ITBS20130052A1 - Apparato e metodo di rilevamento di misure geometriche di pezzi alimentati ad una macchina operatrice - Google Patents

Description

APPARATO E METODO DI RILEVAMENTO DI MISURE GEOMETRICHE DI PEZZI ALIMENTATI AD UNA MACCHINA OPERATRICE

DESCRIZIONE

Campo dell’invenzione

La presente invenzione attiene al settore delle attrezzature per le lavorazioni meccaniche, in particolare di lastre in vetro, e si riferisce a un apparato e un metodo per misurare due parametri:

- l’estensione trasversale, ovvero l’altezza, di pezzi rispetto alla direzione di alimentazione ad una macchina utensile;

- l’ortogonalità dei bordi dei pezzi, ovvero l’angolo individuato dai corrispondenti spigoli.

Stato dell’arte

In diversi settori della tecnica sono note macchine operatrici dotate di almeno una stazione di lavoro, comprendente a sua volta almeno un utensile, destinate ad effettuare specifiche lavorazioni su singoli pezzi alimentati in successione temporale alla macchina per mezzo di un apposito apparato. Questa configurazione à ̈ utilizzata – solo per citare alcuni esempi - nel settore della lavorazione di sbozzati longitudinali, in vetro, legno, metallo o pietra, ad esempio travi o lastre o di pezzi comunque riconducibili a parallelepipedi.

Per semplicità ci si riferirà d’ora in avanti al settore delle lavorazioni delle lastre di vetro sostanzialmente verticali, ed in particolare alle lavorazioni di molatura delle lastre.

Normalmente le lastre di vetro tagliate grezzamente vengono sottoposte ad una lavorazione di molatura che consiste nell’asportare il materiale in eccesso dai lati della lastra per definire le dimensioni finali della lastra stessa, creare bordi dritti lungo ogni lato e sfilettare, ovvero eliminare, gli spigoli vivi, altrimenti taglienti. I bordi della lastra molata potranno essere piatti, stondati o a bisello; la finitura scelta à ̈ ottenibile di volta in volta adottando mole aventi il profilo appropriato.

La molatura delle lastre di vetro à ̈ tradizionalmente eseguita con macchine dotate di almeno una stazione di lavoro posizionata a valle di un apparato di alimentazione delle lastre rispetto alla direzione di alimentazione delle stesse.

Tipicamente l’apparato di alimentazione comprende una spalliera di entrata, a monte della stazione di lavoro della macchina molatrice. In aggiunta à ̈ normalmente presente anche una spalliera di uscita, a valle della stazione di lavoro, per lo scarico delle lastre lavorate.

Le spalliere comprendono ciascuna una pluralità di rulli sui quali inizialmente poggiano le lastre di vetro, in corrispondenza di un lato inferiore, e una struttura verticale per il sostegno laterale delle lastre inclinate secondo un angolo di circa 5 gradi rispetto alla verticale.

Le lastre di vetro vengono spinte con opportuni mezzi, ad esempio un trasportatore a cinghie o un carrello traslabile munito di ventose, una alla volta dalla spalliera di entrata verso la spalliera di uscita, con un movimento rettilineo orizzontale, ed intercettano la stazione di lavoro lungo il relativo percorso. A sua volta la stazione di lavoro solitamente comprende una testa di lavorazione movibile verticalmente e dotata di un mandrino per l’azionamento di più utensili intercambiabili, ad esempio mole e/o frese e/o punte di foratura che effettuano le necessarie lavorazioni sulla lastra.

Il funzionamento di una macchina di questo tipo può essere così riassunto. Ogni lastra da trattare viene caricata e appoggiata in verticale sulla spalliera a monte; da qui viene prelevata dai mezzi di presa e traslata verso la stazione di lavoro, in corrispondenza della quale interagisce con la testa di lavorazione e con il relativo utensile per subire una lavorazione di molatura, oppure di fresatura o foratura. In uscita dalla stazione di lavoro la lastra viene scaricata sulla spalliera a valle, dopo di che la lastra può essere presa nuovamente e riportata sulla spalliera a monte per subire una nuova lavorazione.

Le macchine equivalenti a quelle descritte, non soltanto nel settore della lavorazione delle lastre di vetro, sono normalmente controllate da un’unità elettronica, ad esempio di tipo PLC. Normalmente uno dei parametri necessari per l’operatività dell’unità di controllo à ̈ costituito dalla lunghezza dei pezzi alimentati alla macchina, dove con il termine lunghezza si identifica l’estensione del pezzo nella direzione di alimentazione alla stazione di lavoro.

In generale, quindi, la lunghezza dei pezzi da lavorare - siano questi lastre di vetro, pannelli di legno, travi in metallo, lastre di pietra, ecc. – deve essere rilevata prima che il pezzo venga affidato all’apparato di alimentazione. Gli stessi inconvenienti si riscontrano nelle macchine per la lavorazione di sbozzati in legno o in pietra, oppure per la lavorazione di profilati metallici, ad esempio nell’industria degli infissi, ecc..

La Richiedente ha trovato una soluzione a questa necessità. La domanda di brevetto italiana n. BS2011A000171, depositata il 14.12.2011 e qui inclusa per riferimento, descrive un apparato e un metodo che consentono di misurare efficacemente la lunghezza di pezzi in movimento verso la stazione di lavoro.

La Richiedente ha inoltre riscontrato che poter misurare altri due parametri oltre la lunghezza dei pezzi à ̈ importante per ottenere pezzi lavorati di alta qualità.

Si tratta dell’altezza di ciascun pezzo, ovvero la relativa estensione in direzione ortogonale alla direzione di alimentazione alla stazione di lavoro, e della squadratura, ovvero l’angolo individuato dagli spigoli del pezzo e definito dall’incrocio delle superfici verticali con le superfici longitudinali (e quindi orizzontali) del pezzo stesso. In altre parole à ̈ opportuno verificare l’ortogonalità dei bordi dei pezzi. Infatti gli sbozzati caricati nella stazione di ingresso non hanno tutti la stessa altezza e non sempre presentano spigoli squadrati precisamente a 90°. E’ invece auspicabile che la molatura tenga conto di eventuali difetti iniziali dello sbozzato.

Scopo della presente invenzione à ̈ pertanto quello di mettere a disposizione un apparato e un metodo di rilevamento di misure geometriche di pezzi alimentati a una macchina operatrice che permetta di misurare efficacemente l’altezza di ciascun pezzo e l’eventuale fuori squadra dei suoi spigoli prima che il pezzo interagisca con la stazione di lavoro della macchina.

Sommario dell’invenzione

Pertanto, in un primo aspetto la presente invenzione concerne un apparato secondo la rivendicazione 1 di rilevamento di misure geometriche di pezzi (G), in particolare l’ortogonalità di uno o più spigoli, prima e durante la relativa alimentazione ad una stazione di lavoro esterna.

In particolare, l’apparato comprende mezzi di movimentazione di un pezzo lungo una direzione longitudinale di alimentazione della stazione di lavoro, posta a valle dell’apparato, e un elemento di finecorsa del pezzo lungo tale direzione longitudinale. L’elemento di finecorsa corrisponde allo zero di un sistema di riferimento a due assi ortogonali X, Y avente l’asse X parallelo alla direzione longitudinale e l’asse Y verticale, ovvero ortogonale all’asse X.

L’apparato comprende un elemento tastatore, indipendente nei suoi movimenti dai mezzi di movimentazione. L’elemento tastatore à ̈ movibile parallelamente all’asse Y per tastare rispettivamente una o più superfici verticali del pezzo, ad esempio il bordo frontale di una lastra di vetro. L’elemento tastatore à ̈ posizionabile ad una quota stazionaria per tastare anche le superfici orizzontali dei pezzi quando questi sono trascinati dai mezzi di movimentazione.

Ad esempio, per tastare una o più superfici orizzontali di una lastra di vetro, à ̈ sufficiente che la lastra venga traslata orizzontalmente dai mezzi di movimentazione e che il tastatore resti in contatto con il bordo superiore della lastra. Nel momento in cui l’intera lastra transita sotto l’elemento tastatore, quest’ultimo si porta in contatto contro il bordo verticale posteriore della lastra, acquisendo le coordinate di suoi punti.

Uno o più sensori rilevano la posizione dell’elemento tastatore rispetto agli assi X e Y. I segnali generati dai sensori vengono elaborati per calcolare le coordinate dei punti delle superfici del pezzo tastati dall’elemento tastatore.

Il calcolo à ̈ effettuato da appositi mezzi di elaborazione dell’apparato, che provvedono inoltre a calcolare l’estensione verticale e l’estensione longitudinale (orizzontale) delle superfici tastate, e/o l’orientamento delle superfici tastate rispetto agli assi X e Y. In questo modo si ottiene anche la misura degli angoli definiti dall’intersezione delle superfici verticali e superfici orizzontali soggette a rilevamento.

A differenza di quanto previsto negli apparati secondo la tecnica nota, nell’apparato secondo la presente invenzione i pezzi da lavorare possono essere alimentati alla macchina utensile prevista a valle dell’apparato stesso anche quando l’estensione verticale dei pezzi e la squadratura dei relativi spigoli non à ̈ nota a priori: queste misure geometriche sono rilevate dall’apparato, parzialmente, subito prima e, a completamento, durante l’alimentazione del pezzo alla macchina utensile.

Vantaggiosamente la macchina utensile potrà lavorare ogni pezzo in modo da correggere errori nell’ortogonalità dei suoi spigoli e nella relativa estensione verticale, ottimizzando la qualità dei pezzi finiti.

A scanso di equivoci con l’espressione estensione longitudinale si intende indicare l’estensione del pezzo nella direzione di avanzamento verso la stazione di lavoro della macchina utensile e con l’espressione estensione verticale si intende indicare l’estensione del pezzo in direzione ortogonale alla direzione di avanzamento, ovvero una direzione parallela all’asse Y.

L’apparato secondo la presente invenzione à ̈ efficacemente utilizzabile per applicazioni in settori diversi quali, ad esempio, quello della lavorazione di assi di legno oppure il settore della lavorazione di profilati o tubi in metallo, ecc.. Preferibilmente l’apparato à ̈ utilizzato nel settore della lavorazione delle lastre di vetro, come spiegato più avanti con riferimento ad un esempio pratico relativo alle lastre di vetro sostanzialmente verticali.

Più preferibilmente l’apparato di rilevamento à ̈ integrato con un apparato di alimentazione dei pezzi alla relativa macchina utensile.

In una forma di realizzazione l’elemento tastatore à ̈ un rullo ruotabile in folle su un asse orizzontale Z, ortogonale ad entrambi gli assi X e Y, sulla superficie del pezzo sulla quale si porta in battuta.

Nella forma di realizzazione preferita l’apparato comprende una stazione di rilevamento, traslabile parallelamente all’asse Y. L’elemento tastatore, ad esempio il rullo descritto sopra, à ̈ vincolato alla stazione di rilevamento.

Preferibilmente un primo attuatore della stazione di rilevamento à ̈ configurato per impartire ad essa gli spostamenti verticali, ovvero spostamenti paralleli all’asse Y. Un corrispondente primo sensore rileva la corsa dell’attuatore per generare un segnale indicativo della posizione verticale istantanea dell’attuatore e, quindi, della stazione di rilevamento e dell’elemento tastatore ad esso collegato.

Essendo note le caratteristiche geometriche della stazione di rilevamento (e dell’elemento tastatore), la conoscenza della relativa posizione verticale e orizzontale corrisponde alla conoscenza delle coordinate, rispetto agli assi X e Y, di ogni punto tastato.

Preferibilmente l’elemento tastatore à ̈ collegato alla stazione di rilevamento per mezzo di un braccio di supporto. Il braccio di supporto à ̈ a sua volta montato sulla stazione di rilevamento girevole su un asse parallelo ad un asse orizzontale Z, ortogonale ad entrambi gli assi X e Y descritti sopra. Più preferibilmente, in questa circostanza un secondo sensore rileva la posizione angolare istantanea del braccio di supporto, sul proprio asse di rotazione, rispetto ad uno zero prefissato.

Ad esempio i mezzi di elaborazione comprendono un’unità a calcolatore programmata per elaborare i segnali generati dai sensori, in continuo o secondo una frequenza di campionamento prestabilita.

Il funzionamento dell’apparato verrà ora spiegato con riferimento al caso esemplificativo della molatura di lastre di vetro. Il funzionamento prevede le seguenti fasi, non necessariamente nella sequenza temporale indicata.

Inizialmente una lastra di vetro sbozzata, ovvero avente bordi anche non perfettamente regolari, viene spinta dai mezzi di movimentazione in battuta contro l’elemento di finecorsa (avente posizione nota) e ivi mantenuta ferma, ad esempio per mezzo di una pinza ferma-vetro.

L’elemento tastatore viene portato in battuta contro il bordo verticale della lastra, ad esempio il bordo frontale che si trova in contatto con l’elemento di finecorsa.

I sensori rilevano la posizione assunta dall’elemento tastatore in corrispondenza del punto tastato sul bordo della lastra. La coordinata X’ del punto tastato à ̈ riferita alla posizione del sistema di riferimento X.

Normalmente due punti per ciascun bordo sono sufficienti affinché i mezzi di elaborazione, calcolate le coordinate di tali punti, determinino l’orientamento dei bordi rispetto al sistema di riferimento X, Y e, quindi la misura dell’angolo da questi formato. Chiaramente l’apparato à ̈ configurabile per rilevare le coordinate di un numero anche maggiore di punti, ad esempio tre, cinque, ecc..

Una caratteristica rilevante dell’apparato secondo la presente invenzione à ̈ quella di riuscire a rilevare l’estensione verticale o orizzontale dei bordi dei pezzi.

L’apparato spinge l’elemento tastatore sul bordo verticale frontale (di testa) del pezzo e rileva le coordinate di uno o più punti tastati. Nel momento in cui l’elemento tastatore supera lo spigolo, che costituisce l’estremità del bordo, viene a mancare l’appoggio all’elemento tastatore, che si porta in una condizione adatta a tastare il bordo orizzontale superiore della lastra; i mezzi di elaborazione calcolano l’estensione verticale del bordo come differenza tra le coordinate dell’ultimo punto tastato e lo zero del sistema di riferimento che, come si à ̈ detto, corrisponde al piano d’appoggio del pezzo dove si trova l’elemento di finecorsa. L’estensione orizzontale di un bordo à ̈ rilevata allo stesso modo.

Quando l’inclinazione e l’altezza del bordo frontale (di testa) verticale della lastra sono state acquisite, l’elemento di finecorsa viene rimosso e il pezzo può essere alimentato alla macchina operatrice, la quale potrà operare sulla base delle misure rilevate. L’inclinazione del bordo orizzontale superiore e la sua lunghezza vengono misurate quando la lavorazione della macchina operatrice à ̈ già cominciata e la lastra sta avanzando spinta dai mezzi di alimentazione.

Opzionalmente in questa fase l’estensione longitudinale del bordo inferiore della lastra à ̈ misurata per mezzo del sistema descritto nella sopracitata domanda di brevetto italiana n. BS2011A000171.

Ad esempio, considerando la lavorazione di lastre di vetro e la forma di realizzazione provvista di braccio di supporto, il braccio mantiene l’elemento tastatore in contatto con la superficie del pezzo. Quando il bordo sul quale si muove l’elemento tastatore finisce, il braccio di supporto subisce uno scatto, ovvero una rotazione repentina, dovuto al mancato contrasto sull’elemento tastatore. Il sensore del braccio di supporto rileva la rotazione, identificando il limite del bordo oggetto di misurazione.

Chiaramente non occorre necessariamente che un bordo venga completamente percorso dall’elemento tastatore per poterne misurare l’estensione. E’ sufficiente che l’apparato rilevi le coordinate del punto di interesse e calcoli la differenza rispetto allo zero del sistema di coordinate X, Y.

In un suo secondo aspetto la presente invenzione concerne una macchina per lavorare lastre di vetro sostanzialmente verticali, comprendente almeno una stazione di lavoro dotata di uno o più utensili per la lavorazione del vetro, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno un apparato di rilevamento descritto sopra.

In un suo ulteriore aspetto l’invenzione concerne un metodo secondo la rivendicazione 10 per misurare l’ortogonalità degli spigoli di pezzi alimentati a macchine operatrici.

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 in prospettiva di un apparato secondo la presente invenzione;

- la figura 2 Ã ̈ una vista frontale di un dettaglio mostrato in figura 1;

- la figura 3 Ã ̈ una vista in prospettiva anteriore del dettaglio mostrato in figura 2;

- la figura 4 Ã ̈ una vista in prospettiva anteriore del dettaglio mostrato in figura 2;

- la figura 5 Ã ̈ una vista in prospettiva posteriore del dettaglio mostrato in figura 2;

- la figura 6 Ã ̈ una vista posteriore di un apparato secondo la presente invenzione durante la tastatura della superficie verticale frontale del pezzo;

- la figura 7 Ã ̈ una vista in prospettiva di un dettaglio mostrato in figura 6;

- la figura 8 à ̈ una vista frontale dell’apparato secondo la presente invenzione nella fase di discesa, alla ricerca del bordo frontale del pezzo;

- la figura 9 à ̈ una vista frontale dell’apparato secondo la presente invenzione nella fase in cui rileva la quota del bordo frontale del pezzo per il calcolo della sua inclinazione;

- la figura 10 à ̈ una vista frontale dell’apparato secondo la presente invenzione nella posizione di tastatura del bordo orizzontale superiore del pezzo;

- la figura 11 à ̈ una vista frontale dell’apparato secondo la presente invenzione nella fase di salita in ricerca della fine della superficie verticale frontale del pezzo; - la figura 12 à ̈ una vista frontale dell’apparato secondo la presente invenzione nella fase di tastatura del bordo orizzontale superiore del pezzo per il rilevamento della sua inclinazione;

- la figura 13 à ̈ una vista frontale dell’apparato secondo la presente invenzione nella fase di tastatura del bordo orizzontale superiore;

- la figura 14 à ̈ una vista frontale dell’apparato secondo la presente invenzione nella fase di tastatura del bordo posteriore verticale (di coda) del pezzo per il calcolo della lunghezza del bordo superiore orizzontale e dell’inclinazione del bordo posteriore.

Descrizione dettagliata dell’invenzione

La descrizione dettagliata seguente si riferisce ad una forma di realizzazione di un apparato 1 secondo la presente invenzione per la misurazione di pezzi G alimentati alla stazione di lavoro di una macchina utensile, ad esempio una macchina per la lavorazione di lastre di vetro verticali.

In particolare l’apparato 1 mostrato nelle figure à ̈ configurato anche per alimentare lastre di vetro G sostanzialmente verticali ad una stazione di lavoro (non mostrata) di una macchina utensile posizionata in corrispondenza del vano M. Ad esempio, la macchina utensile à ̈ una molatrice/foratrice. Pertanto l’apparato 1 à ̈ posizionato a monte del vano M rispetto alla direzione di alimentazione A; a valle del vano M può essere previsto un apparato di scarico 1’ delle lastre G come mostrato in figura 1.

L’apparato di misurazione 1 mostrato nelle figure à ̈ integrato ad un apparato di alimentazione delle lastre G e comprende un piano di alimentazione definito dal piano tangente a una pluralità di rulli 2 sostanzialmente orizzontali, disposti in successione lungo la direzione A e supportati da rispettive rulliere 3. Preferibilmente i rulli 2 sono girevoli frizionati attorno al relativo asse di rotazione orizzontale. In particolare il piano di alimentazione si estende tra una sezione di ingresso, in corrispondenza della quale le lastre di vetro G sono caricate sui rulli 2 sostanzialmente verticali, e una sezione di uscita in corrispondenza del vano M, cioà ̈ in corrispondenza della stazione di lavoro delle lastre di vetro G.

Nell’apparato 1 mostrato nelle figure le rulliere 3 sono traslabili verticalmente per alzare o abbassare il piano di alimentazione.

L’apparato 1 comprende inoltre una trave longitudinale e continua 4 che si estende parallelamente e superiormente al piano di alimentazione; la trave à ̈ supportata da strutture verticali 5. In particolare nella realizzazione mostrata in figura 1 la trave 4 attraversa il vano M di alloggiamento della stazione di lavoro della macchina utensile.

La trave 4 supporta direttamente un carrello 6; in altre parole la trave 4 agisce da supporto e da guida per un carrello 6 che à ̈ traslabile nei due sensi della direzione A di avanzamento delle lastre di vetro G.

A sua volta il carrello 6 supporta una pluralità di elementi di presa delle lastre di vetro G, preferibilmente ventose azionabili una indipendentemente dalle altre.

Con la configurazione descritta, una lastra di vetro G viene inizialmente posizionata sui rulli 2 in corrispondenza della sezione di ingresso del piano di alimentazione. Tramite la rotazione motorizzata dei rulli 2 la lastra à ̈ portata a contatto con il finecorsa di riferimento 101. Quindi una o più ventose del carrello 6 impegnano la lastra G, che diviene solidale al carrello 6; in questa circostanza le rulliere 3 possono essere leggermente abbassate per far venir meno l’appoggio alla lastra G, che resta quindi sostenuta contro la caduta dal carrello 6 delle ventose. In questo senso la lastra G à ̈ movibile sul piano di alimentazione o sopra di questo.

La lastra G, la cui estensione L (fig. 2) nella direzione A non à ̈ necessariamente nota, à ̈ trascinata dal carrello 6 verso la sezione d’uscita del piano di alimentazione per sottoporre la lastra G stessa alle relative lavorazioni nella stazione di lavoro. Preferibilmente il bordo inferiore G2 della lastra G non tocca i rulli 2 delle rulliere 3 o li sfiora appena.

Preferibilmente l’apparato 1 comprende un dispositivo 7, descritto nella domanda di brevetto italiana n. BS2011A000171, avente la funzione di rilevare la posizione istantanea del bordo inferiore della lastra di vetro G in movimento con il carrello 6. Con riferimento alle figure 2-5, il dispositivo 7 comprende a sua volta:

- un elemento inseguitore 71, preferibilmente un rullo, destinato a portarsi in battuta contro una superficie posteriore G1 della lastra di vetro G, e

- un braccio 72 di supporto dell’elemento inseguitore 71, ruotabile attorno ad un asse orizzontale O (figura 2), avente coordinata X nota, parallelo all’asse di rotazione dei rulli 2, e

- un attuatore 73 del braccio 72, ad esempio l’attuatore lineare mostrato nelle figure 2-5, avente la funzione di ruotare il braccio 72 nel verso della freccia R per portare e mantenere l’elemento inseguitore 71 a contatto con la superficie posteriore G1 della lastra G almeno per un certo lasso di tempo.

Nella relativa posizione iniziale, non mostrata nelle figure, il braccio 72 à ̈ sostanzialmente orizzontale e parallelo al piano di alimentazione per evitare che l’elemento inseguitore 71 interferisca con la lastra di vetro G in transito in corrispondenza dell’asse O. Al più in questa fase l’elemento inseguitore 71 rotola su una superficie inferiore G2 della lastra di vetro G.

In una posizione finale, mostrata invece nelle figure, il braccio 72 à ̈ quasi ortogonale al piano di alimentazione: l’attuatore 73 ha ruotato il braccio 72 attorno al relativo asse O per spingere l’elemento inseguitore contro il bordo posteriore G1 della lastra G che nel frattempo continua a muoversi nella direzione di avanzamento A. L’attuatore 73 continua ad esercitare una forza sul braccio 72 per mantenere l’elemento inseguitore in battuta contro la lastra di vetro G fino a quando la lastra G non esce dalla portata del dispositivo 7.

Quando la lastra G transita al di sopra dell’elemento 71, il braccio 72 à ̈ in posizione orizzontale. Il braccio 72 viene comandato a salire solo poco prima che il bordo G1 della lastra G transiti sopra il punto di tangenza dell’elemento 71. A questo punto il suddetto elemento 71 resterà a contatto di un breve tratto orizzontale della lastra G e copierà l’angolo di coda andando ad inseguire il lato G1, restando sempre a contatto con quest’ultimo. Le misura angolari vengono eseguite prima che il braccio 72 arrivi alla posizione verticale. Appena eseguite le misurazioni ripetute il braccio 72 viene richiamato in posizione orizzontale, per essere pronto alla successiva misurazione.

L’apparato 1 à ̈ dotato di almeno un sensore che rileva la posizione istantanea del carrello 6 rispetto al piano di alimentazione. Con particolare riferimento alla figura 2, l’apparato 1 comprende almeno un sensore (non visibile), ad esempio un encoder, che rileva la posizione del carrello lungo la trave 4, in pratica ne rileva la coordinata X, dove con X si identifica un asse parallelo alla direzione di avanzamento A della lastra G.

L’apparato 1 à ̈ dotato di almeno un sensore che rileva la posizione dell’elemento inseguitore 71 rispetto al piano di alimentazione. Con particolare riferimento alla figura 2, l’apparato 1 comprende almeno un sensore 8, ad esempio un encoder angolare, che rileva l’angolo percorso dal braccio 72 nella relativa rotazione; in questo modo si ricava la coordinata X’ dell’elemento inseguitore 71, dove con X’ si identifica un asse parallelo alla direzione di avanzamento A della lastra G.

Le coordinate X e X’ sono relative alla posizione istantanea di corrispondenti elementi indipendenti nel movimento traslatorio. In altre parole le coordinate X e X’ si riferiscono a sistemi di riferimento indipendenti, entrambi solidali nel movimento con la lastra G.

La frequenza di campionamento dei sensori à ̈ selezionabile a seconda delle esigenze. E’ comunque consigliabile che il “clock†di campionamento sia il medesimo per entrambi i sensori, ovvero che ad ogni istante di campionamento corrisponda il rilevamento sia della coordinata X che della coordinata X’.

L’apparato comprende inoltre un’unità di elaborazione dei segnali generati dai suddetti sensori. Tale unità (non mostrata) calcola la lunghezza della lastra di vetro G come differenza tra le coordinate X e X’ rilevate nello stesso istante di tempo, essendo nota la relazione tra coordinata X e il bordo verticale frontale (di testa) G3 della lastra G perché precedentemente posizionata contro il riferimento 101 di posizione nota.

La velocità di spostamento della lastra G parallelamente al piano di alimentazione può consentire di effettuare più acquisizioni del segnale generato dal sensore che rileva l’angolo compiuto dal braccio 72; in questa circostanza à ̈ possibile ricavare più valori della coordinata X’ dell’elemento inseguitore.

Avendo a disposizione una pluralità di valori delle coordinate X e X’ rilevate allo stesso istante di tempo à ̈ possibile calcolare una media della differenza X-X’. Ad esempio, l’apparato effettua tre acquisizioni in tre istanti di tempo successivi t1, t2e t3; l’unità di elaborazione calcola le differenze Xt1-X’t1, Xt2-X’t2, Xt3-X’t3e sulla base di tali differenze calcolare corrispondenti valori L1, L2, L3della lunghezza della lastra G ed eventualmente calcolarne una media.

La posizione relativa tra il bordo frontale G3 della lastra G e il carrello ventose 6 Ã ̈ dato noto a priori. La lastra G prima di essere presa dalle ventose, viaggia sui rulli 2 fino ad un riferimento meccanico di posizione nota (101 figura 6 ). A questo punto il carrello ventose 6 si posiziona a quota nota e prende in carico la lastra G tramite le ventose.

Vantaggiosamente il valore della lunghezza della lastra G calcolato dall’unità di elaborazione dell’apparato 1 può essere trasmesso all’unità di controllo della macchina prevista a valle dell’apparato 1 stesso, ad esempio una macchina molatrice, che pertanto potrà eseguire le previste lavorazione sulla lastra G senza necessità di fermi.

Preferibilmente l’attuatore 73 à ̈ un pistone pneumatico. Il sensore che rileva la coordinata X’ può essere, ad esempio, un encoder 8 che rileva la posizione angolare del braccio 72.

Con riferimento alla figura 5, le ventose S sono preferibilmente estensibili rispetto al carrello 6 per muoversi tra una posizione estesa, complanare alla superficie della lastra G da agganciare, e una posizione ritratta, di inattività.

La figura 6 mostra in dettaglio l’apparato 1 secondo la presente invenzione comprendente, oltre ai mezzi 6, S di movimentazione della lastra G, anche un elemento 101 di finecorsa delle lastre G, di tipo rimovibile, ad esempio un rullo ribaltabile. Compito dell’elemento di finecorsa 101 à ̈ quello di fermare e mantenere stazionarie le lastre G per il tempo necessario al rilevamento delle rispettive misure geometriche. Ciascuna lastra G si porta in battuta contro l’elemento 101 con il bordo frontale G3 avanzando parallelamente all’asse X. Ai fini del funzionamento dell’apparato 1, l’elemento di finecorsa 101 costituisce lo zero di un sistema di riferimento X, Y, Z avente l’asse Z orizzontale e ortogonale all’asse X e l’asse Y verticale e ortogonale agli assi Z e X. In figura sono mostrati l’asse Y e, in trasparenza dietro alla lastra G, le ventose S.

L’apparato 1 comprende una piattaforma 100 traslabile lungo l’asse Y lungo una colonna di supporto 102. Un attuatore 110 comanda le traslazioni verticali della piattaforma 100. La piattaforma 100 à ̈ indipendente dal carrello 6 portante le ventose S.

La figura 7 mostra in dettaglio e in prospettiva la piattaforma 100. Per maggiore chiarezza sono state omesse le ventose che sorreggono la lastra di vetro G e gli altri componenti dell’apparato 1.

Essendo dotata di movimento parallelo all’ asse Y, la piattaforma 100 à ̈ in grado di copiare il profilo della lastra G, sfruttando il movimento lungo la direzione X dei mezzi 6. In particolare, un elemento tastatore 103 à ̈ montato sulla piattaforma 100 per rilevare le coordinate di punti dei bordi frontale G3, superiore G4 e posteriore G1 della lastra G. A sua volta l’elemento tastatore 103 comprende un braccio di supporto oscillante 105, vincolato alla piattaforma 100 girevole su un asse orizzontale parallelo all’asse Z, e un rullo tastatore 104, vincolato al braccio di supporto 105 in modo da risultare girevole folle sul proprio asse parallelo all’asse Z.

Opportuni sensori (non visibili nelle figure) rilevano la posizione istantanea della piattaforma 100 nel sistema di riferimento Y e le rotazioni dell’albero di supporto del braccio 105. Ad esempio, si tratta di sensori ottici, encoder, sensori di prossimità, ecc..

Il funzionamento dell’apparato 1 verrà ora illustrato con riferimento alle figure schematiche 8-14, che mostrano una possibile sequenza operativa. Per maggiore chiarezza le figure mostrano solamente i rulli 2, l’elemento di finecorsa 101, la lastra G, le ventose S e la piattaforma 100.

La figura 8 mostra la lastra G in arrivo in battuta contro l’elemento di finecorsa 101, sotto la spinta dei rulli motorizzati e frizionati 2. L’elemento di finecorsa 101 à ̈ provvisto di un sensore che rileva il contatto con la lastra G e invia un segnale di interruzione della rotazione dei rulli 2. Un pinza 106 blocca lateralmente la lastra contro eventuali spostamenti. Se l’apparato 1 non rileva il contatto tra il rullo tastatore 104 e il bordo frontale G3 della lastra G, significa che la piattaforma 100 à ̈ posizionata più alta della lastra G rispetto all’asse Y. In questa circostanza l’unità di controllo comanda la discesa della piattaforma 100. La posizione verticale della piattaforma 100 à ̈ regolata dall’attuatore 110 che muove la piattaforma rispetto alla colonna 102.

L’attuatore 107 preferibilmente pneumatico, tiene in spinta il braccio 105 verso la lastra G fino a quando il rullo tastatore 104 rileva il contatto con il bordo frontale G3.

Preferibilmente, come mostrato nelle figure, l’attuatore 107 comprende un cilindro 108 con corsa di 10 mm e un cilindro 109 con corsa di 90 mm.

La nuova posizione assunta dalla piattaforma 100 à ̈ mostrata in figura 9. Il rullo tastatore 104 interagisce con il bordo frontale G3 della lastra G. I sensori dell’apparato 1 rilevano le coordinate X’, Y’ del punto di contatto sul bordo G3 della lastra G e preferibilmente rilevano le coordinate X’, Y’ di altri punti, ad esempio tre, lungo il bordo frontale G3. Ad esempio il rullo tastatore 104 percorre 2 cm o 3 cm lungo il bordo G3 a partire dallo spigolo G’, acquisendo appunto le coordinate di due, tre o più punti. L’acquisizione della coordinata X’, Y’ di più punti consente di calcolare eventuali errori statistici. Chiaramente la coordinata X’ di tutti i punti del bordo frontale G3 dovrebbe essere zero se la lastra G fosse perfettamente rettangolare, ma nella realtà il bordo frontale G3 potrebbe essere leggermente inclinato rispetto all’asse Y.

Note le coordinate X’, Y’ di più punti sul bordo G3, à ̈ calcolabile l’eventuale fuorisquadra del bordo frontale G3, ovvero si verifica che l’angolo definito dallo spigolo superiore G’ e dallo spigolo inferiore G’’ sia effettivamente di 90° rispetto al bordo in tangenza con i rulli di supporto 2 e in caso contrario si calcola l’angolo per poter effettuare una correzione nella successiva fase di molatura nella stazione della macchina operatrice a valle M. Un’unità di controllo ed elaborazione processa i segnali forniti dai sensori, effettuando i calcoli descritti sopra.

La figura 10 mostra una fase successiva nella quale, rispetto a quanto mostrato in figura 9, la piattaforma 100 à ̈ stata sollevata lungo l’asse Y. Il braccio di supporto 105 si porta in posizione sostanzialmente orizzontale per spingere il rullo tastatore 104 sul bordo superiore G4 della lastra G. A questo punto vengono rilevate le coordinate di uno, due, tre o più punti del bordo superiore G4 della lastra G, in prossimità dello spigolo G’.

La figura 11 mostra una fase alternativa a quella mostrata in figura 8. La lastra G in arrivo in battuta contro l’elemento di finecorsa 101 incontra subito il rullo tastatore 104, in quanto la piattaforma 100 si trova ad un’altezza sufficiente ad intercettare la lastra G in arrivo. In questa circostanza viene rilevato il contatto con il rullo 104 e la piattaforma 100 viene sollevata fino al livello mostrato in figura 8, in modo che non vi sia interazione tra il rullo 104 e la lastra G, per poi scendere nuovamente ed effettuare la rilevazione delle coordinate come spiegato con riferimento alla figura 9.

La figura 12 mostra un’ulteriore fase nella quale l’elemento di finecorsa 101 viene abbattuto e la lastra G viene trasportata solidalmente dalle ventose S verso la macchina operatrice M a valle, per la molatura. Durante questa fase il rullo 104 percorre il bordo superiore G4 della lastra G e rileva le coordinate Y (riferite alla posizione della piastra 100) di più punti del bordo G4, fino ad ottenere la misura dell’inclinazione del bordo G4 usando nel calcolo le corrispondenti coordinate X di posizione istantanea del carro ventose 6.

La figura 13 mostra il momento in cui il dispositivo 7 descritto con riferimento alle figure dalla 1 alla 5 rileva l’estensione longitudinale del bordo inferiore G2 della lastra G in movimento verso la stazione di molatura.

La figura 14 mostra il momento in cui il rullo 104 oltrepassa lo spigolo posteriore G’’’ della lastra G e percorre in parte il bordo posteriore G1 per rilevare le coordinate X di una pluralità di punti sul suddetto bordo.

Una volta che il rullo tastatore 104 ha rilevato le coordinate X’, Y’ dei punti di interesse sui bordi G3, G4 e G1, l’unità di controllo ed elaborazione à ̈ in grado di calcolare le misure geometriche della lastra G, compresi gli angoli definiti dai suoi quattro spigoli G’-GIV. Queste misure vengono utilizzate per molare la lastra G in modo da correggere eventuali valori geometrici non accettabili sul pezzo lavorato.

Una volta terminate le lavorazioni sulla lastra G, questa viene scaricata sull’apparato di scarico 1’ mostrato in figura 1. L’apparato 1 resta libero di ricevere una nuova lastra G da lavorare.

Il tecnico del settore comprenderà che l’apparato 1 può avere configurazioni diverse da quella descritta con riferimento alle figure, a seconda dei campi di applicazione. Ad esempio, in alternativa al carrello 6 delle ventose S possono essere utilizzati equivalenti mezzi di movimentazione della lastra G e in alternativa alle rulliere 3 possono essere utilizzate superfici piane di scorrimento più adatte, ad esempio, per il settore del legno.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato (1) di rilevamento di misure geometriche di pezzi (G) alimentati ad una stazione di lavoro esterna, l’apparato comprendente: - mezzi (6, S) di movimentazione di un pezzo (G) lungo una direzione longitudinale (A) di alimentazione della stazione di lavoro, e - un elemento di finecorsa (101) del pezzo lungo detta direzione longitudinale (A), corrispondente allo zero di un sistema di riferimento a due assi ortogonali X, Y avente l’asse X parallelo alla direzione longitudinale (A) e l’asse Y verticale, ovvero ortogonale all’asse X; - un elemento tastatore (104), indipendente da detti mezzi (6, S) di movimentazione, movibile parallelamente all’asse Y per tastare rispettivamente una o più superfici verticali (G1, G3) del pezzo (G) e, posizionabile ad una quota fossa per tastare una o più superfici orizzontali (G4) del pezzo (G) quando questo à ̈ spinto dai mezzi di movimentazione (6. G); - almeno un sensore di rilevamento della posizione ( Y’) di detto elemento tastatore (104) lungo l’asse Y; - mezzi per elaborare i segnali generati da detto almeno un sensore e calcolare, sulla base di detta elaborazione, rispettivamente l’estensione verticale (H) e l’estensione longitudinale (L) delle superfici tastate, e/o l’orientamento delle superfici tastate rispetto agli assi X e Y, e uno o più angoli definiti dall’intersezione tra le superfici orizzontali (G4, G2) e le superfici verticali (G1, G3) tastate.
2. 2. Apparato (1) secondo la rivendicazione 1, in cui l’elemento tastatore (104) à ̈ un rullo ruotabile in modo folle su un asse orizzontale Z, ortogonale ad entrambi gli assi X e Y, sulla superficie del pezzo sulla quale si porta in battuta.
3. 3. Apparato (1) secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, comprendente una stazione di rilevamento (100), traslabile parallelamente all’asse Y e in cui l’elemento tastatore (104) à ̈ vincolato alla stazione di rilevamento (100).
4. 4. Apparato (1) secondo la rivendicazione 3, comprendente almeno un primo attuatore (110) della stazione di rilevamento (100), configurato per impartire ad essa gli spostamenti verticali, e un corrispondente primo sensore di rilevamento della corsa dell’attuatore (110), configurato per rilevare la posizione verticale istantanea dell’attuatore e, quindi, della stazione di rilevamento.
5. 5. Apparato secondo la rivendicazione 4, comprendente un braccio (105) di supporto dell’elemento tastatore (104), e in cui l’elemento tastatore (104) à ̈ montato sul braccio di supporto (105), e il braccio di supporto (105)à ̈ a sua volta montato sulla stazione di rilevamento (100), girevole su un asse parallelo ad un asse orizzontale Z ortogonale ad entrambi gli assi X e Y.
6. 6. Apparato secondo la rivendicazione 5, comprendente inoltre un attuatore (107) del braccio di supporto (105) e un secondo sensore della posizione angolare istantanea del braccio di supporto (105) sul proprio asse di rotazione rispetto ad uno zero prefissato.
7. 7. Apparato secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1-6, in cui detti mezzi di elaborazione comprendono un’unità a calcolatore programmata per elaborare i segnali generati dai sensori, in continuo o secondo una frequenza di campionamento prestabilita.
8. 8. Macchina per lavorare lastre di vetro sostanzialmente verticali, comprendente almeno una stazione di lavoro (M) dotata di uno o più utensili per la lavorazione del vetro, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno un apparato (1) di rilevamento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-7 per rilevare l’altezza delle lastre di vetro (G) alimentate a detta almeno una stazione di lavoro (M), e/o per rilevare la lunghezza delle lastre, e per rilevare l’angolo definito da almeno uno dei suoi spigoli (G’ – GIV).
9. 9. Uso dell’apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-7 per rilevare l’angolo definito da almeno uno spigolo (G’ – GIV) di un pezzo e trasmettere questo parametro all’unità di controllo di una macchina operatrice, posta a valle dell’apparato, per la lavorazione del pezzo e la correzione di eventuali errori di ortogonalità tra le superfici del pezzo che definiscono quell’angolo.
10. 10. Metodo per misurare l’angolo, ovvero la squadratura, definito dall’intersezione tra un bordo orizzontale e un bordo verticale di pezzi (G) alimentati ad una macchina utensile lungo una direzione longitudinale (A), comprendente le fasi: a) portare e mantenere il pezzo (G) in arresto contro un elemento di finecorsa (101) corrispondente allo zero di un sistema di riferimento a due assi ortogonali X, Y avente l’asse X orizzontale parallelo alla direzione longitudinale (A) e l’asse Y verticale, ovvero ortogonale all’asse X; b) portare un elemento tastatore (104) in contatto con almeno un bordo verticale (G3) del pezzo, in corrispondenza di uno o più punti di ciascun bordo, e rilevare le coordinate di tali punti rispetto al sistema di riferimento X, Y; c) sulla base delle coordinate rilevate alla fase b), calcolare l’estensione e/o l’orientamento del bordo verticale nel sistema di riferimento X, Y; d) mantenere stazionaria la posizione verticale dell’elemento tastatore (104) in contatto con un bordo orizzontale (G2) del pezzo (G) e traslare orizzontalmente il pezzo (G) per rilevare le coordinate di suoi punti; e) sulla base delle coordinate rilevate, calcolare l’angolo che i bordi (G3, G4) definiscono.
11. 11. Metodo secondo la rivendicazione 10, in cui le fasi dalla a) alla e) sono attuate con l’apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-7.