ITBA20130062A1 - "dispositivo per la movimentazione di vassoi a matrice in linee di produzione o assemblaggio di tipo automatico". - Google Patents

Description

Descrizione del Brevetto per Invenzione industriale dal titolo:

“Dispositivo per la movimentazione di vassoi a matrice in linee di produzione o assemblaggio di tipo automatico”

TESTO PROVVISORIO

Il trovato oggetto della presente invenzione si colloca nell’ambito dei dispositivi di manipolazione automatica dei vassoi per il caricamento ed il trasporto di manufatti industriali o componenti in linee di assemblaggio automatiche.

L’assemblaggio di manufatti industriali, nel caso di volumi di produzione elevati, avviene mediante linee di assemblaggio automatico. Dette linee comprendono elementi di movimentazione dei componenti da assemblare o sottoporre a lavorazioni meccaniche, quali nastri trasportatori, tavole rotanti o vassoi di caricamento, e manipolatori, assemblatori automatici o macchine utensili nel caso di linee di produzione.

In particolare, nel caso di linee di assemblaggio automatico è noto l’impiego di vassoi a matrice che consentono di disporre in maniera ordinata i componenti da assemblare ed effettuarne con sufficiente precisione il prelievo mediante un manipolatore automatico. L’impiego dei vassoi a matrice presenta numerosi vantaggi tra cui il mantenimento dell’orientazione dei componenti, la possibilità di manipolare componenti delicati evitando il rischio di danneggiamenti e la possibilità di manipolare componenti magnetici o con parti adesive. Ulteriori vantaggi sono la possibilità di impilare ed immagazzinare facilmente i vassoi e la semplicità di personalizzazione dei riferimenti per i componenti interni, a parità di forma esterna dei vassoi, consentendo pertanto di organizzare l’immagazzinamento e l’alimentazione alle postazioni di montaggio di componenti diverse impiegando gli stessi contenitori.

Visti i numerosi vantaggi, le linee di assemblaggio automatiche sono quindi dotate di dispositivi e mezzi dedicati alla movimentazione, posizionamento e carico/scarico automatici dei vassoi.

I dispositivi di carico e scarico dei vassoi attualmente impiegati prevedono la possibilità di caricare/scaricare periodicamente un certo numero di vassoi e di presentarli in sequenza al manipolatore di presa/posa consentendo alla macchina di lavorare per lunghi periodi senza richiedere l’intervento dell’operatore.

I vassoi inoltre vengono disposti in fila su una rulliera o nastro, impilati in un’unica colonna o su più colonne su di una rulliera o nastro e inseriti in celle individuali a sviluppo verticale. I suddetti dispositivi di carico/scarico e manipolazione dei vassoi presenti attualmente in commercio presentano tuttavia una serie di inconvenienti.

Infatti, i dispositivi attuali prevedono il caricamento/scaricamento dei vassoi in diverse fasi a causa del peso e delle dimensioni eccessivi dei vassoi e per la necessità di manipolare i vassoi evitando urti o eccessive accelerazioni dei componenti all’interno dei vassoi con conseguenti tempi di “scambio” di maggiore entità. Di conseguenza, un tempo di “scambio” elevato, ovvero il tempo che intercorre dall’accesso all’ultima postazione di un vassoio fino all’accesso alla prima postazione del vassoio successivo e che comprende tutte le fasi necessarie per rimuovere il vassoio interamente processato e posizionare nello stesso punto un nuovo vassoio, è di maggiore entità rispetto al tempo ciclo complessivo del manipolatore e pertanto influisce negativamente sulla produttività dell’impianto.

Per ovviare a tempi di scambio elevati si cerca di far presentare il vassoio successivo nell’area di lavoro del manipolatore prima che il vassoio precedente sia esaurito. Tuttavia, tale soluzione presenta ulteriori inconvenienti tra cui gli ingombri più elevati, una tecnologia più complessa per la gestione dei vassoi e generalmente un’area di lavoro del manipolatore di presa/posa componenti più ampia con un conseguente aumento di costi e di superficie da dedicare all’impianto.

Una differente soluzione nota per ridurre il tempo di scambio del vassoio consiste nell’uso di una tavola rotante orizzontale o verticale; impiegando una tavola rotante le fasi di carico e scarico dei vassoi sulla tavola possono essere realizzate su una o due posizioni della tavola mentre, contemporaneamente, su di una o altre due posizioni della tavola avviene il carico/scarico dei componenti all’interno dei vassoi. Per quanto l’impiego di una tavola rotante sia una soluzione piuttosto vantaggiosa, largamente impiegata e che consente di aumentare la produttività dell’impianto, presenta anch’essa un inconveniente in quanto il tempo di scambio dei vassoi è limitato dal tempo di rotazione di un passo tavola, che è tipicamente dell’ordine del secondo ed inoltre anche tale soluzione presenta ingombri in pianta abbastanza rilevanti.

Diversamente, impiegando una tavola rotante verticale si verifica un ulteriore inconveniente consistente nell’oscillazione dei vassoi movimentati con successive problematiche di posizionamento dei vassoi sul successivo nastro o rulliera.

Un ultimo inconveniente è riscontrabile nelle tecniche attuali di gestione delle pile di vassoi delle linee automatiche; in particolare, nei dispositivi attuali la gestione delle pile di vassoi avviene prelevando il vassoio da lavorare dalla sommità di una pila di vassoi, sollevandolo ulteriormente fino al piano di lavoro per il carico/scarico dei componenti in esso contenuti, e trasferendolo trasversalmente e facendolo discendere sulla sommità di una seconda pila di vassoi. Al completamento della pila questa viene fatta traslare. Tale operazione, che viene eseguita mediante sistemi a portale con assi elettrici o grosse pinze per la manipolazione dei vassoi, presenta una limitazione per quanto riguarda l’altezza della pila di vassoi pari alla distanza tra il piano di scorrimento delle pile di vassoi ed il piano di lavoro.

Scopo del presente trovato è quello di fornire un dispositivo per la movimentazione di vassoi a matrice da utilizzare per il carico/scarico automatico di linee automatiche, caratterizzato da un’elevata semplicità, ingombri ridotti, bassi tempi di scambio e che risolva i suddetti inconvenienti.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo per la movimentazione di vassoi a matrice da utilizzare per il carico/scarico automatico di linee automatiche nel quale i telai per il trasporto dei vassoi siano dotati di elevata stabilità e non oscillino durante lo spostamento.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo per la movimentazione di vassoi a matrice da utilizzare per il carico/scarico automatico di linee automatiche in cui si realizzi un dislivello tra il piano di carico/scarico dei vassoi e quello di carico/scarico dei componenti ideale per operazioni di montaggio di piccoli componenti che si effettuano ad altezza comprese tra gli 800-1100 mm.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo per la movimentazione di vassoi a matrice da utilizzare per il carico/scarico automatico di linee automatiche in cui sia previsto il trasferimento dei vassoi da/verso il dispositivo di scambio vassoi sempre nella parte inferiore con una conseguente semplificazione della gestione di pile di vassoi di qualsiasi altezza.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo per la movimentazione di vassoi a matrice da utilizzare per il carico/scarico automatico di linee automatiche in cui le pile di vassoi vengono sempre svuotate dal basso e riempite dal basso mediante l’impiego di vassoi autoportanti, impilabili e dotati di sporgenze o recessi laterali che ne favoriscono la presa.

Infine, un ultimo scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo per la movimentazione di vassoi a matrice da utilizzare per il carico/scarico automatico di linee automatiche in cui nella medesima postazione ci sia il contemporaneo carico/scarico di componenti nello stesso vassoio o in vassoi adiacenti.

Il dispositivo per la movimentazione di vassoi a matrice in linee di produzione o assemblaggio di tipo automatico di cui alla presente invenzione è nel seguito descritto, in un’esecuzione preferita e non limitativa di ulteriori sviluppi nell’ambito del brevetto, con l’aiuto delle tavole di disegno allegate che illustrano le seguenti figure:

fig.1, una rappresentazione assonometrica della ruota con bracci radiali;

fig. 2, una rappresentazione assonometrica del dispositivo in una prima fase di movimentazione;

fig. 3, una rappresentazione assonometrica del dispositivo in una fase successiva di movimentazione;

fig. 4, una rappresentazione assonometrica del dispositivo in una fase successiva alla fase di figura 3;

fig. 5, una rappresentazione assonometrica del dispositivo in una fase successiva alla fase di figura 4;

fig. 6, una rappresentazione assonometrica del dispositivo nella fase di scarico di un vassoio; fig. 7, una rappresentazione assonometrica del telaio di movimentazione dei vassoi;

fig. 8, una rappresentazione particolareggiata dell’alloggiamento dei cuscinetti di supporto degli alberi solidali alla ruota con bracci radiali;

fig. 9; una rappresentazione assonometrica del dispositivo all’interno di una linea di assemblaggio automatica.

Con riferimento alle figure 1, 2 e 9 il dispositivo di scambio di vassoi 1 è costituito da una coppia di ruote con bracci radiali 2, telai 3 per la movimentazione dei vassoi 4, elevatori 5 per le pile di vassoi, il tutto contenuto all’interno di una postazione 6 della linea posta a contatto con la zona terminale delle rulliere 7.

I telai 3, di forma parallelepipeda, sono costituiti da una coppia di sponde laterali 31, una coppia di travi superiori 33, e una coppia di piastre di fondo 32. Gli elementi costituenti il telaio 3 pertanto costituiscono nel complesso tre lati chiusi ed uno aperto in modo da poter ricevere e scaricare i vassoi 4 da un unico lato. Inoltre il fondo dei telai 3 è parzialmente aperto per facilitare il trasferimento dei vassoi 4 da/verso le rulliere 7.

I telai 3 per la movimentazione e lo spostamento dei vassoi 4 sono vincolati e movimentati attraverso la coppia di ruote con bracci radiali 2 disposti perpendicolarmente alle rulliere 7 e poste avanti e dietro i telai 3 da movimentare.

Le ruote con bracci radiali 2 sono costituite da una flangia centrale 21 e quattro bracci radiali 22 sulla cui estremità 221 è vincolato un albero 23 perpendicolare alla ruota 2.

Come illustrato in Figura 1, i bracci radiali 22 presentano una rientranza 222 realizzata in corrispondenza di ogni albero 23 il cui scopo è quello di contenere gli ingombri in altezza del dispositivo di scambio non oltre il bordo del vassoio posizionato in alto e contemporaneamente consentire il passaggio dei vassoi 4 da/verso le rulliere 7. Questa caratteristica può essere vantaggiosa per minimizzare le corse verticali del manipolatore di carico/scarico componenti.

Ciascun telaio 3 viene collegato con delle boccole o cuscinetti volventi 35, posti all’interno di un alloggiamento 34 solidale alle sponde 31, alle coppie corrispondenti di alberi 23 delle due ruote 2.

Le ruote 2 risulteranno sincronizzate dai vincoli statici generati dai telai 3 e queste risulteranno sempre parallele al piano orizzontale in qualunque fase della rotazione. Inoltre, le ruote 2, all’interno del dispositivo di movimentazione dei vassoi, non ruotano sullo stesso asse ma su assi paralleli giacenti sullo stesso piano orizzontale.

Sul terminale della coppia di rulliere 7 e a ridosso del gruppo rotante di scambio vassoi sono posizionati due elevatori 5 costituiti da un telaio 3 in grado di scorrere verticalmente con una corsa di poco maggiore rispetto all’altezza di un vassoio e perpendicolarmente alle rulliere 7. Gli elevatori portano due coppie di denti retrattili in grado di sollevare, prendendola da due lati, un’intera pila di vassoi 4. Nella zona di carico l’elevatore dovrà sollevare tutti i vassoi della pila eccetto quello più basso che verrà fatto traslare all’interno del telaio 3 carico. Al termine, l’elevatore 5 riporterà in basso i vassoi rimanenti. Il ciclo sarà lo stesso indipendentemente dal numero di vassoi nella pila e tale numero non sarà limitato dall’altezza del punto di lavoro in quanto l’area di lavoro del manipolatore di carico/scarico componenti non si sovrappone con quella di accumulo vassoi.

Al termine dei vassoi nella pila, verrà comandato il movimento della rulliera 7 in modo da presentare una nuova pila in corrispondenza dell’elevatore 5. Opportuni dispositivi di singolarizzazione permetteranno di separare la pila in lavoro da quelle in attesa.

Un sistema analogo di elevatore sarà presente sul terminale lato macchina della rulliera 7 di scarico.

I vassoi da scaricare giungeranno attraverso il dispositivo rotante di scambio vassoi, in corrispondenza della rulliera di scarico 7.

L’elevatore 5 solleverà tutta la pila di vassoi, comanderà la traslazione del vassoio al di sotto della pila e vi poserà sopra la pila. Quando la pila avrà raggiunto la massima altezza consentita, rilevata attraverso un sensore o un conta-cicli all’interno del sistema di governo della macchina, verrà comandato il movimento della rulliera 7 di un passo in modo da poter iniziare la preparazione di una nuova pila.

Infine tra i terminali delle rulliere 7 e la parte inferiore del dispositivo rotante di scambio vassoi sono presenti due gruppi indipendenti di traslazione vassoi, generalmente capaci di corsa orizzontale e verticale, con la funzione di trasferire un vassoio 4 per volta dalla rulliera al telaio 3 in posizione di carico e dal telaio in posizione di scarico alla rulliera 7.

Questi gruppi devono avere la peculiarità di non presentare ingombri all’interno del dispositivo rotante durante lo scambio dei vassoi. Le guide di scorrimento per la traslazione orizzontale dovranno quindi essere posizionate al di sotto delle rulliere 7 e portare a sbalzo il gruppo di traslazione vassoio o, se l’altezza da pavimento è sufficiente, avere l’asse di traslazione longitudinale che corre al di sotto dell’ingombre del telaio in rotazione.

Claims (4)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per la movimentazione di vassoi a matrice in linee di produzione o assemblaggio di tipo automatico comprendente una coppia di ruote a bracci radiali (2), telai (3), rulliere (7), elevatori (5) un telaio di supporto (6) e motori M caratterizzato dal fatto che la movimentazione dei telai avviene a mezzo della coppia di ruote a bracci radiali (2), ciascuno di detti telai (3) essendo impegnato ad entrambe dette ruote a bracci radiali (2) mediante cerniere cilindriche su due punti.
2. 2. Dispositivo per la movimentazione di vassoi a matrice in linee di produzione o assemblaggio di tipo automatico di cui a rivendicazione 1 caratterizzato da telai (3), di forma parallelepipeda, costituiti da una coppia di sponde laterali (31), una coppia di travi superiori (33), una coppia di piastre di fondo (32). Gli elementi costituenti il telaio (3) pertanto costituiscono nel complesso tre lati chiusi ed uno aperto in modo da poter ricevere e scaricare i vassoi (4) da un unico lato; inoltre il fondo dei telai (3) è parzialmente aperto per facilitare il trasferimento dei vassoi (4) da/verso le rulliere (7).
3. 3. Dispositivo per la movimentazione di vassoi a matrice in linee di produzione o assemblaggio di tipo automatico di cui a rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che i bracci radiali (2) sono costituiti da una flangia centrale (21) e quattro bracci radiali (22) sulla cui estremità (221) è vincolato un albero (23) perpendicolare alla ruota (2).
4. 4. Dispositivo per la movimentazione di vassoi a matrice in linee di produzione o assemblaggio di tipo automatico di cui a rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che a ridosso del gruppo rotante di scambio vassoi sono posizionati due elevatori (5) costituiti da un telaio (51) in grado di scorrere verticalmente con una corsa di poco maggiore rispetto all’altezza di un vassoio e perpendicolarmente alle rulliere 7. Gli elevatori portano due coppie di denti retrattili in grado di sollevare, prendendola da due lati, un’intera pila di vassoi (4). Nella zona di carico l’elevatore dovrà sollevare tutti i vassoi della pila eccetto quello più basso che verrà fatto traslare all’interno del telaio (3) carico. Al termine l’elevatore (5) riporterà in basso i vassoi rimanenti. Il ciclo sarà lo stesso indipendentemente dal numero di vassoi nella pila e tale numero non sarà limitato dall’altezza del punto di lavoro in quanto l’area di lavoro del manipolatore di carico/scarico componenti non si sovrappone con quella di accumulo vassoi. Al termine dei vassoi nella pila, verrà comandato il movimento della rulliera (7) in modo da presentare una nuova pila in corrispondenza dell’elevatore (5). Opportuni dispositivi di singolarizzazione permetteranno di separare la pila in lavoro da quelle in attesa.