IT202000018145A1 - Impianto automatizzato di magazzinaggio ed alimentazione di semilavorati di forma allungata per un utilizzatore - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

IMPIANTO AUTOMATIZZATO DI MAGAZZINAGGIO ED ALIMENTAZIONE DI SEMILAVORATI DI FORMA ALLUNGATA PER UN UTILIZZATORE.

Il presente trovato si riferisce ad un impianto automatizzato di magazzinaggio ed alimentazione di semilavorati di forma allungata, in particolare barre o tubi, ad un utilizzatore, quale, ad esempio, una macchina utensile.

Nell'ambito delle lavorazioni meccaniche implicanti la modellazione di forma di oggetti con asportazione di materiale eseguita con macchine utensili, a partire da semilavorati di forma elongata quali barre o tubi, ? noto impiegare magazzini di stoccaggio dei semilavorati che sono strutturati in modo atto ad alloggiare i semilavorati elongati in giacitura orizzontale della propria dimensione longitudinale.

Normalmente, i semilavorati pervengono poi all'utilizzatore contenuti in casse o raggruppati in fasci che, da soli oppure allocati all'interno di idonee casse, vengono stoccati in prossimit? dell?utilizzatore per poi essere prelevati da questa locazione, e trasferiti in alimentazione dell?utilizzatore, con l'ausilio di apparecchi di sollevamento, quali gru, fisse a ponte, oppure mobili su ruote, e od anche mediante mezzi di sollevamento e trasporto di altro tipo, quali ad esempio dei carrelli elevatori.

Questo modo di procedere implica per? alcuni, importanti, inconvenienti.

Infatti, le movimentazioni dei semilavorati, verso e dai magazzini di stoccaggio, nonch? dalla locazione transitoria prossima all?utilizzatore e verso l?utilizzatore medesimo, eseguite mediante mezzi di manipolazione di tipo generale, multiscopo, non specializzato, implica una gestione dei materiali poco efficiente in termini di rapidit? e di adeguatezza di risposta operativa, nonch? di economicit? di gestione che mal si conciliano con le necessit? di approvvigionamento rapido degli utilizzatori rappresentati, come detto, delle macchine utensili impiegate nei moderni impianti di produzione.

D?altra parte, ? da rilevarsi anche che molto spesso gli utilizzatori sono provvisti di specifici alimentatori di materiale semilavorato i quali seppur dedicati e progettati per tale scopo restano a loro volta subordinati al caricamento da parte di mezzi esterni operativamente interposti tra il deposito temporaneo del materiale ed il caricatore della macchina operatrice destinataria di tale materiale. Infatti, per alimentare detti alimentatori occorre prelevare mediante gru a ponte, carrelli elevatori ecc. un semilavorato alla volta dal fascio o dalla cassa allocata temporaneamente in prossimit? dell?utilizzatore e depositarli fisicamente sull?alimentatore che provveder? poi ad inviarli all?utilizzatore con modalit? note e nei tempi previsti dalle cadenze temporali delle varie lavorazioni che si succedono nell?utilizzatore. Scopo del presente trovato ? pertanto quello di eliminare gli inconvenienti sopra menzionati, risolvendo il problema di fornire una metodica di magazzinaggio, manipolazione e consegna alle macchine utensili di semilavorati elongati, ed un relativo impianto attuatore di tale metodica, che si qualifichino per il fatto di consentire una pi? rapida ed una pi? economica capacit? di risposta alle necessit? degli utilizzatori, ovvero delle macchine operatrici servite; ed un'alta flessibilit? operativa in relazione con la tipologia delle macchine sopraddette e/od anche con la stessa tipologia di disposizione e di orientamento delle macchine nell'ambito planimetrico di un generico reparto produttivo in cui le stesse sono allocate.

In accordo con l'invenzione, tali scopi e risultati sono raggiunti da un impianto e da una metodica come definiti nelle allegate rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato saranno resi pi? evidenti con l'aiuto della descrizione dettagliata di un esempio indicativo e non limitativo della soluzione, fatta con riferimento alle figure degli uniti disegni in cui:

- la figura 1 ? una vista prospettica, tridimensionale, d'insieme, di un impianto conforme al trovato;

- la figura 2 ? una vista prospettica, tridimensionale di un componente del trovato rappresentato con parti asportate per meglio evidenziarne delle altre;

- la figura 3 ? una vista prospettica, tridimensionale del componente di figura 2 operativamente interconnesso con altre parti componenti dell'impianto;

- la figura 4 ? una rappresentazione, in vista prospettica, tridimensionale, di un manipolatore specificamente concepito ed attrezzato per operare all'interno dell'impianto conforme al trovato;

- le figure 5a e 5b sono viste di dettaglio del manipolatore di cui alla figura 4;

- la figura 6 ? una vista prospettica, tridimensionale, d'insieme dei componenti delle figure 2 e 4, rappresentati in un loro caratteristico stato operativo;

- la figura 7 ? una vista in scala di ingrandimento di alcuni particolari di figura 6;

- le figure 8 e 9 sono viste prospettiche, tridimensionali, illustrative di alcune fasi operative dell'impianto;

- le figure 10 e 11 sono viste laterali dell'impianto, illustrative di un ulteriore componente dell'impianto rappresentato in due consecutivi propri stati operativi; - la figura 12 ? una vista prospettica, assonometrica, tridimensionale del componente di cui alle figure 10 e 11, rappresentato con parti asportate per meglio evidenziarne alcune particolari caratteristiche proprie;

- la figura 13 ? una vista in pianta dall'alto dell'impianto secondo il trovato, rappresentativa di uno stato operativo del componente di figura 12.

Con riferimento alle figure degli uniti disegni, in Figura 1 con 1 ? globalmente individuato un impianto automatizzato di magazzinaggio e di alimentazione di oggetti di forma allungata, quali semilavorati in barre o tubi, destinati, in particolare, all?alimentazione di un utilizzatore 2 rappresentato ad esempio da una macchina utensile, operatrice, tipo tornio.

L'impianto 1 essenzialmente comprende un magazzino 5 in cui sono ordinatamente allocate una pluralit? di casse 3 (visibili in Fig.2), le quali sono dotate di cavit? 4 di contenimento aventi forma essenzialmente parallelepipeda, elongata longitudinalmente e complementarmente alla lunghezza e alle dimensioni dei semilavorati da contenere. Il magazzino 5 comprende una incastellatura 5s, modulare, di forma parallelepipeda, di accoglimento delle casse 3 medesime.

L'impianto 1 comprende inoltre, degli speciali mezzi 7 manipolatori destinati ad operare con le casse 3 e, i quali, pi? in particolare, sono congegnati per trasferire le casse 3 dall'incastellatura 5s all?utilizzatore (2); e comprende anche mezzi 8 trasferitori, congegnati per: prelevare i semilavorati contenuti all'interno delle casse 3; prenderli in carico su di s?; e renderli, infine, direttamente disponibili per l'alimentazione di una detta macchina 2 operatrice destinataria di detti semilavorati. Pi? in particolare, in Figura 2 si nota che le casse 3 comprendono essenzialmente un corpo 9 contenitore, provvisto di almeno una base, piana, stretta e lunga, complessivamente indicata con 10, la quale ? interrotta in corrispondenza di varie zone della propria lunghezza, laddove ? attraversata da alcune partizioni 11 aperte, rettangolari, intervallate tra loro lungo la direzione longitudinale della cassa 3, direzione, che conformemente all'orientamento di figura ? sostanzialmente parallela ad una delle direzioni orizzontali, ivi identificata con x. Le partizioni 11 aperte sono preferibilmente estese fino ad interessare anche una larga parte di una coppia di contraffacciate pareti 31p,31a, laterali, della cassa 3, le quali insieme con la base 10 concorrono a delimitare una coppia di angoli spaziali, i cui vertici sono individuati con riferimento 12.

In altre parole, la cavit? 4 di contenimento della cassa 3 presenta una forma delimitata da un contorno trilaterale a forma di "U", dotato di due vertici 12 definenti angoli spaziali retti, adiacenti e bilaterali alla base 10 del corpo 9 della cassa 3.

La Figura 3 evidenzia che la cassa 3 pu? essere provvista anche di un coperchio 13; nonch? di mezzi 14 di vincolosvincolo rapido del coperchio 13 al corpo 9 contenitore della cassa 3, preferibilmente realizzati da due attuatori 14 lineari.

Il coperchio 13 - la cui lunghezza ? preferibilmente tale da coprire solo parzialmente la cavit? 4 di contenimento - svolge la funzione di impedire che i semilavorati di forma allungata contenuti all'interno della cassa 3 abbiamo a fuoriuscire dalla cassa 3 nel corso delle movimentazioni della stessa.

La figura 4 mostra che i mezzi 7 manipolatori comprendono un robot 7r, preferibilmente di tipo cartesiano, dotato di un effettore 15 terminale provvisto di una coppia di perni 16 per aggancio e presa delle casse 3, i quali sono innestabili rapidamente in complementari asole 17 passanti recate da una delle pareti 31p laterali della cassa 3. I mezzi 7 manipolatori comprendono anche una piastra 32 piana, di forma preferibilmente trilobata, che, in corrispondenza di una coppia di lobi 32a, porta detta coppia di perni 16, di sbalzo, ciascuno lungo una direzione y sostanzialmente orizzontale; e che in corrispondenza di un terzo lobo 32b ? supportata invece da un carro 37 corredato di un organo 33 di supporto della piastra 32.

I mezzi 7 manipolatori comprendono anche un primo carro 34 di supporto dell'effettore 15, ed un montante 35 parallelepipedo, verticale, che sostiene detto primo carro 34 in guida lungo una direzione di traslazione parallela alla direzione z verticale.

Un secondo carro 36, mobile rispetto al suolo e secondo almeno una direzione di traslazione, parallela alla direzione x orizzontale, sostiene il montante 35 alla sua base concedendo ad esso l?ulteriore grado di libert? di ruotare, mediante una idonea ralla 52 piana, motorizzata ed interposta tra detto montante 35 ed il sottostante secondo carro 36, girevolmente intorno ad una direzione z verticale.

Il carro 37, che nel seguito sar? indicato anche come terzo carro, porta l'organo 33 di supporto della piastra 32, quest?ultimo essendo supportato a sua volta dal primo carro 34 con libert? di traslare lungo guide 51 di traslazione, orizzontali e parallele alla direzione x. L'effettore 15 integra anche dei mezzi di serraggio generalmente indicati con 38, i quali sono previsti per ammorsare la cassa 3 e la piastra 32 dell?effettore 15 in condizione di reciproco riscontro, planare, e forzato. Detti mezzi 38 di serraggio, meglio evidenziati in Figura 7 comprendono in particolare degli attuatori 39 lineari, congegnati per azionare in trazione o in spinta assiale, nella direzione y, i perni 16.

Dal momento che questi ultimi sono provvisti di teste 40 che aggettano a sbalzo in direzione trasversale all'asse dei perni 16, ovvero agli attuatori 39 lineari, gli attuatori 39 medesimi sono in grado di portare la cassa 3 a diretto contatto della propria parete 31p con la piastra 32 trilobata, nonch? a reciproco riscontro forzato tra le medesime.

Per effetto dei gradi di libert? posseduti, i mezzi 7 manipolatori sono in grado di portare la cassa 3 nello stato orizzontale verso l?utilizzatore 2 come mostrato nelle Figure 8 e 9.

A questo punto, la cassa 3, preventivamente liberata del coperchio 13, attraverso una fase intermedia corrispondente alla condizione di Figura 4, ? pronta per essere trasferita all?utilizzatore 2, ovvero alla macchina utensile destinataria che implementa il citato utilizzatore 2.

Per tale scopo l'impianto 1 prevede, accanto a ciascuna macchina 2 operatrice destinataria dei prodotti contenuti nelle casse 3, la presenza dei detti mezzi 8 trasferitori che, in particolare, comprendono (Figure 10,11 e 12) un dispositivo 60 di autocaricamento atto a prelevare i semilavorati direttamente dalle casse 3.

Pi? in particolare, il dispositivo 60 di autocaricamento comprende due distinti ranghi di supporti 43 e 44 paralleli alla direzione x ben visibili in Fig.12.

I supporti 43 e 44 hanno forma elongata, sono ordinatamente frapposti tra loro e presentano strutture sostanzialmente planari giacenti in piani verticali essenzialmente ortogonali alla direzione x.

Dalla Figura 12 si rileva in particolare che un primo rango comprende due supporti 43 a configurazione variabile, mentre l?altro rango prevede invece quattro supporti 44 a configurazione fissa, invariabile.

Per effetto di tali configurazioni strutturali, come sar? pi? evidente nel seguito della trattazione, i supporti 43 e 44 risultano mobili con moto relativo tra loro nei piani verticali, paralleli al piano di riferimento yz.

Ancora dalla Fig.12 si osserva che i supporti 44 aventi configurazione fissa e geometricamente invariabile sono intervallati tra loro secondo la direzione longitudinale della cassa 3 parallela alla direzione x orizzontale e sono ubicati in posizioni tali da potersi allocare in corrispondenza delle partizioni 11 aperte della base 10 e delle pareti 31p,31a della cassa 3.

I supporti 43 a configurazione geometrica variabile sono allocati invece in corrispondenza di partizioni chiuse della base 10 della cassa 3 e delle relative pareti 31p e 31a, bilaterali alla base 10.

Detti supporti 43 comprendono in particolare dei bracci 53 di forma parallelepipeda, allungati ed articolati ad una parte fissa della struttura.

Una estremit? dei bracci 53 e vincolata ad un attuatore 54 lineare, cosicch? a seguito degli stati operativi di quest'ultimo, ovvero dello stato esteso o ritratto di un suo stelo 55, il rispettivo braccio 53 che all?estremit? opposta ? incernierato alla parte fissa della struttura pu? assumere un assetto orizzontale come mostrato in Figura 10, ovvero un assetto obliquo, come mostrato in Figura 11.

Per effetto della funzione svolta da tali particolari supporti 43 e 44, quando il robot 7r perviene con la cassa 3 orizzontale in prossimit? della macchina 2 utensile come mostrato nelle Figure 8 e 9 ? il robot 7r ? in condizione di poter rilasciare la cassa 3 in assetto orizzontale al di sopra dei bracci 53 dei supporti 43 a configurazione variabile del primo rango, supporti 43 che corrispondentemente sono orientati per riceverla in modo adeguata, come mostrato nella Figura 10.

A questo punto, imprimendo un comando di rientro agli steli 55 degli attuatori 54, la cassa 3 ? portata progressivamente a ruotare angolarmente intorno alla propria direzione longitudinale come mostrato in Figura 11 e come osservabile per comparazione di questa con la Figura 10.

Durante questa transizione i semilavorati elongati contenuti nella cassa 3 vengono presi in carico dai bracci 56 fissi dei supporti 44 a configurazione geometricamente invariabile, i quali per il fatto di essere disposti in corrispondenza delle partizioni 11 aperte, ed in conseguenza al moto relativo della cassa non solo prendono in carico su di s? il semilavorato, ma anche lo estraggono progressivamente dalla cassa 3 mentre questa resta mantenuta in appoggio sui supporti 43 del primo rango che progressivamente passano dall?orientamento orizzontale di Fig.10 all?orientamento obliquo di Fig. 11.

La cassa 3 quindi resta a disposizione dell?utilizzatore 2 che pu? disporre a seconda delle necessit? del relativo contenuto, senza necessit? di una preliminare estrazione di tale contenuto dalla cassa 3 e senza necessit? di un caricamento individuale ad opera di mezzi soggetti esterni dei componenti individuali di tale contenuto.

I semilavorati elongati, nel frattempo sostenuti dai supporti 44 fissi, in posizioni rigorosamente determinate dapprima dai vertici 12 della cassa 3 e poi dalla forma stessa dei supporti 44 fissi, vengono poi presi dalle loro posizioni specifiche ed alimentati verso l?utilizzatore o macchina 2 utensile in modo convenzionale da parte dei mezzi di traino noti che normalmente equipaggiano i mezzi 8 trasferitori.

In definitiva, il dispositivo 60 di autocaricamento che equipaggia i mezzi 8 trasferitori svolge la propria funzione operando tra due condizioni limiti. In una prima di tali condizioni la cassa 3 proveniente dai mezzi 7 manipolatori ? mantenuta in appoggio orizzontale sui bracci 53 dei supporti 43 del primo rango. Nella seconda condizione limite finale, invece mentre la cassa 3 resta ancora mantenuta in appoggio sui supporti 43 del primo rango, tuttavia questa volta con orientazione obliqua rispetto all?orizzontale, i supporti fissi 44, ovvero i bracci 56 fissi del secondo rango corrispondentemente provvedono all?estrazione contestuale del semilavorato dalla cassa 3.

Il trovato raggiunge pienamente gli scopi precedentemente enunciati e si qualifica anche per prevedere l?ulteriore importante vantaggio di una gestione completamente meccanizzata ed automatizzata delle proprie funzionalit? che permette significative riduzioni dei tempi di approvvigionamento e di ricarico dei materiali e significative economie di gestione delle macchine operatici di interi reparti produttivi.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI

1. Impianto automatizzato di magazzinaggio ed alimentazione di semilavorati di forma allungata per un utilizzatore (2), comprendente

- almeno una cassa (3), dotata di un corpo (9) contenitore avente una cavit? (4) di contenimento elongata complementarmente a detti semilavorati;

- una incastellatura (5s) di magazzinaggio di detta almeno una cassa (3);

- mezzi (7) manipolatori, congegnati per movimentare detta almeno una cassa (3) tra l?incastellatura (5s) e l?utilizzatore (2); e

- mezzi (8) trasferitori per inviare all?utilizzatore (2) i semilavorati contenuti nella cassa (3); impianto (1) caratterizzato dal fatto che

- il corpo (9) contenitore di detta almeno una cassa (3) ? provvisto di almeno una base (10) dotata di almeno una partizione (11) aperta, posta lungo una direzione (x) longitudinale della cassa (3); e dal fatto di comprendere - un dispositivo (60) di autocaricamento di detti mezzi (8)trasferitori, il quale include due distinti ranghi di supporti (43;44)selettivamente mobili con moto relativo tra loro tra due condizioni limiti, in una prima delle quali la cassa (3), proveniente dai mezzi (7) manipolatori, ? mantenuta in appoggio su un primo rango di detti supporti (43) orientati sostanzialmente in orizzontale, nella seconda condizione limite il secondo rango di detti supporti (44), pervenuto all?interno della cassa (3) con attraversamento di detta almeno una partizione (11) aperta del fondo (10), prende in carico su di s? almeno un detto semilavorato della cassa (3) e lo estrae dalla cassa (3) mantenuta in appoggio sui supporti (43) di detto primo rango.

2. Impianto, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto corpo (9) contenitore ha un contorno di una propria sezione trasversale, che ? provvisto di almeno un vertice (12).

3. Impianto, secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto contorno ha un profilo polilatero dotato di almeno due vertici (12), adiacenti alla base (10) di detto corpo (9).

4. Impianto, secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detta cassa (3) ? provvista di un coperchio (13) e di mezzi (14) di vincolo-svincolo rapido del coperchio (13) al corpo (9) contenitore della cassa (3).

5. Impianto, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi (7) manipolatori comprendono - un effettore (15) di presa della cassa (3);

- un primo carro (34) di supporto di detto effettore (15) ed

- un montante (35), verticale, che sostiene detto primo carro (34) in guida di traslazione lungo una direzione (z) verticale.

6. Impianto, secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti mezzi (7) manipolatori comprendono - almeno un secondo carro (36), il quale sostiene detto montante (35) ed ? mobile almeno lungo una direzione orizzontale (x;y) ortogonale a detto montante (35).

7. Impianto, secondo una delle rivendicazioni 5 o 6, caratterizzato dal fatto che detto montante (35) ? supportato da detto secondo carro (36) girevolmente intorno ad un asse di rotazione (z) diretto verticalmente.

8. Impianto, secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di comprendere un terzo carro (37) portato da detto primo carro (34) in guida di traslazione (x) orizzontale, detta cassa (3) essendo supportata da detto terzo carro (37).

9. Impianto, secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi (38) di vincolo, per vincolare selettivamente detta cassa (3) a detto terzo carro (37).

10. Metodo di stoccaggio e di alimentazione di semilavorati di forma allungata ad un utilizzatore (2), comprendente le fasi di:

- immagazzinare in una struttura (5s) di un magazzino (5), almeno una cassa (3) contenente almeno un semilavorato di forma allungata;

- prelevare dette casse (3) mediante mezzi (7) di manipolazione relativi;

detto metodo caratterizzandosi per il fatto di ulteriormente comprendere le fasi di

- depositare dette casse (3) in assetto orizzontale su primi supporti (43) a configurazione geometrica variabile, opportunamente dislocati rispetto a secondi supporti (44) a configurazione fissa; e

- consegnare i semilavorati allungati a detti secondi supporti (44) mediante rotazione della cassa (3) intorno ad un proprio asse longitudinale, con contestuale presa in carico di detti semilavorati da parte dei secondi supporti (44) per effetto del relativo transito attraverso partizioni aperte (11) ricavate in una base (10) di detta cassa (3) ed estrazione dalla cassa (3)di almeno un detto semilavorato ad opera di detti secondi supporti (44).