufatto con l'angolo di piega esattamente coincidente con il dato richiesto dall’operatore.

Solamente a titolo esemplificativo, è nota la soluzione di cui al brevetto europeo 340 167 (Hammerle), in cui viene proposto un procedimento di piega secondo un dato angolo nominale con l'aiuto di un equipaggiamento di piega costituito da un punzone e da una matrice, la quale dispone di un fondo regolabile a seconda dell'angolo da formare. Il testo evidenzia che il procedimento consiste nel fatto di prevedere:

- in una prima fase, la regolazione in altezza del fondo della matrice avviene in base al primo angolo da ottenere, il quale è un po' più grande rispetto all'angolo nominale dato, dove la lamiera viene piegata in base a questo primo angolo mediante l'abbassamento del punzone fino al fondo della matrice;

- in una seconda fase, il profilo viene scaricato, cosicché avviene un ritorno, dello stesso in posizione distesa ;

- in una terza fase l'angolo misurato derivante dal profilo ritornato e disteso, viene comparato al primo angolo e la posizione del fondo della matrice viene regolata con un valore che corrisponde all'angolo nominale meno la differenza tra l'angolo misurato sul profilo rilasciato ed il primo angolo;

- in una quarta fase la lamiera piegata viene pressata con il punzone nuovamente caricato completamente contro il fondo della matrice, il quale prenderà una posizione corretta in altezza.

Tuttavia anche questa soluzione non è esente da inconvenienti. In primo luogo, appare una macchina estremamente complessa, non flessibile e piuttosto sovradimensionata, la quale necessita di una costante e particolare manutenzione e messa a punto, attuabile prevalentemente da personale altamente specializzato. Ne conseguono, per il mercato di riferimento, dei costi elevati, soprattutto in relazione all'acquisto ed alla gestione della macchina stessa. Dal punto di vista qualitativo, infine, detta soluzione non consente di ottenere una piega della lamiera con lo spigolo tondo sull’estradosso, dunque ottimale per le successive lavorazioni. Ed in effetti, si può osservare che in fase di piega, sfruttando un terzo punto dinamico quale elemento meccanico di riscontro previsto sul fondo della matrice, la lamiera in logica corrispondenza tende a deformarsi, appiattendosi, in pratica schiacciandosi, se pur leggermente, soprattutto in corrispondenza dell'estradosso dell'angolo di piega.

In relazione a queste ed altre tecniche di misurazione dell'angolo di piega, è parere del richiedente, che la lavorazione e soprattutto la fase di misurazione dell'angolo di piega possa essere ulteriormente ottimizzata, soprattutto per quanto riguarda la precisione ed i tempi di lettura, tutti dei fattori, dai quali dipende la possibilità di intervenire efficacemente a correzione del ritorno elastico di una lamiera già presso-piegata.

Finalizzata a risolvere complessivamente le problematiche delle tecniche note, si è affermata sul mercato,

nazionale, di brevetto per invenzione industriale,

Essa, in buona sostanza, consiste in un procedimento perfezionato di presso-piegatura della lamiera metallica con sistema di misurazione su quattro punti dell'angolo di piega, e macchina pressa piegatrice così ottenuta, in cui si prevede:

- l'avanzamento sul banco di lavoro di almeno un foglio di lamiera, sino ad intersecare l'asse verticale di discesa della traversa superiore di sostegno di un punzone, verso la matrice sottostante sostenuta da una traversa inferiore; ed in cui sull'intradosso del foglio di lamiera appoggiato sulla matrice, insiste permanentemente almeno un mezzo tastatore costituito da una forchetta di misurazione interagente con un trasduttore di posizione, comunicante con una unità logica di elaborazione dei dati che gestisce la detta macchina pressa piegatrice;

- quindi, nel l'effettuare una prima fase di discesa della traversa superiore di sostegno del punzone, verso la matrice sottostante sostenuta da una traversa inferiore, presso-piegando il foglio di lamiera e determinando un corrispondente spostamento lungo l'asse verticale del detto mezzo tastatore, il quale, interagendo con un trasduttore di posizione, comunica all'unità di elaborazione i dati relativi alla corsa dallo stesso effettuata;

- al termine, nell'eseguire almeno una parziale risalita della traversa superiore e del relativo punzone, effettuando contestualmente il ripristino del mezzo tastatore in una condizione d’origine;

- ed ancora in cui, rilevando nella prima fase attraverso detto mezzo tastatore permanentemente a contatto con il foglio di lamiera, un angolo di piega diverso rispetto a quello nominale preimpostato, la detta unità di elaborazione assicura il consenso alla macchina pressa piegatrice, non scaricando il prodotto così ottenuto, di compiere almeno una seconda fase di discesa della traversa superiore di sostegno del punzone, verso la matrice sottostante sino ad insistere nuovamente sul medesimo angolo di piega, per poi procedere all'evacuazione del prodotto.

Delle successive e conseguenziali verifiche, in seguito ad alcuni test condotti al banco di prova, hanno richiesto di individuare delle soluzioni migliorative al mezzo tastatore costituito da una forchetta di misurazione interagente con un trasduttore di posizione, comunicante con una unità logica di elaborazione dei dati che gestisce la detta macchina pressa piegatrice, un dispositivo, il quale è parte del sistema di misurazione dell'angolo di piega.

Più in particolare si è osservato, che la forchetta tradizionale, costituita da un corpo monolitico dato da un gambo sulla cui estremità è ottenuta una forcella del tipo a due rebbi, durante la fase di rilevazione dell'angolo di piega, non asseconda il movimento, pur lieve, ortogonale all'asse di piega, della lamiera sottoposta ad un ciclo di pressa-piegatura.

Notoriamente infatti, la lamiera durante almeno una delle suddette fasi, è soggetta ad attrito sulle estremità della matrice, un fenomeno che concorre con le pur piccole oscillazioni del pestone, a muovere in un senso o nell'altro ancorché impercettibilmente, il foglio di lamiera.

Il movimento della lamiera, inoltre, può essere sollecitato anche da altre situazioni. Tra queste vi è il fatto che, talvolta, può sporgere abbondantemente dal banco, dando luogo ad una originale oscillazione per effetto dell'elasticità del materiale, cosiddetta a "farfalla", che inevitabilmente si trasmette e concorre con le altre condizioni di lavoro a determinare l'instabilità del foglio durante il suddetto ciclo di lavorazione.

Infine, ancora una condizione che può concorrere a rendere il foglio di lamiera ulteriormente instabile, è data dal fatto che spesso, le superfici risultano particolarmente unte, ciò che inevitabilmente ne agevola il movimento.

In definitiva, queste come altre circostanze ancora, possono dare luogo in un ciclo di lavorazione, ad alcuni errori di lettura, e conseguentemente, non è consentito ottenere con precisione l'angolo di piega desiderato.

Uno scopo del presente trovato è quello di giungere ad una ottimizzazione del dispositivo a forchetta di misurazione dell'angolo di piega.

RIASSUNTO DELL'INVENZIONE

Questo ed altri scopi vengono raggiunti con la presente innovazione secondo le caratteristiche di cui alle annesse rivendicazioni, risolvèndo i problemi esposti mediante una forchetta perfezionata del tipo basculante autocentrante, particolarmente per la misurazione su quattro punti dell'angolo di piega, in una macchina pressa piegatrice comprendente almeno una forchetta prevista lungo una matrice od elemento frazionato di matrice, atta a rilevare l'inclinazione reale dei due piani speculari di un foglio di lamiera, presso piegato, ognuno interessato da due punti di rilevazione di cui uno statico e noto ed uno dinamico, detta forchetta, comprendente una estremità a forcella ed un relativo gambo il quale interagisce con un trasduttore di posizione, comunicante con una unità logica di elaborazione dei dati che gestisce la macchina pressa piegatrice, detta forcella essendo fulcrata in corrispondenza della sommità del detto gambo.

Attraverso il notevole apporto creativo il cui effetto costituisce un immediato progresso tecnico vengono conseguiti diversi vantaggi.

VANTAGGI

In particolare, è stato risolto il problema principale legato all'imprecisione di lettura, evidenziato nel caso precedente in cui si prevedeva, per la rilevazione dell'angolo di piega, una forchetta monolitica.

Come si è osservato, ciò è reso possibile dal fatto che la forcella è incernierata al gambo, consentendo in tal modo di assecondare il mezzo di misurazione al movimento indipendente della lamiera, e conseguentemente conferendo un elevato grado di precisione nell'acquisizione dei dati relativi.

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

La Figura 1., rappresenta una vista in particolare di una delle fasi del procedimento di lavorazione del foglio di lamiera, presa in corrispondenza della matrice od elemento frazionato di matrice, comprendente un dispositivo di misurazione dell'angolo di piega costituito da un mezzo tastatore con una conformazione a forcella.

La Figura 2., rappresenta una vista in dettaglio e di una estremità del solo mezzo tastatore di cui in Figura 1.

La Figura 3., rappresenta una vista ulteriormente in dettaglio della sola forcella quale parte del mezzo tastatore di cui in Figura 2.

Ed infine, la Figura 4., rappresenta una vista sempre in dettaglio della sola sommità del gambo, quale parte del mezzo tastatore di cui in Figura 2.

DESCRIZIONE DI UN ESEMPIO DI REALIZZAZIONE

Considerando le figure, si osserva che in una macchina pressa piegatrice, in corrispondenza di una traversa superiore che sostiene e’ movimenta il relativo pestone, si prevede un banco di supporto di una matrice (I) del tipo intercambiabile. Nella fattispecie, la detta matrice (1) è provvista di una cava longitudinale (11), e può comprendere almeno un elemento frazionato, per pezzi normalmente corti o lunghi, e due o più per pezzi lunghi, al fine di aumentare la precisione della rilevazione, i quali, essendo eventualmente posti alle estremità, partecipano longitudinalmente, a costituire la continuità della cava longitudinale. Più in dettaglio, ogni matrice (1) o suo elemento frazionato è preferibilmente costituito da un blocco monolitico di metallo, ancorabile longitudinalmente sulla sommità della traversa inferiore ovvero sul banco, o più comunemente conformato sostanzialmente a "T" capovolto.

Nella soluzione rappresentata, la matrice (1) è del tipo comprendente una cava con sagoma negativa, essenzialmente a "V" (11), ricavata da un corpo squadrato esternamente, la cui sommità realizza per parte, due punti di rilevazione opposti. Questi ultimi, essendo statici costituiscono i punti noti necessari all'unità logica, in concorso con i punti dinamici di un mezzo a forchetta (A), per la determinazione dell'angolo di piega del foglio di lamiera sottoposto ad un ciclo di presso-piegatura.

Nel caso di specie, all'interno della detta cava (11), di una corrispondente matrice (1), è mobile assialmente, ovvero perpendicolarmente rispetto al foglio di lamiera (B), almeno una forchetta (A). Questa, prevede un gambo (2), il quale coopera con un trasduttore di posizione, comunicante; con una unità logica di elaborazione dei dati che gestisce la macchina pressa piegatrice. Sulla sommità (21) del gambo (2) è ricavata una sede semicircolare (211), la cui porzione di arco è maggiore di 180°, con le due estremità dell'imboccatura stondate. A lato dell'imboccatura della sede semicircolare (211), sono previsti due piani inclinati, rispettivamente destro (212) e sinistro (213), e ciò al solo fine di consentire una oscillazione controllata della soprastante forcella (3). Questa, si compone di una base (31), dalla quale sporge, inferiormente, una testa semitonda (311), cosiddetta a ginocchio, la quale viene ad essere intestata all'interno del detto ricettacolo (211), previsto sulla sommità del gambo (2). Dal lato opposto, sempre dalla base (31), si ergono due rebbi, speculari, (312), leggermente divaricati, a formare la forcella, sulle cui estremità si individuano i punti dinamici che cooperano con i punti statici previsti sulla matrice (1), alla lettura dell'angolo di piega.

Al fine di conferire una posizione ottimale ovvero di riferimento della forcella (3) rispetto al gambo (2), si prevede che in assenza di sollecitazioni, la stessa permanga in una condizione sostanzialmente centrata. Questa, viene raggiunta, realizzando, lungo il gambo (2) una fenditura conica (214), all'interno della quale viene ad essere introdotta ed ancorata con l'estremità inferiore (41) una lamina di pari spessore (4), in acciaio armonico. L'estremità superiore (42), della detta lamina (4), eccede la lunghezza della detta fenditura (214), così interessando parzialmente il ricettacolo (211). In questo modo, l'estremità (42) viene ad essere accolta in un intaglio, preventivamente ottenuto, radialmente, rispetto alla testa (311) della forcella

(3).

Da ultimo, e con il solo scopo di assicurare la forcella (3) al gamba (2), impedendone lo sfilamento, trasversalmente ad esse, può esser ev introdotta una lamina di ritenuta (5), la quale essendo passante, interessa entrambe le parti dei componenti, rispettivamente base (31) della forcella (3), sommità (21) del gambo (2).

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Forchetta del tipo autocentrante, particolarmente per la misurazione su quattro punti dell'angolo di piega, in una macchina pressa piegatrice, prevista lungo una matrice od elemento frazionato di matrice (1) ed atta a rilevare l'inclinazione reale dei due piani speculari di un foglio di lamiera presso . piegato, ognuno interessato da due punti di rilevazione di cui uno statico e noto ed uno dinamico, detta forchetta, comprendente una estremità a forcella (3) ed un relativo gambo (2) il quale interagisce con un trasduttore di posizione, comunicante con una unità logica di elaborazione dei dati che gestisce la macchina pressa piegatrice, caratterizzata dal fatto che detta forcella (3) è fulcrata in corrispondenza della sommità (21) del detto gambo (2).
2. Forchetta secondo la rivendicazione 1., caratterizzata dal fatto sulla sommità (21) del gambo (2) è ricavata una sede semicircolare (211) la cui porzione di arco è maggiore di 180°.
3. Forchetta secondo le rivendicazioni l.e 2., caratterizzata dal fatto che la forcella (3), si compone di una base (31), dalla quale sporge, inferiormente, una testa semitonda (311), la quale è intestata all'interno del detto ricettacolo (211), previsto sulla sommità del gambo (2).
4. Forchetta secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che dalla base (31), in contrapposizione alla testa semi tonda (311), si ergono due rebbi, speculari, (312) leggermente divaricati, a formare la forcella (3).
5. Forchetta secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che a lato delfimboccatura della sede semicircolare (211), sono previsti due piani inclinati, rispettivamente destro (212) e sinistro (213).
6. Forchetta secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che lungo il gambo (2) è prevista una fenditura conica (214), all'interno della quale viene ad essere introdotta ed ancorata con l'estremità inferiore (41) una lamina (4), in acciaio armonico, mentre l'estremità superiore (42), eccedendo la lunghezza della detta fenditura (214), ed interessando parzialmente il ricettacolo (211), viene ad essere accolta radialmente alla testa (311) della forcella (3).
7. Forchetta secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che interessando trasversalmente entrambe le parti dei componenti, rispettivamente base (31) della forcella (3), sommità (21) del gambo (2) è introdotta una lamina di ritenuta (5)