ITVE20000025U1 - Testa birotativa portamandrino per macchina utensile - Google Patents

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Description

DESCRIZIONE
a corredo della domanda di brevetto per modello di utilità avente per titolo: "Testa birotativa portamandrino per macchina utensile"
La presenta innovazione concerne una testa birotativa portamandrino per macchina utensile.
Sono note teste birotative portamandrino per macchine utensili. Sostanzialmente esse si distinguono in teste birotative ad assi ortogonali ed in teste birotative ad assi non ortogonali. Entrambe comprendono un primo semicorpo articolato alla struttura della macchina attorno ad un primo asse ed un secondo semicorpo articolato al primo semicorpo attorno ad un secondo asse, ma mentre nelle teste birotative del primo tipo i due assi di rotazione sono ortogonali tra loro, nelle macchine del secondo tipo i due assi di rotazione non sono ortogonali tra loro.
Le teste birotative del primo tipo, che spesso presentano delle grosse limitazioni relativamente alla possibilità di avvicinare l'utensile alla superficie dei pezzo da lavorare, ed in particolare alla possibilità di penetrare con l'utensile entro cavità in detto pezzo, non presentano in genere difficoltà di orientamento dell'asse dell'utensile nella desiderata direzione dello spazio, in quanto consentono di effettuare tale orientamento per rotazione di detto asse attorno ad una o ad entrambi gli assi relativi della macchina.
Le teste birotative del secondo tipo sono più vantaggiose di quelle del primo tipo per quanto riguarda la possibilità di avvicinare l'utensile alla superficie del pezzo da lavorare, ma al tempo stesso sono più complesse per quanto riguarda la loro programmazione e la loro precisione operativa. In particolare in questa, anche se le variazioni di orientamento dell’asse dell'utensile possono essere pensate come rotazioni di questo attorno ad un asse fìsico, nella realtà esse avvengono per rotazione attorno ad un asse virtuale a seguito di più movimenti combinati della macchina, i quali possono interessare in tutto od in parte i tre assi lineari X, Y e Z ed i due assi rotativi.
Per questi motivi le teste birotative ad assi non ortogonali devono essere intrinsecamente più precise di quelle ad assi ortogonali e questa maggior precisione è in genere ottenuta realizzando prevalentemente queste teste a posizionamento indexato, effettuabile generalmente mediante anelli dentati di precisione dei tipo Hirth.
Tuttavia gli anelli Hirth, che sono precisi e praticamente senza giochi, consentono di ottenere unicamente posizionamenti discreti. Ne consegue che le posizioni angolari ottenibili per l'utensile dipendono dalia combinazione di angoli di rotazione discreti e non possono quindi variare con continuità.
Secondo la presente innovazione il problema è risolto con una testa birotativa portamandrino per macchine utensili del tipo ad assi non ortogonali, con un primo semicorpo, articolato alla struttura della macchina attorno ad un primo asse, ed un secondo semicorpo sostenente il mandrino portautensile, accoppiato al primo semicorpo secondo una superficie piana ed articolato ad esso attorno ad un secondo asse ortogonale a detta superficie piana, caratterizzata dal fatto di comprendere un primo motore diretto per la rotazione di detto primo semicorpo rispetto a detta struttura della macchina ed un secondo motore diretto per la rotazione di detto secondo semicorpo rispetto a detto primo semicorpo.
La presente innovazione viene qui di seguito ulteriormente chiarita in una sua preferita forma di pratica realizzazione, riportata a scopo puramente esemplificativo e non limitativo con riferimento alle allegate tavole di disegni in cui:
la figura 1 mostra in vista laterale una testa birotativa secondo l'innovazione nella configurazione con asse dell'utensile parallelo al primo asse,
la figura 2 la mostra in sezione verticale nella stessa configurazione di figura 2,
la figura 3 la mostra in vista laterale nella configurazione con l’asse dell'utensile angolato di 110° rispetto al primo asse, e la figura 4 la mostra in sezione verticale nella stessa configurazione di figura 3.
Come si vede dalle figure, la testa birotativa secondo l'innovazione comprende, in maniera tradizionale, un primo semicorpo 2, applicato, attraverso un elemento di collegamento 4, alla struttura della macchina utensile (non rappresentata) ed un secondo semicorpo 6 sostenente il mandrino portautensile 8. Il primo semicorpo 2 può ruotare rispetto alla struttura della macchina, e quindi rispetto all'elemento di collegamento 4, attorno ad un primo asse 10, grazie alla presenza di cuscinetti di guida 12 applicati a detto elemento di collegamento 4 ed impegnanti una scanalatura circonferenziale 14, ricavata nella carcassa del primo semicorpo 2.
Le rotazioni del primo semicorpo 2 rispetto all'elemento di collegamento 4 sono ottenute con un motore diretto, il cui statore 16 è solidale a detto elemento di collegamento 4 e il cui rotore 18 è solidale a detto primo semicorpo 2.
Il secondo semicorpo 6 ed il primo semicorpo 2 sono accoppiati tra loro in corrispondenza di una superficie piana, la cui traccia nel piano del disegno è rappresentata dalla linea 20. Questa superficie forma con il primo asse 10 un angolo di 35°.
Il secondo semicorpo 6 può ruotare rispetto al primo semicorpo 2 attorno ad un secondo asse 22, grazie alla presenza di cuscinetti di guida 24, applicati a detto primo semicorpo 2 ed impegnanti una scanalatura circonferenziale 26 ricavata nella carcassa del secondo semicorpo 6.
Le rotazioni del secondo semicorpo 6 rispetto al primo semicorpo 2 sono ottenute con un motore diretto, il cui statore 28 è solidale a detto primo semicorpo 2 ed il cui rotore 30 è solidale a detto secondo semicorpo 6.
Entrambi i motori diretti, e cioè quello interposto tra l'elemento di collegamento 4 ed il primo semicorpo 2 nonché quello interposto tra il primo semicorpo 2 ed il secondo semicorpo 6, possono essere sia motori sincroni a magnete permanente, sia motori asincroni.
La posizione angolare del primo semicorpo 2 rispetto all'elemento di collegamento 4 e la posizione angolare del secondo semicorpo 6 rispetto al primo semicorpo 2 sono controllate da rispettivi trasduttori di posizione 32,34.
In funzionamento, mentre la rotazione del motore diretto interposto tra l'elemento di collegamento 4 ed il primo semicorpo 2 provoca la rotazione di entrambi i semicorpi 6 e 2 attorno al primo asse 10 e quindi fa descrivere all'asse dell'utensile una superficie conica, che può divenire cilindrica nel caso di parallelismo tra i due assi, la rotazione del motore diretto interposto tra il primo semicorpo 2 ed il secondo semicorpo 6 provoca la rotazione di quest'ultimo attorno al secondo asse 22 e quindi la variazione dell'angolo formato dal primo asse 10 con l'asse del mandrino.
Più particolarmente quest'angolo può variare da 0° a 110° ed assumere ovviamente tutti i valori intermedi compresi tra questi due valori estremi. Pertanto, con una opportuna regolazione dei due motori diretti è possibile far assumere all'asse del mandrino una qualsiasi direzione nello spazio all'interno di un cono avente angolo al vertice pari a 220°.
Da quanto detto risulta chiaramente che la testa birotativa secondo l'innovazione si presenta particolarmente vantaggiosa rispetto alle teste birotative tradizionali, ed in particolare:
- consente di orientare con continuità l'asse dell'utensile in qualsiasi direzione dello spazio con elevata precisione di posizionamento e con l'eliminazione di giochi ed attriti tra le parti in reciproco movimento,
- consente all’utensile di essere posizionato in stretta vicinanza alla superficie del pezzo da lavorare,
- assicura una buona penetrabilità dell'utensile e del suo mandrino entro le eventuali cavità del pezzo da lavorare,
- consente di effettuare lavorazioni in sottosquadro.

Claims (3)

  1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Testa birotativa portamandrino per macchina utensile, del tipo ad assi non ortogonali, con un primo semicorpo (2), articolato alla struttura (4) della macchina attorno ad un primo asse (10) ed un secondo semicorpo (6) sostenente il mandrino portautensile (8) accoppiato al primo semicorpo (6) secondo una superficie piana (20) ed articolato ad esso attorno ad un secondo asse (22) ortogonale a detta superficie piana (20), caratterizzata dal fatto di comprendere un primo motore diretto (16, 18), per le rotazioni di detto primo semicorpo (2) rispetto a detta struttura (4) della macchina ed un secondo motore diretto (28, 30) per la rotazione di detto secondo semicorpo (6) rispetto a detto primo semicorpo (2).
  2. 2. Testa birotativa secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto di comprendere un primo trasduttore (32) per il controllo della posizione angolare del primo semicorpo (2) rispetto alfa struttura (4) della macchina ed un secondo trasduttore (34) per il controllo della posizione angolare del secondo semicorpo (6) rispetto al primo semicorpo (2).
  3. 3. Testa birotativa secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detta superficie piana (20) forma con detto primo asse (10) un angolo minore di 45° e preferibilmente compreso fra 35° e 40°.
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