Lo sviluppo delle piallatrici stazionarie può essere fatto risalire all'inizio del XIX secolo. Sulle prime macchine di questo tipo, il pezzo veniva bloccato su un carrello e alimentato sotto un albero orizzontale dotato di lame che si estendevano per l'intera larghezza di lavoro. Nel 19 fu costruita in Germania una piallatrice sulla quale il pezzo veniva alimentato su un albero pialla posto tra due tavole utilizzate per posizionare e sostenere il pezzo. Oltre ai miglioramenti tecnici, questo design di base è stato mantenuto fino ad oggi. Tale macchina è chiamata pialla a filo o jointer (vedi figura 1850).

Figura 1. Giunto

Più recentemente, sono state progettate macchine per piallare la superficie superiore di un pezzo a uno spessore predeterminato mediante un albero pialla rotante orizzontalmente. La distanza tra il diametro del cerchio di taglio e la superficie del piano di appoggio del pezzo è regolabile. Tali macchine sono chiamate piallatrici a spessore su un lato.

Questi due tipi di macchina di base sono stati infine combinati in una macchina che poteva essere utilizzata sia per la piallatura superficiale che per quella a spessore. Questo sviluppo si è concluso con le piallatrici per la lavorazione su due, tre e quattro lati in un'unica passata.

Dal punto di vista della sicurezza e della salute sul lavoro, si raccomanda vivamente di adottare misure per l'aspirazione di polvere di legno e trucioli dalla piallatrice (ad es. collegando la piallatrice a un sistema di aspirazione della polvere). La polvere proveniente da legno duro (quercia, faggio) e legno tropicale è considerata un particolare pericolo per la salute e deve essere aspirata. Dovrebbero essere prese anche misure per ridurre il livello di rumore delle piallatrici. Un freno automatico per l'albero pialla è obbligatorio in molti paesi.

Piallatrici a filo

Una piallatrice a filo ha un telaio principale rigido che sostiene la tavola di entrata e uscita. L'albero pialla si trova tra i due piani ed è montato su cuscinetti a sfera. Il telaio principale dovrebbe essere progettato ergonomicamente (vale a dire, dovrebbe consentire all'operatore di lavorare comodamente).

I dispositivi di comando azionati manualmente devono essere installati in modo tale che l'operatore non si trovi in ​​una situazione pericolosa quando li aziona e la possibilità di azionamento involontario deve essere ridotta al minimo.

Il lato del telaio principale rivolto verso il posto dell'operatore deve essere libero da parti sporgenti quali volantini, leve, ecc. La tavola a sinistra dell'albero pialla (tavola di uscita) è normalmente posta alla stessa altezza del cerchio di taglio dell'albero pialla. La tavola a destra dell'albero pialla (tavola di ingresso) è posizionata più in basso della tavola di uscita per ottenere la profondità di taglio desiderata. Il contatto tra i bordi della tavola e l'albero pialla non dovrebbe essere possibile nell'intero campo di regolazione delle tavole. Tuttavia, il gioco tra i bordi della tavola e il cerchio di taglio dell'albero pialla deve essere il più piccolo possibile per fornire un buon supporto del pezzo da piallare.

Le operazioni principali su una piallatrice a filo sono la spianatura e la bordatura. La posizione delle mani sul pezzo è importante dal punto di vista operativo e della sicurezza. Durante la spianatura, il pezzo deve essere alimentato con una mano, con l'altra tenendolo inizialmente premuto sulla tavola di alimentazione. Non appena vi è una porzione sufficiente di legname sulla tavola di uscita, quest'ultima mano può passare in sicurezza sopra il paraponte per esercitare pressione sulla tavola di uscita e sarà seguita dalla mano di alimentazione per completare l'operazione di alimentazione. Durante la bordatura, le mani non devono passare sopra l'albero pialla mentre sono a contatto con il legno. La loro funzione principale è quella di esercitare una pressione orizzontale sul pezzo in lavorazione per mantenerlo perpendicolare alla recinzione.

Il rumore prodotto dall'albero pialla in rotazione spesso può superare il livello considerato dannoso per l'orecchio. Sono quindi necessarie misure per ridurre il livello di rumore. Alcune delle misure di riduzione del rumore che si sono dimostrate efficaci sulle piallatrici a filo sono le seguenti:

• utilizzo di un albero pialla "silenzioso" (ad esempio, una forma rotonda con una sporgenza minima della lama, lama elicoidale anziché lama diritta, utensili rotanti segmentati con taglio sfalsato)

• bordi del tavolo scanalati o forati (la configurazione e le dimensioni delle aperture nei bordi del tavolo devono essere selezionate in modo tale da evitare rischi di incidenti; ad esempio, le fessure non devono essere larghe più di 6 mm e il diametro dei fori non deve superare i 6 mm )

• design aerodinamico dei deflettori di chip sotto le labbra del tavolo

• riduzione della velocità dell'albero pialla al di sotto di 1,000 giri/min, a condizione che la qualità superficiale del pezzo sia ancora soddisfacente.

È possibile ottenere una riduzione del rumore fino a 12 dBA al minimo e 10 dBA sotto carico.

Gli alberi pialla devono avere una sezione trasversale circolare e le scanalature e le scanalature per l'evacuazione dei trucioli devono essere le più piccole possibili. Le lame e gli inserti devono essere adeguatamente fissati, preferibilmente mediante fissaggio a blocco.

L'albero pialla ruota generalmente a velocità comprese tra 4,500 e 6,000 giri/min. I diametri degli alberi pialla tradizionali variano da 56 a 160 mm, e le loro lunghezze (larghezze di lavoro) da 200 a 900 mm. Per analogia con la cinematica della fresatura convenzionale, la superficie del pezzo piallato con un albero pialla è composta da archi cicloidali. La qualità superficiale del lavoro dipende quindi dalla velocità e dal diametro dell'albero pialla, dal numero di lame di taglio e dalla velocità di avanzamento del pezzo.

Si consiglia di dotare le piallatrici a filo di un freno automatico per l'albero pialla. Il freno deve essere attivato quando la macchina è ferma e il tempo di frenata non deve superare i 10 secondi.

L'accesso all'albero pialla sul retro della recinzione deve essere impedito da una protezione attaccata alla recinzione o al supporto della recinzione. L'albero pialla davanti alla guida deve essere protetto da una protezione a ponte regolabile fissata alla macchina (ad esempio, al telaio principale sul lato del piano di uscita) (vedere figura 2). L'accesso agli elementi di trasmissione deve essere impedito da un riparo fisso.

Figura 2. Recinzione e protezione posteriore dell'albero pialla

Pericoli

Poiché l'albero portacoltelli ruota nella direzione opposta alla direzione di avanzamento del pezzo, esiste il rischio di contraccolpo. Se il pezzo in lavorazione viene espulso, la mano o le dita dell'operatore possono entrare in contatto con l'albero pialla rotante a meno che non sia stata fornita un'adeguata protezione. Accade anche frequentemente che la mano entri in contatto con l'albero pialla mentre si alimenta il pezzo con le dita tese invece di spingerlo in avanti con il pugno chiuso. Le lame di taglio non adeguatamente fissate possono essere espulse dalla forza centrifuga e causare gravi lesioni e/o danni materiali.

Sistemi di protezione per piallatrici a filo

In molti paesi la legislazione relativa all'utilizzo delle piallatrici a filo prevede che l'albero pialla sia coperto da un sistema di protezione regolabile per evitare il contatto accidentale della mano dell'operatore con l'albero pialla in rotazione.

Nel 1938 la SUVA introdusse una protezione per pialla che soddisfaceva efficacemente tutte le esigenze pratiche. Nel corso degli anni questa protezione si è rivelata utile non solo come sistema di protezione ma anche come ausilio per la maggior parte delle operazioni. È ben accettato dal settore della lavorazione del legno in Svizzera e quasi tutte le piallatrici a filo industriali ne sono dotate. Le caratteristiche costruttive di questa protezione sono state introdotte nel progetto di norma europea per le piallatrici a filo. Le caratteristiche principali di questa protezione sono le seguenti:

• forte e rigido

• non facilmente deviato per esporre l'albero pialla

• rimane sempre parallela all'asse dell'albero pialla indipendentemente dalla sua regolazione orizzontale o verticale

• facilmente regolabile orizzontalmente e verticalmente senza l'uso di uno strumento.

Tuttavia, gli incidenti accadono ancora. Questi incidenti sono principalmente causati dalla mancata regolazione corretta della protezione. Pertanto, gli ingegneri SUVA hanno sviluppato una protezione a ponte che copre automaticamente l'albero pialla davanti alla guida ed esercita costantemente una pressione definita contro il pezzo o la guida. Questa protezione è disponibile dal 1992.

Le principali caratteristiche progettuali di questa nuova protezione, denominata “Suvamatic”, sono le seguenti:

• completa protezione dell'albero pialla. L'intera larghezza di planata è salvaguardata da un'unica protezione a ponte. Può essere ripiegato utilizzando un sistema di chiusura a cerniera. Ciò impedisce alla protezione di sporgere troppo oltre la faccia della macchina.

• pratico sistema di guida del pezzo. Il sistema di guida del pezzo è costituito da un pressore e da una guida per il pezzo. Entrambi sono montati sulla punta della protezione. Quest'ultimo può essere inclinato per guidare il pezzo sia per la spianatura che per la bordatura.

• applicazione di pressione per aiutare il lavoro. Per bordare, la protezione esercita una pressione in direzione della recinzione. Dopo la bordatura, copre automaticamente l'intera lunghezza dell'albero pialla davanti alla guida.

• sollevamento e abbassamento automatico della protezione. Per la spianatura, la protezione viene sollevata dalla guida del pezzo. Dopo la spianatura si abbassa automaticamente a coprire l'albero pialla.

• la protezione può essere bloccata in posizione per i lavori batch. Per i lavori in lotti, la protezione può essere bloccata in posizione verticale per adattarsi solo allo spessore del pezzo. La protezione tornerà automaticamente a questa posizione preimpostata dopo essere stata premuta.

• si adatta a tutte le macchine. La protezione può essere montata su tutte le piallatrici a filo e combinate a filo ea spessore.

Piallatrici a spessore su un lato

Il telaio principale di una piallatrice a spessore su un lato ospita l'albero pialla, il piano di piallatura a spessore e gli elementi di alimentazione.

Una volta che il pezzo è stato spianato e bordato su una piallatrice a filo, viene piallato allo spessore desiderato sulla piallatrice a spessore. A differenza di una piallatrice a filo, l'albero pialla di una piallatrice a spessore si trova sopra il piano di piallatura e il pezzo non viene più alimentato manualmente ma meccanicamente tramite rulli di alimentazione. I rulli di alimentazione sono azionati da un motore separato (circa 1 kW) o tramite un riduttore di velocità che riceve la sua potenza dal motore dell'albero pialla. Con un azionamento separato la velocità di avanzamento rimane costante, ma se la potenza viene trasmessa dal motore dell'albero pialla la velocità di avanzamento varia in base alla velocità dell'albero pialla. Sono comuni velocità di avanzamento comprese tra 4 e 35 m/min.

Due rulli di alimentazione montati su molle poggiano sulla superficie superiore del pezzo. Il rullo di alimentazione davanti all'albero pialla è scanalato per una migliore presa sul pezzo; il rullo di alimentazione all'estremità di uscita dell'albero pialla è liscio. Una barra di pressione in ingresso e una in uscita posizionate accanto all'albero pialla premono il pezzo in lavorazione sul tavolo, garantendo così un taglio pulito e uniforme. Il design e la disposizione dei rulli di alimentazione e delle barre di pressione devono essere tali da impedire il contatto con l'albero pialla rotante.

Rulli di avanzamento sezionali e barre di pressione consentono la lavorazione simultanea di due o più pezzi di spessore leggermente diverso. Dal punto di vista antinfortunistico, i rulli di avanzamento sezionali e le barre di pressione sono fondamentali. La larghezza della singola sezione del rullo di alimentazione o della barra di pressione non deve superare i 50 mm.

Nella tavola sono disposti due rulli folli. Sono progettati per facilitare il passaggio del pezzo sul tavolo.

La superficie del tavolo deve essere un piano privo di fessure o fori. Si sono verificati incidenti in cui le dita di un operatore sono state schiacciate tra le aperture e il pezzo in lavorazione. La regolazione verticale della tavola può essere manuale o servoassistita. Un fine corsa meccanico dovrebbe impedire qualsiasi contatto della tavola con l'albero pialla o i rulli di alimentazione. È necessario assicurarsi che il meccanismo di regolazione verticale mantenga il tavolo in una posizione stabile.

Per evitare l'alimentazione di pezzi fuori misura, un dispositivo (ad esempio un'asta fissa o una barra fissa) è posto sul lato di ingresso della macchina, limitando così l'altezza massima del pezzo. Raramente viene superata l'altezza massima di 250 mm tra il piano del tavolo nella sua posizione più bassa e il suddetto dispositivo di sicurezza. La normale larghezza di lavoro varia tra 315 e 800 mm (per macchine speciali questa larghezza può arrivare fino a 1,300 mm).

Il diametro dell'albero pialla varia generalmente da 80 a 160 mm. Normalmente sull'albero pialla sono montate quattro lame. L'albero pialla ruota a velocità comprese tra 4,000 e 6,000 giri/min e la sua potenza assorbita varia da 4 a 20 kW. La profondità massima di taglio è compresa tra 10 e 12 mm.

Per ridurre al minimo il pericolo di contraccolpo, le piallatrici a spessore su un lato devono essere dotate di un dispositivo antiritorno che copra l'intera larghezza di lavoro della macchina. Tale dispositivo anti-contraccolpo è generalmente costituito da più elementi scanalati disposti su un'asta. Il singolo elemento ha una larghezza compresa tra 8 e 15 mm e cade sotto il proprio peso nella posizione di riposo. Il punto più basso del singolo elemento scanalato nella sua posizione di riposo dovrebbe trovarsi 3 mm al di sotto del cerchio tagliente dell'albero pialla. Gli elementi scanalati devono essere realizzati in un materiale (preferibilmente acciaio) con una resistenza alla resilienza di 15 J/cm² e una durezza superficiale di 100 HB.

Le seguenti misure di riduzione del rumore si sono dimostrate efficaci sulle piallatrici a spessore unilaterali:

• utilizzo di un albero pialla “silenzioso” (tipo quello suggerito per le piallatrici a filo)

• design aerodinamico delle barre di pressione e della cappa di aspirazione trucioli

• riduzione della velocità dell'albero pialla

• chiusura parziale o completa della macchina (progettazione a tunnel dell'apertura di ingresso e uscita con materiale fonoassorbente sulla superficie rivolta verso la fonte del rumore)

È possibile ottenere una riduzione del rumore fino a 20 dBA con un involucro completo ben progettato.

Pericoli

La principale causa di incidenti sulle piallatrici a spessore su un lato è il contraccolpo del pezzo. Il contraccolpo può verificarsi a causa di:

• scarsa manutenzione del dispositivo antirimbalzo (i singoli elementi possono non cadere liberi sotto il proprio peso ma incollarsi tra loro a causa dell'accumulo di polvere; le scanalature degli elementi possono essere ricoperte di resina, essere smussate o riaffilate in modo non corretto)

• scarsa manutenzione dei rulli di avanzamento sezionali e delle barre di pressione (es. sezioni ricoperte di resina o arrugginite)

• insufficiente carico della molla sui rulli di alimentazione e sulle barre di pressione quando vengono alimentati contemporaneamente più pezzi di spessore non uniforme.

Le cause tipiche di altri incidenti sono:

• contatto della mano con l'albero pialla rotante durante la rimozione di trucioli e polvere dal tavolo a mano anziché con un bastoncino di legno o un rastrello

• espulsione delle lame dell'albero pialla per errato fissaggio.

Piallatrici a filo e a spessore combinate

Il design e il funzionamento delle macchine combinate (vedi figura 3) sono simili a quelli delle singole macchine sopra descritte. Lo stesso si può dire per quanto riguarda le velocità di avanzamento, la potenza del motore, le regolazioni della tavola e dei rulli. Per la piallatura a spessore i piani di piallatura a filo vengono tirati via, abbassati o sollevati lateralmente, esponendo l'albero pialla, che è coperto da una cappa di aspirazione trucioli per impedirne l'accesso Le macchine combinate sono utilizzate principalmente in piccole officine con pochi lavoratori o dove c'è poco spazio limitato (ovvero, nei casi in cui l'installazione di due singole macchine è impossibile o non redditizia).

Figura 3. Pialla combinata a filo e spessore

Il passaggio da un'operazione all'altra è spesso dispendioso in termini di tempo e può risultare fastidioso se si devono lavorare solo pochi pezzi. Inoltre, solitamente solo una persona alla volta può utilizzare la macchina. Tuttavia, dal 1992 sono state introdotte sul mercato macchine in cui è possibile il funzionamento simultaneo (piallatura a filo e a spessore contemporaneamente).

I pericoli delle macchine combinate sono in gran parte identici ai pericoli elencati per le singole macchine.

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