IT201800000538A1 - Dispositivo di presa-pezzi per macchine utensili e centri di lavoro, munito di sistema di rilevamento della posizione delle griffe - Google Patents

Description

DISPOSITIVO DI PRESA-PEZZI PER MACCHINE UTENSILI E CENTRI DI LAVORO, MUNITO DI SISTEMA DI RILEVAMENTO DELLA POSIZIONE DELLE GRIFFE.

Il presente trovato riguarda un dispositivo di presa-pezzi per macchine utensili e centri di lavoro, munito di un sistema di rilevamento della posizione delle griffe.

Come noto, un pezzo da lavorare in un generico centro di lavoro può essere montato su un dispositivo di presa-pezzi munito di una o più griffe che si aprono/chiudono in modo automatico, tipicamente su comando pneumatico o idraulico.

Il dispositivo di presa-pezzi può essere munito di mezzi sensori atti a rilevare il raggiungimento delle due posizioni di fine-corsa (tutta aperta o tutta chiusa) delle griffe.

Tale informazione è d'interesse poiché la posizione tutta aperta abilita il caricamento del pezzo, mentre la posizione tutta chiusa è indicativa di un'anomalia (pezzo non presente): in condizioni di presa, le griffe devono invece trovarsi in una posizione intermedia tra le due posizioni di fine-corsa.

Attualmente si utilizzano due sensori di prossimità disposti in modo da rilevare rispettivi riscontri magnetici fissati ad una delle griffe, quando quest'ultima si trova nelle due posizioni di fine-corsa.

Un inconveniente del suddetto sistema è che i sensori di prossimità devono essere alimentati elettricamente, tale circostanza introducendo notevoli complicazioni progettuali e costruttive, soprattutto quando il dispositivo porta-pezzo è supportato girevolmente durante la lavorazione.

Pertanto, lo scopo principale del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di presa-pezzi per macchine utensili e centri di lavoro, munito di un sistema per il rilevamento della posizione delle griffe affidabile e preciso, che possa essere facilmente implementato su qualsiasi applicazione senza richiedere un'alimentazione elettrica.

Il suddetto scopo ed altri vantaggi, quali risulteranno più chiaramente dal seguito della descrizione, sono raggiunti da un dispositivo di presa-pezzi avente le caratteristiche esposte nella rivendicazione 1, mentre le rivendicazioni dipendenti definiscono altre caratteristiche vantaggiose del trovato, ancorché secondarie.

Si descriverà ora in maggior dettaglio il trovato, con riferimento ad alcune sue realizzazioni preferite ma nono esclusive, illustrate a titolo d'esempio non limitativo negli uniti disegni, in cui:

la Fig. 1 è una vista prospettica di un dispositivo di presa-pezzi secondo il trovato;

la Fig. 2 è una vista in elevazione frontale del dispositivo di presa-pezzi di Fig. 1;

la Fig. 3 è una vista in sezione di Fig. 2 lungo l'asse III-III;

la Fig. 4 è una vista in sezione di Fig. 3 lungo l'asse IV-IV;

la Fig. 5 è una vista simile alla Fig. 4, illustrante il dispositivo di presa-pezzi in una diversa configurazione operativa;

la Fig. 6 è una vista in sezione di Fig. 3 lungo l'asse VI-VI;

la Fig. 7 è una vista simile alla Fig. 6, illustrante il dispositivo di presa-pezzi in una diversa configurazione operativa;

la Fig. 8 illustra un dettaglio in maggior scala di Fig. 6;

le Figg. 9a, 9b sono due viste simili alla Fig. 3, che illustrano il dispositivo di presapezzi secondo una realizzazione alternativa del trovato in rispettive due posizioni operative diverse;

le Figg. 10 e 11 sono due viste in sezione delle Figg. 9A, 9b lungo gli assi X-X e XI-XI;

la Fig. 12 ilustra un dettaglio di Fig. 9a in scala ingrandita;

la Fig. 13 è una vista in sezione di Fig. 12 lungo l'asse XIII-XIII;

la Fig. 14 è una vista prospettica di un dispositivo di presa-pezzi secondo un'ulteriore realizzazione alternativa del trovato;

le Fig. 15 è una vista in sezione simile alle Figg. 3, riferita alla realizzazione alternativa della Fig. 14;

le Figg. 16 è una vista in sezione di Fig. 15 lungo l'asse XVI-XVI;

le Figg. 17 è una vista simile alla figura 16, illustrante il dispositivo di presa-pezzi in una diversa configurazione operativa;

la Fig. 18 è una vista in sezione di Fig. 15 lungo l'asse XVIII-XVIII.

Con riferimento iniziale alle Figg. 1-7, un dispositivo di presa-pezzi 10 per macchine utensili e centri di lavoro comprende un corpo 12 nel quale è definita una camera cilindrica 14 a tenuta pneumatica (Figg. 4-7).

Un'estremità della camera cilindrica 14 è chiusa da un fondello 16. La base del corpo 12 definisce anche la base di ancoraggio del dispositivo porta-pezzo 10 e, a tale scopo, è munito di perni di centraggio/fissaggio 17a, 17b.

L'estremità opposta della camera cilindrica 14 è delimitata da una parete di fondo 18 ricavata di pezzo dal corpo 12.

Nella camera cilindrica 14 è alloggiato scorrevolmente un pistone 19. Il pistone 19 è munito di uno stelo 20 che attraversa scorrevolmente, e a tenuta pneumatica, un foro 22 praticato sulla parete di fondo 18. In cima allo stelo 20, esternamente alla camera cilindrica 14, è fissato un organo di trasmissione costituito da un manicotto 26 che presenta due guide oblique speculari 28, 30 su rispettivi lati opposti, le quali convergono in allontanamento dal pistone 19.

Il dispositivo di presa-pezzi 10, in questa realizzazione, è munito di due griffe 32, 34 sulle quali possono essere fissati rispettivi organi di presa (non illustrati) sagomati in funzione del pezzo da afferrare.

Le due griffe 32, 34 sono supportate in modo traslabile perpendicolarmente all'asse del pistone 19, tra due guide rettilinee 36, 38 ricavate di pezzo dal corpo 12.

Le griffe 32, 34 presentano rispettive controguide oblique 40, 42 che impegnano scorrevolmente le due guide oblique 28, 30 del manicotto 26, determinando così l'apertura e la chiusura delle griffe 32, 34 in relazione agli spostamenti assiali del pistone 19.

Il dispositivo di presa-pezzi 10 è munito di mezzi sensori atti a rilevare il raggiungimento delle posizioni di fine-corsa da parte delle griffe 32, 34.

I mezzi sensori secondo il trovato comprendono una valvola pneumatica 44, la quale intercetta un circuito C di aria pressurizzata ricavato nel corpo 12 e collegato ad una pompa P (solo schematizzato in Fig. 8), ed è munita di un organo otturatore 45 mobile tra una posizione di chiusura ed una posizione di sfiato del circuito C su comando di una superficie sagomata 48 mobile in correlazione con il movimento delle griffe 32, 34, la quale comanda in apertura/chiusura l'organo otturatore 45 per azione a camma; in particolare, la superficie sagomata 48 ha un profilo tale da determinare la commutazione tra la posizione di chiusura e la posizione di sfiato quando le griffe 32, 34 raggiungono le posizioni di fine-corsa.

In questa realizzazione, la superficie sagomata 48 è ricavata sul manicotto 26 e presenta una porzione centrale rettilinea 48a parallela all'asse del pistone 19, delimitata tra due rampe contrapposte 48b, 48c tra loro speculari.

Con particolare riferimento alla Fig. 8, la valvola pneumatica 44 è alloggiata in una sede valvola 49 ricavata sul corpo 12.

La valvola pneumatica 44 comprende un corpo valvola 50 in cui è definita una sede cilindrica 52 delimitata assialmente tra una base 54 ricavata di pezzo dal corpo valvola 50 ed un coperchio 56.

La sede cilindrica 52 è in comunicazione di fluido, tramite un'apertura 53a, con una gola anulare 53b che circonda il corpo valvola 50 ed è collegata al circuito C.

La base 54 presenta un foro 58 in cui è inserito scorrevolmente l'organo otturatore 45.

L'organo otturatore 45, che è in forma di stantuffo, ha un'estremità che si sviluppa in un piattello 62 che impegna scorrevolmente la sede cilindrica 52.

L'estremità opposta dell'organo otturatore 45 insiste coassialmente su un cursore scorrevole 64 in forma di dito. Il cursore scorrevole 64 è inserito scorrevolmente in una boccola 66 alloggiata in un foro 67 che attraversa il corpo 12 perpendicolarmente all'asse del pistone 19. Il cursore 64 impegna la superficie sagomata 48 con una sua estremità di contatto 64a avente un profilo semisferico, opposta all'estremità su cui insiste lo stantuffo 45.

Lo stantuffo 45 ed il cursore 64 sono sospinti elasticamente verso la superficie sagomata 48 da mezzi elastici primari. I mezzi elastici primari comprendono una prima molla di compressione 68 alloggiata coassialmente nella sede cilindrica 52 tra il piattello 62 ed il fondello 56.

Il cursore 64 è ulteriormente sospinto verso la superficie sagomata 48 da mezzi elastici ausiliari. I mezzi elastici ausiliari comprendono una seconda molla di compressione 70 alloggiata in una sede molla 72 della boccola 66, tra il corpo valvola 50 ed un risalto anulare 74 del cursore 64.

Il piattello 62 presenta una spianatura 62a definente un'intercapedine G rispetto alla sede cilindrica 52.

Tra il piattello 62 e la base 54 sono interposti mezzi di tenuta ermetica costituiti da una guarnizione anulare 76.

All'interno dello stantuffo 45 è definito un canale 78 avente una prima estremità che sfocia nella sede molla 72, la quale è in comunicazione di fluido con l'atmosfera, e l'estremità opposta che sfocia nella sede cilindrica 52 a monte della guarnizione anulare 76.

In tal modo, col piattello 62 in battuta contro la guarnizione anulare 76, la sede cilindrica 52 è sigillata ermeticamente. Col piattello 62 distaccato dalla guarnizione anulare 76, la sede cilindrica 52 è posta in comunicazione con l'atmosfera attraverso il passaggio d'aria definito dall'intercapedine G, il canale 78, e la sede molla 72.

Nel funzionamento, quando le griffe 32, 34 ed il manicotto 26 si trovano in posizione intermedia, il cursore 64 fronteggia la porzione centrale rettilinea 48a della sede 48 senza contatto. Il piattello 62 è sospinto in battuta contro la guarnizione anulare 76 dalla prima molla di compressione 68, e la camera cilindrica 52 è pertanto in pressione.

Con le griffe 32, 34 in posizione tutta aperta o tutta chiusa, il cursore 64 rientra, per impegno a camma con le rampe 48b o 48c della sede 48, e sospinge il piattello 62 in allontanamento dalla guarnizione anulare 76, mettendo la sede 52 in comunicazione con l'atmosfera tramite il suddetto passaggio d'aria.

A questo punto, un sensore di pressione PS (solo schematizzato in Fig. 8) rileva una caduta di pressione e la comunica all'unità di controllo CU del centro di lavoro (anch'essa solo schematizzata in Fig. 8). L'unità di controllo CU, a seconda della configurazione aperta o chiusa delle griffe 32, 34, elabora il segnale come abilitante il carico del pezzo oppure indicativo di un'anomalia.

Le Figg. 9 - 13 descrivono una realizzazione alternativa del trovato, nella quale gli elementi simili alla realizzazione precedente saranno identificati dal medesimo numero di riferimento aumentato di 100. Per gli elementi analoghi alla realizzazione precedente non sarà ripetuta la descrizione.

In questa realizzazione, il pistone 119 è sospinto verso il basso sia pneumaticamente sia elasticamente, mediante una serie di molle S alloggiate nella camera pneumatica 114 tra il fondello 116 e la parete di fondo 118.

L'ingombro delle molle 119 non consente di posizionare la valvola pneumatica 144 in modo da interagire col manicotto 126. Pertanto, in questa realizzazione, la valvola pneumatica 144 interagisce direttamente con una delle griffe 132, 134, sulla quare è ricavata la sede 148.

Con particolare riferimento alle Figg. 12 e 13, la valvola pneumatica 144 è ancora alloggiata in una sede valvola 149 ricavata nel corpo 112, e comprende un corpo valvola 150 avente un profilo assialsimmetrico, nel quale è definita una sede cilindrica 152 delimitata tra una base 154 ed un fondello 156. La parete di fondo 154 presenta un foro 158 in cui è inserito scorrevolmente uno stantuffo 145.

L'estremità dello stantuffo 145 che si affaccia nella sede cilindrica 152 si sviluppa in un piattello 162 che impegna scorrevolmente la sede cilindrica 152.

L'estremità opposta dello stantuffo 145, o estremità di contatto 145a, ha un profilo semisferico ed impegna la superficie sagomata 148 direttamente. In questo caso, pertanto, non è presente un cursore intermedio.

Lo stantuffo 158 è sospinto elasticamente verso la sede sagomata 148 da una molla di compressione 168 che è alloggiata coassialmente nella sede cilindrica 152 tra il piattello 162 ed il fondello 156.

Tra il piattello 162 e la base 154 è interposta una guarnizione di tenuta 176.

Similmente alla realizzazione precedente, all'interno dello stantuffo 145 è definito un canale 178 che si estende dall'estremità di contatto 145a, che è in comunicazione di fluido con l'atmosfera, alla sede cilindrica 156 a monte della guarnizione anulare 176.

Secondo un'importante caratteristica di questa realizzazione, visibile chiaramente in Fig. 13, la sede cilindrica 152 è leggermente eccentrica rispetto al corpo valvola 150. Ciò consente di regolare finemente la corsa dello stantuffo ruotando il corpo valvola 150 attorno al proprio asse.

Tale possibilità di regolazione fine risulta particolarmente vantaggiosa in questa realizzazione, poiché la corsa delle griffe 132, 134 è più corta rispetto alla corsa del manicotto 126 in virtù del rapporto di moltiplicazione di forza che intercorre tra essi.

Le Figg. 14 - 18 descrivono un'ulteriore realizzazione alternativa del trovato, nella quale gli elementi simili alla prima realizzazione saranno identificati dal medesimo numero di riferimento aumentato di 200.

In questa realizzazione, il dispositivo di presa-pezzi 210 è munito di tre griffe 232, 233, 234 ricevute scorrevolmente in rispettive sedi di guida 232', 233', 234' praticate nel corpo 212 del dispositivo. In modo simile alle realizzazioni precedenti, le griffe 232, 233, 234 si aprono e chiudono in relazione alla traslazione assiale di un manicotto 226, che è comandata da un pistone 219 alloggiato in una camera pneumatica 214 definita nel corpo 212.

Anche in questa realizzazione, come in quella immediatamente precedente, il pistone 219 è sospinto verso il basso sia pneumaticamente sia elasticamente, mediante una serie di molle S' alloggiate nella camera pneumatica 214 tra un fondello 216 e una parete di fondo 218.

In modo simile alla prima realizzazione, la superficie sagomata 248 è ricavata sul manicotto, e lo stantuffo 245 non impegna la sede sagomata 248 direttamente bensì tramite un cursore 264. Il cursore 264 è inserito scorrevolmente in un foro 266 praticato nel corpo 212. La valvola pneumatica 244 è del tutto analoga a quella descritta con riferimento alla prima realizzazione e pertanto di essa non sarà ripetuta la descrizione.

Si è riscontrato in pratica che, secondo gli scopi prefissati, il dispositivo di presa-pezzi secondo il trovato raggiunge pienamente gli scopi prefissati. In particolare, il sistema pneumatico sopra descritto per il rilevamento della posizione delle griffe risulta affidabile e preciso, e può essere facilmente implementato su qualsiasi applicazione in quanto non richiede un'alimentazione elettrica.

Si sono qui descritte alcune realizzazioni preferite del trovato, ma naturalmente il tecnico del ramo potrà apportare diverse modifiche e varianti nell'ambito delle rivendicazioni.

In particolare, il sistema a camma per trasmettere il moto dal manicotto, o dalle griffe, all'organo otturatore potrà essere sostituito da altri mezzi di trasmissione noti, p.es., cinematismi a leve e bielle, e simili.

Allo stesso modo, benché nella realizzazione qui descritta le griffe si aprano/chiudano con un movimento traslatorio, gli stessi principi sono applicabili al caso in cui le griffe abbiano un movimento oscillatorio di apertura/chiusura, con meri accorgimenti costruttivi che risulteranno ovvi all'esperto del ramo.

Inoltre, benché la possibilità di regolare finemente la corsa dello stantuffo, che si ottiene realizzando la sua sede di scorrimento eccentrica rispetto al corpo valvola, risulti particolarmente vantaggiosa nel caso in cui la superficie sagomata sia ricavata sulle griffe, naturalmente lo stesso principio si può applicare al caso in cui la superficie sagomata è ricavata sul manicotto.

Ancora, la realizzazione costruttiva della valvola pneumatica 44 potrà essere facilmente variata, ed in particolare l'organo otturatore potrà avere configurazioni diverse quali potranno essere escogitate dall'esperto del ramo. Per esempio, anziché consistere in uno stantuffo scorrevole, l'organo otturatore potrebbe essere costituito da una membrana flessibile disposta in modo da aprire/chiudere un passaggio d'aria verso l'atmosfera su comando di mezzi di trasmissione a camma quali quelli descritti, od altri rientranti nel medesimo concetto inventivo.

Naturalmente, il sistema di rilevamento secondo il trovato è parimenti applicabile sia al caso in cui la presa sul pezzo è effettuata dall'esterno verso l'interno, come negli esempi qui descritti, sia al caso opposto, in cui la presa sul pezzo è effettuata dall'esterno verso l'interno.

Naturalmente il trovato è applicabile indipendentemente dal sistema di azionamento delle griffe che, particolarmente nell'ambito della fluidodinamica, potrà essere sia pneumatico, come negli esempi sopra descritti, sia idraulico.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di presa-pezzi per centri di lavoro, comprendente un corpo (12), almeno una griffa (32, 34) mobile rispetto al corpo (12) tra due posizioni di fine-corsa su comando di mezzi attuatori (19), mezzi sensori atti a rilevare il posizionamento a fine-corsa della griffa (32, 34), caratterizzato dal fatto che detti mezzi sensori comprendono una valvola pneumatica (44) intercettante un circuito (C) d'aria pressurizzata ricavato nel corpo (12) e munita di un organo otturatore (45) mobile tra una posizione di chiusura ed una posizione di sfiato di detto circuito (C) su comando di mezzi di trasmissione (48) collegati operativamente alla griffa (32, 34), detti mezzi di trasmissione (48) determinando la commutazione tra detta posizione di chiusura e detta posizione di sfiato quando detta griffa (32, 34) raggiunge dette posizioni di fine-corsa.
2. 2. Dispositivo di presa-pezzi secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di trasmissione comprendono una superficie sagomata (48) mobile in correlazione con il movimento di detta griffa (32, 34) ed atta a comandare in apertura/chiusura detto organo otturatore (45) per azione a camma.
3. 3. Dispositivo di presa-pezzi secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta valvola pneumatica (44) comprende un corpo valvola (50) in cui è definita una sede (52) in comunicazione di fluido con detto circuito (C), detto organo otturatore (45) essendo supportato scorrevolmente all'interno di detto corpo valvola (50) e presentando un canale (78) avente una prima estremità in comunicazione di fluido con l'atmosfera e una seconda estremità disposta in modo da comunicare con la sede (52) con l'organo otturatore (45) in posizione di sfiato, ed essere isolata dalla sede (50) con l'organo otturatore (45) in posizione di chiusura.
4. 4. Dispositivo di presa-pezzi secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto organo otturatore (45) porta solidale un piattello (62) alloggiato scorrevolmente in detta sede cilindrica (52) ed atto ad andare in battuta, con detto organo otturatore (45) in posizione di chiusura, contro una base (54) di detta sede (52) tramite mezzi di tenuta ermetica (76), detta seconda estremità sfociando a monte di detti mezzi di tenuta ermetica (76) rispetto alla sede (52).
5. 5. Dispositivo di presa-pezzi secondo una delle rivendicazioni 1-4, caratterizzato dal fatto che detto organo otturatore (45) è sospinto verso detta posizione di chiusura da mezzi elastici primari (68).
6. 6. Dispositivo di presa-pezzi secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti mezzi elastici primari comprendono una molla di compressione primaria (68) alloggiata in detto corpo valvola (50).
7. 7. Dispositivo di presa-pezzi secondo una delle rivendicazioni 2-6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di trasmissione comprendono un cursore scorrevole (64) interposto operativamente tra detto organo otturatore (45) e detta superficie sagomata (48).
8. 8. Dispositivo di presa-pezzi secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto cursore (64) è sospinto verso detta superficie sagomata (48) da mezzi elastici ausiliari (70).
9. 9. Dispositivo di presa-pezzi secondo una delle rivendicazioni 1-6, caratterizzato dal fatto che detto organo otturatore (145) impegna direttamente detta superficie a camma (148) con una sua estremità operativa (145a).
10. 10. Dispositivo di presa-pezzi secondo una delle rivendicazioni 1-9, caratterizzato dal fatto di comprendere un organo di trasmissione (26) interposto operativamente tra detta griffa (32, 34) e detti mezzi attuatori (19), caratterizzato dal fatto che detta superficie sagomata (48) è ricavata su detto organo di trasmissione (26).
11. 11. Dispositivo di presa-pezzi secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detto organo di trasmissione consiste in un manicotto (26) supportato in modo traslabile dal corpo (12), e detta superficie sagomata (48) presenta un profilo allungato nella direzione di traslazione del manicotto (26).
12. 12. Dispositivo di presa-pezzi secondo una delle rivendicazioni 1-9, caratterizzato dal fatto che detta superficie sagomata (148) è ricavata su detta griffa (132) e presenta un profilo allungato nella direzione di traslazione della griffa (132).
13. 13. Dispositivo di presa-pezzi secondo la rivendicazione 11 o 12, caratterizzato dal fatto che detta superficie sagomata (48, 148) presenta una porzione centrale rettilinea (48a, 148a) delimitata tra due rampe contrapposte (48b, 48c, 148b, 148c).
14. 14. Dispositivo di presa-pezzi secondo una delle rivendicazioni 1-13, caratterizzato dal fatto che detti mezzi attuatori (19) comprendono un attuatore fluidodinamico.
15. 15. Dispositivo di presa-pezzi secondo una delle rivendicazioni 3 o 14, caratterizzato dal fatto che detto corpo valvola (150) ha un profilo assialsimmetrico e detto organo otturatore (152) è supportato in posizione eccentrica rispetto a detto corpo valvola (150) per una regolazione fine della sua corsa in relazione alla posizione angolare del corpo valvola (150) attorno al proprio asse.