IT201800003131A1

IT201800003131A1 - Apparecchiatura di marcatura laser perfezionata

Info

Publication number: IT201800003131A1
Application number: IT102018000003131A
Authority: IT
Inventors: James Mossi
Original assignee: Tecnomec Sa
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2019-08-28
Also published as: WO2019166942A1; US11117220B2; EP3758885A1; JP2021516162A; CN111788033B; KR20200123431A; US20210046589A1; EP3758885B1; CN111788033A

Description

APPARECCHIATURA DI MARCATURA LASER PERFEZIONATA

DESCRIZIONE

CAMPO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione riguarda un'apparecchiatura per la marcatura laser perfezionata, in particolare un'apparecchiatura di marcatura provvista di schermatura protettiva.

STATO DELLA TECNICA ANTERIORE

Come noto, i marcatori laser sono strumenti che impiegano una sorgente laser opportunamente pilotata per imprimere in modo indelebile dei contrassegni (marchio, numero di lotto, numero seriale, ...) su pezzi di produzione, tipicamente pezzi metallici ma anche plastici ed organici. Per tale funzione, i marcatori laser utilizzano tipicamente sorgenti laser di media e/o alta potenza, ragion per cui rappresentano una potenziale fonte di rischio per la salute dei lavoratori (in condizioni di funzionamento che richiedono normative al di sopra della classe II di rischio). Di conseguenza è indispensabile che queste apparecchiature siano adeguatamente protette per evitare di esporre accidentalmente gli operatori alla luce laser diretta.

Attualmente la protezione viene ottenuta tipicamente configurando l'apparecchiatura come una cabina isolata, dotata di un accesso controllato, al cui interno si trova un marcatore laser provvisto della sua sorgente laser e relativa ottica. Questo controllo di accesso implica che il marcatore laser possa operare soltanto quando il sistema di protezione è in posizione appropriata, ciò che impedisce la presenza degli operatori in stretta prossimità dell'area di lavoro del marcatore laser.

La cabina di schermatura del marcatore laser determina una sorta di protezione stabile, che racchiude il perimetro di accesso all'area di lavoro della sorgente laser.

E' evidente che una tale soluzione comporta dei limiti operativi sulle dimensioni dei pezzi marcabili. Infatti l'ingombro proprio della cabina, e quindi la dimensione delle porte di accesso, non permette di introdurre pezzi di dimensioni significative. I limiti operativi sono determinati sia dalle dimensioni di accesso delle porte, ma anche dal fatto che il pezzo da lavorare deve essere introdotto da un vano di accesso verticale e quindi va tipicamente piazzato a mano o con un braccio robotico: ciò limita l'accesso di pezzi pesanti che, per esempio, debbano essere trasferiti con un muletto o con un carroponte e che quindi richiedano accesso dall'alto o trasversalmente al piano di lavoro del marcatore laser.

In via alternativa, è possibile operare in modo opposto, ossia viene destinata un'area ampia di lavoro al marcatore laser - a cui si può accedere comodamente e liberamente con qualsiasi mezzo - e poi si fa in modo di limitare l'accesso degli operatori all'area prima di avviare l'apparecchiatura: tipicamente ciò si ottiene installando il marcatore laser in una stanza con una porta di accesso controllata. Questa soluzione risulta sgradita perché obbliga gli utilizzatori a dedicare un'intera area di lavoro al marcatore laser, comprensiva di ampie aree di rispetto che poi risultano inutilizzabili dagli operatori durante il funzionamento del marcatore laser.

Come comprensibile, nessuna di queste tecniche è dunque compietamente soddisfacente.

PROBLEMA E SOLUZIONE

Scopo della presente invenzione è quello di risolvere gli inconvenienti di tecnica nota appena descritti. In particolare, si intende fornire un'apparecchiatura marcatrice che possa lavorare in condizioni protette, senza obbligare a disimpegnare un'intera area di accesso e senza i limiti delle apparecchiature di protezione note.

Questo scopo viene conseguito attraverso le caratteristiche menzionate nella rivendicazione 1. Le rivendicazioni subordinate descrivono caratteristiche preferenziali dell'invenzione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risultano comunque meglio evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita, data a puro titolo esemplificativo e non limitativo ed illustrata nei disegni allegati, nei quali:

fig. 1A è una vista in prospettiva, dall'alto, di una prima forma di esecuzione dell'apparecchiatura secondo l'invenzione in uno stato di riposo a schermatura abbassata;

fig. 1B è una vista in prospettiva dell'apparecchiatura di fig. 1A in uno stato di apertura di un vano di alloggiamento del marcatore laser;

fig. 2 è una vista in prospettiva dell'apparecchiatura di fig. 1A, in uno stato di preparazione;

fig. 3 è una vista in alzato frontale dell'apparecchiatura di fig. 2; fig. 4 è una vista in prospettiva della stessa apparecchiatura di fig. 3, in una prima fase di chiusura della schermatura di protezione;

fig. 5 è una vista in alzato laterale dell'apparecchiatura di fig. 4 con parti parzialmente asportate;

fig. 6 è una vista in prospettiva dall'alto della stessa apparecchiatura di fig. 4, in una fase operativa del marcatore con schermatura di protezione completamente chiusa;

fig. 7 è una vista in prospettiva da un lato e di fronte, con parti parzialmente asportate, della prima forma di esecuzione nello stato operativo di fig.

6;

fig. 8 è una vista in prospettiva da un lato e dal posteriore analoga a quella di fig. 7;

fig. 9 è un'altra vista in prospettiva analoga a quella di fig. 7 con il marcatore in funzione;

fig. 10 è una vista in prospettiva con parti asportate dell'apparecchiatura di fig. 1A;

fig. 11 è una vista in prospettiva con parti asportate dell'apparecchiatura secondo un'altra forma di esecuzione dell'invenzione in uno in uno stato di riposo a schermatura abbassata;

fig. 12 è una vista in prospettiva dell'apparecchiatura di fig. 11 in una fase di preparazione; e

fig. 13 è una vista in prospettiva con parti asportate dell'apparecchiatura di fig. 11 in una fase di chiusura parziale della schermatura di protezione. DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLE PREFERITE FORME DI ATTUAZIONE

In fig. 1A è mostrata un'apparecchiatura secondo una prima forma di esecuzione dell'invenzione, in uno stato non operativo.

Si noti una schermatura perimetrale 1 che cinge la zona inferiore di un telaio di supporto T che sostiene un piano di lavoro 2.

Più precisamente, il telaio T si compone di elementi di traliccio TI e T2 che definiscono una struttura di sostegno mobile per la schermatura perimetrale 1 (come si illustrerà più avanti) e di vincolo fisso per il piano di lavoro 2, preferibilmente in forma di una lastra di materiale rigido e stabile (per esempio granito) del tipo impiegato nelle macchine utensili o nei tastatori di precisione.

Il telaio T sostiene il piano di lavoro 2 ad un'altezza appropriata affinché un operatore UO possa accedervi comodamente. Inoltre la schermatura perimetrale 1, nello stato non operativo, come illustrato nelle figg. 1A-2, presenta un'altezza tale da rimanere a filo o al di sotto della superficie superiore del piano di lavoro 2: in questo modo, è possibile accedere comodamente al piano di lavoro, sia lateralmente che dall'alto, senza interferire con la schermatura perimetrale che rimane interamente ad un livello inferiore.

Almeno su un lato del piano di lavoro 2 - nelle figure, un lato posteriore di una forma in pianta genericamente rettangolare (anche se il piano 2 potrebbe avere anche una forma poligonale, regolare o irregolare, a più di quattro lati, oppure altre forme) - la schermatura perimetrale 1 è disposta ad una certa distanza dal bordo del piano di lavoro 2 (si veda fig. 1B), in modo da definire un vano 3 accessibile verticalmente tra il piano 2 e il lato corrispondente della schermatura perimetrale 1. In questo vano 3 trovano posto mezzi di movimentazione M idonei a sollevare ed abbassare, rispettivamente sopra e sotto al livello del piano di lavoro 2, una testa laser per marcatura 4, come meglio descritto nel seguito.

Secondo la preferita forma di esecuzione rappresentata, gli altri tre lati della schermatura perimetrale sono disposti a ridosso dei bordi laterali e frontale del piano di lavoro 2, così da occupare l'area di ingombro minima rispetto all'impronta in pianta rettangolare del piano di lavoro 2.

Preferibilmente, come reso evidente dal confronto delle figg. 1A e 1B, il vano 3 di alloggiamento della testa di marcatura è chiuso superiormente da una copertura mobile, per esempio un tratto di tapparella TP estensibile, come meglio si illustrerà più avanti.

Nella fig. 2 è illustrata l'apparecchiatura in uno stato di preparazione, in cui è stato deposto un pezzo da marcare 5 sul piano di lavoro 2 e la testa di marcatura 4 è estratta dal vano 3 e disposta in assetto operativo.

Come si nota da fig. 2, i mezzi di movimentazione M comprendono una guida verticale semplice o telescopica 4a, con dispositivo di movimentazione proprio, un braccio articolato 4b ed un'articolazione di aggancio 4c per una testa laser per marcatura 4. Non si ritiene necessario illustrare in dettaglio le parti componenti del marcatore laser 4, in quanto si tratta di elementi reperibili dal commercio, per esempio il modello UNIQ™ della ditta Datalogic™.

Gli elementi illustrati sopra sono visibili anche nella vista frontale della fig. 3, che mostra lo sviluppo in alzato di questi elementi, rispetto all'altezza di un operatore UO di statura media. In questa figura si nota inoltre che l'insieme di questi elementi, compreso il pezzo da marcare 5, si eleva dal piano di lavoro 2 di una quota inferiore all'altezza della schermatura perimetrale 1 e dunque dell'altezza del piano di lavoro 2 dal suolo.

Secondo una caratteristica peculiare dell'invenzione, la schermatura perimetrale 1 è montata sul telaio T in modo estensibile verticalmente, così da poter essere portata da un assetto abbassato - in cui cinge il telaio T e resta ad un livello inferiore a quello del piano di lavoro (figg. 1A-3) - ad un assetto sollevato - in cui delimita lateralmente il piano di lavoro all'altezza della testa di marcatura 4.

Secondo una prima forma di esecuzione illustrata nelle figg. 4-10, la schermatura perimetrale è in forma di pannelli montati in modo scorrevole verticalmente. Benché l'intera superficie laterale della schermatura perimetrale 1 possa muoversi solidalmente verso l'alto e verso il basso, preferibilmente almeno una sua porzione anteriore è montata mobile verticalmente in modo indipendente dalla rimanente porzione di schermatura 1: ciò rende più comodo l'accesso all'operatore UO quando occorra utilizzare l'apparecchiatura con frequenti lotti di piccoli pezzi da marcare, come si vedrà più avanti.

Nella fig. 4 è illustrata la struttura della schermatura perimetrale 1 in una posizione completamente sollevata in verticale. Si può notare che la schermatura perimetrale 1 in questo caso si compone di tre pannelli solidali P1, P2 e P3 sui due fianchi e sul lato posteriore, mentre un quarto pannello anteriore P4 è scorrevole verticalmente sul telaio T in modo indipendente (nella fig. 4 è in posizione abbassata).

Questa disposizione non è vincolante, nel senso che si potrebbe prevedere altre disposizioni in cui le pareti della schermatura perimetrale si muovono verticalmente in modo diverso.

Preferibilmente anche il lato superiore può essere chiuso. Secondo questa forma di esecuzione, sul lato superiore è prevista una tapparella TP scorrevole orizzontalmente ed estendibile da una piega di raccolta TP' che si trova alloggiata nel vano posteriore 3 (si vedano figg. 5- 7- 10).

La tapparella superiore TP, in posizione completamente aperta (fig. 1B), si trova ripiegata TP' all'interno del vano posteriore 3, mentre in posizione completamente chiusa (fig. 6) si distende orizzontalmente, al di sopra del piano di lavoro 2, mediante scorrimento in opportune guide laterali, ad un'altezza superiore ai vari elementi del marcatore laser 4.

Anche quando la schermatura perimetrale 1 è in posizione compietamente abbassata (fig. 1A), la tapparella TP può essere brevemente estesa per chiudere superiormente il vano 3, sino ad andare in battuta contro il bordo posteriore del piano di lavoro 2.

Si noti che l'assetto operativo dell'apparecchiatura - ossia quello che genera il consenso ad avviare la testa di marcatura laser 4 - non è quello rappresentato nelle figure 4 e 5, bensì quella di fig. 6, in cui anche il pannello frontale P4 è stato a sua volta completamente sollevato e la tapparella TP è stata spostata orizzontalmente in avanti, fino a raggiungere il bordo superiore del pannello P4, a completare la chiusura della schermatura perimetrale intorno alla testa laser per marcatura 4.

Il fatto che il pannello frontale P4 abbia un movimento verticale indipendente dalla rimanente porzione di schermatura perimetrale, comporta dei vantaggi operativi. Infatti, quando occorre utilizzare l'apparecchiatura dell'invenzione in modo tradizionale, ossia per marcare pezzi piccoli e maneggevoli, si può lasciare la schermatura perimetrale 1 nell'assetto sollevato/esteso illustrato in fig. 5 ed agire unicamente sul pannello P4, abbassandolo o sollevandolo ogni volta che occorra introdurre ed estrarre i pezzi da marcare. La chiusura e l'apertura del solo pannello P4 rende ovviamente più veloci le operazioni di cambio pezzi e quindi la produttività della macchina. Quando invece si desideri sfruttare le peculiarità dell'apparecchiatura secondo l'invenzione, per caricare sul piano di lavoro pezzi più ingombranti o pesanti, si può procedere ad abbassare e sollevare l'intera schermatura perimetrale.

Nelle figg. 7-10 l'apparecchiatura secondo la prima forma di esecuzione è illustrata in trasparenza, ossia avendo asportato i pannelli di schermatura per mostrare gli elementi interni che definiscono i movimenti di apertura e chiusura.

Si noti che i tre pannelli posteriore e laterali P1-P3 sono montati solidali fra loro e fissati a binari B scorrevoli verticalmente in guide G solidali al telaio T. Il movimento verticale è assicurato da un motore elettrico R1 che comanda in rotazione due pignoni dentati contrapposti R2 impegnati su rispettive cremagliere dentate rettilinee R3 solidali alla schermatura perimetrale.

Nel caso in cui il pannello frontale P4 sia montato mobile ed indipendente dalla rimanente porzione di schermatura, si prevede un sistema di guide e binari dedicati: in tal caso è sufficiente, in vista della maggiore leggerezza, un sistema manuale di sollevamento per il solo pannello anteriore, per esempio un meccanismo a pantografo articolato GF provvisto di un ammortizzatore pneumatico GF1 che mantiene la posizione del pannello P4 impostata manualmente dall'operatore. In via alternativa, è possibile prevedere un attuatore pneumatico o elettrico, a comando automatico o manuale, che solleva ed abbassa attivamente il pannello anteriore.

Il movimento di srotolamento e arrotolamento della tapparella TP può essere anch'esso motorizzato mediante sistemi di per sé noti, per esempio mediante cinghie di trasmissione montate ad anello entro due guide laterali superiori TP1 e TP2 lungo le quali scorrono i due bordi laterali della tapparella TP.

Anche per il sollevamento/abbassamento del montante 4a del marcatore laser 4 è preferibilmente previsto un motore elettrico RR opportunamente comandato mediante automazione industriale.

Nelle fig. 11-13 è illustrata schematicamente una seconda forma di esecuzione dell'invenzione.

Qui la testa laser per marcatura 4 è montata all'estremità di un braccio robotizzato, che sostituisce in modo equivalente il sistema articolato di fig. 2, ma non è determinante ai fini dell'insegnamento inventivo.

In questa forma di esecuzione, la schermatura perimetrale comprende pannelli P5, P6, P7 (un pannello laterale P6 ed il pannello posteriore P7 non sono illustrati nelle figure) compositi, costituiti da un sistema di sotto-pannelli contigui, montati affiancati e reciprocamente scorrevoli almeno in parte con meccanismo telescopico uno rispetto all'altro: ciò determina una modalità di estensione verticale dei pannelli laterali che non è definita da un unico movimento rigido, ma da uno scorrimento reciproco dei sotto-pannelli uno sull'altro.

A tal fine, i sotto-pannelli sono impegnati fra di loro da guide di scorrimento PG1-PG3 previste lungo i rispettivi bordi laterali. Quando i sotto-pannelli del medesimo pannello si trovano sovrapposti fra loro (si veda pannello P5 in fig. 11) si ottiene il minore ingombro in altezza. Quando invece i sottopannelli scorrono fra di loro e si allontanano della massima corsa disponibile, il pannello assume l'estensione massima in altezza (si veda lo stesso pannello P5 in fig. 13). Nell'assetto completamente abbassato della schermatura perimetrale è dunque visibile solo il pannello esterno di ognuno di detti sistemi a movimento telescopico, mentre gli altri sotto-pannelli del medesimo pannello si trovano scalati ed affiancati verso l'interno.

Il sotto-pannello più interno o più esterno di ciascun pannello è comandato secondo un moto di sollevamento/abbassamento e, in tale movimento -al raggiungimento di una corsa predeterminata - trascina anche quello adiacente e così via progressivamente quelli più esterni o interni. Tipicamente, si ritiene che siano sufficienti tre sotto- pan nel li per ciascun pannello di schermatura perimetrale. Il sotto-pannello comandato è preferibilmente portato in movimento tramite opportuni organi di sollevamento, costituiti da pantografi meccanici GF, pilotati da un motore elettrico RG ed eventualmente sostenuti da ammortizzatori pneumatici a controllo automatico.

Preferibilmente, almeno il sotto pannello inferiore non è rigido, ma è in forma di una schermatura flessibile avvolgibile, con riavvolgimento a molla. La schermatura flessibile si srotola durante il movimento verticale verso l'alto e si riavvolge per effetto della molla di richiamo, durante il movimento verticale verso il basso.

La stessa costruzione è utilizzata sia per i pannelli laterali P5-P7 sia per un pannello frontale P8.

Nel caso preferito in cui il pannello frontale P8 sia montato mobile ed indipendente dalla rimanente porzione di schermatura, si prevede un sistema automatico o manuale di sollevamento analogo a quello previsto nella prima forma di esecuzione.

Anche il lato superiore della schermatura perimetrale può essere dotato di un sistema di chiusura P9 a meccanismo telescopico. In questo caso, per ottenere le dimensioni minime di copertura del vano di estrazione del marcatore laser 4, i sotto-pannelli reciprocamente scorrevoli potrebbero essere più di tre, per esempio quattro.

Gli altri componenti e le modalità di funzionamento sono del tutto equivalenti a quelle della prima forma di esecuzione.

Questa forma di esecuzione, contemplando sotto-pannelli affiancati fra di loro (di cui, eventualmente, una parte avvolgibili) nell'assetto di risposo, può disporre di una schermatura perimetrale di altezza molto maggiore rispetto al limite imposto dall'altezza del piano di lavoro 2.

Come si comprende facilmente, attraverso l'apparecchiatura secondo l'invenzione, si consegue una elevata compattezza e flessibilità della schermatura disponibile alla testa di marcatura laser, quindi un ingombro operativo ben inferiore rispetto alla tecnica nota.

Prove pratiche hanno dimostrato la perfetta funzionalità di questa apparecchiatura di protezione, utilizzabile non soltanto per una macchina di marcatura laser, ma anche per ogni altra macchina che operi con laser ad alta potenza su pezzi di dimensioni ridotte.

L'apparecchiatura dell'invenzione aumenta la flessibilità di impiego del marcatore laser ed è installabile in aree senza accesso controllato.

S'intende comunque che l'invenzione non deve considerarsi limitata alle particolari forme d'esecuzione illustrate sopra, che costituiscono soltanto forme di esecuzione esemplificative di essa, ma che diverse varianti sono possibili - in particolare per quanto riguarda le modalità di apertura e chiusura delle pareti della cabina di schermatura - tutte alla portata di un tecnico del ramo, senza per questo uscire dall'ambito di protezione dell'invenzione stessa, come definito dalle rivendicazioni che seguono.

Ad esempio, sebbene sia preferibile che la testa di marcatura laser possa rientrare nel vano sottostante al piano di lavoro - così da rimanere maggiormente protetta rispetto ad eventuali interferenze con organi di spostamento dei pezzi da lavorare che occupano l'area superiormente al piano di lavoro -ciò non è strettamente indispensabile: la testa laser potrebbe anche essere disposta permanentemente al di sopra del piano di lavoro.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura di marcatura laser provvista di schermatura di protezione, comprendente un telaio di supporto (T) di un piano di lavoro (2) e una testa di marcatura laser (4) operante al di sopra di detto piano di lavoro (2), intorno a detto piano di lavoro essendo disposta una schermatura di protezione che avvolge completamente l'area di lavoro di detta testa di marcatura laser (4) e dotata di pannelli disposti eretti perimetralmente a detto piano di lavoro, caratterizzata da ciò che detti pannelli (P1-P8) sono montati mobili da una posizione inferiore, in cui cingono detto telaio di supporto (T) sino ad un'altezza inferiore o a filo della superficie superiore di detto piano di lavoro (2), ad una posizione estesa superiormente in cui cingono l'area superiore a detto piano di lavoro (2) sino ad un'altezza operativa di detta testa di marcatura laser (4).
2. Apparecchiatura come in 1, in cui detti pannelli (P1-P4) sono montati scorrevoli verticalmente con un movimento rigido.
3. Apparecchiatura come in 1, in cui detti pannelli (P5-P8) sono costituti ciascuno da una pluralità di sotto- pan nel li affiancati e almeno in parte mobili reciprocamente con meccanismo telescopico.
4. Apparecchiatura come in 3, in cui almeno parte i detti sotto- pan nel li sono in forma di schermature flessibili avvolgibili.
5. Apparecchiatura come in 1, 2, 3 o 4, in cui almeno un pannello frontale (P4) è montato mobile indipendentemente dagli altri pannelli.
6. Apparecchiatura come in 5, in cui detto pannello frontale (P4, P8) è montato libero in scorrimento verticale e vincolato mediante un ammortizzatore pneumatico (GF1) tarato per sostenere il peso di detto pannello ed inibirne la discesa per gravità.
7. Apparecchiatura come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui è previsto anche un pannello di chiusura superiore (TP, P9) estensibile da una posizione richiusa posteriore ad una posizione estesa anteriore.
8. Apparecchiatura come in 7, in cui detto pannello di chiusura superiore è in forma di una tapparella avvolgibile (TP) o di una pluralità di sottopannelli estensibili telescopicamente (P9).
9. Apparecchiatura come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui almeno uno detti pannelli disposti eretti perimetralmente è scostato da detto piano di lavoro (2) in modo da definire un vano verticale (3) in cui è alloggiata mobile detta testa di marcatura laser (4).
10. Apparecchiatura come in 9, in cui un'apertura superiore di detto vano (3) è chiudibile da almeno parte di un pannello di chiusura superiore (TP, P9) come in 6 quando detti pannelli disposti eretti perimetralmente sono in detta posizione inferiore.