ITTO20080886A1 - Testa di presa provvista di organi di presa affiancati ed a passo variabile - Google Patents

Description

“TESTA DI PRESA PROVVISTA DI ORGANI DI PRESA AFFIANCATI ED A PASSO VARIABILEâ€

La presente invenzione à ̈ relativa ad una testa di presa provvista di organi di presa affiancati ed a passo variabile.

Per trasferire prodotti da una stazione di prelievo ad una stazione di deposito, sono note macchine di trasferimento comprendenti un robot ed una testa di presa, la quale viene spostata dal robot tra le due stazioni e comprende una serie di dispositivi di presa disposti in posizioni affiancate ed azionati per afferrare, trattenere e rilasciare rispettivi prodotti. Nella stazione di prelievo i prodotti da trasferire sono disposti in fila ad una distanza costante prefissata, mentre normalmente la stazione di deposito ha una serie di contenitori in cui i prodotti devono essere confezionati ad una distanza diversa da quella della stazione di prelievo.

La testa di presa comprende una guida orizzontale, alla quale sono accoppiati i dispositivi di presa in maniera scorrevole. Il passo tra i dispositivi di presa lungo la guida viene ridotto durante il trasferimento dalla stazione di prelievo alla stazione di deposito, in modo da posizionare i prodotti alla distanza richiesta dalla stazione di deposito.

Per avvicinare ed allontanare i dispositivi di presa lungo la guida, sono note soluzioni in cui la testa di presa comprende una piastra piana definente una serie di camme o piste, le quali sono impegnate da elementi di punteria portati, rispettivamente, dai dispositivi di presa. La testa di presa comprende inoltre un attuatore, il quale muove la piastra in direzione ortogonale alla guida in maniera sincronizzata con il movimento del robot, per fare scorrere gli elementi di punteria lungo le camme e di conseguenza fare traslare i dispositivi di presa lungo la guida orizzontale con velocità prefissate e verso posizioni prefissate.

Le soluzioni note appena descritte non sono soddisfacenti, in quanto il moto lineare alternativo provocato dall’attuatore sbilancia continuamente il baricentro della testa di presa e tende ad innescare vibrazioni indesiderate che si trasferiscono al robot, durante il trasferimento tra le stazioni di presa e di deposito. Tali inconvenienti portano ad avere vibrazioni ed imprecisioni nel controllo di posizionamento della testa di presa, per cui devono essere compensati progettando e/o dimensionando in maniera opportuna i motori ed i bracci del robot, con conseguente aggravio degli ingombri e dei costi.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una testa di presa provvista di organi di presa affiancati ed a passo variabile, la quale consenta di risolvere in maniera semplice ed economica i problemi sopra esposti.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una testa di presa comprendente:

- una struttura di supporto;

- una guida orizzontale portata in posizione fissa dalla detta struttura di supporto;

- una pluralità di organi di presa azionabili per afferrare e rilasciare rispettivi prodotti, affiancati tra loro ed accoppiati in maniera scorrevole alla detta guida orizzontale;

- mezzi di movimentazione per traslare i detti organi di presa lungo la detta guida orizzontale tra una configurazione compattata ed una configurazione allargata, nelle quali i detti organi di presa sono disposti a passi diversi; i detti mezzi di movimentazione comprendendo:

a) per ciascun detto organo di presa, una relativa camma ed un relativo elemento di punteria; le camme essendo portate dalla detta struttura di supporto, e gli elementi di punteria essendo accoppiati rispettivamente ai detti organi di presa;

b) almeno un attuatore per spostare le camme;

caratterizzata dal fatto che le dette camme si estendono attorno ad un asse parallelo alla detta guida orizzontale e sono azionate dal detto attuatore per ruotare attorno al detto asse; ciascuna camma essendo chiusa ad anello.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

- la figura 1 Ã ̈ una vista frontale parziale di una preferita forma di attuazione della testa di presa provvista di organi di presa affiancati ed a passo variabile, secondo la presente invenzione;

- le figure 2 e 3 sono analoghe alla figura 1 e mostrano la testa di presa durante uno spostamento verso una diversa posizione operativa;

- la figura 4 Ã ̈ una prospettiva dal basso, con parti in esploso, di un dettaglio della testa di presa della figura 1; e

- la figura 5 Ã ̈ una prospettiva di un componente della testa di presa della figura 1.

In figura 1, con 1 à ̈ indicata, nel suo complesso, una testa di presa (parzialmente illustrata), la quale à ̈ messa in movimento da un robot non illustrato per trasferire prodotti 4 da una stazione 2 di prelievo ad una stazione 3 di deposito. I prodotti 4 da trasferire sono disposti nella stazione 2 in fila lungo una direzione 5 orizzontale, in posizioni fisse e ad una distanza reciproca costante prefissata. La stazione 3, invece, ospita una serie di contenitori 6, in cui i prodotti 4 devono essere confezionati. I contenitori 6 sono disposti in fila su un nastro 7 convogliatore, il quale à ̈ parallelo alla direzione 5 e, nel particolare esempio descritto, à ̈ in movimento con un moto continuo, preferibilmente a velocità costante, anche durante il moto di trasferimento della testa di presa 1 verso la stazione 3 e durante il rilascio dei prodotti 4 nei contenitori 6.

La testa di presa 1 comprende una struttura 10 di supporto, la quale à ̈ fissata all’estremità di un braccio del robot in modo non illustrato e non descritto in dettaglio. La struttura 10 comprende: una piastra 11 orizzontale superiore allungata parallelamente alla direzione 5; e due flange 13,14 verticali fissate alle estremità assiali opposte della piastra 11.

La piastra 11 porta due distributori 15 pneumatici ed una guida 16, i quali sono disposti in posizioni fisse rispettivamente sulla faccia superiore e sulla faccia inferiore della piastra 11.

Con riferimento alla figura 4, la guida 16 à ̈ rettilinea orizzontale e si estende parallelamente alla direzione 5; e la flangia 14 ha una forma tale da definire un recesso 19 davanti ad una estremità 17 della guida 16, così da lasciare aperta l’estremità 17, per avere la possibilità di inserire/sfilare dispositivi di presa 20 sulla guida 16.

I dispositivi di presa 20 sono in numero pari ai prodotti 4 da afferrare in una singola volta, in particolare sono suddivisi in due gruppi da sei, sono denominati anche “dita†e comprendono rispettivi steli 23 verticali e rispettivi blocchi 24 di supporto. I blocchi 24 sono serrati alle estremità superiori degli steli 23 e portano rispettivi pattini 25, i quali sono disposti in posizioni fisse sulla faccia superiore dei blocchi 24 e sono accoppiati in maniera scorrevole alla guida 16.

I dispositivi di presa 20 comprendono, inoltre, rispettivi organi di presa 26, i quali sono accoppiati in posizioni fisse alle estremità inferiori degli steli 23 e sono azionabili per afferrare, trattenere e rilasciare i relativi prodotti 4. In particolare, gli organi di presa 26 sono definiti da sistemi aspiranti, ad esempio da coppie di ventose che in uso vanno a contatto con la faccia superiore dei prodotti 4. Come alternativa, gli organi di presa possono essere definiti da un diverso sistema aspirante oppure da pinze azionate elettricamente o pneumaticamente. Nel particolare esempio illustrato in figura 4, le ventose 26 sono collegate a connettori 28 dei distributori 15 tramite rispettivi tubi 29 flessibili. A loro volta, i distributori 15 collegano le ventose 26 ad un impianto pneumatico (non illustrato) per la generazione del vuoto, in modo tale da mettere in depressione l’area al di sotto delle ventose 26 quando i prodotti 4 devono essere afferrati. Il rilascio dei prodotti 4 nella stazione 3 avviene comandando rispettive elettrovalvole dei distributori 15 in modo da fare cessare tale depressione, oppure in modo da generare una leggera pressione pneumatica tra le ventose 26 e la faccia superiore dei prodotti 4.

Come illustrato nelle figure da 1 a 3, la testa di presa 1 comprende un gruppo di movimentazione 30 per traslare i sei dispositivi di presa 20 di ciascuno dei due gruppi lungo la guida 16 tra una configurazione allargata, nella quale gli organi di presa 26 sono disposti ad un passo uguale alla distanza tra i prodotti 4 da prelevare dalla stazione 2, ed una configurazione compattata, in cui gli organi di presa 26 sono divisi nei due gruppi e sono disposti ad un passo pari alla distanza richiesta dai posti previsti nei contenitori 6 della stazione 3.

Il gruppo di movimentazione 30 comprende, per ciascun dispositivo di presa 20, una relativa camma 31 ed un relativo elemento di punteria 32. Secondo quanto visibile in figura 4, gli elementi di punteria 32 sono definiti da rulli, i quali ruotano folli attorno a rispettivi assi verticali e sono portati a sbalzo inferiormente da rispettive piastre 33 orizzontali. Le piastre 33, a loro volta, sono fissate ai blocchi 24 dalla parte opposta rispetto agli steli 23. Con riferimento alla figura 5, le camme 31, invece, sono portate dalla struttura 10 e, secondo l’invenzione, si estendono attorno ad un asse 35 parallelo alla direzione 5. In particolare, le camme 31 sono portate dalla superficie 36 cilindrica esterna di un tamburo 37 disposto al di sotto delle piastre 33 e dietro agli steli 23. Preferibilmente, il tamburo 37 à ̈ ricavato a partire da un cilindro di materiale pieno oppure da un tubo a parete spessa, e le camme 31 sono definite da scanalature o gole che sono impegnate, ciascuna, da un relativo elemento di punteria 32.

Con riferimento alla figura 1, il gruppo di movimentazione 30 comprende, inoltre, un attuatore 38 che fa ruotare le camme 31, ossia il tamburo 37, attorno all’asse 35. L’attuatore 38 preferibilmente à ̈ definito da un motore elettrico rotativo portato dalla piastra 13 in posizione fissa e coassiale con il tamburo 37 lungo l’asse 35. L’alimentazione elettrica arriva al motore 38 da un’unità 39 elettrica di alimentazione, la quale à ̈ disposta in posizione fissa sulla faccia superiore della piastra 11. L’unità 39 trasmette alle elettrovalvole dei distributori 15 i comandi emessi da una centralina di comando e di controllo del robot non illustrato. Al fine di sincronizzare l’azionamento degli organi di presa 26, i movimenti del robot e la rotazione delle camme 31, il tamburo 37 oppure il motore 38 à ̈ provvisto di un encoder o di un altro sensore di posizionamento angolare, il quale invia un segnale indicativo dell’angolo di rotazione all’unità 39, che lo trasmette alla suddetta centralina, oppure direttamente alla centralina.

Grazie al profilo delle camme 31, la loro rotazione provoca una traslazione assiale degli elementi di punteria 32 lungo la superficie 36 e quindi uno scorrimento dei dispositivi di presa 20 lungo la guida 16 tra le configurazioni compattata ed allargata, con velocità prefissate. Secondo l’invenzione, ciascuna camma 31 si chiude ad anello, ossia à ̈ continua per un angolo di 360°, in modo da spostare gli elementi di punteria 32 assialmente facendo ruotare le camme 31, tramite l’attuatore 38, sempre in un unico senso di rotazione.

Con riferimento alla figura 2, le camme 31 comprendono rispettive porzioni 40 parallele, le quali si estendono lungo piani ortogonali all’asse 35 in modo da lasciare fermi assialmente i dispositivi di presa 20 durante il prelievo dei prodotti 4 dalla stazione 2. Le porzioni 40 sono seguite da porzioni 41 di andata, la cui sagoma à ̈ progettata in modo tale da avvicinare i dispositivi di presa 20 dalla configurazione allargata verso la configurazione compattata, e nel contempo in modo tale da fare scorrere l’insieme dei dispositivi di presa 20 lungo la guida 16 nel senso di avanzamento del nastro 7. Grazie a tale scorrimento, tutti i dispositivi di presa 20 subiscono una accelerazione laterale nel senso di avanzamento del nastro 7, al fine di raggiungere la velocità di avanzamento del nastro 7. Terminato il compattamento dei dispositivi di presa 20 nei due gruppi, le camme 31 comprendono rispettive porzioni 42 parallele, la cui sagoma consente dapprima di terminare, se necessario, la fase di accelerazione laterale data all’insieme dei dispositivi di presa 20 per raggiungere la velocità del nastro 7, e consente poi di mantenere tale velocità per un tempo sufficiente a rilasciare i prodotti 4 nei rispettivi posti dei contenitori 6 sottostanti. In questo modo, il gruppo di movimentazione 30 svolge anche una funzione di inseguimento per depositare i prodotti 4 nei contenitori 6 mentre questi ultimi sono in movimento.

Per tornare alla configurazione allargata originaria definita dalle porzioni 40 e prelevare un nuovo insieme di prodotti 4 dalla stazione 2, le camme 31 comprendono rispettive porzioni di ritorno, la cui sagoma à ̈ sostanzialmente simmetrica a quella delle porzioni 41, per fare allontanare i dispositivi di presa 20 e nel contempo per fare scorrere l’insieme dei dispositivi di presa 20 in senso opposto a quello di avanzamento del nastro 7.

Da quanto precede appare evidente come il gruppo di movimentazione 30 consenta di limitare le vibrazioni ed incrementare la precisione del controllo di posizione della testa di presa 1 durante lo spostamento effettuato dal robot. Infatti, da un lato, i dispositivi di presa 20 vengono spostati mantenendo sostanzialmente inalterato il baricentro della testa di presa 1, grazie alla disposizione delle camme 31 attorno all’asse 35. Dall’altro lato, il tamburo 37 trasmette alla struttura 10 azioni dinamiche trascurabili, in quanto non sono presenti inversioni del moto di rotazione del tamburo 37.

Grazie alla soluzione con rotazione delle camme 31, à ̈ possibile realizzare camme con profili che diano movimenti particolari ai dispositivi di presa 20. Ad esempio, potrebbe essere prevista la possibilità di realizzare camme con profili che aggiungano un grado di libertà facendo oscillare i dispositivi di presa 20 attorno ad una guida 16 definita da un binario avente sezione trasversale circolare.

Inoltre, grazie alla disposizione delle camme 31 sul tamburo 37, gli ingombri del gruppo di movimentazione 30 sono relativamente contenuti. Durante il montaggio sulla testa di presa 1, il tamburo 37 non richiede di rispettare particolari accortezze o tolleranze, che sono invece necessarie per garantire il parallelismo degli scorrimenti nelle soluzioni tradizionali che prevedono una piastra piana in moto alternativo.

Realizzando insieme i moti di compattamento e di scorrimento laterale tramite le porzioni 41 delle camme 31, à ̈ possibile ottenere l’inseguimento dei contenitori 6 in modo progressivo, senza accelerare eccessivamente i dispositivi di presa 20 lungo la guida 16, evitando così rischi di perdita di prodotti 4 durante il trasferimento alla stazione 3.

Da quanto precede appare, infine, evidente che alla testa di presa 1 descritta possono essere apportate modifiche e varianti che non esulano dal campo di protezione della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

In particolare, le camme 31 potrebbero essere realizzate su corpi separati, coassiali e portati da un unico albero rotante, invece di essere realizzate su un unico tamburo 37; e/o l’attuatore 38 potrebbe essere sostituito con un altro tipo di azionamento che abbia la possibilità di fare ruotare le camme 31 senza inversioni della rotazione, ad esempio con un motore rotativo pneumatico oppure con l’insieme di un attuatore lineare e di una trasmissione che converta il moto da rettilineo alternativo in rotatorio; e/o la struttura 10 potrebbe avere una forma diversa; e/o gli organi di presa 26 potrebbero essere collegati ai pattini 25 in modo diverso rispetto a quanto illustrato a titolo di esempio.

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1.- Testa di presa (1) comprendente: - una struttura di supporto (10); - una guida orizzontale (16) portata in posizione fissa dalla detta struttura di supporto (10); - una pluralità di organi di presa (26) azionabili per afferrare e rilasciare rispettivi prodotti (4), affiancati tra loro ed accoppiati in maniera scorrevole alla detta guida orizzontale (16); - mezzi di movimentazione (30) per traslare i detti organi di presa (26) lungo la detta guida orizzontale (16) tra una configurazione compattata ed una configurazione allargata, nelle quali i detti organi di presa (26) sono disposti a passi diversi; i detti mezzi di movimentazione (30) comprendendo: a) per ciascun detto organo di presa, una relativa camma (31) ed un relativo elemento di punteria (32); le camme (31) essendo portate dalla detta struttura di supporto (10), e gli elementi di punteria (32) essendo accoppiati rispettivamente ai detti organi di presa (26); b) almeno un attuatore per spostare le camme; caratterizzata dal fatto che le dette camme (31) si estendono attorno ad un asse (35) parallelo alla detta guida orizzontale (16) e sono azionate dal detto attuatore per ruotare attorno al detto asse (35); ciascuna camma (31) essendo chiusa ad anello. 2.- Testa di presa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che le dette camme (31) sono portate da un unico albero o da un unico tamburo (37), il quale à ̈ accoppiato in maniera girevole alla detta struttura di supporto (10) attorno al proprio asse (35). 3.- Testa di presa secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che le dette camme (31) comprendono: - rispettive prime porzioni (41), le quali hanno una sagoma tale da avvicinare i detti organi di presa (26) dalla configurazione allargata alla configurazione compattata e, nel contempo, da fare scorrere assialmente l’insieme dei detti organi di presa (26) in un senso di avanzamento parallelo al detto asse (35); e - rispettive seconde porzioni, le quali hanno una sagoma tale da allontanare i detti organi di presa (26) dalla configurazione compattata alla detta configurazione allargata e, nel contempo, da fare scorrere assialmente l’insieme dei detti organi di presa (26) in senso opposto. 4.- Testa di presa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che i detti organi di presa (26) sono collegati agli elementi di punteria tramite rispettivi steli verticali (23) disposti davanti alle dette camme (31); i detti elementi di punteria (32) essendo definiti da rulli girevoli folli attorno a rispettivi assi verticali ed essendo portati a sbalzo inferiormente da rispettive piastre (33), le quali sono disposte al di sopra delle dette camme (31) e sono fisse rispetto ai rispettivi detti steli (23).