ITBO20080452A1 - Dispositivo per la disposizione ordinata di articoli. - Google Patents

Description

DISPOSITIVO PER LA DISPOSIZIONE ORDINATA DI ARTICOLI

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

L'invenzione riguarda il settore tecnico delle macchine automatiche per il confezionamento di articoli entro contenitori tubolari.

I contenitori tubolari, o tubetti, devono essere indirizzati, ad uno ad uno e con orientamento prefissato, in una linea di trasporto, rettilinea oppure a giostra, atta a trasferirli verso una stazione di riempimento, nella quale idonei organi erogatori provvedono a riempirli con gli articoli.

A valle della stazione di riempimento, sono previste ulteriori stazioni per il controllo, la chiusura dei tubetti e l'espulsione di eventuali scarti.

Il problema tecnico che si pone, e che attiene all'invenzione in oggetto, consiste nell'orientare correttamente i tubetti all'atto della loro immissione nella linea di trasporto, in modo che la relativa testata aperta sia correttamente rivolta dal lato degli organi erogatori, solitamente, quindi, verso l'alto.

I tubetti utilizzati normalmente, a parte le dimensioni, si distinguono in due tipi: uno in cui à ̈ presente un bordo ingrossato in corrispondenza della testata aperta, una sorta di colletto, o collare, ed uno in cui quest'ultimo à ̈ assente.

La prima operazione consiste nel disporre col medesimo orientamento i tubetti, ad esempio in fila secondo il relativo asse longitudinale oppure accostati fianco a fianco, a partire da un magazzino in cui i medesimi tubetti sono accumulati alla rinfusa.

Successivamente occorre individuare, per ognuno dei tubetti, da che parte à ̈ situata la relativa testata aperta ed in base a ciò pilotare opportunamente gli organi manipolatori preposti a prelevarlo e ad immetterlo nella detta linea di trasporto.

Per questa seconda operazione si ricorre, nelle realizzazioni note, a sistemi con telecamere, in grado di rilevare la posizione della testata aperta, e manipolatori costituiti da robot con almeno tre assi.

E' intuitivo comprendere come tali dispositivi, oltre che costosi, richiedano, per funzionare in accordo tra loro, un programma di gestione complesso che, comunque, non mette totalmente al riparo da errori, poiché tutto si basa sulle informazioni visive acquisite dalle telecamere, quindi, in definitiva, sul contrasto cromatico tra zone contigue dell'immagine, che può talvolta essere insufficiente per ottenere una informazione veritiera.

Per i soli tubetti con collare, può essere utilizzato un dispositivo noto in grado di orientarli tutti con l'apertura verso l'alto.

Detto dispositivo comprende una linea di trasporto orizzontale, costituita da due cinghioli affiancati, sui quali vengono alimentati i tubetti, in fila secondo il loro asse longitudinale e con disposizione casuale delle relative testate aperte e chiuse. In un tratto iniziale della linea di trasporto, i cinghioli sono affiancati con una luce libera inferiore al diametro minimo del tubetto, per cui quest'ultimo resta supportato sia in corrispondenza della testata aperta che di quella chiusa; a valle del suddetto tratto iniziale, i cinghioli vengono leggermente distanziati, in modo che la loro luce libera risulti superiore al diametro minimo del tubetto ma inferiore a quello massimo in corrispondenza del collare.

Quando la testata chiusa del tubetto, con diametro minimo, giunge dove i cinghioli sono più lontani, non à ̈ più trattenuta e la sua caduta provoca una rotazione spontanea del tubetto che si dispone verticale, con l'apertura verso l'alto, trattenuto dai cinghioli al disotto del collare.

La rotazione spontanea di cui sopra si verifica indipendentemente dal fatto che la testata chiusa sia disposta a monte o a valle, secondo la direzione di avanzamento del tubetto medesimo.

Il dispositivo noto appena descritto richiede, per funzionare, tubetti aventi un collare discretamente pronunciato, in modo che la differenza tra il diametro minimo e massimo sia tale da consentire ai cinghioli di trattenere il collare pur con una luce libera sufficiente a consentire la rotazione spontanea del tubetto.

Scopo della presente invenzione à ̈ perciò quello di proporre un dispositivo per la disposizione ordinata di articoli, in particolare tubetti con una testata aperta ed una chiusa, strutturato in modo da funzionare in modo ottimale, indipendentemente con tubetti con collare oppure senza.

Un altro scopo dell'invenzione consiste nel proporre un dispositivo nel quale la logica di funzionamento non si basi su informazioni visive acquisite da telecamere. Ancora uno scopo dell'invenzione riguarda la volontà di offrire un dispositivo di semplice concezione, privo di componenti complessi e costosi quindi di costo contenuto ma, al tempo stesso, di affidabilità certa.

Un ulteriore scopo dell'invenzione à ̈ quello di ottenere un dispositivo compatto, dotato di elevata velocità operativa ed in grado di funzionare in abbinamento con organi manipolatori del tipo “pick and place†, anziché i più costosi robot a tre assi di lavoro necessari in alcune soluzioni note.

Le caratteristiche dell'invenzione saranno rese evidenti nella descrizione seguente, riferita ad una preferita forma di realizzazione del dispositivo in oggetto, in accordo con quanto riportato nelle rivendicazioni e con l'ausilio delle allegate tavole di disegno, nelle quali:

· la Fig. 1 illustra una vista laterale schematica del dispositivo, con un primo tubetto in arrivo;

· la Fig.2 illustra, la vista della sezione II-II di Fig.1;

· la Fig.3 illustra una vista di organi del dispositivo, secondo il piano III-III di Fig. 1;

· la Fig. 4 illustra una vista in pianta del dispositivo, secondo la freccia Y di Fig. 1;

· la Fig. 5 illustra una vista simile alla Fig. 1, con parti del dispositivo sezionate, in una prima fase di funzionamento a regime;

· la Fig. 6 illustra, secondo il piano VI-VI di Fig. 5, gli stessi organi operativi di Fig. 3, in detta prima fase di funzionamento;

· la Fig.7 illustra una vista in pianta della Fig.5;

· le Figg. 8A, 8B illustrano viste in pianta di due momenti successivi di una seconda fase di funzionamento del dispositivo, al verificarsi di una prima condizione;

· le Figg. 9A, 9B illustrano viste simili alle Figg. 8A, 8B, con relativi momenti successivi di una seconda fase di funzionamento del dispositivo, al verificarsi di una seconda condizione opposta alla prima;

· la Fig. 10 illustra una vista simile alla Fig. 1, con il dispositivo al termine della seconda fase di funzionamento di cui alle Figg.8B, 9B;

· la Fig. 11 illustra, secondo il piano XI-XI di Fig.10, gli stessi organi operativi di Fig. 3, al termine di detta seconda fase di funzionamento.

Con riferimento alle suddette figure, Ã ̈ stato indicato con 1 il dispositivo in oggetto, nel suo complesso.

Il dispositivo 1 Ã ̈ atto a ricevere articoli 2 di forma allungata, ad esempio tubetti, nei quali una relativa testata 2A Ã ̈ aperta mentre la restante 2B Ã ̈ chiusa, e ad orientarli ad uno ad uno in una prestabilita posizione di prelievo P, in cui la testata aperta 2A risulti comunque da uno stesso lato.

Il dispositivo 1 à ̈ particolarmente indicato per essere associato ad una nota macchina automatica (non illustrata) di cui à ̈ detto in premessa, in corrispondenza della relativa stazione di ingresso.

Col dispositivo 1 cooperano organi manipolatori 100 di tipo noto (di cui si dirà in seguito), atti a prendere i tubetti 2, disposti in detta posizione di prelievo P, per immetterli, ad uno ad uno e con orientamento prefissato, in una linea di trasporto, rettilinea oppure a giostra, della citata macchina.

Il dispositivo 1 comprende mezzi 3 per l'alimentazione dei citati tubetti 2, disposti in fila secondo il loro asse longitudinale, con orientamento casuale di dette testate chiuse 2B ed aperte 2A, ad un rotore 4 posto a valle, avente il relativo asse di rotazione R disposto su un piano verticale, nonché ortogonale alla citata fila di tubetti 2 (Fig.1).

Detti mezzi di alimentazione 3 sono costituiti, nell'esempio illustrato, da uno scivolo con profilo a “V†, dimensionato a formato secondo il diametro dei tubetti 2 (Fig. 2).

L'inclinazione dello scivolo 3 à ̈ studiata per ottenere una spontanea discesa per gravità della fila di tubetti 2, che noti organi non illustrati, previsti a monte dello stesso scivolo 3, provvedono a mantenere continua.

Nel rotore 4 sono realizzati, su uno stesso piano perpendicolare all'asse di rotazione R, due alloggiamenti a formato 41, 42, rispettivamente primo e secondo, disposti a croce l'uno perpendicolare all'altro, aventi foggia semicircolare ed aperti superiormente (Figg.1, 3, 4).

Il rotore 4 à ̈ azionato da organi motore 5, atti ad imprimere allo stesso rotazioni a scatti di 90° in un senso o nell'altro, secondo modalità di cui si dirà in seguito.

I due alloggiamenti 41, 42 sono portati dalle citate rotazioni a risultare allineati, a turno, con detta fila di tubetti 2, e sono posizionati ad un livello tale da consentire al tubetto di testa 2* di entrarvi per gravità (Figg.5, 6, 7).

All'esterno del rotore 4 à ̈ prevista una battuta di fine-corsa 6, diametralmente contrapposta allo scivolo 3, atta ad arrestare l'avanzamento di detto articolo di testa 2* in una prefissata posizione all'interno del corrispondente alloggiamento 41, 42, tale per cui lo stesso articolo di testa 2* fuoriesca simmetricamente, con le rispettive estremità, dal rotore 4 (Figg.5 e 7).

A detta battuta di fine-corsa 6 sono associati organi sensori 60, atti a riconoscere la tipologia della testata, aperta 2A o chiusa 2B, che l'articolo di testa 2*, giunto a riscontro della stessa battuta 6, presenta rivolta verso di essi (Figg.5 e 7).

In tal modo si può dedurre, ovviamente, la disposizione di ambedue le testate 2A, 2B del tubetto di testa 2*, che viene memorizzata da organi di controllo, ad esempio di tipo elettronico non illustrati, atti a comandare una rotazione di 90° del rotore 4, selezionata nel verso appropriato, come meglio descritto più avanti.

All'esterno del rotore 4 sono previsti mezzi a camma 7, atti a sollevare il tubetto di testa 2* dal fondo del relativo alloggiamento 41, 42, in conseguenza di detta rotazione selezionata, di una quota leggermente superiore al suo diametro.

I mezzi a camma 7 sono, nell'esempio illustrato, di tipo fisso, e sono costituiti da due profili simmetrici 7A, 7B, disposti ai due lati dell'alloggiamento 41, 42 che di volta in volta si trova allineato con lo scivolo 3, previsti per intercettare, durante detta rotazione selezionata, le estremità del tubetto di testa 2*, fuoriuscenti, da parti opposte, rispetto al medesimo alloggiamento 41, 42 (Figg. 1, 3, 8A, 9A, 10, 11).

Nel dispositivo 1 sono inoltre previsti mezzi di contenimento e guida 8, atti ad intercettare e trattenere detto articolo di testa 2*, durante il sollevamento imposto a quest'ultimo dai citati mezzi a camma 7, per impedirgli spostamenti trasversali o longitudinali.

I suddetti mezzi di contenimento e guida 8 sono in parte realizzati nel corpo del rotore 4 ed in parte associati alla battuta di fine corsa 6.

I mezzi 8 del rotore 4 comprendono quattro steli 80, posizionati in corrispondenza dei quattro spicchi 44 individuati in pianta tra i due alloggiamenti 41, 42, con detti steli 80 estesi verso l'alto, parallelamente all'asse R dello stesso rotore 4, e conformati ognuno, lungo la direzione di sviluppo, per definire due facce mutuamente ortogonali, rispettivamente prima 81 e seconda 82 (Figg.1, 3, 4, 7). La prima faccia 81 di ogni stelo 80 risulta tangente a detto primo alloggiamento 41, mentre la seconda faccia 82 Ã ̈ tangente al secondo alloggiamento 42 (Fig.4).

Ciascuno stelo 80 conforma, all'esterno, una superficie curva 88 concentrica con la circonferenza esterna del rotore 4.

La parte dei mezzi 8 relativa a detta battuta di fine-corsa 6 comprende due pareti semicircolari, prima 83 e seconda 84, concentriche al rotore 4 ed estese simmetricamente ai due lati della medesima battuta 6, all'esterno dei mezzi a camma 7, per rispettivi archi superiori a 90° (Figg.1, 3, 4).

Si descrive ora il funzionamento del dispositivo 1, a partire dalla situazione illustrata nella Fig.1, in cui i tubetti 2 iniziano la discesa nello scivolo 3.

Il rotore 4 à ̈ fermo, con il primo alloggiamento 41 allineato con lo scivolo 3 (Figg.3 e 4), in modo da consentire al tubetto di testa 2* di entrarvi per gravità, sino ad intercettare la battuta di fine-corsa 6, che lo arresta nella posizione prestabilita (Figg. 5, 6, 7).

A ridosso del tubetto di testa 2* vengono fermati anche gli altri tubetti 2 della fila, presenti sullo scivolo 3 (si veda ancora la Fig.5).

Gli organi sensori 60 riconoscono se la testata anteriore del tubetto di testa 2* Ã ̈ quella aperta 2A oppure, come illustrato nella Fig.5, quella chiusa 2B.

Gli organi di controllo, di conseguenza, attivano gli organi motore 5 per imprimere al rotore 4 una rotazione di 90° in un prefissato verso W1, ad esempio antiorario (Fig. 8A).

Le due estremità del tubetto di testa 2*, in conseguenza della rotazione, intercettano i corrispondenti profili di camma 7A, 7B che determinano il progressivo sollevamento dello stesso tubetto di testa 2* dal fondo del relativo primo alloggiamento 41.

Il tubetto di testa 2* Ã ̈ tenuto lateralmente dalle prime facce 81 dei quattro steli 80, mentre la prima parete semicircolare 83, riscontrando la testata chiusa 2B, impedisce allo stesso tubetto 2* movimenti longitudinali (Fig.8A).

Nella fase intermedia di detta rotazione, il tubetto 2 che segue quello di testa 2*, una volta perduto il riscontro dato da quest'ultimo, si appoggia all'esterno del corrispondente stelo 80, sulla relativa superficie curva 88 (si veda ancora la Fig. 8A).

Al termine della rotazione secondo il verso W1, il tubetto di testa 2* si trova sollevato in detta posizione di prelievo P, con la testata aperta 2A rivolta verso il lato destro del dispositivo 1, con riferimento al senso di avanzamento dei tubetti 2 lungo lo scivolo 3 (Fig.8B).

Nel caso in cui il tubetto di testa 2* abbia le testate in posizione invertita rispetto all'esempio appena descritto, il rotore 4 viene attivato con verso W2 opposto al primo, quindi orario (Fig.9A).

Con speculare funzionamento dei mezzi a camma 7 e dei mezzi di contenimento e guida 8, il tubetto di testa 2* viene a trovarsi, al termine della rotazione secondo il verso W2, nella citata posizione di prelievo P, ancora con la testata aperta 2A rivolta verso il lato destro del dispositivo 1 (Fig.9B).

Al termine della suddetta rotazione di 90°, indipendentemente dal verso con cui à ̈ stata impressa, il secondo alloggiamento 42 si trova allineato con lo scivolo 3, permettendo al secondo tubetto 2**, che seguiva quello di testa 2*, di entrarvi sino a riscontro della battuta di fine-corsa 6, disponendosi perpendicolare e sottostante allo stesso tubetto di testa 2* (Figg.8B, 9B, 10).

Prima che il rotore 4 venga nuovamente azionato in uno dei due versi di rotazione W1, W2, in funzione della disposizione delle testate del secondo tubetto 2**, intervengono i citati organi manipolatori 100, indicati schematicamente con linee tratteggiate nella Fig.10, per togliere dalla posizione di prelievo P il tubetto di testa 2*.

Ovviamente, nel funzionamento a regime, le fasi descritte si susseguono nell'ordine, con la sola variabile del verso di azionamento del rotore 4, determinata in funzione dell'orientamento del tubetto 2 di volta in volta interessato.

I suddetti organi manipolatori 100, grazie alle peculiarità del dispositivo 1, possono vantaggiosamente essere del tipo ad uno o due assi di lavoro, conosciuti in gergo tecnico come “pick and place†.

I tubetti 2 illustrati nelle figure allegate sono del tipo senza collare, ma il dispositivo 1 Ã ̈ in grado di funzionare nello stesso modo sin qui descritto anche con tubetti provvisti del collare medesimo.

Da quanto sopra detto si comprende come il dispositivo descritto sia in grado di raggiungere pienamente tutti gli scopi indicati in premessa, in primo luogo per quanto riguarda la semplicità della soluzione tecnica con la quale vengono riconosciute le testate aperte e chiuse dei tubetti e orientati gli stessi, indipendentemente dalla presenza, o meno, del collare.

Tale semplicità costruttiva, evidenziata dall'assenza di telecamere e/o altri componenti complessi, si traduce in un'elevata affidabilità del dispositivo, unita a contenuti costi di produzione.

La conformazione del dispositivo permette di limitarne gli ingombri e di avere, al tempo stesso, una velocità operativa elevata, sicuramente in grado di assecondare le esigenze di produttività di una moderna macchina.

Si intende comunque che quanto sopra detto ha valore esemplificativo e non limitativo, pertanto eventuali modifiche di dettaglio che si rendessero necessarie per esigenze tecniche e/o funzionali, oppure per adeguare il dispositivo a particolari forme degli articoli, si considerano sin d'ora rientranti nel medesimo ambito protettivo definito dalle sottoriportate rivendicazioni.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo per la disposizione ordinata di articoli di forma allungata, nei quali una rispettiva testata 2A à ̈ aperta e l'altra 2B à ̈ chiusa, con detto dispositivo 1 caratterizzato dal fatto di comprendere: mezzi 3 per l'alimentazione dei citati articoli 2, disposti in fila secondo il loro asse longitudinale, con orientamento casuale di dette testate chiuse 2B ed aperte 2A, ad un rotore 4 posto a valle, avente il relativo asse di rotazione R disposto su un piano verticale, nonché ortogonale alla citata fila di articoli 2; due alloggiamenti a formato 41, 42, realizzati su uno stesso piano perpendicolare all'asse di detto rotore 4, l'uno ortogonale all'altro, aperti superiormente ed atti a risultare, a turno, allineati con detta fila di articoli 2, per ricevere l'articolo di testa 2* della stessa; una battuta di fine-corsa 6, diametralmente contrapposta ai citati mezzi di alimentazione 3, posta all'esterno di detto rotore 4 ed atta ad arrestare l'avanzamento di detto articolo di testa 2* in una prefissata posizione all'interno del corrispondente alloggiamento 41, 42; organi sensori 60, associati a detta battuta di fine-corsa 6, atti a rilevare, per detto articolo di testa 2* a riscontro di quest'ultima, la disposizione delle relative testate chiusa 2B ed aperta 2A; organi motore 5, atti ad imprimere a detto rotore 4 rotazioni a scatti di 90° in un senso W1 o nell'altro W2, sulla base del rilevamento fornito dai citati organi sensori 60 ad organi di controllo, in modo che al termine della rotazione selezionata la testata aperta 2A del medesimo articolo 2* risulti in una posizione prestabilita; mezzi a camma 7, atti a sollevare detto articolo di testa 2* dal fondo del relativo alloggiamento 41, 42, in conseguenza di detta rotazione selezionata, di una quota tale da portarlo, al termine della stessa, in una prefissata posizione di prelievo P e da consentire all'articolo successivo 2** della citata fila di inserirsi nell'altro alloggiamento 41, 42, disponendosi perpendicolare e sottostante a detto articolo di testa 2*; mezzi di contenimento e guida 8, atti ad intercettare e trattenere detto articolo di testa 2*, durante il sollevamento imposto a quest'ultimo dai citati mezzi a camma 7, in conseguenza di detta rotazione selezionata, per impedirgli spostamenti trasversali o longitudinali.
2. 2) Dispositivo secondo la riv. 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di alimentazione 3 sono costituiti da uno scivolo con profilo a “V†, dimensionato a formato ed inclinato con prefissato angolo, per ottenere una spontanea discesa per gravità della citata fila di articoli 2.
3. 3) Dispositivo secondo la riv. 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi a camma 7 sono di tipo fisso e comprendono due profili simmetrici 7A, 7B, disposti ai due lati dell'alloggiamento 41, 42 che di volta in volta si trova allineato con la citata fila di articoli 2, previsti per intercettare, durante detta rotazione selezionata, le estremità dell'articolo di testa 2*, fuoriuscenti, da parti opposte, rispetto al medesimo alloggiamento 41, 42.
4. 4) Dispositivo secondo la riv. 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di contenimento e guida 8 comprendono: quattro steli 80, posizionati in corrispondenza dei quattro spicchi 44 individuati in pianta tra i citati alloggiamenti 41, 42, con detti steli 80 estesi verso l'alto, parallelamente all'asse R del citato rotore 4, e conformati ognuno, lungo la direzione di sviluppo, per definire due facce mutuamente ortogonali, rispettivamente prima 81 e seconda 82; due pareti semicircolari, prima 83 e seconda 84, concentriche al citato rotore 4 ed estese simmetricamente ai due lati di detta battuta di fine-corsa 6, all'esterno dei citati mezzi a camma 7, per rispettivi archi superiori a 90°.
5. 5) Dispositivo secondo la riv. 4, caratterizzato dal fatto che la citata prima faccia 81 di ogni stelo 80 risulta tangente ad un primo alloggiamento 41, mentre detta seconda faccia 82 Ã ̈ tangente al restante alloggiamento 42.
6. 6) Dispositivo secondo la riv. 1 o 4, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti steli 80, previsti nei citati mezzi di contenimento e guida 8, conforma, all'esterno, una superficie curva 88, concentrica con la circonferenza esterna di detto rotore 4, destinata a risultare rivolta, a turno, verso detti mezzi di alimentazione 3, durante una relativa citata rotazione selezionata del medesimo rotore 4, nonché atta ad intercettare ed arrestare un articolo 2 proveniente da questi ultimi.
7. 7) Dispositivo secondo la riv. 1 o 3 o 4 o 5, caratterizzato dal fatto che detti alloggiamenti 41, 42 presentano foggia semicircolare.