ITTO20080885A1 - Testa di presa provvista di organi di presa affiancati ed a passo variabile - Google Patents

Description

“TESTA DI PRESA PROVVISTA DI ORGANI DI PRESA AFFIANCATI ED A PASSO VARIABILEâ€

La presente invenzione à ̈ relativa ad una testa di presa provvista di organi di presa affiancati ed a passo variabile.

Per trasferire prodotti da una stazione di prelievo ad una stazione di deposito, sono note macchine di trasferimento comprendenti un robot ed una testa di presa, la quale viene spostata dal robot tra le due stazioni e comprende una serie di dispositivi di presa disposti in posizioni affiancate ed azionati per afferrare, trattenere e rilasciare rispettivi prodotti. Nella stazione di prelievo i prodotti da trasferire sono disposti in fila ad una distanza costante prefissata, mentre normalmente la stazione di deposito ha una serie di contenitori in cui i prodotti devono essere confezionati ad una distanza diversa da quella della stazione di prelievo.

La testa di presa comprende un binario orizzontale, al quale sono accoppiati i dispositivi di presa in maniera scorrevole. Il passo tra i dispositivi di presa lungo il binario viene ridotto durante il trasferimento dalla stazione di prelievo alla stazione di deposito, in modo da posizionare i prodotti alla distanza richiesta dalla stazione di deposito.

Per avvicinare ed allontanare i dispositivi di presa lungo il binario, sono note soluzioni in cui la testa di presa comprende una piastra piana definente una serie di camme o piste, le quali sono impegnate da elementi di punteria portati, rispettivamente, dai dispositivi di presa. La testa di presa comprende inoltre un attuatore, il quale muove la piastra in direzione ortogonale al binario in maniera sincronizzata con il movimento del robot, per fare scorrere gli elementi di punteria lungo le camme e di conseguenza fare traslare i dispositivi di presa lungo il binario con velocità prefissate e verso posizioni prefissate.

Le soluzioni note appena descritte non sono soddisfacenti, in quanto il baricentro della testa di presa si sposta per effetto dello spostamento della piastra, con conseguenti vibrazioni indesiderate che si trasferiscono al robot e con conseguenti imprecisioni nel controllo di posizionamento della testa di presa.

Inoltre, la piastra con le camme à ̈ montata in modo scorrevole su guide, senza la possibilità di variare il profilo delle camme e senza la possibilità di variare il numero dei dispositivi di presa, in quanto uno smontaggio dei componenti per ottenere tali variazioni potrebbe compromettere la precisione di montaggio della piastra sulle guide e, quindi, la precisione di scorrimento e di posizionamento della piastra stessa. Pertanto, con tale soluzione nota in genere non à ̈ possibile configurare il profilo delle camme per adattare la testa di presa a varie linee di prodotti in maniera semplice e veloce.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una testa di presa provvista di organi di presa affiancati ed a passo variabile, la quale consenta di risolvere in maniera semplice ed economica i problemi sopra esposti.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una testa di presa comprendente:

una struttura di supporto;

una guida orizzontale portata in posizione fissa dalla detta struttura di supporto;

una pluralità di organi di presa azionabili per afferrare e rilasciare rispettivi prodotti, affiancati tra loro ed accoppiati in maniera scorrevole alla detta guida orizzontale;

mezzi di movimentazione per traslare i detti organi di presa lungo la detta guida orizzontale tra una configurazione compattata ed una configurazione allargata, nelle quali i detti organi di presa sono disposti a passi diversi; i detti mezzi di movimentazione comprendendo:

per ciascun detto organo di presa, una relativa camma ed un relativo elemento di punteria; le camme essendo portate dalla detta struttura di supporto, e gli elementi di punteria essendo accoppiati rispettivamente ai detti organi di presa;

almeno un attuatore per spostare le camme; caratterizzata dal fatto di comprendere:

un albero o un tamburo, il quale porta le dette camme, si estende lungo un asse parallelo alla detta guida orizzontale, ed à ̈ azionato dal detto attuatore per ruotare attorno al detto asse; e

mezzi di attacco che collegano il detto albero o tamburo alla detta struttura di supporto in modo rimovibile.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

- la figura 1 Ã ̈ una prospettiva posteriore, con parti in esploso, di una preferita forma di attuazione della testa di presa provvista di organi di presa affiancati ed a passo variabile, secondo la presente invenzione;

- le figure 2 e 3 illustrano in scala ingrandita due dettagli della figura 1;

- la figura 4 Ã ̈ una prospettiva dal basso, con parti in esploso, del dettaglio di figura 2; e

- la figura 5 Ã ̈ una vista laterale della testa di presa della figura 1.

In figura 1, con 1 à ̈ indicata, nel suo complesso, una testa di presa (parzialmente illustrata), la quale à ̈ messa in movimento da un robot non illustrato per trasferire prodotti da una stazione di prelievo ad una stazione di deposito. I prodotti da trasferire sono disposti nella stazione di prelievo in fila lungo una direzione 5 orizzontale, in posizioni fisse e ad una distanza reciproca costante prefissata. La stazione di deposito, invece, ospita una serie di contenitori, nei quali i prodotti devono essere confezionati.

La testa di presa 1 comprende una struttura 10 di supporto, la quale à ̈ fissata all’estremità di un braccio del robot in modo non illustrato e non descritto in dettaglio. La struttura 10 comprende: una piastra 11 orizzontale superiore allungata parallelamente alla direzione 5 e rinforzata da una aletta inferiore 12 (figura 3); e due flange 13,14 verticali fissate alle estremità assiali opposte della piastra 11.

La piastra 11 porta due distributori 15 pneumatici ed una guida 16 (figura 4), i quali sono disposti in posizioni fisse rispettivamente sulla faccia superiore e sulla faccia inferiore della piastra 11.

Con riferimento alle figure 4 e 5, la guida 16 à ̈ rettilinea orizzontale e si estende parallelamente alla direzione 5; e la flangia 14 ha una forma tale da definire un recesso 19 davanti ad una estremità 17 della guida 16, così da lasciare aperta l’estremità 17, per avere la possibilità di inserire/sfilare dispositivi di presa 20 sulla guida 16.

I dispositivi di presa 20 sono in numero pari ai prodotti da afferrare in una singola volta, sono denominati anche “dita†, e comprendono rispettivi steli 23 verticali e rispettivi blocchi 24 di supporto. I blocchi 24 sono serrati alle estremità superiori degli steli 23 e portano rispettivi pattini 25, i quali sono disposti in posizioni fisse sulla faccia superiore dei blocchi 24 e sono accoppiati in maniera scorrevole alla guida 16.

I dispositivi di presa 20 comprendono, inoltre, rispettivi organi di presa 26, i quali sono accoppiati in posizioni fisse alle estremità inferiori degli steli 23 e sono azionabili per afferrare, trattenere e rilasciare i relativi prodotti. In particolare, gli organi di presa 26 sono definiti da sistemi aspiranti, ad esempio da coppie di ventose che in uso vanno a contatto con la faccia superiore dei prodotti. Come alternativa, gli organi di presa possono essere definiti da un diverso sistema aspirante oppure da pinze azionate elettricamente o pneumaticamente. Nel particolare esempio illustrato in figura 4, le ventose 26 sono collegate a connettori 28 dei distributori 15 tramite rispettivi tubi 29 flessibili. A loro volta, i distributori 15 collegano le ventose 26 ad un impianto pneumatico (non illustrato) per la generazione del vuoto, in modo tale da mettere in depressione l’area al di sotto delle ventose 26 quando i prodotti devono essere afferrati. Il rilascio dei prodotti nella stazione di deposito avviene comandando rispettive elettrovalvole dei distributori 15 in modo da fare cessare tale depressione, oppure in modo da generare una leggera pressione pneumatica tra le ventose 26 e la faccia superiore dei prodotti.

Come illustrato nelle figure da 1 a 3, la testa di presa 1 comprende un gruppo di movimentazione 30 per traslare i dispositivi di presa 20 lungo la guida 16 tra una configurazione allargata, nella quale gli organi di presa 26 sono disposti ad un passo uguale alla distanza tra i prodotti da prendere dalla stazione di prelievo, ed una configurazione compattata, in cui gli organi di presa 26 sono divisi in due gruppi e sono disposti ad un passo pari alla distanza richiesta dai posti previsti nei contenitori della stazione di deposito.

Il gruppo di movimentazione 30 comprende, per ciascun dispositivo di presa 20, una relativa camma 31 ed un relativo elemento di punteria 32. Gli elementi di punteria 32 (figure 1 e 4) sono definiti da rulli, i quali ruotano folli attorno a rispettivi assi verticali e sono portati a sbalzo inferiormente da rispettive piastre 33 orizzontali. Le piastre 33, a loro volta, sono fissate ai blocchi 24 dalla parte opposta rispetto agli steli 23. Secondo l’invenzione, le camme 31, invece, sono portate in posizioni fisse da un albero o un tamburo 37, il quale si estende lungo un asse 35 parallelo alla direzione 5 ed à ̈ accoppiato alle flange 13,14 in modo da poter ruotare attorno all’asse 35, come meglio verrà descritto nel seguito. In particolare, il tamburo 37 à ̈ disposto al di sotto delle piastre 33 e dietro agli steli 23, ed à ̈ ricavato a partire da un cilindro di materiale pieno oppure da un tubo. Le camme 31 sono definite da scanalature o gole, le quali sono scavate sulla superficie 36 cilindrica esterna del tamburo 37 e sono impegnate, ciascuna, da un relativo elemento di punteria 32.

Con riferimento alla figura 1, il gruppo di movimentazione 30 comprende, inoltre, un attuatore 38 che fa ruotare il tamburo 37. L’attuatore 38 preferibilmente à ̈ definito da un motore elettrico rotativo, portato dalla flangia 13 in posizione fissa e coassiale con il tamburo 37 lungo l’asse 35, all’esterno della struttura 10. L’alimentazione elettrica arriva al motore 38 da un’unità 39 elettrica di alimentazione e di comando, la quale à ̈ disposta in posizione fissa sulla faccia superiore della piastra 11. L’unità 39 trasmette alle elettrovalvole dei distributori 15 i comandi emessi da una centralina di comando e di controllo del robot non illustrato. Al fine di sincronizzare l’azionamento degli organi di presa 26, i movimenti del robot e la rotazione delle camme 31, il tamburo 37 oppure il motore 38 à ̈ provvisto di un encoder o di un altro sensore di posizionamento angolare, il quale invia un segnale indicativo dell’angolo di rotazione all’unità 39, che lo trasmette alla suddetta centralina, oppure direttamente alla centralina.

Grazie al profilo delle camme 31, la rotazione del tamburo 37 provoca una traslazione assiale degli elementi di punteria 32 lungo la superficie 36 e quindi uno scorrimento dei dispositivi di presa 20 lungo la guida 16 tra le configurazioni compattata ed allargata, con velocità prefissate. Le camme 31 possono essere sia di tipo chiuso ad anello, ossia continue per 360°, allo scopo di fare ruotare il tamburo 37 in un unico senso di rotazione; oppure possono estendersi solamente per un prefissato angolo con due estremità non unite tra loro. In quest’ultimo caso, il motore 38 inverte il senso di rotazione per riportare i dispositivi di presa 20 dalla configurazione compattata a quella allargata e viceversa.

Le estremità assiali del tamburo 37 sono indicate dai numeri di riferimento 40 e 41 e sono accoppiate alle flange 13,14 tramite rispettivi dispositivi 42,43 di attacco rapido, che rendono sostituibile il tamburo 37.

Con riferimento alla figura 3, il dispositivo 42 comprende un corpo 44 di supporto, il quale sporge dalla flangia 13 lungo l’asse 35 dalla parte opposta del motore 38 ed à ̈ accoppiato alla flangia 13 tramite cuscinetti non illustrati in modo da poter ruotare attorno all’asse 35 sotto l’azione del motore 38. Il corpo 44 termina assialmente con due denti 45, i quali sono conformati a settore circolare, trasmettono le coppie di rotazione al tamburo 37, sono disposti su una medesima metà del corpo 44, e in tale metà sono separati circonferenzialmente da una fessura 46.

La fessura 46 costituisce parte di un alloggiamento 47, il quale combacia con l’estremità 40 ed à ̈ impegnato dall’estremità 40. In altre parole, l’estremità 40 ha due recessi 49, i quali sono complementari ed impegnati dai denti 45. I recessi 49 sono separati circonferenzialmente da una appendice 50, la quale si estende lungo una direzione 51 radiale ed impegna la fessura 46.

Il dispositivo 42 comprende, inoltre, una ogiva o perno 53 di ritenzione, il quale à ̈ scorrevole in un foro 54 cilindrico assiale del corpo 44 tra una posizione estratta ed una posizione arretrata. Nella posizione estratta, l’ogiva 53 sporge nell’alloggiamento 47 ed impegna una sede assiale dell’estremità 40 (non visibile nelle figure allegate); nella posizione arretrata (non illustrata), à ̈ sganciata da tale sede assiale per lasciare l’estremità 40 libera di scorrere lungo la direzione 51 in senso opposto ai denti 45. La traslazione assiale dell’ogiva 53 viene ottenuta agendo manualmente su una leva 55, la quale à ̈ fissa rispetto all’ogiva 53, scorre in una feritoia laterale del corpo 44 e sporge radialmente dal corpo 44. La feritoia à ̈ conformata ad L, in modo da avere un tratto 56 assiale di guida, che corrisponde allo scorrimento dell’ogiva 53 tra le posizioni arretrata ed estratta, ed un tratto 57 circonferenziale di ritenzione, che mantiene la leva 55 e quindi l’ogiva 53 in posizione arretrata. Quando l’ogiva 53 non à ̈ bloccata in posizione arretrata, à ̈ mantenuta in posizione estratta da una molla (non illustrata) disposta nel foro 54 dietro all’ogiva 53 stessa.

Con riferimento alla figura 2, il dispositivo 43 comprende un corpo 58 di supporto, il quale sporge dalla flangia 14 lungo l’asse 35 verso il corpo 44, à ̈ accoppiato alla flangia 14 tramite cuscinetti (non illustrati) in modo da ruotare folle attorno all’asse 35, e termina assialmente con una testa 59 conformata a fungo. La testa 59 impegna una sede 60, la quale si estende nell’estremità 41 lungo una direzione 61 radiale parallela alla direzione 51 a partire da una apertura 62 laterale fino ad una superficie 63 di fondo. La sede 60, sezionata con piani di sezione ortogonali alla direzione 61, ha una sezione trasversale a T complementare alla forma della testa 59, per cui à ̈ aperta assialmente per il passaggio di una porzione di gambo 64 della testa 59.

Il dispositivo 43 comprende un manicotto 65 cilindrico, il quale à ̈ calzato sul corpo 58 in maniera assialmente scorrevole tra una posizione avanzata ed una posizione arretrata. Nella posizione avanzata (non illustrata), una porzione terminale 66 del manicotto 65 à ̈ calzata su una superficie 67 cilindrica esterna dell’estremità 41 in modo da mantenere la testa 59 al fondo della sede 60 contro la superficie 63 e mantenere l’estremità 41 coassiale al corpo 58; nella posizione arretrata, la porzione terminale 66 à ̈ assialmente distanziata dall’estremità 41 per poter sfilare l’estremità 41 lungo la direzione 61 facendo scorrere la testa 59 lungo la sede 60 fino all’apertura 62.

Per smontare il tamburo 37, dapprima si aziona il robot per collocare la testa di presa 1 in una posizione confortevole ed adatta alle operazioni di smontaggio. Poi, mantenendo fermo il tamburo 37 manualmente, la leva 55 viene spostata nella sua fenditura, dapprima verso l’esterno nel tratto 56 e poi verso il basso nel tratto 57 (figura 3), in modo da liberare l’estremità 40 dall’ogiva 53. Successivamente, il manicotto 65 viene arretrato (verso sinistra in figura 2); mantenendo il manicotto 65 in posizione arretrata contro la spinta assiale di una molla (non illustrata) disposta tra il manicotto 65 ed il corpo 58, il tamburo 37 può essere estratto parallelamente alle direzioni 51,61, sotto la guida della testa 59 nella sede 60.

Dopo aver sfilato il tamburo 37, il numero di dispositivi di presa 20 può essere cambiato, infilando/sfilando dispositivi di presa 20 sulla guida 16. I blocchi 24, le piastre 33 e i pattini 25 e gli elementi di punteria 32 passano attraverso l’apertura definita dal recesso 19, senza interferenza con la flangia 14. Anche il manicotto 65 non ostruisce il passaggio degli elementi di punteria 32 in direzione parallela alla guida 16, in quanto il manicotto 65 e quindi il dispositivo 43 hanno una dimensione radiale esterna minore della distanza radiale degli elementi di punteria 32 dall’asse 35.

Per rimontare un nuovo tamburo 37, ad esempio con camme aventi profilo diverso, si eseguono le operazioni in ordine inverso, mantenendo i dispositivi di presa 20 in posizioni di riferimento prefissate, tali da consentire agli elementi di punteria 32 di entrare nelle rispettive camme 31 quando il nuovo tamburo 37 viene inserito sui corpi 44 e 58 parallelamente alle direzioni 51,61. Ad esempio, tali posizioni di riferimento possono essere determinate da una dima rimovibile (non illustrata).

Da quanto precede appare evidente come il gruppo di movimentazione 30 consenta di limitare le vibrazioni ed incrementare la precisione del controllo di posizione della testa di presa 1 durante lo spostamento effettuato dal robot, in quanto i dispositivi di presa 20 vengono spostati mantenendo sostanzialmente inalterato il baricentro della testa di presa 1, grazie alla disposizione ed alla rotazione delle camme 31 attorno all’asse 35. Inoltre, il profilo delle camme 31 ed il numero di dispositivi di presa 20 possono essere configurati in maniera estremamente semplice sostituendo il tamburo 37 e, rispettivamente, infilando/sfilando i dispositivi di presa 20 sulla guida 16, in modo da adattare la testa di presa 1 a diverse linee di confezionamento in modo rapido.

I dispositivi 42 e 43 sono poco ingombranti e consentono di togliere manualmente il tamburo 37 in direzione ortogonale all’asse 35, ossia senza smontare altri componenti della testa di presa 1. Per montare e smontare il tamburo 37, i dispositivi 42 e 43 non richiedono di rispettare particolari accorgimenti o tolleranze, che sarebbero invece necessarie per garantire il parallelismo degli scorrimenti nelle soluzioni tradizionali che prevedono una piastra piana in moto alternativo.

Grazie alla soluzione sopra descritta, à ̈ possibile poi realizzare camme con profili che diano movimenti particolari ai dispositivi di presa 20. Ad esempio, potrebbe essere prevista la possibilità di realizzare camme con profili che aggiungano un grado di libertà facendo oscillare i dispositivi di presa 20 attorno ad una guida 16 definita da un binario avente sezione trasversale circolare.

Da quanto precede appare, infine, evidente che alla testa di presa 1 descritta possono essere apportate modifiche e varianti che non esulano dal campo di protezione della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

In particolare, l’attuatore 38 potrebbe essere sostituito con un altro tipo di azionamento che abbia la possibilità di fare ruotare le camme 31, ad esempio con un motore rotativo pneumatico oppure con l’insieme di un attuatore lineare e di una trasmissione che converta il moto da rettilineo alternativo in rotatorio; e/o gli organi di presa 26 potrebbero essere collegati ai pattini 25 in modo diverso rispetto a quanto descritto; e/o la struttura 10 potrebbe avere una forma diversa rispetto a quanto illustrato a titolo di esempio. In particolare, l’apertura definita dal recesso 19 potrebbe essere chiusa da una copertura mobile, e/o potrebbe avere forma diversa da quella illustrata, oppure potrebbe essere aperta spostando la flangia 14.

Inoltre, l’ogiva 53 ed il manicotto 65 potrebbero essere sostituiti da elementi di ritenzione diversi; e/o potrebbero essere portati dalle estremità 40,41 invece che dai corpi 44,58, se il peso del tamburo 37 non diventa eccessivo.

Infine, le operazioni di sostituzione del tamburo 37 potrebbero essere automatizzate, ad esempio anche con l’ausilio di un caricatore che includa una serie di tamburi già predisposti con camme diverse e selezionabili in funzione delle esigenze della linea di confezionamento.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.- Testa di presa (1) comprendente: - una struttura di supporto (10); - una guida orizzontale (16) portata in posizione fissa dalla detta struttura di supporto (10); - una pluralità di organi di presa (26) azionabili per afferrare e rilasciare rispettivi prodotti (4), affiancati tra loro ed accoppiati in maniera scorrevole alla detta guida orizzontale (16); - mezzi di movimentazione (30) per traslare i detti organi di presa (26) lungo la detta guida orizzontale (16) tra una configurazione compattata ed una configurazione allargata, nelle quali i detti organi di presa (26) sono disposti a passi diversi; i detti mezzi di movimentazione (30) comprendendo: per ciascun detto organo di presa, una relativa camma (31) ed un relativo elemento di punteria (32); le camme (31) essendo portate dalla detta struttura di supporto (10), e gli elementi di punteria (32) essendo accoppiati rispettivamente ai detti organi di presa (26); almeno un attuatore per spostare le camme; caratterizzata dal fatto di comprendere, inoltre: - un albero o un tamburo (37), il quale porta le dette camme (31), si estende lungo un asse (35) parallelo alla detta guida orizzontale (16), ed à ̈ azionato dal detto attuatore (38) per ruotare attorno al detto asse (35); e - mezzi di attacco (42,43) che collegano il detto albero o tamburo (37) alla detta struttura di supporto (10) in modo rimovibile. 2.- Testa di presa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di attacco (42,43) comprendono due corpi di supporto (44,58), i quali sono accoppiati in maniera girevole alla detta struttura di supporto (10) attorno al detto asse (35); le estremità assiali (40,41) del detto albero o tamburo (37) essendo fissate ai detti corpi di supporto (44,58) in modo rimovibile. 3.- Testa di presa secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che il detto albero o tamburo (37) à ̈ rimovibile ed innestabile rispetto ai detti corpi di supporto (44,58) in direzione ortogonale al detto asse (35). 4.- Testa di presa secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di attacco (42,43) comprendono due elementi di ritenzione (53,65), i quali sono assialmente mobili tra due posizioni per bloccare e, rispettivamente, rilasciare le dette estremità assiali (40,41). 5.- Testa di presa secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che uno tra i detti elementi di ritenzione (53) à ̈ definito da un perno, il quale à ̈ assialmente scorrevole in un foro assiale (54) ricavato in uno tra il corpo di supporto e l’estremità del detto albero o tamburo (37). 6.- Testa di presa secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che uno tra i detti elementi di ritenzione (65) à ̈ definito da un manicotto esterno portato da uno tra il corpo di supporto e l’estremità del detto tamburo. 7.- Testa di presa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che la detta struttura di supporto (10) ha un’apertura laterale (19), per sfilare/infilare i detti organi di presa (26) sulla detta guida (16). 8.- Testa di presa secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che la detta struttura di supporto (10) comprende una prima ed una seconda flangia verticale (13) disposte da parti assiali opposte del detto albero o tamburo (37); la prima flangia (13) essendo associata all’ingresso del moto del detto attuatore (38), e la seconda flangia (14) definendo la detta apertura laterale 9.- Testa di presa secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di attacco (42,43) comprendono un dispositivo di attacco (43) collegato alla detta seconda flangia (14) ed avente una dimensione radiale esterna minore della distanza radiale dei detti elementi di punteria (32) dal detto asse (35). 10.- Testa di presa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che i detti organi di presa (26) sono collegati agli elementi di punteria (32) tramite rispettivi steli verticali (23) disposti davanti alle dette camme (31); i detti elementi di punteria (32) essendo definiti da rulli girevoli folli attorno a rispettivi assi verticali ed essendo portati a sbalzo inferiormente da rispettive piastre (33), le quali sono disposte al di sopra delle dette camme (31) e sono fisse rispetto ai rispettivi detti steli (23).