IT8224585A1 - Segmento di braccio meccanico per la movimentazione controllata di oggetti nello spazio - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: . "SEGMENTO DI BRACCIO MECCANICO PER LA MOVIMENTAZIONE; CONTROLLATA DI OGGETTI NELLO SPAZIO"

RIASSUNTO

Segmento di braccio meccanico per la movimentazione controllata di oggetti nello spazio dotato di almeno due gradi di libert? motorizzati e terminante con due flange. Il movimento di una flangia, rispetto all ' altra considerata come fissa, descrive una superficie di calotta sferica il cui centro risulta inoltre mobile lungo l'asse del segmento quando questo prevede un terzo grad? di libert?. Le flange sono simmetriche per consentire l'unione modulare di pi? segmenti in successione e realizzare un braccio snodato capace di aggirare eventuali ostacoli per accedere alla posizione di lavoro.

La presente invenzione riguarda un segmento di braccio meccanico per la movimentazione controllata di oggetti nello spazio, in particolare per manipolazione a distanza, operazioni di saldatura, verniciatura, molatura, foratura, taglio nonch? per avvitare e assemblare parti meccaniche diverse, ad esempio in automi industriali e simili.

L'invenzione consistesostanzialmente in un segmento di base avente almeno due gradi di libert? e terminante con due flange simmetriche, che pu? essere usato in modo indipendente oppure combinato con altri segmenti disposti in successione per realizzare una struttura articolata estremamente flessibile grazie alla ridondanza dei gradi di libert? che ne deriva. Sostanzialmente il movimento realizzato da una flangia indicata come flangia finale , rispetto all'altra flangia indicata come flangia iniziale, descrive una superficie di calotta sferica caratterizzata da un assegnato angolo solido di apertura e da un centro(della superficie sferica cui appartiene la calotta) che risulta mobile parallelamente all'asse del segmento quando questo prevede anche organi di trasmissione per un terzo gnado di libert?.

Sono noti diversi tipi di bracci meccanici con svariate possibilit? di movimento per l'impiego in macchine operatrici, apparecchiature che compiono lavori a distanza (quali verniciatura, saldatura, ecc.), nonch? automi industriali per l'assemblaggio di parti eccaniche. Generalmente i bracci meccanici di questo tipo,che possono per altro essere articolati o snodati a seconda delle esigenze,vengono progettati e realizzati su misura a seconda del particolare tipo di impiego previsto e con numero di gradi di libert? pari al minimo necessario per le operazioni richieste. Ne risultano strutture complesse poco adattabili per impieghi generalizzati e complicate dal punto di vista costruttivo e di progettazione, comportando di conseguenza alti costi oppure strutture molto sofisticate per quanto riguarda la possibilit? di movimento nello spazio, ma di utilizzazione molto limitata.

E' pertanto uno scopo della presente invenzione quello di realizzare un elemento di base o segmento di braccio meccanico dotato di almeno due gradi di libert?, in grado di raggiungere tutti i punti che insistono su una superficie sferica con una trasmissioe di potenza anche considerevole.

E' un altro scopo dell'invenzione quello di realizzare un tale elemento con un terzo grado di libert? che consenta quindi di traslare l?origine o centro , di rotazione dell'estremit? del segmento parallelamente all'asse di simmetria di tale segmento.

E' un ulteriore scopo dell'invenzione quello di realizzare il segmento in forma modulare, cio? tale che due o pi? segmenti possano essere collegati in successione affinch? la struttura risultante sia in grado di superare ostacoli e accedere a zone di lavoro inaccessibili con i bracci convenzionali. Secondo alcune realizzazioni il segmento di base o modulo presenta un movimento di tipo irreversibile tale cio? da conservare l'ultima posizione assunta qualora vengano arrestati gli organi di azionamento.

L'invenzione verr? ora descritta con riferimento a forme realizzative particolari ma non limitative, mostrate nelle figure allegate in cui:

le FIGURE da 1 a 3 sono rispettivamente una vista laterale, una vista dall'alto e una vista frontale dell 'elemento di braccio secondo l'invenzione;

la FIGURA 4 illustra schematicamente le possibilit? di movimento dell'elemento di braccio;

le FIGURE da 5 a 8 mostrano varianti realizzative e la FIGURA 9 mostra un braccio composito ottenuto mediante l'impiego combinato di pi? segmenti.

Nelle figure da 1 a 3 viene illustrata, una

forma realizzativa del segmento ohe prevede due flange, rispettivamente una flangia iniziale 1 e una flangia, finale 2 che realizzano le superfici di estremit? del segmento. Le flange sono collegate tra loro da una coppia di snodi tripli, ciascuno dei quali ? indicato sia costruttivamente sia nella tecnica del finissaggio .

Alla base del trovato sta il compito di realizzare un regolo calcolatore nel quale scorrevole e listelli di guida laterali si possano costruire semplicemente da un unico pezzo che non presenti tuttavia, con particolare riferimento all'esattezza della guida ed alla praticabilit? dello scorrevole, gli svantaggi dello stato attuale della tecnica. Pur mantenendo un razionale finissaggio a macchina, la costruzione deve essere possibile anche in materiali diversi dal cartone, perci?, in particolare, in materia plastica o in metallo. Non si deve rendere necessaria una rettifica; a tale scopo si desidera inoltre, per?, una strutturazione, ovvero un procedimento costruttivo, in cui gioco e precisione siano discernibili.

Secondo il trovato questo compito viene assolto attraverso il fatto che in una piastrina vengono introdotti degli intagli con superfici laterali verticali, parallele l'una rispetto all'altra, che presentano una distanza l'una dall'altra e che il regolo calcolatore ? formato in maniera di per s? nota dal congiungimento di detta piastrina con una piastrina situata al disopra e con una piastrina situata al disotto, nonch? separando la zona marginale non intagliata e le corrispondenti zone marginali delle altre piastrine.

Attraverso il fatto che in una piastrina si introducono intagli con superfici laterali a decorso esattamente verticale e che presentano l'una dall'altra una distanza anche precisamente definita, si garantisce una guida esatta e, contemporaneamente, un gioco certamente prestabilito mediante la scelta della distanza delle superfici laterali degli intagli. Si pu? ulteriormente migliorare la guida introducendo nell'intaglio uno scivolante, il quale permane anche senza difficolt? in loco, poich? le rugosit? delle superfici dell'intaglio introdotto si prestano allo scopo in particolare misura.

L'introduzione dell'intaglio non avviene pi? mediante un processo di taglio che praticamente schiaccia il materiale e, da un lato provoca bordi inclinati, dall'altro spostamenti e convessit?. Piuttosto ? importante che l'intaglio venga introdotto in modo tale che ne risultino bordi verticali a distanza l' uno dall'altro (perci? non soltanto una separazione del materiale mediante un taglio). Ci? avviene preferibilmente attraverso lavorazione ad asportazione di truciolo, quale mediante fresatura, ad esempio con placchette per sega circolare.

La struttura del regolo calcolatore, secondo il trovato, assicura anche la possibilit? d'impiegare per i listelli di guida laterali e per lo scorrevole materia plastica o lamine di materia plastica, ma anche metalli o simili. ?In tal modo la facolt? di un finissaggio razionale viene estesa ad una serie di materiali con i quali finora non era data possibilit? alcuna. Il congiungimento della piastrina, dalla quale si ricavano scorrevole e listelli di guida laterali, con le piastrine superiore ed inferiore si pu? eseguire mediante incollaggio, saldatura ad alta frequenza o ad ultrasuoni e/o chiodatura. Impiegando del metallo, il congiungimento pu? anche avvenire mediante saldatura a punti.

Il principio del presente trovato pu? essere applicato anche a regoli calcolatori con dischi rotondi. Regoli calcolatori del genere constano di una piastrina superiore, di una piastrina inferiore e di un disco girevole rotondo, alloggiato tra le due piastrine, il quale almeno in parte, lungo la propria circonferenza, ? circondato da una guida che presenta una cavit? conforme alla rotondit? del disco girevole .

L'applicazione del trovato ad un regolo calcolatore del genere prevede che esso venga formato in maniera tale che per la costruzione del disco girevole e della guida che lo circonda, una piastrina venga munita di un intaglio il quale - ad eccezione di una sottile nervatura in prossimit? di un bordo della piastrina - faccia risultare un cerchio perfetto, che, inoltre, entrambe le piastrine vengano altrettanta munite di intagli, ciascuno sovrapponentesi alla nervatura della piastrina per prima menzionata partendo da un bordo in direzione del disco girevole, che questi ultimi intagli, nell'ambito delle piastrine , vengano separati dai loro bordi altrettanto da brevi nervature e che il regolo calcolatore, nel genere di per s? noto, risulti formato dalla congiunzione della piastrina sopra menzionata con le altre due piastrine, come pure dalla separazione degli -ambiti marginali non in tagliati, comprese le nervature. In tal modo ne risultano nel finissaggio gli stessi . vantaggi; si ottiene una guida precisa con un gioco esattamente definibile tra disco girevole e parte di guida, la quale viene determinata attraverso la larghezza dell'intaglio introdotto. Inoltre, in un regolo calcolatore del genere, ? possibile rinunciare a fissare il disco girevole nel centro del regolo mediante un alberino o un rivetto cavo. La centratura, senza un'applicazione del genere finora occorrente, avviene soltanto mediante l'esatto adattamento della cavit? nella parte di guida che circonda il disco girevole.

Un esempio d'esecuzione' del trovato viene descritto in appresso sulla base dei disegni allegati . Sono rap presentati :

con le figure 1a, 1b, 1c le piastrine dalle quali viene formato l'esempio d'esecuzione;

con la figura 2 una rappresentazione schematica della costruzione della piastrina 2, secondo la figura lb;

con la figura 3 l'esempio d'esecuzione ; con la figura 4 una rappresentazione ingrandita dell'ambito IV di cui alla figura 3; con le figure 5a, 5b, 5c le piastrine dalle quali viene formato un secondo esempio d'esecuzione; con le figure 6a e 6b una vista dall'alto e una vista dal davanti di un secondo esempio d'esecuzione; con la figura 7 una rappresentazione schematica della costruzione di una piastrina 100, quale viene impiegata nella produzione del secondo esempio d'esecuzione.

La costruzione di un regolo calcolatore, come quello rappresentato nella fig. 3, avviene preparando dapprima le tre piastrine di cui alle figure la, lb, e le. Dalla piastrina 1 si ricava in un secondo tempo la piastrina superiore 10 del regolo, dalla piastrina 2 si ricavano i listelli di guida 11, 12 e lo soorrevole 13; dalla piastrina 3 si ricava la piastrina inferiore 14.

Il regolo calcolatore secondo la fig. 3 consta, pertanto, della piastrina superiore 10, dei listelli di guida laterali 11 e 12, dello scorrevole 13 e della piastrina inferiore 14, essendo la piastrina superiore 10, i listelli di guida laterali 11 e 12, nonch? la piastrina inferiore 14 incollati tra di loro. Lo scorrevole 13 ? liberamente spostabile tra le 'due piastrine 10 e 14, ovvero tra i listelli di guida laterali 11 e 12. Le piastrine e lo scorrevole recano stampate delle scale o simili. Questa impressione ? stato per? tralasciata nei disegni presentati, onde semplificare .

Importante per la struttura del regolo calcolatore e la costruzione della piastrina 2, vale a dire la costruzione degli intagli 20 e 21 nella piastrina 2. Questi intagli provvedono affinch?, a seguito del montaggio delle piastrine 1, 2 e 3, nonch? dopo la separazione delle.zone marginali non intagliate 5 e 6, come pure delle zone marginali 7 e 8 delle piastrine 1 e 3 lungo le linee 16 e 17, si produca una separazione tra 1 listelli di guida laterali 11 e 12, da un lato e del scorrevole 13, dall'altro.

Si situano quindi l'una sopra l'altra, come segue, le piastrine 1, 2 e 3: dapprima la piastrina 3; sopra ad essa la piastrina 2, quindi la piastrina 1. Le piastrine 1, 2 e 3 vengono poi incollate l'una all'altra lungo le zone 15, segnate da tratteggio. Quindi la struttura composita risultante dalle piastrine 1, 2 e 3 incollate in tal guisa tra di loro, viene tagliata lungo le linee 16 e 17, le quali sono inscritte a punto e linea nelle figure dalla 1a alla 1c (i segni di riferimento, per via della chiarezza, sono stati riportati soltanto nella figura la). Vengono pertanto separate le zone marginali 5 e 6 non intagliate della piastrina 2, come pure le zone marginali 7, ovvero 8, delle piastrine 1 e 3. In tal modo dalle piastrine 1, 2 e 3 risulta il regolo calcolatore che ? rappresentato nella figura 3.

Gli intagli 20 e'21 vengono fresati nella piastrina 2 come rappresentato schematicamente nella figura 2. La fresatura viene effettuata mediante placchette sottili 26, per sega circolare, azionate da un mandrino operatore (non indicato). Durante questa operazione, la piastrina 2 viene tenuta fissa su di una piastra 4. La piastra 4 viene quindi spostata, relativamente alle placchette 26 della sega circolare, in modo che ne risultino gli intagli 20 e 21. Le placchette della sega circolare sono della larghezza di mm 0,1 ca. In conformit? ? la larghezza degli intagli 20 e 21 fresati da dette placchette. Vengono prese in considerazione anche larghezze da 0,15 o 0,2 mm. Ci? dipende da quale gioco si vuole avere in seguito. Con questo sistema, da un lato risulta una guida sufficientemente precisa dello scorrevole, soprattutto con esatto parallelismo dei bordi laterali dei listelli di guida 11 e 12, mentre dall'altro lato ne risulta un adeguato gioco tra lo scorrevole 13 ed i listelli di guida laterali 11 e 12, talch? lo scorrevole sia di.facile spostamento. E' altres? garantito che le superfici laterali 31 e 32 (vedi figura 4) sono esattamente verticali. Attraverso la lavorazione ? anche data una certa rugosit? delle superfici 28 e 29, per cui scivolanti, come ad esempio vaselina, vengono facilmente assorbiti dalle aplanarit? che formano la rugosit? e mantenuti anche oltre il lungo tempo d?utilizzo.

Importante nel procedimento rappresentato e nel prodotto da esso conseguente, ? che gli intagli ottenuti in tal modo abbiano esattamente rispetto alla superficie delle piastrine del le superfici 28 e 29 verticali e che le posizioni dei listelli di guida laterali 11 e 12, nel regolo calcolatore finito, si trovino: attraverso questo sistema, esattamente parallele l'una rispetto all'altra ed esattamente parallele rispetto ai bordi dello scorrevole 13, senza alcuna esigenza di rettifica o simili. Cosi ne risulta un regolo calcolatore preciso in misura elevata .

Quali possibilit? in alternativa, oltre alla fresatura con placchette per sega circolare, come rappresentato sulla base dell'esempio d'esecuzione, tra l'altro viene presa in considerazione un'asportazione del materiale mediante raggi laser o raggi elettronici. Il congiungimento delle piastrine 1, 2 e 3, pu? avvenire, naturalmente, non soltanto mediante incollaggio, bens? anche mediante saldatura, avvitamento o chiodatura. Quali materiali, per le piastrine 1, 2 e 3, ci si indirizza sulle lastrine o le lamine di materia plastica, ma anche sul metallo, sul cartone o altri materiali adatti.

Le figure dalla 5 alla 7 mostrano la costruzione di un ulteriore secondo esempio d'esecuzione ; in esso trattasi di un regolo calcolatore con un disco mobile 33 che viene ruotato. Esso si trova allo scopo tra una piastrina superiore 30 ed una piastrina inferiore 34; il disco ? girevole entro una guida 37, la quale presenta una cavit? rotonda 36 corrispondente alla forma del disco girevole 33.

La costruzione avviene in modo che dapprima vengono prodotte le tre piastrine rappresentate nelle figure dalla 5a alla 5c.

La piastrina 100, rappresentata nella figura 5b, viene munita di un intaglio 38 che ? strutturato a forma di cerchio. Questo intaglio rappresenta un cer chio completo, fatta eccezione per la nervatura 39 in prossimit? del bordo 100' della piastrina 100. Le estremit? 38' e 38", nella forma a V rappresentata, possono esser ancora piegate ? gomito. Gi? dalla fig. 5b ? evidente quanto segue: se si taglia l' ambito 61 lungo la retta a punto e linea inscritta, dalla piastrina 100 ne derivano due diverse parti mobili l'una contro l'altra, e precisamente la parte di guida 37 ed inoltre il disco 33 in essa girevole; questo disco in effetti, lungo l'ambito intorno al quale ? stata tagliata la nervatura 39, praticamente non ? pi? completamente rotondo nella circonferenza, bens? qui ? tagliato all'incirca lungo una secante. Questo fatto per? non ha rilevanza.

La piastrina 30 ? rappresentata nella figura 5a. Essa ? munita di un intaglio 40 a forma di semicerchio che ? condotto tanto vicino al bordo 30', per cui due nervature 30, ovvero 51, si arrestano. Esse sono tuttavia pi? sottili della distanza della retta a punto e linea menzionata dal bordo 30'. In tal modo ne deriva quanto segue: se si separa la piastrina 30 lungo la retta a punto e linea, e quindi si taglia l'ambito 60, la parte 70 a forma di semicerchio viene in tal modo a cadere fuori dal resto della piastrina 30. Ugualmente ? strutturata la piastrina 34, rappresentata nella figura 5c.

Si incollano le piastrine 30, 100 e 34, l'una sull'altra, come rappresentato nelle figure dalla 5a alla 5c, e precisamente in cima a tutto la piastrina 30, poi la piastrina 100 e sotto a tutto la piastrina 34.

A tale scopo si pu? spalmare l'ambito indicato con il tratteggio sulla piastrina 100 con collante o simili. Le piastrine vengono quindi pressate.

Dopo di che si taglia lungo la retta a punto e linea il corpo composito risultante dall'incollaggio di dette tre piastrine nel modo e forma rappresentati. Ne deriva pertanto il regolo calcolatore secondo le figure 6a, ovvero 6b. In tal modo vengono separati l'ambito 60 della piastrina 30, l'ambito 61 della piastrina 100 e l'ambito 62 della piastrina 34. Gli ambiti a forma di mezzaluna 70 e 71 delle piastrine 30 e 34 cadono al di fuori. Cos? il disco girevole 33, risultante dalla piastrina 100 a seguito della separazione della nervatura 39 lungo la retta a punto e linea nel genere e nella forma evidenti dalla figura 6a, diviene accessibile e pu? essere girato a partire da quel punto.

E' previsto, ad esempio, che la piastrina superiore 30 presenti una finestrella 110. Su detta finestrella pu? essere osservato il movimento del disco girevole 33, ovvero di una scala 111 applicata su di esso, nei confronti di una scala 112 applicata sulla piastrina 30, nonch?, in tal modo, pu? avvenire un processo di calcolo mediante rotazione del disco. La figura 7 mostra schematicamente la costruzione della piastrina 100, vale a dire la fresatura dell' intaglio 38 con l'ausilio di una fresatrice per riproduzioni. Allo scopo ? prevista una fresa ad un tagliente 120 azionata da una unit? 121 fissata a

Claims (6)

R I V E N D I C A Z I O N I

1. Regolo calcolatore, costituito da una piastrina superiore (10), da una piastrina inferiore (14) e da uno scorrevole (13) guidato tra dette piastrine nonch? tra due listelli di guida laterali (11, 12), i quali vengono formati attraverso il fatto che in una piastrina (2) vengono introdotti intagli (20, 21) con superfici laterali (31, 32) verticali, parallele l'una rispetto all'altra e presentanti una distanza l'una dall'altra ed il regolo calcolatore, in maniera di per s? nota, risulta dal congiungimento di detta piastrina (2) con una piastrina (1) situata al disopra ed una piastrina (3) situata al disotto, come pure dalla separazione delle zone marginali (3, 6) non intagliate e delle corrispondenti zone marginali (7, 8) delle altre piastrine (1, 3).

2. Regolo calcolatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che gli intagli (20, 21) sono fresati all'interno.

3. Regolo calcolatore secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la larghezza degli intagli comporta da 0,03 a 0,2 mm, preferibilmente 0,1 mm.

4. Regolo calcolatore secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che le superfici laterali (28, 29) degli intagli (20, 21) presentano una certa rugosit? per l'ammissione di scivolanti.

3. Regolo calcolatore secondo le rivendicazioni 1 o una delle successive, caratterizzato dal fatto che le piastrine (1, 2, 3) vengono prodotte in materia plastica, metallo o cartone duro.

6. Regolo calcolatore, costituito da una piastrina superiore (30), da una piastrina inferiore (34) e da un disco girevole (33) rotondo, alloggiato tra le due piastrine (30, 34) e circondato lungo la sua circonferenza almeno parzialmente da una parte di guida (37) la quale presenta una cavit? rotonda (36) corrispondente alla forma del disco girevole (33), caratterizzato dal fatto che per la costruzione del disco girevole (33) e della parte di guida (37) che lo circonda, una piastrina (100) viene munita di un intaglio (38) che - ad eccezione di una sottile nervatura (39) in prossimit? di un bordo (100') della piastrina (100) fa risultare un intero cerchio, che inoltre le due piastrine (30, 34) vengono altrettanto munite di intagli (40, 41), ciascuno sovrapponentesi alla nervatura (39) suddetta partendo da uno dei bordi (30', 34') della piastrina (100).per prima menzionata in direzione del disco girevole, che questi intagli (40, 41) da ultimo menzionati, nell'ambito delle piastrine (30, 34) sono separati dai loro bordi (30', 34') altrettanto da brevi nervature (dalla 30 alla 53) e che il regolo calcolatore, nel modo di per s? noto, risulta dal congiungimento della suddetta piastrina (100) con le due piastrine (30, 34), come pure dalla separazione degli ambiti marginali (60, 61, 62) non intagliati, comprese le nervature (39, dalla 50 alla 53).