ITAR20080032A1 - Dispositivo alimentatore per robot, mezzi di automazione e simili. - Google Patents
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Description
DISPOSITIVO ALIMENTATORE PER ROBOT, MEZZI DI
AUTOMAZIONE E SIMILI
D E S C R I Z I O N E
Il presente trovato si riferisce a dispositivo alimentatore per robot dotati di visione artificiale, mezzi di automazione e simili.
Il trovato qui presentato è rivolto al campo dell'automazione industriale o comunque tutti quelli pertinenti all'introduzione di un sistema automatico robotizzato, dove è in continuo aumento la richiesta di sistemi robotizzati flessibili in grado di soddisfare richieste più disparate.
In particolare i settori industriali d'impiego previsti per il dispositivo secondo il trovato sono quelli della gomma, della plastica e altri materiali sintetici, del vetro, l'industria alimentare, cosmetica, farmaceutica, medicale, la componentistica per auto, elettrodomestici, computer, elettronica di consumo, minuterie metalliche, industria del legno e degli accessori per mobili, ecc..
È difatti sempre più sentita la necessità di alimentare sistemi di automazione industriale diversi in risposta ad esigenze di produzione differenti. Al giorno d'oggi i prodotti industriali sono infatti caratterizzati da una vita sempre più breve, da volumi produttivi che si vanno riducendo e dalla conseguente necessità di poter adeguare rapidamente gli impianti alle mutevoli esigenze di produzione, cercando di minimizzare i costi di tale adeguamento.
Questa facilità di adattamento degli impianti a diversi volumi produttivi e l'adeguamento di produzione a prodotti finali differenti spesso si rivelano l'unica giustificazione economica a tenere in vita un sistema di produzione automatico, evitando di ricorrere a sistemi manuali, in generale più costosi e lenti ma molto più versatili, che costringono le aziende a delocalizzare gli impianti produttivi in paesi dove la manodopera ha un costo più conveniente.
Sono noti dispositivi alimentatori, conosciuti anche con il termine anglosassone “feeder”, asserviti a robot del tipo cartesiano, antropomorfo, cilindrico, eccetera.
Questi feeder sono dotati sistemi di visione artificiale, come ad esempio telecamere lineari, matriciali, tridimensionali e simili, che necessitano di condizioni di illuminamento tali da poter riconoscere mediante telecamera i pezzi. Le condizioni di illuminamento possono essere create da un'illuminazione esterna dall'alto oppure tramite un dispositivo di retroilluminazione posto normalmente sotto al tappeto di appoggio dei pezzi.
Il riempimento del feeder viene effettuato dall'esterno, ad intervalli di tempo, in modo manuale, mediante tramoggia, con elevatore a nastro o in altri modi.
Il sistema di visione artificiale riconosce il pezzo caricato sull'alimentatore di cui si necessita per la produzione e il robot lo preleva. Tali dispositivi noti provvedono a far avanzare i pezzi che costituiscono l'alimentazione per i robot, attraverso uno scuotimento meccanico e/o una movimentazione lineare ottenuta mediante nastri motorizzati.
Una problematica di tali alimentatori è data dal fatto che quando i pezzi da alimentare comprendono almeno una parte cilindrica, essi tendono a mettersi in rotolamento offrendo statisticamente il più delle volte al robot parti che non possono essere prese facilmente, non riuscendolo ad alimentare.
Con questo tipo di feeder, siano essi ad avanzamento lineare e/o a vibrazione, non è possibile variare in ogni caso la posizione e la giacitura dei pezzi sul piano, rallentando così la catena produttiva con gravi costi sulla produzione finale.
Inoltre, a causa della difficoltosa accessibilità alle parti interne di alimentatori noti, risulta più complicata la pulizia del sistema di retroilluminazione penalizzando la qualità del sistema di visione e quindi l'efficienza della produzione stessa.
Il compito che si propone il trovato è quello di eliminare gli inconvenienti sopra lamentati in tipi noti di dispositivo alimentatore per robot, mezzi di automazione e simili, che permetta a pezzi comprendenti parti cilindriche di cambiare la loro giacitura e la loro posizione nel piano in modo che il robot possa essere alimentato senza problemi.
Nell'ambito del compito suddetto, uno scopo che si propone il trovato è quello di realizzare un dispositivo alimentatore per robot, mezzi di automazione e simili, che permetta un facile accesso alle parti interne, semplificando l'operazione di pulizia del sistema di visione.
Un altro scopo che si propone il trovato è quello di realizzare un dispositivo alimentatore per robot, mezzi di automazione e simili, che sia semplice da assemblare con mezzi facilmente reperibili in commercio nonché usando materiali di utilizzo comune, in modo che il dispositivo sia economicamente concorrenziale.
Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un dispositivo alimentatore per robot, mezzi di automazione e simili, secondo il trovato, comprendente una intelaiatura presentante un tappeto di appoggio per i pezzi da alimentare e mezzi di visione per il riconoscimento di detti pezzi da alimentare, caratterizzato dal fatto che detto tappeto di appoggio è connesso a mezzi di rotazione intorno ad una direzione sostanzialmente ortogonale al piano di giacitura di detti pezzi da alimentare.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva del dispositivo alimentatore per robot, mezzi di automazione e simili, illustrata a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio degli uniti disegni in cui:
la figura 1 rappresenta il dispositivo alimentatore in vista prospettica;
la figura 2 rappresenta il dispositivo in pianta, visto dall'alto;
la figura 3 illustra il dispositivo visto in sezione lungo la linea III-III di fig. 2;
la figura 4 illustra il dispositivo visto in sezione lungo la linea IV-IV di fig. 2.
Con riferimento alle citate figure, il dispositivo alimentatore per robot, mezzi di automazione e simili, secondo il trovato, che viene individuato nella sua globalità con il riferimento 1, comprende un'intelaiatura 2 presentante un tappeto di appoggio 3 per i pezzi da alimentare e mezzi di visione per il riconoscimento dei pezzi.
Una caratteristica fondamentale del trovato è che il tappeto 3 è connesso a mezzi di rotazione intorno ad una direzione sostanzialmente ortogonale rispetto al piano di giacitura dei pezzi da alimentare.
L'intelaiatura 2 può comprendere un piano di base 20 sul quale sono montate delle colonne di sostegno 21 per un anello di supporto 22; sull'anello 22 è libero di muoversi il tappeto 3. Normalmente, tali mezzi di rotazione comprendono un motore 7 connesso all'intelaiatura 2, come ad esempio un motore asincrono, fissato al piano di base 20 mediante un supporto motore 71.
Nella soluzione realizzativa qui presentata, il tappeto 3 coincide col piano di giacitura dei pezzi.
Vantaggiosamente, il movimento rotatorio di cui il tappeto è dotato grazie ai mezzi di rotazione, si può sviluppare intorno alla direzione sostanzialmente ortogonale al piano di giacitura dei pezzi coincidente con l'asse 70 dell'albero motore del motore 7.
Nella soluzione realizzativa qui presentata, il tappeto 3 è calettato sull'albero motore e su questo bloccato in modo da ruotare solidalmente con esso, attraverso una flangia di traino 72 ed una flangia di serraggio 73.
Vantaggiosamente, i mezzi di rotazione possono comprendere un driver motore 75 connesso con una staffa 76 fissata al piano di base 20 dell'intelaiatura 2. In questo modo il motore 7 potrà essere in grado di operare con velocità e/o accelerazioni controllate e variabili a seconda delle caratteristiche dei pezzi che vengono caricati nel dispositivo 1.
Il motore 7 può essere inoltre dotato di un tappo 74 per proteggere le sue parti interne.
Vantaggiosamente, il dispositivo può comprendere mezzi di generazione di impulsi connessi all'intelaiatura 2 che agiscono sulla superficie interna 30 del tappeto 3, rispetto al dispositivo alimentatore 1.
È possibile che tali mezzi di generazione di impulsi comprendano un magnete per rimbalzo 5 associato ad una slitta mobile 50 connessa al piano di base 20.
Preferibilmente, questo magnete è posizionato in posizione periferica rispetto al centro del tappeto 3.
I mezzi di visione per il riconoscimento dei pezzi da alimentare possono comprendere una telecamera ottica e mezzi di illuminazione, preferibilmente fissati all'intelaiatura 2.
Questi mezzi di visione possono essere posizionati esternamente rispetto al dispositivo; nella soluzione realizzativa qui descritta sono posizionati all'interno dell'alimentatore 1.
Vantaggiosamente, i suddetti mezzi di illuminazione possono comprendere un gruppo illuminatore 4 supportato da un telaio di sostegno 40, quest'ultimo associato al piano di base 20.
Si può prevedere che il piano di base 20 sia provvisto di un anello di sponda 27 per trattenere i pezzi da alimentare sul tappeto 3.
È inoltre possibile che il dispositivo comprenda un coperchio antirimbalzo 28, coprente almeno una porzione del tappeto 3. Tale coperchio 28 è connesso all'intelaiatura 2 per mezzo di colonnine 29 fissate sul piano di base 20 ed ha la funzione di impedire ai pezzi di fuoriuscire dal perimetro del tappeto 3 stesso.
Infine è possibile prevedere un vetro di protezione per il gruppo illuminatore 4, fissato all'intelaiatura 2 per mezzo di una cornice di supporto 42.
Il dispositivo può essere riempito dall'esterno attraverso una tramoggia, con elevatore a nastro, manualmente o con altri mezzi di per sé noti, ad intervalli di tempo, con i pezzi da alimentare.
I pezzi giacciono sul tappeto di appoggio 3 in posizione casuale: il tappeto 3, dotato di un movimento rotatorio intorno all'asse 70 dell'albero motore, porta ad ogni giro ciascun pezzo in prossimità del robot che dovrà prendere i pezzi.
Per far sì che i pezzi si presentino al robot con facce diverse in modo da poter aumentare statisticamente le probabilità di presa del robot stesso, alla rotazione intorno all'asse 70 si aggiunge un movimento oscillatorio del motore 7. In questo modo è possibile modificare la posizione dei pezzi sul tappeto 3 durante la rotazione e favorire, come detto, la presa del robot.
Grazie all'anello 27 i pezzi non rischiano di uscire dal tappeto di appoggio 3 a causa della forza centrifuga sviluppata dalla rotazione.
Per pezzi particolari, ad esempio dalle caratteristiche di forma molto arrotondate o per pezzi molto fragili che possono essere afferrati dal robot solo in una delle loro parti, i movimenti oscillatorio e rotatorio del tappeto possono non essere sufficienti a impedire che il procedimento sia rallentato.
In questo caso è possibile attivare i mezzi generatori di impulsi, nella soluzione qui descritta il magnete per rimbalzo 5; questo ha il compito di sospingere uno o più dei pezzi in modo che in seguito all'urto cambi la sua giacitura.
I pezzi non rischiano di fuoriuscire al di fuori del dispositivo 1 grazie al coperchio antirimbalzo 28.
Il magnete 5 può essere controllato dall'operatore attraverso i mezzi di visione e la sua posizione relativa rispetto all'intelaiatura 2 può essere cambiata azionando la slitta mobile 50.
Da quanto sopra descritto si vede quindi come il trovato raggiunga il compito e gli scopi proposti ed in particolare si sottolinea il fatto che viene realizzato un dispositivo alimentatore per robot, mezzi di automazione e simili, che permette di cambiare la posizione dei pezzi da alimentare in modo da favorire statisticamente la presa da parte dei robot.
In particolare la realizzazione di mezzi di generazione di impulsi che vanno a sospingere il tappeto di appoggio dei pezzi da alimentare, fa sì che si possa eventualmente modificare anche la giacitura dei pezzi stessi.
Inoltre, l'aver previsto la movimentazione dei suddetti mezzi di generazione di impulsi rende possibile l'impiego del dispositivo, secondo il trovato, per una più ampia tipologia di pezzi variabili sia per materiale che per geometria.
Un altro vantaggio del trovato è dato dal fatto che l'avere a disposizione un sistema che permette di poter cambiare posizione e giacitura di ogni singolo pezzo, richiede una minima l'agitazione dei pezzi richiesta e pertanto rende il dispositivo alimentatore per robot, mezzi di automazione e simili, secondo il trovato, particolarmente adatto a trattare pezzi con parti delicate o realizzati in materiali particolarmente fragili.
Inoltre, la minimizzazione dell'agitazione fa abbassare la soglia di rumore, migliorando la qualità del lavoro dello stabilimento dove tale dispositivo è impiegato.
Un altro vantaggio dell'alimentatore per robot secondo il trovato è quello di prevedere, almeno nella soluzione realizzativa qui presentata, uno spazio maggiore per i mezzi di visione all'interno del dispositivo facilitando l'accesso all'interno del dispositivo e semplificando quindi le operazioni di pulizia dei suddetti mezzi di visione.
Non ultimo, l'uso di materiali di facile reperibilità e una semplce meccanica costruttiva, rendono il dispositivo alimentatore per robot, mezzi di automazione e simili, secondo il trovato, concorrenziale anche dal punto di vista economico. Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.
Inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.
In pratica i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze, purché coerenti con lo scopo realizzativo.
Claims (9)
- R I V E N D I C A Z I O N I 1) Dispositivo alimentatore per robot, mezzi di automazione e simili, comprendente una intelaiatura (2) presentante un tappeto di appoggio (3) per i pezzi da alimentare e mezzi di visione per il riconoscimento di detti pezzi da alimentare, caratterizzato dal fatto che detto tappeto di appoggio (3) è connesso a mezzi di rotazione intorno ad una direzione sostanzialmente ortogonale al piano di giacitura di detti pezzi da alimentare.
- 2) Dispositivo, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di generazione di impulsi connessi a detta intelaiatura (2) e agenti su detto tappeto di appoggio (3).
- 3) Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta intelaiatura (2) comprende un piano di base (20) supportante colonne di sostegno (21) per un anello di supporto (22) per detto tappeto di appoggio (3).
- 4) Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rotazione comprendono un motore (7) connesso a detta intelaiatura (2) e asservito alle caratteristiche di detti pezzi da alimentare.
- 5) Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta direzione sostanzialmente ortogonale a detto piano di giacitura di detti pezzi da alimentare è coincidente con l'asse (70) dell'albero motore di detto motore (7).
- 6) Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto tappeto di appoggio (3) è solidalmente associato a detto albero motore.
- 7) Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di generazione di impulsi comprendono un magnete per rimbalzo (5) connesso a detta intelaiatura (2) e agente sulla superficie interna (30) di detto tappeto di appoggio (3).
- 8) Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di generazione di impulsi comprendono una slitta mobile (50) per lo spostamento di detto magnete per rimbalzo (5), connessa a detto piano di base (20).
- 9) Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di visione comprendono mezzi di illuminazione associati a detta intelaiatura (2) 10) Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di illuminazione comprendono un gruppo illuminatore 4 supportato da un telaio di sostegno (40) associato a detto piano di base (20).
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