IT8922305A1 - Impianto automatizzato per la posa di una muratura su una parete. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un impianto automatizzato per la posa di una muratura su una parete, comprendente una stazione operativa con una piattaforma di lavoro spostabile verticalmente all?interno dell'ambiente chiuso o contenitore e in grado di ruotare attorno all'asse verticale di quest'ultimo, aree di immagazzinameto simultaneo di due pallet di mattonelle sulla piattaforma, un robot di depalettizazione e di movimentazione e posa delle mattonelle, una stazione di sorveglianza e di comando, puntelli retrattili per la stabilizzazione della stazione operativa, come pure mezzi per montare e far discendere pallet di mattonelle.

Bench? non sia a ci? limitata l'invenzione si propone pi? particolarmente di fornire una installazione o impianto per la posa di un rivestimento refrattario sulla parete interna di un convertitore metallurgico.

Vari impianti robotizzati sono stati recentemente proposti per effettuare in maniera automatica tale lavoro che sino ad ora era generalmente attuato in maniera manuale. Tra questi impianti robotizzati, ? possibile distinguere essenzialmente due categorie, e cio? quelle in cui la depallettizzazione delle mattonelle ? effettuata all'interno del convertitore (vedere il bevetto statunitense US 4720226) e quelli in cui la depallettizzazione ? effettuata all'esterno del converitore (vedere il brevetto statunitense US 4765789). Ciascuna di queste categorie di impianti presenta i suoi propri vantaggi e inconvenienti, cos?, ad esempio, gli impianti con depallettizzazione all'interno del contenitore o ambiente chiuso presentano il vantaggio di una esecuzione relativamente rapida poich? oltre i tempi morti relativamente brevi necessari per il cambiamento delle pallet, i due tipi di matonelle necessari sono disponibili permanentemente sulla piattaforma di lavoro.

Gli impianti con depallettizzazione esterna presentano il vantaggio di una riduzione dell'ingombro della piattaforma, la qual cosa contribuisce ad una migliore sicurezza del personale di sorveglianza che si trova su quest'ultima e/o consente di ridurre la superficie della piattaforma al fine di poter utilizzare l'impianto sia per il rifacimento di grandi convertitori sia di convertitori di dimensione pi? ridotta e di poter effettuare il rivesitmento con mattonelle pure nella parte superiore di un convertitore in cui il diametro diminuisce progressivamente. Sfortunatamente gli impianti con depallettizzazione esterna richiedono montacarichi sofisticati, e programmi complessi per portare, a scelta, i due tipi di mattonelle sulla piattaforma con il ritmo di lavoro del robot che esegue la loro posa.

La domanda di brevetto europeo EP-A1-0248251 riguarda un impianto a ingombro ridotto della piattaforma di lavoro mediante l'utilizzazione di un robot che non effettua pi? movimenti di scansione al di sopra della superficie della piattaforma e che, pertanto, la rende accessibile in completa sicurezza per il personale.

Lo scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un impianto o installazione del tipo descritto in quest'ultimo documento, ma in cui la nozione di sgombero della piattaforma sia maggiormente sfruttata e che, per poter trarre massimo vantaggio dalla possibilit? di utilizzazione in convertitori diversi, sia facilmente e rapidamente trasportabile da un posto siderurgico ad un altro.

Per raggiungere tale scopo, l'invenzione prevede un impianto che, secondo una forma di realizzazione preferita, ? caratterizzato dal fatto che tutta la stazione operativa ? portata da un solo albero telescopico montato du un disco piatto girevole di un pianale mobile trovantesi fuori dall'ambiente chiuso o contenitore e con cui la stazione operativa forma una unit? retrattile automotrice o trainabile.

Secondo una prima forma di realizzazione, la stazione operativa ? spostabile lungo l'albero telescopico per essere posata sul piatto girevole del pianale mobile per il suo trasporto. Dopo essere stata calata tramite l'albero telescopico e successivamente depositata sul disco o piatto, la stazione operativa forma cos? un'unit? compatta con il pianale mobile su ruote che pu? essere facilmente trasportata su strada da un posto metallurgico ad un altro.

I mezzi per far montare e far discendere le pallet comprendono, preferibilmente, una cabina che ? spostabile tra detto disco girevole e la piattaforma e che ? sospesa sui cavi d'argano previsti nella stazione operativa. Tale cabina ? concepita per ricevere per lo meno una gabbia porta pallet che ? costituita da uno scomparto inferiore per ricevere le pallet piene e da uno scomparto superiore per ricevere pallet vuote e che ? portato nella cabina tramite un dispositivo di sollevamento che pu? essere costituito da un pantografo azionato mediante un martinetto tenditore. Per facilitare il movimento delle pallet, il pianale di ciascuno scomparto ? preferibilmente costituito da un percorso di scorrimento a rotelle o rulli o di sezioni telescopiche.

Lo scomparto superiore ? preferibilmente e parzialmente aperto verso l'alto ed ? fissto sullo scomparto inferiore attraverso una cerniera, la qual cosa consente di disporre le aree di immagazzinamento parzialmente nella traiettoria di ascesa delle pallet.

La cabina comprende preferibilmente, su due lati opposti, rotelle di rotolamento muoventisi lungo binari di guida estensibili .

Il disco o piatto girevole del pianale mobile comprende una stazione di caricamento e di scarico della cabina, costituita da una tavola mobile suscettibile di gravitare su rotelle di guida attorno al disco, lungo il suo bordo periferico, come pure percorsi di scorrimento intermedi in prolungamento degli scomparti superiori e inferiori della gabbia portapallet.

Il robot di movimentazione e di posa delle mattonelle ? montato in corrispondenza dell'estremit? di un braccio telescopico estensibile orizzontalmente nella direzione radiale.

Tale robot comprende, secondo una forma di realizzazione preferita, un dispositivo di presa di per lo meno una mattonella collegato al braccio telescopico attraverso due bracci articolati a tre assi paralleli verticali di rotazione e di un'asta telescopica verticale. Grazie a quest'asta telescopica, il robot ? in grado di impilare pi? file di mattonelle senza dover salire sulla stazione operativa.

Le pallet sono posate, nelle due aree di immagazzinamento, su tavolette mobili che sono spostabili sulla piattaforma parallelamente al braccio telescopico sino a pervenire alla portata del robot, la qual cosa consente a quest'ultimo di effettuare sia la depallettizzazione che la posa delle mattonelle senza richiedere un meccanismo di depallettizzazione previsto negli impianti noti.

La stazione di sorveglianza e di comando ? prevista in corrispondenza della sommit? della stazione operativa e pu? occupare tutta la superficie orizzontale di quest'ultima.

Altre particolarit? e caratteristiche risulteranno chiare dalla descrizione di una forma di realizzazione vantaggiosa, qui sotto presentata a titolo illustrativo, con riferimento ai disegni acclusi, nei quali:

la figura 1 rappresenta una vista generale, prospettica di un impianto secondo la presente invenzione;

la figura 2 rappresenta una sezione verticale attraverso un primo tipo di convertitore con un impianto secondo la figura 1;

la figura 3 mostra una sezione verticale attraverso un secondo tipo di convertitore con la stazione operativa in posizione di lavoro;

la figura 4 mostra una vista schematica dell'impianto come esso si presenta al momento del trasporto;

la figura 5 ? una sezione orizzontale secondo il piano V-V di figura 2;

la figura 6 rappresenta una sezione orizzontale secondo il piano VI-VI di figura 3 e

la figura 7 rappresenta schematicamente una sezione orizzontale presa dal di sopra della stazione operativa quando quest'ultima si trova nella parte pi? larga del convertitore di figura 2.

In figura 2 ? possibile osservare, in sezione verticale, un convertitore 10 rappresentato dalla sua carcassa metallica 12 e dal suo rivestimento refrattario interno 14, che deve essere rinnovato a intervalli regolari. A tal fine viene utilizzato l'impianto proposto dalla presente invenzione e il quale ? rappresentato, parzialmente in sezione, in figura 2 e prospetticamente in figura 1. Tutti gli elementi tuttavia non sono stati rappresentati in tale figura 1 per non sovraccaricare la vista prospettica.

Tale impianto comprende sostanzialmente una stazione operativa 16 concepita per essere spostata verticalmente all'interno del convertitore 10 tramite un solo albero telescopico potente 18 che ? azionato per via idraulica e che ? portato da un pianale mobile o unit? di trasporto 20. Nell'esempio rappresentato, tale unit? di trasporto 20 ? costituita da un rimorchio 22 montato su ruote 24 e comprendente puntelli estensibili di stabilizzazione e di messa a livello 26. Il numero di riferimento 29 indica una cabina climatizzata contenente i comandi elettrici.

Al posto di montare l'impianto su un rimorchio trainabile ? pure possibile dotare il pianale mobile di un complesso motore e di accessori necessari per formarne una unit? automotrice.

La stazione operativa 16 e il suo albero di supporto telescopico 18 sono portati sul rimorchio 22 mediante un disco girevole 28 azionato mediante comandi automatici tramite mezzi non rappresentati per far ruotare la stazione operativa 16 attorno all'asse verticale e accedere cos? a tutta la circonferenza del convertitore 10. Tale disposizione distingue l?impianto rispetto agli impianti noti poich? quest?ultimi erano supportati da pi? alberi telescopici mobili e poich? la stazione operativa era dotata di un movimento girevole rispetto agli alberi di supporto.

La stazione operativa 16 comprende una piattaforma 30 dotata di pi? puntelli radiali retrattili 32, nel caso presente tre, concepiti per poggiare sulla muratura refrattaria per la stabilizzazione della stazione operativa 16. Sulla piattaforma 30 ? prevista una console 34 per supportare tutti gli strumenti di lavoro come pure una stazione 36 di comando e di sorveglianza fornente per un operatore 38 la richiesta sicurezza.

L'impianto rappresentato ? del tipo a depallettizzazione interna e, a tal fine, la piattaforma 30 deve essere concepita per ricevere due pallet di mattonelle. Occorre infatti ricordare che ? necessario disporre di per lo meno due tipi diversi di mattonelle per il rifacimento della muratura refrattaria 14 poich?, a causa del fatto che i convertitori non hanno tutti i medesimi diametri e che il diametro di ciascun convertitore varia secondo la sua altezza, devono essere fabbricati due o pi? tipi standard di mattonelle con conicit? diverse e, mediante un'alternanza opportuna nella scelta di questi tipi, si perviene a realizzare le curvature desiderate.

La piattaforma 30 ? quindi dotata di un'apertura centrale 40 dimensionata in modo da consentire il passaggio di due pallet di mattonelle.

La piattaforma 30 comprende pure due aree giustapposte per l?immagazzinaggio intermedio delle pallet. Queste aree di immagazzinaggio sono definite da due tavolette mobili 42, 44 (la tavoletta 44 essendo rappresentata in figura 1 solo parzialmente) e le quali sono montate su rotelle o rulli per poter essere spostate rispetto alla piattaforma 30 nel senso indicato dalla freccia 46.

Il numero di riferimento 48 indica una pallet piena di mattonelle, posata sulla tavoletta 42, mentre il numero di riferimento 50 indica una pallet in fase di montaggio attraverso l'apertura 40 per essere posata sulla tavoletta 44.

Le pallet di mattonelle sono montate sulla piattaforma 30 tramite una cabina 52 fissata a cavi 54 che sono avvolti attorno a due argani 56, 58 supportati dalla console 34. L'operatore 38 pu? peraltro pure portarsi alla sua stazione 36 grazie a tale cabina.

Per evitare movimenti pendolari della cabina 52, quest'ultima ? dotata su due lati opposti di un gruppo di rullini di guida 60, 62 (vedere le figure 2, 3 e 5) che si muovono lungo binari di guida estensibili 63 estendentisi tra il disco girevole 28 e la piattaforma 30 e non rappresentati in figura 1. Tale sistema di guida della cabina 52 pu? essere del tipo illustrato pi? dettagliatamente nel brevetto statunitense US 4765788.

Per facilitare la movimentazione delle pallet piene e delle pallet vuote ? preferibile ricorrere ad una gabbia portapallet simile a quella descritta nel brevetto statunitense US 4720226. La cabina 52 contiene quindi due cesti portapallet 64, 66 disposti lato a lato come ? rappresentato in figura 5. Ciascuno dei cesti 64, 66 ? in realt? costituito (vedere le figure 2 e 3) da uno scomparto superiore 68 previsto per ricevere una pallet vuota 70 e che definisce con il fondo del cesto uno scomparto inferiore previsto per ricevere una pallet piena 72. I pianali o pavimenti degli scomparti superiore 68 e inferiore sono in realt? costituiti da un percorso di rotolamento a rulli 74 (vedere pure le figure 1 e 5) per facilitare lo scorrimento delle pallet. Lo scomparto superiore 68 ? aperto parzialmente superiormente come ? rappresentato da 76 e tale scomparto ?, inoltre, collegato al resto del cesto mediante una cerniera 78 per consentire a tale scomparto 68 di ruotare attorno all'asse orizzontale di tale cerniera 78. L'utilit? di tale concezione particolare dello scomparto 68 risulter? chiara in seguito, quando sar? descritto il funzionamento.

Ciascuno dei cesti portapallet 64, 66 ? portato nella cabina 52 tramite un sistema di sollevamento che pu? essere costituito, come ? rappresentato nelle figure da 1 e 3 da una sorta di pantografo 80 associato ad un martinetto tenditore non rappresentato per sollevare i cesti portapallet 64, 66. Tale sistema di sollevamento consente, nella posizione di fine corsa della cabina 52 secondo la figura 2 di sollevare ciascuno dei cesti 64, 66 a livello della piattaforma 30 come ? rappresentato nella figura 3.

Il caricamento dei cesti portapallet 64, 66 con pallet piene e la rimozione delle pallet vuote sono effettuati con l?ausilio di una tavola 82 (vedere le figure 1 e 2) che ? montata tramite rotelle o rulli di rotolamento 64 sul bordo periferico del disco o piatto girevole 28 e che pu? gravitare attorno a quest'ultimo. Grazie a questa tavola 82, le pallet piene possono essere condotte mediante autocarro ad una zona ben accessibile del rimorchio indipendentemente dall'orientamento della stazione operativa 16. Le pallet possono quindi essere scaricate da un autocarro ed essere posizionate direttamente sulla tavole 82, dopo di che quest'ultima ruoter? attorno al disco girevole 28 sino ad una posizione di allineamento con uno dei cesti 64, 66 della cabina 52 (vedere la figura 5).

E' possibile prevedere sulla tavola 82 un cesto 86 analogo ai cesti 64, 66 con uno scomparto superiore per ricevere le pallet vuote di uno scomparto inferiore per le pallet piene. In questo caso ? preferibile per facilitare il caricamento e lo scarico prevedere il disco o piatto della tavola 82 in modo che quest'ultimo possa ruotare attorno al suo asse verticale.

Davanti alla cabina 52 si trova un dispositivo di trasferimento 88 (vedere le figure 2 e 5) con un doppio percorso di scorrimento superiore e inferiore allineati rispettivamente sullo scomparto superiore e lo scomparto inferiore di ciascuno dei cesti portapallet 64, 66.

L'ascesa delle pallet piene dal disco girevole 28 sulla stazione operativa 16 e la discesa delle pallet vuote ? attuata tramite viaggi di andata-ritorno della cabina 52 tra le posizioni rappresentate con tratti fini e tratti spessi in figura 2. Quando il centro operativo 16 si trova ad un livello di piccola sezione del convertitore come in figura 1 o quando il diametro del convertitore ? relativamente piccolo, come nel caso di quello rappresentato in figura 3, la posizione delle pallet 70 sulle tavolette 42 e 44 si trova parzialmente a cavallo dell'apertura 40 della piattaforma 30. E' questa la ragione per la quale lo scomparto superiore 68 di ciascuno dei cesti 64, 66 ? aperto parzialmente e superiormente in 76, la qual cosa consente alla cabina 52 di salire, a fine corsa superiore, sino alla posizione rappresentata in figura 2, nella quale lo scomparto 68 si trova in allineamento sulla pallet vuota 70 o sulla tavoletta 42 la qual cosa consente a questa pallet 70 di essere fatta scorrere in tale scomparto 68, movimento che ? indicato in modo simbolico dalla freccia 90 in figura 2.

Non appena la pallet vuota 70 si trova nello scomparto 68, il cesto contenente ora una pallet piena 72 e una pallet vuota 70 viene sollevato attraverso l'apertura 40, mediante estensione del pantografo 80 fino alla posizine illustrata in figura 3, nella quale la pallet piena 72 ? allineata sulla tavoletta corrispondente 42. Questa pallet piena 72 pu? quindi essere fatta scorrere sulla tavoletta 42, la qual cosa indicata simbolicamente dalla freccia 92 in figura 3. Dopo che la pallet piena ? stata completamente estratta, la cabina 52 ridiscender? con la pallet vuota 70 per scaricare quest 'ultima nel cesto che ? in attesa sulla tavola 82 con una nuova pallet che sar? caricata nella cabina 72 per essere fatta salire sulla piattaforma 30.

Il robot di movimentazione e di posa delle mattonelle refrattarie ? rappresentato schematicamente da 100 (vedere pi? particolarmente la figura 1). Questo robot ? montato all'estremit? di un braccio telescopico 102 che ? supportato dalla console 34. Il robot 100 comprende un dispositivo 104 di presa delle mattonelle che pu? essere costituito da un complesso ad artigli di presa del tipo descritto nel brevetto statunitense US 498036 o, pi? semplicemente, come nell'esempio, rappresentato una ventosa. Questa ventosa ? collegata al braccio 102 tramite due bracci 106, 108 articolati tra loro rispetto alla ventosa 104 e al braccio 102, tali articolazioni definendo tre assi verticali paralleli di rotazione. Il collegamento tra i due bracci 106 e 108 ? realizzato attraverso un'asta telescopica 110 che consente uno spostamento verticale della ventosa 104 rispetto alla freccia 102.

Al momento del rivestimento con mattonelle, la natura telescopica del braccio 108 consente di spostare il robot 100 radialmente (vedere le figure 6 e 7) per disporlo in una posizione ottimale per effettuare il movimento di scansione che ? necessario per afferrare e posare mattonelle e che ? reso possibile dai tre assi verticali di rotazione.

Si deve notare che le tavolette 42 e 44 con le pallet di mattonelle sono spostate parallelamente al movimento dell'albero 102 per far si che le mattonelle abbiano ad essere a portata della ventosa 104.

Grazie alla sua mobilit? orizzontale, garantita dai tre assi verticali di rotazione e alla sua mobilit? verticale per azione dell'asta telescopica 110, il robot pu?, senza necessit? di spostarsi dalla stazione operativa 16, depositare una trentina di mattonelle distribuite in pi? file spiralate.

Inoltre, grazie alla possibilit? di movimento verticale della ventosa 104, per effetto di una estensione o di un arretramento dell'asta telescopica 110, il robot 100 pu? posare un certo numero di file di mattonelle e rivestire cos? un'altezza dell'ordine di un metro senza richiedere movimento verticale della stazione operativa 16, la qual cosa ? illustrata da due diverse posizioni rappresentate rispettivamente in tratti fini e tratti interrotti all?ingresso inferiore del convertitore 10 della figura 2.

La figura 4 illustra l'impianto come esso si presenta per il trasporto. A tal fine il centro operativo 16 viene staccato dal suo albero di supporto 18 e fatto discendere lungo quest'ultimo, tramite mezzi di per s? noti non rappresentati, sul piatto girevole 28 del rimorchio 22. In questa posizione basta fissare il piatto 28 per impedire la sua rotazione durante il trasporto.

A titolo di variante, ? pure possibile montare l?albero 18 su un asse di rotazione orizzontale sul piatto 28 in modo tale che esso possa essere ripiegato orizzontalmente per il trasporto senza che sia necessario staccare la stazione operativa 16 dall?albero 18.

L'invenzione ? stata descritta con riferimento ad una stazione di caricamento ed a un rimorchio 22 trovantesi al di sotto del convertitore al momento della posa della muratura refrattaria. Tuttavia, il tecnico del ramo non uscir? dall'ambito inventivo modificando l?impianto proposto con i mezzi che sono agevolmente a sua portata, in modo tale che la stazione operativa 16 sia sospesa mediante un albero telescopico ad un rimorchio trovantesi al di sopra del convertitore e attraverso il quale sar? attuato il caricamento con pallet.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto automatizzato per la posa di una muratura su una parete', comprendente una stazione operativa (16) con una piattaforma di lavoro (30) spostabile verticalmente all'interno del contenitore o ambiente chiuso (10) e suscettibile di ruotare attorno all'asse verticale di quest'ultimo, aree di immagazzinamento simultaneo di due pallet di mattonelle sulla piattaforma (30), un robot (100) di movimentazione e posa delle mattonelle, una stazione (36) di sorveglianza e di comando, puntelli retraibili (32) per la stabilizzazione della stazione operativa (16) come pure mezzi per far salire e discendere pallet di mattonelle, caratterizzato dal fatto che tutta la stazione operativa (16) ? supportata da un albero telescopico (18) montato su un piatto girevole (28) di un pianale mobile trovantesi fuori dal contenitore o ambiente chiuso e con il quale la stazione operativa (16) forma una unit? retrattile automotrice o trainabile.
2. 2. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i mezzi per far salire e discendere le pallet comprendono una cabina (52) che ? spostabile fra detto piatto girevole (28) e la piattaforma (30) e la quale ? sospesa ai cavi (54) degli argani (56, 58) previsti nella stazione operativa (16) e dal fatto che detta cabina ? concepita per ricevere per lo meno una gabbia portapallet (64, 66), costituita da uno scomparto inferiore per ricevere le pallet piene (72) e da uno scoperto superiore (68) per ricevere le pallet vuote (70) e che ? (sono) portata(e) nella cabina (52) attraverso un dispositivo di sollevamento.
3. 3. Impianto secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di sollevamento ? costituito da un pantografo (80) azionato tramite un martinetto tenditore.
4. 4. Impianto secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il pianale di ciascuno scomparto delle gabbie portapallet ? costituito da un percorso di scorrimento a rotelle o rulli (84) o a sezioni telescopiche.
5. 5. Impianto secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che lo scomparto superiore (68) di ciascuna gabbia portapallet ? parzialmente aperto superiormente (76) ed ? fissato sullo scomparto inferiore tramite una cerniera (78).
6. 6. Impianto secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la cabina (52) comprende, su due lati opposti, rotelle di rotolamento (60, 62) muoventisi lungo binari di guida estensibili (63).
7. 7. Impianto secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il piatto girevole (28) del pianale mobile comprende una stazione di caricamento e di scarico della cabina (52) e comprendente una tavola mobile (82) suscettibile di gravitare su rotelle di guida (84) attorno al piatto (28) lungo il suo bordo periferico come pure percorsi di scorrimento intermedio (88) come prolungamento degli scompart? superiori e inferiori delle gabbie portapallet (64, 66).
8. 8. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la stazione operativa (16) ? staccabile dall?estremit? del suo albero telescopico (18) per essere posata sul piatto girevole (28) del pianale mobile per il suo trasporto.
9. 9. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il robot (100) ? montato all'estremit? di un braccio telescopico (102) estensibile orizzontalmente nella direzione radiale.
10. 10. impianto secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che il robot (100) comprende un dispositivo (104) di presa di per lo meno una mattonella, collegato al braccio telescopico (102) attraverso due bracci articolati (106, 108) a tre assi paralleli verticali di rotazione e di un'asta telescopica verticale (110).
11. 11. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, nelle due aree di immagazzinamento, le pallet sono posate su tavolette mobili (42, 44) che sono spostabili sulla piattaforma (30) parallelamente al braccio telescopico (102).
12. 12. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la stazione di sorveglianza e d? comando si trova in corrispondenza della sommit? della stazione operativa ( 16 ) .