ITFR20120006A1 - Metodo ed apparecchiatura per lo sfogliamento da pile, il trasporto e il posizionamento di fogli sottili di plastica costituenti l'intercalare di vetrature accoppiate per autovetture o per edilizia o elementi di arredamento. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione avente per TITOLO:

METODO ED APPARECCHIATURA PER LO DA PILE, IL TRASPORTO ED IL POSIZIONAMENTO DI FOGLI SOTTILI DI PLASTICA COSTITUENTI

L'INTERCALARE DI VETRATURE ACCOPPIATE PER AUTOVETTURE O PER EDILIZIA O ELEMENTI DI ARREDAMENTO.

La presente invenzione si riferisce ad un metodo e ad un'apparecchiatura per lo sfogliamento di singoli fogli di materiale plastico flessibile, destinati a costituire l'intercalare di venature laminate, prelevandoli da pile di fogli tagliati in precedenza il materiale solitamente utilizzato per la realizzazione di venature accoppiate, vale a dire conposte da due o più lastre piane o curve di vetro unite mediante processi termici e barici da fogli di plastica, è il Polivinilbutinale, comunemente detto PVB, pur non mancando nella pratica industriale l’uso di altri materiali plastici, quali l’EVA (Etilenevinilacetato) utilizzato nella fabbricazione di pannelli fotovoltaici. Le vetrate laminate sono largamente impiegate nell’industria del vetro automobilistico (parabrezza, tettucci ed alni veni), del vetro per edilizia (porte e finestre di sicurezza) e dei prodotti di arredamento (ripiani di tavoli, pareti doccia, ecc.). Due o più vetri piani o curvi sono tra loro uniti mediante fogli di plastica che vengono inseriti tra i veni. Successivi processi termici e barici in forni ed autoclavi, portano alla polimerizzazione dei fogli plastici che aderiscono ai due vetri all’interno dei quali si trovano diventando al tempo stesso trasparenti. Oltre ad una funzione di carattere meccanico, in molti casi, ad esempio nel caso dei vetri automobilistici, gli intercalari svolgono anche fondamentali finizioni dal punto di vista ottico ed acustico (aumenta notevolmente la resistenza acustica della vetratura): recentemente, si impiegano anche per la proiezione di informazioni al guidatore nei cosiddetti Head Up Display integrati nel parabrezza. Il processo di accoppiamento delle lastre di vetro con i fogli di materiale plastico prevede che questi ultimi siano precedentemente tagliati da rotolo in forme rettangolari o trapezie e, talvolta, che siano sottoposti a deformazioni tali da far loro assumere una forma piana “a banana” laddove i due lati maggiori del rettangolo o del trapezio vengono incurvati con un’operazione di tensionamento detta stretching. Il processo di stretching rende la forma del foglio più simile a quello delle lastre di vetro con il quale si deve accoppiare, riducendo così il consumo di materiale e, nel caso di parabrezza con banda colorata, rendendo quest’ultima di larghezza uniforme. I tensionamenti presenti nei fogli di plastica ritagliati, siano essi dovuti allo stretching o semplicemente alla bobinatura dei rotoli, comportano che i fogli si deformino nel tempo rilassando le tensioni interne. Per questo motivo, i fogli devono essere tagliati con anticipo rispetto al momento dell’impiego: i fogli vengono accatastati in pile contenenti molti (fino a 200) pezzi che vengono disposte su vassoi trasportabili. Le pile restano in magazzino a temperatura ed umidità controllate per ore o giorni.

Al momento dell’impiego i vassoi vengono portati alla linea di assemblaggio dei vetri che trasporta i vetri a coppie: gli operatori, nel caso di operazione manuale, prelevano un singolo foglio alla volta dalla sommità della pila e lo depositano sopra ad uno dei due vetri, completando poi l’operazione sovrapponendo il secondo vetro al foglio di plastica già deposto sul primo. Se la venatura prevede più di due vetri (vetri blindati o per edilizia) l’operazione si ripete con un altro foglio di plastica ed un’altra lastra di vetro. L’operazione è resa difficoltosa dall’adesione tra foglio e foglio: questa aumenta normalmente al passar del tempo ed è più marcata in fondo alla pila dove la pressione dovuta al peso dei fogli sovrastanti è maggiore. Dipende altresì dal tipo di materiale plastico, ad esempio il PVB “acustico”, dotato cioè di particolare resistenza acustica, risulta più adesivo di quello “normale”. L’operazione risulta quindi poco ergonomica, richiedendosi talvolta notevoli sforzi per separare tra loro i fogli di plastica e mal si adatta a linee di produzione ad elevata cadenza. Per questi stessi motivi risulta particolarmente difficile l’automazione di questa operazione. Il foglio deve essere staccato parzialmente in corrispondenza di un bordo prima di poter essere preso e tirato con la forza richiesta dall’operazione. Data l’elevata adesione tra i due fogli, questi devono essere separati crai sforzi di taglio applicati risvoltando il foglio di 180° ed esercitando su di esso una trazione secondo una direzione parallela alla superficie del foglio stesso. Inoltre, una volta distaccato, il foglio deve essere trasportato e deposto con precisione più o meno elevata sopra ad un vetro, in genere curvo, dalle forme e dimensioni più varie o, secondo un processo alternativo, sul piano di una macchina di taglio a sagoma che taglia il foglio esattamente secondo lo sviluppo della superficie del vetro sul quale viene successivamente deposto. Si richiede quindi che il foglio valga manipolato con una precisione di 2÷3 mm nel primo caso e migliore di 1 mm nel caso dei fogli tagliati secondo la sagoma del vetro. La presente invenzione prevede l’impiego di un robot (100), dotato di un’apparecchiatura (200) per prelevare un singolo foglio (311) da una pila (310) posta su di un vassoio (300). L’apparecchiatura (200) è dotata di tre utensili sfogliatoti (210a e 210b, 230) ed ulteriori due utensili di presa (240 e 250), nonché di dispositivi (260, 270 e 280) per il loro relativo posizionamento al variare della forma e delle dimensioni del foglio (311).

Lo sfogliamento avviene utilizzando i tre utensili (210a e 210b, 230) che sono muniti di una pinza ad aghi (220) ed una morsa (222) a comando pneumatico. Grazie a sistemi di adattamento, la superficie della pinza (220) dal quale fuoriescono gli aghi (227) si adatta a quella del foglio: gli aghi penetrano nel materiale plastico con un forte angolo rispetto alla normale al foglio e da quattro direzioni diverse. La corsa degli aghi (227) è registrabile micrometricamente così da non farli uscire dallo spessore del foglio da prelevare. I lembi del fogli dove agiscono i tre utensili (210a e 210b, 230) vengono sollevati dalla rotazione degli stessi che avviene intorno ad assi giacenti sul foglio stesso. I lembi sollevati sono poi bloccati dalle morse (222) azionate da cilindri roto-traslanti (219). Il foglio viene quindi distaccato dal robot (100) trascinando l’apparecchiatura (200) orizzontalmente e provocando il progressivo distacco per svolgimento del foglio (311) dal sottostante. Il foglio viene deposto su di un piano e ripreso dal robot (100) con l’ausilio dei tre utensili (210a e 210b, 230) e di due utensili di presa (240 e degli utensili al foglio (3 sono eseguite con l’ausilio di una telecamera (224) ed un illuminatore (non raffigurato), solidali agli utensili (210a e 210b).

Diverse invenzioni sono state proposte per l’automazione di alcune di queste operazioni. Nella domanda di brevetto europeo EP 1 052 206 A2 presentata da TAI si descrive, ad esempio, una apparecchiatura dedicata alla sola operazione di sfogliamento, senza peraltro affrontare le problematiche connesse al successivo prelievo e trasferimento del fòglio. Q posizionamento degli utensili - due in questa invenzione - rispetto alla pila di fogli deposta su di un vassoio, richiede che quest’ultima sia stata precedentemente centrata da un operatore con l’ausilio di un sistema meccanico di battute di riferimento: irregolarità nella formazione della pila non possono essere conpensate dal sistema e possono dar luogo a mancate prese da parte degli utensili sfogliatoli che, per il loro peculiare modo di funzionare, devono ciascuno trovarsi molto vicini ad un angolo del foglio. Infine, ciascun utensile esercita sul foglio da prelevare una presa tramite due ventose: attraverso movimenti di allontanamento reciproco e rotazione delle due ventose si provoca lo stiramento locale del foglio che dovrebbe per questo incresparsi e sollevare l’angolo rispetto al foglio sottostante. La rugosità superficiale del PVB e la sua parziale permeabilità all’aria, fanno si però che i livelli di vuoto raggiunti nelle ventose e, di conseguenza, le forze da esse esercitabili siano limitati: è sufficiente che l’adesione tra i fogli salga a valori peraltro normalmente riscontrabili nella pratica che la manovra di increspamento fallisce a causa dello scivolamento delle ventose sul foglio, e con essa la presa del foglio e la sua successiva separazione dal sottostante. In altri casi, pur verificandosi la presa del foglio in corrispondenza di due angoli, la macchina non riesce a sfogliare il foglio a causa della resistenza esercitata dal sottostante foglio al centro tra i due utensili. L’impossibilità di usare un terzo utensile centrale, data l’assenza di un angolo sollevabile, e la limitatezza di movimenti di cui è dotato il carro mobile che porta i due utensili, possono provocare la perdita del foglio durante l’operazione con conseguente blocco della produzione e necessità di un operatore.

Anche nel caso del brevetto europeo EP 03 19251 A2 di Nippon Sheet Glass gli utensili sfogliatori sono muniti di apparati che vanno in contatto con il primo foglio della pila: in questo caso le parti in contatto col foglio sono munite di aghi che vengono fotti penetrare nel primo foglio perpendicolarmente ad esso. La funzione degli aghi è quella di trasmettere forze tangenziali tali da provocare, anche in questa invenzione, l’increspamento del primo foglio in modo tale che altri organi di presa possano “pizzicare” una piega del foglio per sollevarlo e presentarlo ad ulteriori pinze che finalmente operano il vero e proprio sfogliamento e trasporto del foglio.

Nel caso di entrambi i brevetti, la riuscita dell’operazione dipende dalla poco prevedibile reazione del foglio a sollecitazioni di trazione e torsione nel proprio piano: detta reazione, della quale interessano solo le deformazioni indotte perpendicolarmente al foglio, vale a dire il sollevamento dell’angolo del foglio, nel caso del brevetto EP 1 052206 A2, e la formazione di grinze, nel caso del brevetto EP 0 319 25 1 A2, dipende da molteplici fattori, il principale dei quali è il livello di adesione tra i fogli, ma che includono anche le caratteristiche meccaniche del materiale componente il foglio, la forma e dimensione del foglio e la posizione dell’utensile rispetto ai bordi del foglio.

Per risolvere le problematiche summenzionate e per consentire all’apparato di svolgere le ulteriori funzioni di individuazione della posizione della pila, del trasporto e del preciso posizionamento del foglio sul vetro, passando, se richiesto dal processo di fabbricazione della vetratura accoppiata, attraverso la fase di taglio a sagoma del foglio, è stata sviluppata la presente invenzione che viene nel seguito descritta con l’ausilio delle figure 1, 2, 3, 4, 5 e 6. La soluzione qui descritta rappresenta soltanto una delle possibili forme realizzative dell’invenzione e viene fornita al solo scopo di rendere l’invenzione fàcilmente comprensibile ai tecnici del settore.

La fig. 1 rappresenta l’assieme delle apparecchiature costituenti l’invenzione.

La fig. 2 mostra in dettaglio uno degli utensili sfogliatoli (210a e 210b), tra loro uguali, che sono posti alle due estremità del sistema di regolazione (260).

La fig. 3 mostra in dettaglio la pinza ad aghi (220).

La fig. 4 rappresenta lo schema degli assi intorno ai quali ruotano le pinze (220).

La fig. 5 rappresenta la sequenza di presa del foglio (311) tramite la morsa (222).

La fig. 6 mostra in dettaglio gli utensili di presa (240 e 250), tra loro uguali, che sono posti alle due estremità del sistema di regolazione (270).

La fig. 1 mostra un robot antropomorfo (100) munito di una apparecchiatura di manipolazione (200) collegata alla propria flangia (101), non raffigurata. I movimenti del robot sono programmati e controllati mediante il quadro di controllo (102). Robot antropomorfi idonei all’applicazione per portata, sbraccio e precisione sono, ad esempio, gli ABB IRB6640-185/2.8 e simili, i FANUC R-2000;B/175L e simili, i KUKA KR 180 L150-2 e simili, il COMAU NH3 165-3.0 e simili. L’apparecchiatura di manipolazione (200) del foglio è costituita da un telaio portante (201) collegato alla flangia (101) del robot; due utensili sfogliatoli (210a e 210b) posti esternamente ed uno centrale (230); due organi di presa per il trasporto (240 e 250); un sistema di regolazione (260) della distanza tra i due utensili sfogliatoli (210a e 210b), posti alle estremità dell’apparecchiatura (200), composto da due guide di scorrimento a circolazione di sfere (261 e 262), una trasmissione (263) con due cremagliere ed un pignone ed un motoriduttore servo (non raffigurato); un analogo sistema di regolazione (270) della distanza tra i due organi di presa (240 e 250), composto da due guide di scorrimento a circolazione di sfere (271 e 272), una trasmissione (273) a due cremagliere ed un pignone ed un motoriduttore servo (non raffigurato); un sistema di regolazione trasversale (280) della distanza tra i due sistemi di regolazione (260 e 270) composto da due coppie di guide di scorrimento a circolazione di sfere (281 e 282), una trasmissione a due cremagliere ed un pignone (283) ed un motoriduttore servo (non raffigurato). I tre sistemi di regolazione (260, 270 e 280) sono idonei a regolare in maniera automatica al momento del cambio produzione la posizione dei cinque dispositivi di presa (210a e 21 Ob, 230, 240 e 250) secondo due direzioni ortogonali in funzione, rispettivamente, della lunghezza del lato maggiore del trapezio costituente il foglio di plastica da prelevare (260), della e (280), essendo le posizioni da assumere memorizzate sotto forma di riceta nel sistema di controllo di tutto l’apparato e realizzate per tramite dei movimenti programmati dei tre motoriduttori servo (non raffigurati), di tipo preferibilmente DC brushless con incorporati amplificatore, encoder assoluto ed interfaccia per bus di campo, del tipo, ad esempio, BERGER LAHR IFE71 o STEGMANN HDA70. Nella stessa fig. 1 sono visibili il vassoio (300) sul quale è posizionata una pila (310) di fogli di plastica, il più in alto dei quali (311) deve essere sfogliato per primo: il vassoio si muove su di un trasportatore a catene (400), all’interno del quale è disposto un sistema di tenuta (500) del vassoio costituito da quattro ventose (510, 511, 512 e 513) azionate verticalmente da altrettanti cilindri pneumatici (521 , 522, 523 e 524). Il vassoio (300) viene portato da una linea di trasporto, il cui ultimo elemento è il trasportatore (400), alla stazione di sfogliamento. Qui si arresta, le quattro ventose (510, 511, 512 e 513) salgono azionate dai cilindri (521, 522, 523 e 524) e tengono in posizione il vassoio (300) durante le operazioni di sfogliamento.

Sono rappresentali in fig. 2: la flangia di attacco (211) dell’utensile a quella del robot (100), munita di sistema manuale di orientamento intorno ad un asse perpendicolare alla stessa flangia; un telaio di sostegno (212) sulle cui pareti verticali sono montate due guide a settore circolare (213a e 213b) a circolazione di sfere, ad esempio di tipo THK HCR15A1LL+60/150R, i pattini delle quali sono collegati ad un equipaggio basculante (214) la cui rotazione è comandata dal cilindro senza stelo (215), montato su di una fiancata del telaio (212), e limitata dal cilindro pneumatico (216); un cilindro pneumatico senza stelo (217), con pattino scorrevole su guide a circolazione di sfere, ad esempio di tipo FESTO DGSL-16-50, montato sull’equipaggio basculante (214); un equipaggio mobile verticalmente (218), mosso dal cilindro (217), al quale sono collegati un cilindro pneumatico rototraslante (219), che combina un movimento di traslazione dello stelo con un movimento di rotazione di entità regolabile dello stesso, ad esempio di tipo FESTO DSL-25-25-270-P-A-S2-KF-B, ed una pinza ad aghi (220), montata su di un supporto basculante (221); un piatino (222), collegato all’estremità dello stelo del cilindro roto-traslante (219), impiegato come morsa per tenere il foglio di plastica durante la manovra di sfogliamento e le successive manipolazioni; un eiettore a lama (223) alimentato ad aria conpressa filtrata; una telecamera CCD ad alta definizione (224), ad esempio di tipo AVT F201-B con 1,600x1,200 pixel, per inquadrare il sottostante foglio di plastica con l’ausilio del sistema di illuminazione anulare, ad esempio di tipo DCM ALS1612. terzo utensile sfogliatore (230), posto in posizione centrale, è uguale ai due utensili (210a e 210b), fetta eccezione per l’assenza della telecamera (224) e del sistema d’illuminazione.

La fig. 3 mostra in dettaglio la pinza ad aghi (220), che può, ad esempio, essere di tipo SOMMER ST-40 . La pinza è dotata di un corpo cilindrico (226) all’ interno del quale si trova il cilindro pneumatico (non raffigurato) che aziona la fuoriuscita degli aghi. coperchio (228) del corpo (226) è dotato di scanalature attraverso le quali quattro serie di aghi (227) fuoriescono: gli aghi sono realizzati in acciaio temperato. Ciascun ago è inclinato di 60° rispetto all’asse della pinza, ha un diametro inferiore al millimetro, ad esempio 0.7 mm, e la punta acuminata. La fuoriuscita degli aghi è registrabile tramite una ghiera micrometrica (225) sul corpo (226) della pinza e può variare da 0 a 2 mm in funzione dello spessore del foglio, così da non attraversarlo completamente e non inserirsi nel sottostante foglio. Grazie all’inclinazione elevata degli aghi (227) rispetto alla normale al foglio (311) ed alla disposizione di detti aghi in file orientate secondo direzioni contrapposte, la pinza può esercitare una forza di trazione sul foglio superiore a 150 N.

Il funzionamento degli utensili sfogliatori è il seguente: il robot (100) posiziona l’apparecchiatura di manipolazione (200) in una posizione nominale tale che le due telecamere (224) solidali ai due utensili (210a e 210b), con rausilio dei due sistemi di illuminazione, individuino la posizione di due vertici del foglio (311): il sistema di controllo dell’intero apparato, del quale fe parte il sistema di visione delle due telecamere, calcola le coordinate effettive del punto intermedio del segmento congiungente i due vertici del foglio ed il suo orientamento. Le suddette informazioni sono trasmesse al sistema di controllo del robot, collegato col sistema di controllo dell’apparato tramite un’interfaccia di trasmissione dati quale, ad esempio, Ethernet o Profibus o DeviceNet, il quale corregge conseguentemente la posizione dell'apparecchiatura (200) in modo tale da posizionare i due utensili sfogliatoli (210a e 210b) nella giusta posizione rispetto ai due suddetti vertici del foglio ad una prefissata distanza dagli stessi In questa situazione, gli equipaggi basculanti (214) si trovano in una posizione tale da mantenere verticale l’asse dei cilindri (217): ciò si ottiene comandando nel verso opportuno i cilindri (215) e limitando la rotazione degli equipaggi basculanti (214) inserendo un perno di arresto spinto in avanti dal cilindro (216). Gli equipaggi mobili (218) di tutti e tre gli utensili (210a, 210b e 230) vengono quindi abbassati in aria azionando i cilindri (217). Viene quindi commutata la elettrovalvola a tre posizioni che comanda il cilindro (215) in maniera tale da portarla in posizione centrale di “centri in scarico”: allo stesso tempo si ritrae il perno di blocco azionato dal cilindro (216). Il robot abbassa l’apparato (200) finché le due pinze ad aghi (220) non si appoggiano sul primo foglio (311): il coperchio circolare inferiore (228) della pinza (220), dal quale fuoriusciranno gli aghi, può liberamente adattarsi alla giacitura del primo foglio (311) della pila (310) grazie alla libera rotazione intorno ad un asse orizzontale dell’equipaggio basculante (214), ed a quella della culla basculante (221) intomo ad un asse ortogonale al primo. La posizione dell’equipaggio (214), infetti, non è forzata dal cilindro (215), le cui due camere sono entrambe in scarico, né limitata dal perno azionato dal cilindro (216) che è retratto: dal canto loro, le due guide circolari (213a e 213b) consentono la rotazione dell’equipaggio (214) in entrambi i versi. Questa funzione è essenziale, per garantire il contatto tra pinza e foglio, a causa delle irregolarità di giacitura che si presentano tra pila e pila ed all’interno di una stessa pila in funzione di come è stata realizzata o del tipo di foglio. Nel caso, ad esempio, dei fogli di PVB usati per la produzione di parabrezza con Head Up Display, lo spessore del foglio varia dal bordo superiore a quello inferiore di un fattore e così lo spessore della pila, con conseguente inclinazione crescente dei fogli dal basso verso l’alto della pila2 a 1 Dopo 1 ’ auto-adattamento delle tre pinze si comanda la fuoriuscita degli aghi (227) che penetrano il primo foglio (311) della pila. Si comanda quindi la rotazione dell’equipaggio basculante (214) tramite il cilindro (215): l’asse delle due guide circolari (213a e 213b) e quello della culla basculante (221) si trovano sul piano degli aghi e questo fa sì che la pinza (220) ruoti intorno ad un asse orizzontale tangente al suo coperchio inferiore (228). L’orientamento di detto asse nel piano del foglio (311) dipende dalla regolazione iniziale data all’intero utensile sfogliatore rispeto ai bordi del foglio tramite la rotazione manuale della flangia (211): gli utensili estrani (210a e 210b) saranno stati regolati in modo tale che il suddeto asse di rotazione “a” si trovi all’incirca perpendicolare alla bisettrice “b” dei due lati formanti il vertice presso il quale è posizionato ciascun utensile, mentre l’utensile centrale (230) sarà normalmente orientato in maniera fìssa così che l’asse di rotazione “a” sia parallelo al bordo del foglio in mezzeria, come rappresentato in fig. 4.

La rotazione della pinza (220) causa il distacco dal foglio sottostante e l’inclinazione dei due angoli del foglio (311) prossimi ai vertici laddove sono stati posizionati i due utensili (210a e 210b), nonché quella della parte del bordo prossimo all’utensile centrale (230): questo effetto è accentuato dalla ritrazione della pinza (220) operata tramite il cilindro (217) e facilitato dal soffio di aria conpressa filtrata uscente dall’eiettore a lama (223). La sequenza di presa del foglio (311) da parte del piattino (222) , comandata dal cilindro roto-traslante (219), è illustrata in fig. 5:

a) distacco del foglio (311) dal sottostante per effetto della rotazione e sollevamento della pinza (220);

b) estrazione dello stelo: il piattino (222) si porta oltre il coperchio inferiore (228) della pinza (220); c) rotazione dello stelo: il piattino (222) si porta dietro al lembo sollevato del foglio (311); d) ritrazione dello stelo: il piattino (222) inpacca il lembo del foglio (311) contro il coperchio inferiore (228) della pinza (220). Il piattino (222) è sagomato in modo tale da spingere contro il coperchio inferiore (228) della pinza (220) senza entrare in contatto con gli aghi (227).

Il robot (100) muove ora tutta l’apparecchiatura (200) secondo una traiettoria retilinea parallelamente al piano del foglio (311) e perpendicolarmente all’asse delle guide (261). Il foglio (311) viene così progressivamente distaccato dal sottostante foglio per effetto del ripiegarsi all' indietro del foglio (311): completato il distacco, il robot solleva l’apparecchiatura (200) e con essa il foglio che può essere trasportato in verticale. Gli utensili di presa (240 e 250) non sono impiegati nell’operazione di sfogliamento. Il robot (100) deposita quindi il foglio su di un tavolo posto all’interno del suo raggio d’azione. Esso può essere:

- il piano di lavoro di una macchina di taglio a sagoma;

- un piano di servizio dedicato all’operazione di presa del foglio prima del suo deposito su uno dei vetri costituenti la vetratura accoppiata.

In entrambi i casi il robot (100) deposita il foglio (311) sul piano facendolo progressivamente appoggiare sul paino stesso a partire dal lembo libero di oscillare.

Al termine dell’operazione, ed eventualmente di quella di taglio a sagoma eseguita dalla macchina, il robot riprende il foglio, utilizzando tutti e cinque gli utensili (210a, 210b, 230, 240 e 250). Se nel frattempo il foglio è stato tagliato a sagoma, i tre motariduttori servo riposizionano i suddetti utensili in funzione delle minori dimensioni assunte dal foglio dopo il taglio a sagoma. L’operazione può essere anche in questo caso preceduta, se necessario, dall’individuazione della posizione ed orientamento del foglio sul tavolo per mezzo delle due telecamere (224) e dei sistemi d’illuminazione. Gli utensili di presa (240 e 250), tra loro uguali, contengono solo alcuni dei dispositivi presenti negli utensili sfogliatoli. Questi sono (fig. 6): flangia di attacco (241 e 251) alle guide (271 e 272); cilindro guidato verticale (242 e 252), ad esempio di tipo FESTO DFM-16-125; equipaggio mobile (243 e 253) portante a bordo una pinza ad aghi (244 e 254) ed un cilindro roto-traslante (245 e 255), degli stessi tipi di quelli impiegati negli utensili sfogliatoti; piattino (246 e 256) all’estremità dello stelo del cilindro roto-traslante (245 e 255).

Poiché gli utensili di presa operano su fogli giacenti su superfici piane e già separati dai sottostanti fogli, non sono dotati di sistemi di adattamento della giacitura e di rotazione della pinza ad aghi con la quale si preleva il foglio. I piattini (246 e 256) bloccano il foglio dopo che è stato in parte già sollevato.

I cinque utensili sollevano il foglio e lo depositano sul vetro che si trova sulla linea di trasporto in posizione centrata e con la superficie convessa, se curvo, rivolta verso l’alto.

deposito del foglio sul vetro avviene ritraendo per prima cosa gli aghi di tutte le pinze e riaprendo la morsa costituita dal piattino del solo utensile centrale (230) prima di accostare il foglio al vetro, accostando poi il foglio con il movimento del robot di tutta l’apparecchiatura (200) fintanto che la parte centrale dello stesso si appoggia al centro del vetro, proseguendo la discesa dell’apparecchiatura (200) in modo tale da far aderire progressivamente il foglio alla superficie convessa del vetro ed infine riaprendo le quattro morse degli utensili posti alle estremità dell’apparecchiatura (200).

Si segnalano alcune caratteristiche operative dell’apparecchiatura oggetto della presente invenzione, oltre a quelle già indicate nella precedente descrizione:

- i sistemi di regolazione (260, 270 e 280) consentono, se utile, di variare la tensione del foglio, una volta preso, sia allascandolo che tendendolo;

- i sistemi di visione consentono di individuare la posizione di due vertici del foglio, se monocromatico, oppure dei due punti di transizione di colore posti sui bordi laterali del foglio, nel caso di plastica con banda colorata, la cui posizione è specificata in relazione al vetro;

- tutte le regolazioni necessarie per il cambio di produzione possono essere eseguite senza intervento dell’operatore a partire da dati memorizzati sotto forma di ricetta nel sistema di controllo: l’unica regolazione manuale, l’orientamento intorno ad un asse verticale degli utensili (210a e 210b), può essere richiesta solo nel caso di angoli in corrispondenza dei vertici eccezionalmente elevati; l’apparecchiatura è dotata di sensori atti a rilevare situazioni normali o anomale di funzionamento che si possono presentare, quali: fine della pila, mancata presa da parte di una delle morse (222, 246/256) o perdita del foglio durante il trasporto. I relativi dispositivi, sebbene non descritti, sono di semplice realizzazione per gli esperti del settore, essendo basati sulla verifica dell’isolamento ohmico tra il piattino (222 e analoghi) e la pinza (220 e analoghi), esistente in presenza del foglio. sistema di visione rivela l’assenza di fogli sul vassoio vuoto. Sistemi più sofisticati, facenti uso di trasduttori di posizione di tipo LVDT o resistivo, possono essere usati in maniera differenziale per misurare la differenza di quota tra il foglio in cima alla pila ed il vassoio, potendosi così prevedere con anticipo l’esaurimento del vassoio e predisporne la sostituzione.

- a differenza di altre metodologie esaminate, il materiale costituente il foglio di plastica non viene deformato da grinze, pieghe, ondulazioni, né schiacciato da pinze che provocano ripiegature locali di 180° (pizzicotti). Ciò è importante per le successive operazioni che richiedono la planareità del foglio, quali il taglio a sagoma ed il centraggio del foglio mediante sistemi di visione.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per sfogliare un fòglio di plastica (311) da una pila di fogli (310) caratterizzato dal di impiegare un robot (100), preferibilmente di tipo antropomorfo, portante un’apparecchiatura (200) atta a sfogliare, trasportare e depositare detto foglio (311) sulla superficie di un vetro piano o curvo con il quale detto foglio costituirà, insieme ad albi vetri ed eventualmente ad altri fogli, una vetratura accoppiata.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal feto die l’apparecchiatura (200) è equipaggiata con due utensili sfogliatoli (210a e 210b), da posizionarsi vicino ai due vertid del foglio (311), dotati di telecamere (224) ed illuminatori atti ad individuare la posizione dei suddetti due vertici del foglio (311), di un terzo utensile sfogliatone (230), da posizionarsi in prossimità della mezzeria del lato del foglio che congiunge i due suddetti vertici e di due ulteriori utensili di presa (240 e 250) che sono impiegati durante il trasporto ed il deposito del foglio (311 ) sul vetro.
3. 3. Metodo secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal feto che gli utensili sfogliatoti sono dotati di dispositivi atti a garantire la complanareità tra il coperchio circolare inferiore (228) della pinza ad aghi (220), dal quale fuoriescono, al momento in cui sono comandati pneumaticamente, gli aghi (227) ed il foglio (311) posto in cima alla pila (310), essendo detti dispositivi costituiti da: due guide circolari (213a e 213b) e da un elemento basculante (221) aventi assi di rotazione giacenti nel piano di detto coperchio (228) della pinza (220) e tangenti a detto coperchio (228); un cilindro pneumatico (215), con elettrovalvola di comando a tre posizioni con posizione centrale in scarico, così da rendere inattivo il cilindro nella fese di adattamento della giacitura del coperchio (228) della pinza (220) al foglio (311) causato dal movimento di discesa dell’apparecchiatura (200) prodotto dal robot (100); un cilindro pneumatico verticale senza stelo (217), con pattino scorrevole su guide, al quale è collegato l’equipaggio mobile (218) portante la culla basculante (221) alla quale è collegata la pinza (220), essendo detto cilindro (217) capace di arretrare all’atto del contatto della pinza (220) contro il foglio (311) per effetto del movimento imposto dal robot (100).
4. 4. Metodo secondo le rivendicazioni 1, 2 e 3, caratterizzato dal fatto che la presa del foglio di plastica (311) posto in cima alla pila (310) è effettuata in un primo tempo mediante l’inserimento di quattro file di aghi (227), disposte secondo diversi orientamenti, preferibilmente a 90° l’una dall’altra, avendo gli aghi un’inclinazione notevole rispetto alla normale alla superficie del foglio (311), fino a 60°, ed una fuoriuscita comandata pneumaticamente dalla pinza (220), regolabile micrometricamente, che consente agli aghi di penetrare in direzione obliqua lo spessore del primo foglio (311) senza fuoriuscirne e penetrare il sottostante foglio e successivamente, dopo che la pinza (220) è stata ruotala dall’azione del cilindro pneumatico (215), la cui elettrovalvola è stata commutata nella posizione idonea a mettere in pressione l’opportuna camera del cilindro stesso, e, conseguentemente un lembo del foglio (311) in prossimità dei tre utensili sfogliatoli (210a, 210b e 230) ha ruotato trascinato dagli aghi (227), mediante la traslazione in avanti, la rotazione e la traslazione indietro di un piattino (222) azionato da un cilindro pneumatico roto-traslante (219), così da bloccare il foglio tra il piattino stesso (222) ed il coperchio (228) della pinza (220), senza interessare gli aghi (227).
5. 5. Metodo secondo le rivendicazioni 1, 2, 3 e 4, caratterizzato dal fette che il distacco del foglio (311) dal sottostante foglio è completalo dal movimento dell’apparecchiatura (200) per effetto di quello del robot (100) al quale l’apparecchiatura (200) è collegala, in una direzione ortogonale al lato del foglio (311) sul quale agiscono i tre utensili sfogliatoti (210, 210b e 330).
6. 6. Metodo secondo le rivendicazioni 1, 2, 3 e 4, caratterizzato dal fatto che il successivo trasporto del foglio (311) da un piano di lavoro appositamente predisposto o appartenente ad una macchina di taglio a sagoma del foglio (311), è effettuato dai medesimi tre utensili sfogliatoti (210, 210b e 330) e da ulteriori due utensili di presa (240 e 250), anch’essi dotati di pinze ad aghi, essendo le posizioni relative di detti cinque utensili modificabili in maniera automatica mediante tre sistemi (260, 270 e 280) costituiti, ciascuno, da un motoriduttore servo che muove una trasmissione in grado di spostare in modo speculare una coppia dei suddetti utensili (210 e 210b, ovvero 240 e 250), ovvero due interi sistemi di regolazione (260 e 270) fino a portarli nelle posizioni indicate in una ricetta memorizzata nell’unità di controllo dell’intera apparecchiatura, potendosi atuare deti movimenti di regolazione vuoi al momento del cambio di produzione, al variare della forma o delle dimensioni del foglio (311), vuoi per adatare le posizioni dei cinque utensili alle ridotte dimensioni del foglio (311) dopo che questi è stato tagliato a sagoma da una macchina di taglio a controllo numerico, vuoi per tendere o allascaie il foglio (311) durante il trasporto ed il deposito finale sul vetro.
7. 7. Apparecchiatura (200) per sfogliare un foglio di plastica (311) da una pila di fogli (310) comprendente: un telaio (201) collegato alla flangia di un robot (100) antropomorfo; tre utensili sfogliatoli (210a e 210b, 230); due utensili di presa (240 e 250); tre sistemi di regolazione (260, 270 e 280) delle posizioni degli utensili (210a, 210b, 230, 240 e 250), essendo deti sistemi di regolazione mossi da motoriduttori servo, preferibilmente di tipo DC brushless con integrati encoder assoluto, amplificatore di potenza e interfaccia con bus di campo.
8. 8. Apparecchiatura (200) secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che gli utensili sfogliatoli (210a e 210b) sono costituiti da: una flangia di attacco (211) alle guide (261 e 262) del sistema di regolazione (260), munita di sistema manuale di orientamento intorno ad un asse perpendicolare alla stessa flangia; un telaio di sostegno (212) sulle cui pareti verticali sono montate due guide a settore circolare (213a e 213b) a circolazione di sfere, i pattini delle quali sono collegati ad un equipaggio basculante (214) la cui rotazione è comandata dal cilindro pneumatico senza stelo (215), montato su di una fiancata del telaio (212), e limitata dal cilindro pneumatico (216); un cilindro pneumatico senza stelo (217), con pattino scorrevole su guide a circolazione di sfere, montato sull’equipaggio basculante (214); un equipaggio mobile verticalmente (218), mosso dal cilindro (217), al quale sono collegati un cilindro pneumatico roto-traslante (219), che combina un movimento di traslazione con un movimento di rotazione di entità regolabile dello stelo, ed una pinza ad aghi (220), montata su di un supporto basculante (221); un piattino (222), collegato all’estremità dello stelo del come morsa per tenere il foglio di plastica durante la manovra di sfogliamento e le successive manipolazioni; un eiettore a lama (223), alimentato ad aria compressa filtrata, per facilitare la separazione del foglio (311) dal sottostante; una telecamera ad alta definizione (224), per inquadrare il sottostante foglio di plastica (311) con l’ausilio di un sistema di illuminazione ; laddove il terzo utensile sfogliatole (230), posto in posizione centrale, è uguale ai due deti utensili (210a e 210b), fetta eccezione per l’assenza della telecamera (224) e del sistema d’illuminazione .
9. 9. Apparecchiatura (200) secondo le rivendicazioni 7 e 8, caratterizzata dal fetto che le pinze ad aghi (220 e 244 e 254) comprendono: un corpo cilindrico (226) all’interno del quale si trova un cilindro pneumatico che aziona la filoriuscita degli aghi; un coperchio (228) dotato di scanalature attraverso le quali quattro serie di aghi (227) in acciaio temperato, disposte secondo direzioni mutuamente ortogonali, fuoriescono, essendo ciascun ago inclinato di 60° rispetto all’asse della pinza ed avendo un diametro inferiore al millimetro, preferibilmente 0.7 mm, e punta acuminata, essendo la filoriuscita di detti aghi (227) di entità registrabile nel campo da 0 a 2 mm, in funzione dello spessore del foglio, tramite una ghiera micrometrica (225) posta sul corpo (226) della pinza, così da inserirsi in esso in direzione obliqua, senza atraversarlo completamente ed inserirsi nel sottostante foglio, e da esercitare sul foglio (311) uno sforzo di trazione in direzione ortogonale al foglio (311) di entità superiore ai 150 N grazie all’inclinazione con la quale gli aghi (227) penetrano il foglio (311 ) ed alle contrapposte direzioni di inserimento nel foglio stesso.
10. 10. Apparecchiatura (200) secondo le rivendicazioni 7, 8 e 9, caratterizzata dal fetto che la stessa è idonea anche a trasportare e depositare il foglio (311) sfogliato prelevandolo in cinque punti con gli utensili sfogliatoti (210a, 210b e 230) e con due utensili di presa (240 e 250), essendo questi ultimi costituiti da: una flangia di attacco (241 e 251) alle guide (271 e 272); un cilindro pneumatico guidato verticale (242 e 252); un equipaggio mobile (243 e 253) portante a bordo una pinza ad aghi (244 e 254) ed un cilindro roto-traslante (245 e 255) con all’estremità dello stelo un pattino (246 e