ITVI20100141A1

ITVI20100141A1 - ANTIVIBRATION STRUCTURE IN PARTICULAR FOR MECHANICAL ORGANS, FOR MACHINE TOOLS AND FOR INDUSTRIAL ROBOTS

Info

Publication number: ITVI20100141A1
Application number: IT000141A
Authority: IT
Inventors: Francesco Colognese; Giovanni Riva
Original assignee: Colognese Federico; Giovanni Riva
Priority date: 2010-05-18
Filing date: 2010-05-18
Publication date: 2011-11-19

Description

Descrizione Description

Il presente trovato riguarda una struttura antivibrante da utilizzare nella realizzazione di organi meccanici, macchine utensili e robot industriali. The present invention relates to an anti-vibration structure to be used in the production of mechanical parts, machine tools and industrial robots.

Come è ben noto ai progettisti, nella progettazione delle caratteristiche funzionali degli organi meccanici delle macchine utensili e dei robot industriali è determinante l’analisi delle vibrazioni della struttura durante il suo normale funzionamento. As is well known to designers, in the design of the functional characteristics of the mechanical parts of machine tools and industrial robots, the analysis of the vibrations of the structure during its normal operation is crucial.

A titolo di esempio, si esamina la condizione di lavoro di una macchina utensile del tipo a “portale”, ovvero dove è presente una prima struttura composta da due piedritti verticali o montanti, che sorreggono una traversa superiore, sulla quale scorre una seconda struttura, che costituisce la colonna portamandrino e dove le due suddette strutture sono dotate di un movimento reciprocamente indipendente, per conferire al mandrino uno spostamento nello spazio tridimensionale. As an example, the working condition of a "portal" type machine tool is examined, ie where there is a first structure consisting of two vertical piers or uprights, which support an upper crosspiece, on which a second structure slides, which constitutes the spindle-holder column and where the two aforesaid structures are provided with a reciprocally independent movement, to give the spindle a displacement in three-dimensional space.

Durante il normale funzionamento, le vibrazioni meccaniche che interessano l’intera struttura della macchina, all’atto pratico, si concentrano nell’utensile, provocando dei difetti di rugosità e dimensionali nelle superfici lavorate; tali irregolarità risultano particolarmente gravi nella produzione di parti in lega leggera e nella lavorazione degli stampi. During normal operation, the mechanical vibrations affecting the entire structure of the machine, in practice, are concentrated in the tool, causing roughness and dimensional defects in the machined surfaces; these irregularities are particularly serious in the production of light alloy parts and in the processing of molds.

Allo stato attuale della tecnica, per “smorzare” tali vibrazioni si realizzano delle strutture saldate utilizzando lamiere, piatti di rinforzo ed altri tipi di profilati, che devono essere di notevole spessore. In the current state of the art, to "dampen" these vibrations, welded structures are made using sheets, reinforcement plates and other types of profiles, which must be of considerable thickness.

Tale modo di costruzione non è però ottimale poiché, oltre che conferire alla struttura la dovuta rigidità, ne aumenta notevolmente anche il peso, ciò che comporta un maggior consumo di energia elettrica per muovere la struttura, dovendosi impiegare motori di notevole potenza, con la necessità di lavorare a velocità ridotte, a causa delle notevoli masse in movimento, il tutto a danno della produttività dell’economicità nell’impiego della macchina. However, this method of construction is not optimal since, in addition to giving the structure the necessary rigidity, it also significantly increases its weight, which involves a greater consumption of electricity to move the structure, having to use motors of considerable power, with the need to work at reduced speeds, due to the considerable moving masses, all to the detriment of productivity and economy in using the machine.

Scopo del presente trovato è quello di poter realizzare organi meccanici, macchine utensili e robot industriali i quali, durante il loro normale funzionamento, non siano soggetti a delle vibrazioni meccaniche, che compromettono la buona riuscita della lavorazione dell’utensile. The purpose of the present invention is to be able to produce mechanical parts, machine tools and industrial robots which, during their normal operation, are not subject to mechanical vibrations, which compromise the success of tool processing.

Ulteriore scopo del trovato è quello è di poter realizzare organi meccanici, macchine utensili e robot industriali costruiti con strutture di notevole rigidità, ma di peso ridotto. A further object of the invention is to be able to produce mechanical members, machine tools and industrial robots built with structures of considerable rigidity, but of reduced weight.

Ulteriore scopo del trovato è quello è di poter realizzare organi meccanici, macchine utensili e robot industriali, che permettono elevate velocità di lavorazione, con consumi contenuti di energia motrice. A further object of the invention is to be able to produce mechanical members, machine tools and industrial robots, which allow high processing speeds, with low consumption of motive energy.

Tali scopi sono raggiunti con la realizzazione di una struttura, impiegata per la costruzione di parti di organi meccanici vari, portali delle macchine utensili, componenti di robot industriali, che si caratterizza per il fatto di presentare le pareti costituite da due strati metallici reciprocamente contrapposti, quali due lamiere, fra i quali viene inserito uno strato di materiale antivibrante e dove lo strato metallico più interno è conformato in modo da definire dei colpi scatolati, che risultano completamente contenuti all’interno del suddetto strato di materiale antivibrante intermedio. These purposes are achieved with the realization of a structure, used for the construction of parts of various mechanical organs, portals of machine tools, components of industrial robots, which is characterized by the fact that the walls consist of two mutually opposed metal layers, such as two sheets, between which a layer of anti-vibration material is inserted and where the innermost metal layer is shaped so as to define boxed blows, which are completely contained within the aforementioned intermediate anti-vibration material layer.

Con tale soluzione costruttiva si realizza quindi una struttura, quale un montante di un portale, dove lo spessore delle pareti, la sezione di base ed il peso, risultano di valori notevolmente inferiori rispetto ai corrispondenti valori che sono presenti nelle strutture consimili di tipo noto. With this constructive solution, a structure is therefore realized, such as an upright of a portal, where the thickness of the walls, the base section and the weight are considerably lower than the corresponding values that are present in similar structures of known type.

All<’>atto pratico, tali vantaggi costruttivi sono resi possibili perché le vibrazioni meccaniche vengono assorbire in due modi: In practice, these constructive advantages are made possible because the mechanical vibrations are absorbed in two ways:

- dalle pareti che possono essere, vantaggiosamente, realizzate con due lamiere contrapposte di ridotto spessore, in quanto le vibrazioni vengono smorzate ed in gran parte assorbite dallo strato intermedio antivibrante, - dalla parte interna delimitata dall’elemento scatolato il quale, risultando completamente immerso nello strato di materiale antivibrante, funge da ammortizzatore delle vibrazioni residue. - by the walls which can advantageously be made with two opposing sheets of reduced thickness, as the vibrations are dampened and largely absorbed by the intermediate anti-vibration layer, - by the internal part delimited by the boxed element which, being completely immersed in the layer of anti-vibration material, acts as a shock absorber for residual vibrations.

Il trovato verrà ora maggiormente definito mediante la descrizione di una sua possibile forma di realizzazione, resa a solo titolo di esempio non limitativo, con Γ aiuto delle tavole di disegno allegate, dove: The invention will now be better defined by the description of a possible embodiment thereof, given as a non-limiting example only, with the help of the attached drawing tables, where:

- la fìg. 1 (tav. I) rappresenta una vista in prospettiva di una macchina utensile dotata della struttura di cui al trovato; - fig. 1 (table I) represents a perspective view of a machine tool equipped with the structure according to the invention;

- la fig. 2 rappresenta una vista in dettaglio, parzialmente sezionata, della struttura di cui al trovato; - fig. 2 represents a detail view, partially sectioned, of the structure according to the invention;

- le figg. 3-4 (tav. II) rappresentano delle viste in sezione, rispettivamente in elevazione ed in pianta, della struttura di cui al trovato; - figs. 3-4 (table II) represent sectional views, respectively in elevation and in plan, of the structure according to the invention;

- la fig. 5 rappresenta una vista in sezione della parete della struttura di cui al trovato. - fig. 5 represents a sectional view of the wall of the structure according to the invention.

Come visibile nella fig. 1, una macchina utensile, munita di un portale, indicato complessivamente con il riferimento 100, sul quale scorre la colonna portamandrino, indicata complessivamente con il riferimento 200, prevede che detti due componenti siano realizzati con una struttura che definisce una pluralità di celle, indicate complessivamente con il riferimento 10. As can be seen in fig. 1, a machine tool, equipped with a portal, indicated as a whole with the reference 100, on which the spindle-holder column, indicated as a whole with the reference 200, slides, provides that said two components are made with a structure that defines a plurality of cells, indicated collectively with reference 10.

Come visibile nelle figg. 2-5, ogni cella 10 è definita da delle pareti laterali esterne 1, costituite da lamiere di ridotto spessore, che racchiudono uno spazio, all’interno del quale è posizionato un corpo scatolato 2, realizzato pure esso con lamiere di ridotto spessore 3, in modo da poter definire una intercapedine che viene riempita con del materiale antivibrante 4. As can be seen in figs. 2-5, each cell 10 is defined by external side walls 1, consisting of sheets of reduced thickness, which enclose a space, inside which a boxed body 2 is positioned, also made of sheets of reduced thickness 3, so as to be able to define a gap which is filled with anti-vibration material 4.

Si è in pratica constatato come il trovato raggiunga il compito e gli scopi preposti consentendo di realizzare una strutura portante per organi meccanici, macchine utensili e robot industriali, che non risulta soggetta a vibrazioni meccaniche ed è di peso limitato, potendo utilizzare lamiere o altri profilati di ridoto spessore. In practice it has been found that the invention achieves the intended aim and objects by allowing to realize a supporting structure for mechanical parts, machine tools and industrial robots, which is not subject to mechanical vibrations and is of limited weight, since it is possible to use sheets or other profiles. of reduced thickness.

Il trovato così concepito è suscetibile di numerose modifiche e varianti, tute rientranti nelPambito del concetto inventivo; inoltre tuti i dettagli possono essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. The invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept; moreover, all the details can be replaced by other technically equivalent elements.

In pratica i materiali impiegati, nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno variare a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica, il tutto rientrando nelle seguenti rivendicazioni. In practice, the materials used, as well as the contingent shapes and dimensions, may vary according to the requirements and the state of the art, all falling within the following claims.

Claims

Claims 1. ANTI-DAMPING STRUCTURE, IN PARTICULAR FOR MECHANICAL PARTS, MACHINES, TOOLS AND INDUSTRIAL ROBOTS, said structure characterized by the fact that it comprises a plurality of cells (10), where each aforementioned cell has walls made up of two metal layers (1, 3) , mutually opposed, between which a layer (4) of anti-vibrating material is inserted, 2. ANTI-VIBRATION STRUCTURE, according to claim 1, characterized by the fact that the innermost metal layer (3) is shaped so as to define boxed coipi (2), made with sheets of reduced thickness, which determine a cavity, which is filled with anti-vibration material (4), so that the aforementioned bodies are completely contained within the aforementioned layer of anti-vibration material, 3. PORTAL (100) for machine tools, characterized in that it comprises at least one bearing structure, made according to one or more of the preceding claims. 4. SPINDLE HOLDER COLUMN (200) for machine tools, characterized in that it comprises at least one bearing structure, made according to one or more of the preceding claims. 5. MACHINE TOOL, characterized in that it comprises at least one anti-vibration structure, made according to one or more of the preceding claims.