IT201800002829A1

IT201800002829A1 - DEVICE FOR CONNECTION OF TOOLS WITH PNEUMATIC ACTIVATION

Info

Publication number: IT201800002829A1
Application number: IT102018000002829A
Authority: IT
Inventors: Fabrizio Peppi
Original assignee: Fps S R L
Priority date: 2018-02-19
Filing date: 2018-02-19
Publication date: 2019-08-19
Also published as: WO2019159071A1

Description

Descrizione Description

DISPOSITIVO DI CONNESSIONE DI UTENSILI AD AZIONAMENTO DEVICE FOR CONNECTION OF DRIVE TOOLS

PNEUMATICO TIRE

Campo tecnico Technical field

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di connessione di utensili ad azionamento pneumatico, destinato in particolare all’impiego su bracci robotizzati e simili. The present invention relates to a device for connecting pneumatically operated tools, intended in particular for use on robotic arms and the like.

Arte nota Known art

È noto, nel settore tecnico concernente la componentistica per l’automazione industriale, l’impiego di dispositivi ad azionamento pneumatico che consentono di operare la connessione di utensili a un braccio robotizzato e simili. Tali dispositivi sono noti anche come “cambia utensile”, in quanto i bracci robotizzati sono in grado di montare utensili intercambiabili. It is known, in the technical sector concerning components for industrial automation, the use of pneumatically operated devices that allow you to connect tools to a robotic arm and the like. Such devices are also known as “tool changers”, as the robotic arms are capable of mounting interchangeable tools.

Dispositivi cambia utensile noti comprendono un corpo toroidale fissabile al braccio robotizzato nel quale sono ricavati i condotti di alimentazione pneumatica. Il corpo toroidale prevede una pluralità di sedi di alloggiamento di corrispondenti spine di innesto portati da una piastra di supporto dell’utensile, dotata a sua volta di corrispondenti condotti di alimentazione pneumatica. Al corpo toroidale è associato un meccanismo di blocco e sblocco dell’utensile che comprende una ghiera azionabile in rotazione angolare. La ghiera presenta una serie di asole in cui si impegnano le citate spine di innesto della piastra di supporto dell’utensile. La ghiera è girevole angolarmente fra una prima posizione in cui è possibile bloccare o sbloccare l’utensile e una seconda posizione di sicurezza in cui l’utensile è mantenuto bloccato al dispositivo di connessione. Il dispositivo comprende inoltre mezzi valvolari di chiusura dei condotti di alimentazione pneumatica. Known tool change devices comprise a toroidal body which can be fixed to the robotic arm in which the pneumatic supply ducts are formed. The toroidal body provides a plurality of housing seats for corresponding coupling pins carried by a tool support plate, which is in turn equipped with corresponding pneumatic supply ducts. The toroidal body is associated with a locking and unlocking mechanism of the tool which includes a ring nut that can be operated in angular rotation. The ring has a series of slots in which the aforementioned coupling pins of the tool support plate engage. The ring nut can be rotated angularly between a first position in which it is possible to lock or unlock the tool and a second safety position in which the tool is kept locked to the connection device. The device also comprises valve means for closing the pneumatic supply ducts.

Un dispositivo per la connessione di utensili pneumatici al braccio articolato di un robot di questa tipologia è illustrato ad esempio nelle domande di brevetto US 2008/0042432 e US 2010/0090458. A device for connecting pneumatic tools to the articulated arm of a robot of this type is illustrated for example in patent applications US 2008/0042432 and US 2010/0090458.

Un inconveniente lamentato nei dispositivi di connessione noti è dato dal fatto che, all’atto del distacco dell’utensile, può proseguire l’alimentazione dell’aria compressa all’utensile stesso prima dell’intervento dei mezzi valvolari che chiudono i condotti di alimentazione pneumatica. Ciò può essere causa di pericoli per l’utilizzatore. A drawback complained of in known connection devices is given by the fact that, upon detachment of the tool, the compressed air supply to the tool itself can continue before the intervention of the valve means that close the pneumatic supply ducts. . This can cause dangers for the user.

Per ovviare a tale inconveniente, il brevetto IT 1.413.748 prevede una ghiera girevole angolarmente per chiudere i condotti di alimentazione pneumatica in anticipo rispetto all’intervento della ghiera di blocco e sblocco dell’utensile. A tal fine la ghiera di chiusura dei condotti di alimentazione pneumatica è vincolata alla ghiera di blocco e sblocco dell’utensile mediante una spina di accoppiamento che trascina in rotazione la stessa ghiera di blocco e sblocco dell’utensile. To overcome this drawback, the IT patent 1.413.748 provides for an angularly rotating ring nut to close the pneumatic supply ducts in advance of the intervention of the locking and unlocking ring of the tool. To this end, the locking ring of the pneumatic supply ducts is bound to the locking and unlocking nut of the tool by means of a coupling pin that rotates the locking and unlocking nut of the tool itself.

Presentazione dell’invenzione Presentation of the invention

Il compito della presente invenzione è quello di risolvere i problemi citati, escogitando un dispositivo atto a operare in maniera agevole e sicura la connessione di utensili ad azionamento pneumatico a un braccio robotizzato o altre simili apparecchiature. The object of the present invention is to solve the aforementioned problems by devising a device suitable for operating in an easy and safe manner the connection of pneumatically operated tools to a robotic arm or other similar equipment.

Un altro scopo dell’invenzione è quello di fornire un dispositivo di connessione di utensili ad azionamento pneumatico di semplice concezione costruttiva e funzionale, dotato di funzionamento sicuramente affidabile, di impiego versatile, nonché di costo relativamente economico. Another object of the invention is to provide a device for connecting pneumatically operated tools of simple construction and functional conception, with reliable operation, versatile in use, and relatively inexpensive cost.

Gli scopi citati vengono raggiunti, secondo la presente invenzione, dal dispositivo di connessione di utensili ad azionamento pneumatico secondo la rivendicazione 1. The aforementioned purposes are achieved, according to the present invention, by the device for connecting pneumatically operated tools according to claim 1.

Il dispositivo di connessione di utensili ad azionamento pneumatico, secondo la presente invenzione, comprende un corpo principale di foggia sostanzialmente cilindrica presentante una serie di condotti di passaggio dell’aria disposti, almeno per una loro parte, con asse parallelo all’asse dello stesso corpo principale. The device for connecting pneumatically operated tools, according to the present invention, comprises a main body of substantially cylindrical shape having a series of air passage ducts arranged, at least for a part of them, with an axis parallel to the axis of the same body. principal.

Ai detti condotti di passaggio dell’aria sono associati rispettivi mezzi valvolari di chiusura. The said air passage ducts are associated with respective closing valve means.

Vantaggiosamente detto corpo principale comprende una prima parte e una seconda parte atte a essere associate coassialmente e dotate di rispettivi condotti di passaggio dell’aria. Advantageously, said main body comprises a first part and a second part adapted to be coaxially associated and equipped with respective air passage ducts.

Una ghiera di attivazione del flusso dell’aria è associata frontalmente a detto corpo principale, detta ghiera di attivazione presentando una serie di fori passanti atti a essere disposti, in una posizione di attivazione del dispositivo di connessione, allineati rispettivamente con detti condotti di passaggio dell’aria del corpo principale. An air flow activation ring is associated frontally with said main body, said activation ring having a series of through holes adapted to be arranged, in an activation position of the connection device, aligned respectively with said passage ducts of the air of the main body.

Secondo un aspetto vantaggioso della presente invenzione, detta ghiera di attivazione è mobile in direzione radiale a detto corpo principale fra detta posizione di attivazione e una posizione di disattivazione in cui la stessa ghiera di attivazione chiude a ghigliottina i detti condotti di passaggio dell’aria del corpo principale. According to an advantageous aspect of the present invention, said activation ring is movable in a radial direction to said main body between said activation position and a deactivation position in which the activation ring itself closes in a guillotine manner the said air passage ducts of the main body.

Preferibilmente detta ghiera di attivazione è interposta fra detta prima parte e detta seconda parte del corpo principale. Preferably, said activation ring is interposed between said first part and said second part of the main body.

Preferibilmente detta ghiera di attivazione è disposta scorrevole all’interno di un vano realizzato su una superficie frontale di detta seconda parte del corpo principale. Preferably, said activation ring is arranged sliding inside a compartment made on a front surface of said second part of the main body.

Vantaggiosamente detta ghiera di attivazione presenta un’asola sviluppata in direzione radiale che è atta a essere impegnata da una spina solidale a detto corpo principale per limitare la traslazione della stessa ghiera di attivazione fra detta posizione di attivazione e detta posizione di disattivazione. Advantageously, said activation ring has a slot developed in a radial direction which is adapted to be engaged by a pin integral with said main body to limit the translation of the same activation ring between said activation position and said deactivation position.

Preferibilmente detta ghiera di attivazione prevede una serie di canali di deflusso dell’aria praticati rispettivamente adiacenti a detti fori passanti della stessa ghiera di attivazione. Preferably, said activation ring provides a series of air outflow channels practiced respectively adjacent to said through holes of the same activation ring.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, il dispositivo di connessione comprende una ghiera di ancoraggio associata frontalmente a detto corpo principale e presentante una pluralità di asole circonferenziali atte a ricevere rispettive spine di ancoraggio di un utensile. According to another aspect of the invention, the connection device comprises an anchoring ring associated frontally to said main body and having a plurality of circumferential slots suitable for receiving respective anchoring pins of a tool.

Detta ghiera di ancoraggio è girevole angolarmente fra una prima posizione di bloccaggio di dette spine di ancoraggio e una seconda posizione di sbloccaggio in cui è possibile il montaggio o lo smontaggio del detto utensile. Said anchoring ring nut is angularly rotatable between a first locking position of said anchoring pins and a second unlocking position in which it is possible to assemble or disassemble said tool.

Preferibilmente dette asole della ghiera di ancoraggio presentano una porzione allargata di foggia sostanzialmente circolare atta a ricevere, nella detta posizione di sbloccaggio, una porzione conformata a fungo di dette rispettive spine di ancoraggio. Preferably, said slots in the anchoring ring have an enlarged portion of a substantially circular shape suitable for receiving, in said unlocking position, a mushroom-shaped portion of said respective anchoring pins.

Preferibilmente detta ghiera di ancoraggio è associata frontalmente a detta seconda parte del corpo principale. Preferably, said anchoring ring nut is frontally associated with said second part of the main body.

Vantaggiosamente detta ghiera di ancoraggio presenta un’asola sviluppata in direzione circonferenziale che è atta a essere impegnata da una spina solidale a detto corpo principale per limitare la rotazione angolare della stessa ghiera di ancoraggio fra detta prima posizione di bloccaggio di dette spine di ancoraggio e detta seconda posizione di sbloccaggio. Advantageously, said anchoring ring has a slot developed in a circumferential direction which is adapted to be engaged by a pin integral with said main body to limit the angular rotation of the same anchoring ring between said first locking position of said anchoring pins and said second unlocking position.

Detto corpo principale presenta una pluralità di sedi di alloggiamento atte rispettivamente a ricevere dette spine di ancoraggio dell’utensile. Said main body has a plurality of housing seats adapted respectively to receive said tool anchoring pins.

Vantaggiosamente il dispositivo comprende un sensore di innesto atto a essere alloggiato in una sede predisposta nel detto corpo principale. Advantageously, the device comprises a coupling sensor adapted to be housed in a seat provided in said main body.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

I particolari dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita del dispositivo di connessione di utensili ad azionamento pneumatico, illustrato a titolo indicativo negli uniti disegni, in cui: The details of the invention will become more evident from the detailed description of a preferred embodiment of the device for connecting pneumatically operated tools, illustrated by way of example in the accompanying drawings, in which:

la figura 1 mostra una vista in forma esplosa del dispositivo di connessione di utensili ad azionamento pneumatico secondo la presente invenzione; Figure 1 shows an exploded view of the connecting device for pneumatically operated tools according to the present invention;

le figure 2 e 3 mostrano una vista frontale, rispettivamente anteriore e posteriore, del dispositivo di connessione in oggetto; Figures 2 and 3 show a front view, respectively front and rear, of the connection device in question;

la figura 4 mostra una vista laterale del medesimo dispositivo di connessione pneumatica; figure 4 shows a side view of the same pneumatic connection device;

le figure 5 e 6 mostrano una vista frontale della detta ghiera di attivazione, rispettivamente nella posizione di attivazione e nella posizione di disattivazione; la figura 7 mostra una ulteriore vista frontale della detta ghiera di attivazione; la figura 8 mostra una vista in prospettiva di un particolare del dispositivo di connessione. Figures 5 and 6 show a front view of said activation ring, respectively in the activation position and in the deactivation position; figure 7 shows a further front view of said activation ring; figure 8 shows a perspective view of a detail of the connection device.

Forme di realizzazione dell’invenzione Embodiments of the invention

Con particolare riferimento a tali figure, si è indicato nell’insieme con 1 il dispositivo di connessione di utensili ad azionamento pneumatico secondo la presente invenzione. With particular reference to these figures, the connection device of pneumatically operated tools according to the present invention is indicated as a whole with 1.

Il dispositivo di connessione comprende un corpo principale 10 di foggia sostanzialmente cilindrica presentante una serie di condotti di passaggio dell’aria disposti, almeno per una loro parte, con asse parallelo all’asse dello stesso corpo principale. The connection device comprises a main body 10 of substantially cylindrical shape presenting a series of air passage ducts arranged, at least for a part of them, with axis parallel to the axis of the main body itself.

Più in particolare, il corpo principale 10 comprende una prima parte 11 e una seconda parte 12 atte a essere associate coassialmente e dotate di rispettivi condotti 13, 14 di passaggio dell’aria, disposti in allineamento reciproco. More specifically, the main body 10 comprises a first part 11 and a second part 12 adapted to be coaxially associated and equipped with respective air ducts 13, 14, arranged in mutual alignment.

Al corpo principale 10 è associata frontalmente una ghiera 20 di attivazione del flusso dell’aria. In particolare la ghiera di attivazione 20 è interposta fra la prima parte 11 e la seconda parte 12 del corpo principale 10. An air flow activation ring 20 is frontally associated with the main body 10. In particular, the activation ring 20 is interposed between the first part 11 and the second part 12 of the main body 10.

La ghiera di attivazione 20 presenta una serie di fori passanti 21 atti a essere disposti, in una posizione di attivazione del dispositivo di connessione, allineati rispettivamente con detti condotti 13, 14 di passaggio dell’aria del corpo principale 10. The activation ring 20 has a series of through holes 21 adapted to be arranged, in an activation position of the connection device, aligned respectively with said air ducts 13, 14 for the passage of the main body 10.

Secondo un aspetto dell’invenzione, la ghiera di attivazione 20 è mobile per traslazione in direzione radiale al corpo principale 10 fra detta posizione di attivazione (si veda fig. 5) e una posizione di disattivazione (si veda fig.6) in cui la stessa ghiera di attivazione 20 chiude a ghigliottina i condotti 13, 14 di passaggio dell’aria del corpo principale 10. According to an aspect of the invention, the activation ring 20 is movable by translation in a radial direction to the main body 10 between said activation position (see Fig. 5) and a deactivation position (see Fig. 6) in which the the same activation ring 20 closes like a guillotine the air ducts 13, 14 for the passage of the main body 10.

Preferibilmente la ghiera di attivazione 20 è disposta scorrevole all’interno di un vano 15 realizzato su una superficie frontale di detta seconda parte 12 del corpo principale 10. Preferably, the activation ring 20 is arranged sliding inside a compartment 15 made on a front surface of said second part 12 of the main body 10.

La ghiera di attivazione 20 conforma un manico 22 atto a facilitarne lo spostamento fra le dette posizioni di attivazione e di disattivazione. The activation ring 20 forms a handle 22 adapted to facilitate its displacement between the said activation and deactivation positions.

Sul manico 22 della ghiera di attivazione 20 è presente un’asola 23 sviluppata in direzione radiale che è atta a essere impegnata da una spina 16 solidale al corpo principale 10 per limitare la traslazione della stessa ghiera di attivazione 20 fra detta posizione di attivazione e detta posizione di disattivazione. On the handle 22 of the activation ring 20 there is a slot 23 developed in a radial direction which is adapted to be engaged by a pin 16 integral with the main body 10 to limit the translation of the activation ring 20 between said activation position and said off position.

Utilmente la ghiera di attivazione 20 prevede una serie di canali 24 di deflusso dell’aria praticati rispettivamente adiacenti a detti fori passanti 21 della stessa ghiera di attivazione 20 (si veda fig.7). Conveniently, the activation ring 20 provides a series of air outflow channels 24 practiced respectively adjacent to said through holes 21 of the same activation ring 20 (see Fig. 7).

Alla seconda parte 12 del corpo principale 10 è inoltre associata frontalmente una ghiera di ancoraggio 30 di foggia anulare, presentante una pluralità di asole circonferenziali 31 atte a ricevere rispettive spine di ancoraggio dell’utensile, di per sé note e non rappresentate nei disegni. La ghiera di ancoraggio 30 è girevole angolarmente, con l’ausilio di un relativo manico 32, fra una prima posizione di bloccaggio di dette spine di ancoraggio e una seconda posizione di sbloccaggio in cui è possibile il montaggio o lo smontaggio dell’utensile. The second part 12 of the main body 10 is also frontally associated with an anchoring ring 30 of annular shape, presenting a plurality of circumferential slots 31 designed to receive respective anchoring pins of the tool, known per se and not shown in the drawings. The anchor ring 30 is angularly rotatable, with the aid of a relative handle 32, between a first locking position of said anchoring pins and a second unlocking position in which it is possible to assemble or disassemble the tool.

Le asole 31 della ghiera di ancoraggio 30 presentano una porzione allargata di foggia sostanzialmente circolare atta a ricevere, nella detta posizione di sbloccaggio, una porzione conformata a fungo di dette rispettive spine di ancoraggio. The slots 31 of the anchoring ring 30 have an enlarged portion of a substantially circular shape able to receive, in said unlocking position, a mushroom-shaped portion of said respective anchoring pins.

La ghiera di ancoraggio 30 presenta un’asola 33 sviluppata in direzione circonferenziale che è atta a essere impegnata da una spina 17 solidale al corpo principale 10 per limitare la rotazione angolare della stessa ghiera di ancoraggio 30 fra detta prima posizione di bloccaggio di dette spine di ancoraggio e detta seconda posizione di sbloccaggio. The anchoring ring 30 has a slot 33 developed in a circumferential direction which is adapted to be engaged by a pin 17 integral with the main body 10 to limit the angular rotation of the same anchoring ring 30 between said first locking position of said pins. anchoring and said second unlocking position.

La seconda parte 12 del corpo principale 10 presenta una pluralità di sedi di alleggiamento 18 atte rispettivamente a ricevere dette spine di ancoraggio dell’utensile. The second part 12 of the main body 10 has a plurality of alleviation seats 18 adapted respectively to receive said tool anchoring pins.

Il dispositivo di connessione comprende inoltre mezzi valvolari 2 di chiusura dei suddetti condotti 13, 14 di passaggio dell’aria, di tipo di per sé noto. I mezzi valvolari 2 sono portati da un disco 3 che in uso è alloggiano in un vano frontale 19 della seconda parte 12 del corpo principale. The connection device also comprises valve means 2 for closing the aforementioned air ducts 13, 14, of a per se known type. The valve means 2 are carried by a disk 3 which in use is housed in a front compartment 19 of the second part 12 of the main body.

Vantaggiosamente il dispositivo di connessione può essere dotato di un sensore di innesto 4 atto a essere alloggiato in una sede predisposta nel corpo principale (si veda in particolare fig.8). Advantageously, the connection device can be equipped with a coupling sensor 4 adapted to be housed in a seat provided in the main body (see in particular Fig. 8).

Il funzionamento del dispositivo di connessione di utensili ad azionamento pneumatico risulta facilmente comprensibile dalla descrizione che precede. The operation of the device for connecting pneumatically operated tools is easily understood from the above description.

Nella configurazione di impiego, con l’utensile vincolato al braccio robotizzato mediante il dispositivo in oggetto, la traslazione della ghiera di attivazione 20 in direzione radiale al corpo principale 10 del dispositivo consente di aprire o chiudere la luce dei condotti 13, 14 di passaggio dell’aria, in tal modo attivando o viceversa disattivando la connessione pneumatica dell’utensile In the configuration of use, with the tool constrained to the robotic arm by means of the device in question, the translation of the activation ring 20 in a radial direction to the main body 10 of the device allows opening or closing the opening of the ducts 13, 14 for the passage of the air, thus activating or vice versa deactivating the pneumatic connection of the tool

Il dispositivo descritto raggiunge lo scopo di operare in maniera agevole e sicura la connessione di utensili ad azionamento pneumatico a un braccio robotizzato o altre simili apparecchiature. The described device achieves the purpose of operating in an easy and safe manner the connection of pneumatically operated tools to a robotic arm or other similar equipment.

Nella pratica attuazione dell’invenzione, i materiali impiegati, nonché la forma e le dimensioni, possono essere qualsiasi a seconda delle esigenze. In the practical implementation of the invention, the materials used, as well as the shape and dimensions, can be any according to the needs.

Laddove le caratteristiche tecniche menzionate in ogni rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni di riferimento sono stati inclusi al solo scopo di aumentare la comprensione delle rivendicazioni e di conseguenza essi non hanno alcun valore limitativo sullo scopo di ogni elemento identificato a titolo d’esempio da tali segni di riferimento. Where the technical characteristics mentioned in each claim are followed by reference signs, these reference signs have been included for the sole purpose of increasing the understanding of the claims and consequently they have no limiting value on the purpose of each element identified by way of reference. example from such reference marks.

Claims

Claims 1) Device for connecting pneumatically operated tools, comprising a main body (10) of a substantially cylindrical shape presenting a series of air passage ducts (13, 14) arranged, at least for a part of them, with an axis parallel to the axis of the same main body (10); valve means (2) for closing said air ducts (13, 14); a ring nut (20) for activating the air flow associated frontally to said main body (10) and having a series of through holes (21) adapted to be arranged, in an activation position of the connection device, aligned respectively with said air passage ducts (13, 14) of the main body, said activation ring (20) being movable in a radial direction to said main body (10) between said activation position and a deactivation position in which the same activation ring activation (20) closes in a guillotine manner said ducts (13, 14) for the passage of the air of the main body (10); an anchoring ring (30) associated frontally to said main body (10) and having a plurality of circumferential slots (31) adapted to receive respective anchoring pins of a tool, said anchoring ring (30) being angularly rotatable between a first locking position of said anchoring pins and a second unlocking position in which it is possible to assemble or disassemble said tool.

2) Device according to claim 1, characterized in that said main body (10) comprises a first part (11) and a second part (12) adapted to be associated coaxially and equipped with respective ducts (13, 14) for the passage of the air, arranged in mutual alignment, said activation ring (20) being interposed between said first part (11) and said second part (12) of the main body (10).

3) Device according to claim 2, characterized by the fact that said activation ring (20) is arranged sliding inside a compartment (15) made on a front surface of said second part (12) of the main body (10).

4) Device according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises an engagement sensor (4) adapted to be housed in a seat provided in said main body (10).

5) Device according to claim 2, characterized in that said anchoring ring nut (30) is frontally associated with said second part (12) of the main body (10).

6) Device according to one of the preceding claims, characterized in that said activation ring nut (20) has a slot (23) developed in a radial direction which is able to be engaged by a pin (16) integral with said main body (10) ) to limit the translation of the same activation ring (20) between said activation position and said deactivation position.

7) Device according to one of the preceding claims, characterized in that said activation ring (20) provides a series of air outflow channels (24) respectively practiced adjacent to said through holes (21) of the same activation ring (20) ).

8) Device according to one of the preceding claims, characterized by the fact that said anchoring ring nut (30) has a slot (33) developed in a circumferential direction which is able to be engaged by a pin (17) integral with said main body (10) ) to limit the angular rotation of the same anchoring ring nut (30) between said first locking position of said anchoring pins and said second unlocking position.

9) Device according to one of the preceding claims, characterized by the fact that said main body (10) has a plurality of housing seats (18) respectively adapted to receive said tool anchoring pins.

10) Device according to one of the preceding claims, characterized in that said slots (31) of the anchoring ring (30) have an enlarged portion of a substantially circular shape able to receive, in said unlocking position, a mushroom-shaped portion of said respective anchor pins.