ITTO20130626A1 - Sistema di posizionamento, identificazione e lavorazione di un componente semilavorato. - Google Patents

Description

“SISTEMA DI POSIZIONAMENTO, IDENTIFICAZIONE E LAVORAZIONE DI UN COMPONENTE SEMILAVORATOâ€

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un sistema di posizionamento, identificazione e lavorazione di un componente semilavorato. In particolare, l’invenzione riguarda l’uso di una dima universale per la gestione dell’allestimento dell’abitacolo di un veicolo o autovettura.

Come noto, un componente semilavorato dell’abitacolo di un’autovettura come, per esempio, un pannello, un padiglione o cielo, viene sottoposto a lavorazioni di finitura quali, per esempio, la realizzazione di scassi di alloggiamento di maniglie, sensori.

L’introduzione di sistemi di sicurezza nel settore delle auto accresce la necessità di diversificare l’allestimento di sistemi elettrici ed elettro-ottici collocati in prossimità di pannelli dell’abitacolo dell’autoveicolo, soprattutto in prossimità del padiglione o cielo. Ciò comporta una diversa organizzazione delle lavorazioni di finitura di componenti dell’abitacolo adibiti ad alloggiare sensori miniaturizzati, come telecamere e radar, ossia sensori capaci di ricostruire l’ambiente immersivo dell’autoveicolo.

La ricostruzione di tale ambiente si svolge mediante l’acquisizione continua di immagini e segnali elettro-ottici per mezzo di sensori collocati in prossimità del punto di vista del conducente dell’autoveicolo. Per questo, un padiglione o cielo di un’autovettura deve anche alloggiare e supportare sensori quali una telecamera all’infrarosso per la visione notturna, una stereo-telecamera per la determinazione della distanza degli ostacoli, ed altri tipi di sensori elettro-ottici.

Il collegamento degli autoveicoli attraverso una rete internet rappresenta altresì una ulteriore ripercussione sul processo produttivo di componenti collocati nell’abitacolo dell’autovettura. Per esempio, la plancia di comando deve alloggiare connessioni telefoniche, apparecchi palmari collegati al computer di bordo dell’autoveicolo. La necessità di diversificare la configurazione di sensori elettro-ottici per rispettare requisiti di sicurezza di varia natura ed aspetto, stravolge l’organizzazione e la logistica delle lavorazione di finitura dei pannelli dell’abitacolo.

Un problema di gestione di un programma di taglio personalizzato per ciascun padiglione semilavorato per autovettura, Ã ̈ rappresentato dalle fasi di identificazione e di sostegno del padiglione durante il taglio degli scassi.

La lavorazione di finitura di un padiglione, solitamente si svolge mediante un solo utensile (“ecocut†), secondo un determinato programma di taglio, sulla base di una correlazione tra una determinata geometria spaziale del padiglione semilavorato ed un determinato insieme di scassi di forma e posizione definite.

Solitamente, un padiglione semilavorato à ̈ flessibile e facilmente deformabile sotto il proprio peso. Ciò comporta il sostegno ed il bloccaggio del padiglione per mezzo di una dima riproducente la sagoma in negativo del padiglione.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di risolvere i suddetti problemi della tecnica anteriore fornendo un sistema di supporto di un componente semilavorato che permetta di identificare e lavorare il componente stesso.

Inoltre, uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un sistema di supporto di un componente semilavorato, del tipo in cui un controllore gestisce la lavorazione in funzione dell’identificazione del componente, ed in cui l’identificazione del componente à ̈ insita nel posizionamento dello stesso, comprendente una dima universale per posizionare in modo permanente il componente.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un sistema di supporto di un componente semilavorato che sia universale per potersi adeguare a ciascuna sagoma spaziale, di semplice esecuzione ed a costi contenuti.

I suddetti ed altri scopi e vantaggi dell’invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con un sistema di posizionamento, identificazione e lavorazione di un componente semilavorato come quello descritto nella rivendicazione 1. Forme di realizzazione preferite e varianti non banali della presente invenzione formano l’oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

Resta inteso che tutte le rivendicazioni allegate formano parte integrante della presente descrizione.

Risulterà immediatamente ovvio che si potranno apportare a quanto descritto innumerevoli varianti e modifiche (per esempio relative a forma, dimensioni, disposizioni e parti con funzionalità equivalenti) senza discostarsi dal campo di protezione dell'invenzione come appare dalle rivendicazioni allegate.

La presente invenzione verrà meglio descritta da alcune forme preferite di realizzazione, fornite a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

− la FIG. 1 mostra una vista in prospettiva dall’alto di un padiglione dotato di scassi, quale un tipo di componente semilavorato trattato nella presente invenzione;

− la FIG. 2 mostra una porzione ingrandita di un particolare del componente della FIG. 1;

− la FIG. 3 mostra una vista in prospettiva dall’alto del padiglione della FIG. 1 sostenuto da una dima universale del sistema secondo la presente invenzione;

− la FIG. 4 mostra una vista in prospettiva dall’alto della dima universale del sistema secondo la presente invenzione;

− la FIG. 5 mostra una porzione ingrandita di un particolare della dima della FIG. 4;

− le FIGG. 6 e 7 mostrano rispettivamente una vista in prospettiva dall’alto ed in pianta di un componente appartenente alla dima universale della FIG. 4; e

− la FIG. 8 mostra una vista in sezione secondo una linea VIII-VIII del componente della FIG. 7.

Facendo riferimento alle Figure à ̈ possibile notare che un componente semilavorato 1, quale per esempio un padiglione, può essere una lamina in uno spazio tridimensionale X, Y, Z, di spessore uniforme sottile, delimitata da un bordo approssimativamente rettangolare nel piano X, Y, di forma curvilinea concava sporgente in direzione dell’asse Z, tale concavità conferendo un certo irrigidimento strutturale del componente semilavorato 1 stesso (come mostrato, in particolare, nella FIG. 1).

In particolare, un padiglione à ̈ un componente semilavorato 1 da sottoporre ad un determinato ciclo di lavorazione, nella fattispecie la realizzazione di diversi scassi tipo 11, 12 (come mostrato, in particolare, nelle FIGG. 1 e 2).

Le geometrie spaziali del componente semilavorato 1, ed in particolare di un padiglione, e di ciascuno scasso 11, 12, sono correlate ad un determinato ciclo di lavorazione gestito da un controllore (non mostrato). Il controllore à ̈ collegato ad un rilevatore di posizione (non mostrato) e ad un robot (non mostrato), rispettivamente adibiti a rilevare la sagoma del componente semilavorato 1, ed in particolare del padiglione, e ad eseguire il taglio per ricavare gli scassi 11, 12.

In particolare, un rilevatore di posizione, quale per esempio un dispositivo CPD (“contactless position detector†), permette di determinare la posizione nello spazio, generando una matrice di roto-traslazione rispetto ad un sistema di riferimento teorico che viene inviata al robot per riallineare il suo percorso di taglio.

Il funzionamento del rilevatore di posizione e del robot di taglio si basano su un posizionamento, mediante un operatore od un sistema automatico di movimentazione (non mostrati), di almeno un componente semilavorato 1, ed in particolare del padiglione, su almeno una dima 2 (come mostrato, in particolare, nella FIG. 3). La dima 2 permette il posizionamento ed il mantenimento in posizione del componente semilavorato 1, ed in particolare del padiglione.

Con riferimento alle FIGG. 4 e 5 Ã ̈ possibile notare che la dima 2 Ã ̈ costituita da una struttura di estrusi di alluminio, montanti 21, fissati ad un pavimento (non mostrato), ed un ordito di aste 22.

Scorrevoli lungo le aste 22, sono fissati apparati 3 dotati di ventosa, in numero variabile in funzione del livello di difficoltà a sostenere stabilmente la geometria del componente semilavorato 1, ed in particolare del padiglione.

Con riferimento alle FIGG. 6, 7 e 8, ciascun apparato 3 Ã ̈ costituito da almeno un cilindro cavo 31, collegato ad un impianto di vuoto (non mostrato) per mezzo di un raccordo per montaggio rapido 32, scorrevole rispetto ad un manicotto flangiato a ricircolo di sfere 33, fissato ad un blocco fisso prismatico 34.

L’apparato 3 à ̈ fissato ad un’asta 22 della dima 2 per mezzo di una flangia 35, di pezzo con il blocco 34, dotata di una coppia di elementi di collegamento rapidi 36 lungo scanalature 23 della rispettiva asta 22 (come mostrato, in particolare, nella FIG. 5).

L’apparato 3 à ̈ collegato (come mostrato, in particolare, nella FIG. 3) ad una superficie 13 del componente semilavorato 1, ed in particolare del padiglione, per mezzo di almeno una ventosa 37 avvitata ad una estremità del cilindro cavo 31. In particolare, ciascuna ventosa 37 à ̈ in silicone, sagomata a forma di soffietto per permettere un adattamento alla curvatura della superficie 13 del componente semilavorato 1, ed in particolare del padiglione.

Una molla a compressione 38, di rigidità lasca, permette lo scorrimento del cilindro cavo 31 lungo il manicotto 33 fino ad una posizione in equilibrio con la porzione di peso del componente semilavorato 1, ed in particolare del padiglione, e di ritornare nella posizione di partenza una volta tolto il componente semilavorato 1 stesso.

Un perno di bloccaggio 39, sostenuto dal prisma 34, permette il bloccaggio del cilindro cavo 31. Il blocco, a molla, avviene con direzione di azione su entrambi i lati, lo sblocco essendo ad aria compressa.

La dima 2, dotata degli apparati 3, permette quindi il posizionamento ed il mantenimento in posizione del componente semilavorato 1, ed in particolare del padiglione.

Una misura tridimensionale del componente semilavorato 1, ed in particolare del padiglione, con un rilevatore di posizione, quale un dispositivo CPD (“contactless position detector†), posto ad una certa distanza dal letto composto dalla pluralità di sistemi di ventose 37 degli apparati 3 viene svolta dopo il posizionamento del componente semilavorato 1, ed in particolare del padiglione, sul letto di sistemi di ventose 37 degli apparati 3 stesso.

Il componente semilavorato 1 deforma quindi la molla 38 di ciascun apparato 3. In questo modo il letto di ventose 37 costituente la dima 2 universale assume una configurazione equilibrata in virtù dello scorrimento di ciascun cilindro cavo 31 all’interno del manicotto a ricircolo di sfere 33. La rigidezza elastica intrinseca del componente semilavorato 1, ed in particolare del padiglione, evita un’alterazione della curvatura del componente semilavorato 1 stesso sostenuto dal letto di ventose 37 sulle rispettive molle 38.

La configurazione geometrica impressa al letto di ventose 37 viene resa permanente mediante intervento dell’insieme di perni di bloccaggio 39, dietro comando manuale o gestito automaticamente dal controllore di sistema.

Lo stesso controllore di sistema comanda la formazione di vuoto lungo ciascun cilindro cavo 31, a garanzia di una aderenza tra ciascuna ventosa 37 e la porzione di superficie 13 del componente semilavorato 1, ed in particolare del padiglione.

Il rilevatore di posizione esegue la scansione tridimensionale, per esempio mediante un profilometro a laser, con un sistema di triangolazione del fascio ottico, quale sistema di misura risultato il più efficacie da prove condotte dalla titolare su cieli diversi di autovetture.

In particolare questa tecnica si à ̈ dimostrata affidabile sia su superfici con rugosità differenti, sia su superfici di colore differente, superfici molto scure necessitando l'utilizzo di laser con potenze superiori. Gli algoritmi di registrazione si sono dimostrati efficaci sia utilizzando modelli ricavati da precedenti scansioni, sia utilizzando modelli ricavati da disegni CAD e hanno mostrato anche una velocità di esecuzione compatibile con le operazioni di caricoscarico della macchina di taglio.

Il controllore di sistema correla la geometria individuata con il rilevatore di posizione ad un determinato ciclo di lavorazione il quale viene eseguito mediante un robot dotato di un solo utensile (“ecocut†).

Un rilevatore di posizione, in particolare tipo CPD (“contactless position detector†), permette di svolgere le seguenti operazioni:

− identificazione geometrica (riconoscimento dell’oggetto);

− identificazione della posizione nello spazio rispetto ad un sistema di riferimento (indispensabile per eseguire operazioni sul pezzo stesso);

− identificazione delle deformazioni del pezzo e conseguente compensazione.

Si sono descritte alcune forme preferite di attuazione dell’invenzione, ma naturalmente esse sono suscettibili di ulteriori modifiche e varianti nell’ambito della medesima idea inventiva. In particolare, agli esperti nel ramo risulteranno immediatamente evidenti numerose varianti e modifiche, funzionalmente equivalenti alle precedenti, che ricadono nel campo di protezione dell'invenzione come evidenziato nelle rivendicazioni allegate.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di posizionamento, identificazione e lavorazione di almeno un componente semilavorato (1), del tipo in cui un controllore gestisce una lavorazione in funzione di un’identificazione di detto componente (1), ed in cui detta identificazione di detto componente (1) à ̈ insita nel posizionamento di detto componente (1), caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una dima universale (2) per posizionare in modo permanente detto componente (1).
2. 2. Sistema di posizionamento, identificazione e lavorazione di detto componente semilavorato (1), secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta dima universale (2) à ̈ collegata a detto componente (1) per mezzo di una pluralità di ventose (37) sostenute da molle a compressione (38) le quali, comprimendosi, permettono un posizionamento di detto componente (1).
3. 3. Sistema di posizionamento, identificazione e lavorazione di detto componente semilavorato (1), secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che ciascuna detta ventosa (37) Ã ̈ fissata ad almeno un cilindro cavo (31), collegato ad un impianto di vuoto e scorrevole rispetto ad un blocco fisso prismatico (34).
4. 4. Sistema di posizionamento, identificazione e lavorazione di detto componente semilavorato (1), secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che un perno di bloccaggio (39), sostenuto da detto blocco fisso prismatico (34), agendo su detto cilindro cavo (31), rende permanente detto posizionamento di detto componente (1).
5. 5. Sistema di posizionamento, identificazione e lavorazione di detto componente semilavorato (1), secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che, a seguito di un rilievo di una geometria spaziale di detto componente (1), detto controllore di detto sistema esegue detta identificazione di detto componente (1).
6. 6. Sistema di posizionamento, identificazione e lavorazione di detto componente semilavorato (1), secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che un profilometro a laser esegue detto rilievo di detta geometria spaziale di detto componente (1) per mezzo di scansione tridimensionale con un sistema di triangolazione del fascio ottico.
7. 7. Sistema di posizionamento, identificazione e lavorazione di detto componente semilavorato (1), secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che a seguito di detta identificazione di detto componente (1), detto controllore di detto sistema à ̈ in grado di eseguire detta lavorazione di detto componente (1).
8. 8. Sistema di posizionamento, identificazione e lavorazione di detto componente semilavorato (1), secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che un robot dotato di un solo utensile esegue un taglio di detto componente (1).
9. 9. Sistema di posizionamento, identificazione e lavorazione di detto componente semilavorato (1), secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un dispositivo CPD (“contactless position detector†) atto ad eseguire detto rilievo di detta geometria spaziale di detto componente (1) per determinare una posizione nello spazio, generando una matrice di roto-traslazione rispetto ad un sistema di riferimento teorico che viene inviata ad un robot per riallineare un suo percorso di taglio.
10. 10. Sistema di posizionamento, identificazione e lavorazione di detto componente semilavorato (1), secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che di comprendere almeno un rilevatore di posizione, in particolare un detto dispositivo CPD (“contactless position detector†), atto a svolgere delle operazioni di identificazione geometrica, identificazione di detta posizione nello spazio rispetto a detto sistema di riferimento, identificazione delle deformazioni di detto componente (1) e conseguente compensazione.