ITTO941046A1 - Metodo per effettuare la pulizia robottizzata di una porzione di super ficie, in particolare di un bordo di incollaggio di un parabrezza per - Google Patents

Abstract

Metodo per pulire in modo robotizzato la superficie di un bordo perimetrale di un parabrezza o lunotto per veicoli per prepararlo a ricevere un adesivo di incollaggio alla scocca del veicolo, in cui: una pluralità di tamponi detergenti di forma prismatica sono alimentati uno per volta, da un caricatore, ad una stazione di presa; sono prelevati da un braccio manipolatore robotizzato dalla stazione di presa e passati con una propria prima faccia sulla superficie da detergere; sono quindi depositati dal braccio su una stazione di stoccaggio temporaneo, appoggiandoli sulla detta prima faccia; sono ruotati di 180° in modo da mandare in appoggio sulla stazione di stoccaggio temporaneo una seconda faccia del tampone opposta alla prima faccia; sono prelevati dalla stazione dal detto braccio, e passati con la propria seconda faccia su un secondo parabrezza o lunotto; e sono infine scaricati in una stazione di scarto; il braccio prevede una unità di presa atta a tenere il tampone su rispettive facce laterali dello stesso, perpendicolari alle dette prima e seconda faccia, ed un ugello per spruzzare liquido detergente sul bordo del parabrezza o lunotto, sempre davanti al rampone.(Figure 1, 4 e 8).

Description

D E S C R I Z I O N E

di Brevetto per Invenzione Industriale,

La presente invenzione si riferisce ad un metodo per effettuare la pulizia robotizzata di una porzione di superficie di un pezzo in lavorazione, in particolare di un bordo perimetrale di incollaggio di un cristallo per veicoli, quali un parabrezza e/o un lunotto posteriore di un autoveicolo.

E' noto che tutte le operazioni industriali fortemente ripetitive e comportanti movimenti relativamente semplici vengono oggi effettuate mediante unità robotizzate; nel campo dell'industria automobilistica, una serie di queste operazioni consiste nelle operazioni di preparazione all'incollaggio dei cristalli degli autoveicoli, in particolare del parabrezza e del lunotto posteriore; come è noto, tali cristalli vengono oggi fissati alla scocca del veicolo generalmente per incollaggio di un loro bordo perimetrale alla scocca medesima. Per preparare il cristallo a tale operazione di incollaggio, la porzione di una superficie di una faccia dello stesso immediatamente adiacente al suddetto bordo deve venire detersa (in modo da sgrassarla) e, poi, ricevere un primer, che favorisce il successivo incollaggio, e l'adesivo.

L'operazione di pulizia della superficie del bordo di incollaggio viene eseguita da un robot capace di seguire il perimetro del cristallo per passare sulla porzione di superficie da pulire un tampone atto detergere la stessa; tale tampone può essere preimpregnato di una sostanza detergente e/o sgrassante, oppure la stessa può venire spruzzata sul cristallo durante il passaggio del tampone; in ogni caso, però, il tampone deve essere di un materiale relativamente pregiato, in modo da assorbire lo sporco senza lasciare residui fibrosi sulla superficie trattata; questo comporta che il costo del tampone è relativamente alto. Per contro, le ridotte capacità di movimento dei robot di uso corrente per tali operazioni, la necessità di usare il medesimo robot sia per l'operazione di pulizia, sia per quella di stesura del primer e/o dell'adesivo, e l'eventuale deformazione subita dal tampone durante le operazioni di presa effettuate dal robot, impediscono di usare il medesimo tampone più di una volta, quando, invece, lo stesso tampone, se manipolato manualmente, potrebbe venire usato più volte.

Scopo del trovato è quello di realizzare un metodo per effettuare la pulizia robotizzata di una porzione di superficie di un pezzo in lavorazione, nella fattispecie di un bordo perimetrale di un parabrezza o lunotto di un veicolo, mediante un tampone detergente, che permetta di utilizzare almeno due volte il medesimo tampone.

In base all'invenzione viene dunque fornito un metodo per effettuare la pulizia robotizzata di una porzione di superficie di pezzi in lavorazione, in particolare di un bordo di incollaggio di un cristallo per veicoli per prepararlo a ricevere un adesivo di incollaggio alla scocca del veicolo, il metodo comprendendo le fasi di: alimentare una pluralità di tamponi detergenti di forma prismatica, uno alla volta, da un caricatore di stoccaggio ad una stazione di presa;

- prelevare un tampone dalla stazione di presa mediante un braccio manipolatore robotizzato e passarlo con una propria prima faccia su una superficie da detergere di un pezzo disposto in una posizione spaziale prefissata;

sostituire un nuovo pezzo nella detta posizione prefissata; e

- scaricare il tampone utilizzato in una stazione di scarto; c a r a t t e r i z z a t o dal fatto di comprendere inoltre le seguenti fasi:

- depositare il tampone, tramite detto braccio e dopo averlo passato sulla detta superficie, su una stazione di stoccaggio temporaneo, appoggiandolo sulla detta prima faccia;

- ruotare il tampone di 180°, in modo da predisporre nella posizione occupata dalla prima faccia una seconda faccia del tampone opposta alla prima;

- passare la seconda faccia del tampone, sempre mediante detto braccio robotizzato, su una superficie da detergere del nuovo pezzo.

In particolare, la rotazione del detto tampone è effettuata dalla stazione di stoccaggio temporaneo, mandando in appoggio sulla stessa la detta seconda faccia del tampone; dopo la rotazione il detto tampone venendo prelevato per mezzo del detto braccio robotizzato dalla detta stazione di stoccaggio temporaneo per venire passato sul nuovo pezzo.

In questo modo, si può usare il medesimo tampone due volte, passando a contatto del nuovo pezzo una faccia del tampone opposta a quella già usata (e, quindi, già sporcata dal pezzo) , senza dover utilizzare dei robot dotati di maggiori capacità di movimento (che comporterebbero un aumento dei costi di impianto) e senza introdurre tempi morti tra le varie fasi operative già previste dagli attuali cicli di lavorazione. Questo permette quindi di ridurre i costi delle operazioni suddette della metà, mantenendo al contempo inalterati gli attuali cicli produttivi.

Secondo la preferita forma di attuazione, la fase di rotazione viene eseguita da un braccio motorizzato ribaltabile di 180° e portato dalla stazione di stoccaggio temporaneo, mediante afferraggio del tampone da parte di organi di presa mobili parallelamente al braccio motorizzato ed atti ad afferrare da banda opposta detto tampone, su rispettive facce laterali dello stesso disposte perpendicolarmente al braccio motorizzato e a dette prima e seconda faccia del tampone, e facendo poi ruotare il detto braccio, in modo da trasferire il tampone, durante la rotazione, da una prima ad una seconda posizione prefissata sulla stazione di stoccaggio temporaneo.

Successivamente, le fasi di prelievo del tampone e passaggio dello stesso sulla superficie da detergere dei pezzi in lavorazione è effettuata dal detto braccio mediante una unità di presa rimovibile dal braccio medesimo, afferrando il tampone sulle medesime dette facce laterali utilizzate dagli organi di presa del braccio motorizzato che esegue la rotazione del tampone.

In questo modo, sia la rotazione che il riutilizzo del tampone sul pezzo possono essere effettuati con la massima affidabilità, anche in presenza di eventuali deformazioni plastiche del tampone causate dagli organi di presa del braccio manipolatore o di quello ribaltabile della stazione di stoccaggio temporaneo.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato appariranno chiari dalla descrizione che segue di un suo esempio non limitativo di attuazione con riferimento alle figure dei disegni annessi, nei quali:

- la figure da 1 a 6 illustrano schematicamente in pianta dall'alto le fasi del metodo secondo l'invenzione; e

- le figure 7, 8 e 9, sono viste schematiche in scala ingrandita di alcuni dettagli della fasi suddette.

Con riferimento alle figure da 1 a 6, è indicato nel complesso con 1 un impianto robotizzato per effettuare operazioni di pulizia e, eventualmente, altre operazioni preparatorie, quali la stesura di un primer e/o di un adesivo, su un pezzo in lavorazione, nella fattispecie un cristallo 2 per veicoli; in particolare, l'impianto 1 serve per preparare il cristallo 2, nella fattispecie un parabrezza o un lunotto posteriore di un autoveicolo, ad una fase di assemblaggio per incollaggio dello stesso sulla scocca del veicolo, non illustrata per semplicità. Tale operazione di preparazione prevede, una fase di pulizia di una porzione perimetrale di superficie 3 di una faccia 4 del cristallo, immediatamente circostante un suo bordo 5 di incollaggio alla scocca e, eventualmente, una successiva fase di stesura di un primer o di un adesivo sulla porzione di superficie 3 appena pulita.

A questo fine l'impianto 1 comprende una linea 6 lungo la quale vengono fatti avanzare in modo discreto, nel verso della freccia 7 (figura 1), una pluralità di cristalli 2, un braccio manipolatore robotizzato 9 di qualsiasi tipo noto dotato di tre o, al più, quattro assi di controllo numerico, comandato da una centralina a microprocessore 10, un caricatore di stoccaggio a vibratore 11, noto, atto ad alimentare ad una stazione di presa 12, uno alla volta, una pluralità di tamponi detergenti 13 di forma prismatica, per esempio cubica (figura 9), una stazione di scarto 14, per esempio costituita anche solo da un semplice bidone, atta a ricevere i tamponi 13 utilizzati, e due stazioni di servizio, note, rispettivamente indicate con 15 e 16 ed illustrate a tratteggio solo in figura 1, poste agli opposti fianchi del braccio 9 ed atte a supportare in modo rilasciabile ciascuna una rispettiva unità operativa per il braccio 9, selettivamente montabili sullo stesso, entrambe note e delle quali, per semplicità è illustrata solo una unità di presa 18 (figure da 1 a 6, 7 e 8); l'unità operativa non illustrata è un qualsiasi dispositivo noto atto a deporre un cordone (o punti) di un adesivo, od uno strato di un primer, sulla superficie 3 dei cristalli 2.

Secondo il metodo dell'invenzione, inoltre, l'impianto 1 è provvisto anche di una stazione 20, che, come si vedrà, serve per effettuare uno stoccaggio temporaneo ed una rotazione dei tamponi 13. La stazione 20, meglio illustrata in figura 9, prevede un piano d'appoggio 21 capace di ospitare un tampone 13 selettivamente in due posizioni differenti, affiancate una all'altra, indicate con 22 e 23, ed un braccio 24 ribaltabile di 180°, motorizzato tramite un attuatore 25 (elettrico o pneumatico) e provvisto di una coppia di organi di presa 26 tra loro affacciati, montati perpendicolarmente a sbalzo sul braccio 24 e mobili parallelamente allo stesso per afferrare/rilasciare, da banda opposta, un tampone 13 disposto tra. gli stessi su rispettive facce laterali 27 del tampone disposte perpendicolarmente al braccio motorizzato 24.

In corrispondenza della posizione 23, inoltre, la stazione 20 è munita di una fotocellula 28 (o altro dispositivo atto a rilevare la presenza dì un tampone 13 disposto sul piano 21 in tale posizione) e di un foro 29 di aspirazione, collegato con un impianto aspirante in depressione di qualsiasi tipo noto, non illustrato per semplicità. Con riferimento alle figure 7 e 8, l'unità di presa 18 è provvista di organi a pinza 30 atti ad afferrare ciascun tampone 13 su una coppia di facce laterali tra loro opposte, e di un ugello 31 atto a generare un getto 32 di un liquido detergente o sgrassante atto a colpire la porzione di superficie 3 di ciascun cristallo 2 da pulire immediatamente prima che sulla stessa passi il tampone 13; a questo scopo l'ugello 31 è disposto davanti, con riferimento al senso di avanzamento del tampone 13, indicato dalla freccia 35 (figura 8), alla posizione nella quale gli organi 30 trattengono in uso il tampone 13.

Secondo l'invenzione, la pulizia dei cristalli 2 viene effettuata nel modo seguente.

I tamponi 13 sono alloggiati allo stato sostanzialmente secco all'interno del vibratore 11 che, attraverso un sistema noto, li alimenta uno per volta alla stazione 12; secondo quanto è illustrato in figura 1, il braccio 9 viene portato dalla centralina 10 sulla stazione 15, dove viene innestato in modo noto sull'unità di presa 18; successivamente, la centralina 10 solleva il braccio 9, in modo da estrarre a baionetta l'unità 18 dalla stazione di stoccaggio di servizio 15, e verifica tramite la fotocellula 28 se un tampone 13 è presente nella posizione 23 sulla stazione 20. Poiché non vi è nessun tampone 13 in tale posizione, la centralina 10 pilota il braccio 9 a prelevare, tramite l'unità 18, il tampone 13 presente sulla stazione 12, afferrandolo sulle opposte facce laterali 27 e (figure 2 e 7) passa una faccia 36 rivolta verso il basso del tampone 13 sulla porzione 3 di superficie da detergere della faccia 4 rivolta verso l'alto di un cristallo 2a disposto in una posizione spaziale prefissata rispetto al robot 9 (memorizzata nella centralina 10), nella fattispecie il cristallo 2 centrale disposto sulla linea 6 all'altezza del robot 9 (figura l).

Nel frattempo, un nuovo tampone 13 viene alimentato alla stazione 12 dal magazzino-vibratore 11. Terminato di passare il tampone 13 tutto intorno al bordo 5, in modo da detergere tutta la porzione di superficie perimetrale 3, la linea 6 avanza di un passo (figura 3) nel senso della freccia 7, portando il cristallo 2a oltre il robot 9 e portando nella medesima posizione precedentemente occupata dal cristallo 2a un cristallo 2b disposto in una posizione immediatamente successiva sulla linea 6; nel frattempo il robot 9, seguendo il programma della centralina 10, deposita il tampone 13 appena usato sul piano 21 della stazione 20, nella posizione 22, tra gli organi di presa 26 e con le medesime facce 27 che sono già state afferrate dagli organi di presa 30 rivolte affacciate agli organi di presa 26.

A questo punto, mentre il braccio 9 rimane in attesa (figura 4), la centralina 10 fa chiudere gli organi di presa 26 sulle facce 27 ed aziona l'attuatore 25 (figura 9) per ruotare il braccio 24 di 180° e trasferire così il tampone 13 usato dalla posizione 22 alla 23; durante tale trasferimento, anche il tampone 13 subisce un ribaltamento di 180° e, pertanto, nella posizione 23 si trova con la faccia 36, sporca in guanto usata per detergere il cristallo 2a, rivolta verso l'alto, mentre l'opposta faccia 37, ancora pulita, si viene a trovare in appoggio sul piano 21, al posto della 36. Infine, gli organi 26 rilasciano il tampone 13 ed il braccio 24 ruota in verso opposto per ritornare nella posizione di partenza, mentre il tampone 13 trasferito nella posizione 23 è mantenuto fermo dall'effetto aspirante che gli si trasmette attraverso il foro 29 (figura 9).

Secondo una possibile e preferita variante, la sostituzione di un nuovo pezzo in lavorazione 2 nella citata posizione prefissata nota alla centralina 10 non avviene subito durante la fase di ribaltamento del tampone 13, ma viene prima eseguita una fase (nota e non illustrata per semplicità) di stesura sulla porzione di superficie 3 appena pulita di un primer o di un adesivo: a tale scopo, mentre si esegue la fase di ribaltamento del tampone 13, il braccio 9 viene portato dalla centralina 10 sulla stazione 15, dove rilascia l'unità di presa 18, poi sulla stazione 16, dove si accoppia ad una unità di erogazione del primer o adesivo, successivamente ripete il ciclo di movimenti di figura 2 in modo da muovere la suddetta unità di erogazione lungo il bordo 5 e, infine, mentre si effettua finalmente l'avanzamento della linea 6, abbandona l'unità di erogazione nella stazione 16, recuperando l'unità 18 nella stazione 15.

A questo punto ci si trova nelle medesime condizioni di figura 1, ma con la differenza che un tampone 13 si trova ad occupare la posizione 23. Questo fatto è rilevato dal sensore 28 e segnalato alla centralina 10, che pertanto (figura 5) pilota il braccio 9 a prelevare il tampone 13 che si trova sulla stazione 20, anziché quello (nuovo) che ha già occupato la posizione di presa nella stazione 12. Il braccio 9 passa poi la faccia 37 del tampone 13 sulla superficie 3 del cristallo 2b (figura 6), ripetendo il programma eseguito in figura 2 e infine deposita il tampone 13 usato nella stazione di scarto 14 (figura 6, parte illustrata a tratteggio). Previa eventuale esecuzione di un nuovo ciclo di stesura di un primer od un adesivo sulla superficie 3 appena pulita, che si effettua nel medesimo modo già descritto, la linea 6 avanza di un altro passo ed il ciclo descritto riprende dall'inizio, con il prelevamento del tampone 13 nuovo dalla stazione 12, ripresentandosi le medesime condizioni di figura 1 (nessun tampone presente in posizione 23).

Preferibilmente, durante l'esecuzione delle fasi di pulizia della superficie 3 di ciascun cristallo 2 viene spruzzato sullo stesso un liquido detergente, come è illustrato in figure 7 e 8, dirigendo il getto 32 sempre davanti al tampone 13 rispetto al verso di moto dello stesso sul cristallo. Si aumenta così l'efficacia della fase di pulizia. Infine, allo scopo di verificare ad ogni ciclo l'effettiva erogazione del liquido detergente (e anche del primer o adesivo) l'impianto 1 può essere provvisto anche di una stazione di controllo 50 (figura 2), nota, disposta nello spazio coperto dal robot 9, in cui il robot 9 si sposta prima di passare intorno al bordo 5 di ciascun cristallo 3, erogando su un nastro di carta uno spruzzo di detergente (o primer, o adesivo), la cui corretta erogazione lascia sul nastro una macchia che viene rilevata da una fotocellula, che provvede poi a dare il consenso alla centralina 10 per l'esecuzione della fase di passaggio sul cristallo 2.

Claims (9)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Metodo per effettuare la pulizia robotizzata di una porzione di superficie di pezzi in lavorazione, in particolare di un bordo di incollaggio di un cristallo per veicoli per prepararlo a ricevere un adesivo di incollaggio alla scocca del veicolo, il metodo comprendendo le fasi di: - alimentare una pluralità di tamponi detergenti di forma prismatica, uno alla volta, da un caricatore di stoccaggio ad una stazione di presa; - prelevare un tampone dalla stazione di presa mediante un braccio manipolatore robotizzato e passarlo con una propria prima faccia su una superficie da detergere di un pezzo disposto in una posizione spaziale prefissata; sostituire un nuovo pezzo nella detta posizione prefissata; e - scaricare il tampone utilizzato in una stazione di scarto; c a r a t t e r i z z a t o dal fatto di comprendere inoltre le seguenti fasi: - depositare il tampone, tramite detto braccio e dopo averlo passato sulla detta superficie, su una stazione di stoccaggio temporaneo, appoggiandolo sulla detta prima faccia; - ruotare il tampone di 180°, in modo da predisporre nella posizione occupata dalla prima faccia una seconda faccia del tampone opposta alla prima; - passare la seconda faccia del tampone, sempre mediante detto braccio robotizzato, su una superficie da detergere del nuovo pezzo.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la rotazione del detto tampone è effettuata dalla stazione di stoccaggio temporaneo, mandando in appoggio sulla stessa la detta seconda faccia del tampone; dopo la rotazione il detto tampone venendo prelevato per mezzo del detto braccio robotizzato dalla detta stazione di stoccaggio temporaneo per venire passato sul nuovo pezzo.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la fase di rotazione viene eseguita da un braccio motorizzato ribaltabile di 180° e portato dalla stazione di stoccaggio temporaneo, mediante afferraggio del tampone da parte di organi di presa mobili parallelamente al braccio motorizzato ed atti ad afferrare da banda opposta detto tampone, su rispettive facce laterali dello stesso disposte perpendicolarmente al braccio motorizzato e a dette prima e seconda faccia del tampone, e facendo poi ruotare il detto braccio, in modo da trasferire il tampone, durante la rotazione, da una prima ad una seconda posizione prefissata sulla stazione di stoccaggio temporaneo.
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che le fasi di prelievo del tampone e passaggio dello stesso sulla superficie da detergere dei pezzi in lavorazione è effettuata dal detto braccio mediante una unità di presa rimovibile dal braccio medesimo, afferrando il tampone sulle medesime dette facce laterali utilizzate dagli organi di presa del braccio motorizzato che esegue la rotazione del tampone sulla stazione di stoccaggio temporaneo .
5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che, durante le fasi di passaggio del tampone sulla superficie da detergere dei pezzi in lavorazione, viene spruzzato sul pezzo un liquido detergente; detto liquido venendo spruzzato mediante un ugello che viene disposto sulla detta unità di presa in modo da dirigere un getto di liquido detergente sempre davanti al tampone rispetto al verso di moto dello stesso sul pezzo.
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 4 o 5, caratterizzato dal fatto che vengono predisposte, in posizioni prefissate entro la porzione di spazio coperta dal detto braccio robotizzato, due rispettive stazioni di servizio; durante la fase di rotazione del tampone sulla detta stazione di stoccaggio temporaneo, il braccio robotizzato venendo manovrato in modo da abbandonare 1'unità di presa in una prima di dette stazioni di servizio, per prelevare una unità di deposizione di un adesivo o di un primer da una seconda di dette stazioni di servizio e depositare l'adesivo o il primer sulla superficie detersa del pezzo.
7. 7. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 3 a 6, caratterizzato dal fatto che viene predisposta su detta stazione di stoccaggio temporaneo, in corrispondenza della detta seconda posizione prefissata, una fotocellula per rilevare la presenza del tampone in tale seconda posizione; il detto braccio robotizzato venendo comandato tramite una centralina, eseguendo le seguenti fasi: - controllo della presenza di un tampone sulla stazione di stoccaggio temporaneo tramite la detta fotocellula; - se il controllo è positivo, prelievo del tampone dalla stazione di stoccaggio temporaneo tramite il detto braccio robotizzato, passaggio della seconda faccia del tampone sul pezzo e scarto del tampone; - se il controllo è negativo, prelievo di un tampone dalla stazione di presa, passaggio della prima faccia del tampone sul pezzo, deposito del tampone sulla stazione di stoccaggio temporaneo, rotazione del tampone.
8. 8. Metodo secondo la rivendicazione 7,, caratterizzato dal fatto che il detto tampone viene posizionato correttamente e trattenuto nella detta seconda posizione prefissata sulla stazione di stoccaggio temporaneo mediante aspirazione in depressione del tampone, effettuata tramite un foro predisposto sulla stazione di stoccaggio temporaneo in corrispondenza della fotocellula.
9. 9. Metodo per effettuare la pulizia robotizzata di una porzione di superficie, in particolare di un bordo di incollaggio di un cristallo per veicoli, sostanzialmente come descritto e come illustrato nelle figure dei disegni annessi .