ITUB20159680A1 - Rilevamento automatico dimensione pacco matrice. - Google Patents

Description

“Rilevamento automatico dimensione pacco matrice”

La presente invenzione concerne un dispositivo per il rilevamento automatico della dimensione di un pacco matrice su una pressa da estrusione per alluminio o per altri metalli.

Al termine di un processo di estrusione di profilati metallici una parte di una billetta rimane a contatto con una matrice della pressa e deve essere rimossa prima di iniziare un nuovo processo di estrusione in quanto, in essa si concentrano le scorie eventualmente presenti nella billetta stessa. La rimozione della rimanenza della billetta metallica è di fondamentale importanza per ottenere dei prodotti di estrusione sempre ottimali, la non completa rimozione dei residui della billetta e/o un taglio non preciso sulla matrice può causare problemi al successivo ciclo di estrusione.

Per ovviare a questi problema sono da tempo utilizzate delle cesoie che vengono montate direttamente sulla pressa in corrispondenza della matrice. Al termine di ogni ciclo di estrusione la cesoia rimuove la rimanenza della billetta dalla matrice.

Le cesoie convenzionali sono montate direttamente sopra la matrice, con una lama orientata verso il basso della pressa, al termine del ciclo di estrusione la lama scende e taglia la rimanenza della billetta.

Uno dei principali problemi delle cesoie convenzionali è sicuramente la precisione, la cesoia deve rimuovere tutta la billetta rimasta a contatto con la matrice, per non inficiare il successivo ciclo di estrusione, ma allo stesso tempo la cesoia non deve toccare la matrice di estrusione per non danneggiarla.

La regolazione della distanza tra la lama della cesoia e la matrice è quindi fondamentale. Nella pratica comune la distanza della lama dalla matrice viene tarata manualmente in occasione di fermi per manutenzione.

La distanza tra la lama e la matrice può variare conseguentemente a variazioni termiche della matrice stessa oppure a campagne di differenti matrici ed è quindi necessaria una regolazione precisa e che possa essere effettuata più volte durante i processi di estrusione e che non preveda l’intervento di un operatore.

US2014/0260488A1 descrive sistema di regolazione automatica di una cesoia su una pressa da estrusione. In particolare tale sistema prevede che la lama della cesoia si posizioni ogni volta ad una distanza di sicurezza dalla matrice, tale distanza può variare in seguito al cambio di matrice che può comportare fluttuazioni dello spessore della matrice utilizzata. Questa operazione viene effettuata lasciando scorrere la guida di taglio che si appoggia alla matrice quando calda, la distanza tra la lama della cesoia e la matrice viene registrata tramite uno spessore posizionato tra la lama e la guida della cesoia. Questo procedimento permette la regolazione della distanza senza un intervento diretto dell’ operatore.

La struttura del cilindro di taglio, a cui è collegata la lama, prevede alla sua estremità superiore, un perno che permette o blocca Γ inclinazione della lama. Per regolare la distanza tra la lama e la matrice, il sistema prevede che la lama venga inclinata fino a toccare la matrice. Dopo aver rimosso la rimanenza della billetta, la lama torna in posizione iniziale risalendo sopra la matrice.

Svantaggiosamente, il cilindro di taglio può assumere diverse inclinazioni per adattarsi alle diverse matrici e con il tempo richiede una manutenzione straordinaria che può risultare in costi per il personale e per il fermo macchina.

Un altro avantaggio è dato dal fatto che la cesoia terminata la rimozione della rimanenza della billetta, ritorna nella posizione iniziale con un movimento uguale e contrario a quello di cesoiatura senza allontanarsi dalla matrice. Eventuali residui di metalli che possono depositarsi sulla lama della cesoia potrebbero entrare in contatto con la matrice rovinandola.

WO2013/I08222 descrive una cesoia per la rimozione del residuo di materiale non estruso montata sopra la matrice di estrusione. La cesoia è montata su un asse ortogonale rispetto e all’asse di estrusione. Il taglio segue un asse ortogonale preimpostato all’asse di taglio in modo da rimuovere precisamente il residuo della billetta e da non intaccare la matrice.

La cesoia viene fatta scorrere entro delle guide in modo da predeterminare la posizione esatta di taglio. Una volta scelta la posizione ideale per il taglio, la posizione viene bloccata e durante le fasi di lavorazione non può essere modificata.

Svantaggiosamente la cesoia della presenta invenzione prevede un setting complesso della posizione di taglio della cesoia con costi di personale che possono aumentare a seconda del processo di estrusione.

Inoltre, terminata il taglio, la cesoia ritorna nella sua posizione iniziale scorrendo verticalmente in prossimità della matrice di estrusione. La rimanenza di piccole parti metalliche della cesoia potrebbero danneggiare la matrice.

US 2014/0250967 descrive un meccanismo di taglio per la rimozione della parte di billetta non estrusa. Il sistema prevede che una cesoia venga montata sopra la matrice di estrusione. La cesoia si muove sia verticalmente che orizzontalmente rispetto all’asse di estrusione. La distanza tra la matrice e la lama può essere impostata su diversi valori prefissati.

Svantaggiosamente la distanza tra la lama della cesoia e la matrice viene preimpostata su valori standard non permettendo un taglio preciso del materiale rimasto sulla matrice.

US4593552 descrive un meccanismo per la rimozione della porzione non estrusa di una billetta. Una cesoia viene montata sulla pressa in modo che possa muoversi rispetto al piano di estrusione in modo da rimuovere la porzione di billetta dalla matrice. La lama della cesoia viene regolata per rimuovere la billetta e passare in prossimità della matrice.

US 8490453B 2 descrive un meccanismo di taglio per la rimozione della porzione non estrusa della billetta. La cesoia è sorretta da un cilindro e un pistone permette il movimento della cesoia alPintemo di una guida.

Scopo della presente invenzione è quello di avere una pressa da estrusione con una cesoia in grado di rimuovere precisamente la porzione di billetta non estrusa.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di avere una pressa da estrusione con una cesoia in grado di muoversi in sicurezza in prossimità della matrice da estrusione.

Un ulteriore scopo è quello di avere una pressa da estrusione con una cesoia che possa essere regolata con precisione a seconda della matrice di estrusione in uso.

Uno scopo aggiuntivo è quello di avere una pressa da estrusione con una cesoia che possa essere regolata e movimentata con diversi sistemi.

Tale scopo è raggiunto con una pressa da estrusione come descritto nella rivendicazione 1.

Ancora uno scopo è quello di avere una cesoia per presse da estrusione in grado di rimuovere precisamente la billetta rimasta adesa alla matrice della pressa.

Un ulteriore scopo è quello di avere una cesoia per presse da estrusione in grado di muoversi senza intaccare Γ integrità della matrice della pressa.

Uno scopo aggiunto è quello di avere una cesoia per presse da estrusione che possa essere regolata e movimentata tramite diversi sistemi di regolazione

In accordo con F invenzione tale scopo è raggiunto con la cesoia descritta nella rivendicazione 5.

Scopo della presente invenzione è anche quello di avere un metodo di regolazione e di movimentazione della cesoia per una pressa da estrusione che permetta una fine regolazione della cesoia, movimenti sia verticali che orizzontali della cesoia in modo da non danneggiare la matrice della pressa da estrusione e da rimuovere completamente possibili residui della billetta.

In accordo con l’invenzione tale scopo è raggiunto con il metodo descritto nella rivendicazione 7.

Queste ed altre caratteristiche della presente invenzione saranno rese maggiormente evidenti dalla seguente descrizione dettagliata dell’esempio di realizzazione pratica illustrato a titolo non limitativo nei disegni allegati, in cui:

la Figura 1 mostra una vista laterale di una cesoia per presse da estrusione in una posizione di inizio corsa;

la Figura 2 mostra una vista laterale di un meccanismo di azzeramento della cesoia;

la Figura 3 mostra una vista laterale di una cesoia per presse da estrusione in una posizione di azzeramento;

la Figura 4 mostra una vista laterale di una cesoia per presse da estrusione in una posizione di allontanamento dopo l’azzeramento;

la Figura 5 mostra una vista laterale di una cesoia per presse da estrusione in una posizione ritorno ad inizio corsa;

la Figura 6 mostra una vista laterale di una cesoia per presse da estrusione in una posizione di inizio cesoiatura;

la Figura 7 mostra una vista laterale di una cesoia per presse da estrusione in una posizione cesoiatura;

la Figura 8 mostra una vista laterale di una cesoia per presse da estrusione in una posizione di allontanamento dopo cesoiatura;

la Figura 9 mostra una vista laterale di una cesoia per presse da estrusione in una posizione di ritorno ad inizio corsa dopo cesoiatura;

la Figura 10 mostra una vista laterale di una cesoia per presse da estrusione in una posizione di ritorno a distanza predeterminata;

In figura 1 è mostrato il frontale di una pressa I comprendente una cesoia 2, un meccanismo di regolazione della cesoia 3, una matrice 11 e una piastra reazione 10 della pressa 1.

La pressa 1 della presente invenzione è una pressa 1 convenzionale comprendente un punzonatore atto a premere su una billetta metallica, precaricata sulla pressa I, per ottenere profilati di metallo estrusi dal passaggio dentro la matrice 11,

Il punzonatore è messo in funzione da un sistema idraulico, per esempio da cilindri che vengono a loro volta azionati da un fluido di controllo tramite un circuito di guida. Il fluido di controllo viene spinto entro il circuito di guida da almeno una pompa, per esempio una pompa a pistoni o ad ingranaggi.

Come mostrato in figura 1, la cesoia 2 è montata sulla pressa 1 per separare la porzione finale non estrusa della billetta dopo l’estrusione. La cesoia 2 è connessa alla pressa 1 in modo tale che possa compiere movimenti sia in orizzontale che in verticale. È molto importante che i movimenti sia in verticale che in orizzontale della cesoia 2 sia finemente regolari per evitate il danneggiamento della pressa 1, in particolare della matrice I L

La cesoia 2 comprende una slitta portalama 24 e una lama 21. Una struttura 20 di materiale metallico connette la cesoia 2 alla pressa I. Detta struttura 20 è di forma triangolare, uno dei tre lati della struttura 20 è connesso alla cesoia 2 e un altro lato della struttura 20 è connesso alla pressa 1. Detta struttura 20 è atta a scorrere entro delle guide di scorrimento della pressa 1 permettendo alla cesoia 2 di muoversi in orizzontale.

La cesoia 2 è fissata alla pressa 1 in modo che la lama 21 della cesoia 2 sia rivolta verso una porzione inferiore della pressa 1, poco sopra alla matrice II.

La slitta portalama 24 è atta a contenere la lama 21 della cesoia 2 e a scorrere entro delle guide 25 della pressa 1. Dette guide 25 si estendono longitudinalmente alla slitta portalama e permettono uno scorrimento verticale della slitta portalama 24 e della lama 21.

Un attuatore per azionamento della lama 22 è fissato sopra la cesoia 2 e ne controlla i movimenti verticali. In particolare Γ attuatore 22 mantiene la cesoia in una posizione di distanza dalla matrice 11 durante il processo di estrusione, mentre permette alla cesoia 2 di scendere e rimuovere il fondo della billetta rimasta adesa alla matrice 11 al termine del processo di estrusione.

Lo scorrimento verticale della cesoia 2 è controllato tramite un circuito idraulico, un fluido di controllo mantiene in pressione dei cilindri che controllano la movimentazione della cesoia 2 e il ritorno della cesoia 2 in posizione di distanza dalla matrice 11, tali movimenti vengono controllati tramite il trasduttore 23.

Come mostrato in figura 2, un meccanismo di regolazione 3 della posizione della cesoia 2 è connesso alla struttura 20.

Il meccanismo di regolazione comprende un motore elettrico 31, una vite senza fine 32, una madrevite 33, delle piastre scorrevoli di regolazione 34, un attuatore 36 e un martinetto di bloccaggio 37. Il meccanismo di regolazione 3 è atto a regolare la distanza tra la lama 21 della cesoia 2 dalla matrice 11 della pressa I. Detta regolazione viene effettuata quando un processo di estrusione è terminato e/o si deve cambiare il pacco matrice li della pressa 1.

Il motore elettrico 31 è atto ad azionare la rotazione della vite senza fine 32. La madre vite 33 è solidale alla struttura 20 e ad una piastra scorrevole di regolazione 34. La piastra scorrevole 34 è atta a scorrere lungo una guida 340. La rotazione del motore elettrico 31 è atta a far ruotare la vite senza fine 32 e a far scorrere la madre vite 33 con la piastra scorrevole di regolazione 34; detto scorrimento della madre vite 33 è atta a causare il movimento orizzontale della cesoia 2, essendo la madre vite 33 solidale alla struttura 20.

Un attuatore di allontanamento 36 comprende un attacco posteriore 360 solidale alla piastra scorrevole di regolazione 34, un cilindro 362 e un pistone 361.

Il pistone 361 è atto a scorrere entro il cilindro 362; un’estremità 363 del pistone 361 è solidale ad una piastra 364 ancorata alla struttura 20 della cesoia 2. Lo scorrimento del pistone 361 entro il cilindro 362 è atto a causare il movimento orizzontale della struttura 20 e, quindi, della cesoia 2.

All’ estremità della piastra scorrevole di regolazione 34 è posizionato un martinetto di bloccaggio 37 atto a comprimerla contro la guida 340 bloccandone lo scorrimento.

Il martinetto di bloccaggio 37 è un cilindro idraulico a semplice effetto con ritorno a molla. Una volta realizzata la regolazione della distanza tra la cesoia 2 e la matrice 11, viene applicata una pressione idraulica e il martinetto di bloccaggio 37 scende verso il basso andando a comprimere la piastra scorrevole di regolazione 34 contro la guida 340 bloccandone lo scorrimento.

Per quanto concerne il funzionamento, una volta terminato un processo di estrusione, la pressa 1 è ferma e deve essere sostituita la matrice 11. Dopo aver caricato la matrice II sulla pressa 1, detta matrice viene bloccata da appositi martinetti, si estende completamente l’attuatore di allontanamento 36, facendo uscire completamente il pistone 361 dal cilindro 362, in questo modo si avvicina la cesoia 2 alla matrice 11.

Al martinetto di bloccaggio 37 viene tolta pressione idraulica consentendo il movimento della piastra scorrevole di regolazione 34. Il motore elettrico 31 viene alimentato e, tramite la vite senza fine 32 e la madrevite 33, si sposta la piastra scorrevole di regolazione 34 in modo da allontanare la lama 21 e il portalama 24 dalla matrice 11.

Agendo con l’attuatore di cesoiatura 22, la cui posizione è controllata dal trasduttore lineare 23, si porta la slitta portalama 25 e la lama 21 in corrispondenza della matrice 11. Il motore elettrico 31 viene nuovamente alimentato e, tramite la vite senza fine 32 e la madrevite 33, si sposta la piastra scorrevole di regolazione 34 in modo da avvicinare la lama 21 alla matrice 11 fino al contatto tra le due (Figura 3). In questo modo avviene un azzeramento della distanza tra la lama 21 e la matrice 11 della pressa 1. Mediante un controllo di coppia del motore elettrico 31 si verifica l’avvenuto contatto tra la lama 21 e la matrice 11.

Il senso di rotazione del motore elettrico 31 viene invertito fino a staccare la lama 21 dalla matrice 11 per una distanza che va da 0,5 a 3 decimi di millimetro (Figura 4).

Un encoder assoluto multi giro integrato al motore elettrico 31 rileva la misura della distanza tra la matrice 11 e la lama 21. L’encoder assoluto permette di sapere sempre la posizione della piastra scorrevole di regolazione 34 e, anche in caso di mancanza di tensione elettrica, al ripristino della stessa non si avrà necessità di effettuare alcun azzeramento aggiuntivo. Il martinetto di bloccaggio 37 viene fatto scendere sulla piastra di regolazione 34 comprimendola contro la guida 340 e bloccandone lo scorrimento. In questo modo la cesoia è regolata e bloccata sulla misura della matrice 11 caricata sulla pressa 1. Il martinetto di bloccaggio 37 resterà quindi bloccato fino ad un nuovo ciclo di misurazione della matrice 11.

Agendo con l’attuatore di cesoiatura 22, si solleva completamente la slitta portalama 24, portandola in alto ad inizio corsa (Figura 5).

Al termine del ciclo di estrusione, la pressa I permette il caricamento di una nuova billetta da estrudere. La parte terminale della billetta estrusa 100 rimane attaccata alla matrice I l e deve essere rimossa mediante cesoiatura.

La lama 21 della cesoia 2, precedentemente azzerata come sopra descritto, si trova in posizione di inizio corsa (Figura 6). Viene azionato l’attuatore di cesoiatura 22 e la lama 21 scende verso il basso rimuovendo la parte terminale della billetta non estrusa 100 (Figura 7). Un dispositivo ausiliario permette il distacco della parti di billetta 100 che dovessero rimanere adese alla lama 21 della cesoia 2.

L’attuatore di allontanamento 36 viene completamente ritratto, il pistone 361 rientra completamente nel cilindro 362, causando il movimento della cesoia 2. La cesoia 2 è atta ad allontanarsi dalla matrice 11 in quanto l’estremità 363 del pistone è ancorata allo stelo 2; il cilindro si trova in una posizione più prossima alla matrice 11 rispetto al pistone 362, il rientro del pistone 362 nel cilindro è atto a causare l’allontanamento della cesoia 2 dalla matrice 11 per una distanza pari al movimento del pistone 362 lungo il cilindro 361 (Figura 8).

In questo modo si assicura che durante la fase di ritorno alla posizione di inizio corsa la lama 21 non vada a strisciare sulla matrice 11 rovinando la superficie appena cesoiata.

Il movimento orizzontale causato dall’attuatore di allontanamento 36 non modifica la distanza reimpostata tra la lama 21 e la cesoia 2 in quanto la piastra scorrevole di regolazione resta sempre bloccata dal martinetto 37. L’unico movimento che avviene è quello del a attuatore di allontanamento 36 che va muovere la struttura 20 e, quindi, causa il movimento orizzontale della cesoia 2.

L’attuatore di cesoiatura viene nuovamente azionato, la lama 21 risale in posizione di inizio corsa (Figura 9). L’attuatore di allontanamento 36 si estende completamente, il pistone 361 fuoriesce completamente dal cilindro 362, e la lama 21 si trova nuovamente alla distanza prefissata dalla matrice 11 (Figura 10).

Vantaggiosamente la cesoia 2 può rimuovere la billetta con una precisione necessaria a non danneggiare la matrice 11 e a non lasciare residui metallici.

Un altro vantaggio è dato dalla regolazione della cesoia 2 che può essere effettuata prima deirinizio del ciclo di estrusione e permette di regolare la distanza della lama 21 dalla matrice 11 rapidamente.

Ancora un vantaggio è dato dal movimento orizzontale della cesoia 2 dopo la rimozione della parte terminale della billetta, detto movimento garantisce che la lama non danneggi la matrice.

Ancora un vantaggio è dato dal fatto che solo la regolazione iniziale viene effettuata con un motore elettrico, tutti gli altri movimenti della pressa sono effettuati utilizzando un circuito idraulico.

Tale accorgimento permette Γ adozione di un motore elettrico di potenza e dimensioni più contenute (essendo deputato al solo spostamento fuori ciclo della massa della cesoia), in modo da dare una maggiore sensibilità durante la rilevazione del pacco matrice mediante controllo di coppia.

I movimenti di traslazione della massa della cesoia durante il ciclo di lavoro, essendo questi affidati al cilindro idraulico permettono invece di spostare Tingente massa velocemente tramite un attuatore compatto.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pressa (1) per l’estrusione di profilati di metallo non ferroso comprendente una cesoia (2), un meccanismo di regolazione della cesoia (3) e una matrice (11), caratterizzata dal fatto che la cesoia (2) comprende una lama (21) e una slitta portalama (24) atti a scorrere verticalmente entro delle guide (25) della pressa (1), un attuatore di cesoiatura (22) atto a regolare i movimenti verticali della cesoia (2) e un trasduttore lineare (23) atto a controllare la posizione dell’ attuatore di cesoiatura (22), il meccanismo di regolazione (3) della cesoia (2) comprende un motore (31) atto a regolare la distanza tra la lama (21) e la matrice (11) prima dell’inizio di un processo di estrusione e a bloccare detta distanza tramite un martinetto di bloccaggio (37), un attuatore di allontanamento (36) è atto ad allontanare la cesoia (2) dalla matrice (II) dopo la cesoiatura.
2. 2. Pressa (I) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il meccanismo di regolazione della cesoia (3) comprende almeno una vite senza fine (32) connessa al motore (31), almeno una madre vite (33) e almeno una piastra scorrevole di regolazione (34).
3. 3. Pressa (1) secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzata dal fatto che il meccanismo di regolazione della cesoia (3) è connesso alla cesoia (2) tramite una struttura (20).
4. 4. Pressa (I) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il motore (3) è un motore elettrico comprendente un encoder atto a rilevare la posizione della lama (21).
5. 5. Cesoia (2) per presse da estrusione caratterizzata dal fatto che la cesoia (2) comprende una lama (21) e una slitta portalama (24) atti a scorrere verticalmente entro delle guide (25) di una pressa (1), un attuatore di cesoiatura (22) atto a regolare i movimenti verticali della cesoia (2) e un trasduttore lineare (23) atto a controllare la posizione dell 'attuatore di cesoiatura (22), un meccanismo di regolazione (3) della cesoia (2) comprende un motore (31) atto a regolare la distanza tra la lama (21) e la matrice (11) prima dell’inizio di un processo di estrusione e a bloccare detta distanza tramite un martinetto di bloccaggio (37), un attuatore di allontanamento (36) è atto ad allontanare la cesoia (2) da una matrice (11) della pressa (1) dopo la cesoiatura.
6. 6. Cesoia (2) per presse da estrusione secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detta cesoia (2) è secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-4.
7. 7. Metodo per la rimozione di una parte terminale di una billetta in una pressa (1) da estrusione caratterizzato dal fatto che un primo passo di regolazione della distanza tra una cesoia (2) e una matrice (11) prevede di muovere la cesoia (2) verticalmente fino all’altezza della matrice (11) della pressa 0), muovere orizzontalmente la cesoia (2) fino a che una lama (21) di detta cesoia (2) entri in contatto con la matrice (11) della pressa (1), allontanare la lama (21) della cesoia (2) dalla matrice (11) della pressa (1) per una detta distanza, registrare la distanza tra la lama (21) e la matrice (11), e un secondo passo di cesoiatura prevede di muovere verticalmente la cesoia (2) per la rimozione della parte terminale di una billetta estrusa, muovere orizzontalmente la cesoia (2) tramite un attuatore di allontanamento (36) per allontanare la lama (21) della cesoia (2), muovere verticalmente la cesoia (2) per tornare ad una posizione di inizio corsa, muovere orizzontalmente la cesoia (2) per tornare alla distanza registrata tra la matrice (11) e la lama (21).
8. 8. Metodo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la regolazione della distanza tra la lama (21) della cesoia (2) e la matrice (11) della pressa (1) comprende i seguenti passaggi: azionamento di un motore (31) solidale ad una vite senza fine (32) connessa a sua volta con una madre vite (33), movimento orizzontale di detta madre vite (33) posizionata su almeno una piastra scorrevole di registrazione (34), movimento orizzontale di una struttura (20) solidale alla cesoia (2) e alla madrevite (33), blocco di detta almeno una piastra scorrevole di regolazione (34,) con un martinetto di bloccaggio (37).
9. 9. Metodo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la distanza tra la lama (21) della cesoia (2) e la matrice (11) è di 0,5-3 decimi di millimetro.