IT201900000361A1 - Macchina per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti, in particolare contenitori, e relativo metodo - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:

“Macchina per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti, in particolare contenitori, e relativo metodo”

CAMPO TECNICO

La presente invenzione è rivolta ad una macchina per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti, preferibilmente contenitori come bottiglie.

In particolare, l’invenzione si inserisce nel campo tecnico dei motori lineari e di come questi, accoppiati con macchine convogliatrici, permettano il trattamento e la manipolazione di oggetti o di contenitori lungo la linea di produzione. In dettaglio, l’invenzione è rivolta al meccanismo utilizzato per pompare o aspirare un prestabilito quantitativo di aria verso o da un contenitore da trattare e/o manipolare.

L’invenzione si rivolge, inoltre, ad un metodo per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti, in particolare contenitori.

STATO DELLA TECNICA

Attualmente, la maggior parte delle macchine convogliatrici utilizzate per operare su contenitori sono del tipo a giostra rotante. La giostra presenta sulla propria periferia delle postazioni predefinite di supporto (comunemente definite da un “piattello”) su cui vengono posizionati i contenitori da trattare. In particolare, la giostra presenta un’asse centrale di rotazione e per i piattelli presenta rispettivi assi di rotazione paralleli all’asse centrale. Quindi, ciascun piattello è girevole su sé stesso per porre in rotazione un rispettivo contenitore e consentirne l’orientamento e la lavorazione, come ad esempio l’etichettatura.

Nel caso in cui debbano essere etichettati dei contenitori vuoti e aventi pareti flessibili, come ad esempio contenitori in cartone o in plastica, si è soliti insufflare al loro interno un prestabilito quantitativo di aria per conferire alla struttura una rigidità tale da resistere alla pressione superficiale applicata dall’etichettatrice durante la lavorazione, la quale può causare rotture o deformazioni permanenti. Per far ciò è necessario portare l’aria in rotazione in modo che giunga in corrispondenza di ciascun contenitore.

Pertanto, ciascuna giostra rotante è solitamente equipaggiata con un distributore rotante di aria in grado di insufflare in ogni contenitore il necessario quantitativo di aria. In dettaglio, il distributore rotante è un complesso sistema di tubazioni comprendente un condotto centrale conformato in modo tale da distribuire radialmente ad ogni ramo, e quindi ad ogni piattello e contenitore, un flusso di aria prestabilito.

Tuttavia, oggigiorno è noto sfruttare sistemi di convogliamento per contenitori che utilizzano una struttura a motori lineari, in cui un piattello è alloggiato su un rispettivo carrello mobile lungo una guida che può avere svariate forme (solitamente ovale) e alimentata da corrente elettrica.

È chiaro che l’applicazione di un distributore rotante di aria alla struttura a motori lineari, anziché alle giostre rotanti, presenta una complessità maggiore.

Infatti, sui convogliatori a motori lineari, ciascun carrello è configurato per muoversi in modo totalmente indipendente rispetto agli altri, sia in riferimento alla distanza reciproca che alla velocità, rendendo difficoltoso un eventuale collegamento con le eventuali tubazioni di collegamento e l’allineamento di esse con le aperture del raccordo principale.

In aggiunta, la struttura a motori lineari, presentando un’estensione secondo svariate forme (es. ovale) anziché circolare, obbligherebbe a collegare ciascun carrello all’eventuale distributore rotante di aria con tubazioni estensibili, in quanto ogni punto del percorso ovale presenterebbe una differente distanza dal punto di origine del flusso di aria principale.

SOMMARIO

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è quello di proporre una macchina per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, uno scopo della presente invenzione è quello di fornire una macchina per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti, in particolare contenitori, che consenta di pompare o aspirare aria in corrispondenza dei carrelli che portano i contenitori, in modo semplice ed efficace.

Ancor più in particolare, è scopo della presente invenzione fornire una macchina per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti in cui su ciascun carrello, per ogni rispettivo contenitore, è convogliabile un adeguato quantitativo di aria necessario ad irrigidire la struttura del contenitore durante le operazioni di etichettatura o simili.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire una macchina per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti in cui il convogliamento di un flusso di aria è utilizzabile sia per effettuare trattamenti sia per effettuare manipolazioni sugli oggetti presenti, in particolare contenitori. Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da una macchina per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti e il relativo metodo, i quali comprendono le caratteristiche tecniche esposte nelle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti corrispondono a ulteriori aspetti vantaggiosi dell’invenzione.

Occorre apprezzare che questo sommario introduce una selezione di concetti in forma semplificata, i quali saranno ulteriormente sviluppati nella descrizione dettagliata di seguito riportata.

L’invenzione è rivolta ad una macchina per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti, in particolare contenitori. La macchina comprende una guida che si estende lungo una direzione di avanzamento degli oggetti, un carrello principale e un carrello ausiliario entrambi scorrevolmente montati sulla guida per definire rispettivi motori lineari, e un’unità di controllo collegata alla guida e configurata per gestire lo scorrimento del carrello principale e del carrello ausiliario e la loro distanza reciproca. In aggiunta, la macchina comprende un organo di pompaggio e/o di aspirazione di un fluido interposto tra il carrello principale e il carrello ausiliario per comprimere o aspirare il fluido in funzione della variazione della distanza reciproca tra il carrello principale e il carrello ausiliario stesso. Infine, la macchina comprende un elemento operativo collegato all’organo di pompaggio e/o di aspirazione che si estende verso l’oggetto da trattare e/o manipolare in modo da agire su quest’ultimo tramite il fluido compresso o aspirato. In particolare, l’elemento operativo che si estende dal carrello principale verso l’oggetto da trattare e/o manipolare ed è almeno in parte disposto in collegamento di fluido con l’organo di pompaggio e/o di aspirazione in modo da agire su una porzione specifica dell’oggetto da trattare e/o manipolare tramite il fluido compresso o aspirato.

Vantaggiosamente, la gestione della distanza reciproca tra il carrello principale ed il carrello ausiliario (aumentandola, diminuendola o mantenendola invariata) consente di poter gestire l’organo di pompaggio e/o aspirazione e quindi consente di poter controllare l’emissione o l’aspirazione di un prestabilito quantitativo di fluido da parte di tale organo. In questo modo, quindi, lo sfruttamento dell’interazione tra il carrello principale e il carrello ausiliario sopperisce la necessità di dover installare per ogni carrello una specifica conduttura indispensabile al convogliamento del quantitativo di fluido necessario per trattare e/o manipolare l’oggetto in lavorazione.

Preferibilmente, l’insufflaggio di aria tramite l’elemento operativo ad opera dell’organo di pompaggio e/o aspirazione avviene per il trattamento di contenitori deformabili e vuoti.

Forma, altresì, oggetto della presente domanda di brevetto un metodo per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti, in particolare contenitori.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di una macchina per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti, in particolare contenitori, come illustrato negli uniti disegni, in cui:

- la figura 1 illustra, secondo una vista schematica frontale, una prima forma realizzativa preferita della macchina per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti;

- la figura 2 illustra, secondo una vista schematica dall’alto, la macchina per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti;

- la figura 3 illustra, secondo una vista schematica laterale, alcuni dettagli della macchina per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti;

- la figura 4 illustra, secondo una vista schematica laterale, una variante realizzativa della macchina per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti illustrata in figura 3;

- la figura 5a illustra, secondo una vista schematica dall’alto, una seconda forma realizzativa della macchina per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti;

- la figura 5b illustra, secondo una vista schematica dall’alto, una variante realizzativa della macchina per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti illustrata in figura 5a.

Con riferimento ai disegni, essi servono unicamente per illustrare modi di realizzazione dell’invenzione al fine di meglio chiarire, in combinazione con la descrizione, i principi inventivi alla base del trovato.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

La presente invenzione è diretta ad una macchina per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti, in particolare contenitori.

Con riferimento alle figure, una macchina per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti è stata genericamente indicata con il numero 1. Gli altri riferimenti numerici si riferiscono a caratteristiche tecniche dell’invenzione che, fatte salve diverse indicazioni o palesi incompatibilità strutturali, il tecnico esperto del ramo saprà applicare a tutte le varianti realizzative descritte.

Eventuali modifiche o varianti che, alla luce della descrizione, risultassero evidenti alla persona esperta del settore devono considerarsi rientranti nell’ambito di tutela stabilito dalla presente invenzione, secondo considerazioni di equivalenza tecnica.

Una macchina 1 per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti, in particolare contenitori, comprende almeno una guida 2 che si estende lungo una direzione di avanzamento A degli oggetti, almeno un carrello principale 3 e almeno un carrello ausiliario 4 entrambi scorrevolmente montati sulla guida 2 per definire rispettivi motori lineari. Vantaggiosamente, la distanza reciproca tra il carrello principale 3 e il carrello ausiliario 4 è variabile a comando.

Una prima forma realizzativa preferita dell’invenzione prevede che la macchina 1 comprenda una prima guida (es. inferiore) per il trasporto dell’oggetto da trattare e/o manipolare ed una seconda guida (es. superiore) per la movimentazione delle componenti necessarie al trattamento e/o manipolazione dell’oggetto in funzione della movimentazione di quest’ultimo.

Diversamente, una seconda forma realizzativa dell’invenzione prevede che la macchina 1 comprenda una sola guida configurata sia per la movimentazione dell’oggetto da trattare e/o manipolare sia per il trattamento e/o la manipolazione di quest’ultimo.

Ad esempio, nel caso della movimentazione “bottom handling” utilizzata principalmente nei convogliatori di contenitori, i carrelli scorrevoli sono configurati per sostenere inferiormente l’oggetto da trattare e/o manipolare e per eseguire la lavorazione prestabilita tramite le apposite componenti installate sugli stessi carrelli. L’attivazione dei mezzi di pompaggio (successivamente descritti) avviene tramite avvicinamento/allontanamento degli stessi carrelli inferiori.

Alternativamente, ad esempio nel caso della movimentazione “neck handling” dei convogliatori, i carrelli scorrevoli comprendono le componenti necessarie al trattamento e/o manipolazione dell’oggetto le quali sono configurate per sostenerlo superiormente dal “collo” al fine di movimentarlo oltre che ad eseguire la lavorazione specifica. L’attivazione dei mezzi di pompaggio (successivamente descritti) avviene tramite avvicinamento/allontanamento degli stessi carrelli superiori.

La figura 1 illustra la prima forma realizzativa dell’invenzione, in cui la macchina 1 comprende una guida superiore (la guida 2 introdotta in precedenza) e una guida inferiore lungo cui è scorrevolmente montata una pluralità di carrelli di supporto, ciascuno dei quali è dotato di un piattello su cui è posizionato un oggetto da trattare e/o manipolare (non illustrato), preferibilmente un contenitore. Preferibilmente, la guida superiore e la guida inferiore presentano, almeno per un tratto di lavorazione dei contenitori, la medesima direzione di estensione in modo che un primo carrello della guida superiore (il summenzionato carrello principale 3) sia in grado di seguire specularmente lo spostamento di uno specifico carrello di supporto sulla guida inferiore. In questo modo, in corrispondenza di ogni tratto delle guide è possibile consentire l’interazione tra un dispositivo funzionale installato sul carrello della guida superiore e l’oggetto da trattare e/o manipolare disposto sul carrello di supporto della guida inferiore.

Invece, come meglio visibile in figura 2, un secondo carrello della guida superiore (il summenzionato carrello ausiliario 4) segue o precede il primo carrello lungo la guida superiore allontanandosi o avvicinandosi da esso in modo che un attuatore, il quale è collegato al sopracitato dispositivo funzionale e posizionato tra i carrelli della guida superiore, attivi il funzionamento del dispositivo funzionale per consentire l’interazione con l’oggetto da trattare e/o manipolare disposto sul carrello di supporto della guida inferiore. Conseguentemente, la variazione della distanza del carrello ausiliario rispetto al carrello principale, attiva l’attuatore in grado di agire sul dispositivo funzionale. Preferibilmente, il carrello ausiliario non è configurato per portare o agire su un ulteriore contenitore, ma è funzionale solo al carrello principale. In altre parole, il carrello ausiliario non è a sua volta equipaggiato con un ulteriore dispositivo funzionale attivato da un ulteriore attuatore installato su un altro carrello ausiliario.

Secondo la presente invenzione, l’attuatore è un organo di pompaggio e/o di aspirazione 6 di un fluido (preferibilmente aria), il quale è interposto tra il carrello principale 3 e il carrello ausiliario 4 per comprimere o aspirare il fluido in funzione della variazione della distanza reciproca tra il carrello principale 3 e il carrello ausiliario 4 stesso, mentre il dispositivo funzionale è un elemento operativo 7 che si estende verso l’oggetto da trattare e/o manipolare in modo da agire su quest’ultimo tramite il fluido compresso o aspirato ed è almeno in parte disposto in collegamento di fluido con l’organo di pompaggio e/o di aspirazione 6.

Nel proseguo della presente descrizione si farà riferimento all’aria ambiente come tipo di fluido preferito utilizzato.

In figura 3 sono illustrati alcuni dettagli di una possibile forma realizzativa dell’invenzione, secondo cui l’organo di pompaggio e/o di aspirazione 6 comprende un cilindro 8 e uno stantuffo 9 inserito internamente al cilindro 8 e internamente scorrevole in funzione della variazione della distanza reciproca tra il carrello principale 3 e il carrello ausiliario 4.

Preferibilmente, il cilindro 8 è collegato al carrello principale 3 mentre lo stantuffo 9 è collegato al carrello ausiliario 4. Alternativamente, è possibile invertire il sopracitato collegamento del cilindro 8 e dello stantuffo 9 ai carrelli oppure è possibile utilizzare un dispositivo equivalente e quindi conformato per trasformare il moto traslatorio di avvicinamento o allontanamento tra i carrelli in una compressione o aspirazione di aria. Nelle figure 3, 4 è illustrata una possibile forma realizzativa dell’elemento operativo 7, il quale comprende un corpo astiforme 10 che si estende da una mensola del carrello principale 3 lungo una direzione sostanzialmente verticale verso un proprio terminale 11 aggettante verso l’oggetto da trattare e/o manipolare.

Il terminale 11 dell’elemento operativo 7 presenta una superficie attiva 12 conformata per interagire con una porzione specifica dell’oggetto da trattare e/o manipolare, come ad esempio una bocca di un contenitore. In aggiunta, la superficie attiva 12 presenta un’apertura centrale 13 rivolta verso l’oggetto da trattare e/o manipolare, e quindi disposta sostanzialmente lungo la direzione verticale, per definire un collegamento di fluido tra l’organo di pompaggio e/o di aspirazione 6 e l’oggetto da trattare e/o manipolare. Conseguentemente, come visibile sempre nelle figure 3,4, tra l’organo di pompaggio e/o di aspirazione 6 e l’elemento operativo 7 si estende un condotto 14 collegato al cilindro 8 ed all’apertura centrale 13 del terminale 11.

Preferibilmente, l’elemento operativo 7 comprende un elemento valvolare (non visibile nelle allegate figure) disposto in corrispondenza dell’apertura centrale 13. L’elemento valvolare è configurabile tra una condizione libera al passaggio dell’aria e una condizione occlusa al passaggio dell’aria in funzione della presenza di interazione tra la superficie attiva 12 e la specifica porzione dell’oggetto da trattare e/o manipolare. In altre parole, quando l’elemento operativo 7 entra in contatto l’oggetto da trattare e/o manipolare, l’elemento valvolare, che normalmente si attesta nella condizione occlusa, si configura nella condizione libera al passaggio dell’aria per consentire l’esecuzione del trattamento e/o della manipolazione dell’oggetto.

Nel caso in cui sia presente l’elemento valvolare o in generale in altri casi, l’elemento operativo 7 comprende un’area di accumulo 18 tale da contenere l’aria compressa dall’organo di pompaggio e/o aspirazione 6 quando l’elemento valvolare è nella condizione occlusa al passaggio di detto fluido. L’area di accumulo 18 può essere definita dal condotto 14 stesso o da altri condotti collegati all’organo 6.

In altre parole, l’elemento valvolare nella condizione occlusa consente all’organo di pompaggio e/o aspirazione 6 di comprimere l’aria prima che l’elemento operativo 7 interagisca con l’oggetto da trattare e/o manipolare. In questa condizione operativa, quindi, il carrello principale 3 e il carrello ausiliario 4 riducono la loro distanza reciproca in modo che l’organo di pompaggio e/o aspirazione 6 comprima nell’area di accumulo 18 il quantitativo necessario di aria, in quanto l’elemento valvolare è in posizione occlusa. Successivamente, quando l’elemento operativo 7 entra in contatto con l’oggetto da trattare e/o manipolare, l’elemento valvolare si attesta nella condizione libera consentendo il passaggio dell’aria compressa verso l’oggetto da trattare e/o manipolare.

Preferibilmente, indipendentemente dalla presenza dell’area di accumulo 18 e principalmente per quanto riguarda l’insufflaggio di aria in un contenitore, l’elemento operativo 7 o l’organo di pompaggio e/o aspirazione 6 comprende un’ulteriore elemento valvolare, più precisamente una valvola di non ritorno, in modo da poter realizzare più movimenti di pompaggio/aspirazione consecutivi al fine di aumentare la pressione dell’aria accumulata. In particolare, l’avvicinamento tra il carrello ausiliario 4 ed il carrello principale 3 avviene più volte per raggiungere il corretto livello di pressione di aria da soffiare verso l'interno al contenitore. In altre parole, grazie alla valvola di non ritorno, lo stantuffo 9 è movimentabile avanti e indietro rispetto al cilindro 8 per insufflare ogni volta un quantitativo aggiuntivo di aria e conseguentemente aumentare la pressione interna al contenitore inizialmente vuoto in modo da conferire rigidità alla struttura normalmente deformabile.

In pratica, l’avvicinamento del carrello ausiliario 4 al carrello principale 3 determina un primo insufflaggio di aria all’interno del contenitore, mentre un allontanamento dei due carrelli determina un’aspirazione di aria ambiente (e non dal contenitore) da parte dell’organo di pompaggio e/o aspirazione 6, il quale è successivamente in grado di insufflare l’aria ambiente aspirata all’interno del contenitore in aggiunta alla precedente per aumentarne la pressione interna.

Vantaggiosamente, l’elemento operativo 7 o l’organo di pompaggio e/o aspirazione 6 comprendente la valvola di non ritorno è utilizzabile anche nel caso in cui debba essere aspirata l’aria (invece che comprimerla) da un contenitore, in modo da avvicinare/allontanare i carrelli più volte tra loro ed incrementare l’aspirazione totale dell’aria dall’oggetto da trattare e/o manipolare.

Preferibilmente, l’elemento operativo 7 è mobile tra una posizione distanziata di interazione, in cui la superficie attiva 12 è disposta distanziata dal carrello principale 3 ed in corrispondenza dell’oggetto da trattare e/o manipolare in modo da agire su quest’ultimo tramite il fluido compresso o aspirato, e una posizione ravvicinata, in cui la superficie attiva 12 è disposta ravvicinata al carrello principale 3 rispetto alla posizione distanziata di interazione.

In altre parole, il terminale 11 ed il corpo astiforme 10, solidali tra loro, sono in grado di traslare lungo la direzione verticale per avvicinare o allontanare il terminale 11 e quindi la superficie attiva 12 all’oggetto da trattare e/o manipolare.

Alternativamente, il solo corpo astiforme 10 è solidale con il carrello principale 3, mentre il terminale 11 è scorrevole lungo il corpo astiforme 10 tra le due sopracitate posizioni operative.

In entrambi i casi, la movimentazione può essere indotta da un percorso opportunamente sagomato (profilo a cam) presente parallelamente alla guida 2 con cui è in grado di interagire con almeno parte dell’elemento operativo 7, con una sua appendice per esempio, in modo da determinare la traslazione verticale.

Diversamente, la movimentazione può essere indotta da un elemento elastico (non illustrato, ad esempio una molla) interposto tra il terminale 11 e il carrello principale 3, in particolare tra il terminale 11 e la mensola del carrello principale 3 a cui è collegato il corpo astiforme 10.

Alternativamente all’utilizzo di un elemento elastico o del percorso sagomato, è possibile installare lungo la guida 2 un ulteriore carrello ausiliario 15, preferibilmente in posizione opposta all’altro carrello ausiliario 4 rispetto al carrello principale 3. Tra il carrello principale 3 e l’ulteriore carrello ausiliario 15 è interposto un elemento di collegamento 16 in grado di movimentare l’elemento operativo 7 lungo la direzione verticale V in funzione della variazione della distanza tra il carrello principale 3 e l’ulteriore carrello ausiliario 15.

Secondo un primo aspetto realizzativo dell’invenzione illustrato in figura 3 e in figura 4, la superficie attiva 12 è contro-sagomata rispetto alla bocca del contenitore in modo da convogliare all’interno di quest’ultimo l’aria compressa dall’organo di pompaggio e/o di aspirazione 6 quando l’elemento operativo si attesta nella posizione distanziata di interazione. Preferibilmente, la superficie attiva 12 presenta una conformazione sostanzialmente convessa o conica in modo tale da inserirsi almeno parzialmente all’interno della bocca del contenitore ed evitare che l’aria compressa al suo interno fuoriesca prima che la lavorazione sia terminata. In un secondo aspetto dell’invenzione (non illustrato), la superficie attiva 12 è conformata per attestarsi contro la porzione dell’oggetto da trattare e/o manipolare, in quanto l’organo di pompaggio e/o aspirazione 6 è configurato per mantenere l’aspirazione dell’aria anche a seguito del passaggio dalla posizione distanziata di interazione a quella ravvicinata. Preferibilmente, la superficie attiva 12 presenta una conformazione sostanzialmente a ventosa o concava, in modo che l’organo di pompaggio e/o aspirazione 6 aspiri l’aria compresa tra la superficie attiva 12 e la porzione dell’oggetto contro cui si attesta in modo da formare una depressione tale da renderli solidali l’uno con l’altro. Vantaggiosamente, risulta così possibile utilizzare l’elemento operativo 7 per effettuare operazioni di “pick and place”. L’oggetto da trattare e/o manipolare, una volta unitosi all’elemento operativo 7 (fase “pick”), può essere successivamente movimentato altrove nello spazio (fase “place”) secondo diverse direzioni di movimentazione, come verticale, orizzontale o una qualsiasi combinazione tra le due.

Nella prima fase l’elemento operativo 7 si trova nella posizione distanziata di interazione quando l’organo di pompaggio e/o aspirazione 6, aspirando l’aria grazie all’allontanamento del carrello ausiliario 4 dal carrello principale 3, genera una depressione che forma l’effetto ventosa.

Nella seconda fase, invece, mentre l’elemento operativo 7 è movimentato nella posizione ravvicinata, l’organo di pompaggio e/o aspirazione 6 mantiene l’aspirazione dell’aria per trattenere l’oggetto da trattare e/o manipolare collegato al terminale 11. In questa seconda fase, il carrello principale 3 e il carrello ausiliario 4 possono mantenere la distanza reciproca costante per mantenere la depressione sufficiente ad evitare il distaccamento dell’oggetto da trattare e/o manipolare, oppure possono continuare ad allontanarsi per indurre una continua aspirazione.

La figura 5a illustra la seconda forma realizzativa della macchina 1 in cui è presente un’unica guida 2 (ma potrebbero essere anche più di una) per lo scorrimento dei carrelli, principalmente per l’esecuzione delle operazioni di “pick and place”.

Per questo tipo di operazioni, la macchina 1 si affaccia verso un organo di trasferimento 19 (preferibilmente una stella) degli oggetti da trattare e/o manipolare, il quale è disposto affiancato alla guida 2 lungo cui scorrono i carrelli per la lavorazione ed il trasporto. Preferibilmente, tale organo di trasferimento 19 è definito una un sistema di movimentazione a motori lineari.

Conseguentemente, l’elemento operativo 7, e quindi la superficie attiva 12, sono in grado di traslare, oltre che lungo una direzione verticale, anche lungo una direzione orizzontale e parallela alla guida 2 per interagire con gli oggetti da trattare e/o manipolare presenti sull’organo di trasferimento 19.

Vantaggiosamente, la traslazione orizzontale può avvenire grazie ad un elemento cam piuttosto che tramite un ulteriore carrello ausiliario 15.

Ancor più vantaggiosamente, nel caso in cui l’elemento operativo 7 comprenda l’elemento valvolare, la presa e il rilascio (cioè il “pick and place”) dell’oggetto da trattare e/o manipolare possono essere gestiti sia dal movimento dello stantuffo 9 a seguito della movimentazione reciproca tra i carrelli, sia dall’apertura e dalla chiusura dell’elemento valvolare.

In pratica, quando l’elemento operativo 7 si estende orizzontalmente per entrare verso l’oggetto da trattare e/o manipolare in modo che entri in contatto con la superficie attiva 12, l’elemento valvolare si attesta nella condizione libera al passaggio del flusso di aria per determinare l’effetto ventosa ed effettuare la presa. Invece, quando l’elemento operativo 7 si ritrae orizzontalmente, l’elemento valvolare si attesta nella condizione occlusa per mantenere l’effetto ventosa tra la superficie attiva 12 e l’oggetto da trattare e/o manipolare, movimentandolo dall’organo di trasferimento 19 alla guida 2.

Va notato che l’elemento operativo 7 è mobile orizzontalmente (o secondo una composizione di movimenti orizzontale e verticale) con una corsa variabile in modo da aggiustare la distanza di presa di un contenitore. A tal proposito, la figura 5b illustra una variante realizzativa della macchina 1 illustrata nella figura 5a in cui la guida 2 ed i carrelli 3 e 4 definiscono insieme l’organo di trasferimento 19 (o stella di trasferimento).

Nella figura 5b è rappresentato anche un nastro di trasporto 20 (avente generalmente estensione lineare) configurato per trasportare gli oggetti da trattare e/o manipolare verso l’organo di trasferimento 19, il quale è a sua volta configurato per prelevare gli oggetti e posizionarli sulla guida 2 della macchina 1, generalmente un convogliatore principale.

Solitamente, la distanza che intercorre tra un contenitore caricato sul nastro di trasporto 20 e gli organi di presa dell’organo di trasferimento 19, può essere diversa dalla distanza che intercorre tra un contenitore caricato sull’organo di trasferimento 19 ed il convogliatore principale. Tale differenza di distanza può essere data dalla diversa dimensione del contenitore da trattare (più o meno grande).

Conseguentemente, la variazione nella movimentazione orizzontale dell’elemento operativo 7 (più o meno distanziato dal carrelli principale 3) consente di compensare la suddetta differenza di distanza.

In altre parole, l’elemento operativo 7, essendo mobile lungo la direzione orizzontale tra la posizione distanziata di interazione e quella ravvicinata, è in grado di effettuare la presa e il rilascio dell’oggetto da trattare e/o manipolare compensando la differenza di distanza sopracitata, e quindi estendendosi più o meno in funzione delle esigenze. Generalmente, inoltre, il trasferimento tra l’organo di trasferimento 19 e la guida 2 avviene tra i rispettivi tratti curvi del circuito dove sarebbe difficile trattenere un contenitore di forma non cilindrica tramite, ad esempio, due carrelli con semi-pinze di trattenimento, a causa di una discrepanza di dimensioni. Pertanto, la presa dell’elemento operativo 7 in aspirazione consente di risolvere anche tali problemi dal momento che il trattenimento del contenitore avviene per aspirazione e non per avvicinamento reciproco dei carrelli.

Con riferimento alla figura 5b, tra l’organo di trasferimento 19 e il nastro di trasporto 20 avviene una fase di prelevamento in cui gli oggetti da trattare e/o manipolare sono prelevati dal nastro di trasporto 20 (la fase “pick” in cui l’elemento operativo 7 è nella posizione distanziata di interazione) per essere movimentati lungo l’organo di trasferimento 19 verso la guida 2 (la prima parte della fase “place” in cui l’oggetto è mantenuto solidale alla superficie attiva 12 dell’elemento operativo 7 in posizione ravvicinata), Tra l’organo di trasferimento 19 e la guida 2, quindi, avviene una fase di trasferimento (la seconda parte della fase “place”) in cui l’oggetto da trattare viene trasferito dal organo di trasferimento 19 alla guida 2 quando i rispettivi tratti curvi dei due circuiti sono affacciati tra loro. Operativamente, l’elemento operativo 7 si estende nuovamente nella posizione distanziata di interazione lungo la direzione orizzontale in modo che l’oggetto vincolato alla superficie attiva 12 sovrasti il rispettivo carrello di trasporto scorrevole lungo la guida 2. In questa configurazione, il collegamento solidale con l’oggetto viene interrotto (tramite un apposito elemento cam, o l’azione combinata dell’organo di pompaggio e/o aspirazione 6 con l’elemento valvolare e/o la variazione reciproca tra il carrello principale e il carrello ausiliario scorrevoli lungo l’organo di trasferimento 19) in modo tale che quest’ultimo posso posizionarsi sul rispettivo carrello ed essere movimentato lungo la guida 2.

Secondo un aspetto dell’invenzione, come illustrato in figura 2, la macchina 1 comprende un’unità di controllo 5 collegata alla guida 2 e configurata per gestire lo scorrimento del carrello principale 3 e del carrello ausiliario 4 lungo la guida 2 e la loro distanza reciproca.

L’unità di controllo 5 è configurata per ridurre la distanza reciproca tra il carrello principale 3 e il carrello ausiliario 4 nel caso in cui sia necessario comprimere l’aria verso l’oggetto da trattare e/o manipolare, oppure è configurata per aumentare la distanza reciproca tra il carrello principale 3 e il carrello ausiliario 4 in modo da aspirare l’aria dall’oggetto da trattare e/o manipolare. In aggiunta, l’unità di controllo 5 è configurata per mantenere costante la distanza reciproca tra il carrello principale 3 e il carrello ausiliario 4 in modo da mantenere invariato l’aria compressa o aspirata, cioè per mantenere costante la pressione (o depressione) dell’aria emessa o aspirata dall’organo di pompaggio e/o aspirazione 6. Preferibilmente, l’unità di controllo 5 è configurata per gestire la velocità di scorrimento di ciascun carrello lungo la guida 2 e per gestire anche la velocità di movimentazione relativa tra i carrelli durante il loro allontanamento e il loro avvicinamento reciproco.

Il controllo della velocità relativa tra i carrelli equivale a controllare la forza di spinta che un carrello (generalmente quello ausiliario 4) imprime sull’altro (generalmente quello principale 3). Conseguentemente, in questo modo, l’unità di controllo 5 è anche in grado di gestire la pressione interna al contenitore in quanto proporzionale alla forza di spinta tra i carrelli.

In altre parole, l’unità di controllo 5 è configurata per controllare la forza di spinta di un carrello (generalmente quello ausiliario 4) sull’altro (generalmente quello principale 3) tramite il circuito di gestione elettrica dei motori lineari definiti dallo statore e dai carrelli stessi.

Preferibilmente, è possibile collegare l’unità di controllo 5 all’elemento valvolare, se presente, per variare la sua configurazione tra la condizione libera e la condizione occlusa al passaggio dell’aria compressa o aspirata. Vantaggiosamente, quindi, l’unità di controllo 5 è configurata per variare la distanza reciproca tra il carrello principale 3 e il carrello ausiliario 4 e per configurare opportunamente l’elemento valvolare, se presente, anticipatamente o contemporaneamente ad una qualsiasi lavorazione che deve essere eseguita sull’oggetto da trattare e/o manipolare.

Preferibilmente, la macchina 1 è utilizzata per il convogliamento di contenitori lungo una linea di produzione in cui possono essere installate diverse unità operatrici 21 in grado di eseguire diverse lavorazioni, come ad esempio l’etichettatrice illustrata in figura 2.

Per quanto concerne un esempio di funzionamento della macchina 1, esso deriva direttamente da quanto sopra descritto e viene qui di seguito richiamato.

Un metodo per il trattamento e la manipolazione di oggetti, in particolare contenitori, eseguito da un operatore comprende le fasi operative di:

- predisporre la guida 2 che si estende lungo la direzione di avanzamento A degli oggetti;

- montare scorrevolmente il carrello principale 3 e almeno un carrello ausiliario 4 sulla guida 2 in modo che ciascuno definisca un rispettivo motore lineare;

- interporre un organo di pompaggio e/o di aspirazione 6 dell’aria tra il carrello principale 3 e il carrello ausiliario 4 per comprimere o aspirare l’aria in funzione della variazione della distanza reciproca tra i carrelli;

- predisporre l’elemento operativo 7 che si estende dal carrello principale 3 verso l’oggetto da trattare e/o manipolare e almeno in parte disposto in collegamento di fluido con l’organo di pompaggio e/o di aspirazione 6 in modo da agire su una porzione specifica dell’oggetto da trattare e/o manipolare tramite la compressione o l’aspirazione dell’aria; A seguito della predisposizione dei sopracitati componenti, l’operatore è in grado di:

- movimentare l’elemento operativo 7 dalla posizione ravvicinata alla posizione distanziata di interazione, in cui la superficie attiva 12 dell’elemento operativo 7 è disposta in corrispondenza dell’oggetto da trattare e/o manipolare in modo da agire su quest’ultimo tramite la compressione o l’aspirazione dell’aria;

- diminuire o aumentare la distanza reciproca tra il carrello principale 3 e il carrello ausiliario 4 per comprimere o aspirare l’aria verso o da l’oggetto da trattare e/o manipolare.

Variando la distanza tra il carrello principale 3 e il carrello ausiliario 4, l’operatore è in grado di agire sull’organo di pompaggio e/o aspirazione 6 per comprimere o aspirare un prestabilito quantitativo di aria. L’elemento operativo 7 collegato all’organo di pompaggio e/o aspirazione 6, è vantaggiosamente conformato per convogliare tale quantitativo di aria compressa o aspirata verso o dall’oggetto da trattare e/o manipolare.

Nel caso in cui l’operatore predisponga un’unità operatrice 21 atta ad eseguire una specifica lavorazione sull’oggetto, l’operatore può vantaggiosamente impostare che la variazione della distanza reciproca tra i carrelli, e quindi la compressione o l’aspirazione dell’aria, avvenga contemporaneamente alla lavorazione eseguita sull’oggetto da parte dell’unità operatrice 21.

Infatti, nel caso in cui la macchina 1 comprenda un’etichettatrice e sia utilizzata per il convogliamento di contenitori, risulta vantaggioso insufflare al loro interno dell’aria compressa in modo da irrigidire la struttura del contenitore durante la lavorazione e impedire che l’etichettatura deformi la struttura del contenitore stesso a causa della pressione di applicazione dell’etichetta.

Se l’elemento operativo 7 comprende l’elemento valvolare in corrispondenza dell’apertura passante 13 e nella condizione occlusa, l’operatore è vantaggiosamente in grado di eseguire la variazione della distanza reciproca tra i carrelli prima che la lavorazione sia eseguita, e non necessariamente durante, e addirittura prima che l’elemento operativo 7 sia movimentato nella posizione distanziata di interazione. L’aria compressa è infatti immagazzinata nell’area di accumulo 18 dell’elemento operativo 7, il quale la convoglia nel contenitore solo quando l’elemento valvolare è configurato nella condizione libera al passaggio dell’aria a seguito della movimentazione dell’elemento operativo 7 nella posizione distanziata di interazione con l’oggetto da trattare e/o manipolare.

Diversamente, la macchina 1 può essere utilizzata per svolgere funzioni del tipo “pick and place”, in cui l’elemento operativo 7 interagisce con l’oggetto da trattare e/o manipolare per movimentarlo nello spazio e nel luogo di interesse.

Infatti, l’allontanamento del carrello principale 3 dal carrello ausiliario 4 determina da parte dell’organo di pompaggio e/o aspirazione 6 un’aspirazione di un prestabilito quantitativo di aria (in funzione di quanto sono allontanati tra loro i carrelli) in modo da formare una depressione tra il terminale 11 dell’elemento operativo 7 e una specifica porzione dell’oggetto da trattare e/o manipolare, unendosi tra loro a causa di un effetto ventosa che si instaura tra loro. Questa fase, denominata “fase di pick”, consente all’elemento operativo 7 di legarsi con l’oggetto da trattare e/o manipolare per poter formare un corpo unico mobile nello spazio, in quanto comandabile dall’operatore.

Vantaggiosamente, se l’elemento operativo 7 comprende l’elemento valvolare in corrispondenza dell’apertura passante 13 e nella condizione occlusa, l’operatore è in grado di eseguire la variazione della distanza reciproca tra i carrelli per la “fase di pick” prima che il terminale sia a contatto con l’oggetto da trattare e/o manipolare, e quindi prima che l’elemento operativo 7 sia movimentato nella posizione distanziata di interazione.

Successivamente, per eseguire la denominata “fase di place” cioè la movimentazione dell’oggetto da trattare e/o manipolare, quest’ultimo deve mantenersi legato al terminale 11 e quindi l’aspirazione dell’organo di pompaggio e/o aspirazione 6 deve essere mantenuta costante. A tal fine, è possibile che il carrello ausiliario 4 e il carrello principale 3, già distanziati tra loro, mantengano invariata la loro distanza per mantenere costante la depressione instaurata, oppure è possibile comandare che durante l’intera fase di movimentazione la loro distanza reciproca continui ad aumentare per ottenere una continua aspirazione dell’aria.

In questo modo, durante la “fase di place” l’oggetto da trattare e/o manipolare rimane collegato al terminale 11 in modo da essere movimentato liberamente nello spazio dall’operatore.

Preferibilmente, quando durante la “fase di place” i carrelli mantengono invariata la loro distanza reciproca e quindi l’organo di pompaggio e/o aspirazione 6 mantiene costante la depressione formata per indurre “l’effetto ventosa”, il terminale 11 è conformato per attestarsi in modo sostanzialmente ermetico alla porzione dell’oggetto da trattare e/o manipolare, o alternativamente in corrispondenza dell’apertura centrale 13 della superficie attiva 12 esso presenta una guarnizione che impedisce eventuali quantitativi di aria tali da ridurre “l’effetto ventosa”.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina (1) per il trattamento e/o la manipolazione di oggetti, in particolare contenitori, comprendente: - una guida (2) estendentesi lungo una direzione di avanzamento (A) degli oggetti; - un carrello principale (3) scorrevolmente montato su detta guida (2) per definire insieme un motore lineare principale; - almeno un carrello ausiliario (4) scorrevolmente montato su detta guida (2) per definire insieme un motore lineare ausiliario; - un’unità di controllo (5) collegata a detta guida (2) e configurata per gestire lo scorrimento di detto carrello principale (3) e detto carrello ausiliario (4) lungo detta guida (2) e la loro distanza reciproca; caratterizzata dal fatto di comprendere: - un organo di pompaggio e/o di aspirazione (6) di un fluido interposto tra detto carrello principale (3) e detto carrello ausiliario (4) per comprimere o aspirare detto fluido in funzione della variazione della distanza reciproca tra detto carrello principale (3) e detto carrello ausiliario (4); - un elemento operativo (7) estendentesi dal carrello principale (3) verso l’oggetto da trattare e/o manipolare e almeno in parte disposto in collegamento di fluido con detto organo di pompaggio e/o di aspirazione (6) in modo da agire su una porzione specifica di detto oggetto da trattare e/o manipolare tramite detto fluido compresso o aspirato.
2. 2. Macchina (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto elemento operativo (7) presenta una superficie attiva (12) conformata per interagire con la porzione specifica dell’oggetto da trattare e/o manipolare, in particolare una bocca del contenitore; detta superficie attiva (12) presentando un’apertura centrale (13) rivolta verso l’oggetto da trattare e/o manipolare per definire un collegamento di fluido tra detto organo di pompaggio e/o di aspirazione (6) e l’oggetto da trattare e/o manipolare.
3. 3. Macchina (1) secondo la rivendicazione 2, in cui detto elemento operativo (7) è associato a detto carrello principale (3) ed è mobile tra una posizione distanziata di interazione, in cui la superficie attiva (12) è disposta distanziata dal carrello principale (3) ed in corrispondenza dell’oggetto da trattare e/o manipolare in modo da agire su quest’ultimo tramite detto fluido compresso o aspirato, e una posizione ravvicinata, in cui la superficie attiva (12) è disposta ravvicinata al carrello principale (3) rispetto a detta posizione distanziata di interazione.
4. 4. Macchina (1) secondo la rivendicazione 3, in cui detta superficie attiva (12) è contro-sagomata rispetto alla bocca del contenitore per convogliare nel contenitore detto fluido compresso da detto organo di pompaggio e/o di aspirazione (6) quando detto elemento operativo (7) si attesta nella posizione distanziata di interazione.
5. 5. Macchina (1) secondo la rivendicazione 3, in cui detta superficie attiva (12) è conformata per attestarsi contro la porzione dell’oggetto da trattare e/o manipolare; l’organo di pompaggio e/o aspirazione (6) essendo configurato per mantenere detto fluido aspirato anche a seguito del passaggio dalla posizione distanziata di interazione a quella ravvicinata.
6. 6. Macchina (1) secondo una qualsiasi rivendicazione da 2 a 5, in cui detto elemento operativo (7) comprende un elemento valvolare disposto in corrispondenza di detta apertura centrale (13) e configurabile tra una condizione libera al passaggio di detto fluido e una condizione occlusa al passaggio di detto fluido in funzione della presenza di interazione tra detta superficie attiva (12) e la porzione specifica dell’oggetto.
7. 7. Macchina (1) secondo la rivendicazione 6, in cui detto elemento operativo (7) comprende un’area di accumulo (18) di detto fluido compresso o aspirato da detto organo di pompaggio e/o di aspirazione (6) in modo da contenere detto fluido compresso o aspirato quando detto elemento valvolare è configurato nella condizione occlusa al passaggio di detto fluido.
8. 8. Macchina (1) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, in cui detto organo di pompaggio e/o di aspirazione (6) comprende un cilindro (8) e uno stantuffo (9) scorrevolmente inserito in detto cilindro (8) in funzione della variazione della distanza reciproca tra detto carrello principale (3) e detto carrello ausiliario (4); detto cilindro (8) essendo collegato a detto carrello principale (3) e detto stantuffo (9) essendo collegato a detto carrello ausiliario (4).
9. 9. Macchina (1) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, in cui detta unità di controllo (5) è configurata per ridurre la distanza reciproca tra detto carrello principale (3) e detto carrello ausiliario (4) in modo da comprimere detto fluido verso l’oggetto da trattare e/o manipolare o per aumentare la distanza reciproca tra detto carrello principale (3) e detto carrello ausiliario (4) in modo da aspirare detto fluido dall’oggetto da trattare e/o manipolare o per mantenere costante la distanza reciproca tra detto carrello principale (3) e detto carrello ausiliario (4) in modo da mantenere invariato detto fluido compresso o aspirato.
10. 10. Macchina (1) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, comprendente almeno un’unità operatrice (21) atta ad eseguire una specifica lavorazione sull’oggetto; detta unità di controllo (5) essendo configurata per ridurre/aumentare la distanza reciproca tra detto carrello principale (3) e detto carrello ausiliario (4) anticipatamente o contemporaneamente alla lavorazione eseguita da detta unità operatrice (21) sull’oggetto da trattare e/o manipolare.
11. 11. Metodo per il trattamento e la manipolazione di oggetti, in particolare contenitori, comprendente le fasi operative di: - predisporre una guida (2) estendentesi lungo una direzione di avanzamento (A) degli oggetti; - montare scorrevolmente un carrello principale (3) e almeno un carrello ausiliario (4) su detta guida (2) in modo che ciascuno definisca un rispettivo motore lineare; - interporre un organo di pompaggio e/o di aspirazione (6) di un fluido tra detto carrello principale (3) e detto carrello ausiliario (4) per comprimere o aspirare detto fluido in funzione della variazione della distanza reciproca tra detto carrello principale (3) e detto carrello ausiliario (4); - predisporre un elemento operativo (7) estendentesi dal carrello principale (3) verso l’oggetto da trattare e/o manipolare e almeno in parte disposto in collegamento di fluido con detto organo di pompaggio e/o di aspirazione (6) in modo da agire su una porzione specifica di detto oggetto da trattare e/o manipolare tramite detto fluido compresso o aspirato; - movimentare detto elemento operativo (7) da una posizione ravvicinata ad una posizione distanziata di interazione, in cui una superficie attiva (12) dell’elemento operativo (7) conformata per interagire con la porzione specifica dell’oggetto da trattare e/o manipolare è disposta distanziata dal carrello principale ed in corrispondenza dell’oggetto da trattare e/o manipolare in modo da agire su quest’ultimo tramite detto fluido compresso o aspirato; - diminuire o aumentare la distanza reciproca tra detto carrello principale (3) e detto carrello ausiliario (4) per comprimere o aspirare detto fluido verso o da l’oggetto da trattare e/o manipolare.
12. 12. Metodo secondo la rivendicazione 11, comprendente le ulteriori fasi di: - predisporre un’unità operatrice (21) atta ad eseguire una specifica lavorazione sull’oggetto; - eseguire la lavorazione sull’oggetto contemporaneamente a detta fase di diminuire o aumentare la distanza reciproca tra detto carrello principale (3) e detto carrello ausiliario (4).
13. 13. Metodo secondo la rivendicazione 11, comprendente le ulteriori fasi di: - associare un elemento valvolare a detto elemento operativo (7); detto elemento valvolare essendo configurabile tra una condizione libera al passaggio di detto fluido e una condizione occlusa al passaggio di detto fluido; - impostare detto elemento valvolare in detta condizione occlusa al passaggio di detto fluido; - eseguire la fase di diminuire o aumentare la distanza reciproca tra detto carrello principale (3) e detto carrello ausiliario (4) prima di agire sull’oggetto da trattare e/o manipolare; - impostare detto elemento valvolare in detta condizione libera al passaggio di detto fluido nel momento in cui avviene un’azione sull’oggetto.
14. 14. Metodo secondo la rivendicazione 11, comprendente l’ulteriore fase di mantenere detto fluido aspirato anche a seguito del passaggio dalla posizione distanziata di interazione a quella ravvicinata in modo da movimentare l’oggetto da trattare e/o manipolare nello spazio.
15. 15. Metodo secondo la rivendicazione 14, in cui l’oggetto da trattare e/o manipolare è movimentato tra la posizione distanziata di interazione a quella ravvicinata lungo una direzione verticale o una direzione orizzontale o una combinazione tra la direzione verticale ed orizzontale.
16. 16. Metodo secondo la rivendicazione 15, in cui l’oggetto da trattare e/o manipolare è movimentato lungo detta una direzione orizzontale con corsa variabile in funzione delle esigenze.