IT201800000252A1 - Apparato per il taglio di linee di infragilimento e relativo procedimento - Google Patents

Description

“APPARATO PER IL TAGLIO DI LINEE DI INFRAGILIMENTO E RELATIVO PROCEDIMENTO”

Il presente trovato ha come oggetto un apparato per l'incisione delle linee di infragilimento di materiali flessibili destinati a formare coperture di airbag ed un relativo procedimento di taglio.

L'invenzione trova applicazione preferita nel settore del taglio dei materiali di rivestimento destinati a realizzare la copertura di cruscotti, portiere ed elementi di un veicolo in cui sono installati dispositivi airbag.

Gli airbag sono usualmente accoppiati ad un supporto di plastica sottostante e ricoperti (per ragioni estetiche) da un materiale di rivestimento di varia natura (es. pelle sintetica e simili foglie plastiche). Tra i materiali normalmente utilizzati si annoverano ad esempio elastomeri a base Poliuretanica, PVC, elastomeri termoplastici e simili.

Allo scopo di consentire la corretta apertura dell'airbag è necessario prevedere nel materiale di rivestimento delle linee di infragilimento, in corrispondenza delle quali il rivestimento è destinato a rompersi in occasione della fuoriuscita della sacca dell'airbag; ciò permette all'airbag di essere correttamente indirizzato verso il passeggero da proteggere e di rispettare i tempi tecnici di apertura.

Le linee di infragilimento sono realizzate sul materiale di rivestimento mediante incisioni (non passanti) che lasciano in corrispondenza dell'incisione stessa uno specifico spessore residuo di materiale non tagliato, inferiore allo spessore totale del materiale di rivestimento.

Tale spessore residuo (non tagliato) impatta in maniera diretta sulla velocità e modalità di uscita dell’airbag e quindi influenza in modo diretto la sicurezza del veicolo; è intuitivo infatti che uno spessore residuo troppo elevato possa causare la mancata o erronea fuoriuscita della sacca dell'airbag; nel caso in cui lo spessore residuo fosse invece inferiore a quello stabilito progettualmente i danni sarebbero -potenzialmente- ancora maggiori: la sacca infatti (incontrando una resistenza inferiore a quella di progetto) fuoriuscirebbe in tempi errati, non solo rischiando di vanificare la presenza dell'airbag, ma anche di causare seri danni al passeggero.

Per avere la massima precisione nello spessore residuo è noto usare macchine di taglio automatiche, ad esempio robot ad elevato grado di ripetibilità, che muovono un utensile di taglio rispetto ad un posaggio, ovvero un supporto sul quale è posizionato il materiale di rivestimento da incidere; il posaggio è munito di dispositivi di fermatura del rivestimento: in un esempio noto il posaggio è un supporto (variamente conformato) provvisto di una superficie di appoggio per il rivestimento, in corrispondenza della quale sbocca una pluralità di condotti di aspirazione connessi ad una pompa o simili. Una volta posizionato sul posaggio, il rivestimento viene ivi trattenuto saldamente per aspirazione.

Al fine di garantire la correttezza del procedimento, è richiesto che per ogni incisione vengano effettuati controlli di misura dello spessore residuo, i risultati dei quali controlli sono poi riportati documentalmente a certificare la corretta esecuzione delle incisioni per ciascun materiale di rivestimento. É noto, in questo senso, registrare misure di spessori residui in determinati punti di controllo mediante sistemi diversi dal robot che ha praticato l'incisione, per garantire l'affidabilità del controllo.

Al fine di effettuare queste misurazioni di controllo e verifica sono stati sviluppati nel tempo diversi dispositivi: in un esempio si utilizza un sensore montato sull'attrezzo di taglio che misura la distanza tra questo ed il posaggio.

In questa soluzione l'attrezzo di taglio, munito di un tagliente, porta un sensore, usualmente montato affiancato al tagliente, che misura la distanza (dal sensore) al posaggio, approssimando così la distanza tra il tagliente ed il posaggio.

Questa soluzione, benché funzionale, presenta tuttavia alcuni limiti.

In primo luogo la distanza misurata non è esattamente quella tra la parte distale del tagliente ed il posaggio, ma solo una sua approssimazione; poiché questa distanza equivale a quella considerata come spessore residuo, ciò comporta inevitabilmente errori di misura.

Tali errori sono più evidenti qualora si consideri che il posaggio non presenta usualmente una forma piana, ma è variamente sagomato per riprendere le forme del cruscotto o -più in generale- della parte di auto dove verrà montato il supporto flessibile in lavorazione.

Un ulteriore limite è legato al fatto che gli apparati noti non possono tenere in considerazione, nella misura, una eventuale usura del tagliente, la cui estremità distale si accorcia, consumandosi.

Per una corretta comprensione, si tenga in considerazione l'esiguità degli errori ammissibili nella misurazione/verifica degli spessori residui di materiale, che sono usualmente dell'ordine di decimi, se non millesimi, di millimetro.

Un altro limite è legato al fatto che i sensori usualmente utilizzati sono quelli induttivi: il posaggio deve allora essere realizzato in modo da essere rilevabile dal sensore induttivo, quindi in metallo.

Compito precipuo del presente trovato consiste nel fatto di realizzare un apparato ed un relativo procedimento per l'incisione delle linee di infragilimento di materiali flessibili destinati a formare coperture di airbag che risolva il problema tecnico sopra esposto, ovvi agli inconvenienti e superi i limiti della tecnica nota consentendo di mettere a disposizione una tecnica in grado di effettuare misurazioni molto precise.

Un ulteriore scopo del trovato consiste nel fatto di realizzare un apparato ed un relativo procedimento per l'incisione delle linee di infragilimento che sia in grado di evitare approssimazioni nella misura.

Un ulteriore scopo del trovato consiste nel fatto di realizzare un apparato ed un relativo procedimento per l'incisione delle linee di infragilimento che sia in grado di tenere in considerazione l'usura del tagliente.

Un ulteriore scopo del trovato consiste nel fatto di realizzare un apparato ed un relativo procedimento per l'incisione delle linee di infragilimento che sia relativamente facile da realizzare ed economicamente competitivo se paragonato alla tecnica nota.

Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da un apparato di incisione delle linee di infragilimento di materiali flessibili destinati a formare coperture di airbag, comprendente:

una testa di taglio provvista di un tagliente,

un posaggio per il materiale flessibile,

la testa di taglio essendo mobile rispetto al posaggio così da seguire una traiettoria di taglio per l'incisione di dette linee di infragilimento sul materiale flessibile in lavorazione, il quale l'apparato comprende almeno due sensori di prossimità solidali al posaggio e disposti lungo detta traiettoria di taglio, ciascuno configurato per misurare la distanza tra esso ed il tagliente.

Ulteriore oggetto del trovato è un procedimento come descritto più oltre.

Si riescono così a raggiungere gli scopi sopra identificati, perché il trovato consente di verificare che lo spessore del materiale residuo non tagliato sia coerente con le scelte progettuali.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di un apparato che realizza il procedimento del trovato, illustrato a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio degli allegati disegni in cui:

la figura 1 è una vista in pianta dall'alto di una forma di realizzazione di un apparato secondo il trovato, con evidenziati i piani di sezione A-A e B-B;

la figura 2 è una vista in sezione lungo il piano B-B dell'apparato di fig. 1;

la figura 3 è una vista in sezione lungo il piano A-A dell'apparato di fig. 1;

la figura 4 è una vista laterale dell'apparato di fig.1;

la figura 5 è una vista in dettaglio di un particolare di fig.3.

Prima di descrivere il procedimento oggetto del trovato, ai fini della chiarezza, giova descrivere l'apparato 1 nella sua forma esecutiva non limitativa delle allegate figure.

Con riferimento a queste ultime, in esse è mostrato un apparato di incisione delle linee di infragilimento di materiali flessibili destinati a formare coperture di airbag, indicato nel suo complesso con il riferimento numerico 1.

L'apparato 1 è mostrato privato di parti non fondamentali alla comprensione del trovato, ad esempio privo del telaio, dei motori e di mezzi di movimentazione della testa di taglio (ad es. bracci robotici, strutture a portale o simili), in quanto alla portata del tecnico del ramo e non utili ai fini della presente descrizione.

L'apparato 1 comprende una testa di taglio 2 a sua volta provvista di un tagliente 3, ad esempio una lama di taglio.

Il tagliente 3 è montato solidale alla testa 2, in modo che quando questa viene spostata il tagliente 3 la segue nel suo spostamento; il tagliente 3 è preferibilmente sostituibile, in modo da poter essere cambiato quando le sue condizioni di usura lo rendono opportuno.

L'apparato 1 comprende poi un posaggio 4 per il materiale flessibile; il posaggio 4 comprende una superficie esterna 42 variamente sagomata nello spazio, in modo da adattarsi alle diverse forme dei materiali flessibili che a loro volta sono specificamente realizzate in modo da adattarsi ai cruscotti, alle portiere o ad altre parti di un veicolo su cui verranno montati. Il posaggio 4 comprende opzionalmente un dispositivo di trattenimento in posizione del foglio di materiale flessibile, ad esempio un dispositivo di suzione, che crea una depressione tra foglio e superficie esterna 42; tale dispositivo di trattenimento in posizione comprende ad esempio una pluralità di micro-fori e/o una guarnizione perimetrale e fori di aspirazioni che si aprono sulla superficie 42. Tale soluzione è in generale nota in sé nel settore tecnico e su di essa non ci si sofferma oltre.

La testa di taglio 2 è mobile rispetto al posaggio 4 così da seguire una traiettoria di taglio per l'incisione delle linee di infragilimento sul foglio di materiale flessibile in lavorazione.

A tal fine la testa 2 potrebbe essere montata su di un braccio robotico o su un telaio, ad esempio a portale, motorizzato, non mostrato nelle allegate figure.

Secondo il trovato l'apparato 1 comprende almeno due sensori di prossimità 5 solidali al posaggio 4 e disposti lungo detta traiettoria di taglio, ciascuno configurato per misurare la distanza tra esso ed il tagliente 3.

In questo modo si riesce a rilevare, a campione, la distanza tra l'estremità distale del tagliente 3 ed il posaggio 4, rappresentativa dello spessore residuo (non tagliato) del foglio di materiale.

Nel caso preferito ed illustrato sono presenti sei sensori di prossimità 5 previsti in diverse posizioni lungo la traiettoria di taglio; in altre forme esecutive ne sono presenti tre, quattro o in un numero diverso, anche maggiore di sei: la numerosità dei sensori di prossimità 5 viene stabilita in funzione di diversi parametri operativi scelti sulla base delle caratteristiche della singola operazione da eseguirsi (ad es. complessità traiettoria di taglio, lunghezza della stessa, tipo di materiale, etc.); ad un maggior numero di sensori di prossimità 5 corrisponde un maggior numero di punti di controllo, così che in linea teorica risulta vantaggioso aumentarne il numero sino ad un massimo consentito da ingombri e costi.

Preferibilmente il tagliente 3 è metallico e i sensori di prossimità 5 sono sensori induttivi.

Tali sensori 5 sono in grado di rilevare la distanza tra la loro estremità terminale di rilevazione 51 ed un oggetto metallico, in questo caso la porzione distale (o estremità terminale) del tagliente 3.

In linea teorica, equivalentemente, i sensori 5 potrebbero essere sensori capacitivi o magnetici, in grado di rilevare il metallo del tagliente attraverso lo strato di materiale (non metallico) in lavorazione.

Preferibilmente il posaggio 4 comprende sedi di alloggiamento 41 incassate rispetto alla superficie esterna 42 di appoggio del materiale flessibile sul posaggio 4; nelle sedi 41 vengono alloggiati i sensori 5, così da non interferire con l'operazione di taglio o incisione.

Preferibilmente, per rendere anche più precisa la misura (oltre che evitare interferenze di qualunque tipo) l'estremità terminale di rilevazione 51 di ciascun sensore di prossimità 5 risulta sostanzialmente a filo con la superficie esterna 42 del posaggio 4; tra l'estremità terminale di rilevazione 51 e il tagliente 3 non viene interposto alcun elemento metallico e più preferibilmente alcun elemento in generale, in modo da non falsare la misurazione del sensore 5.

Vantaggiosamente ed opzionalmente la testa di taglio 2 comprende un dispositivo tastatore 8.

Il dispositivo tastatore 8 comprende un'asta di misura mobile 81 che si estende sostanzialmente parallela al tagliente 3 e consente di effettuare una misurazione tramite contatto.

Tale dispositivo tastatore 8 viene utilizzato ad esempio in una fase di calibrazione preliminare dell'apparato 1: in tale fase la testa 2 segue la traiettoria di taglio sul posaggio 4 (in assenza di materiale da tagliare) e il tastatore esegue il medesimo percorso che sarebbe eseguito dal tagliente in condizione di lavoro.

Poiché il dispositivo tastatore 8 è ad azionamento meccanico e misura tramite contatto, esso, nel percorso seguito nella fase di calibrazione, si muove con la testa (metallica) dell’asta 81 del tastatore 8 in contatto (strisciante) con la superficie del posaggio 4.

Quando il tastatore 8 passa in corrispondenza di un sensore 5, quest’ultimo rileva la distanza con la testa (metallica) dell’asta 81 del tastatore 8.

Poiché la testa (metallica) dell’asta 81 del tastatore 8 è certamente in contatto con il posaggio 4 (per i motivi anzidetti) ne consegue che ogni sensore 5 misura la rispettiva distanza DF rispetto alla superficie del posaggio 4 stessa, ovvero una misura di calibrazione DF per ciascun sensore 5.

Tale misura di calibrazione (distanza fisica, DF) viene memorizzata dall’apparato (preferibilmente dalla sua unità di controllo) e sottratta ad ogni misura rilevata (distanza misurata, DM) dal sensore che viene eseguita durante una fase operativa di taglio.

Tale risultato è lo spessore reale SR di materiale residuo che resta nella operazione di incisione ovvero la reale distanza che intercorre tra la superficie del posaggio e punta del tagliente e quindi il reale (non approssimato) spessore del materiale effettivamente tagliato .

In sostanza, SR=DM-DF.

Preferibilmente a bordo dell'apparato 1 è presente una unità di controllo, in comunicazione operativa con i sensori di prossimità 5 per la trasmissione di dati rappresentativi di misurazioni effettuate durante la fase di taglio o incisione: opzionalmente l'unità di controllo è anche in comunicazione con il dispositivo tastatore 8,se presente.

Preferibilmente l'unità di controllo comprende un dispositivo di comparazione, in grado di comparare le misurazioni rilevate dai sensori 5 con misurazioni di riferimento preimpostate, in modo da identificare se lo spessore residuo misurato sia compatibile con quello di progetto e di validare (o meno) l'operazione di incisione delle linee di infragilimento.

Ciò in ultima analisi consente di effettuare rilevazioni a campione (in corrispondenza di ciascun sensore) dello spessore residuo del foglio di materiale in corrispondenza di porzioni della traiettoria di taglio.

Il funzionamento del trovato, ed il procedimento oggetto dello stesso prevedono almeno le fasi di:

a. predisporre un foglio di un materiale flessibile

b. bloccare in posizione detto foglio di materiale flessibile su un posaggio 4 di un apparato di incisione 1, preferibilmente del tipo su descritto, c. incidere linee di infragilimento su detto foglio di materiale flessibile mediante un tagliente 3 che avanza lungo una traiettoria di taglio d. misurare uno spessore residuo del foglio di materiale flessibile n on tagliato dal tagliente 3; secondo il trovato detta fase di misura d. comprende almeno due passi di misura di una distanza tra una estremità distale del tagliente 3 ed il posaggio 4, ciascun passo di misura essendo realizzato in corrispondenza di un diverso tratto di detta traiettoria di taglio. Preferibilmente, come accennato più sopra, il metodo prevede poi che ciascun passo di misura sia realizzato mediante un sensore di prossimità 5 solidale al posaggio 4, ancora più preferibilmente mediante un sensore induttivo.

Opzionalmente, nel caso in cui fosse previsto sull'apparato 1 il dispositivo tastatore 8, il procedimento comprende una fase di calibrazione preliminare, eseguita prima del passo a. (ovvero prima del passo a. appartenente ad una operazione di taglio o ad una molteplicità di operazioni di taglio) che comprende i passi di:

i. spostare il tastatore lungo la traiettoria di taglio in assenza di materiale flessibile in lavorazione,

ii. misurare mediante un sensore di prossimità 5 solidale al posaggio 4 la distanza fisica DF rispetto al tastatore 8 in corrispondenza degli stessi tratti di detta traiettoria di taglio rispetto ai quali avviene la misura di cui al punto d. ,

iii. memorizzare detti valori di distanza fisica DF di cui al passo ii. Nel caso in cui sia prevista tale fase di calibrazione preliminare, il procedimento comprende ulteriormente in modo preferibile una fase di calcolo dello spessore reale SR di materiale residuo non tagliato, nella quale fase di calcolo lo spessore reale è calcolato, per ciascun tratto di detta traiettoria di taglio rispetto al quale avviene la misura di cui al punto d. , detto spessore reale SR essendo pari a SR=DM-DF, ove DM è la distanza rilevata per ciascun sensore 5 al punto d. del procedimento e DF la distanza fisica misurata dal tastatore al passo ii.

Da quanto sino ad ora descritto, si nota che rispetto allo stato dell'arte, dove la misura dello spessore residuo era inferita sulla base di una misurazione indiretta (tra testa e posaggio), nel caso del trovato la misurazione è invece una misurazione diretta, che rileva la distanza tra l'estremità distale del tagliente e il posaggio.

Inoltre la misura dello spessore residuo avviene contemporaneamente all'azione di taglio, ovvero durante il passaggio del tagliente sul materiale, in modo da evitare successive operazioni di controllo o verifica che potrebbero comportare perdite di tempo e/o ulteriori errori di misura.

Questo consente di evitare (o limitare) errori di misurazione legati alla forma del posaggio e/o all'usura dell'utensile.

Si è in pratica constatato come il trovato qui descritto e di seguito rivendicato assolva il compito nonché gli scopi prefissati in quanto consente di raggiungere gli scopi sopra prefissati.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.

Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato di incisione (1) delle linee di infragilimento di materiali flessibili destinati a formare coperture di airbag, comprendente: una testa di taglio (2) provvista di un tagliente (3), un posaggio (4) per il materiale flessibile, la testa di taglio (2) essendo mobile rispetto al posaggio (4) così da seguire una traiettoria di taglio per l'incisione di dette linee di infragilimento sul materiale flessibile in lavorazione, caratterizzato dal fatto che l'apparato (1) comprende almeno due sensori di prossimità (5) solidali al posaggio (4) e disposti lungo detta traiettoria di taglio, ciascuno configurato per misurare la distanza tra esso ed il tagliente (3).
2. 2. Apparato di incisione (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto tagliente (3) è metallico e detti almeno due sensori di prossimità (5) sono sensori induttivi.
3. 3. Apparato di incisione (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto posaggio (4) comprende sedi di alloggiamento (41) incassate rispetto ad una superficie esterna (42) di appoggio del materiale flessibile sul posaggio (4), detti almeno due sensori di prossimità (5) essendo montati in dette sedi di alloggiamento (41).
4. 4. Apparato di incisione (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui una estremità terminale di rilevazione (51) di ciascun sensore di prossimità (5) risulta sostanzialmente a filo con detta superficie esterna (42) del posaggio (4).
5. 5. Apparato di incisione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta testa di taglio (2) comprende un dispositivo tastatore (8).
6. 6. Apparato di incisione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente una unità di controllo, detti sensori di prossimità (5) essendo operativamente collegati a detta unità di controllo almeno per la trasmissione di dati rappresentativi di misurazioni effettuate.
7. 7. Procedimento per l'incisione delle linee di infragilimento di materiali flessibili destinati a formare coperture di airbag, comprendente le fasi di: a. predisporre un foglio di un materiale flessibile b. bloccare in posizione detto foglio di materiale flessibile su un posaggio (4) di un apparato di incisione (1) c. incidere linee di infragilimento su detto foglio di materiale flessibile mediante un tagliente (3) che avanza lungo una traiettoria di taglio d. misurare uno spessore residuo del foglio di materiale flessibile non tagliato dal tagliente (3) caratterizzato dal fatto che detta fase di misura d. comprende almeno due passi di misura di una distanza tra una estremità distale del tagliente (3) e detto posaggio (4), ciascun passo di misura essendo realizzato in corrispondenza di un diverso tratto di detta traiettoria di taglio.
8. 8. Procedimento secondo la rivendicazione 7, in cui ciascun passo di misura è realizzato mediante un sensore di prossimità (5) solidale a detto posaggio (4).
9. 9. Procedimento secondo la rivendicazione 8, comprendente una fase di calibrazione preliminare, realizzata prima del passo a., detta fase di calibrazione preliminare comprendendo i passi di: i. spostare il tastatore (8) lungo la traiettoria di taglio in assenza di materiale flessibile in lavorazione, ii. misurare mediante il sensore di prossimità (5) solidale al posaggio (4) una distanza fisica (DF) rispetto al tastatore (8) in corrispondenza degli stessi tratti di detta traiettoria di taglio rispetto ai quali avviene la misura di cui al punto d. , iii. memorizzare detti valori di distanza fisica (DF) di cui al passo ii..
10. 10. Procedimento secondo la rivendicazione 9, comprendente una fase di calcolo dello spessore reale (SR) di materiale residuo non tagliato, nella quale fase di calcolo detto spessore reale (SR) è calcolato, per ciascun tratto di detta traiettoria di taglio rispetto al quale avviene la misura di cui al punto d., detto spessore reale (SR) essendo pari a SR=DM-DF, ove DM è la distanza rilevata per ciascun sensore (5) al punto d. del procedimento e DF la distanza fisica misurata dal tastatore al passo ii.
11. 11. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni da 7 a 10, caratterizzato dal fatto che è realizzato in un apparato di incisione (1) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 6.