ITBS20120145A1 - Dispositivo di connessione di utensili pneumatici a un manipolatore - Google Patents

Description

Dispositivo di connessione di utensili pneumatici ad un manipolatore

DESCRIZIONE

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di connessione di utensili pneumatici ad un corrispondente manipolatore robotizzato.

Stato dell’arte

Nel settore dell’automazione industriale à ̈ noto l’utilizzo di manipolatori robotizzati, ad esempio bracci articolati motorizzati, ai quali sono associabili utensili destinati a intervenire sui pezzi da manipolare o lavorare. A seconda delle esigenze l’utensile può quindi essere una pinza di presa degli oggetti da manipolare, una tenaglia, un punzone, ecc..

In molti casi i manipolatori sono progettati per montare utensili intercambiabili. In questa circostanza sono generalmente utilizzati dispositivi di connessione per il collegamento funzionale degli utensili al relativo manipolatore.

In linea di massima i dispositivi di connessione oggi disponibili comprendono un corpo destinato ad essere fissato in modo permanente al manipolatore, ad esempio per mezzo di viti. A sua volta il corpo del dispositivo comprende una pluralità di sedi di alloggiamento di corrispondenti porzioni di accoppiamento dell’utensile, ad esempio fori di alloggiamento di spine o innesti dell’utensile. Il dispositivo comprende inoltre un meccanismo di impegno delle porzioni di accoppiamento dell’utensile; tale meccanismo à ̈ movibile tra una posizione di blocco, in corrispondenza della quale le porzioni di accoppiamento dell’utensile sono bloccate nelle rispettive sedi del corpo senza possibilità di disimpegnarsi, e una posizione di sblocco, in corrispondenza della quale le porzioni di accoppiamento dell’utensile sono libere di essere sfilate dalle relative sedi.

In pratica il dispositivo di connessione à ̈ fissato al manipolatore e l’utensile à ̈ accoppiabile in modo rimovibile al corpo del dispositivo.

Quando previsto in base alla tipologia di utensile da utilizzare, il collegamento funzionale che i dispositivi di connessione devono mettere in atto comprende anche le connessioni elettriche, pneumatiche, idrauliche, ecc., per l’alimentazione dell’utensile.

Oltre a garantire il corretto accoppiamento funzionale utensile - manipolatore, i dispositivi di connessione devono consentire un cambio utensile quanto più possibile rapido e privo di rischi per gli addetti al controllo della stazione di lavoro che comprende il manipolatore.

Ad esempio, nel settore dello stampaggio di manufatti in plastica si utilizzano manipolatori per la presa, la movimentazione e il riposizionamento dei pezzi e/o degli stampi o di parti di essi. Gli utensili intercambiabili associati ai manipolatori sono per lo più costituiti da pinze ad azionamento pneumatico.

Un tipico dispositivo di connessione largamente utilizzato in questo e in altri ambiti, e che definisce uno standard di fatto al quale i produttori si attengono, comprende un corpo sostanzialmente toroidale, fissato al manipolatore, provvisto di sedi di alloggiamento di corrispondenti spine di innesto previste su una piastra fissata agli utensili. Le sedi sono disposte circonferenzialmente attorno all’asse del corpo. In posizione radialmente più interna rispetto alle sedi di alloggiamento, il corpo comprende una pluralità di condotti di alimentazione dell’aria compressa utilizzata per l’azionamento degli utensili di volta in volta vincolati al dispositivo; normalmente lungo tali condotti sono installate valvole automatiche di apertura e chiusura dei condotti stessi. Il meccanismo di impegno delle spine dell’utensile à ̈ una ghiera circolare provvista di aperture passanti consistenti ciascuna in un foro sostanzialmente circolare unito ad un’asola la cui larghezza à ̈ inferiore al diametro del foro circolare. La ghiera à ̈ coassiale al corpo ed à ̈ sovrapposta ad esso in modo tale che le aperture passanti intercettano ciascuna una corrispondente sede di alloggiamento. La ghiera à ̈ manualmente ruotabile dall’operatore tra una prima posizione angolare di sblocco, in corrispondenza della quale i fori circolari sono allineati con le sedi di accoglimento e le spine dell’utensile possono essere inserite o estratte dalle rispettive sedi per, rispettivamente, vincolare o disimpegnare l’utensile dal dispositivo, e una seconda posizione angolare di blocco, in corrispondenza della quale le asole sono allineate con le sedi di accoglimento e bloccano le spine dell’utensile in corrispondenza di una loro sezione a diametro ridotto, così da impedire il disimpegno dell’utensile dal dispositivo di connessione.

In pratica quando si verifica la necessità di sostituire un utensile, l’operatore agisce sul meccanismo di impegno, ovvero ruota la ghiera per portare i relativi fori in allineamento con le sedi di accoglimento delle spine dell’utensile montato sul dispositivo. In questo modo l’utensile può essere separato dal dispositivo e, quindi, dal manipolatore, per far spazio al nuovo utensile. Le valvole automatiche sono mantenute aperte dall’utensile che preme contro di esse mentre rimane vincolato al dispositivo di connessione. Quando l’utensile viene fisicamente separato dal dispositivo, le valvole automatiche intervengono a chiudere l’alimentazione dell’aria compressa nei rispettivi condotti.

Un importante inconveniente dei dispositivi di connessione descritti risiede nel fatto che le valvole automatiche intervengono troppo tardi a chiudere l’alimentazione dell’aria compressa quando l’utensile viene separato dal dispositivo. In pratica anche quando la ghiera à ̈ portata dall’addetto nella posizione sblocco, per liberare l’utensile, l’aria compressa continua ad essere alimentata ed à ̈ sufficiente a mantenere lo stesso utensile attivo, ad esempio à ̈ sufficiente a mantenere aperte le griffe di una pinza pneumatica. Solo dopo che l’utensile à ̈ stato separato dal dispositivo l’aria compressa residua nell’utensile inevitabilmente si scarica in atmosfera e questo normalmente provoca la disattivazione dell’utensile. Ricollegandosi all’esempio della pinza pneumatica, le griffe si chiudono di colpo, con evidenti rischi per l’incolumità dell’operatore che maneggia l’utensile.

Alcuni utensili possono ferire anche in modo grave gli addetti e pertanto à ̈ da tempo sentita la necessità di disporre di dispositivi di connessione che impediscano agli utensili di disattivarsi improvvisamente quando vengono rimossi.

Lo stesso inconveniente à ̈ riscontrabile anche nella circostanza in cui l’utensile sia attivato per mezzo del vuoto pneumatico, invece che con aria compressa. In questo caso alla separazione dell’utensile dal dispositivo di connessione corrisponde il recupero immediato della pressione nell’utensile stesso e la sua disattivazione immediata.

A titolo esemplificativo, una serie di dispositivi di connessione secondo la tecnica nota à ̈ commercializzata dalla Richiedente con il nome “cambia-utensile automatico per robot QC-Series†.

Sommario dell’invenzione

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione un dispositivo di connessione di utensili pneumatici a manipolatori che consenta di superare gli inconvenienti delle soluzioni note, risultando semplice da realizzare e utilizzare e sicuro per gli operatori.

La presente invenzione concerne pertanto un dispositivo di connessione secondo la rivendicazione 1.

In particolare il dispositivo secondo la presente invenzione comprendente:

a) un corpo, fissabile a un manipolatore, provvisto di una o più sedi di accoglimento di corrispondenti porzioni di accoppiamento di un utensile, ad esempio fori di accoglimento di corrispondenti spine di innesto dell’utensile;

b) uno o più condotti di alimentazione o aspirazione di un fluido di lavoro a/da l’utensile, ad esempio aria compressa o il vuoto, in cui i condotti attraversano almeno in parte il corpo del dispositivo;

c) un meccanismo di impegno delle porzioni di accoppiamento dell’utensile, in cui il meccanismo di impegno à ̈ attivabile per, rispettivamente, bloccare e sbloccare le porzioni di accoppiamento dell’utensile in/da le corrispondenti sedi di accoglimento del corpo del dispositivo;

d) mezzi di chiusura dei condotti di alimentazione/ aspirazione, montati nel corpo o sul corpo del dispositivo, in cui detti mezzi di chiusura sono configurati per chiudere automaticamente i condotti di alimentazione/ aspirazione prima che il meccanismo di impegno, una volta attivato, sblocchi l’utensile dal dispositivo.

I mezzi di chiusura sono indipendenti dall’utensile, nel senso che l’attivazione dei mezzi di chiusura non dipende necessariamente dalla presenza o meno dell’utensile sul dispositivo.

Il fluido di lavoro à ̈ preferibilmente aria compressa, ma in alternativa può anche essere olio, il vuoto pneumatico, ecc..

La caratteristica d) sopra menzionata à ̈ di grande importanza ai fini della sicurezza sui posti di lavoro, in quanto consente di impedire il ferimento dell’operatore addetto alla sostituzione degli utensili di volta in volta associati al dispositivo. Dato che i mezzi di chiusura sono sempre attivati con il corretto anticipo temporale rispetto al meccanismo di impegno che si porta nella posizione di sblocco dell’utensile, si evita così quella rapida decompressione (nel caso in cui il fluido di lavoro à ̈ aria compressa) o pressurizzazione (nel caso in cui l’utensile à ̈ attivato con il vuoto pneumatico) dell’utensile che normalmente si verifica al momento della separazione dai dispositivi di connessione tradizionali.

In altre parole la presenza di mezzi di chiusura attivati dal meccanismo di impegno, automaticamente quando il meccanismo di impegno viene portato in posizione di sblocco, consente di impedire l’attivazione o la disattivazione indesiderata dell’utensile nel momento in cui viene separato dal dispositivo di connessione per la sostituzione con un altro utensile. I vantaggi per l’incolumità degli addetti sono evidenti.

I mezzi di chiusura funzionano come un rubinetto che interrompe all’occorrenza la portata del fluido di lavoro, alimentato o aspirato, a monte dell’utensile.

Ricollegandosi per semplicità all’esempio fatto in precedenza in cui i dispositivi di connessione sono utilizzati per supportare pinze pneumatiche, i mezzi di chiusura dei condotti di alimentazione sono azionabili per interrompere l’alimentazione dell’aria compressa prima che la pinza venga separata dal dispositivo stesso. Questo impedisce l’accumulo di aria compressa nell’utensile prima che lo stessa venga effettivamente separato dal dispositivo. Il risultato à ̈ che l’utensile non si depressurizza di colpo e pertanto le griffe non si chiudono, o non si aprono (a seconda dei casi), di scatto, quando l’operatore maneggia la pinza.

Un altro importante vantaggio à ̈ dato dal fatto che la caratteristica d) à ̈ implementabile nei dispositivi di connessione noti. In altre parole à ̈ possibile modificare i dispositivi esistenti già installati sui manipolatori, integrandoli con i componenti necessari a implementare la caratteristica d). Come verrà meglio descritto con riferimento alle figure allegate, la caratteristica d) à ̈ implementabile fornendo pochi componenti aggiuntivi ai dispositivi di connessione standard del tipo descritti sopra in relazione alla tecnica nota, senza che si renda necessaria la relativa completa sostituzione, con evidenti vantaggi economici per l’utilizzatore.

L’attivazione del meccanismo di impegno à ̈ cinematicamente subordinata all’attivazione dei mezzi di chiusura, nel senso che questi componenti sono configurati per interagire in modo tale che i mezzi di chiusura intervengano a chiudere l’alimentazione del fluido di lavoro prima che l’utensile possa essere disconnesso dal dispositivo.

In una forma di realizzazione opzionale il dispositivo secondo la presente invenzione à ̈ provvisto, in aggiunta ai mezzi di chiusura sopra citati, anche di una o più valvole automatiche del tipo utilizzato nei dispositivi noti, alloggiate almeno in parte nel corpo del dispositivo, che intercettano ciascuna un corrispondente condotto di alimentazione/ aspirazione. In questa forma di realizzazione le valvole automatiche sono completamente indipendenti dai mezzi di chiusura e questi ultimi sono previsti a monte delle valvole automatiche rispetto alla direzione di alimentazione del fluido di lavoro.

In generale, a differenza delle valvole automatiche utilizzate nella tecnica nota, i mezzi di chiusura previsti nel dispositivo secondo la presente invenzione non sono attivati dall’utensile.

In generale, comunque, il dispositivo secondo la presente invenzione può fare a meno delle valvole automatiche utilizzate nei dispositivi di tecnica nota.

Preferibilmente il meccanismo di impegno à ̈ movibile tra una prima posizione di sblocco, in corrispondenza della quale le porzioni di accoppiamento dell’utensile sono libere di impegnare e disimpegnare le corrispondenti sedi di accoglimento nel corpo del dispositivo, così da consentire il cambio utensile, e una seconda posizione di blocco, in corrispondenza della quale il meccanismo di impegno mantiene bloccate le porzioni di accoppiamento dell’utensile nelle corrispondenti sedi di accoglimento nel corpo del dispositivo, così da impedire il distacco dell’utensile dal relativo manipolatore. In generale il meccanismo di impegno può essere manuale, ovvero ad azionamento comandato dall’operatore, ad esempio per mezzo di una corrispondente leva, oppure automatico, ovvero con azionamento comandato dalla stazione robotizzata del relativo manipolatore.

Anche i mezzi di chiusura sono configurabili per essere attivati manualmente o in modo automatico, a seconda delle esigenze.

Nella forma di realizzazione preferita, il meccanismo di impegno à ̈ configurato per attivare automaticamente, e con un anticipo temporale, i mezzi di chiusura quando lo stesso meccanismo di impegno à ̈ attivato a sua volta. Ad esempio il meccanismo di impegno à ̈ provvisto di una porzione, una leva, ecc., che spinge in attivazione mezzi di chiusura.

Preferibilmente i mezzi di chiusura comprendono, per ciascun condotto di alimentazione/aspirazione, una valvola a saracinesca movibile tra una posizione di completa apertura e una posizione di completa chiusura del relativo condotto di alimentazione/aspirazione. Nella pratica à ̈ preferibile disporre di una singola valvola a saracinesca che intercetti tutti i condotti di alimentazione e che possa essere portata nella posizione di chiusura dei condotti prima che il meccanismo di impegno liberi l’utensile dal vincolo meccanico con il dispositivo.

In una forma di realizzazione il corpo del dispositivo comprende una prima piastra, destinata ad essere fissata ad un manipolatore, e una seconda piastra, destinata a supportare l’utensile. La prima piastra e la seconda piastra sono fissate una all’altra e i condotti di alimentazione/ aspirazione del fluido di lavoro si estendono in parte attraverso la prima piastra e in parte attraverso la seconda piastra. I mezzi di chiusura dei condotti sono interposti tra la prima piastra e la seconda piastra.

Preferibilmente la prima piastra e la seconda piastra sono sostanzialmente circolari e coassiali rispetto ad un asse longitudinale X-X, che corrisponde all’asse di accoppiamento con gli utensili. I condotti di alimentazione/ aspirazione del fluido di lavoro si sviluppano almeno in parte parallelamente all’asse longitudinale X-X e presentano una distribuzione circolare attorno a tale asse. I mezzi di chiusura comprendono almeno una terza piastra, interposta tra la prima piastra e la seconda piastra, provvista di una pluralità di fori passanti, ciascuno corrispondente ad uno dei condotti di alimentazione/ aspirazione del fluido di lavoro. La terza piastra à ̈ ruotabile sull’asse longitudinale X-X tra:

- una prima posizione di apertura, in corrispondenza della quale i fori sono allineati ai corrispondenti condotti di alimentazione/ aspirazione del fluido di lavoro, che pertanto restano aperti, e

- una seconda posizione di chiusura, in corrispondenza della quale i fori sono disallineati rispetto ai corrispondenti condotti di alimentazione/ aspirazione del fluido di lavoro, che pertanto restano chiusi dalla terza piastra, che agisce da saracinesca.

La forma di realizzazione appena descritta sostanzialmente comprende una piastra, definita terza piastra, inserita nel corpo del dispositivo in posizione tale da poter intercettare, in una determinata posizione angolare, i condotti di alimentazione (a monte delle valvole automatiche, se presenti, rispetto alla direzione di alimentazione/aspirazione del fluido di lavoro).

Preferibilmente il meccanismo di impegno à ̈ configurato per spingere la terza piastra verso la relativa posizione di chiusura quando lo steso meccanismo di impegno à ̈ azionato per liberare l’utensile dal dispositivo.

Preferibilmente i mezzi di chiusura comprendono inoltre guarnizioni di tenuta interposte tra la prima piastra e la terza piastra, e tra la seconda piastra e la terza piastra, all’altezza dei condotti di alimentazione/ aspirazione del fluido di lavoro. Tali guarnizioni servono a garantire la tenuta contro perdite di fluido di lavoro o di vuoto in corrispondenza della zona di interazione tra la terza piastra e i condotti di alimentazione / aspirazione.

Preferibilmente la terza piastra à ̈ dotata di una maniglia per il relativo azionamento manuale da parte dell’addetto al cambio utensile e di finecorsa per limitare la rotazione esclusivamente tra la posizione di chiusura e la posizione di apertura. Ad esempio i finecorsa sono ottenibili predisponendo una camma interna alla terza piastra e un corrispondente inseguitore, o nottolino di arresto, sulla prima o sulla seconda piastra.

Preferibilmente i mezzi di chiusura comprendono una ghiera coassiale e sovrapposta alla seconda piastra. La ghiera à ̈ provvista, per ciascuna delle sedi di accoglimento previste nel corpo del dispositivo, di aperture passanti consistenti ciascuna in un foro sostanzialmente circolare unito ad un’asola la cui larghezza à ̈ inferiore al diametro del foro circolare. In ciascun foro della ghiera à ̈ inseribile una corrispondente spina di accoppiamento dell’utensile, che invece non à ̈ inseribile attraverso l’asola. La ghiera à ̈ ruotabile tra:

- una posizione di sblocco, in corrispondenza della quale i relativi fori sono allineati con le sedi di accoglimento e le spine di innesto dell’utensile sono inseribili/ disinseribili per rispettivamente impegnare e disimpegnare l’utensile al/dal dispositivo, e

- una posizione di blocco, in corrispondenza della quale sono le asole ad essere allineate con le sedi di accoglimento per impegnare un restringimento di sezione delle spine di accoppiamento dell’utensile e bloccarle proprio nelle sedi di accoglimento, così da impedire il disaccoppiamento dell’utensile dal dispositivo.

Più preferibilmente la ghiera à ̈ provvista di una leva di attivazione e la terza piastra à ̈ provvista di una spina di sicurezza destinata ad entrare in battuta contro la leva di attivazione della ghiera per comandare l’attivazione anticipata della terza piastra quando la ghiera à ̈ ruotata per sbloccare l’utensile. Quando l’addetto dovesse spingere la ghiera prima di aver provveduto a chiudere l’alimentazione del fluido di lavoro all’utensile ruotando la terza piastra, la spina di sicurezza si porta in battuta proprio contro la terza piastra e ne comanda la rotazione verso la relativa posizione di chiusura prima che la ghiera raggiunga la relativa posizione di sblocco.

In un suo secondo aspetto la presente invenzione concerne un metodo per connettere funzionalmente un utensile pneumatico ad un manipolatore. Il metodo prevede di fornire il manipolatore di un dispositivo di connessione a sua volta dotato delle sopra menzionate caratteristiche a)-d) e prevede di configurare il dispositivo in modo tale che il meccanismo di impegno possa essere portato nella relativa posizione di sblocco dell’utensile solo dopo che i mezzi di chiusura hanno chiuso i condotti di alimentazione/ aspirazione.

Elenco delle figure

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno meglio evidenziati dall’esame della seguente descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, illustrata a titolo indicativo e non limitativo, col supporto dei disegni allegati, in cui:

- la figura 1 Ã ̈ una vista esplosa di una forma di realizzazione del dispositivo di connessione secondo la presente invenzione;

- la figura 2 Ã ̈ una vista frontale del dispositivo mostrato in figura 1;

- la figura 3 Ã ̈ una vista in sezione trasversale del dispositivo mostrato in figura 1;

- la figura 4 Ã ̈ una vista laterale del dispositivo mostrato in figura 1;

- la figura 5 Ã ̈ una vista in sezione longitudinale del dispositivo mostrato in figura 1, in una prima configurazione;

- la figura 6 Ã ̈ una vista in sezione longitudinale del dispositivo mostrato in figura 1, in una seconda configurazione.

Descrizione dettagliata dell’invenzione

Le figure 1-6 allegate mostrano la forma di realizzazione preferita della presente invenzione, che riguarda un dispositivo 1 di connessione di utensili (non mostrati) a un manipolatore (non mostrato). Il dispositivo 1 ha la funzione di consentire il montaggio sul manipolatore di utensili intercambiabili, e consentire il rapido e sicuro cambio utensile.

Una prima piastra toroidale 2 à ̈ avvitata ad una seconda piastra toroidale 3. Le due piastre 2 e 3 sono stazionarie e formano il corpo C del dispositivo e sono coassiali rispetto all’asse longitudinale X-X. Tale asse à ̈ anche l’asse di allineamento dell’utensile al dispositivo 1. La prima piastra 2, definita d’ora in avanti piastra posteriore, à ̈ destinata ad essere fissata ad un manipolatore, ad esempio un braccio robotizzato; la seconda piastra 3, definita d’ora in avanti piastra anteriore, à ̈ destinata a supportare gli utensili intercambiabili, nel senso che gli utensili vengono di volta in volta ancorati alla piastra frontale 3.

Almeno la piastra anteriore 3 à ̈ provvista di una pluralità di fori 31, passanti o ciechi, nei quali sono destinate a inserirsi in modo scorrevole corrispondenti spine di accoppiamento dell’utensile. I fori 31 sono disposti con configurazione circolare attorno all’asse X-X. Eventualmente i fori 31 proseguono nella piastra posteriore 2 (riferimento 21).

La piastra posteriore à ̈ provvista di una pluralità di condotti 4 che si estendono per un tratto iniziale in direzione radiale, ovvero ortogonalmente rispetto all’asse X-X, poi si estendono assialmente, ovvero parallelamente e attorno all’asse X-X; gli stesso condotti 4 proseguono assialmente attraverso la piastra frontale 3. Lo sviluppo dei condotti 4 attraverso il corpo C del dispositivo, ovvero attraverso le piastre 2 e 3 à ̈ visibile chiaramente in figura 6.

I condotti 4 hanno la funzione di convogliare il fluido di lavoro all’utensile supportato dalla piastra frontale 3. D’ora in avanti per comodità si farà riferimento all’aria compressa, avendo comunque cura di considerare che il fluido di lavoro può essere di natura diversa, o anche il vuoto pneumatico, ovvero aria aspirata.

Le frecce in figura 1 indicano la direzione di alimentazione dell’aria compressa.

Nella forma di realizzazione mostrata nelle figure, in corrispondenza dell’uscita dei condotti 4 sono predisposte corrispondenti ugelli 5, provvisti di guarnizioni di tenuta 51 e 52, e un inserto porta ugelli 6 provvisto di fori 61 nei quali si inseriscono in parte gli ugelli 5. Quest’ultimo à ̈ fissato alla piastra anteriore 3 in modo che i fori 61 siano allineati agli ugelli 5 e ai condotti 4 di alimentazione dell’aria compressa; gli ugelli 5 sono contrastati da molle e sono attivabili per provocare l’apertura e la chiusura dei rispettivi condotti 4 di alimentazione dell’aria compressa.

In pratica gli ugelli 5 e l’inserto porta ugelli 6 definiscono insieme delle valvole automatiche di chiusura dei condotti 4.

Quando il dispositivo 1 non à ̈ in uso, ovvero non supporta un utensile, gli ugelli 5 chiudono i corrispondenti fori 61 previsti nell’inserto porta ugelli 6, strozzando i condotti 4 che non possono alimentare aria compressa all’utensile.

Quando un utensile à ̈ frontalmente accoppiato al dispositivo 1, gli ugelli 5 lasciano aperti i condotti 4 di alimentazione dell’aria compressa.

In generale le valvole automatiche (ugelli porta ugelli) possono non essere previste, in quanto rese superflue dai mezzi di chiusura dei condotti 4 descritti più avanti.

Sulla piastra frontale 3 à ̈ alloggiata una ghiera circolare 7 provvista di una pluralità di aperture passanti 71 e di una leva di comando 72. Le aperture passanti 71 corrispondono ciascuna a uno dei fori 31 di alloggiamento delle spine dell’utensile. La forma delle aperture 71 corrisponde ad un foro circolare 71’ unito ad un’asola 71’’ la cui larghezza à ̈ inferiore al diametro del foro 71’. Le spine dell’utensile sono dimensionate in modo tale da potersi inserire attraverso il foro 71’ ma non attraverso l’asola 71’’.

La ghiera 7 à ̈ coassiale alla piastra anteriore 3 ed à ̈ ruotabile rispetto ad essa tra:

- una posizione di sblocco, in corrispondenza della quale le spine dell’utensile sono liberamente inseribili e disinseribili nei fori 31 attraverso i fori 71, e

- una posizione di blocco, in corrispondenza della quale i fori 71 sono disallineati angolarmente rispetto ai fori 31 che restano invece intercettati dalle asole 71’’ e le asole 71’’ inforcano un restringimento di sezione delle spine di innesto dell’utensile, bloccandole nei fori 31.

Come mostrato al meglio in figura 2, le posizioni di blocco e sblocco dell’utensile definiscono un angolo al centro di circa 18°.

La ghiera 7 comprende una camma 73 che interagisce con il nottolino 74 fissato alla piastra frontale 3. La camma 73 e il nottolino 74 costituiscono i finecorsa che definiscono le posizioni angolari estreme della ghiera 7.

Pertanto la ghiera 7 definisce un meccanismo di impegno delle spine dell’utensile.

La figura 2 mostra una vista frontale dl dispositivo 1 e in particolare mostra con linea continua la ghiera 7 nella posizione angolare di blocco e con linea tratteggiata la ghiera 7 nella posizione angolare di sblocco.

Nella forma di realizzazione mostrata, la rotazione della ghiera 7 à ̈ impartita dall’operatore manualmente per mezzo della leva 72.

La piastra frontale 3, insieme agli ugelli 5, al porta ugelli 6, alle guarnizioni 51 e 52 e insieme alla ghiera 7, definiscono una prima porzione A del dispositivo 1.

La porzione A à ̈ nota nella tecnica; ad esempio à ̈ equivalente alla corrispondente porzione dei dispositivi commercializzati dalla Richiedente con il codice QC-series.

Il dispositivo di connessione 1 comprende inoltre una terza piastra 8, interposta tra la piastra posteriore 2 e la piastra frontale 3, la cui funzione à ̈ quella di chiudere e aprire i condotti 4 di alimentazione dell’aria compressa, agendo come una saracinesca.

La terza piastra 8 e la piastra posteriore 2 definiscono una seconda porzione B, nuova e inventiva rispetto alla tecnica nota, che eventualmente può essere aggiunta a posteriori a dispositivi 1 preesistenti configurati come la sola porzione A.

La terza piastra 8 à ̈ provvista di fori passanti 81, in numero almeno corrispondente al numero dei condotti 4 di alimentazione dell’aria compressa. La terza piastra 8 à ̈ montata coassiale rispetto alle piastre 2 e 3, in posizione intermedia tra queste, ed à ̈ ruotabile tra:

- una prima posizione di apertura, in corrispondenza della quale i fori 81 sono allineati con i condotti 4 dell’aria compressa, che pertanto restano aperti per far fluire l’aria all’utensile vincolato al dispositivo 1; e - una seconda posizione di chiusura, in corrispondenza della quale i fori 81 sono disallineati con i condotti 4 dell’aria compressa, che pertanto restano chiusi per impedire che l’aria venga alimentata all’utensile vincolato al dispositivo 1.

Come mostrato al meglio in figura 3, le posizioni di apertura e chiusura definiscono un angolo al centro di circa 18°.

La figura 5 mostra una sezione longitudinale del dispositivo 1 in una configurazione in cui la terza piastra 8 à ̈ ruotata in posizione di apertura e l’aria compressa fluisce nei condotti 4.

Le figure 3 e 6 mostrano rispettivamente una sezione longitudinale e una sezione trasversale del dispositivo 1 in una configurazione in cui la terza piastra 8 Ã ̈ ruotata in posizione di chiusura. La stessa piastra 8 chiude i condotti 4 e impedisce il flusso di aria compressa nei condotti 4.

In particolare in figura 3 Ã ̈ evidente che nella posizione di chiusura la piastra 8 chiude i condotti 4 (in tratteggio).

In pratica la terza piastra 8 definisce i mezzi di chiusura e intercetta i condotti 4 a monte della piastra anteriore 3 rispetto alla direzione di alimentazione dell’aria compressa.

Tra la ghiera 7 e le piastre 2 e 3 sono interposte guarnizioni di tenuta 9 e 10, sulle quali la piastra scorre quando ruotata.

I finecorsa della terza piastra 8 sono definiti dalla camma 83 e dal nottolino 84 fissate ad una delle due piastre 2 o 3.

Il funzionamento della piastra 8 à ̈ indipendente rispetto alle valvole automatiche 5. L’intervento della piastra 8 rende sicuro il disaccoppiamento degli utensili vincolati alla piastra frontale 3, come verrà ora descritto.

Prima di agire sulla ghiera 7 per liberare le spine di innesto dell’utensile dalla piastra frontale 3, l’addetto interrompe l’alimentazione dell’aria compressa allo stesso utensile, ruotando la terza piastra 8 nella posizione di chiusura mostrata nelle figure 3 e 6.

Questo determina la seguente rapida depressurizzazione dell’utensile e il suo conseguente disinnesco, ad esempio la disattivazione delle griffe di una pinza pneumatica. A questo punto l’addetto ruota la ghiera 7 in posizione di sblocco (mostrata con linea continua in figura 2) per separare in piena sicurezza l’utensile dal dispositivo 1.

Al fine di impedire errori dell’addetto, che potrebbe inavvertitamente liberare l’utensile prima di aver chiuso l’alimentazione dell’aria compressa, la terza piastra 8 à ̈ dotata di una spina di sicurezza 11 fissata alla maniglia 82 in modo da sporgere verso la maniglia 72 della ghiera 7.

L’interazione tra le maniglie 72 e 82 à ̈ evidente dall’analisi delle figure 3 e 4 e soprattutto dall’analisi della figura 2. La spina di sicurezza 11 entra in battuta contro il fianco della leva 72 quando la stessa viene ruotata dall’addetto nella posizione di sblocco dell’utensile. L’angolo di circa 9° indicato in figura 2 viene mantenuto, in quanto la leva 72 spinge la spina di sicurezza 11 che a sua volta trascina la leva 82 della piastra 8. Il risultato à ̈ che la piastra 8 ruota in anticipo di circa 9° rispetto alla ghiera 7. Questo fa sì che la piastra 8 arrivi a chiudere i condotti 4 prima che la ghiera 7 giunga alla relativa posizione di sblocco.

In questo modo si impedisce l’uso scorretto del dispositivo da parte dell’addetto.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un dispositivo (1) di connessione di utensili pneumatici a manipolatori, comprendente: a) un corpo (C), fissabile a un manipolatore, 5 provvisto di una o più sedi (31) di accoglimento di corrispondenti porzioni di accoppiamento di un utensile; b) uno o più condotti (4) di alimentazione o aspirazione di un fluido di lavoro a/da l’utensile, in cui i condotti (4) attraversano almeno in parte il corpo (C) 10 del dispositivo; c) un meccanismo (7) di impegno delle porzioni di accoppiamento dell’utensile, in cui il meccanismo di impegno (7) à ̈ attivabile per, rispettivamente, bloccare e sbloccare le porzioni di accoppiamento dell’utensile in/da 15 le corrispondenti sedi (31) di accoglimento del corpo (C) del dispositivo, e d) mezzi (8-10) di chiusura dei condotti (4) di alimentazione/aspirazione previsti sul/nel corpo (C) del dispositivo, 20 in cui lo sblocco dell’utensile da parte del meccanismo di impegno (7) à ̈ subordinato alla chiusura dei condotti (4) di alimentazione/ aspirazione da parte dei mezzi di chiusura (8-10).
2. 2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, in cui 25 il meccanismo di impegno (7) à ̈ movibile tra una prima posizione di sblocco, in corrispondenza della quale le porzioni di accoppiamento dell’utensile sono libere di impegnare e disimpegnare le corrispondenti sedi (31) di accoglimento nel corpo (C) del dispositivo, così da consentire il cambio utensile, e una seconda posizione di blocco, in corrispondenza della quale il meccanismo di impegno (7) mantiene bloccate le porzioni di accoppiamento dell’utensile nelle corrispondenti sedi (31) di accoglimento nel corpo (C) del dispositivo, così da impedire il distacco dell’utensile dal relativo manipolatore, e in cui in detta posizione di sblocco i mezzi di chiusura (8-10) chiudono i condotti (4) per impedire l’alimentazione/ aspirazione del fluido di lavoro al/dal l’utensile.
3. 3. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui detti mezzi di chiusura (8-10) sono attivabili, manualmente o in modo automatico, per interrompere l’alimentazione o l’aspirazione del fluido di lavoro prima che l’utensile venga separato dal dispositivo (1), ed evitare così il verificarsi di una rapida decompressione o compressione del fluido di lavoro nell’utensile a seguito del distacco.
4. 4. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1-3, in cui il meccanismo di impegno (7) comprende un elemento di attivazione (11) dei mezzi di chiusura (8-10) configurato per attivare automaticamente e con un anticipo i mezzi di chiusura (8-10) quando lo stesso meccanismo di impegno (7) Ã ̈ attivato a sua volta.
5. 5. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detti mezzi di chiusura (8) comprendono, per ciascun condotto di alimentazione/aspirazione, una valvola a saracinesca movibile tra una posizione di completa apertura e una posizione di completa chiusura del relativo condotto (4) di alimentazione/aspirazione.
6. 6. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 5, in cui detti mezzi di chiusura comprendono almeno una leva (82) per la loro attivazione e detto meccanismo di impegno comprende almeno un elemento (72) di spinta di detta leva (82).
7. 7. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il corpo (C) comprende una prima piastra (2), destinata ad essere fissata ad un manipolatore, e una seconda piastra (3), destinata a supportare l’utensile, in cui la prima piastra (2) e la seconda piastra (3) sono fissate una all’altra, e in cui ciascun condotto (4) di alimentazione/ aspirazione del fluido di lavoro si estende in parte attraverso la prima piastra e in parte attraverso la seconda piastra e i relativi mezzi di chiusura sono interposti tra la prima piastra (2) e la seconda piastra (3).
8. 8. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 7, in cui la prima piastra (2) e la seconda piastra (3) sono sostanzialmente circolari e coassiali rispetto ad un asse longitudinale X-X, i condotti (4) di alimentazione/ aspirazione del fluido di lavoro si sviluppano almeno in parte parallelamente all’asse longitudinale X-X e presentano una distribuzione circolare attorno a detto asse X-X, e in cui detti mezzi di chiusura (8-10) comprendono almeno una terza piastra (8), interposta tra la prima piastra (3) e la seconda piastra (3), provvista di una pluralità di fori passanti (81), ciascuno corrispondente ad uno dei condotti (4) di alimentazione/ aspirazione del fluido di lavoro, in cui la terza piastra (8) à ̈ ruotabile sull’asse longitudinale X-X tra una prima posizione di apertura, in corrispondenza della quale i relativi fori (81) sono allineati ai corrispondenti condotti (4) di alimentazione/ aspirazione del fluido di lavoro, che pertanto restano aperti, e una seconda posizione di chiusura, in corrispondenza della quale i fori (81) sono disallineati rispetto ai corrispondenti condotti (4) di alimentazione/ aspirazione del fluido di lavoro, che pertanto restano chiusi dalla terza piastra (8) che agisce da saracinesca.
9. 9. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 8, in cui i mezzi di chiusura comprendono, inoltre, guarnizioni (9, 10) di tenuta interposte, in corrispondenza dei condotti (4) di alimentazione/ aspirazione del fluido di lavoro, tra la prima piastra (2) e la terza piastra (8), e tra la seconda piastra (3) e la terza piastra (8).
10. 10. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 8 o la rivendicazione 9, in cui la terza piastra (8) Ã ̈ dotata di una maniglia (82) per il relativo azionamento e di finecorsa (83, 84) per limitare la rotazione esclusivamente tra la posizione di chiusura e la posizione di apertura.
11. 11. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 8-10, in cui detto meccanismo di impegno comprende una ghiera (7) coassiale e sovrapposta alla seconda piastra (3), in cui la ghiera (7) à ̈ provvista, per ciascuna di dette sedi di accoglimento (31), di aperture passanti (71) consistenti ciascuna in un foro (71’) sostanzialmente circolare unito ad un’asola (71’’) la cui larghezza à ̈ inferiore al diametro del foro circolare (71’), in cui in ciascun foro (71’) della ghiera (7) à ̈ inseribile una corrispondente spina di accoppiamento dell’utensile, e in cui la ghiera (7) à ̈ ruotabile tra una posizione di sblocco, in corrispondenza della quale i relativi fori (71’) sono allineati con le sedi di accoglimento (31) e le spine di innesto dell’utensile sono inseribili e disinseribili per impegnare e disimpegnare l’utensile al/ dal dispositivo, e una posizione di blocco, in corrispondenza della quale le relative asole (71’’) sono allineate con le sedi di accoglimento (31) per impegnare un restringimento di sezione delle spine di accoppiamento dell’utensile e bloccarle proprio nelle rispettive sedi di accoglimento (31), per impedire il disaccoppiamento dell’utensile dal dispositivo (1).
12. 12. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 11, in cui detta ghiera (7) à ̈ provvista di una leva (72) di attivazione manuale e di spinta in attivazione della terza piastra (8), e a sua volta la terza piastra (8) à ̈ provvista di una spina di sicurezza (11) destinata ad entrare in battuta contro la leva (72) della ghiera (7) per comandare l’attivazione della terza piastra (8) quando la ghiera (7) à ̈ ruotata per sbloccare l’utensile, con un anticipo rispetto alla ghiera (7) stessa.
13. 13. Metodo per connettere funzionalmente un utensile pneumatico ad un manipolatore, comprendente le fasi: - fornire il manipolatore di un dispositivo di connessione a sua volta dotato di: a) un corpo (C), fissabile al manipolatore; b) uno o più condotti (4) di alimentazione o aspirazione di un fluido di lavoro a/da l’utensile, in cui i condotti (4) attraversano almeno in parte il corpo (C) del dispositivo; c) un meccanismo (7) di impegno movibile tra una posizione di sblocco, in corrispondenza della quale l’utensile à ̈ separabile dal dispositivo, e una posizione di blocco, in corrispondenza della quale l’utensile à ̈ bloccato al dispositivo, e d) mezzi (8-10) di chiusura dei condotti (4) di alimentazione/aspirazione, - configurare il dispositivo in modo tale che il meccanismo di impegno (7) possa essere portato nella relativa posizione di sblocco solo dopo che i mezzi di chiusura (8-10) hanno chiuso i condotti (4) di alimentazione/ aspirazione.