IT202100024570A1 - Metodo e sistema di trasporto per trasferire prodotti alimentari affettati - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

?METODO E SISTEMA DI TRASPORTO PER TRASFERIRE PRODOTTI ALIMENTARI AFFETTATI?

La presente invenzione ? relativa ad un metodo di trasporto per trasferire prodotti alimentari affettati, come salumi o formaggi affettati, verso una stazione in cui, ad esempio, tali prodotti vengono spostati su un convogliatore di una macchina confezionatrice.

Infatti, nel settore del confezionamento, i prodotti alimentari affettati devono essere trasferiti lungo una linea di convogliamento tra una macchina affettatrice ed una macchina confezionatrice. In una soluzione nota, la linea di convogliamento include sistemi di trasporto provvisti di un nastro convogliatore e di piattaforme, normalmente denominate navette (?shuttle?) che sono accoppiate a tale nastro per essere trasportate verso una stazione di scarico e che, quando giunte in tale stazione, vengono sollevate rispetto al nastro tramite attuatori disposti ai lati del sistema di trasporto. Dopo il sollevamento, i prodotti vengono spostati, ad esempio in modo manuale, dalle navette in rispettive vaschette, che vengono poi trasferite alla macchina confezionatrice.

In un?altra soluzione nota, le navette sono supportate da un binario, invece che da un nastro trasportatore, e sono spinte lungo tale binario da motori lineari che permettono di gestire il movimento delle navette in modo indipendente l?una dall?altra.

? sentita l?esigenza di perfezionare le soluzioni note del tipo sopra descritto, in modo da avere una maggiore flessibilit? per aumentare la libert? di movimento lungo il percorso verso la stazione di scarico. In particolare, ? sentita l?esigenza di poter ruotare i prodotti attorno ad un asse verticale, ad esempio di 90?, in corrispondenza della stazione di scarico o in corrispondenza di un punto intermedio del percorso.

Nell?ambito di questa esigenza, inoltre, ? preferibile automatizzare lo scarico dei prodotti tramite sistemi robotizzati che siano compatibili con la linea di convogliamento utilizzata.

Scopo della presente invenzione ? quindi quello di prevedere un metodo e un sistema di trasporto per trasferire prodotti alimentari affettati, che consentano di assolvere in maniera semplice ed economica alle esigenze sopra esposte.

Secondo la presente invenzione, vengono previsti un metodo ed un sistema di trasporto, per trasferire prodotti alimentari affettati, come definiti nelle rivendicazioni allegate.

L'invenzione verr? ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano esempi di attuazione non limitativi, in cui:

- la figura 1 ? uno schema che mostra un sistema di trasporto per trasferire prodotti alimentari affettati secondo una preferita forma di attuazione della presente invenzione;

- la figura 2 ? una variante del sistema della figura 1; - la figura 3 illustra, in sezione trasversale ed in modo schematico, un componente delle figure 1 e 2;

- la figura 4 ? una prospettiva, con parti sezionate, che mostra una diversa forma di attuazione del componente della figura 3;

- le figure da 5 a 7 sono analoghe alla figura 3 e mostrano una sequenza operativa per prelevare prodotti alimentari affettati dal componente di figura 4; e - le figure 8 e 9 sono viste schematiche in pianta di varianti del componente delle figure 4-7.

In figura 1, il numero di riferimento 1 identifica, nel suo complesso, un sistema di trasporto (illustrato in modo semplificato), comprendente almeno un gruppo di movimentazione 2 per trasferire prodotti 3 da una stazione di carico 4 fino ad almeno una stazione di scarico 5.

I prodotti 3 sono prodotti alimentari affettati, ad esempio salumi o formaggi, che devono essere confezionati dopo essere stati affettati. In altre parole, il sistema 1 fa parte di un impianto comprendente una macchina affettatrice (non illustrata), disposta a monte della stazione 4, ed una macchina confezionatrice (non illustrata), disposta a valle della stazione 5.

Il gruppo 2 comprende una pluralit? di navette o piattelli 6, i quali ricevono, in corrispondenza della stazione 4, rispettivi prodotti 3, provenienti ad esempio da un nastro trasportatore di ingresso 7, e sono azionati in modo indipendente l?uno dall?altro per spostarsi fino alla stazione 5, dalla quale i prodotti 3 vengono trasferiti su una zona di deposito 8, in modo manuale o tramite un sistema robotizzato 9 (schematicamente illustrato). La zona di deposito 8 fa parte della macchina confezionatrice oppure di un convogliatore di uscita, e pu? essere gi? provvista di vaschette di confezionamento.

Secondo un aspetto della presente invenzione, il gruppo di movimentazione 2 comprende motori planari per supportare i piattelli 6 tramite levitazione magnetica e trasportarli tramite campi elettromagnetici. Pertanto, il gruppo 2 si differenzia dalle soluzioni note per il fatto che i piattelli 6 sono supportati e trasportati senza contatto, al di sopra di un piano orizzontale 10.

Con riferimento a quanto schematicamente illustrato in figura 3, il piano 10 ? formato da una pluralit? di mattonelle 11, le quali integrano al loro interno componenti 12 dei motori planari (avvolgimenti elettrici statorici, sensori, componenti elettronici, ecc?) per generare i campi elettromagnetici necessari non solo alla levitazione magnetica, ma anche alla movimentazione e posizionamento di ogni singolo piattello 6 lungo il piano 10. In generale, questo tipo di movimentazione ? gi? noto (ad esempio, una soluzione ? visibile sul sito internet: https://www.beckhoff.com/en-us/products/motion/xplanarplanar-motor-system/xplanar-planar-motor-system.html), per cui non ? necessaria una descrizione dettagliata in merito.

Le mattonelle 11, poi, sono supportate da un basamento 13. In caso di ambienti in cui sia richiesta una sanificazione elevata con lavaggi frequenti, le mattonelle 11 e/o i piattelli 6 possono avere porzioni rivestite da elementi 14 definiti da carter e/o guarnizioni per isolare i componenti elettronici dall?ambiente circostante e/o ottenere una superficie superiore liscia e sanificabile.

Con riferimento alle figure 1 e 2, in corrispondenza della stazione 4, i piattelli 6 possono essere controllati in modo da restare orizzontalmente fermi in attesa dei prodotti 3 (in questo caso, ad esempio, il nastro 7 ha una parte terminale retrattile per eseguire lo scarico, oppure un dispositivo robotizzato trasferisce i prodotti dal nastro 7 sui piattelli 6); o possono essere controllati per spostarsi in modo sincronizzato con il nastro 7. Analogamente, nella stazione 5 il prelievo dei prodotti 3 pu? essere eseguito mentre i piattelli 6 sono in movimento o mentre sono fermi.

Il sistema 1 comprende, preferibilmente, una stazione di parcheggio 15, dove i piattelli 6 vuoti ritornano dopo essere stati scaricati, nella stazione 5, e rimangono in attesa prima di arrivare ed essere ricaricati nella stazione 4. Il percorso di andata dalla stazione 4 alla stazione 5 e il percorso di ritorno dalla stazione 5 alla stazione 15 potrebbero non essere univocamente definiti e/o potrebbero essere riprogrammabili in base alle esigenze, grazie alla flessibilit? fornita dal gruppo 2, ossia grazie alla libert? di poter spostare i piattelli 6 orizzontalmente con due gradi di libert?, e anche di poter ruotare ciascun piattello 6 attorno ad un suo asse verticale.

In particolare, grazie alla possibilit? di ruotare il prodotto 3, durante lo spostamento del piattello 6 verso la stazione 5 o proprio in corrispondenza di tale stazione 5, ? possibile depositare il prodotto 3 nella zona di deposito 8 con qualsiasi orientazione, senza dover assegnare il compito di ruotare i prodotti 3 al sistema robotizzato 9, che quindi pu? essere selezionato in modo da essere relativamente semplice ed economico.

Nella stazione 5, il sistema robotizzato 9 pu? essere di tipo cartesiano, antropomorfo o parallelo: preleva i prodotti 3 tramite un dispositivo di presa 16, comunemente detto ?end-effector?, e li trasferisce sulla zona di deposito 8. Il dispositivo 16 pu? essere di varia natura (es. a ventose, a palette, a nastro, ecc..) in base alla tipologia e alla geometria del prodotto 3 da prelevare e trasferire.

Nella preferita forma di attuazione delle figure 4-7, ciascun piattello 6 porta una rispettiva interfaccia 18, atta a ricevere almeno un prodotto alimentare affettato 3 su una propria superficie superiore 19 ed avente geometria tale da agevolare il prelievo dei prodotti 3 da parte del dispositivo 16, senza interferenze con il piattello 6 sottostante. Preferibilmente, l?interfaccia 18 ? accoppiata al rispettivo piattello sottostante in modo rimovibile per consentire una pi? agevole pulizia, o un cambio formato. Ad esempio, l?interfaccia 18 ? fissata tramite viti, oppure tramite elementi di centraggio ed innesti rapidi di tipo rilasciabile, che permettono una sostituzione veloce.

Il dispositivo 16 ? una pinza comprendente una guida 20 su cui scorrono due palette 21: le palette 21 vengono azionate per avvicinarsi tra loro verso una posizione di chiusura (figura 5), in modo da andare a posizionarsi al di sotto del prodotto 3 (figura 6) per poi sollevare quest?ultimo dalla superficie 19 dell?interfaccia 18 (figura 7).

Per facilitare questo compito, come accennato sopra, la geometria dell?interfaccia 18 ? tale da non subire urti o attriti dalle palette 21, quando queste ultime vengono chiuse al di sotto del prodotto 3 e poi sollevate. In pratica, l?interfaccia 18 ha una o pi? sedi 22 con forma e dimensioni tali da poter alloggiare, preferibilmente con gioco, le estremit? delle palette 21. In questo modo, le palette 21 non influenzano il posizionamento del piattello 6: infatti, un?eventuale interferenza (urto o attrito) con l?interfaccia 18 o il piattello 6 porterebbe ad uno spostamento del piattello 6 stesso, visto che quest?ultimo ? flottante al di sopra del piano 10.

Infatti, i sistemi a levitazione magnetica sono suscettibili alle forze esterne che tendono a perturbare la posizione dei piattelli 6. Il campo magnetico generato dai motori planari mantiene i piattelli 6 nella posizione verticale desiderata, ma non offre una grande resistenza alle forze laterali. Considerate le velocit? di produzione richieste in questo settore, un eventuale strisciamento o raschiamento del dispositivo 16 sui piattelli 6 tenderebbe a spostare il piattello 6 stesso, con conseguenti errori di posizionamento e/o con segnalazioni di avaria. Pertanto, l?aggiunta dell?interfaccia 18 risulta davvero vantaggiosa.

Riassumendo: il prelievo del prodotto 3 avviene senza contatto tra il dispositivo 16 e il componente flottante definito dall?insieme del piattello 6 e dell?interfaccia 18. Inoltre, il prelievo avviene senza spinte laterali o verso il basso, visto che il prelievo viene eseguito esclusivamente sollevando il dispositivo 16 e quindi il prodotto 3.

Con riferimento all?ingrandimento in figura 4, ciascuna sede 22 ha una apertura superiore 23, lungo la superficie superiore 19 dell?interfaccia 18, per l?uscita della paletta 21 dalla sede 22 durante il sollevamento. La sagoma e l?ampiezza di questa apertura superiore 23 sono determinate a progetto, anche in funzione della compattezza e/o cedevolezza del prodotto alimentare, in modo tale che il prodotto 3 non si afflosci eccessivamente e vada in contatto con il fondo della sede 22, quando depositato sulla superficie 19. In altre parole, la sede 22 non viene impegnata completamente dal prodotto 3 quando quest?ultimo si appoggia sulla superficie 19. Inoltre, ciascuna sede 22 ha una rispettiva apertura di ingresso 26 che ? ricavata lungo un bordo laterale dell?interfaccia 18 e si estende verso il basso senza soluzione di continuit? a partire dall?apertura 23, in modo tale da permettere l?ingresso, nelle sedi 22, delle estremit? delle palette 21 quando queste ultime si chiudono tramite un movimento orizzontale parallelo alla guida 20.

Le figure da 4 a 9 mostrano esempi alquanto specifici, ma si noti come la geometria del prodotto 3 e/o dell?interfaccia 18 e/o delle palette 21 deve rispettare diverse esigenze (esigenze di marketing sulla disposizione dei prodotti 3, esigenze dovute alla consistenza degli alimenti, esigenze di geometria delle vaschette di confezionamento, ecc?), per cui le soluzioni possibili sono innumerevoli.

Ad esempio, le figure 4-7 mostrano una soluzione con palette 21 del tipo ?a rastrello?. Con particolare riferimento alla figura 5, l?estremit? di ciascuna delle due palette 21 ? definita da una pluralit? di dita o rebbi 28 che, in particolare, sono disposte lungo un medesimo piano orizzontale. L?interfaccia 18 comprende due porzioni laterali 30, diametralmente opposte tra loro (rispetto all?asse verticale del piattello 6), aventi rispettive sedi 22 che hanno forma allungata (parallelamente alla guida 6) e dimensioni tali da lasciare inserire e da alloggiare, con gioco, un corrispondente dito 28.

Nell?esempio di figura 8, invece, le estremit? delle due palette 21a sono definite da piastre orizzontali continue 31, ossia senza dita; l?interfaccia 18a ? provvista di porzioni laterali opposte 30a aventi, ciascuna, una singola sede 22a con forma e dimensioni tali da ospitare, con gioco, una relativa piastra 31. Le sedi 22a sono adatte a prodotti alimentari affettati che hanno una consistenza relativamente elevata (ad esempio prodotti tagliati spessi), per cui il prodotto 3 non si adagia al fondo delle sedi 22a, ma resta appoggiato solo sulla superficie superiore 19a dell?interfaccia 18a. Ovviamente, le palette 21 del tipo ?a rastrello? delle figure 4-7 potrebbero essere impiegate anche con l?interfaccia 18a di figura 8.

Nell?esempio di figura 9, l?interfaccia 18b ha una superficie superiore 19b che ? concava, ad esempio semisferica, e che pu? essere utilizzata per un insieme di prodotti affettati disposti in configurazione circolare. Questa concavit? tende a mantenere il prodotto soffice e non schiacciato. Di conseguenza anche le palette 21b hanno la medesima forma concava, pur avendo ancora una configurazione a rastrello come nelle figure 4-7. Anche le vaschette di confezionamento possono avere una forma analoga.

In ogni caso, le disposizioni dei prodotti affettati possono essere diverse, anche pi? elaborate (grazie a software denominati "portion designer", associati alle recenti macchine affettatrici). Qualsiasi siano la disposizione dei prodotti 3 e/o la forma della superficie superiore, l?interfaccia ? progettata con sedi tali che il prodotto 3 venga prelevato senza avere contatto con la paletta 6 e l?interfaccia stessa, come gi? spiegato sopra.

Con riferimento alla figura 7, il dispositivo 16 pu? comprendere elementi opzionali, in funzione della tipologia di prodotto da trasportare, ad esempio:

- una sponda 32 per ciascuna paletta 21, atta ad andare in contatto con un corrispondente bordo laterale del prodotto 3, per il suo trattenimento laterale, quando le palette 21 sono chiuse;

- un espulsore 33 posizionato in modo da trattenere verticalmente il prodotto 3 sulle palette 21 durante il movimento del dispositivo 12 dalla stazione 5 alla zona di deposito 8, ed eventualmente pu? essere spinto verso il basso, ad esempio da una molla (meccanica o pneumatica), per facilitare il rilascio del prodotto 3 nella zona di deposito 8 durante l?apertura delle palette 21.

Da quanto precede appaiono evidenti i vantaggi del gruppo 2 nel settore del trasferimento di prodotti alimentari affettati, come descritto con riferimento alle figure allegate. In particolare, non essendoci parti a contatto tra piattello 6 e piano 10, la manutenzione e le usure risultano notevolmente ridotte rispetto alle soluzioni note. Inoltre, potendosi spostare liberamente lungo il piano 10, si possono ottimizzare i percorsi da seguire (i piattelli 6 possono anche superare un ostacolo, definito ad esempio da un altro piattello che ? fermo), ed ? possibile ruotare il prodotto 3 senza l?ausilio di azionamenti aggiuntivi e/o senza il sistema robotizzato 9.

Per di pi?, in fase di progetto, la modularit? di costruzione tramite le mattonelle 11 permette di ottenere vari layout, in base alle esigenze.

Infine, l?aggiunta dell?interfaccia 18,18a,18b, con almeno una sede per alloggiare l?estremit? delle palette 21,21a,21b, permette di prelevare il prodotto 3 senza avere errori di posizionamento del piattello 6 e/o segnali di avarie.

Altri vantaggi sono poi evidenti dalle caratteristiche che sono state descritte sopra con riferimento alle figure allegate.

Infine, appare evidente che al sistema 1 possono essere apportate modifiche e varianti che non esulano dal campo di protezione della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

Ad esempio, con riferimento alla figura 2, il sistema 1 potrebbe:

- avere pi? nastri trasportatori di ingresso 7;

- trasportare pi? tipologie di prodotti affettati;

- avere pi? stazioni di carico 4;

- avere pi? stazioni di scarico 5;

- avere pi? stazioni di parcheggio 15;

- avere pi? zone di deposito 8 per ciascuna stazione di scarico 5;

- avere pi? sistemi robotizzati 9 per ciascuna stazione di scarico 5;

- avere una o pi? stazioni di controllo, dove ? possibile effettuare analisi quantitative o qualitative (tramite sistemi di visione o altro tipo di sensori) sui prodotti caricati su, e trasportati da, i piattelli 6;

- avere una o pi? stazioni di scarto, verso le quali possono essere trasferiti i prodotti 3 che non passano i controlli di qualit? nella stazione di controllo, per essere recuperati e/o scartati, ad esempio manualmente da parte di un operatore.

Inoltre, il dispositivo 16 potrebbe avere una unica paletta, oppure pi? di due palette mobili, da infilare al di sotto del prodotto 3 che ? appoggiato sull?interfaccia, per cui quest?ultimo potrebbe avere un numero diverso di sedi rispetto a quanto indicato negli esempi descritti ed illustrati.

Inoltre, l?apertura 26 della sede 22 potrebbe non essere necessaria: le estremit? delle palette 21 potrebbero inserirsi nelle sedi 22 al di sotto del prodotto 3 passando attraverso le stesse aperture superiori 23.

Claims (11)

RIVENDICAZIONI

1.- Metodo di trasporto per trasferire prodotti alimentari affettati (3), il metodo comprendendo le fasi di:

- caricare almeno un prodotto alimentare affettato (3) su un piattello (6);

- trasportare detto piattello (6) con il prodotto alimentare affettato (3) verso una stazione di scarico (5);

- prelevare detto prodotto alimentare affettato (3) da detto piattello (6), in corrispondenza di detta stazione di scarico (5), e trasferire il prodotto prelevato in una zona di deposito (8);

caratterizzato dal fatto che detto piattello (6) ? supportato al di sopra di un piano (10) tramite levitazione magnetica e viene trasportato lungo detto piano (10) tramite campi elettromagnetici.

2.- Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la fase di prelievo viene eseguita azionando un dispositivo di presa (16) senza che il dispositivo di presa (16) entri in contatto con detto piattello (6).

3.- Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui la fase di prelievo viene eseguita sollevando il prodotto alimentare affettato (3) da detto piattello (6), senza che detto dispositivo di presa (16) eserciti forze orizzontali e/o forze verso il basso.

4.- Metodo secondo la rivendicazione 3, in cui durante la fase di caricamento il prodotto alimentare affettato viene disposto su una superficie superiore (19) di un?interfaccia (18), la quale ? accoppiata a detto piattello (6) e ha almeno una sede (22;22a;22b), provvista di una apertura (23) in corrispondenza di detta superficie superiore (19); la fase di prelievo comprendendo le operazioni di:

- inserire una parte (21;21a;21b) di detto dispositivo di presa (16) in detta sede (22;22a;22b) al di sotto del prodotto alimentare affettato (3);

- sollevare detto dispositivo di presa (16) rispetto a detta interfaccia (18) in modo da appoggiare detta parte (21;21a;21b) al prodotto alimentare affettato (3) e sollevare il prodotto alimentare affettato (3) da detta superficie superiore (19).

5.- Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui dopo la fase di caricamento detta paletta (6), con il prodotto alimentare affettato (3), viene ruotata attorno ad un asse verticale, tramite detti campi elettromagnetici.

6.- Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui dopo la fase di prelievo detto piattello (6) viene trasportato lungo detto piano (10) ad una stazione di parcheggio (15) e rimane in coda con altri piattelli (6) in attesa di ricevere un nuovo prodotto alimentare affettato da trasportare alla stazione di scarico.

7.- Sistema di trasporto di prodotti alimentari affettati, comprendente:

- una stazione di carico (4);

- una stazione di scarico (5);

- un gruppo di movimentazione (2) comprendente:

a) almeno un piattello (6) atto a ricevere almeno un prodotto alimentare affettato (3) in corrispondenza di detta stazione di carico;

b) mezzi di supporto e movimentazione per supportare verticalmente detto piattello (6) e trasportarlo tra detta stazione di carico e detta stazione di scarico;

caratterizzato dal fatto che detti mezzi di supporto e movimentazione comprendono motori planari, azionabili per supportare detto piattello (6) tramite levitazione magnetica al di sopra di un piano (10) e trasportare detto piattello lungo detto piano (10) tramite campi elettromagnetici.

8.- Sistema secondo la rivendicazione 7, in cui detto gruppo di movimentazione (2) comprende almeno un?interfaccia (18;18a;18b) accoppiata a detto piattello (6) ed avente una superficie superiore atta a ricevere il prodotto alimentare affettato; detta interfaccia comprendendo almeno una sede (22;22a;22b), provvista di una apertura superiore (23) ricavata in corrispondenza di detta superficie superiore.

9.- Sistema secondo la rivendicazione 8, in cui detta sede ? provvista di un?apertura laterale (26) che ? ricavata lungo un bordo laterale di detta interfaccia (18;18a;18b) e si estende verso il basso senza soluzione di continuit? a partire da detta apertura superiore (23).

10.- Sistema secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui detta interfaccia comprende almeno due sedi che sono disposte in posizioni diametralmente opposte tra loro rispetto ad un asse verticale del detto piattello, e sono provviste di rispettive aperture superiori (23) ricavate in corrispondenza di detta superficie superiore.

11.- Impianto comprendente:

- una macchina affettatrice per affettare prodotti alimentari;

- una macchina confezionatrice per confezionare i prodotti alimentari affettati;

- un sistema di trasporto di prodotti alimentari affettati secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 10, per trasferire i prodotti alimentari affettati dalla macchina affettatrice alla macchine confezionatrice.