ITPR20100027A1 - Macchina e metodo di pallettizzazione di oggetti - Google Patents

Description

TITOLO: MACCHINA E METODO DI PALLETTIZZAZIONE DI OGGETTI

DESCRIZIONE

CAMPO DI APPLICAZIONE DELL’INVENZIONE

Il presente trovato si inserisce nel campo dei sistemi o apparati per la pallettizzazione di oggetti e più precisamente una macchina per prelevare, trasferire e depositare un intero strato di prodotti da pallettizzare.

Forma altresì oggetto del trovato il metodo per la pallettizzazione di oggetti.

E’ noto da anni ormai eseguire la pallettizzazione di un intero strato di oggetti, quali casse, fardelli, cartoni o bottiglie, in arrivo da una o più linee di trasporto e preparati su di un piano terminale alla linea e disposti per coprire la superficie della paletta sulla quale verranno posizionati.

Per compiere il prelievo e lo spostamento di detto strato sono impiegati robot a portale o antropomorfi provvisti di testa di presa particolare atta a prelevare per l’appunto l’intero strato e posizionarlo sul pallet.

Le teste di presa maggiormente impiegate e note sono quelle denominate a tapparella o a piano flessibile di carico che prevede l’introduzione e la movimentazione degli oggetti da pallettizzare sul piano scorrevole e flessibile; il piano viene a definire due posizioni, una avvolta atta a lasciare libera un’apertura inferiore, ed una di dispiegamento atta chiudere detta apertura e definire in tal modo il piano di carico.

Il caricamento degli oggetti con dette teste sono compiuti secondo differenti metodi, brevemente discussi.

- Vi sono sistemi che interagiscono con la testa posizionata a fianco del piano di carico: precisamente sono mezzi di spinta indipendenti, montati sulla parte terminale del piano di stazionamento dello strato e che provvedono a caricare lo strato di prodotti sul piano flessibile di carico,

- Sono noti, si veda ad esempio il documento EP1794072, mezzi di carico alloggiati sulla testa medesima che si concretano in uno o più mezzi telescopici che fuoriescono all’occorrenza dalla testa e, centrandosi sullo strato, lo richiamano sul piano flessibile di carico,

- Nel documento brevettuale EP1954609, della stessa richiedente, si impiega la testa medesima e l’azione del robot di manipolazione per estrarre il piano di carico. Più precisamente si prevede di:

- arrivare sullo strato di contenitori con il piano di carico flessibile in posizione di avvolgimento, - inserire lo strato all’interno del dispositivo e trasferirlo sul piano flessibile arretrando il dispositivo di presa mediante arretramento del robot a cui à ̈ agganciata la testa.

- Sono noti, si veda ad esempio il documento EP1883595, sistemi combinati con doppi piani flessibili di carico, uno per la testa ed uno per il piano di stazionamento; una volta spinto lo strato da trasferire su detto piano di stazionamento avvolgibile questo viene ad essere agganciato dal piano flessibile della testa e, mentre mezzi centratori della testa bloccano lo strato, i due piani scorrono al di sotto scambiandosi in posizione e realizzando il trasferimento,

- Sono infine noti, si veda ad esempio il documento US2005/0265816, sistemi di pallettizzazione oggetti che prevedono un piano rigido di stazionamento e realizzazione dello strato che può traslare alternativamente da una posizione di pallettizzazione ad una posizione di consegna; una volta formato lo strato sul piano rigido questo trasla portandosi verso una posizione di prelievo dove viene agganciato dalla testa di trasferimento precedentemente descritta: mentre mezzi centratori della testa bloccano lo strato, il piano rigido arretra ed il piano flessibile scorre al di sotto scambiando la posizione e divenendo il nuovo piano di carico per lo strato che può essere così trasferito.

Inconveniente di questo ultimo caso descritto risiede nel fatto che quando la testa à ̈ in posizione ed il suo piano flessibile si scambia di posizione con il corrispondente rigido, il sistema di pallettizzazione si deve fermare onde consentirne il passaggio e l’arretramento del piano medesimo, per cui risulta impossibile continuare a fare produzione o avanzamento a monte del piano di trasferimento.

ESPOSIZIONE E VANTAGGI DEL TROVATO

Scopo del presente trovato à ̈ quello di eliminare gli inconvenienti sopra lamentati mettendo a disposizione della tecnica una macchina di pallettizzazione, con testa a tendina flessibile ed avvolgibile, idonea a prelevare lo strato da pallettizzare in arrivo su di un nastro trasportatore che si muove sempre nella medesima direzione di avanzamento, corrispondente a quella necessaria per portare gli strati nella posizione di prelievo; il prelievo avviene mediante arretramento di una sola estremità di detto nastro che scambia così la posizione con la corrispondente superficie scorrevole della testa, agganciata a detta porzione di estremità.

Ulteriore scopo del trovato à ̈ mettere a disposizione della tecnica un relativo metodo per la pallettizzazione che prevede la movimentazione in retroazione del nastro che trasporta lo strato in contemporanea all’avanzamento del piano mobile di una testa di trasferimento comandata da un apparato di manipolazione quale un robot, a portale o antropomorfo. In buona sostanza il nastro attua uno scambio dello strato di prodotti con la tendina mobile della testa.

Detto scambio avviene con la testa ferma in posizione e con lo strato centrato dai mezzi centratori e con la stazione che continua a mantenere in avanzamento il nastro; a seguito di un arretramento di una delle estremità della stazione, detta estremità potendo scorrere su guide tramite un corrispondente cassetto al quale à ̈ supportato almeno il rullo del nastro; contemporaneamente a detto scorrimento il piano avanza mantenendo la distanza relativa con il nastro ed occlude l’apertura inferiore della testa sostenendo lo strato. Terminato l’arretramento il cassetto si trova arretrato e la zona liberata viene occupata dal piano della testa.

I vantaggi che si evidenziano sono la possibilità di continuare l’avanzamento degli strati a monte senza dover interrompere il processo di formazione dello strato, come nell’arte nota citata. In buona sostanza il nastro trasportatore dello strato si muove, a velocità costante o variabile, nel medesimo senso di avanzamento ed al contempo una sua estremità viene arretrata per permettere l’inserimento del piano di carico flessibile.

Detti scopi e vantaggi sono tutti raggiunti dalla macchina di pallettizzazione di oggetti, oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto previsto nelle sotto riportate rivendicazioni.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Questa ed altre caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di alcune forme di realizzazione illustrate, a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno.

- le figure da 1 a 4 illustrano la macchina di pallettizzazione in altrettanti istanti di prelievo e trasferimento dello strato,

- le figure 5 e 6 due viste in dettaglio della zona di estremità E1 del nastro trasportatore con testa di presa in condizioni operative,

- Figura 7: illustra una variante di posizionamento della tendina o piano flessibile di carico, posta in adiacenza ad una piastra di passaggio in prossimità della curva del nastro

- le figure 8 e 9 illustrano ulteriormente quanto mostrato in figura 7 con l’aggiunta dell’apparato di formazione dello strato a monte del nastro e i mezzi di fermo dello strato,

- le figure da 10 a 18 illustrano nel dettaglio in nastro di trasporto con nastro continuo di avanzamento ed estremità scorrevole e retrattile

DESCRIZIONE DEL TROVATO

Con particolare riferimento alle figure si indica con 1, nel complesso una macchina di pallettizzazione di oggetti e più precisamente una macchina per prelevare, trasferire e depositare oggetti pre-arrangiati in modo da formare un intero strato 4 di prodotti da pallettizzare.

La macchina 1 impiega almeno un robot 2, a portale o antropomorfo come quello dell’esempio, provvisti di testa 3 di presa e pallettizzazione atta a prelevare per l’appunto l’intero strato 4 e posizionarlo sul pallet, non illustrato.

La testa 3 à ̈ del tipo denominata a tapparella o a piano 6 flessibile di carico che prevede l’introduzione e la movimentazione degli oggetti da pallettizzare sul piano 6 scorrevole e flessibile; il piano viene a definire due posizioni, una avvolta atta a lasciare libera un’apertura inferiore, ed una di dispiegamento atta chiudere detta apertura e definire in tal modo il piano di carico. Mezzi centratori 7, interni alla testa, trattengono lo strato 4 durante il caricamento e/o passaggio da una stazione 5 di carico dalla quale arrivano gli strati 4 e formati sulla linea a monte (non illustrata).

Nell’esempio detta stazione 5 di carico à ̈ costituita da un tappeto o nastro 8 trasportatore, chiuso ad anello su corrispondenti rulli o pignoni dentati, indicati con i riferimenti 9 e 10. Con il termine nastro o tappeto 8 può essere indicato qualsiasi mezzo equivalente idoneo a trasportare lo strato: ad esempio potranno anche essere impiegate una pluralità di catene o altro senza peraltro uscire dall’ambito di protezione richiesto.

La superficie esterna del nastro 8 à ̈ quella su cui viene posato lo strato 4, mentre quella interna si trova di solito a contatto con un mezzo di motorizzazione, nell’esempio indicato da un motoriduttore 11 che pone in rotazione un ulteriore rullo o pignone dentato 12.

Senza uscire dall’ambito di protezione la motorizzazione potrà altresì essere spostata di posizione e venire ad agire anche su uno dei rulli 9 o 10 dell’anello di trasporto. Ovviamente il nastro 8 viene a definire un tratto lineare di avanzamento attivo, ed un tratto di ritorno a vuoto. In tal modo i rulli o pignoni 9 e 10 sono disposti alle due estremità indicate con E1, E2 della stazione 5.

Il nastro 8, trasportatore dello strato 4, viene azionato dalla motorizzazione a velocità costante oppure variabile, ma sempre nel medesimo senso di avanzamento indicato dalle frecce F1. In tal modo lo il nastro 8 gira in continuo verso l’estremità E1, corrispondente alla zona di prelievo dello strato da parte della testa 3. Conseguentemente lo strato 4 viene fatto avanzare in direzione E1 ed eventualmente fermato da appositi mezzi 22 di fermo o di polmonatura. Lo strato viene formato a monte, mediante ad esempio un apparato 25 di formazione dello strato (fig. 9).

In corrispondenza della estremità E1 il nastro trasportatore comprende un cassetto 17 scorrevole orizzontalmente mediante binari 15 solidali con l’incastellatura fissa 16 della stazione 5 di trasferimento. Il cassetto 17 scorre tramite apposite ruote 14 impegnate in detti binari 15 e viene azionato da una opportuna motorizzazione, nell’esempio indicata con 13. La motorizzazione 13 infatti agisce tramite un pignone 13A che si impegna in una cremagliera 15A solidale al binario 15.

In tal modo detti rulli 14 possono essere messi in moto relativo rispetto alla guida 15 così da poter comandare in avanzamento (senso indicato dalla freccia F2) o arretramento (senso indicato dalla freccia F3) il cassetto e quindi definire la lunghezza del nastro 8.

Il cassetto 17 viene così a definire due lunghezze limite per il nastro 8:

- una prima configurazione, con cassetto 17 arretrato, in cui il nastro presenta minima lunghezza utile di avanzamento e risulta accorciato in modo da liberare una zona 18 corrispondente, e

- una seconda configurazione, con cassetto 17 esteso, in cui il nastro 8 presenta massima estensione di avanzamento in modo da occupare detta zona 18.

In buona sostanza il nastro 8 viene reso mobile, alla sua estremità E1, telescopicamente lungo la sua direzione di avanzamento (F1) mediante il cassetto 17.

Nel dettaglio il cassetto 17 comprende due fiancate 17a e 17b laterali e parallele atte ad ospitare, trasversalmente, sia il rullo dentato 9 che un successivo rullo 19 su cui si avvolge il nastro 8 durante il ritorno a vuoto, prima di curvare nuovamente sul rullo 12 detto in precedenza.

Rullo 9 e 19 si spostano perciò assieme al cassetto 17 durante il movimento telescopico impresso dalla motorizzazione 13.

FUNZIONAMENTO DI PALLETTIZZAZIONE

Si descrivono ora le operazioni attuate dalla macchina 1 di pallettizzazione in oggetto.

La formazione di un pallet di articoli, ad esempio bottiglie, utilizza in combinazione la testa 3 associata al robot 2 (opportunamente programmato in modo da far compiere le successive operazioni, ed eventualmente anche altre) e la stazione 5 di trasferimento con trasportatore continuo ed estremità E1 scorrevole.

Una paletta sarà posizionata in posizione opportuna, corrispondente alla posizione in cui si desidera creare il piano di pallet di articoli.

Il robot e la testa arrivano in prossimità dell’estremità E1 della stazione 5 di trasferimento con il piano 6 (denominata anche in gergo tecnico tapparella) della testa 3 in modo che non occluda l’apertura inferiore.

Successivamente il robot 2 comanda la discesa della testa 3 in corrispondenza della estremità E1 della stazione 5 di trasferimento, con lo strato 4 già in posizione (vi potrà essere un eventuale mezzo di riscontro per fermare l’avanzamento dello strato); a questo punto i mezzi centratori 7 della testa (comandabili in apertura o chiusura verso lo strato 4) centrano lo strato 4 all’interno della testa 3.

La discesa della testa e l’incontro con lo strato 4 avviene quando la zona 18 à ̈ occupata dal nastro 8, vale a dire per la seconda configurazione del cassetto 17, posizione estesa, descritta in precedenza.

Il posizionamento della testa 3, terminata la discesa sullo strato, à ̈ tale da portare in allineamento la parte terminale del piano 6 con il nastro trasportatore 8. Tale configurazione può essere attuata posizionando la parte frontale della tapparella in adiacenza al nastro 8 e in corrispondenza della curva di ritorno definita dal suo avvolgimento sul rullo 9.

Secondo una variante di realizzazione, come indicata dalle figure 7, 8, 9, il posizionamento della testa 3, terminata la discesa sullo strato 4, à ̈ tale da portare in allineamento la parte terminale del piano 6 con una piastra 20, posta davanti al nastro 8 e precisamente in corrispondenza della curva di ritorno definita dal suo avvolgimento sul rullo 9. Detta piastra 20 potrà essere movibile verticalmente mediante cilindro 22 di sollevamento.

Il piano 6 di carico della testa 3 può

- essere libero rispetto al cassetto 17 oppure - essere agganciato al cassetto 17 al termine della discesa.

A questo punto, avviene il trasferimento, ovvero lo scambio, dello strato dalla stazione 5 al piano 6 della testa 3.

La testa 3 rimane ferma in posizione, con lo strato centrato dai mezzi centratori, mentre la stazione 5 continua a far avanzare il nastro 8 ed attua un arretramento della sua estremità E1 mediante scorrimento, direzione F3, del cassetto 17; contemporaneamente a detto scorrimento il piano 6 di carico della testa 3 avanza mantenendo la distanza relativa con il nastro 8 e lo strato 4 viene progressivamente sostenuto dal piano 6 che traslando occlude l’apertura inferiore della testa 3.

Terminato lo scorrimento in direzione F3, il cassetto 17 Ã ̈ arretrato ed il nastro 8 presenta la sua minima lunghezza utile di avanzamento, risultando accorciato: lo spazio liberato corrispondente alla zona 18 Ã ̈ ora occupato dal piano 6 della testa 3.

Durante detto scambio la stazione 5 à ̈ in grado di continuare l’accumulo portando, nonostante l’arretramento, il nastro 8 in avanzamento (direzione F1).

Una volta compiuto il trasferimento dello strato 4 dalla stazione 5 la testa 3 sollevata ed allontanata per la pallettizzazione, mentre il cassetto 17 viene nuovamente esteso così da allungare il nastro 8 per occupare anche la zona 18 per il successivo aggancio della testa.

In buona sostanza la macchina ed il metodo prevedono la movimentazione in retroazione del nastro che trasporta lo strato in contemporanea all’avanzamento del piano mobile della testa di trasferimento; durante detto arretramento il nastro lo scambio dello strato con la testa; durante detto arretramento il tappeto del nastro continua ad avanzare.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Una macchina (1) per la pallettizzazione di oggetti prearrangiati in modo da formare un intero strato (4) da pallettizzare, comprendente: a. almeno un robot (2) di movimentazione di una b. testa (3) di presa e pallettizzazione, comprendente un piano (6) flessibile e scorrevole in modo da definire due posizioni, una avvolta atta a lasciare libera un’apertura inferiore, ed una di dispiegamento atta chiudere detta apertura e definire in tal modo il piano di carico; e provvista di mezzi centratori (7), interni, per trattenere lo strato (4); c. una stazione (5) per l’avanzamento e lo scambio dello strato (4) con la testa (3), comprendente un tappeto o nastro (8) trasportatore motorizzato e chiuso ad anello su corrispondenti rulli (9, 10) o pignoni dentati, caratterizzata dal fatto che detto scambio tra stazione (5) e testa (3) avviene a seguito di una retroazione del nastro che trasporta lo strato in contemporanea all’avanzamento del piano mobile della testa di trasferimento; durante detto arretramento il nastro lo scambio dello strato con la testa; durante detto arretramento il tappeto del nastro continua ad avanzare.
2. 2. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che: - con la testa (3) ferma in posizione e con lo strato (4) centrato dai mezzi (7) centratori e con la stazione (5) che continua a mantenere in avanzamento il nastro (8), e - a seguito di un arretramento (F3) di una delle estremità (E1) della stazione (5), detta estremità potendo scorrere su guide (15) tramite un corrispondente cassetto (17) al quale à ̈ supportato almeno il rullo (9) del nastro (8); contemporaneamente a detto scorrimento il piano (6) avanza mantenendo la distanza relativa con il nastro (8) ed occludendo l’apertura inferiore della testa (3) sostiene lo strato (4); terminato detto arretramento (F3) il cassetto (17) à ̈ arretrato e la zona (18) liberata viene occupata dal piano (6) della testa (3).
3. 3. Macchina (1), secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che una volta compiuto il trasferimento dello strato 4 dalla stazione (5) la testa (3) sollevata ed allontanata per la pallettizzazione, mentre il cassetto (17) viene nuovamente esteso così da allungare il nastro (8) per occupare anche la zona 18 per il successivo aggancio della testa.
4. 4. Macchina (1), secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che il posizionamento della testa (3) porta in allineamento la parte terminale del piano (6) con il nastro trasportatore (8) ed il piano (6) si posiziona in adiacenza al nastro (8) e in corrispondenza della curva di ritorno definita dal suo avvolgimento sul rullo (9).
5. 5. Macchina (1), secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che il posizionamento della testa (3) porta in allineamento la parte terminale del piano (6) con una piastra (20) posta in allineamento e davanti al nastro trasportatore (8) in corrispondenza della curva di ritorno definita dal suo avvolgimento sul rullo (9); detta piastra (20) potendo essere movibile verticalmente mediante cilindro (22) di sollevamento.
6. 6. Macchina (1), secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che in corrispondenza della estremità (E1) il nastro trasportatore comprende un cassetto (17) scorrevole orizzontalmente in binari (15) solidali con la stazione (5) di trasferimento.
7. 7. Macchina (1), secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che detto cassetto (17) scorre tramite apposite ruote (14) impegnate in detti binari (15) e viene azionato da una opportuna motorizzazione (13) agente tramite un corrispondente pignone (13A) che si impegna in una cremagliera (15A) solidale al binario (15).
8. 8. Macchina (1), secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto nastro (8) viene azionato dalla motorizzazione a velocità costante oppure variabile, e sempre nel medesimo senso di avanzamento (F1).
9. 9. Metodo per la pallettizzazione di oggetti pre-arrangiati in modo da formare un intero strato (4) da pallettizzare, comprendente: a. almeno un robot (2) di movimentazione di una b. testa (3) di presa e pallettizzazione, comprendente un piano (6) flessibile e scorrevole in modo da definire due posizioni, una avvolta atta a lasciare libera un’apertura inferiore, ed una di dispiegamento atta chiudere detta apertura e definire in tal modo il piano di carico; e provvista di mezzi centratori (7), interni, per trattenere lo strato (4); c. una stazione (5) per l’avanzamento e lo scambio dello strato (4) con la testa (3), comprendente un tappeto o nastro (8) trasportatore motorizzato e chiuso ad anello su corrispondenti rulli (9, 10) o pignoni dentati, caratterizzato dal fatto che prevede la movimentazione in retroazione del nastro che trasporta lo strato in contemporanea all’avanzamento del piano mobile della testa di trasferimento; durante detto arretramento il nastro lo scambio dello strato con la testa; durante detto arretramento il tappeto del nastro continua ad avanzare.
10. 10. Metodo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detto scambio avviene con la testa ferma in posizione e con lo strato centrato dai mezzi centratori e con la stazione che continua a mantenere in avanzamento il nastro; a seguito di un arretramento di una delle estremità della stazione, detta estremità potendo scorrere su guide tramite un corrispondente cassetto al quale à ̈ supportato almeno il rullo del nastro; contemporaneamente a detto scorrimento il piano avanza mantenendo la distanza relativa con il nastro ed occlude l’apertura inferiore della testa sostenendo lo strato. Terminato l’arretramento il cassetto si trova arretrato e la zona liberata viene occupata dal piano della testa.