IT202100020966A1 - Magazzino automatico a torre per lamiere - Google Patents

Description

MAGAZZINO AUTOMATICO A TORRE PER LAMIERE

DESCRIZIONE

CAMPO DELL?INVENZIONE

La presente invenzione riguarda un magazzino automatico per lamiere, in particolare un magazzino a torre multipiano.

STATO DELLA TECNICA ANTERIORE

Nel campo della lavorazione di lamiere (di qualsiasi materiale esse siano fatte), in particolare nelle stazioni automatiche di taglio, esiste l'esigenza di predisporre ordinatamente un certo quantitativo di differenti lamiere (diverse per materiale, spessore, dimensioni in pianta, ...), per poterle convogliare verso il centro di taglio all'occorrenza ed in modo automatico. A tal fine, sono noti magazzini a torre multipiano, in cui le diverse lamiere sono impilate su pi? livelli del magazzino e vengono prelevate all'occorrenza in modo automatico.

Tipicamente, i magazzini automatici a torre sono installati in stretta prossimit? del centro di taglio, per esempio al di sopra di un piano mobile di caricamento del centro di taglio, e vengono a loro volta riforniti in modo manuale o semiautomatico con pacchi di lamiere immagazzinati in aree di immagazzinamento disposte pi? lontane.

Esempi di magazzini automatici a torre sono descritti in WO9842478, US5120178, JP5721393, US10618751.

In generale, i magazzini a torre presentano un telaio di supporto, sul quale sono fissati ripiani di immagazzinamento paralleli, disposti a varie altezze e dotati di almeno un lato di accesso attraverso il quale i pacchi di lamiere vengono introdotti e poi estratti all'occorrenza.

Sul lato di accesso del magazzino, ? montata scorrevole una mensola di sollevatore o ascensore, atta a disporsi automaticamente di fronte ai ripiani di immagazzinamento o al piano di prelevamento, dove la lamiera desiderata viene prelevata e trasferita al centro di taglio.

Ad ogni ripiano ? associato un cassetto, montato mobile avanti/indietro, che ha la funzione di sostenere il pacco di lamiere e trasferirlo dal ripiano alla mensola di sollevatore e viceversa. A tal fine, la mensola di sollevatore ? dotata di un telaio di trasferimento che aggancia/sgancia il cassetto scorrevole e lo sposta dal ripiano alla mensola o viceversa.

La mensola di sollevatore ? normalmente movimentata in senso verticale con due anelli di catene di trascinamento che agiscono alle due estremit? laterali. Le catene di trascinamento sono montate girevoli intorno a due assi di rinvio orizzontali, solidali al telaio di supporto. Il movimento delle catene ? assicurato da uno o due motori ed il sincronismo ? mantenuto meccanicamente mediante un albero di trasmissione.

Il cassetto scorrevole ? montato su due coppie di ruote che corrono su opportune guide parallele ricavate sia sulla mensola di sollevamento che ai singoli ripiani: nel movimento di inserimento al ripiano ed estrazione dal ripiano, il carrello passa dalle guide sulla mensola alle guide sul ripiano e viceversa. Il movimento del cassetto scorrevole ? anch'esso normalmente ottenuto mediante anelli di catene, disposti lungo i due fianchi laterali del telaio di trasferimento della mensola di sollevatore.

Questa configurazione generale ? consolidata nel settore, ma presenta almeno un paio di inconvenienti.

Innanzitutto, la presenza di una coppia di catene di sollevamento con i relativi motori in posizione fissa, obbliga a predisporre un albero di sincronizzazione che ? disposto secondo la larghezza del lato di accesso del magazzino, con relativi problemi di ingombro e manutenzione. Le catene metalliche presentano una massa significativa e sono rumorose.

Inoltre, la modalit? costruttiva di questi magazzini - costituiti da elementi di carpenteria saldati - rende impossibile ottenere ridotte tolleranze di accoppiamento nell'assemblaggio (se non a fronte di costi elevati), per cui esistono dei limiti significativi alla velocit? di funzionamento del magazzino. In particolare, si noti che il movimento di ingresso/uscita del cassetto di trasferimento verso/dai ripiani, deve avvenire a velocit? ridotta perch? le guide di scorrimento dei ripiani non sono mai perfettamente allineate con le corrispondenti guide sulla mensola di sollevatore. Ci? costituisce uno svantaggio significativo, considerando che le moderne macchine di taglio laser hanno velocit? di taglio molto elevate e dunque la velocit? di funzionamento del magazzino diventa il "collo di bottiglia" nella produttivit? dell'intero sistema.

? pertanto sentita l?esigenza di fornire un magazzino a torre perfezionato, che permetta di ridurre gli oneri di manutenzione, ridurre la rumorosit? ed inerzia del sistema di movimentazione e di aumentare significativamente le velocit? di funzionamento.

DESCRIZIONE SOMMARIA DELL?INVENZIONE

Lo scopo sopra riportato, secondo la presente invenzione, viene raggiunto mediante un magazzino a torre e relativo metodo di funzionamento avente le caratteristiche definite nelle rivendicazioni principali allegate. Altre preferite caratteristiche dell'invenzione sono definite nelle rivendicazioni secondarie.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del magazzino automatico a torre secondo la presente invenzione risulteranno comunque meglio evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita dello stesso, fornita a puro titolo esemplificativo e non limitativo ed illustrata nei disegni allegati, nei quali:

fig. 1 ? una vista schematica prospettica del magazzino automatico secondo la presente invenzione;

fig. 2 ? una vista prospettica analoga a quella di fig. 1, con coperture laterali asportate;

fig. 3A ? una vista prospettica di un dettaglio della struttura di fig. 2; fig. 3B ? una vista secondo diversa prospettiva del dettaglio di fig. 3A; fig. 4A ? una vista prospettica di dettaglio di una spalla sinistra del sollevatore secondo l'invenzione;

fig. 4B ? una vista analoga a quella di fig. 3B secondo una prospettiva diversa;

figg. 5A e 5B sono viste secondo due prospettive opposte di uno stesso dettaglio della zona di impegno tra le guide dei ripiani e del telaio di trascinamento secondo l'invenzione;

figg. 5C e 5D sono viste secondo ulteriori prospettive di due diverse fasi di estrazione di un cassetto;

fig. 6 ? una vista prospettica del sollevatore mostrato in fig. 1; figg. 7A e 7B sono viste di dettaglio di parti della fig. 6;

fig. 8A ? una vista prospettica della rastrelliera di carico in posizione abbassata;

fig. 8B ? una vista prospettica della rastrelliera di carico in posizione rialzata;

fig. 9 ? una vista prospettica di un cassetto esemplificativo; e fig. 10 ? una vista in pianta del sollevatore mostrato in fig. 1. DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLA PREFERITA FORMA DI ESECUZIONE

Fig. 1 mostra schematicamente una configurazione generale esemplificativa di un magazzino automatico verticale o a torre. Il magazzino automatico si compone, in modo di per s? noto, da quattro componenti principali: una struttura di supporto L, una pluralit? di ripiani di immagazzinamento sovrastanti l'uno all'altro e dotati di cassetti scorrevoli C, un sollevatore E dotato di una mensola di carico 11 ed un telaio di trasferimento T montato a bordo della mensola 11.

La struttura di supporto L ? tipicamente una struttura saldata in acciaio e sostiene il resto degli elementi principali del magazzino automatico verticale. Su tale struttura L, fissata al suolo, ? tipicamente prevista una pluralit? di coppie di guide di scorrimento orizzontale 1 per i cassetti C, tra loro parallele e opportunamente distanziate in direzione verticale, nonch? guide di scorrimento verticale 2 per il sollevatore E.

Le guide di scorrimento verticale 2 sono disposte su un lato di accesso del magazzino, lungo il quale ? destinato a scorrere il sollevatore E, per interagire con i cassetti di caricamento C.

Secondo una forma di esecuzione dell'invenzione, la struttura L presenta inoltre guide di contenimento verticale 3, lungo le quali sono montati scorrevoli contrappesi R, la cui funzione si illustrer? pi? avanti.

Le guide di scorrimento orizzontale 1 , le guide di scorrimento verticale 2 e le guide di contenimento 3 sono fissate ad esempio per saldatura alla struttura L.

I cassetti C sono di forma genericamente rettangolare, con due fianchi laterali pi? corti - destinati a scorrere sulle guide di scorrimento 1 ricavate sulla struttura di supporto L - e due lati pi? lunghi nel senso della larghezza. I cassetti C sono configurati per contenere lamiere grezze, pezzi selezionati, scarti o letti di fachiro.

Il sollevatore E si muove lungo l?asse Z ed ? predisposto per portare la mensola di carico 11 all'altezza desiderata, per trasferire i cassetti C ed il relativo carico ai vari ripiani di stoccaggio o ad un livello inferiore di prelevamento. Il sollevatore riceve i pacchi di lamiere da un operatore in modo manuale o da un altro magazzino in modalit? automatica o semiautomatica.

I cassetti C (fig. 9) sono tipicamente costruiti con una struttura saldata di acciaio, dotata di una pluralit? (preferibilmente quattro) di ruote di scorrimento C1 che permettono il movimento di detti cassetti C tra il sollevatore E e le guide 1 dei cassetti C. A tal fine, almeno il lato anteriore di ciascun cassetto ? provvisto di ganci di trascinamento C2 con una forma genericamente ad U rovesciata, per la funzione che si descriver? qui di seguito. Nel caso in cui la torre abbia accesso su due lati opposti, i ganci di trascinamento C2 possono essere previsti anche sul lato posteriore.

La configurazione di ciascun cassetto C ? definita in modo tale da poter supportare pacchi di lamiere M. Per evitare spostamenti indesiderati delle lamiere M durante il caricamento e il movimento del cassetto C, ? prevista una serie di perni di riscontro C3 opportunamente disposti sul cassetto C.

Sulla struttura L, in corrispondenza delle guide orizzontali 1, sono previsti fermi meccanici a molla 4 per i cassetti C, come illustrato in fig. 3, per evitare qualsiasi movimento non consentito dei cassetti C dai rispettivi ripiani. In particolare, i fermi 4 prevedono un elemento a leva 4a montato oscillante intorno ad un asse di rotazione verticale 4b disposto esternamente alle guide di scorrimento orizzontale 1. La leva 4a ? sospinta da una molla (non illustrata) nella posizione di bloccaggio del cassetto C. Durante il trasferimento del cassetto C da/verso i singoli ripiani di stoccaggio, questi fermi 4 vengono disinseriti mediante un opportuno riscontro a bordo del sollevatore che entra in contatto e sospinge una leva di disinserimento 4c, solidale alla leva 4a sul medesimo asse di rotazione 4b (fig. 5A).

La struttura di supporto L ? equipaggiata di diverse fotocellule che hanno diverse funzioni di controllo. Ad esempio, una coppia di prime fotocellule 5 controlla la corretta posizione di tutti i cassetti C all?interno del magazzino e sono posizionate nella parte inferiore della struttura L in corrispondenza delle estremit? laterali sul lato di accesso.

Una seconda fotocellula (non indicata) ? disposta in corrispondenza di ciascuna guida orizzontale 1 dei cassetti C, per controllare la corretta posizione dei fermi meccanici a molla 4.

Una terza fotocellula 7 ? prevista in corrispondenza delle guide orizzontali 1 relative al ripiano di livello due, per controllare la presenza dell?ultima lamiera sul cassetto C quando viene caricato dall'esterno.

Preferibilmente sono inoltre previsti due sensori di presenza 8 -nella parte inferiore, uno ad ognuna delle due estremit? laterali del lato di accesso - per verificare che il sollevatore E raggiunga correttamente la posizione zero (ossia la posizione inferiore da progetto), come ? evidenziato in fig. 4A.

Il sollevatore E ? costituito da una mensola di carico 11, dotata di due spalle 11a e 11b laterali, disposte ad una distanza corrispondente a quella tra le due guide verticali 2 previste sulla struttura di supporto L. Il sollevatore E ? montato a ridosso del lato di accesso del magazzino, con le spalle 11a e 11b scorrevoli lungo le guide verticali 2.

Secondo l'invenzione, il sollevatore E ? connesso ai contrappesi R tramite almeno un elemento funicolare F - agganciato ai contrappesi R e sui due lati corrispondenti alle due spalle 11a e 11b - che corre su ruote di rinvio FR poste nella parte superiore della struttura di supporto L.

Inoltre, secondo una caratteristica peculiare dell'invenzione, su ciascuno dei due lati del sollevatore E sono previsti rispettivi motoriduttori 9a e 9b dotati di ruote motrici che si impegnano in corrispondenti cinghie dentate di sollevamento 10a e 10b montate statiche sulla struttura di supporto L. Ciascun motore 9a e 9b ? dotato di un proprio encoder interno, cos? da disporre di un segnale di riferimento della posizione delle ruote motrici rispetto alle cinghie di sollevamento e quindi, indirettamente, della posizione in quota dei singoli motoriduttori: questo segnale, opportunamente elaborato da una centralina di controllo, consente di comandare i due motori 9a e 9b in modo indipendente ma opportunamente sincronizzato -come si illustrer? pi? avanti - stabilendo un asse elettrico di controllo per la movimentazione coordinata dei due lati del sollevatore E.

Poich? i motoriduttori 9a e 9b sono montati fissi alle due spalle 11a e 11b, a loro volta solidali alla mensola 11, quest'ultima ? di fatto appesa alle due cinghie di sollevamento 10a e 10b per il tramite dell'impegno con le ruote motrici.

Per ottenere un ulteriore segnale di retroazione nell'automazione di comando del sollevatore E, sono previsti nastri di encoder 12a e 12b (per esempio cinghie dentate di buona precisione), distesi lungo un asse verticale e fissati stabilmente alla struttura di supporto L, in corrispondenza delle guide di scorrimento verticali 2. Al contempo, a bordo del sollevatore E sono previsti encoder di posizione 13a e 13b che si impegnano senza scorrimento (per esempio mediante una puleggia dentata) con il rispettivo nastro di encoder 12a e 12b, emettendo cos? un segnale di posizione di quota assoluta lungo l'asse verticale. I due encoder di posizione 13a e 13b e i relativi nastri di encoder 12a e 12b sono disposti ai due lati della faccia di accesso del sollevatore, in corrispondenza delle spalle 11a e 11b, cos? da determinare la posizione assoluta delle due spalle 11a e 11b del sollevatore E per lo scopo che si illustrer? pi? avanti. Questi encoder permettono di ottenere un segnale di posizione assoluta anche perch? i nastri 12a e 12b sono distesi in modo registrabile e non subiscono alcun carico significativo che possa influenzarne in modo variabile la lunghezza durante il funzionamento dell'apparecchiatura.

A bordo del sollevatore E ? inoltre previsto un primo motoriduttore 14 per la movimentazione del cassetto C e un secondo motoriduttore 15 per lo spostamento del telaio di trasferimento T.

Poich? gli organi di comando sono previsti a coppie identiche sui due lati della mensola del sollevatore E, ciascuno dei primo 14 e secondo 15 motoriduttore presenta preferibilmente un albero di comando trasversale, rispettivamente 14a e 15a, che trasferisce il comando da una parte all'altra, sui due lati della mensola di carico 11 del sollevatore E (fig. 6).

Il primo motoriduttore 14 comanda il movimento di una coppia di catene di trascinamento 16a e 16b, disposte ad anello intorno a rispettive coppie di pignoni di rinvio anteriore 17' e posteriore 17''. Sulle catene di trascinamento 16a e 16b ? unito solidale un elemento di aggancio 18, che viene spostato lungo il percorso della catena mediante il motoriduttore 14 per trasferire il cassetto C verso e dalle guide 1 del lato di accesso di ciascun ripiano, con la modalit? che si descriver? pi? avanti.

I pignoni di rinvio anteriore 17' e posteriore 17'' sono inoltre montati girevoli ma solidali in movimento con il telaio di trasferimento T che, a sua volta, ? montato scorrevole avanti/indietro (freccia A perpendicolare alla faccia di accesso del magazzino) sulla mensola 11. A tal fine, su entrambi i fianchi laterali del telaio di trascinamento T ? prevista una cremagliera 19 che si ingrana con un pignone del secondo motoriduttore 15 (fig. 7A): tramite il comando controllato del motoriduttore 15 ? cos? possibile spostare avanti e indietro (secondo la freccia A) il telaio di trascinamento T e conseguentemente le ruote di rinvio anteriore 17' e posteriore 17'' per lo scopo che si descriver? pi? avanti.

Questa modalit? di movimentazione ? esemplificativa, essendo inteso che altre soluzioni possono essere utilizzate per determinare lo spostamento alternato del telaio di trascinamento T, per esempio con attuatori lineari di sufficiente potenza.

Il telaio di trascinamento T comprende inoltre guide di trascinamento 17a e 17b, disposte ai due lati opposti, preferibilmente all'esterno delle catene 16a e 16b. Su queste guide di trascinamento 17a e 17b sono atte a scorrere le ruote di scorrimento C1 del cassetto C. Quando il telaio di trascinamento T ? disposto in corrispondenza del ripiano desiderato, le guide di trascinamento 17a e 17b sono sostanzialmente allineate orizzontalmente con le corrispondenti guide 1 del ripiano, cos? che il cassetto C possa essere estratto dal ripiano e poi trasferito sul sollevatore E o, viceversa, possa essere sospinto dal sollevatore E verso il ripiano di destinazione passando dalle guide di trascinamento 17a e 17b alle guide 1 del ripiano.

Le figg. 5A-5D illustrano bene la fase di trasferimento del cassetto C dal ripiano del magazzino al sollevatore E. Quando il sollevatore E arriva al ripiano desiderato (figg. 5A e 5B), il telaio di trascinamento T ? nella sua posizione arretrata ed il cassetto C ? correttamente alloggiato nel suo ripiano e trattenuto in posizione dalle leve 4a. Poi il telaio di trascinamento T viene fatto avanzare sino a che le guide di trascinamento 17a e 17b non vanno in battuta contro le guide 1 per dare continuit? alla superficie di guida delle ruote C1 del cassetto C (fig. 5C). In questa condizione, il riscontro 4c viene sospinto in avanti, liberando l'impegno delle leve 4a con il cassetto C; inoltre la porzione anteriore di catena 16a, 16b si trova in prossimit? dei ganci C2: dopodich?, la coppia di catene viene posta in movimento dal primo motoriduttore 14 sino a far inserire gli elementi di aggancio 18 all'interno delle cavit? ad U dei ganci C2 (figg. 5C e 7B). In questo modo si stabilisce un accoppiamento, almeno parallelamente al piano di scorrimento, tra il cassetto C e il telaio di trascinamento T. In questa condizione, tramite il motoriduttore 14, si trasferisce l'elemento di aggancio 18 solidale alla catena dal pignone anteriore 17' sino in prossimit? del pignone di rinvio posteriore 17'' (fig. 5D) e tramite il motoriduttore 15 si riporta il telaio di trascinamento T alla posizione arretrata: cos? facendo, il cassetto C viene trasferito completamente al di sopra del sollevatore E e pu? essere movimentato verticalmente al ripiano desiderato o alla posizione inferiore dove vengono prelevate o adagiate le lamiere M.

Per trasferire il cassetto dal sollevatore E al ripiano desiderato, si esegue la sequenza inversa.

Per favorire un regolare trasferimento del cassetto C tra il telaio di trasferimento T e il ripiano desiderato, ? previsto un accorgimento singolare in corrispondenza delle estremit? contrapposte delle guide 1 e guide di trascinamento 17a, 17b.

Come ben rappresentato nelle figg. 5A e 5B, le estremit? contrapposte delle guide di trascinamento 17a, 17b e delle guide di ripiano 1 - ossia l'estremit? anteriore delle guide di trascinamento e l'estremit? posteriore delle guide di ripiano - presentano smussi complementari obliqui rispetto all'asse longitudinale di scorrimento. Preferibilmente gli smussi obliqui sulla coppia di guide di trascinamento 17a e 17b sono disposti secondo piani verticali convergenti in direzione del magazzino.

Inoltre, un'estremit? anteriore di ciascuna guida di trascinamento 17a e 17b presenta un elemento a cuneo maschio 20 atto ad impegnarsi con un elemento a cuneo femmina 21 installato sull'estremit? posteriore delle guide 1 di ripiano. In particolare, gli elementi a cuneo maschio 20 e femmina 21 presentano superfici allineate al piano orizzontale e definiscono un piano di accoppiamento registrabile (per esempio montando gli elementi a cuneo sulle rispettive guide mediante mezzi di fissaggio registrabili). Per un funzionamento corretto, ? inteso che il piano di accoppiamento sia il medesimo sui due lati del ripiano e disposto parallelo alle superfici di scorrimento delle guide 1.

Con questo accorgimento, quando il telaio di trasferimento T viene portato in posizione avanzata, gli smussi obliqui vengono a contatto e centrano il sollevatore in senso orizzontale rispetto al ripiano, mentre gli elementi a cuneo maschio 20 e femmina 21 vanno in reciproco accoppiamento e centrano il sollevatore in senso verticale.

Infine, il magazzino ? preferibilmente provvisto di una rastrelliera di carico P (fig. 8) posta sotto al sollevatore E e fissata al pavimento. La rastrelliera P presenta un telaio di base 31, appoggiato al suolo mediante celle di carico 32 e dotato di supporti mobili 33 destinati a sorreggere un pacco di lamiere M.

I supporti mobili 33 sono comandati da cilindri di sollevamento 34, comprendenti dei sensori per controllare la loro posizione.

I supporti mobili 33 sono configurati per attraversare la mensola 11 del sollevatore E (quando si trova nella posizione inferiore abbassata) e sostenere un pacco di lamiere M, cos? da verificarne il peso (mediante le celle di carico 32) prima di caricarlo definitivamente nel magazzino.

Operativamente la rastrelliera di carico P solleva i suoi supporti mobili 33 (fig.

8B), poi il sollevatore E viene caricato con un cassetto vuoto e arriva al livello pi? basso, attraversando la schiera di supporti mobili 33. A questo punto, dopo aver predisposto riferimenti laterali e anteriore in posizione di zero, l'operatore provvede a caricare il pacco di lamiere M sui supporti mobili 33, cos? da eseguire la lettura di peso tramite le celle di carico 32; dopodich? pu? essere avviato il movimento del sollevatore, che sollevandosi carica il pacco di lamiere M sul cassetto C e si sposta al livello di stoccaggio selezionato; la rastrelliera di carico P pu? quindi abbassare i suoi supporti mobili 33 (fig. 8A).

La logica di funzionamento del sollevatore E secondo la presente invenzione si basa sul controllo continuo di diverse coordinate Z tramite gli encoder summenzionati.

In modo tradizionale, il sollevatore E viene abbassato alla posizione inferiore (fig. 1) per il caricamento di una pila di lamiere M su un cassetto C oppure per trasferire il cassetto selezionato verso il ripiano inferiore di prelevamento. In tutte le altre posizioni superiori, il sollevatore E viene portato per trasferire un cassetto C carico di lamiere M verso il ripiano di immagazzinamento desiderato, oppure viceversa,

estrarre un cassetto C selezionato e riportarlo in basso verso il ripiano di prelevamento.

Il movimento verticale del sollevatore E ? assicurato dai motoriduttori 9a e 9b in cooperazione con le cinghie dentate 10a e 10b ed i contrappesi R che equilibrano opportunamente lo sforzo di sollevamento (per esempio lo rendono neutro quando il carico di lamiere a bordo della mensola 11 ? met? di quello massimo consentito).

Secondo l'invenzione, la modalit? di controllo dei due motoriduttori di sollevamento 9a e 9b ? esercitata in modo originale con uno sfasamento di spostamento tra un lato e l'altro (ossia le due spalle 11a e 11b) della mensola 11 in funzione del ripiano desiderato in cui ? necessario trasferire o da cui ? necessario prelevare il cassetto C.

In particolare, la posizione assoluta del sollevatore E ? determinata sulla base del segnale dei due encoder assoluti esterni ? destro 13a e sinistro 13b - che definiscono la posizione assoluta del sollevatore E rispetto ai nastri di encoder 12a e 12b fissati stabilmente alla struttura di supporto L. Con questi encoder vengono definite le due coordinate Z, rispettivamente AZL coordinata Z assoluta della spalla di sinistra 11b e AZR coordinata Z assoluta della spalla di destra.

Preferibilmente solo uno dei segnali di coordinate assolute in Z, per esempio la coordinata di sinistra AZL, ? utilizzato come segnale 'master' nella logica di controllo del sollevatore, mentre l'altro segnale di coordinata Z assoluta AZR ? utilizzato come 'slave' nel controllo in retroazione dei motoriduttori 9a e 9b.

In questo modo ? possibile pilotare il sollevatore in modalit? "orizzontale" o in modalit? ?inclinata?. La posizione di zero della coordinata Z ? determinata da sensori di base, sui due lati del magazzino, che rilevano quando le due spalle 11a e 11b hanno raggiunto la loro posizione inferiore.

Poich? i due motoriduttori 9a e 9b non sono connessi meccanicamente tra di loro, nella logica di controllo entrambe le coordinate Z ? destra AZR e sinistra AZL ? di ogni ripiano o livello di stoccaggio devono essere raggiunte facendo funzionare detti motoriduttori 9a e 9b in modo sostanzialmente sincrono. Gli encoder a bordo dei motoriduttori 9a e 9b sono usati per controllare la velocit?, accelerazione ed eseguire un controllo incrociato rispetto alla posizione in Z del sollevatore E come rilevata dagli encoder esterni assoluti 13a e 13b.

Poich? la struttura di supporto L ? costituita principalmente di carpenteria saldata, le tolleranze di costruzione e montaggio non sono elevate e potrebbe esserci una differenza D1 tra la coordinata Z sinistra e la coordinata Z destra delle guide di ripiano omonime 1 ai diversi ripiani o livelli di stoccaggio, essendo il valore massimo di questa differenza D1 di circa 15mm (dipendentemente dalle dimensioni del sollevatore e quindi dalla sua tolleranza meccanica ad operare in condizioni inclinate).

Poich? i due motoriduttori 9a e 9b sui due lati del sollevatore E possono essere comandati in modo differenziato, secondo l'invenzione vantaggiosamente le coordinate verticali (Z) di arresto dei due motoriduttori destro 9a e sinistro 9b possono essere impostate in modo differenziato per ciascun ripiano o livello di stoccaggio.

Una volta montato il magazzino, il sollevatore E viene inizialmente movimentato ai singoli ripiani in modalit? di acquisizione, memorizzando nella unit? logica di controllo la corretta posizione di arresto verticale (Z) di ciascuno dei due motoriduttori 9a e 9b in corrispondenza di ciascun ripiano. In particolare, ad ogni ripiano i motoriduttori vengono controllati indipendenti in modo manuale, assicurandosi che le due guide di trascinamento 17a e 17b sui due lati del telaio di trasferimento T siano in registro con le corrispondenti guide di ripiano 1: in questa condizione vengono acquisite le coordinate verticali assolute (AZR e AZL) per i due motoriduttori 9a e 9b sui due lati del sollevatore E. Ad ogni ripiano o livello di stoccaggio le coordinate verticali assolute sui due lati possono differire una dall'altra di una distanza Dn (al massimo pari a D1), che viene memorizzata nella logica di controllo.

Dopodich?, i motoriduttori 9a e 9b possono essere comandati con una modalit? di funzionamento del sollevatore E ?orizzontale? oppure "inclinata".

Nella modalit? "orizzontale", le spalle 11a e 11b del sollevatore E sono alla stessa altezza e quindi la mensola 11 ? parallela al suolo: in altre parole, il sollevatore E viene comandato in movimento in modo che la coordinata Z assoluta sinistra AZL sia uguale alla coordinata Z assoluta destra AZR. Detta modalit? deve essere utilizzata durante lo spostamento verticale dell?elevatore.

Con la modalit? di funzionamento ?inclinata?, la mensola 11 del sollevatore E non ? parallela al pavimento, ma le spalle 11a e 11b del sollevatore sono all'altezza corretta per portare le guide di trascinamento 17a e 17b allineate alle corrispondenti guide 1 di uno specifico ripiano. Questa modalit? deve essere usata durante l'allineamento del sollevatore E con ogni livello di stoccaggio. Per esempio, quando si vuole raggiungere un livello di stoccaggio specifico, il sollevatore E deve essere messo in modalit? orizzontale, deve spostarsi al livello prescelto, poi usando le coordinate Z assolute specifiche del ripiano desiderato, il sollevatore E viene aggiustato a detto ripiano utilizzando la modalit? ?inclinata?. Preferibilmente, il procedimento di controllo prevede di trasferire il sollevatore E verso il ripiano desiderato usando la modalit? "orizzontale", finch? il motoriduttore 'master' (9b) non abbia raggiunto la coordinata verticale assoluta (AZL) dello specifico ripiano, poi in modalit? "inclinata" viene controllato soltanto il motoriduttore 'slave' (9a) per portare la corrispondente spalla (11a) alla rispettiva coordinata assoluta (AZR).

Ad ogni spostamento del sollevatore E la modalit? di controllo pu? intervenire in modo differenziato a seconda che vi sia una condizione quasi statica (movimento molto lento in prossimit? degli arresti) o una condizione dinamica. Nel primo caso, il controllo della posizione verticale Z delle spalle pu? essere fatto utilizzando esclusivamente il segnale proveniente dagli encoder assoluti o esterni 13a e 13b, indipendentemente dal fatto che il sollevatore E si trovi fermo tra due livelli di stoccaggio, in cui deve essere attivata la modalit? ?orizzontale?, oppure si trovi fermo davanti a qualsiasi livello di stoccaggio, in cui deve essere attivata la modalit? ?inclinata?.

In queste situazioni, la verifica di posizione viene fatta in questo modo:

se il sollevatore E ? fermo tra due ripiani, ? attiva la modalit? "orizzontale" e si verifica che:

|AZR ? AZL| < ED

dove ED ? il massimo errore ammissibile per il corretto funzionamento, che tiene conto delle tolleranze costruttive del sollevatore.

Se il sollevatore E ? fermo ad un ripiano, ? attiva la modalit? "inclinata" e si verifica che:

|ZnnL ? AZL| < ED1/2; |ZnnR ? AZR| < ED1/2

dove ZnnL e ZnnR sono le coordinate reali di arresto a cui dovrebbero arrestarsi i motoriduttori per portare le guide di trascinamento 17a e 17b in corrispondenza delle guide 1 dello specifico ripiano.

Al di fuori di questi limiti tollerabili, il controllo deve arrestare il funzionamento del sollevatore.

In una condizione dinamica, invece, possono essere usati gli encoder interni, a bordo dei motoriduttori 9a e 9b per controllare la posizione verticale Z del sollevatore E, operando un confronto tra i segnali provenienti dagli encoder a bordo con quelli provenienti dagli encoder assoluti esterni. Per fare tale confronto due nuove coordinate Z sono definite: la prima ? chiamata coordinata verticale relativa sinistra RZL, rilevata dall'encoder a bordo del motoriduttore di sinistra 9b, mentre la seconda ? chiamata coordinata verticale relativa destra RZR, rilevata dall'encoder a bordo del motoriduttore di destra 9a.

Partendo da una condizione in cui il sollevatore ? vuoto e in condizioni ideali, i valori provenienti da tutti gli encoder a bordo ed esterni devono essere teoricamente gli stessi, cio?

RZL == AZL

RZR == AZR

La situazione reale ? per? differente da quella teorica, perch? va considerato sia un parametro che tenga conto delle tolleranze ammissibili per la deformazione meccanica del sollevatore E, sia gli effetti delle forze di inerzia nel movimento. Infatti, quando il sollevatore E ? caricato con un cassetto C e un pacco di lamiere M, le cinghie dentate 10a e 10b subiscono un allungamento a causa del peso supplementare a bordo: questo significa che, anche se i valori delle coordinate assolute AZ e relative RZ sono gli stessi, in realt? ci sar? una differenza di lettura dovuta all'allungamento delle cinghie dentante 10a, 10b rispetto ai nastri di encoder 12a e 12b. Inoltre, durante l?accelerazione/decelerazione del sollevatore, le relative forze d?inerzia sono applicate alle cinghie dentate di sollevamento 10a e 10b, aumentando la differenza dovuta all'allungamento.

In queste condizioni reali occorre quindi considerare, nella catena di controllo dei motoriduttori, gli allungamenti subiti dalle cinghie dentate su cui si impegnano i motoriduttori per movimentare il sollevatore E.

A tal fine, occorre innanzitutto calcolare la lunghezza del tratto sollecitato della cinghia di sollevamento 10a e 10b e il suo allungamento dovuto al carico aggiuntivo, che ? intuitivamente:

lunghezza cinghia sollecitata: SBL = WH ? AZL [mm] (funzione di Z) dove WH ? una costante che dipende dall'altezza a cui si trova la mensola 11; per esempio

mensola 11 a 6m , WH = 5976

mensola 11 a 8.5m, WH = 8501

Per semplificazione, il valore SBL si calcola solo sul lato di sinistra (dove ? installato il motoriduttore 'master'), supponendo che il suo valore a destra sia sostanzialmente uguale.

L'allungamento specifico ? un parametro (mm/mm) che dipende al peso del cassetto e della pila di lastre metalliche caricate su di esso:

allungamento specifico (condizioni statiche): ELS = (PLW+325) x 3.845 x 10<-7 >[mm/mm]

dove PLW [kg] ? il peso delle parti caricate sul cassetto (lamiera vergine, parti tagliate, scarti, ...), che pu? essere determinato mediante le celle di carico 32.

Una volta individuato l'allungamento specifico, si pu? determinate la differenza di quota cos?:

GAPS = SBL x ELS [mm]

Poich? la posizione in quota del sollevatore ? inferiore di quanto atteso (per via dell'allungamento delle cinghie), ci? significa che il sollevatore deve 'salire' un poco di pi? lungo le cinghie per eliminare la differenza di quota. Una volta che il sollevatore ? salito, ci si attende la seguente equazione:

RZL == AZL GAPS

RZR == AZR GAPS

Come in precedenza, nel mondo reale si prevede una certa tolleranza, espressa come:

|RZL ? AZL| < ED GAPS

|RZR ? AZR| < ED GAPS

Se la differenza di coordinate ? maggiore di ED+GAPS, il sollevatore deve essere arrestato.

In condizioni dinamiche, l'allungamento specifico risulta:

ELD = (PLW+5190) x EA x 3.919 x 10<-8 >[mm/mm]

dove EA [m/s2] ? l'accelerazione del sollevatore.

Si pu? cos? calcolare l'allungamento della cinghia di sollevamento principale e la conseguente differenza di quota in condizioni dinamiche: GAPD = SBL x ELD [mm]

La formula generale di verifica, considerando deformazioni proprie del sollevatore, carichi statici aggiuntivi e carichi dinamici, diventa:

|RZL ? AZL| < ED GAPS GAPD

|RZR ? AZR| < ED GAPS GAPD

|RZL ? AZR| < ED GAPS GAPD

|RZR ? AZL| < ED GAPS GAPD

Il magazzino pu? essere interfacciato con altri dispositivi che automatizzano le fasi di trattamento della lamiera successive o precedenti, per esempio con un sistema completo di carico/scarico in asservimento ad una macchina a taglio laser, ma non verranno forniti qui ulteriori dettagli in quanto non rientra nello scopo dell'invenzione.

Come si comprende dalla descrizione riportata sopra, il magazzino automatico per lamiere dell'invenzione soddisfa pienamente gli scopi esposti nelle premesse.

La coppia di motoriduttori a bordo del sollevatore, impegnati con cinghie di sollevamento dentate, fornisce una silenziosit? di funzionamento notevole ed una flessibilit? di controllo senza precedenti. La configurazione dell'invenzione richiede un onere di manutenzione minimo. Le modalit? di funzionamento "orizzontale" e "inclinata" della mensola di sollevatore, consentono di arrestare i due lati (spalle) della mensola di supporto 11 a due quote lievemente diverse, in funzione del ripiano di stoccaggio prescelto: si ottiene cos? una precisione di posizionamento elevata ai ripiani, anche in presenza di ampie tolleranze nella costruzione ed assemblaggio della struttura di supporto e delle guide, a beneficio dei relativi costi. L'elevata precisione di posizionamento del telaio di trascinamento T rispetto alle guide 1 dei ripiani - a cui contribuisce anche la specifica configurazione delle estremit? delle guide - autorizza ad eseguire un movimento di estrazione ed inserimento dei cassetti C ad elevata velocit?, senza rischio di impuntamenti o battimenti di parti disallineate, ottenendo cos? una elevata produttivit? del sistema.

Anche la presenza dei contrappesi R collegati al sollevatore E, favorisce il raggiungimento di elevate accelerazioni e velocit? di movimentazione verticale, sempre a beneficio della produttivit? del sistema.

Infine, la presenza contestuale di un sistema di encoder che fornisce una posizione di quota (Z) assoluta e di encoder a bordo dei motoriduttori di sollevamento che forniscono rilevamenti di quota relativi, permette di eseguire un ottimo controllo, pur in presenza di un sistema di sollevamento a cinghie, anche tenendo conto delle condizioni di funzionamento sia statiche sia dinamiche.

S?intende che l'invenzione non deve comunque considerarsi limitata alle particolari forme di esecuzione descritte ed illustrate, ma che diverse varianti sono possibili, tutte alla portata di un tecnico del ramo, senza per questo uscire dall?ambito di protezione dell'invenzione stessa, che risulta unicamente definita dalle rivendicazioni che seguono.

Ad esempio, nella descrizione sopra riportata si ? dato per scontato che i motoriduttori siano montati alla stessa quota tra di loro, quindi alla stessa altezza relativa rispetto alla mensola 11 e alle spalle 11a e 11b. Se ci? non dovesse verificarsi per motivi costruttivi o di convenienza, ? inteso che il controllo dei motoriduttori terr? conto di una differenza di quota dei motoriduttori rispetto alle relative spalle: ci? che conta nella logica di controllo ? la quota assoluta delle spalle del sollevatore, che determina il corretto assetto della mensola rispetto alle guide del ripiano.

Claims (11)

RIVENDICAZIONI

1. Magazzino automatico a torre multipiano, comprendente

una struttura di supporto (L) che definisce una pluralit? di ripiani di immagazzinamento sovrastanti l'uno all'altro e provvisti di coppie di guide di scorrimento orizzontale (1),

una pluralit? di cassetti scorrevoli (C) inseribili in ed estraibili da dette guide di scorrimento orizzontale (1) attraverso almeno una faccia di accesso di detta struttura di supporto (L), e

un sollevatore (E) dotato di

una mensola di supporto (11) ed una coppia di spalle (11a, 11b) montate scorrevoli verticalmente su guide verticali (2) di detta struttura di supporto (L), e

un telaio di trasferimento (T) montato mobile su detta mensola di supporto (11) in direzione (A) di detta faccia di accesso,

caratterizzato da ci? che almeno un motoriduttore di sollevamento (9a, 9b) ? fissato in corrispondenza di ciascuna di dette spalle (11a, 11b) e presenta una ruota motrice impegnato con una corrispondente cinghia di una coppia di cinghie di sollevamento (10a, 10b) montate staticamente solidali a detta struttura di supporto (L), e da ci? che

detti motoriduttori di sollevamento (9a, 9b) sono tra loro connessi in asse elettrico in modalit? master/slave e sono connessi ciascuno ad almeno un encoder che fornisce un segnale proporzionale ad una quota in altezza di ciascun motoriduttore (9a, 9b),

almeno un contrappeso (R) essendo montato mobile verticalmente su guide di contenimento (3) di detta struttura di supporto (L) e collegato a detto sollevatore (E) mediante un collegamento funicolare (F) che transita su almeno una ruota di rinvio (FR) disposta ad una quota superiore a detto contrappeso (R) e a detto sollevatore (E).

2. Magazzino automatico a torre multipiano, come nella rivendicazione 1, in cui detti motoriduttori (9a, 9b) sono comandati in una modalit? orizzontale, in cui le quote verticali di dette spalle (11a, 11b) vengono impostate uguali, o in modalit? inclinata, in cui le quote verticali di dette spalle (11a, 11b) sono impostate diverse entro una tolleranza inferiore ad una differenza prestabilita (D1).

3. Magazzino automatico a torre multipiano, come nella rivendicazione 1 o 2,

comprendente inoltre una logica di controllo dotata di sezione di memoria, ed in cui

la quota di arresto di detto sollevatore (E) in corrispondenza di ciascuno di detti ripiani di immagazzinamento ? definita da una rispettiva coppia di quote di arresto (AZR, AZL, RZR, RZL) di detti motoriduttori (9a, 9b), dette coppie di quote di arresto (AZR, AZL, RZR, RZL) per ciascun ripiano di immagazzinamento essendo predeterminate e memorizzate in detta sezione di memoria.

4. Magazzino automatico a torre multipiano come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti encoder sono encoder a bordo di ciascun motoriduttore (9a, 9b) che forniscono un segnale di quota relativo (RZL, RZR) rispetto a dette rispettive cinghie di sollevamento (10a, 10b).

5. Magazzino automatico a torre multipiano come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti encoder sono sistemi di encoder esterni comprendenti un encoder a puleggia rotante (13a, 13b) impegnato su un nastro di encoder (12a, 12b) disteso verticalmente solidale a detta struttura di supporto (L), atti a fornire segnali di quota assoluti (AZR, AZL).

6. Magazzino automatico a torre multipiano come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto telaio di trasferimento (T) presenta guide di trascinamento (17a, 17b) dotate di estremit? anteriori con smussi obliqui complementari a smussi previsti su dette guide di ripiano (1).

7. Magazzino come nella rivendicazione 6, in cui un'estremit? anteriore di ciascuna guida di trascinamento (17a, 17b) presenta un elemento a cuneo maschio (20) atto ad impegnarsi con un elemento a cuneo femmina (21) previsto su una estremit? posteriore di dette guide di ripiano (1).

8. Magazzino automatico a torre multipiano come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto telaio di trasferimento (T) ? provvisto di una coppia di anelli di catena contrapposti (16a, 16b), dotati di rispettivi elementi di aggancio (18), azionati da un primo motoriduttore (14),

detti elementi di aggancio (18) essendo configurati per impegnarsi con ganci di trascinamento C2 di detto carrello (C).

9. Magazzino come nella rivendicazione 8, in cui detto telaio di trasferimento (T) ? montato mobile su detta mensola di supporto (11) mediante un meccanismo a pignone e cremagliera (19) azionato da un secondo motoriduttore (15).

10. Metodo di azionamento di un magazzino automatico a torre multipiano, comprendente

una struttura di supporto (L) che definisce una pluralit? di ripiani di immagazzinamento sovrastanti l'uno all'altro e provvisti di coppie di guide di scorrimento orizzontale (1),

una pluralit? di cassetti scorrevoli (C) inseribili in ed estraibili da dette guide di scorrimento orizzontale (1) attraverso almeno una faccia di accesso di detta struttura di supporto (L), e

un sollevatore (E) dotato di

una mensola di supporto (11) ed una coppia di spalle (11a, 11b) montate scorrevoli verticalmente su guide verticali (2) di detta struttura di supporto (L), e

un telaio di trasferimento (T) montato mobile su detta mensola di supporto (11) su una coppia di guide di trascinamento (17a, 17b), caratterizzato da ci? che

? previsto almeno un motoriduttore di sollevamento (9a, 9b) fissato in corrispondenza di ciascuna di dette spalle (11a, 11b) che presenta una ruota motrice impegnata con una corrispondente cinghia di una coppia di cinghie di sollevamento (10a, 10b) montate staticamente solidali a detta struttura di supporto (L), e prevede di

controllare detti motoriduttori di sollevamento (9a, 9b) in asse elettrico tra di loro in modalit? master/slave mediante un segnale proveniente da almeno un encoder che fornisce un segnale proporzionale ad una quota in altezza di ciascun motoriduttore (9a, 9b),

movimentando detti motoriduttori di sollevamento (9a, 9b) in modalit? 'orizzontale' per mantenere dette spalle (11a, 11b) alla medesima quota durante una fase di sollevamento a regime di detta mensola (11), e

movimentando detti motoriduttori di sollevamento (9a, 9b) in modalit? 'obliqua' per disporre dette spalle (11a, 11b) a quote indipendenti in corrispondenza di ciascun ripiano durante una fase di allineamento.

11. Metodo di azionamento di un magazzino automatico come nella rivendicazione 10, in cui dette quote indipendenti sono determinate per ogni ripiano in modo da allineare ciascuna di detta coppia di guide di trascinamento (17a, 17b) con ciascuna di dette coppie di guide di scorrimento orizzontale (1).