IT201900003031A1 - Pinza per manipolatori industriali - Google Patents

Description

Pinza per manipolatori industriali

DESCRIZIONE

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ad una pinza per manipolatori industriali, in particolare ad una pinza a presa lineare o angolare, ad azionamento pneumatico.

Stato dell’arte

Nel settore dell’automazione industriale è noto l’utilizzo di manipolatori robotizzati ai quali è normalmente associata una pinza di presa degli oggetti da manipolare.

Le pinze per manipolatori industriali sono generalmente provviste di due o più griffe, o dita di presa, montate su un corpo di pinza. Le griffe sono movimentabili in reciproco allontanamento e avvicinamento tra una posizione di apertura, o di rilascio, nella quale non esercitano alcuna pressione sul pezzo da manipolare, e una posizione di chiusura, o di presa, nella quale esercitano sul pezzo da manipolare una pressione sufficiente a garantire che il pezzo non si svincoli accidentalmente durante la sua movimentazione.

A seconda del tipo di movimento compiuto delle griffe, si distinguono pinze a presa lineare, nelle quali le griffe si muovono linearmente in o su rispettive guide, e pinze a presa angolare, nelle quali le griffe ruotano a perno attorno a rispettivi assi di rotazione a perno.

La movimentazione delle griffe è ottenuta tramite un dispositivo attuatore alloggiato all’interno del corpo di pinza, solitamente di tipo pneumatico, idraulico, o elettrico.

Tipicamente, per consentire il montaggio delle griffe e del dispositivo attuatore sul/nel corpo di pinza, quest’ultimo è realizzato in due o più parti assemblabili tra loro, con viti, sostanze adesive, staffe, ecc.

Le prestazioni dal punto di vista funzionale delle pinze note sono generalmente soddisfacenti, tuttavia esse presentano spesso un numero relativamente elevato di componenti da assemblare e di elementi di connessione o fissaggio. Ciò si ripercuote negativamente sulle operazioni e sul tempo di assemblaggio della pinza e, di conseguenza, sui costi di fabbricazione della stessa.

Sommario dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è mettere a disposizione una pinza per manipolatori industriali del tipo descritto sopra, avente una struttura migliorata, in particolare una struttura che permetta un assemblaggio più semplice e veloce dei componenti e, di conseguenza, una fabbricazione più economica rispetto alle pinze note di pari tipologia.

Tale scopo è raggiunto tramite una pinza per manipolatori industriali secondo la rivendicazione 1. Aspetti preferiti di tale pinza sono oggetto delle relative rivendicazioni dipendenti.

In particolare, l’invenzione riguarda una pinza per manipolatori industriali comprendente:

- almeno due griffe, di cui almeno una movimentabile in modo da determinare l’apertura e la chiusura della pinza;

- un corpo di pinza comprendente due porzioni assemblabili tra loro in modo amovibile, in cui una prima porzione è destinata ad alloggiare almeno parzialmente un dispositivo attuatore della pinza e una seconda porzione è destinata a supportare le almeno due griffe, e

- almeno un elemento a perno, il quale

- definisce un asse di rotazione a perno dell’almeno una griffa movimentabile, oppure

- definisce un asse di rotazione a perno di almeno un elemento di trasmissione operativamente interposto tra l’almeno una griffa movimentabile e il dispositivo attuatore.

L’almeno un elemento a perno funge anche da perno di bloccaggio per bloccare tra loro la prima porzione e la seconda porzione del corpo di pinza in condizione assemblata.

Grazie all’impiego di un medesimo elemento a perno sia come perno di rotazione per l’almeno una griffa movimentabile o per un elemento di trasmissione interposto tra quest’ultima e il dispositivo attuatore, sia come perno di bloccaggio tra la prima e la seconda porzione del corpo di pinza, è possibile fare a meno di mezzi di bloccaggio appositi per assicurare il bloccaggio stabile delle due porzioni del corpo di pinza, ad esempio viti, staffe, sostanze adesive, ecc.

L’almeno un elemento a perno presenta almeno una scanalatura circonferenziale e in una condizione assemblata della pinza tale scanalatura circonferenziale impegna un bordo di contatto formato nella seconda porzione del corpo di pinza o in un elemento di supporto dell’almeno un elemento di trasmissione. L’impegno appena descritto si verifica sotto l’azione di una forza elastica di precarico agente perpendicolarmente a detti assi di rotazione a perno; la forza elastica è generata da mezzi elastici di precarico predisposti nel corpo di pinza in modo da sollecitare la prima porzione e la seconda porzione del corpo di pinza in mutuo allontanamento.

Vantaggiosamente, quando la scanalatura circonferenziale impegna il bordo di contatto formato nella seconda porzione del corpo di pinza, o in un componente alloggiato all’interno del corpo di pinza, si ottiene il sottosquadro descritto sopra. L’almeno un elemento a perno risulta così bloccato stabilmente nel corpo di pinza e non può sfilarsi inavvertitamente, anche solo parzialmente da esso. Tutto ciò avviene in modo automatico, a scatto, sotto l’azione della forza di precarico, quando l’elemento a perno è completamente inserito nel corpo di pinza.

Grazie a questo accoppiamento a scatto, l’elemento a perno resta bloccato senza possibilità di sfilarsi, e garantisce che la pinza rimanga correttamente assemblata anche durante l’uso.

La struttura sopra descritta della pinza dell’invenzione determina un duplice vantaggio: da un lato viene ridotto il numero complessivo di componenti della pinza, dall’altro viene semplificato e velocizzato il processo di assemblaggio, in quanto il montaggio del perno di rotazione dell’almeno una griffa mobile o dell’elemento di trasmissione nel corpo di pinza e il bloccaggio delle due porzioni del corpo di pinza assemblate possono essere realizzati contemporaneamente, tramite un’unica operazione da parte del tecnico montatore.

L’assemblaggio risulta semplificato e velocizzato anche per il fatto che viene evitata o comunque ridotta la manipolazione di elementi di connessione di dimensioni relativamente piccole, come viti, dadi, rondelle, ecc.

Inoltre, l’assemblaggio della pinza dell’invenzione, e in particolare l’inserimento dell’elemento a perno in rispettive sedi, può essere effettuato totalmente senza l’uso di utensili come, ad esempio, dispositivi giravite.

Tutti gli aspetti suddetti concorrono ad una vantaggiosa riduzione dei costi di fabbricazione della pinza dell’invenzione, che può pertanto venire commercializzata a prezzi unitari più bassi rispetto a quelli di pinze della tecnica nota analoghe dal punto di vista del funzionamento e delle prestazioni.

Preferibilmente, in una condizione assemblata della pinza l’almeno un elemento a perno realizza un sottosquadro con almeno una delle due porzioni del corpo di pinza o con un componente alloggiato all’interno del corpo di pinza.

Vantaggiosamente, in questo modo l’almeno un elemento a perno viene bloccato stabilmente nella propria sede, in modo da non sfilarsi inavvertitamente da essa. Grazie all’accoppiamento in sottosquadro tale risultato viene ottenuto senza necessità di effettuare operazioni di ribattitura o deformazione dell’almeno un elemento a perno stesso tramite presse o morse, a tutto vantaggio della semplicità e velocità di assemblaggio della pinza.

Preferibilmente, per permettere l’inserimento dell’almeno un elemento a perno, la prima porzione del corpo di pinza comprende almeno un primo foro passante avente un rispettivo asse centrale e la seconda porzione del corpo di pinza comprende almeno un secondo foro passante avente un rispettivo asse centrale, e in una condizione assemblata della prima e della seconda porzione del corpo di pinza detti assi centrali dell’almeno un primo foro passante e dell’almeno un secondo foro passante sono allineati o allineabili tra loro e con uno di detti assi di rotazione a perno.

Preferibilmente la pinza è configurata in modo tale che l’allineamento dei suddetti assi si realizza quando rispettive superfici di accoppiamento della prima e della seconda porzione del corpo di pinza vengono reciprocamente in battuta. In assenza di forze di precarico agenti tra la prima e la seconda porzione del corpo di pinza, tale condizione viene raggiunta grazie al semplice accostamento delle porzioni del corpo di pinza, ad esempio accostamento effettuato manualmente. Nel caso in cui tra la prima e la seconda porzione del corpo di pinza siano interposti mezzi elastici di precarico generanti una forza di precarico che sollecita tali porzioni in mutuo allontanamento, la condizione di battuta tra le superfici di accoppiamento, e quindi l’allineamento degli assi, può essere ottenuta in modo dinamico, esercitando temporaneamente sulle porzioni del corpo di pinza assemblate ma non ancora bloccate una forza in verso contrario alla forza di precarico.

In pratica l’assemblaggio della pinza è ottenibile manualmente, accostando le due porzioni del corpo della pinza, vincendo la spinta esercitata dai mezzi elastici di precarico, fino ad ottenere l’allineamento dei fori nei quali vengono inseriti gli elementi a perno. Rilasciando le due porzioni della pinza, i mezzi elastici di precarico causano un minimo allontanamento delle due porzioni del corpo della pinza, ad esempio pari a mezzo millimetro, quanto basta per bloccare l’almeno un elemento a perno, a causa del fatto che nella scanalatura circonferenziale di quest’ultimo si inserisce il bordo di contatto formato nella seconda porzione del corpo di pinza o in un componente all’interno del corpo di pinza.

Anche lo smontaggio della pinza è attuabile in modo semplice: è sufficiente portare nuovamente le due porzioni del corpo della pinza in battuta una contro l’altra, vincendo la spinta esercitata dai mezzi elastici di precarico, riallineando i fori che definiscono le sedi degli elementi a perno, e liberando la scanalatura circonferenziale dell’almeno un elemento a perno dal bordo di contatto formato nella seconda porzione del corpo di pinza o in un componente all’interno del corpo di pinza. A questo punto l’almeno un elemento a perno può essere facilmente sfilato, applicando una spinta parallela agli elementi a perno stessi, e le due porzioni del corpo della pinza possono essere separate.

Preferibilmente, il dispositivo attuatore comprende un pistone penumatico a singolo effetto con molla di ritorno.

I pistoni pneumatici, in particolare del tipo a singolo effetto con molla di ritorno, rappresentano una scelta particolarmente adatta quando devono essere privilegiate la semplicità strutturale e l’economicità della pinza.

In questo caso, convenientemente, la pinza è configurata in modo tale per cui i mezzi elastici di precarico previsti nel corpo di pinza per generare una forza di precarico tra le due porzioni del corpo di pinza come sopra descritto coincidono con la molla di ritorno del pistone pneumatico. Questa scelta contribuisce vantaggiosamente a ridurre ulteriormente il numero di componenti della pinza.

In una forma di realizzazione preferita l’almeno una griffa movimentabile è traslabile linearmente. In altre parole, in questo caso la pinza è configurata come pinza a presa lineare.

In questa forma di realizzazione la pinza comprende preferibilmente almeno un elemento di trasmissione operativamente interposto tra l’almeno una griffa movimentabile e il dispositivo attuatore.

L’elemento di trasmissione è preferibilmente configurato come un bilanciere ruotabile a perno attorno all’almeno un elemento a perno e presenta un primo braccio destinato a impegnarsi con il dispositivo attuatore e un secondo braccio destinato a impegnarsi con l’almeno una griffa movimentabile. Preferibilmente, il bilanciere è supportato in modo ruotabile a perno su un elemento di supporto montato su uno stelo del pistone pneumatico in modo assialmente traslabile rispetto allo stelo stesso, e la molla di ritorno del pistone pneumatico è montata attorno allo stelo tra una testa del pistone pneumatico e l’elemento di supporto.

Una trasmissione così configurata combina vantaggiosamente una struttura semplice, costituita da un numero minimo di elementi e facilmente assemblabile, con un funzionamento robusto e affidabile.

In un'altra forma di realizzazione preferita l’almeno una griffa movimentabile è ruotabile a perno. In altre parole, in questo caso la pinza è configurata come pinza a presa angolare.

In questa forma di realizzazione, l’almeno una griffa movimentabile è azionata preferibilmente in modo diretto dal dispositivo attuatore della pinza, preferibilmente ancora un pistone pneumatico a singolo effetto con molla di ritorno.

In particolare, il pistone penumatico comprende preferibilmente uno stelo avente una estremità di azionamento provvista di almeno una superficie inclinata destinata a cooperare tangenzialmente con una porzione di contatto dell’almeno una griffa movimentabile per determinare una rotazione a perno della stessa attorno ad un asse di rotazione a perno definito dal suddetto elemento a perno.

Preferibilmente, la molla di ritorno del pistone pneumatico è montata coassialmente ad uno stelo del pistone pneumatico, tra una testa del pistone pneumatico e una porzione di battuta della seconda porzione del corpo di pinza.

Una tale configurazione conferisce anche in questo caso alla pinza una struttura particolarmente semplice, costituita da un numero minimo di componenti e facilmente assemblabile, e un funzionamento robusto e affidabile.

Breve elenco delle figure

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno meglio evidenziati dall’esame della seguente descrizione dettagliata di sue forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, illustrate a titolo indicativo e non limitativo, col supporto dei disegni allegati, in cui:

- Fig. 1 mostra schematicamente una vista prospettica in esploso di una prima forma di realizzazione di una pinza per manipolatori industriali in accordo con l’invenzione;

- Fig. 2 mostra schematicamente una vista prospettica parzialmente in sezione e in esploso della pinza di Fig.1, in una condizione parzialmente assemblata; - Fig. 3 mostra schematicamente una vista prospettica della pinza di Fig. 1 in una condizione completamente assemblata;

- Fig. 4 mostra schematicamente una vista prospettica parzialmente in sezione della pinza di Fig.1 in una condizione completamente assemblata;

- Fig. 5 mostra schematicamente una vista prospettica parzialmente in sezione e in esploso di una seconda forma di realizzazione di una pinza per manipolatori industriali in accordo con l’invenzione, in una condizione parzialmente assemblata;

- Fig. 6 mostra schematicamente una vista schematica prospettica della pinza di Fig.5 in una condizione completamente assemblata, e

- Fig. 7 mostra schematicamente una vista schematica prospettica parzialmente in sezione della pinza di Fig. 5 in condizione completamente assemblata.

Descrizione dettagliata dell’invenzione

Le Figg.1 – 4 mostrano una prima forma di realizzazione preferita di una pinza per manipolatori industriali in accordo con l’invenzione, complessivamente indicata con il riferimento numerico 1.

La pinza 1 comprende un corpo di pinza 10 e una coppia di griffe, o dita di presa, G1, G2.

Le griffe G1, G2 sono entrambe movimentabili rispetto al corpo di pinza 10 in reciproco allontanamento e avvicinamento, in modo da determinare rispettivamente l’apertura e la chiusura della pinza 1.

In particolare, nella forma di realizzazione mostrata nelle Figg. 1 – 4 la pinza 1 è configurata come pinza a presa lineare, a griffe parallele. Le griffe G1, G2 compiono pertanto movimenti di traslazione lineare parallelamente tra loro.

Il corpo di pinza 10 ha in questo caso di forma genericamente parallelepipeda e comprende due porzioni 11, 12 assemblabili tra loro in modo amovibile. Una prima porzione 11 è principalmente configurata per alloggiare un dispositivo attuatore 2 della pinza 1, descritto più in dettaglio nel seguito, e per permettere l’accoppiamento della pinza 1 ad un rispettivo manipolatore (non mostrato in quanto non facente parte dell’invenzione), mentre una seconda porzione 12 è principalmente configurata per supportare in modo movimentabile le due griffe G1, G2.

In particolare, la prima porzione 11 del corpo di pinza 10, di forma genericamente parallelepipeda e preferibilmente monolitica, è provvista di una sede di alloggiamento 113 per il dispositivo attuatore 2. La sede di alloggiamento 113 è aperta verso l’esterno in corrispondenza di una faccia della prima porzione 11 destinata all’accoppiamento con la seconda porzione 12 del corpo di pinza 10.

La seconda porzione 12 del corpo di pinza 10, anch’essa di forma genericamente parallelepipeda e preferibilmente monolitica, è provvista di una rotaia di guida 120 nella quale sono accolte scorrevolmente con accoppiamento di forma rispettive porzioni di guida G11, G21 delle griffe G1 e G2. Una faccia della seconda porzione 12 del corpo di pinza 10 contrapposta a quella provvista della rotaia di guida 120 è destinata all’accoppiamento con la prima porzione 11 del corpo di pinza 10. Tale faccia di accoppiamento presenta una cavità 121, solo parzialmente visibile nelle viste delle Figg. 2 e 4, la quale è configurata e dimensionata per alloggiare un gruppo di trasmissione 3 operativamente interposto tra il dispositivo attuatore 2 e le due griffe G1, G2, descritto più in dettaglio nel seguito. La cavità 121 presenta una parete di fondo con almeno una apertura che espone le porzioni di guida G11, G21 delle griffe G1, G2, in modo da permettere la connessione operativa di queste ultime con il gruppo di trasmissione 3.

Come visibile in particolare nelle Figg. 1 e 2, per consentire un bloccaggio stabile della prima e della seconda porzione 11, 12 del corpo di pinza 10 in una condizione assemblata, sulla faccia di accoppiamento della prima porzione 11 sono formate due coppie di alette 111, 112, rispettivamente, le quali sporgono dalla faccia di accoppiamento e sono provviste ciascuna di un foro passante A1 o A2. I fori passanti A1 della coppia di alette 111 sono allineati tra loro, ovvero presentano un asse centrale XA1 comune; analogamente, i fori passanti A2 della coppia di alette 112 sono allineati tra loro, ovvero presentano un asse centrale XA2 comune. Gli assi centrali XA1 e XA2 delle coppie di fori passanti A1, A2 sono paralleli tra loro e alla superficie della faccia di accoppiamento 110, nonché perpendicolari alla direzione di sviluppo della rotaia di guida 120 nella seconda porzione 12 del corpo di pinza 10.

Corrispondentemente, nella seconda porzione 12 del corpo di pinza 10 sono formati due fori passanti B1, B2 aventi rispettivi assi centrali XB1, XB2 paralleli tra loro e perpendicolari alla direzione di sviluppo della rotaia di guida 120.

Quando la pinza 1 viene assemblata (v. Figg. 3 e 4), la prima e la seconda porzione 11, 12 del corpo di pinza 10 si accoppiano tra loro in modo tale che le coppie di alette 111, 112 della prima porzione 11 sono accolte nella cavità 121 della seconda porzione 12, e le coppie di fori passanti A1, A2 della prima porzione 11 sono allineate o allineabili rispettivamente con i fori passanti B1, B2 della seconda porzione 12, vale a dire gli assi centrali XA1, XA2 coincidono o possono essere fatti coincidere rispettivamente con gli assi centrali XB1, XB2. Ciò permette l’inserimento nei fori suddetti di rispettivi due elementi a perno P1, P2, per bloccare stabilmente tra loro la prima e la seconda porzione 11, 12 del corpo di pinza 10.

Come precedentemente accennato, all’interno del corpo di pinza 10 è alloggiato il dispositivo attuatore 2, che nelle forme di realizzazione preferite della pinza 1 qui illustrate è costituito da un pistone 20 pneumatico a singolo effetto, con molla di ritorno 21.

Il pistone 20 è alloggiato in modo movimentabile assialmente nella relativa sede di alloggiamento 113 prevista nella prima porzione 11 del corpo di pinza 10 e comprende una testa 201 e uno stelo 202. La molla di ritorno 21 è montata coassialmente attorno allo stelo 202, tra la testa 201 del pistone 20 e il gruppo di trasmissione 3. Un condotto di alimentazione 114 formato nella prima porzione 11 del corpo di pinza 10 permette di introdurre aria compressa nella sede di alloggiamento 113, nella zona compresa tra una parete di fondo chiusa di quest’ultima e la testa 201 del pistone 20.

Con una tale configurazione, la corsa attiva del pistone 20, conseguente all’alimentazione di aria compressa nella sede di alloggiamento 113, determina una movimentazione in reciproco allontanamento delle griffe G1, G2, vale a dire l’apertura della pinza 1, mentre la corsa di ritorno del pistone 20, dovuta all’azione della molla di ritorno 21 quando cessa l’alimentazione di aria compressa, determina una movimentazione in reciproco avvicinamento delle griffe G1, G2, vale a dire la chiusura della pinza 1. In assenza di alimentazione di aria compressa, pertanto, la molla di ritorno 21 del pistone 20 mantiene la pinza 1 in una condizione chiusa ovvero di presa.

Come sopra accennato, nella forma di realizzazione mostrata nelle Figg.

1 – 4 la pinza 1 comprende anche un gruppo di trasmissione 3 operativamente interposto tra il dispositivo attuatore 2 e le griffe G1, G2. Preferibilmente, il gruppo di trasmissione 3 comprende una coppia di bilancieri F1, F2 supportati in modo ruotabile a perno su un elemento di supporto 30 comune.

Ciascun bilanciere F1, F2 ha un primo braccio destinato ad impegnarsi con il dispositivo attuatore 2 e un secondo braccio destinato ad impegnarsi con una delle griffe G1, G2. In particolare, i primi bracci dei bilancieri F1, F2 si impegnano liberamente in corrispondenti scanalature 203 traversali ricavate nello stelo 202 del pistone 20 in corrispondenza di una sua estremità opposta a quella recante la testa 201 (v. Figg.2 e 4). I secondi bracci dei bilancieri F1, F2 si impegnano liberamente in corrispondenti sedi (non visibili nelle viste mostrate nelle figure) formate nelle porzioni di guida G11, G21 delle griffe G1, G2, accessibili attraverso l’almeno una apertura ricavata nella parete di fondo della cavità 121 della seconda porzione 12 del corpo di pinza 10.

I bilancieri F1, F2 presentano ciascuno un foro passante C1, C2 per l’inserimento di un elemento a perno P1, P2, il quale definisce un asse di rotazione a perno XF1, XF2 del rispettivo bilanciere F1, F2 (v. Figg.1 e 2).

La pinza 1 della presente invenzione è vantaggiosamente configurata in modo tale che, nella condizione assemblata, il foro passante C1 del bilanciere F1 risulta allineato con la coppia di fori passanti A1 nella coppia di alette 111 della prima porzione 11 del corpo di pinza 10 e con il foro passante B1 nella seconda porzione 12 del corpo di pinza 10, e che il foro passante C2 del bilanciere F2 risulta allineato con i fori passanti A2 nella coppia di alette 112 della prima porzione 11 del corpo di pinza 10 e con il foro passante B2 nella seconda porzione 12 del corpo di pinza 10. In altre parole, nella condizione assemblata, l’asse di rotazione a perno XF1 del bilanciere F1 coincide con gli assi centrali XA1 e XB1, rispettivamente delle coppie di fori passanti A1 e del foro passante B1, e l’asse di rotazione a perno XF2 del bilanciere F2 coincide con gli assi centrali XA2 e XB2, rispettivamente delle coppie di fori passanti A2 e del foro passante B2. Grazie a questa configurazione è possibile utilizzare i medesimi elementi a perno P1, P2 sia come perni di rotazione per bilancieri F1, F2, sia come perni di bloccaggio per le due porzioni 11, 12 del corpo di pinza 10, ed evitare così la predisposizione e il montaggio di due distinti insiemi di elementi a perno per svolgere tali funzioni.

Come risulta in particolare dalle Figg. 1 e 2, l’elemento di supporto 30 dei bilancieri F1, F2 comprende un corpo 33 anulare, provvisto di due coppie trasversalmente contrapposte di ali di supporto 31, 32, le quali si estendono perpendicolarmente rispetto ad un asse longitudinale del corpo centrale 33. Ciascuna ala di supporto 31 o 32 presenta un incavo 310 o 320 per ricevere in modo liberamente ruotabile gli elementi a perno P1, P2.

Nella condizione assemblata, l’elemento di supporto 30 è montato coassialmente allo stelo 202 del pistone 20 in modo assialmente movimentabile rispetto ad esso, ed è interposto tra la molla di ritorno 21 del pistone 20 e la seconda porzione 12 del corpo di pinza 10, con il quale viene in battuta in corrispondenza della parete di fondo della cavità 121.

Grazie a questa disposizione è possibile utilizzare la molla di ritorno 21 del pistone 20 anche come molla di precarico agente tra le due porzioni 11, 12 del corpo di pinza 10, e in particolare tra la porzione 11 e l’elemento di supporto 30. In particolare, la pinza 1 può essere configurata in modo tale che, nella condizione assemblata, la molla di ritorno 21 risulti parzialmente compressa e quindi generi anche staticamente una forza elastica di precarico perpendicolare agli assi di rotazione a perno XF1, XF2 dei bilancieri F1, F2, la quale sollecita l’elemento di supporto 30 del gruppo di trasmissione 3 e, di conseguenza, la seconda porzione 12 del corpo di pinza 10 in allontanamento dalla prima porzione 11 del corpo di pinza 10.

Tale forza elastica di precarico può venire vantaggiosamente sfruttata per un accoppiamento in sottosquadro tra gli elementi a perno P1, P2 e la pinza 1. Tale accoppiamento in sottosquadro blocca in posizione gli elementi a perno P1, P2 nelle loro sedi, rispettivamente formate dai fori passanti A1, B1, C1 e dai fori passanti A2, B2, C2.

A tal fine, gli elementi a perno P1, P2 comprendono rispettivamente una coppia di scanalature circonferenziali P11, P21, le quali sono destinate ad impegnarsi con corrispondenti bordi di contatto definiti nel corpo di pinza 10 o in componenti al suo interno, in particolare qui con gli incavi 310, 320 delle coppie di ali di supporto 31, 32 dell’elemento di supporto 30 dei bilancieri F1, F2, per realizzare un sottosquadro. Quando gli elementi a perno P1, P2 sono completamente inseriti nel corpo di pinza 10, le rispettive coppie di scanalature circonferenziali P11, P21 vengono a trovarsi assialmente in corrispondenza degli incavi 310, 320, e la forza elastica di precarico generata dalla molla di ritorno 21 spinge porzioni di bordo di tali incavi 310, 320 nelle scanalature P11, P21 e li mantiene stabilmente in impegno con le scanalature P11, P21 stesse.

La pinza 1 con la struttura sopradescritta può venire assemblata in modo particolarmente semplice e veloce e senza necessità di utensili di montaggio.

In primo luogo, tutti i componenti della pinza 1, ad eccezione degli elementi a perno P1, P2, vengono montati tra loro, in particolare impilati l’uno sull’altro. Successivamente, la prima e la seconda porzione 11, 12 del corpo di pinza 10, vengono premute assieme manualmente in modo da portare in battuta tra loro le rispettive superfici di accoppiamento. In questa condizione i fori passanti A1, B1, C1 e A2, B2, C2 risultano allineati. Inoltre, la molla di ritorno 21 del pistone 20 è parzialmente compressa e genera una forza di precarico che sollecita la prima e la seconda porzione 11, 12 del corpo di pinza 10 in mutuo allontanamento e l’elemento di supporto 30 dei bilancieri F1, F2 verso la seconda porzione 12. A questo punto, gli elementi a perno P1, P2 vengono inseriti manualmente rispettivamente nei fori passanti A1, B1, C1 e A2, B2, C2, ottenendo contemporaneamente il supporto in rotazione a perno dei bilancieri F1, F2 nel corpo di pinza 10 e il bloccaggio della prima e della seconda porzione 11, 12 del corpo di pinza 10 tra loro. Quando gli elementi a perno P1, P2 sono completamente inseriti nel corpo di pinza 10, la forza di precarico agente sull’elemento di supporto 30 dei bilancieri F1, F2 fa automaticamente scattare le coppie di incavi 310, 320 delle ali di supporto 31, 32 rispettivamente nelle coppie di scanalature circonferenziali P11, P21 degli elementi a perno P1, P2, che vengono così bloccati stabilmente in posizione.

Il disassemblaggio della pinza è attuabile spingendo sull’elemento di supporto 30, con un utensile, dopo aver aperto le griffe, contrastando la spinta della molla 21, così da allineare i fori 111-B1, 112-B2 ed estrarre gli elementi a perno P1, P2.

Le Figg. 5 – 7 mostrano una seconda forma di realizzazione preferita della pinza 1’ per manipolatori industriali in accordo con l’invenzione. In tali figure elementi strutturalmente o funzionalmente analoghi ad elementi della prima forma di realizzazione sopra presentata sono indicati con i medesimi riferimenti numerici e vengono di seguito descritti in dettaglio solamente nella misura in cui si differenziano da quanto descritto in relazione alla prima forma di realizzazione.

La pinza 1’ rappresentata nelle Figg. 5 – 7 è in particolare configurata come pinza a presa angolare, in cui le due griffe G1, G2 movimentabili sono ruotabili a perno rispetto al corpo di pinza 10.

Il corpo di pinza 10 comprende anche in questo caso due porzioni 11, 12 assemblabili tra loro in modo amovibile, in cui una prima porzione 11 è principalmente configurata per alloggiare il dispositivo attuatore 2 della pinza 1’ e per permettere l’accoppiamento della pinza 1’ ad un rispettivo manipolatore (non mostrato in quanto non facente parte dell’invenzione), mentre una seconda porzione 12 è principalmente configurata per supportare le due griffe G1, G2.

La prima porzione 11 del corpo di pinza 10, preferibilmente di struttura monolitica, comprende un corpo 115 di forma genericamente allungata e cilindrica, provvisto ad una estremità di una testa a forcella 116 per l’accoppiamento amovibile con la seconda porzione 12 del corpo di pinza 10. La testa a forcella 116 è formata da due gambi 116a, 116b di forma genericamente appiattita e paralleli tra loro (v. Fig. 5), tra i quali può essere accolta almeno in parte la seconda porzione 12 del corpo di pinza 10 (v. Figg. 6 e 7). All’interno del corpo 115 è ricavata una sede di alloggiamento 113 per un dispositivo attuatore 2 della pinza 1’, la quale è aperta verso l’esterno in corrispondenza della suddetta testa a forcella 116.

La seconda porzione 12 del corpo di pinza 10 ha una configurazione appiattita, con uno spessore tale da potersi inserire liberamente, ma preferibilmente senza giochi, tra i due gambi 116a, 116b della testa a forcella 116 della prima porzione 11 (v. Figg.5, 6). Preferibilmente, la seconda porzione 12, vista frontalmente, ha una forma genericamente a lancia o cuore, che assicura lo spazio necessario per i movimenti di rotazione a perno delle griffe G1, G2 e al contempo minimizza l’ingombro trasversale della pinza 1’. Preferibilmente, inoltre, per facilitare il montaggio delle griffe G1, G2, la seconda porzione 12 è in questo caso formata da due semigusci 12a, 12b assemblabili tra loro.

In particolare, la seconda porzione 12 presenta due parteti frontali contrapposte, sostanzialmente piane, di cui solo una visibile nelle viste delle Figg. 5 – 7, le quali sono unite almeno in alcuni tratti perimetrali da una parete laterale. Come visibile in particolare in Fig. 5, la parete laterale è interrotta da due aperture 123, 124, perviste rispettivamente per far fuoriuscire le griffe G1, G2 dalla seconda porzione 12 del corpo di pinza 10 da un lato, e per consentire l’accoppiamento operativo delle griffe G1, G2 con il dispositivo attuatore 2 alloggiato nella prima porzione 11 del corpo di pinza 10, dall’altro.

Le griffe G1, G2 sono montate in modo ruotabile a perno nella seconda porzione 12 del corpo di pinza 10 tramite elementi a perno P1, P2, definenti rispettivi assi di rotazione a perno XG1, XG2 delle griffe G1, G2. In particolare, ciascun elemento a perno P1, P2 è liberamente inseribile in un rispettivo foro passante D1, D2 formato nelle griffe G1, G2 e in coppie fori passanti B1, B2 corrispondentemente formati nelle pareti frontali della seconda porzione 12 del corpo di pinza 10.

La prima porzione 11 del corpo di pinza 10 è provvista, in corrispondenza dei gambi 116a, 116b della testa 116 a forcella, di coppie di fori passanti A1, A2 aventi rispettivi assi centrali XA1, XA2.

Anche in questa forma di realizzazione, la pinza 1’ è configurata in modo tale che, nella condizione assemblata, le coppie di fori passanti A1, A2 della prima porzione 11 del corpo di pinza 10 sono allineate o allineabili rispettivamente con le coppie di fori passanti B1, B2 della seconda porzione 12 del corpo di pinza 10 e, quindi, con i fori passanti D1, D2 delle griffe G1, G2. In altre parole, nella condizione assemblata, gli assi di rotazione a perno XG1, XG2 delle griffe G1, G2 coincidono o possono essere fatti coincidere con gli assi centrali XA1, XA2 delle coppie di fori passanti A1, A2. Anche in questo caso, pertanto, è vantaggiosamente possibile utilizzare i medesimi elementi a perno P1, P2 sia come perni di rotazione, qui per le griffe G1, G2, sia come perni di bloccaggio per le due porzioni 11, 12 del corpo di pinza 10.

Come nella prima forma di realizzazione della pinza 1 precedentemente descritta, il dispositivo attuatore 2 è costituito da un pistone 20 pneumatico a singolo effetto con molla di ritorno 21, alloggiato in modo movimentabile nella relativa sede di alloggiamento 113 della prima porzione 11 del corpo di pinza 10. La molla di ritorno 21 è montata coassialmente attorno allo stelo 202 del pistone 20, ma in questo caso, non essendo previsto un gruppo di trasmissione tra il dispositivo attuatore 2 e le griffe G1, G2, essa è interposta tra la testa 201 del pistone 20 e una porzione di battuta 125 della seconda porzione 12 di corpo di pinza 10, qui definita da un collare esteso attorno all’apertura 124, avente dimensioni trasversali tali da potersi inserire nella sede di alloggiamento 113 del pistone 20.

Nella forma di realizzazione 1’ delle Figg. 5 – 7 il dispositivo attuatore 2 agisce sulle griffe G1, G2 in modo diretto, senza interposizione di un gruppo di trasmissione. L’estremità dello stelo 202 del pistone 20 opposta a quella recante la testa 201 è in questo caso configurata come estremità di azionamento 204 cuneiforme, formata da due superfici piane contro-inclinate, diametralmente contrapposte, ed è destinata a inserirsi tra apposite porzioni di contatto G12, G22, mutamente affacciate e opportunamente sagomate, delle griffe G1, G2, in modo da determinare la loro rotazione a perno (Fig.5).

Il principio di funzionamento della pinza 1’ è analogo a quello più sopra descritto con riferimento alla forma di realizzazione 1 delle Figg.1 – 4. La corsa attiva del pistone 20, conseguente all’alimentazione di aria compressa nella sede di alloggiamento 113, spinge l’estremità di azionamento 204 dello stelo 202 tra le due porzioni di contatto G12, G22 delle griffe G1, G3, determinando una loro rotazione a perno in reciproco allontanamento, vale a dire la chiusura della pinza 1’, per la presa del pezzo. La corsa di ritorno del pistone 20, dovuta all’azione della molla di ritorno 21 quando cessa l’alimentazione di aria compressa, disimpegna l’estremità di azionamento 204 dello stelo 202 rispetto alle griffe G1, G2. In questa condizione le griffe G1, G2 ruotano a perno in reciproco avvicinamento, determinando l’apertura della pinza 1’, per effetto di una forza elastica di richiamo generata da una molla di compressione 5, o da altri mezzi elastici equivalenti, operativamente interposta tra le griffe G1, G2 stesse (Fig. 5). Quando il pistone 20 non viene azionato, la molla di compressione 5 mantiene la pinza 1’ in una condizione di apertura ovvero di rilascio del pezzo.

Anche in questa forma di realizzazione la molla di ritorno 21 del pistone 20 può fungere contemporaneamente da molla di precarico agente tra le due porzioni 11, 12 del corpo di pinza 10. In particolare, la pinza 1’ può essere configurata in modo tale che, nella condizione assemblata, la molla di ritorno 21 risulti parzialmente compressa, e quindi generi anche staticamente una forza elastica di precarico perpendicolare agli assi di rotazione a perno XG1, XG2 delle griffe G1, G2. Tale forza elastica di precarico può essere anche in questo caso vantaggiosamente sfruttata per bloccare in posizione gli elementi a perno P1, P2 quando sono completamente inseriti nel corpo di pinza 10. In questa condizione, le rispettive coppie di scanalature circonferenziali P11, P21 degli elementi a perno P1, P2 vengono a trovarsi assialmente in corrispondenza delle coppie di fori passanti B1, B2 della seconda porzione 12 del corpo di pinza 10 e la forza elastica di precarico generata dalla molla di ritorno 21 spinge automaticamente porzioni di bordo di tali fori passanti B1, B2 nelle scanalature P11, P21. Si realizza così un sottosquadro che blocca assialmente in posizione gli elementi a perno P1, P2.

L’assemblaggio di questa seconda forma di realizzazione della pinza 1’ avviene in modo fondamentalmente analogo a quanto precedentemente descritto con riferimento alla prima forma di realizzazione 1.

In particolare, per l’assemblaggio dapprima i componenti della pinza 1’ vengono montati tra loro. Successivamente, la prima e la seconda porzione 11, 12 del corpo di pinza 10, vengono premute assieme manualmente in modo da portare in battuta la parete laterale della seconda porzione 12 del corpo di pinza 10, che è inserita nella testa a forcella 116 della prima porzione 11 del corpo di pinza 10, con una porzione di fondo della testa a forcella 116 medesima. In questa condizione, le coppie di fori passanti A1, A2 della prima porzione 11 del corpo di pinza 10 si allineano rispettivamente con le coppie di fori passanti B1, B2 della seconda porzione 12 del corpo di pinza 10, le quali, a loro volta, sono allineate rispettivamente con i fori passanti D1, D2 delle griffe G1, G2, e la molla di ritorno 21 del pistone 20 viene parzialmente compressa, generando la forza di precarico che sollecita la prima e la seconda porzione 11, 12 del corpo di pinza 10 in mutuo allontanamento. A questo punto, gli elementi a perno P1, P2 vengono inseriti manualmente rispettivamente nei fori passanti A1, B1, D1 e A2, B2, D2, ottenendo contemporaneamente il supporto in rotazione a perno delle griffe G1, G2 nel corpo di pinza 10 e il bloccaggio della prima e della seconda porzione 11, 12 del corpo di pinza 10 tra loro. Quando gli elementi a perno P1, P2 sono completamente inseriti nel corpo di pinza 10, la forza di precarico agente tra le due porzioni 11, 12 del corpo di pinza 10 fa automaticamente scattare porzioni di bordo dei fori passanti B1, B2 nelle scanalature P11, P21, che vengono così bloccati stabilmente in posizione.

Per impedire il disimpegno accidentale, la pinza 1’ è provvista, su almeno uno dei due semigusci 12a, 12b della seconda porzione 12, e preferibilmente su entrambi, di sporgenze 300 che si inseriscono a scatto in corrispondenti fori 301 presenti sulla testa a forcella 116 del corpo 115 quando la pinza 1’ è assemblata. In particolare le sporgenze 300 sono posizionate su porzioni flessibili dei rispettivi semigusci 12a, 12b; pertanto durante l’assemblaggio delle diverse componenti della pinza 1’ le porzioni dotate delle sporgenze 300 flettono, permettendo l’inserimento della porzione 12 nella porzione 11, fino a quando le sporgenze 300 intercettano i rispettivi fori 301, nei quali si inseriscono a scatto completando l’accoppiamento. Per ottenere il disassemblaggio, è sufficiente esercitare una pressione con un utensile sulle porzioni flessibili, per estrarre le sporgenze 300 dai fori 301 e procedere come descritto sopra.

Con l’invenzione viene dunque messa a disposizione una pinza 1, 1’ per manipolatori industriali formata da un numero di componenti ridotto ed assemblabile in modo semplice e veloce, e pertanto fabbricabile a costi più contenuti.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pinza (1, 1’) per manipolatori industriali comprendente: - almeno due griffe (G1, G2), di cui almeno una (G1, G2) movimentabile in modo da determinare l’apertura e la chiusura della pinza (1, 1’); - un corpo di pinza (10) comprendente due porzioni (11, 12) assemblabili tra loro in modo amovibile, in cui una prima porzione (11) è destinata ad alloggiare almeno parzialmente un dispositivo attuatore (2) della pinza (1, 1’) e una seconda porzione (12) è destinata a supportare le almeno due griffe (G1, G2), e - almeno un elemento a perno (P1, P2), il quale - definisce un asse di rotazione a perno (XG1, XG2) dell’almeno una griffa movimentabile (G1, G2), oppure - definisce un asse di rotazione a perno (XF1, XF2) di almeno un elemento di trasmissione (F1, F2) operativamente interposto tra l’almeno una griffa movimentabile (G1, G2) e il dispositivo attuatore (2), in cui detto almeno un elemento a perno (P1, P2) funge anche da perno di bloccaggio (P1, P2) per bloccare tra loro la prima porzione (11) e la seconda porzione (12) del corpo di pinza (10) in condizione assemblata caratterizzata dal fatto che detto almeno un elemento a perno (P1, P2) presenta almeno una scanalatura circonferenziale (P11, P21) e in cui in una condizione assemblata della pinza (1, 1’) l’almeno una scanalatura circonferenziale (P11, P21) impegna un bordo di contatto (B1, B2; 310, 320) formato nella seconda porzione (12) del corpo di pinza (10) o in un elemento di supporto (30) dell’almeno un elemento di trasmissione (F1, F2), sotto l’azione di una forza elastica di precarico agente perpendicolarmente a detti assi di rotazione a perno (XG1, XG2; XF1, XF2), generata da mezzi elastici di precarico (21) predisposti nel corpo di pinza (10) in modo da sollecitare la prima porzione (11) e la seconda porzione (12) del corpo di pinza (10) in mutuo allontanamento.
2. 2. Pinza (1, 1’) secondo la rivendicazione 1, in cui in una condizione assemblata della pinza (1, 1’) detto almeno un elemento a perno (P1, P2) realizza un sottosquadro con almeno una delle due porzioni (11, 12) del corpo di pinza (10) o con un componente (30) alloggiato all’interno del corpo di pinza (10).
3. 3. Pinza (1, 1’) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima porzione (11) del corpo di pinza (10) comprende almeno un primo foro passante (A1, A2) avente un rispettivo asse centrale (XA1, XA2) e la seconda porzione (12) del corpo di pinza (10) comprende almeno un secondo foro passante (B1, B2) avente un rispettivo asse centrale (XB1, XB2), e in cui in una condizione assemblata della prima (11) e della seconda porzione (12) del corpo di pinza (10) detti assi centrali (XA1, XA2, XB1, XB2) dell’almeno un primo foro passante (A1, A2) e dell’almeno un secondo foro passante (B1, B2) sono allineati o allineabili tra loro e con uno di detti assi di rotazione a perno (XG1, XG2; XF1, XF2).
4. 4. Pinza (1, 1’) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispositivo attuatore (2) comprende un pistone (20) penumatico a singolo effetto con molla di ritorno (21).
5. 5. Pinza (1, 1’) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-4, in cui detti mezzi elastici di precarico (21) sono costituiti dalla molla di ritorno (21) del pistone (20) pneumatico.
6. 6. Pinza (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’almeno una griffa movimentabile (G1, G2) è traslabile linearmente.
7. 7. Pinza (1) secondo la rivendicazione 6, in cui la pinza (1) comprende almeno un elemento di trasmissione (F1, F2) operativamente interposto tra l’almeno una griffa movimentabile (G1, G2) e il dispositivo attuatore (2), in cui l’almeno un elemento di trasmissione (F1, F2) è configurato come un bilanciere (F1, F2) ruotabile a perno attorno a detto almeno un elemento a perno (P1, P2) e presenta un primo braccio destinato a impegnarsi con il dispositivo attuatore (2) e un secondo braccio destinato a impegnarsi con l’almeno una griffa movimentabile (G1, G2).
8. 8. Pinza (1) secondo la rivendicazione 7 quando dipendente dalla rivendicazione 4, in cui detto bilanciere (F1, F2) è supportato in modo ruotabile a perno su un elemento di supporto (30) montato su uno stelo (202) del pistone (20) pneumatico in modo assialmente movimentabile rispetto allo stelo (202) stesso, e in cui la molla di ritorno (21) del pistone (20) pneumatico è montata attorno allo stelo (202) tra una testa (201) del pistone (20) pneumatico e l’elemento di supporto (30).
9. 9. Pinza (1’) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui l’almeno una griffa movimentabile (G1, G2) è ruotabile a perno.
10. 10. Pinza (1’) secondo la rivendicazione 9 quando dipendente dalla rivendicazione 4, in cui il pistone (20) penumatico comprende uno stelo (202) avente una estremità di azionamento (204) provvista di almeno una superficie inclinata destinata a cooperare tangenzialmente con una porzione di contatto (G12, G22) dell’almeno una griffa movimentabile (G1, G2) per determinare una rotazione a perno di detta almeno una griffa movimentabile (G1, G2).
11. 11. Pinza (1’) secondo la rivendicazione 9 quando dipendente dalla rivendicazione 4, oppure secondo la rivendicazione 10, in cui la molla di ritorno (21) del pistone (20) pneumatico è montata attorno ad uno stelo (202) del pistone (20) pneumatico, tra una testa (201) del pistone (20) pneumatico e una porzione di battuta (125) della seconda porzione (12) del corpo di pinza (10).