IT202000030296A1 - Sistema di trasporto a più carrelli in struttura lineare aperta - Google Patents

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Description

SISTEMA DI TRASPORTO A PI? CARRELLI IN STRUTTURA
LINEARE APERTA
Il presente trovato si riferisce a un sistema di trasporto a pi? carrelli in struttura lineare aperta.
Sono note nello stato dell?arte applicazioni di moduli lineari ?aperti? comandati da motori lineari. In tali sistemi noti per ciascun carrello (mover) sono necessari motori alimentati elettricamente singolarmente.
Infatti ciascuno carrello ? azionato da motore lineare ?convenzionale? alimentato elettricamente e retro-azionato singolarmente. Inoltre i cavi di potenza e segnale sono collegati alla parte in movimento, da cui la necessit? di utilizzo di catene portacavi.
Infine, le dimensioni della componentistica, in particolare quella della parte di potenza (forcer), parte mobile in quanto montata solidale a ciascun carrello, limitano l?applicabilit? in termini di numero di carrelli impiegabili in caso di spazi contenuti.
E questo comporta complicati collegamenti e presenza di pi? motori con relativi costi.
Sono anche noti moduli lineari multi-carrello in struttura ?chiusa? a comando diretto. Un esempio ? mostrato in EP 3038959 che si riferisce a un dispositivo di trasporto per la movimentazione di prodotti. La disposizione di trasporto ? utilizzata soprattutto per trasportare prodotti e/o contenitori in impianti di assemblaggio, di riempimento o confezionamento.
Questa tecnica nota nasce per risolvere i problemi connessi con disposizioni note precedenti di trasporto lineari, rotanti o integrate in cui le unit? di trasporto (anche motrici) sono montate su un sistema di guida lineare, rotante o integrato.
Le rotaie di guida del sistema di guida formano cos? un percorso di movimento, sul quale sono liberamente mobili una pluralit? di singole unit? di trasporto. Le unit? di trasporto possono essere spostate tramite azionamenti lineari elettromagnetici. Tramite queste unit? di trasporto, i prodotti in diversi formati possono essere trasportati individualmente e indipendentemente l'uno dall'altro.
Un siffatto modulo lineare multi-carrello (multi-mover) in struttura ?chiusa? a comando diretto si identifica principalmente per il fatto che ciascun carrello ? azionato da motore lineare di nuova concezione. Un tale motore prevede che la parte di attiva di comando (potenza e segnale) venga montata solidale alla struttura fissa del modulo. Inoltre tale parte attiva ? concepita secondo un concetto di modularit?, per la quale ? possibile collegare tra loro pi? parti di potenza forcer con opportuna scheda di trasmissione (trasmissione alimentazione elettrica e gestione del segnale di posizione). In tal modo si va a definire una generica corsa di lavoro su cui scorrono i carrelli indipendenti. Ulteriormente; i magneti e il componente di attivazione del circuito di misura, necessari a generare la spinta di movimentazione del carrello e il suo controllo di posizione, sono montati, per ciascun carrello, su sostegno a C senza bisogno di alimentazione esterna.
Inoltre ? previsto che il cavo di potenza e il cavo di segnale dell?unit? alimentata, siano collegati alla parte fissa statorica. Ulteriormente un tale sistema prevede di avere un solo sistema di guida a rotelle (registrabile manualmente) applicato a ciascun carrello con struttura asimmetrica.
Una ulteriore caratteristica consiste nel montaggio della parte statorica con asse di fissaggio (vertical motor plane) disposto parallelamente all?asse di movimentazione (movement direction) del carrello.
Scopo generale della presente invenzione ? quello di realizzare un sistema di trasporto a pi? carrelli in struttura lineare aperta in grado di risolvere gli inconvenienti sopra citati della tecnica nota in una maniera estremamente semplice, economica e particolarmente funzionale.
Altro scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un sistema di trasporto con carrello o carrelli che siano ben guidati in grado di supportare in maniera ottimale le forze di lavoro aventi punti di applicazione che cadono internamente rispetto agli assi di scorrimento dei sistemi di guida.
Altro scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un sistema di trasporto facilmente riprogrammabile, attraverso il quale ? possibile rendere attivi ovvero operativi un numero di carrelli diverso, variabile in funzione delle diverse necessit? applicative.
Altro scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un sistema predisposto per applicare opportuni sistemi di posizionamento stabile e sicuro dei singoli carrelli, integrati alle guide di scorrimento od esterni ad esse, anche quando durante la fase di lavoro si generano forze esterne di disturbo al mantenimento della quota o posizione programmata.
Altro scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un sistema che consenta il suo montaggio in orizzontale, verticale o in una posizione generica nello spazio.
Non ultimo scopo della presente invenzione ? quello di individuare un sistema di trasporto che garantisca una manutenzione molto bassa e un funzionamento affidabile.
Gli scopi suddetti sono conseguiti da un sistema di trasporto a pi? carrelli in struttura lineare aperta realizzato secondo la rivendicazione indipendente 1 e le sottorivendicazioni che seguono.
Le caratteristiche strutturali e funzionali del presente trovato ed i suoi vantaggi nei confronti della tecnica conosciuta risulteranno ancora pi? chiari ed evidenti da un esame della descrizione seguente, riferita ai disegni schematici allegati, che mostrano un esempio di attuazione del trovato stesso. Nei disegni:
la figura 1 mostra una vista prospettica di un sistema di trasporto a pi? carrelli in struttura lineare aperta secondo il trovato nel quale sono disposti e previsti tre carrelli di trasporto;
la figura 2 ? una vista in alzata laterale del sistema di figura 1; la figura 3 ? un vista prospettica ingrandita di una prima unit? statorica del sistema di figura 1 privo di carrello di trasporto; la figura 4 ? un vista prospettica ingrandita di una generica unit? statorica del sistema di figura 1 in cui si prevede almeno parzialmente anche un carrello di trasporto al quale ? associato un freno di stazionamento, parzialmente mostrato esploso; la figura 5 ? una sezione trasversale ingrandita del sistema di trasporto a pi? carrelli in struttura lineare aperta secondo il trovato;
la figura 6 mostra un sistema di trasporto a pi? carrelli secondo il presente trovato integrato in una generica linea di assemblaggio in una applicazione puramente esemplificativa.
Nella seguente descrizione, per l'illustrazione delle figure si ricorre a numeri di riferimento identici per indicare elementi costruttivi con la stessa funzione. Inoltre, per chiarezza di illustrazione, alcuni riferimenti numerici possono non essere stati ripetuti in tutte le figure.
Indicazioni quali "verticale" e "orizzontale", ?superiore? e ?inferiore? (in assenza di altre indicazioni) vanno lette con riferimento alle condizioni di montaggio (o operative) e riferendosi alla normale terminologia in uso nel linguaggio corrente, dove "verticale" indica una direzione sostanzialmente parallela a quella del vettore forza di gravit? "g" e orizzontale una direzione a essa perpendicolare.
Con riferimento alle figure, esemplificative e non limitative, ? mostrata una forma di realizzazione di un sistema di trasporto a pi? carrelli in struttura lineare aperta secondo il trovato.
Un tale sistema di trasporto a pi? carrelli in struttura lineare aperta comprende essenzialmente un gruppo di guida lineare fisso e almeno un carrello di trasporto mobile tra i quali sono disposti elementi di supporto e guida.
In particolare, come mostrato nelle figure il gruppo di guida lineare prevede un profilato di base 11 dotato di scanalature di posizionamento e alleggerimento che viene disposto fisso a realizzare una struttura portante.
Ad esempio in scanalature 12 del profilato di base 11 rivolte con aperture 13 verso l?alto si dispongono inserti di fissaggio 14 per guide a rullo 15 per un carrello di trasporto 16. Le scanalature 12 del profilato 11 sono affacciate al disotto del carrello 16.
Ulteriormente in una scanalatura 17 ? collocato un ulteriore inserto di fissaggio 18 per un supporto a squadra 19 per un motore statorico 20.
Il carrello di trasporto 16 comprende una piastra carrello 21 al disotto della quale sono fissati pattini scanalati 22 che ricevono le guide a rullo 15 portate dal profilato di base 11. In particolare tali pattini 22 e guide a rullo 15 sono disposti da parti opposte rispetto al motore statorico 20 e realizzano elementi di supporto e guida per il carrello di trasporto 16. Al disotto della piastra 21 del carrello di trasporto 16 si estende un sostegno a C 50 che porta una coppia di magneti 23, scorrevoli con il carrello di trasporto 16 a interagire con una estensione 24 del motore statorico 20.
Si realizza cos? un gruppo di comando a motore lineare che prevede una prima unit? statorica fissa, vale a dire il motore statorico 20, alloggiata nel gruppo di guida lineare fisso o base 11, e almeno un elemento magnetico 23 solidale al carrello di trasporto mobile 16.
Si precisa che l?unit? statorica o motore statorico 20 ? alimentata dall?esterno elettricamente tramite cavi di potenza 25 e cavo di segnale 26. In particolare al disotto dell?unit? statorica o motore statorico 20 si colloca un componente di attivazione del circuito di misura 27. Nell?unit? statorica o motore statorico 20 ? inoltre inserita in una apposita sede 28 una scheda di trasmissione potenza e segnale 29 verso almeno una ulteriore unit? statorica fissa 220. Infatti secondo il trovato si prevede che possano essere disposte una serie di unit? statoriche fisse 220, allineate e successive alla prima unit? statorica 20, disposte nel profilato di base 11 del gruppo di guida lineare per definire una qualsivoglia zona di lavoro (corsa di lavoro).
Si nota come la prima unit? statorica 20 ha un asse 38 di fissaggio alla struttura portante 11 perpendicolare a un asse motore 39 e perpendicolare a un asse 40 di movimentazione del carrello 16. Tale asse di movimentazione 40 del carrello ? un asse al quale ? parallela la disposizione di tutte le unit? statoriche 20, 220 del sistema.
Come mostrato nell?esempio di realizzazione delle figure, la detta prima unit? statorica 20 e l?una o pi? ulteriori unit? statoriche 220 sono disposte in una posizione interposta tra un doppio gruppo di elementi di supporto e guida costituiti come detto dai pattini scanalati 22 e dalle guide a rullo 15. In particolare secondo il presente trovato tali elementi di supporto e guida 15, 22 sono disposti ai lati di ciascun carrello 16 e del profilato 11 del gruppo di guida lineare fisso. Vi ? comunque da osservare che ciascun gruppo di elementi di supporto e guida potrebbe anche essere realizzato tramite elementi a strisciamento.
Si osserva inoltre come lateralmente a ciascun carrello 16 sia possibile prevedere un freno di stazionamento 30. Un tale freno di stazionamento 30 comprende un supporto 31 posto solidale alla piastra 21 del carrello che si estende verso il basso ad affiancarsi al profilato 11 del gruppo di guida lineare fisso.
Tale supporto 31 reca solidale un blocchetto 32 provvisto di sede incavata 33 per ricevere una guida freno 34 che ? portata e si estende da una incavatura 35 ricavata lateralmente nel profilato 11 del gruppo di guida lineare fisso. Il blocchetto 32 porta al suo interno un attuatore 36 comandato dall?esterno del carrello. Nell?esempio, l?attuatore 36 ? un cilindro pneumatico comandato ad aria tramite una tubazione 37 disposta a bordo del carrello 16 che agisce a bloccare il carrello 16 sulla guida freno 34 disposta lateralmente solidale al profilato 11 del gruppo di guida lineare fisso.
Un tale freno di stazionamento ? azionabile dall?esterno e rende possibile frenare e bloccare un carrello16 ad esempio per contrastare i ?disturbi? generati da forze esterne durante la fase di lavoro, quando il carrello ? fermo in una posizione programmata.
Inoltre, grazie alla presenza del freno di stazionamento, rende possibile il montaggio del sistema di trasporto secondo il presente trovato in posizione orizzontale o verticale (o comunque generica nello spazio).
L?esempio mostrato in figura 2, come gi? fatto presente, rende possibile l?uso di una serie di carrelli e quindi la disposizione di un certo numero di stazioni di lavoro facilmente riprogrammabili. Questo mostra la flessibilit? e modularit? di una soluzione che usa un sistema secondo il presente trovato.
Si ? dunque osservato come in un sistema di trasporto multicarrello in struttura lineare ?aperta? con carrelli comandati da sistema d?automazione si ha la presenza di un primo motore fisso alimentato elettricamente dall?esterno con cavi di potenza e di segnale), mentre gli altri motori sono alimentati direttamente dall?interno attraverso scheda di trasmissione 29 come mostrato. Ciascun carrello 16 ? cos? programmabile in maniera indipendente in entrambe le direzioni di moto, vale a dire da destra a sinistra e viceversa da un?unita di governo centrale (CPU) 41 con gestione controllo aree di collisione tramite tastiera, video armadio elettrico per componenti HW come mostrato in figura 1.
La figura 6 mostra un sistema di trasporto a pi? carrelli secondo il presente trovato integrato in una generica linea di assemblaggio in una applicazione puramente esemplificativa. La doppia disposizione di guida a sfere e/o rulli e/o elementi a strisciamento realizza una ottimale distribuzione delle parti con guida agevolata e precisa.
Si ? cos? visto come tramite un sistema di trasporto con carrello guidato da un doppio sistema di guida secondo il trovato si ottenga la migliore rigidezza di accoppiamento. In tal modo il sistema del trovato ? in grado di supportare in maniera ottimale le forze di lavoro aventi punti di applicazione che cadono internamente rispetto agli assi di scorrimento dei sistemi di guida che risulta essere un sistema simmetrico.
Inoltre vantaggiosamente un sistema di trasporto secondo il presente trovato risulta facilmente riprogrammabile. E dunque in un tale sistema ? possibile rendere attivi ovvero operativi un numero di carrelli diverso, variabile in funzione delle diverse necessit? applicative.
Una ulteriore rilevante vantaggio ? quello di avere un sistema predisposto per applicare opportuni sistemi di bloccaggio, quali freni di stazionamento, dei singoli carrelli. Tali sistemi di bloccaggio risultano integrati alle guide di scorrimento od esterni ad esse. Una tale disposizione rende idonea l?applicazione del sistema anche nel caso in cui, durante la fase di lavoro, si generano forze esterne di disturbo al mantenimento della quota programmata. E? infatti importante notare che il motore non deve compiere lavoro per reagire ad essi per mantenere una posizione rispetto a sollecitazioni esterne, anche involontarie.
Risulta cos? possibile avere un sistema che consenta, attraverso il suddetto sistema di bloccaggio dei carrelli nelle posizioni di lavoro, realizzare il montaggio in orizzontale, verticale o in una posizione generica nello spazio.
La disposizione del motore con asse di fissaggio alla struttura perpendicolare all?asse motore (horizontal motor plane) e perpendicolare all?asse di movimentazione del carrello, secondo quanto mostrato in figura 5, ottenuta con l?impiego del supporto a squadra 19, consente di ottimizzare le dimensioni della sezione del sistema di trasporto, in particolare il suo sviluppo in direzione verticale, semplificando il montaggio della parte statorica e l?accesso per eventuale sua manutenzione.
Secondo il trovato si realizza inoltre il posizionamento del motore (punto di applicazione della forza di spinta) all?interno delle guide di scorrimento.
Il posizionamento degli elementi di guida nella zona esterna della piastra carrello 16 consente di mantenere al loro interno le forze di reazione durante la fase di movimentazione (i.e. forze inerziali) e di lavoro (i.e. forze di perturbazione esterne).
E? cos? conseguito lo scopo menzionato al preambolo della descrizione.
L?ambito di tutela della presente invenzione ? definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (8)

RIVENDICAZIONI
1. Sistema di trasporto a pi? carrelli in struttura lineare aperta comprendente
- un gruppo di guida lineare fisso (11) che realizzare una struttura portante e almeno un carrello di trasporto (16) mobile tra i quali sono disposti elementi di supporto e guida (15, 22),
- un gruppo di comando a motore lineare che prevede una prima unit? statorica (20) fissa alloggiata in detto gruppo di guida lineare fisso e almeno un elemento magnetico (23) solidale a detto almeno un carrello mobile (16), in cui detta unit? statorica (20) ? alimentata dall?esterno elettricamente tramite cavi di potenza (25) e segnale (26), in cui detta prima unit? statorica (20) ha un asse di fissaggio alla struttura portante perpendicolare a un asse motore e perpendicolare a un asse di movimentazione di detto almeno un carrello (16);
- in cui detto gruppo di guida lineare fisso alloggia almeno una ulteriore unit? statorica (220) fissa allineata e successiva a detta prima unit? statorica (20),
in cui tra detta prima unit? statorica (20) e detta ulteriore unit? statorica (220) ? disposta una scheda di trasmissione potenza e segnale (29),
in cui detta prima unit? statorica (20) e detta ulteriore unit? statorica (220) sono disposte in una posizione interposta tra un doppio gruppo di elementi di supporto e guida (15, 22) disposto ai lati dell?almeno un carrello (16) e del gruppo di guida lineare fisso (17).
2. Sistema di trasporto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta prima unit? statorica (20) e detta ulteriore unit? statorica (220) sono disposte su un supporto a squadra (19).
3. Sistema di trasporto secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto doppio gruppo di elementi di supporto e guida comprende pattini scanalati (22) e guide a rullo (15).
4. Sistema di trasporto secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti elementi di supporto e guida (15, 22) sono disposti ai lati di una piastra (21) di ciascun carrello (16) e si estendono da scanalature (12) del profilato (11) del gruppo di guida lineare fisso.
5. Sistema di trasporto secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni 1-4, caratterizzato dal fatto che ? previsto inoltre un freno di stazionamento (30) disposto tra detto almeno un carrello (16) e detto profilato (11) azionabile dall?esterno tramite un attuatore.
6. Sistema di trasporto secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto freno di stazionamento (30) comprende un supporto (31) posto solidale a una piastra (21) del rispettivo carrello (16) che si estende verso il basso ad affiancarsi al profilato (11) del gruppo di guida lineare fisso.
7. Sistema di trasporto secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto supporto (31) reca solidale un blocchetto (32) provvisto di sede incavata (33) per ricevere una guida freno (34) che ? portata e si estende da una incavatura (35) ricavata lateralmente nel profilato (11) del gruppo di guida lineare fisso, detto blocchetto (32) portando al suo interno detto attuatore (36) comandato dall?esterno del carrello.
8. Sistema di trasporto secondo la rivendicazione 5, 6 o 7, caratterizzato dal fatto che detto attuatore (36) ? un cilindro pneumatico comandato ad aria tramite una tubazione (37) disposta a bordo del carrello (16) che agisce a bloccare il carrello (16) sulla guida freno (34) disposta lateralmente solidale al profilato (11) del gruppo di guida lineare fisso.
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