IT201900013806A1 - Sistema per la presa di un pezzo, nonché testa di presa impiegabile in tale sistema - Google Patents

Description

SISTEMA PER LA PRESA DI UN PEZZO, NONCHÉ TESTA DI PRESA IMPIEGABILE IN TALE SISTEMA

DESCRIZIONE

Campo di applicazione

La presente invenzione è generalmente applicabile al settore tecnico della robotica industriale, ed ha particolarmente per oggetto una testa di presa per la presa di un pezzo da un contenitore, nonché un sistema di presa comprendente tale testa di presa e un metodo di presa impiegabile con tale sistema di presa.

Stato della Tecnica

I sistemi di presa di pezzi da contenitori comprendono un braccio robotico, generalmente a sei o più assi, sul quale è montata una testa di lavorazione dotata di mezzi di presa, ad esempio una pinza con lo scopo di prendere i pezzi dal contenitore.

Per realizzare automaticamente tale presa con i sistemi noti è necessario realizzare pezzi particolari e predisporre gli stessi pezzi all’interno del contenitore in modo ordinato e predeterminato.

Infatti i sistemi noti presentano lo svantaggio di non consentire la presa di pezzi quando questi sono disposti all’interno del contenitore in modo casuale, quando sono vicino ai bordi dello stesso contenitore e/o quando i pezzi da prendere presentano forme irregolari.

Tale problematica è quindi risolta mediante la raccolta manuale dei pezzi che rende quindi necessaria la presenza di uno o più operatori.

Pertanto, l’operazione di presa del pezzo dal contenitore risulta particolarmente costosa.

Presentazione dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di superare almeno parzialmente gli inconvenienti sopra riscontrati, mettendo a disposizione un sistema ed un metodo di presa di elevata funzionalità, semplicità costruttiva e costo contenuto.

Altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un sistema ed un metodo che consenta la presa di pezzi aventi differenti configurazioni.

Altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un sistema ed un metodo che consenta la presa di pezzi disposti in modo casuale.

Altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un sistema ed un metodo sicuro per la presa di un pezzo.

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una testa di presa di elevata funzionalità, semplicità costruttiva e costo contenuto.

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un programma per computer per consentire al sistema di eseguire tale metodo.

Tali scopi, nonché altri che appariranno più chiaramente nel seguito, sono raggiunti da una testa di presa, da un sistema e un metodo di presa in accordo con quanto qui descritto, illustrato e/o rivendicato.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione preferite ma non esclusive dell’invenzione, illustrate a titolo di esempio non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la FIG.1 è una vista schematica di un sistema di presa 100 comprendente una testa di presa 1;

la FIG.2 è una vista assonometrica della testa di presa 1;

le FIGG. 3 e 4, 5 e 6 sono una vista laterale parzialmente sezionata di differenti fasi operative della testa di presa 1;

le FIGG. 7 e 8 sono una vista laterale parzialmente sezionata di un’ulteriore forma di realizzazione di una testa 1 in differenti fasi operative;

le FIGG. 9 e 10 sono una vista laterale parzialmente sezionata di un’altra forma di realizzazione di una testa 1 in differenti fasi operative;

le FIGG. 11, 12 e 13 sono una vista in sezione di alcuni particolari della testa di presa 1 di FIG.2.

Descrizione dettagliata di alcuni esempi di realizzazione preferiti

Con riferimento alle figure citate, si descrive un sistema 100 per la lavorazione o la movimentazione di un pezzo P.

Essenzialmente, il sistema 100 potrà comprendere una testa 1 per supportare un utensile 120 adatto a lavorare e/o movimentare il pezzo P. In particolare, potrà essere previsto almeno un utensile 120 accoppiato o accoppiabile con la testa di supporto 1 per consentire di lavorare e/o movimentare il pezzo P.

Si comprende che a seconda dell’utensile 120, la testa 1 potrà essere una testa di presa, una testa di movimentazione, una testa di lavorazione o simili. Il sistema 100 comprendente tale testa 1 potrà quindi essere adatto ad eseguire rispettivamente la presa, la movimentazione, la lavorazione del pezzo P o simili.

Essenzialmente il sistema 100 potrà comprendere un robot o braccio robotizzato 110 che potrà avere un’estremità operativa 111 mobile. Ad esempio, il braccio robotizzato 110 potrà essere un robot a più assi, preferibilmente un robot a sei o più assi, in modo tale che l’estremità operativa 111 sia mobile nello spazio. Eventualmente, tale tipologia di braccio robotizzato 110 potrà essere di tipo in sé noto.

Opportunamente, potranno essere previsti mezzi attuatori 112 per promuovere la movimentazione dell’estremità operativa 111. Ad esempio, i mezzi attuatori 112 potranno comprendere circuiti idraulici o pneumatici e valvole, motori elettrici, schede programmabili o simili di tipo in sé noto.

Il sistema 100 potrà quindi comprendere la testa di lavorazione 1 accoppiata a detto braccio robotizzato 110 e l’utensile 120 per la movimentazione/lavorazione del pezzo P.

In generale, il sistema di presa 100 potrà comprendere mezzi 130 per il rilevamento della posizione del pezzo P, ad esempio una o più telecamere e un’unità logica di controllo 140 operativamente collegata con i mezzi di rilevamento della posizione 130 per calcolare una traiettoria dell’utensile 120 e/o della testa 1.

Tale traiettoria potrà essere calcolata sulla base della possibilità di movimentazione del braccio robotizzato 110 e della testa di lavorazione 1.

L’unità logica 140 così come i mezzi di rilevamento 130 potranno essere di tipo in sé noto impiegati per tale tipologie di attività.

Secondo una particolare forma di realizzazione preferita ma non esclusiva dell’invenzione, il sistema 100 potrà essere un sistema di presa 100 che potrà essere particolarmente adatto per prendere un pezzo P, ad esempio un lavorato o semilavorato, da un contenitore C, ad esempio un cassone.

Si comprende che tale sistema 100 potrà essere impiegato per prendere pezzi P da qualsivoglia tipologia di contenitore C, così come da un tavolo di lavoro, da un nastro trasportatore o simili.

Eventualmente, il sistema di presa 100 potrà essere in grado di prendere il pezzo P e posizionarlo in un altro contenitore, su un nastro trasportatore o simili a seconda delle necessità.

In questo caso, l’utensile 120 potrà essere una pinza di tipo in sé noto. Opportunamente, potranno essere previsti mezzi 122 di tipo in sé noto per movimentare le pinze 120, ad esempio tra una posizione chiusa e una posizione aperta. Tali mezzi 122 potranno comprendere un circuito idraulico, pneumatico, elettrico o simili di tipo in se noto.

Opportunamente, la traiettoria calcolata dall’unità di controllo 140 potrà comprendere una posizione di riposo delle pinze 120, una posizione operativa delle stesse in corrispondenza del pezzo P da prendere per la presa dello stesso e una posizione di scarico che potrà ad esempio corrispondere alla posizione di scarico del pezzo P sul nastro trasportatore.

La traiettoria potrà quindi essere calcolata in modo che la testa di lavorazione 1 e le pinze 120 non impattino contro altri pezzi e/o contro il contenitore C durante la presa e/o la movimentazione.

Inoltre, tale traiettoria potrà essere tale da consentire la movimentazione delle pinze 120 con il minor tempo e/o percorso con un evidente risparmio di tempo e costo.

Opportunamente l’unità logica di controllo 140 potrà essere operativamente collegata con i mezzi attuatori 112 per comandare la movimentazione del braccio robotizzato 110 in base alla traiettoria calcolata.

Eventualmente, l’unità logica di controllo 140 potrà essere operativamente collegata con i mezzi attuatori 122 per comandare le pinze 120.

Secondo un particolare aspetto dell’invenzione, indipendentemente dalla tipologia di utensile 120, la testa 1 potrà comprendere due porzioni 10, 30 reciprocamente mobili e mezzi attuatori 40 per movimentare le stesse, come meglio spiegato nel seguito.

Ad esempio, i mezzi attuatori 40 potranno comprendere circuiti idraulici o pneumatici e valvole, motori elettrici, schede programmabili o simili di tipo in sé noto.

Le porzioni 10, 30 potranno avere forma generalmente cilindrica. Più in generale, tutta la testa 1 potrà avere forma sostanzialmente cilindrica.

I mezzi attuatori 40 potranno essere operativamente collegati con l’unità logica di controllo 140 in modo che questi ultimi per comandare la rotazione delle porzioni 10, 30 della testa 1 in base alla traiettoria calcolata.

Grazie alle caratteristiche di cui sopra, le pinze 120 potranno muoversi secondo una traiettoria calcolata la quale potrà quindi variare per ogni pezzo P.

Più in particolare, la testa 1 potrà comprendere la porzione 10 avente una zona 11 per l’accoppiamento con l’estremità operativa 111 del braccio robotizzato 110 e la porzione 30 avente una zona 31 per l’accoppiamento con le pinze 120.

Più in dettaglio, la zona 11 e l’estremità operativa 111 potranno essere rigidamente accoppiate in modo tale che la zona 11 si muova solidalmente con l’estremità operativa 111 del braccio robotizzato 110. Tali accoppiamenti potranno essere realizzati in modo in se noto, ad esempio mediante viti e potranno essere di tipo amovibile.

Opportunamente, la porzione 10 e la porzione 30 potranno avere uno sviluppo longitudinale in modo da definire un rispettivo asse X ed X’. Preferibilmente, ma non esclusivamente, le porzioni 10 e 30 potranno avere forma sostanzialmente cilindrica.

Secondo un particolare aspetto dell’invenzione, le porzioni 10 e 30 potranno essere rotazionalmente accoppiate in modo da ruotare reciprocamente rispetto ad un asse Y sostanzialmente trasversale o perpendicolare all’asse X. Preferibilmente l’asse Y potrà essere perpendicolare all’asse X e all’asse X’.

Per maggiore semplicità descrittiva, nel prosieguo si descriverà la porzione 30 che potrà ruotare rispetto alla porzione 10, cioè l’asse X’ che potrà ruotare rispetto all’asse X attorno all’asse Y.

Grazie a tale caratteristica, il sistema 100 potrà consentire la presa di pezzi P disposti in ogni direzione ed in ogni posizione all’interno del contenitore C.

Infatti, tale ulteriore movimentazione della porzioni 30 rispetto alla zona 11 potrà consentire di prendere i pezzi P senza impattare con gli altri pezzi del contenitore C in modo da evitare il danneggiamento dei pezzi P stessi e/o di una o più parti del sistema 100.

Inoltre, il sistema 100 potrà consentire una facile presa dei pezzi in prossimità delle pareti del contenitore C.

Si comprende che i mezzi attuatori 40 potranno essere di qualsivoglia tipologia di tipo in se noto e potranno avere differente configurazione e/o sistema di attuazione a seconda delle esigenze. Ad esempio, potranno essere di tipo elettrico, meccanico, pneumatico o simili, preferibilmente di tipo pneumatico.

I mezzi attuatori 40 potranno essere operativamente collegati con l’unità di controllo 140 in modo che l’unità logica di controllo 140 comandi la movimentazione del braccio robotizzato 110 e/o la rotazione delle porzioni 10, 30 della testa 1 in base alla traiettoria calcolata.

Secondo un particolare aspetto dell’invenzione, i mezzi attuatori 40 potranno comprendere un attuatore lineare 41 interposto tra le porzioni stesse 10, 30 per promuovere la rotazione di queste ultime attorno all’asse Y.

L’attuatore lineare 41 potrà quindi comprendere un’estremità 42 operativamente accoppiata con la porzione 10 e un’estremità opposta 43 operativamente accoppiata con la porzione 30.

Opportunamente, l’attuatore lineare 41 potrà essere configurato in modo da consentire l’allontanamento/l’avvicinamento delle estremità 42, 43 e la conseguente rotazione della porzione 30.

Ad esempio, l’attuatore lineare 41 potrà essere di tipo idraulico o pneumatico e potrà comprendere un pistone 44 scorrevole in una camera 45 tra una posizione di inizio e fine corsa corrispondente alla posizione reciprocamente vicina e lontana delle estremità 42, 43.

Eventualmente l’estremità del pistone 44 potrà definire l’estremità di accoppiamento 43 mentre la superficie di fondo della camera 45 potrà definire l’estremità di accoppiamento 42.

Le porzioni 10, 30 potranno essere accoppiate mediante sistemi noti, ad esempio mediante un sistema perno-occhiello in modo da definire una coppia rotoidale.

Più in dettaglio, la porzione 30 potrà presentare una zona 32 rotazionalmente vincolata con una corrispondente zona 12 della porzione 10 definente la coppia rotoidale, e una zona 33 operativamente collegata con l’estremità 43 dell’attuatore lineare 41. D’altra parte, l’attuatore lineare 41 potrà esser disposto lungo un asse X’’’ sostanzialmente parallelo o coincidente con l’asse X e spaziato dall’asse Y.

In questo modo lo scorrimento delle estremità 42, 43 lungo lo stesso asse X potrà promuovere la rotazione della porzione 30.

L’estremità 43 e la zona 33 potranno essere accoppiati mediante sistemi in se noti, ad esempio mediante una biella 47.

Opportunamente, anche il pistone 44 potrà essere operativamente collegato con l’unità logica di controllo 140 in modo che quest’ultima comandi lo scorrimento del pistone 44 dalla posizione di inizio corsa alla posizione di fine corsa e/o viceversa.

Vantaggiosamente l’ulteriore movimentazione reciproca delle porzioni 30, 10 unitamente con le movimentazioni del braccio robotizzato 110 potranno consentire alle pinze 120 di percorrere un elevato numero di traiettorie predeterminate.

D’altra parte, l’unità logica di controllo 140 potrà elaborare un elevato numero di traiettorie e comandare uno o più degli attuatori 112, 122, 40 per movimentare il braccio robotizzato 110, e/o la testa 1 e/o le pinze 120.

In questo modo, il sistema 100 potrà essere particolarmente efficace.

Sebbene si sia descritto la testa 1 con le porzioni 10 e 30 reciprocamente rotanti in cui l’utensile 120 è una pinza di presa, si comprende che la testa 1 potrà essere accoppiata con differenti tipologie di utensile 120 senza per questo uscire dall’ambito di tutela della presente invenzione.

Eventualmente, la porzione 30 potrà includere l’utensile 120. Ad esempio, le pinze 120 potranno essere ruotate rispetto alla porzione 10.

Secondo un particolare aspetto dell’invenzione, indipendentemente dalla presenza o meno dei mezzi attuatori 40 e quindi delle porzioni 10, 30 rotazionalmente accoppiate, la testa 1 potrà essere configurata per consentire l’oscillazione dell’utensile 120.

In particolare, potranno essere previsti mezzi 20 per la giunzione di dette porzioni 10, 30 in modo da consentire l’oscillazione e/o la traslazione dell’utensile 120 rispetto alla porzione 10.

Per semplicità nel proseguo si farà riferimento ad una testa di presa 100 in cui l’utensile 120 sono delle pinze.

Preferibilmente, i mezzi di giunzione 20 potranno essere configurati per selettivamente consentire/impedire tali movimentazioni reciproche delle pinze 120 e della porzione 10. Infatti, quando i mezzi di giunzione 20 sono in una configurazione bloccata gli stessi non consentono, cioè impediscono, il movimento delle pinze 120 rispetto la porzione 10, mentre quando sono in una configurazione sbloccata o mobile, tali mezzi di giunzione 20 consentono tale movimentazione reciproca.

Con oscillazione si intende che le pinze 120 potranno essere libere di compiere piccoli spostamenti sostanzialmente in tutte le direzioni, come meglio spiegato nel seguito.

Secondo una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva dell’invenzione, la testa 1 potrà comprendere un elemento sostanzialmente cilindrico 13 e un elemento sostanzialmente cilindrico 14, mentre i mezzi di giunzione 20 potranno essere interposti tra gli elementi cilindrici 13, 14 in modo da consentirne la movimentazione reciproca, eventualmente la selettiva movimentazione reciproca. Preferibilmente, gli elementi 13 e 14 potranno essere cilindri.

Opportunamente, il cilindro 13 potrà essere operativamente accoppiato con l’estremità 111 del braccio robotizzato 110, mentre il cilindro 14 potrà essere operativamente accoppiato con l’utensile 120.

Preferibilmente, la porzione 10 potrà includere il cilindro 13 e il cilindro 14. In particolare, il cilindro 13 potrà includere la zona 11 per l’accoppiamento con l’estremità 111, mentre il cilindro 14 potrà includere la zona opposta 12 per l’accoppiamento con la porzione 30.

Nel caso siano presenti i mezzi attuatori 40, i mezzi di giunzione 20 potranno quindi essere interposti tra la zona 11 e gli stessi mezzi attuatori 40.

In altre parole, questi ultimi potranno essere mobili con il cilindro 14 rispetto al cilindro 13. Ad esempio, come mostrato nelle FIGG. 5 e 6, il cilindro 14 potrà includere una camera interna definente la sede 45 per l’attuatore 41 e la zona 12 potrà comprendere l’estremità 43 dell’attuatore 41.

In ogni caso, il cilindro 13 potrà definire un asse che potrà essere sostanzialmente coincidente con l’asse X della porzione 10, mentre il cilindro 14 potrà definire un asse X’’.

Opportunamente, i mezzi di giunzione 20 potranno quindi essere configurati per passare da una posizione operativa bloccata in cui i cilindri 13, 14 sono reciprocamente vincolati e i rispettivi assi X, X’’ sono sostanzialmente coincidenti in modo che i cilindri 13, 14 siano allineati (FIG. 11), e almeno una posizione operativa sbloccata in cui i cilindri 13, 14 sono reciprocamente rotazionalmente liberi e i rispettivi assi X, X’’ sono angolarmente spaziati (FIG.13).

Opportunamente, uno o entrambi i cilindri 13, 14 potranno inoltre scorrere lungo l’asse X.

In particolare, quando i mezzi di giunzione 20 sono nella posizione operativa bloccata, i cilindri 13, 14 potranno essere in battuta e quindi in una posizione operativa distale in cui la distanza d reciproca è massima (FIG. 11). D’altra parte, quando i mezzi di giunzione 20 sono nella posizione operativa sbloccata, i cilindri 13, 14 potranno essere in una posizione operativa prossimale in cui una distanza d reciproca è inferiore alla distanza massima (FIGG.

12 e 13).

Si comprende che quando i cilindri 13, 14 sono nella posizione operativa distale gli stessi potranno essere sostanzialmente bloccati, mentre quando i cilindri 13, 14 sono nella posizione operativa prossimale gli stessi potranno essere reciprocamente mobili.

Essenzialmente, i mezzi di giunzione 20 potranno comprendere una superficie operativa curva 26 e una superficie operativa convergente 27 che potrà definire una sede 27’ per la superficie operativa 26.

In particolare, le superfici 26, 27 potranno essere sostanzialmente simmetriche e preferibilmente potranno essere entrambe sostanzialmente simmetriche rispetto all’asse X.

Il cilindro 13 potrà essere operativamente accoppiato con una tra le superfici 26 e 27, mentre il cilindro 14 potrà essere operativamente accoppiato con l’altra tra le superfici 26 e 27 in modo che queste ultime guidino in rotazione i cilindri 13, 14 quando questi ultimi sono nella posizione operativa prossimale.

Più in dettaglio, come ad esempio mostrato nelle FIGG. 11, 12 e 13, i cilindri 13, 14 potranno essere telescopicamente accoppiati. In particolare, il cilindro 13 potrà comprendere una sede 16 per accogliere una corrispondente porzione sagomata 15 del cilindro 14.

Preferibilmente, la porzione sagomata 15 potrà definire la testa di un elemento a pistone inserito nella sede 16 del cilindro 13, mentre il cilindro 14 potrà definire lo stelo dello stesso elemento a pistone che potrà quindi scorrere nella stessa sede 16.

Opportunamente, la sede 16 potrà comprendere un risalto anulare 17 per impedire il disinserimento della porzione sagomata 15 dalla stessa sede 16. Preferibilmente, ma non esclusivamente, la porzione sagomata 15 potrà includere oppure essere costituita da un anello circolare.

La sede 16, che potrà preferibilmente essere sostanzialmente cilindrica, potrà avere dimensioni maggiori rispetto l’anello circolare 15 in modo da consentire la movimentazione di quest’ultimo nella stessa sede 16.

Preferibilmente, inoltre, la sede 16 potrà essere sostanzialmente coassiale all’asse X e potrà avere una lunghezza lungo tale asse maggiore dello spessore dell’anello circolare 15 ed una larghezza maggiore del diametro di quest’ultimo.

Opportunamente, quando i cilindri 13, 14 sono nella posizione distale con la distanza d massima, il risalto anulare 17 potrà comprendere una superficie di battuta 17’ per una corrispondente superficie di battuta 15’ dell’anello circolare 15. In tale posizione, i cilindri 13, 14 potranno essere rotazionalmente vincolati ed i rispettivi assi X e X’’ potranno essere sostanzialmente paralleli, preferibilmente coincidenti.

Inoltre, come meglio specificato nel seguito, potranno essere previsti mezzi elastici di contrasto 50 per consentire il passaggio dei cilindri 13, 14 dalla posizione distale alla posizione prossimale e per promuovere il ritorno degli stessi cilindri 13, 14 verso la posizione distale, cioè bloccata.

Preferibilmente, i mezzi di contrasto 50 potranno essere configurati per contrastare e/o promuovere lo scorrimento dei cilindri 13, 14 lungo l’asse X. Ad esempio, i mezzi di contrasto 50 potranno comprendere una molla a spirale 52, una molla gas e/o sistemi simili di tipo in se noto come meglio spiegato nel seguito.

Secondo un particolare aspetto dell’invenzione, il cilindro 13 potrà comprendere una sede longitudinale 18 sostanzialmente coassiale all’asse X destinata ad accogliere un elemento cursore 28 che potrà quindi scorrere nella stessa sede 18 lungo l’asse X.

La sede 18 potrà presentare forma sostanzialmente cilindrica con le pareti laterali 18’ che potranno fare da guida per l’elemento cursore 28, che potrà essere anch’esso di forma cilindrica, e una parete di fondo 18’’ destinata a rimanere affacciata a quest’ultimo.

Opportunamente, lo spazio compreso tra le pareti laterali 18’, la parete di fondo 18’’ e l’elemento cilindrico 28 potrà definire una camera di lavoro 51.

I mezzi di contrasto 50 potranno quindi agire sulla camera di lavoro 51 e/o essere posti internamente alla stessa per promuovere l’allontanamento reciproco della parete di fondo 18’’ e dell’elemento cilindrico 28 e quindi l’allontanamento reciproco dei cilindri 13, 14.

Ad esempio, la molla 52 potrà essere posta nella camera di lavoro 51 ed interposta tra la parete di fondo 18’’ e l’elemento cilindrico 28.

Secondo un particolare aspetto dell’invenzione, la camera di lavoro 51 potrà essere sostanzialmente chiusa e potranno essere previsti mezzi 53 per regolare/variare la pressione all’interno della camera di lavoro 51 stessa, ad esempio un circuito fluidico 53. Quest’ultimo potrà comprendere mezzi valvolari e mezzi di adduzione del fluido di tipo in sé noto. Preferibilmente, ma non esclusivamente, il fluido impiegato potrà essere aria oppure olio.

La camera di lavoro 51 ed il circuito fluidico 53 potranno quindi cooperare per definire i mezzi elastici di contrasto 50.

Si comprende che l’azione di questi ultimi potrà variare a seconda della pressione interna alla camera di lavoro 51 in modo in sé noto.

Eventualmente, la testa 1 potrà comprendere sia la molla meccanica 52 che il circuito 53 che potranno cooperare per definire i mezzi elastici di contrasto 50.

Opportunamente, potrà essere previsto un elemento sferico 29, ad esempio una sfera, interposto tra il cilindro 14 e l’elemento cilindrico 28 che include la superficie curva 26.

In altre parole, il cilindro 14, la sfera 29 e l’elemento cilindrico 28 potranno essere sempre in contatto.

All’atto dello scorrimento reciproco dei cilindri 13, 14, l’elemento cilindrico 28 potrà scorrere nella sede 18. In particolare, durante l’avvicinamento dei cilindri 13, 14 i mezzi di contrasto 50 potranno contrastare l’avvicinamento agendo da smorzatore, mentre gli stessi mezzi di contrasto 50 potranno promuovere l’allontanamento dei cilindri 13, 14 fino alla posizione bloccata in cui sono in battuta. In altre parole, i mezzi di contrasto 50 potranno agire anche da ammortizzatori.

Si comprende quindi che a seconda della configurazione dei mezzi di contrasto 50, si potrà variare l’azione di contrasto e/o promozione dello scorrimento dei cilindri 13, 14 lungo tale asse X. Ad esempio, variando la pressione all’interno della camera di lavoro 51.

Il cilindro 14 potrà comprendere una superficie concava 19 atta ad accogliere la sfera 29. In particolare, la superficie curva 26 di quest’ultima potrà restare interposta ed in contatto con la superficie concava 26 dell’elemento cilindrico 28 e con la superficie concava 19 del cilindro 14.

Secondo un particolare aspetto dell’invenzione, la superficie concava 27 e la superficie concava 19 potranno essere superfici sostanzialmente coniche o troncoconiche. In particolare, la superficie concava 27 potrà essere sostanzialmente coassiale all’asse X mentre la superficie concava 19 potrà essere sostanzialmente coassiale all’asse X’’.

In questo modo, quando i cilindri 13, 14 sono nella posizione bloccata, le superfici 15’ e 17’ potranno essere in battuta e le superfici concave 27, 19 potranno essere in battuta con la superficie 26 della sfera 29, mentre gli assi X e X’’ potranno coincidere.

D’altra parte, quando i cilindri 13, 14 sono in posizione mobile, gli stessi potranno essere guidati dall’interazione reciproca delle superfici 26, 27, 19. In questo modo, i rispettivi assi X, X’’ dei cilindri 13, 14 potranno ruotare reciprocamente, cioè essere angolarmente spaziati.

Opportunamente, i mezzi di giunzione 20 potranno essere configurati per mantenere allineati i cilindri 13, 14 e per consentire la rotazione degli stessi attorno ad assi di rotazione passanti per il centro della sfera 29.

In particolare, grazie ai mezzi di contrasto 50, le superfici 26 e le superfici 27, 19 potranno essere sempre in contatto anche quando i cilindri 13, 14 ruotano. In particolare, ogni superficie conica 19, 27 potrà presentare almeno due zone opposte in contatto con la superficie 26 della sfera 29.

In questo modo la rotazione degli assi X, X’’ potrà avvenire solamente rispetto al centro della sfera che potrà essere sostanzialmente lungo l’asse X.

Secondo un particolare aspetto dell’invenzione, potranno essere previsti mezzi antirotazione 55 per impedire la rotazione reciproca dei cilindri 13, 14 attorno all’asse X e/o X’.

In questo modo, la posizione bloccata dei cilindri 13, 14 potrà corrispondere sempre alla stessa posizione dell’utensile 120. Grazie a tali caratteristiche si potranno effettuare lavorazione e/o movimentazioni particolarmente precise, anche nel tempo.

Ad esempio, le pareti della sede 16 potranno comprendere almeno una scanalature o sede 22 mentre l’anello circolare 15 del cilindro 14 potrà comprendere almeno un perno 23 estendentesi radialmente dalla stessa destinato ad essere inserito nella sede 22. In particolare, il perno 23 potrà estendersi nella sede 22 in modo da impedire la rotazione del cilindro 14 attorno all’asse X.

In questo modo, l’anello circolare 15, e quindi il cilindro 14, non potrà ruotare attorno all’asse X nella sede 16 definendo quindi i mezzi antirotazione 55.

Preferibilmente, potrà essere prevista una coppa di perni 23 opposti estendentesi dall’anello circolare 15 definendo un asse Z’ e destinati ad essere inseriti in una corrispondente coppia di sedi 22 opposte.

In questo modo, inoltre, i cilindri 13, 14 potranno ruotare attorno all’asse Z’. Tale asse Z’ potrà essere sostanzialmente perpendicolare all’asse X’. Preferibilmente, tale asse potrà passare per il centro della sfera 29.

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzioni, le sedi 22 potranno essere sedi longitudinali estendentesi parallelamente all’asse X. In questo modo potrà essere consentita anche la rotazione dei cilindri 13, 14 attorno ad un asse Y’ sostanzialmente perpendicolare rispetto all’asse X ed eventualmente all’asse Z’.

In particolare, la larghezza delle sedi 22 potrà essere sostanzialmente pari alla larghezza dei perni 23 quando i cilindri 13, 14 sono nella posizione distale bloccata così che l’utensile 120 sia nella posizione predeterminata e non abbia possibilità di rotazioni.

Secondo un particolare aspetto dell’invenzione, le sedi 22 potranno essere leggermente divergenti, cioè potranno avere una larghezza variabile. In tal caso, quando i cilindri 13, 14 sono nella posizione mobile cioè distale, la larghezza delle sedi 22 potrà essere maggiore del perno 23 per consentire anche una piccola rotazione del cilindro 14 attorno all’asse X.

L’insieme di tali possibili movimentazioni definiscono l’oscillazione del cilindro 14 e quindi dell’utensile 120.

I mezzi di contrasto 50 potranno essere operativamente collegati con l’unità logica di controllo 140. In particolare, quest’ultima potrà comandare i mezzi di contrasto 50 per selettivamente consentire/impedire la movimentazione reciproca dei cilindri 13, 14. Ad esempio, si potrà variare la pressione all’interno della camera di lavoro 51 in modo che sia contrastato lo scorrimento dell’elemento cilindrico 28 verso la parte di fondo 18’’.

Si comprende che nel caso la pressione all’interno della camera di lavoro 51 sia particolarmente elevata, si potrà sostanzialmente impedire lo scorrimento dell’elemento cilindrico 28 verso la parte di fondo 18’’.

Tali sistemi potranno essere di tipo in sé noto e potranno variare a seconda dell’utensile 120 e quindi della destinazione d’uso della testa 1. Ad esempio, potranno essere previsti i mezzi 53 per mantenere la pressione particolarmente elevata all’interno della camera di lavoro 51 quali ad esempio mezzi valvolari per chiudere la camera di lavoro 51 in modo da impedire la fuoriuscita del gas o fluido contenuto all’interno della stessa, e/o i mezzi 53 potranno comprendere un circuito di adduzione fluido in pressione in modo da aumentare la pressione all’interno della camera di lavoro 51.

In questo modo, potrà essere selettivamente consentita l’oscillazione dell’utensile 120 durante un tratto della movimentazione lungo una traiettoria calcolata e potrà essere impedita l’oscillazione durante un altro tratto.

Vantaggiosamente, il movimento libero dell’utensile 120, cioè la possibilità di movimentazione dello stesso, all’atto dell’avvicinamento al pezzo P da lavorare o movimentare, che potrà corrispondere al passaggio dalla posizione di riposo alla posizione operativa, potrà consentire di evitare il danneggiamento degli altri pezzi o della testa 1 stessa, ad esempio quando si trova in prossimità delle pareti del contenitore C.

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, potranno essere previsti mezzi di sicurezza 60 per impedire il danneggiamento del sistema 100, ed in particolare della testa 1 e/o del braccio robotizzato 110.

Ad esempio, i mezzi di sicurezza 60 potranno essere configurati per inviare un segnale di allarme all’unità logica di controllo 140 quando i cilindri 13, 14 raggiungono un distanza reciproca d pari o inferiore ad un valore di soglia predeterminato.

In particolare, i mezzi di sicurezza 60 potrà essere previsto un sensore posto nella camera di lavoro 51 per rilevare quando l’elemento cilindrico 28 raggiunge una posizione predeterminata in prossimità della parete di fondo 18’’ della sede 18.

Preferibilmente, la distanza d predeterminata potrà avere un valore tale per cui l’elemento cilindrico 28 rimanga spaziato dalla parete di fondo 18’’ in modo tale che venga inviato un segnale di allarme prima che l’elemento cilindrico 28 impatti la parete di fondo 18’’. In questo modo si potrà evitare il danneggiamento della parti coinvolte e più in generale della testa 1.

Si comprende infatti che l’avvicinamento e l’allontanamento dei cilindri 13, 14, cioè la variazione della distanza d, potrà corrispondere allo scorrimento dell’elemento cilindrico 28 nella sede 18.

L’unità logica di controllo 140 potrà quindi comandare uno o più degli attuatori 112, 122, 40 per interrompere e/o variare la movimentazione del braccio robotizzato 110, e/o della testa 1 e/o dell’utensile 120.

In questo modo si potrà evitare di danneggiare il sistema 100 oppure parti dello stesso.

Infatti, vantaggiosamente, si potrà evitare di attivare i mezzi attuatori 112, ad esempio i motori, quando la movimentazione dell’utensile 120 è impedita scongiurando i rischi di surriscaldamento e danneggiamento.

Si comprende quindi che la testa 1 potrà comprende sia i mezzi attuatori 40 che i mezzi di giunzione 20, come mostrato nelle FIGG. da 3 a 6, potrà comprendere solamente i mezzi di giunzione 20 ed essere priva dei mezzi attuatori 40, come mostrato nelle FIGG. 7 e 8, oppure potrà comprendere solamente i mezzi attuatori 40 ed essere priva dei mezzi di giunzione 20, come mostrato nelle FIGG.9 e 10.

D’altra parte, l’utensile 120 potrà essere di qualsivoglia tipologia a seconda delle lavorazioni e/o delle movimentazioni così come a seconda della tipologia di pezzi P.

Operativamente, una volta installato il sistema 100 in prossimità del contenitore C e una volta che quest’ultimo contiene almeno un pezzo P da prendere, le telecamere 130 e l’unità logica di contollo 140 potranno cooperare per individuare il pezzo P da lavorare e/o movimentare e calcolare la traiettoria per lavorare e/o raggiungere il pezzo P, mentre il braccio robotizzato 110, la testa 1 e l’utensile 120 potranno essere in una posizione iniziale di riposo.

L’unità logica di controllo 140 potrà comandare uno o più degli attuatori 112, 122, 40 per comandare la movimentazione del braccio robotizzato 110 e/o della rotazione delle porzioni 10, 30 in base alla traiettoria calcolata. Eventualmente l’unità logica di controllo 140 potrà comandare anche l’utensile 120.

Durante tale movimentazione, quando presenti, i mezzi di contrasto 50 potranno consentire una facile movimentazione dell’elemento cilindrico 28 in modo da consentire l’oscillazione dell’utensile 120.

Nel caso i mezzi di sicurezza 60 mandino un segnale di allarme all’unità logica di controllo 140, questi ultimi potranno interrompere la movimentazione del braccio robotizzato 110 e/o della testa 1 ed, eventualmente, ritornare nella posizione iniziale di riposo. In questo modo di potrà evitare danneggiamenti del contenitore C, dei pezzi P e/o della testa 1.

Una volta raggiunto il pezzo P, l’unità logica di controllo 140 potrà calcolare un’altra traiettoria del utensile 120 a seconda della movimentazione e/o della lavorazione da eseguire.

In questo caso, i mezzi di giunzione 20 potranno essere sostanzialmente bloccati, cioè la pressione all’interno della camera di lavoro 51 potrà essere relativamente alta in modo da sostanzialmente impedire lo scorrimento dell’elemento cilindrico 28.

L’unità logica di controllo 140 potrà quindi comandare una movimentazione del braccio robotizzato 110 e/o la rotazione delle porzioni 10, 30 in base a quest’ultima traiettoria calcolata mantenendo l’utensile 120 nella posizione predeterminata allineata lungo l’asse X.

Ad esempio, nel caso l’utensile 120 sia una pinza, l’unità logica 140 potrà calcolare la traiettoria per raggiungere il pezzo P e successive traiettorie per movimentarlo, mentre nel caso l’utensile 120 sia una punta di fresa, l’unità logica 140 potrà calcolare la traiettoria per raggiungere il pezzo P e successive traiettorie per lavorarlo.

Opportunamente, inoltre, potrà essere previsto un programma per computer contente istruzioni per azionare il sistema 100. In particolare, le istruzioni potranno agire su tale sistema 100 per eseguire almeno una fase di calcolo e almeno una fase di movimentazione.

In particolare, la fase di calcolo di almeno una traiettoria dell’utensile 120 tra la posizione di riposo e la posizione operativa in corrispondenza del pezzo P da movimentare e/o lavorare. Tale calcolo potrà essere fatto sulla base della posizione del pezzo P rilevata dai mezzi di rilevamento 130 e della possibilità di movimentazione del braccio robotizzato 110 e di rotazione delle porzioni 10, 30.

D’altra parte, potrà essere eseguita la movimentazione del braccio robotizzato 110 e/o la rotazione delle porzioni 10, 30 in base a tale traiettoria calcolata.

Opportunamente, l’unità logica di controllo 140 potrà eseguire tale programma. Si comprende che potranno essere previste ulteriori unità logiche di elaborazione dati e unità di memorizzazione operativamente collegate con l’unità di controllo 140 e dispositivi di tipo noto per supportare queste ultime.

In caso di attivazione dei mezzi di sicurezza 60, l’unità logica 140 potrà interrompere la movimentazione prevista e potrà essere calcolata una nuova traiettoria. Ad esempio, tale nuova traiettoria potrà riportare l’utensile 120 ad una posizione iniziale di riposo, ad una posizione distale dal pezzo, e/o ad una posizione di sicurezza predeterminata in modo in sé noto.

Inoltre, potranno essere previsti mezzi per consentire ad un operatore di interagire con l’unità logica di controllo 140, ad esempio uno schermo touch.

Da quanto sopra descritto, appare evidente che l’invenzione raggiunge gli scopi prefissatisi.

L’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 potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire dall'ambito dell’invenzione.

Anche se l’invenzione è stata descritta 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 (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un sistema per la presa di un pezzo (P) posizionato all’interno di un contenitore (C) comprendente: - un braccio robotizzato (110) comprendente un’estremità operativa (111) mobile; - primi mezzi attuatori (112) per movimentare detta estremità operativa (111); - una testa di presa (1) comprendente: - una prima porzione (10) definente un primo asse (X), detta prima porzione (10) essendo solidalmente accoppiata con l’estremità operativa (111) del braccio robotizzato (110) per muoversi con la stessa; - una seconda porzione (30) definente un secondo asse (X’) rotazionalmente accoppiata con detta prima porzione (10); - elementi di presa (120) per la presa del pezzo (P) accoppiati con detta seconda porzione (30) per muoversi solidalmente con la stessa; - secondi mezzi attuatori (40) per promuovere la rotazione reciproca di dette prima e seconda porzione (10, 30) attorno ad un terzo asse di rotazione (Y) trasversale o perpendicolare a detto primo asse (X); il sistema comprendendo inoltre: - mezzi (130) per il rilevamento della posizione del pezzo (P) all’interno del contenitore (C); - un’unità logica di controllo (140) operativamente collegata con detti mezzi di rilevamento della posizione (130) per calcolare almeno una traiettoria di detti elementi a pinza (120) tra una posizione di riposo e una posizione operativa in corrispondenza del pezzo (P) da prendere sulla base della possibilità di movimentazione di detto braccio robotizzato (110) e di rotazione di dette prima e seconda porzione (10, 30) di detta testa di presa (1); in cui detta unità logica di controllo (140) è inoltre operativamente collegata con detti primi e/o secondi mezzi attuatori (112, 40) per comandare la movimentazione di detto braccio robotizzato (110) e/o la rotazione di dette prima e seconda porzione (10, 30) di detta testa di presa (1) in base alla traiettoria calcolata.
2. 2. Sistema in accordo con la rivendicazione precedente, comprendente inoltre mezzi di giunzione (20) interposti tra detta prima porzione (10) e detta seconda porzione (30), detti mezzi di giunzione (20) essendo mobili tra una configurazione bloccata in cui è impedito il movimento reciproco di dette prima e seconda porzione (10, 30) e una configurazione sbloccata in cui dette prima e seconda porzione (10, 30) sono mobili per consentire l’oscillazione di detti elementi a pinza (120), essendo inoltre previsti mezzi elastici di contrasto (50) per promuovere il passaggio di detti mezzi di giunzione (20) tra la configurazione sbloccata e la configurazione bloccata, detta unità logica di controllo (140) essendo operativamente collegata con detti mezzi elastici di contrasto (50).
3. 3. Una testa di presa per la presa di un pezzo (P) posizionato all’interno di un contenitore (C) impiegabile in un sistema in accordo con la rivendicazione 1 o 2, la testa di presa (1) comprendendo: - una prima porzione (10) definente un primo asse (X) solidalmente accoppiabile con un’estremità operativa (111) di un braccio robotizzato (110) per muoversi con la stessa; - una seconda porzione (30) definente un secondo asse (X’) rotazionalmente accoppiata con detta prima porzione (10) per ruotare reciprocamente attorno ad un terzo asse di rotazione (Y) trasversale o perpendicolare a detto primo asse (X); - elementi a pinza (120) accoppiabili con detta seconda porzione (30) destinati ad interagire con il pezzo da prendere (P); - secondi mezzi attuatori (40) per promuovere la rotazione reciproca di dette prima e seconda porzione (10, 30) attorno a detto terzo asse (Y) per posizionare detti elementi a pinza (120) in una posizione di lavoro predeterminata; in cui detti secondi mezzi attuatori (40) sono operativamente collegabili con l’unità logica di controllo (140).
4. 4. Testa di presa in accordo con la rivendicazione precedente, in cui detti secondi mezzi attuatori (40) comprendono un attuatore lineare (41) avente una prima estremità (42) operativamente accoppiata con detta prima porzione (10) e una seconda estremità opposta (43) operativamente accoppiata con detta seconda porzione (30), detti secondi mezzi attuatori (40) essendo configurati in modo tale che l’allontanamento/avvicinamento di dette estremità opposte (42, 43) di detto attuatore lineare (41) corrisponda la rotazione di dette prima e seconda porzione (10, 30) attorno a detto terzo asse (Y).
5. 5. Testa di presa in accordo con la rivendicazione precedente, in cui dette estremità opposte (42, 43) di detto attuatore lineare (41) sono mobili lungo un quarto asse (X’’’) sostanzialmente parallelo o coincidente a detto primo asse (X) e spaziato da detto terzo asse (Y).
6. 6. Testa di presa in accordo con la rivendicazione 4 o 5, in cui detta seconda porzione (30) comprende una prima zona (33) per l’accoppiamento con detta prima porzione (10), essendo inoltre prevista una biella (47) rotazionalmente accoppiata con detta seconda estremità (43) di detto attuatore lineare (41) e con detta prima zona (33) di detta seconda porzione (30).
7. 7. Testa di presa in accordo con la rivendicazione precedente, in cui detta seconda porzione (30) comprende una seconda zona (32) di accoppiamento spaziata da detta prima zona (33), detta prima porzione (10) comprendendo una rispettiva terza zona di accoppiamento (12) spaziata da detta seconda estremità (43) di detto attuatore lineare (41), dette seconda zona di accoppiamento (32) di detta seconda porzione (30) e detta terza zona (12) di detta prima porzione (10) essendo rotazionalmente accoppiate.
8. 8. Testa di presa in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 7, in cui detti elementi di presa (120) includono una coppia di pinze, essendo inoltre previsti mezzi di movimentazione (122) di dette pinze (120) operativamente collegabili con l’unità logica di controllo (140)
9. 9. Un metodo per la presa di un pezzo (P) posizionato all’interno di un contenitore (C) mediante il sistema in accordo con la rivendicazione 1 o 2, comprendente le fasi di: - predisposizione di un braccio robotizzato (110) comprendente un’estremità operativa (111) mobile, una testa di presa (1) operativamente accoppiata con detta estremità operativa (111) per muoversi con la stessa, ed elementi a pinza (120) operativamente collegati con detta testa di presa (1) per la presa del pezzo (P); - individuazione del pezzo (P) da prendere mediante mezzi (130) di rilevamento della posizione dello stesso; - calcolo di almeno una traiettoria di detti elementi a pinza (120) tra una posizione di riposo e una posizione operativa in corrispondenza del pezzo (P) da prendere sulla base della posizione del pezzo (P) all’interno del contenitore (C) rilevata da detti mezzi di rilevamento (130) e della possibilità di movimentazione di detto braccio robotizzato (110) e di rotazione di dette prima e seconda porzione (10, 30) di detta testa di presa (1); - movimentazione di detto braccio robotizzato (110) e/o rotazione di dette prima e seconda porzione (10, 30) di detta testa di presa (1) in base alla traiettoria calcolata.
10. 10. Un programma per computer contente istruzioni per azionare un sistema in accordo con la rivendicazione 1 o 2, le istruzioni agendo sul sistema per eseguire le seguenti fasi: - calcolo di almeno una traiettoria di detti elementi a pinza (120) tra una posizione di riposo e una posizione operativa in corrispondenza del pezzo (P) da prendere sulla base della posizione del pezzo (P) all’interno del contenitore (C) rilevata da detti mezzi di rilevamento (130) e della possibilità di movimentazione di detto braccio robotizzato (110) e di rotazione di dette prima e seconda porzione (10, 30) di detta testa di presa (1); - movimentazione di detto braccio robotizzato (110) e/o rotazione di dette prima e seconda porzione (10, 30) di detta testa di presa (1) in base alla traiettoria calcolata.