ITAL20090001A1 - Apparecchiatura per la realizzazione di bonine eletriche e simili - Google Patents

Description

il funzionamento di tutta la macchina durante le varie fasi di lavorazione.

Quindi, riassumendo, le fasi di lavorazione compiute dalla macchina sono:

- Aggancio del filo di rame al gruppo pinzatilo;

- Legatura del filo al primo spinotto di connessione;

- Taglio della porzione di filo presente tra il primo spinotto e il gruppo pinzafilo;

- Avvolgimento del filo con distribuzione uniforme sul corpo centrale;

- Legatura al secondo spinotto; e

- Taglio del filo.

Inoltre, a seguito della bobinatura nel processo produttivo delle bobine, vengono generalmente effettuate successivamente ed ad opera di macchinari dedicati, altre operazioni quali la saldatura delle estremit? del filo ai relativi spinotti, e molteplici test di funzionamento della bobina. Le attrezzature per compiere queste operazioni possono essere accoppiate al dispositivo di asservimento e vengono progettate e realizzate in base alle esigenze del caso.

D?altro canto, per quanto riguarda le operazioni di alimentazione e scarico della macchina, e cio? le operazioni di inserimento ed estrazione dei rocchetti sui perni rotanti, queste vengono eseguite manualmente.

Secondo un tipo di macchina es?stente, queste operazioni possono essere effettuate in maniera semiautomatica ovvero dietro supervisione di un operatore, e tramite accoppiamento alla bobinatrice di un dispositivo che interagisce direttamente con la macchina il quale ? costruito in modo da accogliere ed alimentare i rocchetti.

Da quanto sopra illustrato finora, emerge che tali macchine presentano alcuni inconvenienti. Un primo inconveniente ? dato dal fatto di dover sempre prevedere un operatore in tutte le fasi del ciclo produtivo delle bobine, sia per il controllo sia per l'interazione o passaggio da una fase ad un?altra fase produttiva. Da ci? deriva tempi pi? lunghi e costi di esercizio legati alla mano d?opera specializzata.

Un altro inconveniente ? dato dal fatto che per adattare la macchina ed i relativi accessori ad un nuovo tipo di bobina da processare, ? spesso necessario intervenire operando modifiche meccaniche alle parti che la compongono ed inoltre ricompilare il software di gestione in base alle nuove esigenze.

Infatti, ogni bobinatrice ? dotata di un software per la gestione dell?intera macchina e, ove previsto, del relativo dispositivo di asservimento e dei relativi accessori. Tale programma viene sviluppato in fase di messa in funzione della macchina in base alla conformazione della macchina stessa, alla conformazione del rocchetto da processare, ed alle esigenze del cliente. Le modifiche relative al software di gestione devono essere eseguite da personale tecnico specializzato.

Tali operazioni sono onerose ed, in ogni caso, vincolate alla conformazione della macchina.

Scopo, quindi, della presente invenzione ? quello di risolvere i suddetti inconvenienti dello stato della tecnica fornendo una apparecchiatura che prevede la possibilit? di rendere completamente automatico e servoassistito il ciclo di produzione di tali bobine in assenza di operatore specializzato.

Un altro scopo della presente invenzione ? quello di fornire un?unica apparecchiatura per la realizzazione di bobine di filo elettrico e simile che presenti tutte le unit? necessarie per eseguire le diversi fasi del ciclo produttivo che sono montate su un?unica struttura di supporto, e che preveda inoltre un robot antropomorfo integrato da attrezzature e che coopera con dette unit? per eseguire le operazioni di bobinatura.

Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di fornire una apparecchiatura per la realizzazione di bobine di filo elettrico che presenti una conformazione costruttiva con notevole razionalit? e semplificazione nella realizzazione della stessa.

Un altro scopo della presente invenzione ? quello di fornire una apparecchiatura per la realizzazione di bobine di filo elettrico e simile che preveda di integrare al software di gestione del robot la parte relativa alla gestione delle attrezzature che compongono la apparecchiatura, semplificando le operazioni di stesura del software necessario al funzionamento, ed inoltre che sia dotata di un?interfaccia intuitiva che agevoli le operazioni di stesura del programma in caso di cambio formato.

Quindi, viene fornita un?apparecchiatura per la realizzazione di bobine di filo elettrico o simili sostanzialmente secondo le rivendicazioni annesse.

L?apparecchiatura della presente invenzione presenta numerosi vantaggi.

Un primo vantaggio ? dato dal fatto che utilizzando un robot antropomorfo come componente principale per la costruzione/funzionamento dell'apparecchiatura di bobinatura si ottiene una notevole semplificazione nella realizzazione costruttiva della macchina con una conseguente diminuzione del prezzo finale della stessa. Infatti, mentre nello stato della tecnica attuale i rocchetti sono mantenuti in una posizione fissa e vengono movimentate le unit? pinzatilo e quella guidatilo, con la soluzione costruttiva della presente invenzione ? possibile mantenere in posizione fissa tali unit? precedentemente citate mentre vengono movimentate le bobine per compiere le operazioni di legatura, taglio e bobinatura. Cos? facendo si diminuisce ampiamente il numero di componenti utilizzati per la costruzione delle attrezzature di cui ? dotata la apparecchiatura.

Un altro vantaggio ? dato dal fatto di fornire un?ampia possibilit? di movimenti che ? in grado di effettuare il robot antropomorfo, permettendo inoltre di portare a termine le operazioni in modo pi? fluido e veloce, ed aumentando la produttivit? della macchina. Le operazioni di carico e scarico bobine possono essere completamente automatizzate senza l?ausilio di complicate attrezzature di asservimento (possibilit? di effettuare l?alimentazione e lo scarico dei rocchetti direttamente con l?unit? di avvolgimento/mandrini) e, ove richiesto, ? possibile integrare nel ciclo macchina le fasi di saldatura e controllo bobina (che continuano tuttavia ad essere eseguite da attrezzature dedicate) senza per? dover costruire supplementari dispositivi di trasferimento rocchetti.

Un terzo vantaggio ? dato dal fatto che vista la notevole flessibilit? del sistema, la configurazione deil?apprecchiatura in base alle esigenze del cliente diventa pertanto possibile senza eccessive variazioni del costo della macchina.

Un quarto vantaggio deriva dal fatto che l?intera gestione elettrica ed elettronica della apparecchaitura viene effettuata dalla componentistica di cui il robot ? dotato, senza l?ausilio di un quadro di comando realizzato su misura. In tal modo il numero di componenti elettrici di cui ? dotata la bobinatrice si riduce sensibilmente rendendo pi? veloce, semplice ed economica la realizzazione della macchina. Viene semplificata inoltre la parte riguardante il software di gestione, visto che il robot ? gi? dotato di un'interfaccia per la programmazione che viene semplicemente implementata.

Verr? ora fornita una descrizione dettagliata di una forma preferita di realizzazione dell?apparecchiatura della presente invenzione, data a titolo esemplificativo e non limitativo, facendo riferimento ai disegni annessi in cui:

la figura 1 ? una vista schematica in prospettiva dell?apparecchiatura della presente invenzione;

la figura 2 ? una vista schematica in prospettiva di una parte della apparecchiatura della presente invenzione;

la figura 3 ? una vista schematica in prospettiva di un primo componente della apparecchiatura della presente invenzione;

le figure 4 e 5 sono due viste schematiche in prospettiva di un secondo componente della apparecchiatura della presente invenzione;

la figura 6 ? una vista schematica in prospettiva di un terzo componente della apparecchiatura della presente invenzione;

la figura 7 ? una vista schematica in prospettiva di un quarto componente della apparecchiatura della presente invenzione; e

la figura 8 ? una vista schematica in prospettiva di un quinto componente della apparecchiatura della presente invenzione.

Con riferimento alla figura 1, viene in essa illustrato in maniera schematica la apparecchiatura per la realizzazione di bobine della presente invenzione. ? prevista una apparecchiatura 1 la quale comprende un telaio principale 10 sul quale ? montato un robot 11 del tipo antropomorfo con almeno 4 grad? di libert?. Sulla testa del robot 11 ? montata un?unit? 3 di avvolgimento dei rocchetti (meglio illustrato in appresso).

Sul telaio principale 10 sono previste inoltre una unit? 2 di tensionamento del filo elettrico, una unit? 4 di posizionamento e scorrimento dell?unit? di avvolgimento 3, una unit? 5 di pinzaggio del filo, ed una unit? di guida 6 del filo (il tutto meglio illustrato in appresso).

Con riferimento ora alla figura 2 viene in essa illustrato il telaio principale 10 della apparecchiatura 1. Come ? possibile intendere in figura, il telaio 10 ? formato da una struttura di base realizzata con profilo tubolare in materiale metallico ricoperto da una piastra 12 che costituisce il piano d?appoggio per il robot 11 (non in figura). Il telaio 10 ? dotato di piedi regolabili 13 ed in corrispondenza della parte posteriore ? presente una spalliera rinforzata 14 per fornire il supporto alle unit? di tensionamento 2, di pinzaggio 5 e di guida 6 del filo metallico (non mostrate in figura).

La struttura presenta inoltre un secondo piano d'appoggio 15 su cui ? atto a venir alloggiato l?unit? 4 di posizionamento e scorrimento dell?unit? di avvolgimento 3, utile nella fase di bobinatura.

Con riferimento ora alla figura 3, viene in essa illustrata un componente dell?unit? 2 di tensionamento di filo metallico. L?unit? 2 prevede una molteplicit? di componenti 20 di tensionamento (uno solo dei quali ? illustrato in figura) e ciascuno abbinato ad un singolo filo metallico 24. Il componente 20 presenta una frizione elettromagnetica 21 che, mediante una serie di pulegge 22 e 23, permette il tensionamento del filo 24 anche durante le fasi di spostamento deH?unit? di avvolgimento 3. Ogni singolo componente 20 ? inoltre dotato di un sensore in grado di rilevare la rottura del filo 24.

Con riferimento ora alle figure 4 e 5 viene illustrata in esse l?unit? di avvolgimento 3 dei rocchetti di filo metallico (non illustrati in figura).

Pi? precisamente, l'unit? 3 comprende una bancata 31 in cui ? montata una molteplicit? di mandrini 32 ciascuno dei quali ? collegato con gli altri da una serie di pulegge e cinghie dentate 33. ? previsto un motore 34, situato nella parte inferiore della bancata 31 per trasmettere il moto ai mandrini centrali 32 mediante una cinghia dentata 33. Ciascun mandrino 32 presenta una estremit? anteriore 35 che ? suscettibile di venir adattata in base alla conformazione del rocchetto da bobinare (non mostrato in figura). Inoltre, il numero dei mandrini 32 pu? variare in base alle esigenze di produttivit? della macchina. ? prevista inoltre una piastra verticale 36 per fornire il supporto al motore 34 nonch? per permettere l?attacco dell'unit? 3 all?estremit? del robot 11.

Inoltre, quali mezzi di centraggio sono previsti pioli di centraggio 37 posti in corrispondenza delle due estermit? della bancata 31 e con lo scopo di fornire il corretto posizionamento dell?unit? 3 sull'unit? 4 di scorrimento della testa (meglio illustrata in appresso). Pi? precisamente, durante la bobinatura, l?unit? di avvolgimento 3 viene agganciata all'unit? di posizionamento e scorrimento 4 la quale permette di smorzare le eventuali vibrazioni dell?unit? di avvolgimento 3 ed agevola quindi l'operazione di avvolgimento del rocchetto.

Con riferimento ora alla figura 6 viene parzialmente illustrata in essa il telaio principale 10 con una parte dettagliata in cui ? illustrata l?unit? di posizionamento e scorrimento 4 dell?unit? di avvolgimento 3.

Pi? dettagliatamente, l?unit? di posizionamento e scorrimento 4 prevede una coppia di piastre scorrevoli 40 nelle quali sono ricavati fori 41 atti ad alloggiare i pioli 37 di centraggio del l'unit? di avvolgimento 3. Le piastre 40 sono montate su guide 42 tramite pattini a ricircolo di sfere, i quali permettono alle piastre 40 di scorrere nella direzione longitudinale dell'apparecchiatura 1. Inoltre, ? prevista una coppia di cilindri pneumatici 43 ciascuno dei quali ? abbinato ad una piastra 40 e coopera con una rispettiva leva di bloccaggio 44 oscillante, quest?ultima ? atta a cooperare sulla parte terminale della bancata 31 quando l?unit? 3 viene poggiata sulle piastre 40 ed ivi bloccata dalle leve di bloccaggio 44.

Con riferimento ora alla figura 7, viene in essa illustrata l?unit? di pinzaggio 5 del filo 24 (quest?ultimo non illustrato nella figura). Pi? precisamente, l?unit? di pinzaggio 5 comprende sostanzialmente un albero 50 sul quale sono calettate una serie di pinze pneumatiche 51 le quali, mediante un attuatore rotante 52, possono venir ribaltate di 90? rispetto alla posizione illustrata in figura. Per semplicit? illustrativa non vengono rappresentati in figura tutti i raccordi e/o tubazioni pneumatiche e/o cavi elettrici per la gestione della suddetta serie d? pinze pneumatiche 51.

Con riferimento ora alla figura 8, viene in essa illustrata l?unit? di guida 6 del filo 24 {quest?ultimo non illustrato nella figura). Pi? precisamente, l?unit? di guida 6 prevede un telaio conformato sostanzialmente a barra 60 la quale monta una serie di tubetti 61 attraverso i quali scorre il filo di rame 24 (non mostrato in figura).

Inoltre, per ogni tubetto 61 ? abbinata una tronchese pneumatica 62 ed il relativo sistema di bloccaggio del filo. Ciascuna tronchese 62 ? montata su una slitta pneumatica 63 ed in modo tale da poter essere traslata verticalmente e, quindi, essere portata fuori ingombro.

Da quanto precedentemente esposto appare evidente che l?invenzione non ? limitata alla forma esecutiva test? descritta ed illustrata a semplice titolo di esempio non limitativo, ma potr? essere ampiamente variata e modificata, nel suo complesso e nei singoli particolari, a seconda delle specifiche esigenze e convenienze di fabbricazione e d?impiego, soprattutto costruttivamente e nell'ambito degli equivalenti tecnici e funzionali senza per questo abbandonare il principio informatore sopra esposto ed a seguito rivendicato.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura (1) per la realizzazione di bobine elettriche e simili, compredente un telaio principale (10), una unit? (2) di tensionamento di filo elettrico (24), una unit? (3) di avvolgimento di filo elettrico (24) su una molteplicit? di rocchetti, una unit? (5) di pinzagg?o del filo elettrico (24), ed una unit? di guida (6) di filo elettrico (24), caratterizzata dal fatto di comprendere inoltre - mezzi mobili (11) per la movimentazione di detta unit? (3) di avvolgimento di filo elettrico (24); e - mezzi di posizionamento e bloccaggio (4) di detta unit? (3) di avvolgimento di filo elettrico (24) rispetto a detto telaio principale (10).
2. 2. Apparecchiatura per la realizzazione di bobine elettriche e simili secondo la rivendicazione precedente, in cui detti mezzi di movimentazione di detta unit? di avvolgimento (3) comprendono un robot (11) di tipo antropomorfo con almeno quattro gradi di libert?.
3. 3. Apparecchiatura per la realizzazione di bobine elettriche e simili secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto telaio principale (10) ? formato da una struttura con profilo tubolare e comprende: - una piastra (12) che costituisce il piano d?appoggio per detti mezzi mobili (11); - supporti regolabili (13); - una spalliera rinforzata (14) atta a fornire supporto di dette unit? di tensionamento (2), di pinzaggio (5) e di guida (6) del filo metallico (24); ed - un secondo piano (15) di supporto di detti mezzi di posizionamento e bloccaggio (4) dell?unit? di avvolgimento (3) su detta struttura.
4. 4. Apparecchiatura per la realizzazione di bobine elettriche e simili secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3, in cui detta unit? di tensionamento (2) comprende una molteplicit? di componenti (20) di tensionamento ciascuno dei quali essendo associato ad un singolo filo metallico (24), ciascun componente (20) comprendente una frizione elettromagnetica (21), ed una serie di pulegge (22,23) di tensionamento del filo (24); ed un sensore di rilevamento della rottura del filo (24).
5. 5. Apparecchiatura per la realizzazione di bobine elettriche e simili secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unit? di avvolgimento (3) di rocchetti di filo metallico (24) comprende: - una bancata (31) in cui ? montata una molteplicit? di mandrini (32), ciascuno dei quali essendo collegato con gli altri da una serie di pulegge e cinghie dentate (33), ciascun mandrino (32) presentando una estremit? anteriore (35) atta a venir adattata in base alla conformazione del rocchetto da bobinare; - un motore (34) situato nella parte inferiore della bancata (31) per trasmettere il moto ai mandrini centrali (32) mediante una rispettiva cinghia dentata (33); - una piastra verticale (36) per fornire il supporto al motore (34) e per fornire il collegamento dell?unit? di avvolgimento (3) ad una rispettiva estremit? del robot (11); e - mezzi di centraggio che comprendono almeno due pioli (37) posti in corrispondenza delle due estermit? della bancata (31) per fornire il corretto posizionamento dell? unit? (3) su detti mezzi di posizionamento e scorrimento (4).
6. 6. Apparecchiatura per la realizzazione di bobine elettriche e simili secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di posizionamento e scorrimento (4) comprendono: - una coppia di piastre (40) nelle quali sono ricavati fori (41) complementari a detti pioli (37) di centraggio de?l?unit? di avvolgimento (3), dette piastre (40) essendo montate in maniera scorrevole su rispettive guide (42); - una coppia di cilindri pneumatici (43) ciascuno dei quali essendo abbinato ad una piastra (40) per cooperare con una rispettiva leva di bloccaggio (44) oscillante, detta leva (44) essendo atta a cooperare sulla parte terminale della bancata (31) quando l?unit? (3) viene poggiata sulle piastre (40) ed ivi bloccata da dette leve di bloccaggio (44).
7. 7. Apparecchiatura per la realizzazione d? bobine elettriche e simili secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unit? di pinzaggio (5) del filo (24) comprende: - un albero (50) sul quale sono calettate una serie di pinze pneumatiche (51); ed - un attuatore rotante (52) collegato a detto albero (50) ed atto a permettere il ribaltamento di 90? di dette pinze (51) rispetto alla direzione verticale di detta apparecchiatura (1).
8. 8. Apparecchiatura per la realizzazione di bobine elettriche e simili secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unit? di guida (6) del filo (24) comprende un telaio conformato sostanzialmente a barra (60) la quale monta una serie di tubetti (61) di scorrimento di detto filo (24), ciascun tubetto (61) essendo associato ad una rispettiva tronchese pneumatica (62) ed un relativo sistema di bloccaggio del filo, ciascuna tronchese (62) essendo montata su una slitta pneumatica (63) tale per cui detta tronchese ? atta traslare nela direzione verticale rispetto a detta apparecchiatura (1).