ITMO20100312A1 - Cella per la lavorazione automatizzata di lame - Google Patents

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ITMO20100312A1
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Luciano Passoni
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Description

Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo:
“CELLA PER LA LAVORAZIONE AUTOMATIZZATA DI LAME”.
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad una cella per la lavorazione automatizzata di lame, impiegabile in particolare per l’affilatura, la lucidatura e la sbavatura di lame di coltelli, utensili o simili.
E’ noto effettuare la lavorazione automatizzata di lame di coltelli od utensili in genere mediante sistemi dedicati che utilizzano apposite apparecchiature costituite, comunemente, da un braccio robotizzato provvisto di mezzi di presa dell’utensile da lavorare e da una serie di macchine destinate ad effettuare in successione le diverse fasi di lavorazione della lama.
Tali fasi di lavorazione possono prevedere, ad esempio, l’affilatura, la lucidatura e la sbavatura della lama e le macchine destinate ad effettuare tali fasi sono provviste di opportune mole e sono disposte in prossimità del braccio robotizzato secondo un layout prestabilito, ad esempio tra loro affiancate od a raggiera.
Questi sistemi di tipo noto, tuttavia, presentano alcuni inconvenienti.
In particolare, la presenza di macchine distinte per effettuare le diverse fasi di lavorazione e la necessità di disporre tali macchine in modo da risultare facilmente e rapidamente accessibili dal braccio robotizzato portano ad un ingombro complessivo rilevante.
Questo comporta, quindi, la necessità di predisporre spazi grandi ed adeguati per la lavorazione delle lame.
I sistemi di tipo noto, inoltre, devono essere necessariamente smontati per il trasporto e assemblati nuovamente sul sito predisposto per la lavorazione, con conseguente notevole impiego di manodopera qualificata e di tempo. II compito principale della presente invenzione è quello di escogitare una cella per la lavorazione automatizzata di lame che abbia dimensioni ridotte. Altro scopo del presente trovato è quello di escogitare una cella per la lavorazione automatizzata di lame che risulti facilmente trasportabile.
Altro scopo del presente trovato è quello di escogitare una cella per la lavorazione automatizzata di lame che consenta di superare i menzionati inconvenienti della tecnica nota nell’ ambito di una soluzione semplice, razionale, di facile ed efficace impiego e dal costo contenuto.
Gli scopi sopra esposti sono raggiunti dalla presente cella per la lavorazione automatizzata di lame, caratterizzata dal fatto che comprende:
- almeno una struttura di sostegno;
- almeno un braccio robotico articolato supportato da detta struttura di sostegno e provvisto di mezzi di presa di almeno una lama da lavorare;
- almeno un’apparecchiatura di lavorazione di detta lama, supportata da detta strattura di sostegno e provvista di almeno due unità operatrici distinte, destinate ad effettuare differenti fasi di lavorazione su detta lama, e di mezzi di movimentazione di dette unità operatrici per collocare alternativamente una di dette unità operatrici in una posizione di lavoro, ail’intemo del raggio di azione di detto braccio robotico, e l’altra di dette unità operatrici in una posizione di riposo, sostanzialmente allontanata da detto braccio robotico;
- mezzi di alimentazione delle lame da lavorare, supportati da detta struttura di sostegno.
Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di tre forme di esecuzione preferite, ma non esclusive, di una cella per la lavorazione automatizzata di lame, illustrate a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui:
la figura 1 è una vista in assonometria di una prima forma di realizzazione della cella secondo il trovato;
la figura 2 è una vista in assonometria ed in sezione parziale della cella secondo il trovato illustrata in figura 1 ;
la figura 3 è una vista in assonometria ed in sezione parziale di una seconda forma di realizzazione della cella secondo il trovato;
la figura 4 è una vista in assonometria ed in sezione parziale di una terza forma di realizzazione della cella secondo il trovato;
la figura 5 è una vista in assonometria di un particolare della macchina per l’affilatura delle lame della cella secondo il trovato;
la figura 6 è una vista in assonometria di un particolare della macchina per la lucidatura delle lame della cella secondo il trovato;
la figura 7 è una vista in assonometria di un particolare della macchina per la sbavatura delle lame della cella secondo il trovato.
Con particolare riferimento a tali figure, si è indicato globalmente con 1 una cella per la lavorazione automatizzata di lame impiegabile, ad esempio, per raffilatura, la lucidatura e la sbavatura di lame di coltelli.
Non si esclude tuttavia, l’impiego della cella 1 per la lavorazione delle lame di utensili differenti.
La cella 1 è di ridotte dimensioni, compatta e facilmente trasportabile ed è provvista di una struttura di sostegno, indicata complessivamente con il riferimento 2, che comprende un piano di appoggio 3 inferiore ed una parete laterale 4 che si estende lungo tutto il perimetro del piano di appoggio 3.
La parete laterale 4 è provvista di un’apertura 5 per consentire il caricamento e lo scarico dei coltelli da lavorare o lavorati.
Utilmente, la struttura di sostegno 2 può comprendere una copertura 6 superiore che consente un perfetto isolamento dall’ambiente esterno, garantendo quindi un’igiene elevata dell’area di lavorazione delle lame. Utilmente, il piano di appoggio 3 comprende una griglia 7 metallica che si estende lungo tutta la superficie superiore del piano di appoggio stesso e che è atta a consentire il drenaggio del liquido refrigerante utilizzato durante la lavorazione, evitando la scivolosità del piano di calpestio.
La cella 1 comprende, inoltre, un braccio robotico 8, del tipo di un robot antropomorfo, supportato dal piano di appoggio 3 e provvisto di mezzi di presa 9 di una lama da lavorare.
In particolare, il braccio robotico 8 è posizionato in corrispondenza di una posizione sostanzialmente centrale del piano di appoggio 3, in modo da consentire il più ampio raggio d’azione possibile.
Utilmente, i mezzi di presa 9 sono costituiti da una pinza atta ad afferrare il manico di un coltello da lavorare.
La presa del manico consente una manipolazione più semplice del coltello ed una lavorazione ottimale della lama lungo tutta la sua lunghezza.
La cella 1 comprende un’apparecchiatura di lavorazione 10, supportata dal piano di appoggio 3, e provvista di tre unità operatrici 11, 12 e 13 distinte, destinate ad effettuare differenti fasi di lavorazione sulla lama, e di mezzi di movimentazione delle unità operatrici 11, 12 e 13 attorno ad un asse di rotazione A verticale.
In particolare, i mezzi di movimentazione sono atti a collocare alternativamente una delle unità operatrici 11, 12 e 13 in una posizione di lavoro, all’ interno del raggio di azione del braccio robotico 8, e le altre unità operatrici 11, 12 e 13 in posizioni di riposo, sostanzialmente allontanate dal braccio robotico 8.
L’apparecchiatura di lavorazione 10 comprende, in particolare, una base 14 supportata dal piano di appoggio 3 ed un telaio di sostegno 15 che è atto a sostenere le unità operatrici 11, 12 e 13 e che è motabile attorno affasse di rotazione A.
Il telaio di sostegno 15, in particolare, è costituito da una piattaforma orizzontale provvista di distinte aree di alloggiamento di ciascuna delle unità operatrici 11, 12 e 13.
L’apparecchiatura di lavorazione 10 comprende, inoltre, una cabina 16 supportata dalla piattaforma 15 ed atta a contenere le unità operatrici 11, 12 e 13.
La cabina 16, in particolare, ha una conformazione sostanzialmente cilindrica, si estende verticalmente ed è provvista di rispettive aperture di accesso 17 in corrispondenza delle unità operatrici.
L’apparecchiatura di lavorazione 10 comprende, inoltre, un carter 28 anulare che si estende lungo tutto il perimetro della piattaforma 15, sul fondo della cabina 16, e che è atto a raccogliere e convogliare il liquido di raffreddamento utilizzato e gli scarti prodotti durante la lavorazione.
I mezzi di movimentazione delle unità operatrici 11, 12 e 13 attorno all’asse di rotazione A possono essere costituiti da un motore elettrico, non illustrato nelle figure, operativamente collegato al telaio di sostegno 15. Vantaggiosamente, con riferimento alle forme di attuazione della cella 1 illustrate nelle figure, l’apparecchiatura di lavorazione 10 comprende tre unità operatrici 1 1, 12 e 13 disposte sulla piattaforma 15 tra loro sfasate di 120° e costituite, rispettivamente, da una macchina per l’affilatura 11, una macchina per la lucidatura 12 ed una macchina per la sbavatura 13.
Non si esclude, tuttavia, l’impiego di differenti macchine per la lavorazione delle lame e/o una differente disposizione di tali macchine sul telaio di sostegno 15.
In figura 5 è illustrato un dettaglio della macchina per Γ affilatura 11 durante la lavorazione della lama di un coltello, in particolare sono illustrate le mole di affilatura 18.
In figura 6 è illustrato un dettaglio della macchina per la lucidatura 12 durante la lavorazione della lama di un coltello, in particolare sono illustrate le mole di lucidatura 19.
In figura 7 è illustrato un dettaglio della macchina per la sbavatura 13 durante la lavorazione della lama di un coltello, in particolare sono illustrate le mole di sbavatura 20.
Vantaggiosamente le tre fasi di affilatura, lucidatura e sbavatura sono eseguite in sequenza, posizionando all’ interno del raggio di azione del robot prima la macchina per raffilatura 11, poi la macchina per la lucidatura 12 e, infine, la macchina per la sbavatura.
Una volta terminate tutte è tre le fasi di lavorazione sulla lama di un coltello afferrato mediante la pinza 9 e movimentato dal braccio robotico 8, la macchina per raffilatura 11 è riportata all’ interno del raggio di azione del braccio robotico stesso per la lavorazione della lama di un nuovo coltello.
Nelle figure 5, 6 e 7 è illustrato, inoltre, il posizionamento durante le tre fasi di lavorazione della lama del coltello mediante il braccio robotico 8 e la presa del manico del coltello mediante la pinza 9.
Utilmente, la cella 1 comprende mezzi di alimentazione 21 dei coltelli con le lame da lavorare, supportati dal piano di appoggio 3.
In particolare, tali mezzi di alimentazione 21 prevedono l’impiego di una pluralità di contenitori 22 del tipo di cestelli o simili, impilabili l’uno sull’altro e posizionabili aH’intemo di una postazione di lavoro, nel raggio di azione del braccio robotico 8.
Ciascuno dei contenitori 22 è atto ad alloggiare una pluralità di coltelli con le lame da lavorare od una pluralità di coltelli con le lame lavorate.
Con particolare riferimento alla prima forma di realizzazione della cella 1 illustrata nelle figure 1 e 2, i mezzi di alimentazione 21 comprendono due elementi di supporto 23 disposti tra loro affiancati e sui quali possono essere impilati, rispettivamente, i contenitori 22 caricati con i coltelli con le lame da lavorare ed i contenitori 22 con i coltelli con le lame lavorate.
Il braccio robotico 8 stesso effettua il trasferimento dei contenitori 22 da un elemento di supporto 23 all’ altro.
Una volta che i coltelli di tutti i contenitori 22 sono stati lavorati, Γ intera pila può essere prelevata attraverso l’apertura 5.
Con particolare riferimento alla seconda forma di realizzazione della cella 1 illustrata in figura 3, i mezzi di alimentazione 21 comprendono mezzi di trasferimento 24 atti a trasferire i contenitori 22 tra la postazione di lavoro, all’interno del raggio di azione del braccio robotico 8, ed una postazione di carico/scarico, in una posizione facilmente accessibile dall’esterno della cella 1.
I mezzi di trasferimento 24 comprendono una tavola 25 motabile attorno ad un asse verticale e provvista di due distinte porzioni di appoggio destinate ad accogliere rispettivi contenitori 22.
I mezzi di trasferimento 24 comprendono, inoltre, mezzi attuatori del tipo di un motore elettrico o simili, non illustrati nelle figure, atti a ruotare la tavola 25 in modo da collocare alternativamente ciascuno dei contenitori 22 dalla postazione di lavoro alla postazione di carico/scarico, o viceversa. In pratica, inizialmente un contenitore 22 carico di coltelli con le lame da lavorare è posizionato nella postazione di carico/scarico.
La tavola 25 è motata per azione dei rispettivi mezzi attuatori sino a portare il contenitore 22 nella postazione di lavoro.
II braccio robotico 8 può prelevare ciascuno dei coltelli e riposizionarli all’ interno del contenitore 22 una volta lavorate le lame, mentre nella postazione di carico/scarico è possibile posizionare un nuovo contenitore 22 carico di coltelli con le lame da lavorare.
Quando tutte le lame dei coltelli del contenitore 22 nella postazione di lavoro sono lavorate, allora la tavola 25 è ruotata per scambiare i contenitori 22.
Con particolare riferimento alla terza forma di realizzazione della cella 1 illustrata nella figura 4, i mezzi di alimentazione 21 comprendono mezzi di trasferimento 24’ atti a trasferire i contenitori 22 tra la postazione di lavoro, all’ interno del raggio di azione del braccio robotico 8, ed una postazione di carico/scarico, in una posizione facilmente accessibile dall’esterno della cella 1.
I mezzi di trasferimento 24’ comprendono:
- una pluralità di elementi di supporto 23’ sui quali possono essere impilati più contenitori 22;
- un primo dispositivo trasportatore 26 per la movimentazione degli elementi di supporto 23’ di contenitori 22 caricati con coltelli da lavorare dalla postazione di carico/scarico accessibile dall’estemo della cella 1 alla postazione di lavoro, all’interno del raggio di azione del braccio robotico 8, ed
- un secondo dispositivo trasportatore 27 per la movimentazione degli elementi di supporto 23’ di contenitori 22 caricati con coltelli lavorati dalla postazione di lavoro alla postazione di carico/scarico.
Vantaggiosamente, la cella 1 è provvista di un gruppo di visione, non illustrato nelle figure, costituito ad esempio da una o più telecamere ed atto ad acquisire una o più immagini digitali della lama da lavorare afferrata mediante la pinza 9 del braccio robotico 8.
La cella 1 è provvista, inoltre, di un’unità di elaborazione, anche essa non illustrata nelle figure, operativamente associata al gruppo di visione ed atta ad elaborare le immagini digitali acquisite per determinare lo stato del filo della lama da lavorare.
L’unità di elaborazione è operativamente associata al braccio robotico 8 ed è atta a guidare i movimenti del braccio robotico stesso per lavorare la lama nel modo più opportuno, in funzione dello stato del filo della lama determinato.
Si è in pratica constatato come il trovato descritto raggiunga gli scopi proposti.
In particolare si sottolinea il fatto che la cella secondo il trovato consente la lavorazione automatizzata e rapida di lame pur mantenendo dimensioni notevolmente ridotte.
Inoltre, si sottolinea il fatto che le dimensioni ridotte e la compattezza della cella secondo il trovato la rendono facilmente trasportabile.

Claims (19)

  1. RIVENDICAZIONI 1) Cella (1) per la lavorazione automatizzata di lame, caratterizzata dal fatto che comprende: - almeno una struttura di sostegno (2); - almeno un braccio robotico (8) articolato supportato da detta struttura di sostegno (2) e provvisto di mezzi di presa (9) di almeno una lama da lavorare; - almeno un’apparecchiatura di lavorazione (10) di detta lama, supportata da detta struttura di sostegno (2) e provvista di almeno due unità operatrici (11, 12, 13) distinte, destinate ad effettuare differenti fasi di lavorazione su detta lama, e di mezzi di movimentazione di dette unità operatrici (11, 12, 13) per collocare alternativamente una di dette unità operatrici (11, 12, 13) in una posizione di lavoro, all’ interno del raggio di azione di detto braccio robotico (8), e l’altra di dette unità operatrici (11, 12, 13) in una posizione di riposo, sostanzialmente allontanata da detto braccio robotico (8); - mezzi di alimentazione (21) delle lame da lavorare, supportati da detta struttura di sostegno (2).
  2. 2) Cella (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta struttura di sostegno (2) comprende almeno un piano di appoggio (3) inferiore atto a supportare almeno uno tra detto braccio robotico (8), detta apparecchiatura di lavorazione (10) e detti mezzi di alimentazione (21) delle lame da lavorare.
  3. 3) Cella (1) secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detto piano di appoggio (3) comprende almeno ima griglia (7) o simili.
  4. 4) Cella (1) secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta struttura di sostegno (2) comprende almeno una parete laterale (4) disposta lungo almeno un tratto del perimetro di detto piano di appoggio (3).
  5. 5) Cella (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta struttura di sostegno (2) comprende almeno una copertura (6) superiore.
  6. 6) Cella (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto braccio robotico (8) è del tipo di un robot antropomorfo.
  7. 7) Cella (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta lama da lavorare è la lama di un coltello o simili e detti mezzi di presa (9) del braccio robotico (8) comprendono almeno una pinza (9) di presa del manico di detto coltello.
  8. 8) Cella (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta apparecchiatura di lavorazione (10) comprende almeno un telaio di sostegno (15) di dette unità operatrici (11, 12, 13) ruotabile attorno ad un asse di rotazione (A).
  9. 9) Cella (1) secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che detto telaio di sostegno (15) comprende almeno una piattaforma (15) sostanzialmente orizzontale provvista di distinte aree di alloggiamento di dette unità operatrici (11, 12, 13), detto asse di rotazione (A) essendo sostanzialmente verticale.
  10. 10) Cella (1) secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che detta apparecchiatura di lavorazione (10) comprende almeno una cabina (16) di contenimento di dette unità operatrici (11, 12, 13), supportata da detta piattaforma (15) e provvista di rispettive aperture di accesso (17) in corrispondenza di dette unità operatrici (11, 12, 13).
  11. 11) Cella (1) secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di movimentazione delle unità operatrici (11, 12, 13) comprendono almeno un motore operativamente collegato a detto telaio di sostegno (15).
  12. 12) Cella (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che almeno una di dette unità operatrici (11, 12, 13) è selezionata tra: una macchina per raffilatura (11) delle lame, una macchina per la lucidatura (12) delle lame od una macchina per la sbavatura (13) delle lame.
  13. 13) Cella (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta apparecchiatura di lavorazione (10) comprende tre di dette unità operatrici (11, 12, 13) costituite, rispettivamente, da una macchina per la lucidatura (12) delle lame, da una macchina per l’affilatura (11) delle lame e da una macchina per la sbavatura (13) delle lame.
  14. 14) Cella (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di alimentazione (21) comprendono almeno un contenitore (22) posizionabile all’ interno di una postazione di lavoro, nel raggio di azione di detto braccio robotico (8), ed atto ad alloggiare una pluralità di lame da lavorare e/o di lame lavorate.
  15. 15) Cella (1) secondo la rivendicazione 14, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di alimentazione (21) comprendono una pluralità di detti contenitori (22), ciascun contenitore (22) essendo impilabile sull’altro.
  16. 16) Cella (1) secondo la rivendicazione 14, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di alimentazione (21) comprendono mezzi di trasferimento (24, 24’) di detto contenitore (22) tra detta postazione di lavoro ed una postazione di carico/scarico dei contenitori (22).
  17. 17) Cella (1) secondo la rivendicazione 16, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di trasferimento (24, 24’) comprendono almeno una tavola (25) di appoggio di detto contenitore (22) e mezzi attuatori per la rotazione di detta tavola (25) attorno ad un asse sostanzialmente verticale, per collocare detto contenitore (22) da detta postazione di lavoro a detta postazione di carico/scarico, o viceversa.
  18. 18) Cella (1) secondo la rivendicazione 16, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di trasferimento (24, 24’) comprendono almeno un elemento di supporto (23’) di detto contenitore (22), ed almeno un dispositivo trasportatore (26, 27) per la movimentazione di detto elemento di supporto (23 ’) tra detta postazione di lavoro e detta postazione di carico/scarico.
  19. 19) Cella (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende: - almeno un gruppo di visione atto ad acquisire almeno un’immagine di detta lama da lavorare, ed - almeno un’unità di elaborazione e controllo operativamente associata a detto gruppo di visione e a detto braccio robotico (8) ed atta ad elaborare detta immagine acquisita per determinare lo stato del filo di detta lama ed a guidare detto braccio robotico (8) durante la lavorazione.
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