ITMI20100540A1 - "apparecchiatura per la verniciatura o spruzzatura automatizzata di pezzi" - Google Patents

Description

Descrizione di un brevetto di invenzione a nome:

La presente invenzione riguarda un’apparecchiatura per la verniciatura o spruzzatura automati zzata di pezzi supportati da strutture fisse o mobili, in particolare pezzi appesi, e più in particolare pezzi aventi due dimensioni decisamente maggiori rispetto alla terza.

Nel campo della verniciatura industriale di manufatti, per esempio serramenti, cancelli e moduli di recinzioni, si fa uso di robot dotati di pistole di spruzzatura.

Possono essere del tipo detto antropomorfo (mutuati dall’industria automobilistica), di concezione simile, ma più leggeri rispetto a robot utilizzati per altri tipi di lavorazione (come per esempio la movimentazione di pezzi), non essendo richiesta una precisione così elevata. Questi robot hanno lo svantaggio del notevole ingombro al suolo e della limitata portata spaziale di verniciatura (hanno un braccio che non permette di verniciare pezzi o insieme di pezzi di lunghezza superiore a 3 metri), a meno di posizionare il robot su una slitta motorizzata, con i relativi costi aggiuntivi. Il costo di questi robot è accettato dal mercato solo perché viene paragonato al costo di una verniciatura eseguita da un operatore. Inoltre l'impedimento al suolo costituito dallo stesso robot all'interno della cabina di verniciatura impedisce una pulizia accurata del pavimento, oltre a non consentire che un operatore possa sostituirsi al robot per verniciare pezzi speciali.

Per ovviare a questi inconvenienti si è pensato di appendere il robot ad una struttura di sostegno la quale, nel caso si debbano ad esempio verniciare serramenti, cancelli o moduli di recinzione (che sono pezzi con due dimensiono decisamente maggiori della terza) deve avere un'altezza di 4 metri e una carpenteria piuttosto pesante, e di conseguenza costosa, a causa del carico sia statico che dinamico che deve sopportare.

E' da tener presente che un robot antropomorfo è adatto alla verniciatura di un solo lato del pezzo. Questo costringe ad una difficile movimentazione del pezzo, la quale comprende anche la rotazione di quest'ultimo di 180°, così da esporre entrambi i lati del pezzo all'azione dei mezzi di spruzzatura costituiti da un'unica pistola di spruzzatura. Una tale operazione è assai onerosa, incidendo in modo significativo sui tempi di produzione (richiede infatti circa 20-30 secondi), e in genere comporta anche lo spostamento dello stesso robot, al fine di consentire la rotazione di 180° del pezzo. Per questo sono necessari spazi significativi in pianta.

Soluzioni come la sospensione del robot, o il montaggio di esso su strutture mobili (come slitte che aggiungono un movimento di translazione), n on attenuano i sopra citati inconvenienti in misura apprezzabile e comunque accrescono notevolmente il costo e la complessità dell’impianto.

Un altro tipo di robot utilizzato allo scopo è costituito dai cosiddetti robot cartesiani, particolarmente impiegati per la verniciatura di serramenti, anche molto lunghi (fino a 5-6 metri). Tali robot presentano lo stesso svantaggio degli antropomorfi riguardo alla rotazione del pezzo di 180°.

Esistono robot cartesiani che appoggiano direttamente a terra oppure sono appesi ad un'apposita struttura così da agevolare la pulizia del pavimento della cabina di verniciatura, oltre a rendere possibile l'eventuale sostituzione temporanea da parte di un operatore. Anche questi robot hanno normalmente una sola pistola di spruzzatura portata da un mezzo di supporto che può translare in almeno una direzione prestabilita, normalmente in due o tre direzioni prestabilite, in genere ortogonali tra loro (in pratica le direzioni degli assi cartesiani X, Y e Z). E' stato fatto il tentativo di montare due pistole di spruzzatura, invece di una, sul suddetto mezzo di supporto. Ciò non permette tuttavia di ottenere una significativa riduzione dei tempi di verniciatura, dato che le due pistole compiono in sostanza la stessa operazione.

Va tenuto presente che il pezzo da verniciare può essere in posizione fissa o essere movimentato, per esempio essere fatto traslare in una direzione durante la verniciatura, e può essere sostenuto da una struttura posta a terra o appeso a una bilancella a sua volta sospesa.

Almeno parte dei problem i sopra delineati, ma anche tutti, se lo si vuole, vengono ora risolti mediante un'apparecchiatura per la verniciatura o spruzzatura automatizzata di pezzi sostenuti da una struttura di supporto od un dispositivo di movimentazione, in particolare manufatti appesi aventi due dimensioni decisamente preponderanti rispetto alla terza, l'apparecchiatura comprendendo mezzi spruzzatori spostabili nei due sensi in almeno una prima direzione prestabilita, caratterizzata dal fatto che i mezzi spruzzatori comprendono almeno due pistole di spruzzatura portate da relativi, distinti, mezzi di sostegno spostabili indipendentemente nei due sensi nel la suddetta prima direzione prestabilita, i mezzi di sostegno potendo anche spostarsi solidalmente nei due sensi in almeno una seconda direzione prestabilita ortogonale alla prima.

Secondo un aspetto dell’invenzione, i mezzi di sostegno possono anche spostasi solidalmente nei due sensi in un a terza direzione prestabilita Z ortogonale alle prime due X e Y.

Preferibilmente la prima direzione, che indicheremo con Y, è sostanzialmente verticale e la seconda X e la terza Z sostanzialmente orizzontali.

Preferibilmente i pezzi sono appesi ad un dispositivo di movimentazione.

Secondo un aspetto preferito, l'assieme dei suddetti mezzi di sostegno può ruotare solidalmente attorno ad un asse parallelo ad una delle suddette direzioni prestabilite. In particolare tale rotazione è convenientemente di 180°.

L’invenzione sarà ora meglio illustrata, mediante la descrizione di due sue forme di realizzazione esemplificative. In tale descrizione si farà riferimento ai disegni allegati, in cui: le figure 1 e 2 rappresentano schematicamente una vista rispettivamente frontale ed in pianta di una prima apparecchiatura secondo la presente invenzione;

le figure 3 e 4 rappresentano schematicamente una vista rispettivamente frontale ed in pianta di una seconda apparecchiatura secondo l'invenzione.

Come si vede dalle figure 1 e 2, ad un dispositivo di movimentazione 10 (non facente parte della presente invenzione) sono appesi, mediante bilancelle 11, dei pezzi 12 da verniciare. Un robot cartesiano, indicato nel suo complesso con 14, che costituisce in sostanza quella che in precedenza è stata chiamata apparecchiatura per la verniciatura o spruzzatura automatizzata, comprende una colonna verticale 13 appesa ad una trave di scorrimento 15 che ne consente lo spostamento nei due sensi in una direzione orizzontale indicata con X. La colonna 13 comprende a sua volta due mezzi di sostegno (non mostrati per semplicità), spostabili verticalmente nei due sensi in modo indipendente lungo la colonna 13. Tali mezzi di sostegno portano ciascuno una pistola di spruzzatura indicata rispettivamente 16 e 17. Pertanto, come risulta dalla fig. 1, le pistole 16 e 17, spostandosi solidalmente al relativo mezzo di sostegno, possono essere posizionate ad altezze diverse a seconda delle necessità. Ci si rende facilmente conto che l'opportuno p osizionamento delle due pistole 16 e 17 nella direzione Y, che rappresenta la sopra citata prima direzione prestabilita, coordinato con il movimento solidale delle due pistole 16 e 17 nella seconda direzione X, permette una più rapida verniciatura di pezzi di forma anche complessa, in particolare con più listelli paralleli, situazione frequente nel caso di serramenti, cancelli e moduli per recinzioni. E' da notare che il movimento nella seconda direzione prestabilita X può essere effettuato spostando la colonna verticale 13 del robot 14 lungo la trave di scorrimento 15, oppure spostando il pezzo 12 nella direzione X grazie al dispositivo di movimentazione 10, quest'ultimo consentendo la verniciatura seriale di pezzi, in continuo o semicontinuo.

I vari movimenti dei pezzi possono essere effettuati con sistemi di movimentazione noti, per esempio a catena, cinghia dentata o cremagliera, con motori elettrici o di altro tipo, ed essere preferibilmente controllati da un’unità di controllo elettronica, preferibilmente programmabile.

Il robot 14 permette però di verniciare un solo lato del pezzo 12. Per verniciare l'altro lato si dovrà ruotare il pezzo di 180° in modo da esporre l'altra faccia dello stesso alle pistole di spruzzatura 16 e 17. Ciò può essere fatto sia manualmente che, più convenientemente, in modo automatico mediante convenzionali dispositivi.

Nelle figure 3 e 4 è rappresentata una seconda apparecchiatura per la verniciatura o spruzzatura automatizzata secondo l’invenzione, costituita in sostanza da un robot cartesiano, indicato nel suo complesso con 114, ma che presenta la possibilità di movimentazione delle due pistole di spruzzatura 136, 137 lungo tre assi ortogonali tra loro (X, Y, Z). Un dispositivo di movimentazione 110 (che non fa parte della presente invenzione), dotato di ruote 120, è spostabile nei due sensi nella direzione Z, lungo una coppia di binari di translazione 121 appoggiati al suolo, così da poter alimentare in modo semicontinuo pezzi 12 da verniciare/spruzzare alla stazione in cui si trova il robot 114. Il dispositivo di movimentazione 110 comprende due binari orizzontali 122 e 123, paralleli tra loro e alla direzione indicata con X, ai quali binari possono essere appesi, tramite relative bilancelle 124, i pezzi 12 da trattare. Le bilancelle 124 possono scorrere nei due sensi sui binari orizzontali appesi e paralleli 122 o 123 disposti trasversalmente rispetto alla coppia di binari a terra 121. Mediante un dispositivo di accompagnamento 125, di cui è dotato il dispositivo di movimentazione 110, è possibile spingere le bilancelle 124 con i relativi pezzi 12 in modo da farle passare, per esempio, dal binario 123 ad un binario orizzontale 126 ad esso allineato e appeso ad un'apposita struttura 127 indipendente dal robot 114. Il dispositivo di accompagnamento 125 può in particolare essere un convenzionale translatore meccanico dotato di pinza per agganciare le bilancelle 124 e poi spingerle o trascinarle lungo i suddetti binari orizzontali (per esempio i binari 123 e 126). Mediante il dispositivo di accompagnamento 125 è anche possibile riportare le bilancelle 124 con i pezzi 12 verniciati dal binario 126 al 122 o 123. Muovendo lungo la coppia di binari 121 il dispositivo di movimentazione 110 è poi possibile spostare gli stessi pezzi, per ulteriori lavorazioni, in altre stazioni (per esempio in una stazione di essiccazione). Come si vede dalle figure, il binario 126 non si estende per tutta la lunghezza, in direzione X, della struttura 128 del robot 124 per la ragione che risulterà chiara appena più avanti e che si può già intuire guardando la fig. 4. Una volta che una bilancella 124, con il relativo pezzo 12, si trova appeso al binario 126, tale pezzo 12 è esposto alla verniciatura/spruzzatura da parte delle pistole di spruzzatura 136 e 137 del robot 114, spostabili verticalmente lungo la sua colonna 133 in modo indipendente una dall'altra. Come nel caso del robot 14 delle figure 1 e 2, anche per il robot 114 la colonna verticale 133 può spostarsi nei due sensi, in direzione X, lungo una trave di scorrimento 115 facente parte dello stesso robot 114. Tale trave 115 può inoltre translare orizzontalmente nella direzione indicata con Z per passare dalla posizione a tratto intero di fig. 4 alla posizione rappresentata tratteggiata e indicata con 115A nella stessa figura. Pertanto le due pistole di spruzzatura 136 e 137 del robot 114, oltre a poter essere spostate indipendentemente in direzione Y, possono pure essere spostate solidalmente sia in direzione X che in direzione Z. Il fatto che il binario 126, come detto sopra, ha una lunghezza ridotta consente alla colonna verticale 133 del robot 114 di essere posizionata (fig. 4) sia nella posizione 133A che nella posizione 133B, a tale scopo la colonna 133 potendo anche ruotare di 180° attorno al proprio asse verticale. E' pertanto possibile verniciare/spruzzare non solo i due lati del pezzo 12, ma anche i bordi verticali esterni dello stesso.

Si fa notare che per accelerare la sostituzione nella stazione di verniciatura delle bilancelle 11, con i pezzi 12 già verniciati, con altre bilancelle 11 con pezzi 12 ancora da verniciare, invece del solo binario 126 mostrato nelle figure 3 e 4 se ne possono prevedere due, paralleli tra loro e distanziati della stessa distanza che esiste tra i binari 122 e 123 del dispositivo di movimentazione 110. In questo modo, mentre vengono scaricate le bilancelle 11 con i pezzi 12 già verniciati spostandole da uno dei due suddetti binari della stazione fino ad esempio sul binario 122, è contemporaneamente possibile spostare le bilancelle 11 con i pezzi 12 da verniciare dal binario 123 al suddetto secondo binario della stazione, con significativo risparmio di tempo.

Anche nel caso delle figure 3 e 4 la movimentazione può essere eseguita e controllata mediante convenzionali mezzi utilizzati nel settore, sempre tenendo conto delle specifiche variazioni dovute alla presenza delle due pistole di spruzzatura mobili indipendentemente nella direzione Y.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura (14; 114) per la verniciatura o spruzzatura automatizzata di pezzi (12) sostenuti da una struttura di supporto od un dispositivo di movimentazione (10; 110), in particolare manufatti (12) appesi aventi due dimensioni decisamente superiori alla terza, comprendente mezzi spruzzatori (16, 17; 136, 137) spostabili nei due sensi in almeno una prima direzione prestabilita (Y), caratterizzata dal fatto che i mezzi spruzzatori comprendono almeno due pistole di spruzzatura (16, 17; 136, 137) portate da relativi, distinti, mezzi di sostegno spostabili indipendentemente nei due sensi nella suddetta prima direzione prestabilita (Y), i mezzi di sostegno potendo anche spostarsi solidalmente nei due sensi in almeno una seconda direzione prestabilita X ortogonale alla prima (Y).
2. 2. Apparecchiatura (14; 114) secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi di sostegno delle pistole di spruzzatura (16, 17; 136, 137) possono anche spostasi solidalmente nei due sensi secondo una terza direzione prestabilita (Z) ortogonale alle prime due direzioni prestabilite (X, Y).
3. 3. Apparecchiatura (14; 114) secondo la rivendicazione 2, in cui la prima direzione prestabilita (Y) è sostanzialmente verticale e la seconda (X) e la terza (Z) sono sostanzialmente orizzontali.
4. 4. Apparecchiatura (14; 114) secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi di sostegno delle pistole di spruzzatura (16, 17; 136, 137) possono ruotare solidalmente attorno ad un asse parallelo ad una delle suddette direzioni prestabilite (Y).
5. 5. Apparecchiatura (114) secondo la rivendicazione 4, in cui la detta rotazione è di 180°.