IT201800005133A1

IT201800005133A1 - Dispositivo e metodo per la rimozione automatica di film estensibile da merci imballate su bancale o pallet

Info

Publication number: IT201800005133A1
Application number: IT102018000005133A
Authority: IT
Inventors: Pasqualino Tribelli
Priority date: 2018-05-07
Filing date: 2018-05-07
Publication date: 2018-08-07

Description

DESCRIZIONE

CAMPO DI APPLICAZIONE

Il film estensibile di tipo plastico rappresenta il sistema di imballaggio più diffuso per il confezionamento e la protezione di merci trasportate su pallets o bancali, grazie ai vantaggi offerti da questa soluzione rispetto ad altri sistemi di packaging e protezione.

Formano oggetto del presente trovato un dispositivo ed un metodo per la rimozione di film estensibile da merci imballate su pallet o bancale. Il dispositivo proposto ed il metodo ad esso associato sono adatti ad un sistema robotico o automatico e in generale, idonei ad essere impiegati nell’ambito di processi industriali o di automazione.

STATO DELLA TECNICA

Allo stato attuale della tecnica sono noti diversi tipi di soluzioni tecniche per la rimozione automatica di rivestimenti plastici da merci su pallet. I sistemi più diffusi, utilizzano soluzioni combinate costituite da un utensile di taglio e sistemi di presa per lo svolgimento del film. In ambito industriale sono noti sistemi integrati costituiti da bracci robotici, manipolatori e sistemi di movimentazione, finalizzati ad operazioni di rimozione di film di tipo termoretraibile da pallet contenenti bottiglie o lattine, ma in generale si tratta di dispositivi specializzati e scarsamente riconfigurabili.

Sono anche noti sistemi robotici finalizzati alla rimozione di film estensibile, ma queste soluzioni, meccanicamente molto complesse e dal costo elevato, fanno di solito uso di almeno due bracci robotici: uno equipaggiato con un utensile di taglio e uno equipaggiato con un sistema di presa e svolgimento.

Diversi brevetti sono stati depositati con riferimento a soluzioni robotiche ed automatiche nell’ambito della rimozione di film estensibile da merci su pallet come in:

- US 5463841A (07 novembre 1995)

in cui il metodo ed il dispositivo di presa include una pinza inferiore ed una superiore per afferrare i bordi del film e un gruppo di taglio per fendere verticalmente il film in corrispondenza della zona afferrata. Dei bracci mobili di tipo oscillante supportano la pinza superiore per facilitare l’operazione di rimozione del film. Il dispositivo include anche un sistema per trattenere il film e un elemento termico per la sua raccolta;

- US 7343722 B1 (18 marzo 2008)

in cui il dispositivo di rimozione comprende una struttura fissa che supporta una unità di avvolgimento per la raccolta del film estensibile ed una unità di taglio. L'unità di avvolgimento include una guida a rulli, che può essere posizionata selettivamente in una posizione aperta o chiusa, una piastra di estrazione, ed uno o più rulli di avvolgimento di cui uno movibile all’interno di un’asola. Un perno flottante permette di bloccare il film in corrispondenza di un rullo di avvolgimento durante la rotazione della bobina;

- US 2003/0177740A1 (25 settembre 2003)

in cui l'apparato di svolgimento è costituito da due sostegni tra i quali è collocato il pallet da srotolare. Ogni sostegno include delle pinze collegate in corrispondenza della porzione superiore ed inferiore, che consentono di afferrare il film estensibile e trascinarlo. L'apparato di rimozione del film include un'unità per il taglio del film estensibile che è collegata ad uno dei supporti dell'apparato di svolgimento. Quando l'unità di taglio si sposta verticalmente, il film estensibile tagliato viene trascinato dal carico attraverso le pinze. Una bobina di avvolgimento viene utilizzata per avvolgere e raccogliere il film estensibile rimosso;

- WO 2009/ 106655A1 (3 settembre 2009)

in cui il sistema proposto è costituito da una piastra rotante, su cui viene posizionato il pallet da lavorare, da un supporto verticale, lungo il quale si muovono dei dispositivi di taglio e svolgimento del film e da attuatori. I dispositivi di taglio e svolgimento, sono posizionati su degli appositi carelli scorrevoli, che vengono movimentati lungo il supporto verticale, in modo coordinato con la rotazione della piastra sulla quale è posizionato il pallet.

Tuttavia i brevetti sopracitati e i sistemi attualmente noti sono caratterizzati dalle seguenti limitazioni: sono dispositivi specializzati usati per rimuovere film estensibile da imballaggi di forma e dimensione ben definite, in operazioni che presuppongono una limitata versatilità. Infatti, i dispositivi conosciuti sono caratterizzati da limitata o assente capacità di rimozione del film estensibile da pallet con sagome o dimensioni differenti.

Inoltre, la gestione dei dispositivi noti richiede nella maggior parte dei casi, l’utilizzo di sistemi di taglio termico, o sistemi meccanicamente molto complessi, dai costi elevati. Per ovviare a tali inconvenienti ed ottenere altri vantaggi, il richiedente ha studiato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Scopo della presente invenzione è quello di provvedere un dispositivo ed un metodo, adatto ad un sistema robotico o automatizzato che consenta la rimozione del rivestimento in film estensibile da pallets o bancali, ai fini della successiva manipolazione in ambito industriale, il quale dispositivo consenta una efficienza paragonabile o superiore a quella dei sistemi sopramenzionati, e nel contempo sia maggiormente versatile e con minor costo.

Uno scopo particolare, ma non limitativo, è quello di rimuovere il film estensibile presente su merci imballate su pallet. Tali scopi nonché altri che appariranno più chiari in seguito, vengono raggiunti con il dispositivo automatico avente le caratteristiche esposte nella parte caratterizzante delle rivendicazioni da 1 a 5 e con il metodo descritto nelle rivendicazioni da 6 a 8.

Il trovato, che nel seguito sarà descritto in dettaglio con riferimento ai disegni allegati, comprende un braccio movibile equipaggiato nella sua parte terminale con una pinza per l’aggancio del film e un sistema per lo svolgimento del film e il suo deposito. Il dispositivo per lo svolgimento del film comprende da una spola rotante a configurazione variabile, costituita da una piastra principale che supporta un attuatore lineare e forche movibili di avvolgimento, movimentate per mezzo di un pignone dentato ed un insieme di aste a cremagliera, pattini a basso attrito e guide lineari, orientate secondo le direzioni individuate dai vertici delle suddette forche di svolgimento e dal centro della piastra principale. L’azionamento dell’assieme piastre-pignone-cremagliere-pattini-guide per mezzo di un attuatore lineare determina lo spostamento delle forche di avvolgimento lungo gli assi delle guide lineari, determinando due configurazioni alternative di lavoro: a forche distanziate e a forche raggruppate. Il metodo di rimozione è strutturato in tre fasi: presa, svolgimento e rilascio del film. L’operazione di presa, eseguita per mezzo della pinza, avviene in corrispondenza della parte terminale del film estensibile avvolto, che secondo il presente metodo, nella fase di imballaggio, viene predisposta secondo una specifica configurazione in una zona predefinita del bancale. Il successivo svolgimento del film dalle merci avviene attraverso la rotazione contemporanea della piastra su cui è posizionato il bancale, della spola a forche movibili e attraverso lo spostamento coordinato dell’intero dispositivo lungo l’asse verticale del bancale tramite un robot o sistema automatico.

Il dispositivo proposto presenta minor costo, maggiore versatilità e maggiore semplicità costruttiva ed operativa rispetto ai sistemi attualmente noti; queste caratteristiche lo rendono idoneo ad essere utilizzato in vari ambiti industriali.

Grazie al presente trovato si ottengono quindi i seguenti vantaggi:

- dispositivo idoneo allo svolgimento del film per pallet di varie sagome e dimensioni;

- dispositivo adatto per essere utilizzato da un robot industriale o sistema automatico; - dispositivo di svolgimento che non fa uso di sistemi di taglio o termici;

- dispositivo versatile e facilmente riconfigurabile;

- minor costo rispetto ai sistemi attualmente noti;

- elevata efficienza.

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni allegati.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva del dispositivo di rimozione del film estensibile, illustrata a titolo di esempio non limitativo con l’aiuto delle unite tavole di disegno in cui:

- Fig. 1 illustra schematicamente, a titolo di esempio non limitativo delle forme e delle condizioni operative, il dispositivo proposto (101), connesso ad un robot industriale (102) o sistema automatico. Il dispositivo (101) è finalizzato alla rimozione del film estensibile (103) utilizzato come imballaggio per merci (104) trasportate tramite bancale o pallet (105); il bancale è posizionato su una base rotante (106);

- Fig. 2 mostra una vista assonometrica relativa ad una forma di realizzazione preferenziale del dispositivo (101) per la rimozione del film estensibile secondo l’invenzione;

- Fig.3 ha lo scopo di evidenziare il metodo di rimozione del film estensibile tramite il dispositivo di Fig.2 e mostra detto dispositivo nella fase di aggancio della parte terminale del film estensibile avvolto;

- Fig.4 ha lo scopo di evidenziare il metodo di rimozione del film estensibile tramite il dispositivo di Fig. 2 e mostra detto dispositivo durante la fase di svolgimento del film dal pallet;

- Fig.5 ha lo scopo di evidenziare il metodo di rimozione del film estensibile tramite il dispositivo di Fig. 2 e mostra detto dispositivo durante la fase di rilascio del film;

- Fig.6 è una vista del dispositivo di Fig.2 che ha lo scopo di illustrare la struttura ed i componenti;

- Fig.7 è una vista del dispositivo secondo la sezione A-A di Fig.6, che ha lo scopo di illustrare la struttura ed i componenti;

- Fig.8 è una vista del dispositivo secondo la sezione B-B di Fig.6, che ha lo scopo di illustrare la struttura ed i componenti;

- Fig. 9 è una vista secondo la sezione C-C di Fig.6, che ha lo scopo di illustrare la struttura ed i componenti.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI UNA FORMA DI REALIZZAZIONE

PREFERENZIALE DEL TROVATO

Con riferimento alle tavole allegate è ora illustrata una forma di realizzazione preferenziale del trovato ed il metodo di rimozione del film estensibile.

Il dispositivo mostrato in Fig.2 comprende:

- almeno una prima porzione (201) che include una struttura portante che funge da telaio e supporta almeno un attuatore rotativo, gli elementi di trasmissione del moto da esso azionati, almeno un distributore rotante elettropneumatico, ed un elemento flangiato di ancoraggio,

- almeno una seconda porzione (202) che include una spola rotante che comprende una piastra principale, un insieme di quattro forche di avvolgimento movibili, collegate a mezzi di trasmissione del moto azionati da almeno un attuatore lineare, - almeno una terza porzione (203) comprendete un braccio rotante estensibile, equipaggiato con un organo di presa in corrispondenza di una sua porzione di estremità.

La spola può assumere due configurazioni di lavoro: a forche distanziate e a forche ravvicinate, ottenute attraverso l’azionamento di un attuatore lineare e dei dispositivi di trasmissione del moto ad esso collegati. La configurazione con forche distanziate è usata durante la fase di svolgimento del film dal bancale, per trascinare ed avvolgere il materiale raccolto. La configurazione con forche ravvicinate, seguita dall’apertura della pinza, consente invece di rilasciare il film quando viene ultimata la fase di raccolta.

Le Fig. 3, Fig. 4 e Fig. 5 illustrano il metodo di svolgimento del film estensibile da un bancale. In particolare, la Fig. 3 mostra il dispositivo nella fase di aggancio del film, che viene eseguita per mezzo dello spostamento della pinza in corrispondenza della parte terminale del film estensibile avvolto, che secondo il presente metodo, nella fase di imballaggio delle merci, viene predisposta secondo una specifica configurazione in una zona predefinita del bancale. Successivamente la pinza, con il film afferrato, viene riportata in una posizione tale da non interferire con la rotazione delle forche della spola.

La Fig. 4 descrive la fase di svolgimento del film dalle merci, che viene ottenuta tramite la rotazione della piastra sulla quale il bancale viene posizionato e della spola a forche movibili. Le suddette rotazioni sono coordinate con lo spostamento lungo l’asse verticale del bancale, dell’intero dispositivo (101), per mezzo di un robot industriale (102) o di un sistema automatico.

La Fig.5 si riferisce alla fase di scarico del film che avviene per gravità, spostando le forche movibili della spola dalla configurazione a forche distanziate alla configurazione a forche ravvicinate ed aprendo la pinza.

Fig. 6 è una vista che evidenzia la struttura della forma di realizzazione preferenziale di Fig.2. Detta struttura comprende una piastra principale (601) che funge da telaio e che supporta un elemento flangiato (602) per il collegamento con un robot industriale (102) o sistema automatico, un attuatore elettrico rotativo (603) e un distributore rotante elettro-pneumatico (604), che fornisce l’alimentazione elettrica e pneumatica all’attuatore lineare (605), al braccio estensibile (606) e alla pinza (607).

Alla piastra (601) sono collegati anche gli elementi del sistema di trasmissione del moto, mostrato in dettaglio nella Fig.7, che riporta una vista del dispositivo di Fig.6 secondo la sez. A-A, in cui la cinghia (701) collega la ruota dentata motrice (702) e la ruota dentata condotta (703), che porta in rotazione il sistema di svolgimento del film.

L’organo di svolgimento del film è costituito da 4 forche movibili individuate in Fig. 6 con le posizioni (608), (609), (610), (611). La forca (608) è accoppiata tramite la piastra (801) con la guida lineare (802), che può scorrere all’interno del pattino a basso attrito (803), ancorato alla piastra principale (704). La forca (610), è accoppiata tramite la piastra (804) con la guida lineare (805), che può scorrere all’interno del pattino a basso attrito (806), ancorato alla piastra principale (704). Le forche (609) e (611), sono invece rispettivamente accoppiate tramite le piastre (807), (810) alle guide lineari (808), (811), che possono scorrere all’interno di pattini a basso attrito (809), (812), vincolati alla piastra (704). Alle piastre (801), (807), (804), (810) sono vincolate rispettivamente le aste a cremagliera (813), (814), (815), (816) che risultano meccanicamente accoppiate con il pignone (817), calettato al centro della piastra (704) in corrispondenza del punto di convergenza degli assi delle guide lineari (802), (808), (805), (811). Il movimento relativo delle forche di avvolgimento, avviene lungo gli assi delle guide lineari, la cui direzione è definita dai vertici delle forche (608), (609), (610), (611) e dal centro della piastra principale (704). Il suddetto movimento, che permette l’avvicinamento o l’allontanamento relativo delle forche è comandato da un attuatore lineare (605) il cui albero è connesso, tramite il collegamento (706), al sotto-assieme guida-cremagliera (805)-(815) a sua volta collegato alla piastra (804) e quindi alla forca di presa movibile (610). Il movimento dell’albero dell’attuatore lineare determina in questo modo la rotazione del pignone (817) che risulta accoppiato alla cremagliera (815). Le forche (608), (609), (611) sono invece azionate in conseguenza del moto trasmesso dalla cremagliera attuata (815), alle cremagliere condotte (813), (814), (816) attraverso il pignone (817). Le coppie di cremagliere (813) - (815) e (814) - (816), come evidenziato in Fig.9, sono posizionate su due livelli differenti, assicurati per mezzo di una scanalatura ricavata tramite asportazione di materiale sulla piastra (704). In modo analogo, anche le coppie di guide lineari (802) - (805) e (808) - (811), operano su due livelli differenti. L’attuatore di tipo lineare (605), è vincolato alla piastra (704) per mezzo di un fissaggio posteriore (705), mentre l’albero dell’attuatore è connesso alla guida (805) e quindi alla cremagliera (815) per mezzo del collegamento (706) che è libero di scorrere all’interno di due asole ricavate sulla piastra (704).

L’organo di presa della parte terminale del film estensibile avvolto è rappresentato da un braccio movibile costituito da almeno un attuatore rotativo (901), da almeno un link estensibile (902) e da almeno un organo di presa connesso in corrispondenza di una porzione di estremità (903). Il suddetto braccio è ancorato alla piastra rotante (704) a sua volta collegata per mezzo di 4 distanziali alla ruota dentata (703), attuata per mezzo della cinghia di trasmissione (701), azionata dall’attuatore elettrico (603). Sulla base della descrizione appena fornita di una forma di realizzazione preferenziale del trovato, ed in riferimento agli schemi di Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5, che descrivono a titolo di esempio non limitativo le condizioni operative di lavoro, il metodo di svolgimento automatico del film estensibile da merci confezionate su bancale o pallet comprende le fasi di:

a) afferrare la parte terminale del film estensibile avvolto, posizionando opportunamente il braccio di presa ed azionando la pinza collocata in corrispondenza della sua estremità,

b) posizionare il braccio in posizione tale da non interferire con la rotazione delle forche di avvolgimento del film predisposte nella configurazione a forche distanziate, c) mettere in rotazione la spola e la base di supporto del bancale (106) e spostare il dispositivo (101) tramite un braccio robotico (102) o sistema automatico lungo l’asse verticale del pallet fino ad ultimare la rimozione dell’intero film dal bancale avvolgendolo intorno alla spola,

d) azionare la spola nella configurazione a forche ravvicinate ed aprire la pinza, in modo da consentire il rilascio del film estensibile per gravità.

Da quanto descritto appare evidente che il dispositivo ed il metodo, secondo l’invenzione presentata, raggiungono gli scopi prefissati.

L'oggetto dell’invenzione è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel concetto inventivo espresso nelle rivendicazioni allegate. Tutti i particolari potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, ed i materiali o le forme potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire dall'ambito di tutela della presente invenzione. Anche se l'oggetto è stato descritto con particolare riferimento alle figure allegate, i numeri di riferimento usati nella descrizione e nelle rivendicazioni sono utilizzati per migliorare l'intelligenza dell’invenzione e non costituiscono alcuna limitazione all'ambito di tutela rivendicato.

Claims

RIVENDICAZIONI 1- Dispositivo (101) per la rimozione di film estensibile da merci imballate su bancale, adatto per un sistema robotico (102) o automatico, il quale dispositivo comprende: - almeno una prima porzione (201) che include una struttura portante che funge da telaio e supporta almeno un attuatore, elementi di trasmissione del moto, un elemento di collegamento flangiato e un distributore rotante elettropneumatico, - almeno una seconda porzione (202) che include una spola rotante, che comprende una piastra, un insieme di 4 forche di avvolgimento movibili, collegate a mezzi di trasmissione del moto azionati da un attuatore, - almeno una terza porzione (203) che include un braccio rotante estensibile, equipaggiato con un organo di presa in corrispondenza di una sua porzione di estremità, - almeno una quarta porzione che include un supporto rotante per pallet (106) e caratterizzato dal fatto che consente di rimuovere il film estensibile tramite l’azione di un organo di presa (607) e di una spola rotante comprendente forche di avvolgimento movibili (608), (609), (610), (611) azionate tramite un attuatore (605) per mezzo di un sistema di trasmissione del moto che include almeno un pignone (817), cremagliere (813), (814), (815), (816), guide lineari (802), (808), (805), (811) e pattini a basso attrito (803), (809), (806), (812), in modo tale da implementare uno spostamento delle forche movibili lungo gli assi delle guide lineari, la cui direzione, definita dai vertici delle forche di avvolgimento (608), (609), (610), (611) e dal centro della piastra (704) può determinare alternativamente una configurazione di lavoro a forche ravvicinate o una a forche distanziate, e in cui la rotazione delle suddette forche posizionate in configurazione distanziata, coordinata con la rotazione del supporto pallet (106) e lo spostamento del dispositivo (101) lungo l’asse verticale del bancale, consente lo svolgimento del film, mentre, una volta ultimato lo svolgimento, la commutazione tra la configurazione a forche distanziate e la configurazione con forche raggruppate, e l’apertura dell’organo di presa, determinano il rilascio per gravità del film estensibile avvolto intorno alle forche. 2- Dispositivo come alla rivendicazione 1, comprendente una spola rotante che include una pluralità di forche di avvolgimento movibili orientate o disposte secondo una qualsiasi configurazione geometrica, e almeno un braccio articolato dotato di almeno due gradi di libertà, equipaggiato con almeno un organo di presa in corrispondenza di una sua porzione di estremità, caratterizzato dal fatto che dette pluralità di forche di avvolgimento movibili sono azionate tramite uno o più attuatori per mezzo di un sistema di trasmissione del moto comprendente almeno guide lineari, pattini a basso attrito, pignone e cremagliere, configurato in modo tale da implementare uno spostamento delle forche movibili lungo gli assi delle guide lineari, la cui direzione, definita dai vertici delle forche e dal centro del telaio può determinare alternativamente una configurazione di lavoro a forche ravvicinate o una a forche distanziate, e in cui la rotazione delle suddette forche posizionate in configurazione distanziata, coordinata con la rotazione del supporto pallet (106) e lo spostamento del dispositivo (101) lungo l’asse verticale del bancale, consente lo svolgimento del film, mentre, una volta ultimato lo svolgimento, la commutazione tra la configurazione a forche distanziate e la configurazione con forche raggruppate, e l’apertura dell’organo di presa, determinano il rilascio per gravità del film estensibile avvolto intorno alle forche. 3- Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 e 2 caratterizzato dal fatto che detti elementi attuatori comprendono almeno un attuatore azionato da un fluido. 4- Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 e 2 caratterizzato dal fatto che detti elementi attuatori comprendono almeno un attuatore ad azionamento elettromagnetico. 5- Dispositivo secondo le rivendicazioni da 1 a 4 caratterizzato dal fatto che l’organo di presa posizionato in corrispondenza di una porzione di estremità del braccio articolato comprende almeno un sistema di presa a vuoto del tipo a ventosa. 6- Metodo di rimozione del film estensibile da merci imballate su pallet tramite un dispositivo di cui alle rivendicazioni da 1 a 5, comprendente le fasi di: a) afferrare la parte terminale del film estensibile avvolto, posizionando opportunamente il braccio di presa ed azionando la pinza collocata in corrispondenza della sua estremità, b) spostare il braccio in una posizione tale da non interferire con la rotazione delle forche di avvolgimento del film predisposte nella configurazione a forche distanziate, c) mettere in rotazione la spola e la base di supporto del bancale (106) e spostare il dispositivo (101) tramite un braccio robotico (102) o sistema automatico lungo l’asse verticale del pallet fino ad ultimare la rimozione dell’intero film dal bancale avvolgendolo intorno alla spola, d) azionare la spola nella configurazione a forche ravvicinate ed aprire la pinza, in modo da consentire il rilascio del film estensibile per gravità, e caratterizzato dal fatto che la parte terminale del film estensibile avvolto, è stata preventivamente collocata in fase di imballaggio in una posizione predefinita del pallet. 7- Metodo per la rimozione del film estensibile come alla rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che, la parte terminale del film estensibile avvolto è collocata in una generica posizione dell’imballaggio e la sua localizzazione viene eseguita tramite un sistema di identificazione e rilevamento basato su campi elettromagnetici. 8 - Metodo per la rimozione del film estensibile come alla rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che la parte terminale del film estensibile avvolto è collocata in una generica posizione dell’imballaggio e la sua localizzazione viene eseguita tramite un sistema di visione artificiale.