ITTO950120A1

ITTO950120A1 - Carrello per guidare un attrezzo lungo una traiettoria specificata su di un pezzo da lavorare.

Info

Publication number: ITTO950120A1
Application number: IT95TO000120A
Authority: IT
Inventors: Anil N Rodrigues
Original assignee: Weldtooling Corp
Priority date: 1994-04-11
Filing date: 1995-02-20
Publication date: 1996-08-20
Also published as: NO954995L; WO1995027585A1; US5478052A; PL317325A1; AU2244795A; IT1279546B1; CA2163202A1; NO954995D0; ITTO950120A0; CN1148823A; FI964056A0; JPH09505528A; EP0758938A1; CA2163202C; EP0758938A4; FI964056A

Abstract

E' descritto un attrezzo per supportare e guidare un attrezzo lungo una traiettoria specifica su un pezzo da lavorare ad una velocità controllata sostanzialmente costante. Il carrello ha almeno un rullo di comando disposto su un banco con mezzi di comando per far ruotare il rullo di comando. Una coppia di rulli folli sono fissati al banco in relazione opposta rispetto al rullo di comando. Una coppia di rulli trasversali sono montati sul banco e sono determinati a scorrere lungo un bordo superiore di una flangia disposta sul pezzo.

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"Carrello per guidare un attrezzo lungo una traiettoria specificata su di un pezzo da lavorare"

SFONDO DELL'INVENZIONE

1. Campo dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un carrello per guidare un attrezzo lungo una traiettoria specificata su un pezzo da lavorare e, più in particolare, si riferisce alla guida di un attrezzo lungo una flangia su un pezzo ad una velocità controllata sostanzialmente costante.

2 . Descrizione della tecnica anteriore

In operazioni di saldatura, la maggior parte dei lavori che richiedono il movimento di un attrezzo lungo una traiettoria specificata su un pezzo ad una velocità controllata sono ancora principalmente eseguiti manualmente con elettrodi a bacchetta. Tuttavia un numero crescente di tali lavori viene automatizzato. Macchine che eseguono tale automatizzazione comprendono usualmente un attrezzo fissato ad un carrello di comando che avanza su una pista adiacente al pezzo. Questa pista deve essere allineata e fissata al pezzo o ad un attrezzo adiacente, richiedendo costoso tempo di produzione.

Inoltre, se il lavoro richiede taglio e saldatura lungo una traiettoria diversa da una linea retta, ad esempio lungo curve di raggio variabile, la pista deve essere adattataal contorno del pezzo. La realizzazione di tale pista può essere difficile, se non impossibile. Inoltre, quando la pista è regolata per l'uso con un pezzo curvo, il raggio di curvatura della pista può essere differente dal raggio di curvatura della traiettoria sul pezzo di un valore di scostamento. Ciò significa che la velocità di comando dell'apparecchio di guida dell'attrezzo deve variare lungo la traiettoria curva rispetto alla traiettoria rettilinea per compensare questa differenza e mantenere sostanzialmente costante la velocità dell 'attrezzo.

Nei dispositivi che utilizzano una pista di guida che si adatta alla forma del pezzo, la fabbricazione e la preparazione della pista di guida devono essere precise, poiché eventuali deviazioni non saranno compensate a meno di prevedere meccanismi di compensazione addizionali. Questi meccanismi di compensazione a loro volta tendono a rendere incontrollabile l'apparecchiatura.

Vi sono alcune macchine che non utilizzano una pista per la guida. Queste sono principalmente dispositivi ad attrito assistiti a gravità che hanno rulli di guida laterali per seguire la traiettoria sul pezzo, seguendo tipicamente un organo a flangia verticale per un giunto a saldatura d’angolo. Tuttavia questi dispositivi sono generalmente destinati a traiettorie soltanto lungo una linea retta e sono grandi e pesanti poiché dipendono dalla gravità per la loro stabilità.

Di conseguenza costituisce uno scopo della presente invenzione superare le deficienze della tecnica anteriore con riferimento alla guida di un attrezzo lungo una traiettoria specifica su un pezzo da lavorare ad una velocità controllata sostanzialmente costante.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

In breve, in accordo con la presente invenzione, un carrello è destinato a guidare un attrezzo lungo una traiettoria specifica su un pezzo ad una velocità controllata sostanzialmente costante. Il carrello comprende un banco, avente una coppia di flange a mantello, che è mobile lungo una flangia sul pezzo che si estende dal pezzo. Preferibilmente la flangia del pezzo dovrebbe estendersi verticalmente da una faccia orizzontale del pezzo. Tuttavia la flangia può estendersi a qualsiasi angolo che permetta il posizionamento del carrello sulla flangia.

Almeno un rullo di comando è supportato in modo rotativo dal banco in modo da essere disposto su un lato della flangia. Il rullo di comando è supportato dal banco in modo da appoggiare contro una faccia della flangia. Un motore è fissato al banco per comandare la rotazione del rullo di comando. In una forma di attuazione preferita, due motori di comando sono fissati al banco ed ognuno di essi comanda la rotazione di un rullo di comando associato.

Una coppia di rulli folli sono supportati in modo rotativo dal banco in modo da appoggiare contro un secondo lato della flangia. In una forma di attuazione preferita, la coppia di rulli folli è disposta in relazione opposta con i due rulli di comando,ossia appoggiata contro la faccia opposta della flangia. I rulli folli sono regolabili con movimenti di avvicinamento e di allontanamento rispetto al rullo di comando per variare la distanza laterale tra i rulli folli ed il rullo di comando in modo da adattarsi alle spessore della flangia.

Una coppia di rulli trasversali sono fissati in modo rotativo al banco davanti e dietro il carrello e sono destinati a scorrere lungo un bordo superiore della flangia. Il carrello è fatto inclinare nella direzione di movimento spingendo il carrello verso il pezzo mentre si muove lungo la flangia. In una forma di attuazione preferita, questa spinta può essere ottenuta posizionando gli assi di rotazione dei rulli trasversali anteriore e posteriore su lati opposti di un piano del banco. Alternativamente gli assi di rotazione dei rulli trasversali anteriore e posteriore possono giacere nello stesso piano del banco, nel qual caso il diametro del rullo trasversale anteriore può essere reso minore di quello del rullo trasversale posteriore, provocando ancora l'inclinazione del carrello nella direzione di movimento. Un involucro è disposto su una parte superiore del banco racchiudendo il motore di comando. Un attrezzo, ad esempio un cannello di saldatura o di taglio, è fissato all'involucro attraverso un supporto regolabile.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La figura 1 rappresenta una vista laterale del banco in accordo con una forma di attuazione preferita che mostra il posizionamento dei motori di comando e dell'ingranaggio di comando sul banco;

la figura 2 rappresenta una vista frontale del banco in accordo con una forma di attuazione preferita che mostra la posizione dei rulli di comando e dei rulli folli sulla flangia del pezzo;

la figura 3 rappresenta una vista dal basso di una forma di attuazione preferita dell'invenzione che mostra la posizione dei rulli di comando, dei rulli folli e dei rulli trasversali rispetto alla flangia del pezzo;

la figura 4 rappresenta una vista frontale del carrello che mostra la posizione dell'attrezzo sull'involucro;

la figura 5 rappresenta una vista laterale del carrello mentre si muove lungo il pezzo;

la figura 6 rappresenta una vista dall'alto del carrello che mostra il movimento da una sezione rettilinea ad una sezione curva del pezzo;

la figura 7 rappresenta una vista laterale di una seconda forma di attuazione dell'invenzione avente un unico motore di comando che comanda un rocchetto che aziona una coppia di ingranaggi condotti collegati ad una coppia di rulli di comando;

la figura 8 rappresenta una vista dal basso della seconda forma di attuazione dell'invenzione che mostra la posizione del rocchetto e degli ingranaggi condotti;

la figura 9 rappresenta una vista frontale dell'involucro del carrello;

la figura 10 rappresenta una vista laterale dell'involucro del carrello;

la figura 11 rappresenta una vista dall'alto di un blocco a rulli che mostra la connessione tra la vite di regolazione ed il blocco a rulli;

la figura 12 rappresenta una vista in elevazione di una flangia rettilinea del pezzo e di una pista di guida rettilinea associata utilizzabile con la presente invenzione;

la figura 13 rappresenta una vista in elevazione di una flangia curva del pezzo e di una pista di guida curva associata utilizzabile con la presente invenzione;

la figura 14 rappresenta una vista dall’alto di una forma di attuazione alternativa per spingere la traiettoria dei rulli folli verso il pezzo; e

la figura 15 rappresenta una vista laterale della forma di attuazione alternativa illustrata nella figura 14.

DESCRIZIONE DELLE FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE

Le figure da 1 a 4 illustrano una forma di attuazione preferita di un carrello 10 in accordo con la presente invenzione per guidare e mantenere un attrezzo 50 lungo una traiettoria su un pezzo 54 da lavorare ad una velocità controllata sostanzialmente costante. Il carrello 10 comprende un banco piano 16 con una coppia di flange laterali a mantello 18 sospese ad esso.

In una forma di attuazione preferita, com’è illustrato nella figura 1, una coppia di motori di comando 22 sono montati su una superficie superiore del banco piano 16. Ogni motore di comando 22 ha un albero 24 che attraversa il banco piano 16 ed è collegato ad un rullo di comando rotativo 20. I rulli di comando 20 sono preferibilmente realizzati in acciaio temprato con una superficie zigrinata per trazione. Tuttavia, per flange 58 del pezzo con superfici ruvide, i rulli di comando di acciaio 20 possono essere provvisti di manicotti di gomma cilindrici che rendono uniforme la corsa del carrello 10 mantenendo una trazione adeguata.

Ad ogni estremità del banco 16 sono montati in modo smontabile rulli trasversali rotativi 26. I rulli trasversali 26 sorso montati su assi 27 che possono essere fissati ad una superficie superiore o ad una superficie inferiore del banco 16. Il rullo trasversale anteriore 26, rispetto ad una direzione di movimento del carrello 10, è fissato alla superficie superiore del banco 16 ed il rullo trasversale posteriore 26 è fissato alla superficie inferiore del banco 16, come è illustrato nella figura 5, facendo in modo che il carrello IO si inclini in avanti mentre avanza lungo la flangia 58 del pezzo spingendo così il carrello 10 verso la flangia 58 del pezzo. Così la coppia di rulli trasversali 26 è posizionata sul banco 16 in modo che una parte anteriore del banco 16 si trovi più vicino ad un bordo superiore 70 della flangia 58 del pezzo rispetto ad una parte posteriore del banco 16. Alternativamente gli assi 27 dei rulli trasversali 26 possono essere posizionati in un piano del banco 16 con il rullo trasversale anteriore 26 avente un diametro minore di quello del rullo trasversale posteriore, facendo ancora in modo che il carrello 10 si inclini in avanti. Poiché questa sollecitazione del carrello 10 contro la flangia 58 del pezzo fa in modo che il carrello 10 in pratica aderisca strettamente alla flangia 58 del pezzo, il carrello 10 può essere utilizzato in qualsiasi orientamento spaziale.

Come illustrato nelle figure 2 ed 11, una delle flange laterali a mantello 18 ha un foro filettato 30 attraverso il quale passa una vite di regolazione 34. Un blocco a rulli 38» avente una coppia di rulli folli 42, è supportato all’estremità della vite di regolazione 34 nel modo seguente. La vite di regolazione 34 ha un segmento di estremità 35 di diametro minore di quello del resto della vite 34.La vite 34 attraversa un foro filettato 36 in una base 37 del blocco a rulli 38. Il segmento di estremità 35 della vite 34 attraversa un foro 43 in un piatto 39 montato nel blocco a rulli 38 tra i rulli folli 42. Una vite di bloccaggio 40 ed una rondella 41 sono fissate ad una estremità distale del segmento di estremità 35 per impedire che l'estremità distale del segmento di estremità 35 sia estratta attraverso il foro 43 nel piatto 39. Una serie di rondelle elastiche 44 circondano il segmento di estremità 35. Le rondelle elastiche 44 sono contenute tra il piatto 39 ed una faccia anulare 45 sulla vite 34. Le rondelle elastiche 44 spingono il blocco a rulli 38, e quindi i rulli folli 42, in una direzione verso i rulli di comando 20. Il limitato movimento assiale del blocco a rulli 38 consentito dalla compressione e dall'espansione delle rondelle elastiche 44 compensa variazioni dellospessore e della curvatura della flangia 58.

Come illustrato nelle figure 2 e 3, il blocco a rulli 38 porta una coppia di rulli folli rotativi distanziati 42. Questi rulli folli 42 sono preferibilmente posizionati in relazione opposta ai rulli di comando 20. Il blocco a rulli 38 ha una faccia superiore piana che scorre lungo il fondo piano del banco 16. Così, quando la vite di regolazione 34 è fatta ruotare, il blocco a rulli 38 si avvicina o si allontana rispetto alla flangia a mantello 18 in cui la vite è avvitata mentre si impedisce la rotazione del blocco a rulli 38.

Come illustrato nelle figure 4, 9 e 10, un involucro 48 è disposto sopra una .parte superiore del banco 16 per racchiudere i motori di comando 22. Un attrezzo 50, ad esempio un cannello di saldatura o di taglio, è fissato all'involucro 48 mediante un supporto regolabile 52. Il supporto 52 permette la regolazione dell'attrezzo 50 in direzioni x, y e z rispetto al carrello 10.

Il funzionamento del carrello 10 è il seguente: Il carrello 10 è disposto sulla flangia 58 del pezzo in modo che i rulli di comando 20 appoggino contro un primo lato 62 della flangia 58 del pezzo. La vite di regolazione 34 è quindi ruotata per portare i rulli folli 42 in contatto con un secondo lato 66 della flangia 58 del pezzo. Preferibilmente le rondelle elastiche 44 sono parzialmente compresse in modo che i rulli folli 42 possano avvicinarsi ed allontanarsi rispetto alla flangia a mantello adiacente 18 per compensare variazioni nello spessore della flangia 58 del pezzo.Così il carrello 10 è fissato sulle facce della flangia 58 del pezzo e scorre sopra un bordo superiore 70 della flangia 58 del pezzo.

I motori di comando 22 provocano una rotazione dei rulli di comando 20 che trascina il carrello 10 lungo la flangia 58 del pezzo, come illustrato nella figura 5. I rulli folli 42 ruotano liberamente contro il secondo lato 66 durante l'avanzamento del carrello 10. I rulli trasversali 26 sono in contatto con, e ruotano sopra il bordo superiore 70 della flangia 58 del pezzo. Come precedentemente descritto, il rullo trasversale anteriore 26, rispetto ad una direzione di avanzamento del carrello 10, è fissato ad una sommità del banco 16 ed il rullo trasversale posteriore è fissato ad un fondo del banco 16. Ciò fa in modo che il carrello 10 si inclini in una direzione di avanzamento. Di conseguenza l'asse di rotazione dei rulli di comando 20 forma un angolo con una linea perpendicolare alla direzione di avanzamento del carrello 10, spingendo così il carrello 10 verso il pezzo 54 mentre avanza lungo la flangia 58 del pezzo.

Poiché i rulli folli 42 sono spinti elasticamente verso la flangia 58 del pezzo e sono lasciati muovere contro questa spinta elastica, come precedentemente descritto, il carrello 10 può essere utilizzato su un pezzo 54 avente una flangia curva 58 del pezzo come illustrato nella figura 6.

In una forma di attuazione alternativa in cui gli assi di rotazione dei rulli trasversali anteriore e posteriore 26 giacciono nello stesso piano del banco 16, il carrello 10 può essere spinto verso la flangia 58 del pezzo utilizzando rulli folli oscillanti 42, come illustrato nelle figure 14 e 15. Come illustrato nella figura 14, ogni rullo folle 42 è contenuto in un blocco a rullo indipendente 38. Ogni blocco a rullo è collegato in relazione di supporto con una estremità di una vite di regolazione 34. Un blocco inclinabile 98 è disposto tra i due blocchi a rullo 38. Il blocco inclinabile 98 è fissato ad una estremità di una vite di posizionamento 100. Un braccio di leva 102 è fissato all'altra estremità della vite di posizionamento 100. Come illustrato nella figura 15, esiste un gioco 104 tra il fondo del banco 16 e le sommità dei blocchi a rullo 38 e del blocco inclinabile 98 permettendo una limitata rotazione del blocco inclinabile 98 e dei blocchi a rullo 38.

Per provocare la spinta del carrello 10 verso il pezzo 54, il braccio di leva 102 è fatto ruotare. Ciò provoca una rotazione del blocco inclinabile 98 che fa in modo che gli angoli del blocco inclinabile 98 si impegnino con, e facciano ruotare i blocchi a rullo adiacenti 38. In questo modo la traiettoria dei rulli folli 42 può essere diretta verso il pezzo 54 spingendo così il carrello 10 sul pezzo 54.

In una seconda forma di attuazione del carrello 10, come illustrato nelle figure 7 ed 8, il banco 16 ha un unico motore di comando 22 che aziona un rocchetto associato 78 che a sua volta fa ruotare una coppia di ingranaggi condotti 82 collegati ad una coppia di rulli di comando 20.

Il funzionamento del carrello 10 è stato finora descritto in unione con il suo fissaggio alla flangia 58 del pezzo. Tuttavia, se la flangia 58 del pezzo è troppo corta o se la sua superficie è troppo irregolare per permettere un avanzamento uniforme del carrello 10 sopra la flangia 58 del pezzo, una rotaia di guida 86, come illustrato nelle figure 12 e 13, può essere disposta vicino alla flangia 58 del pezzo. Il carrello 10 può quindi avanzare lungo la rotaia di guida 86 con l'attrezzo 50 regolato in modo da agire sulla flangia 58 del pezzo.

La rotaia di guida 86 presenta un certo numero di piedi magnetizzati 90. Ognuno dei piedi 90 è fissato ad un fondo della rotaia di guida 86 attraverso un dispositivo di serraggio 94 a forma di U collegato ad una superficie superiore di ognuno dei piedi 90. La pista di guida 86 è fissata ai dispositivi 94 a forma di U, ad esempio, mediante una vite di serraggio 96. I piedi magnetizzati 90 trattengono perciò la rotaia di guida 86 in una condizione stabile su una superficie del pezzo 54.

Per una flangia rettilinea 58 del p^zzo, come illustrato nella figura 12, la rotaia di guida 86 può essere realizzata in un materiale rigido, ad esempio alluminio.

Tuttavia, per flange curve 58 del pezzo, come illustrato nella figura 13, la rotaia di guida 86 è preferibilmente realizzata in un materiale deformabile, ad esempio poliuretano, che può essere adattato alla curvatura della flangia 58 del pezzo.

Avendo descritto le forme di attuazione attualmente preferite dell'invenzione, si deve comprendere che essa può essere altrimenti attuata nell'ambito delle rivendicazioni annesse.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Carrello per trasportare e guidare un attrezzo ad una velocità controllata lungo una traiettoria specifica su un pezzo avente una flangia che si estende da esso, comprendente : un banco, mobile lungo la flangia suddetta del pezzo; almeno un rullo di comando montato sul banco suddetto, in cui il rullo di comando suddetto è destinato ad appoggiare contro un primo lato della flangia suddetta; mezzi per far ruotare il rullo di comando suddetto; una coppia di rulli folli montati in modo rotativo sul banco suddetto, in cui i rulli folli suddetti sono destinati ad appoggiare contro un secondo lato della flangia suddetta; mezzi per regolare la distanza tra i rulli folli suddetti ed il rullo di comando suddetto; mezzi per permettere una variazione della distanza tra il rullo di comando suddetto ed i rulli folli suddetti; mezzi per regolare la posizione dell'attrezzo suddetto rispetto al banco suddetto; una coppia di rulli trasversali montati sul banco suddetto e posizionati in modo da scorrere sopra un bordo superiore della flangia suddetta; e mezzi per spingere il carrello suddetto verso la flangia suddetta del pezzo.
2. Carrello secondo la rivendicazione 1, in cui mezzi suddetti di rotazione comprendono un motore di comando fissato al rullo di comando suddetto.
3. Carrello secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre una coppia di rulli di comando distanziati disposti sul banco suddetto, in cui ad ogni rullo di comando è collegato un motore di comando.
4. Carrello secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi suddetti di rotazione comprendono un unico motore di comando ed un treno di comando comprendente un rocchetto che si impegna simultaneamente con, ed aziona ingranaggi condotti collegati ad una coppia di rulli di comando.
5. Carrello secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi suddetti di spinta comprendono una coppia di rulli trasversali posizionati sul banco suddetto in modo che una parte anteriore del -banco suddetto si trovi più vicino al bordo superiore suddetto della flangia suddetta rispetto ad una parte posteriore del banco suddetto.
6. Carrello secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi suddetti di spinta comprendono una coppia di rulli folli oscillanti che possono essere fatti oscillare manualmente in modo da dirigere una traiettoria dei rulli folli suddetti verso il pezzo suddetto.
7. Carrello per il trasporto e la guida di un attrezzo ad una velocità controllata lungo una traiettoria specifica su una pista di guida, comprendente: un banco, mobile lungo la pista di guida suddetta; almeno un rullo di comando montato sul banco suddetto, in cui il rullo di comando suddetto è destinato ad appoggiare contro un primo lato della pista di guida suddetta; mezzi per far ruotare il rullo di comando suddetto; una coppia di rulli folli montati in modo rotativo sul banco suddetto, in cui i rulli folli suddetti sono destinati ad appoggiare contro un secondo lato della pista di guida suddetta; mezzi per regolare la distanza tra i rulli folli suddetti ed il rullo di comando suddetto; mezzi per permettere una variazione della distanza tra il rullo di comando suddetto ed i rulli folli suddetti; mezzi per regolare la posizione dell'attrezzo suddetto rispetto al banco suddetto; una coppia di rulli trasversali montati sul banco suddetto e posizionati in modo da scorrere sopra un bordo superiore della pista di guida suddetta; e mezzi per spingere il carrello suddetto verso la pista di guida suddetta.
8. Carrello secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi suddetti per regolare la distanza tra i rulli folli suddetti ed il rullo di comando suddetto comprendono una vite di regolazione che attraversa una base filettata ed un blocco a rulli, contenente i rulli folli suddetti, disposto su una estremità della vite di regolazione suddetta.
9. Carrello secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi suddetti per permettere una variazione della distanza tra il rullo di comando suddetto ed i rulli folli suddetti comprendono una serie di rondelle elastiche contenute tra un piatto ed una faccia anulare su una vite di regolazione in modo che le rondelle elastiche suddette spingano un blocco a rulli contenente i rulli folli suddetti in una direzione verso il rullo di comando suddetto.
10. Carrello secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi suddetti per regolare la posizione dell'attrezzo suddetto rispetto al banco suddetto comprendono un supporto regolabile collegato ad un involucro.
11. Carrello per trasportare e guidare un attrezzo ad una velocità controllata lungo una traiettoria specifica su un pezzo avente una flangia che si estende da esso, comprendente: un banco, mobile lungo la flangia suddetta del pezzo; almeno un rullo di comando montato sul banco suddetto, in cui il rullo di comando suddetto è destinato ad appoggiare contro un primo lato della flangia suddetta; mezzi per far ruotare il rullo di comando suddetto; una coppia di rulli folli montati in modo rotativo sul banco suddetto, in cui i rulli folli suddetti sono destinati ad appoggiare contro un secondo lato della flangia suddetta; mezzi per regolare la distanza tra i rulli folli suddetti ed il rullo di comando suddetto; mezzi per permettere una variazione della distanza tra il rullo di comando suddetto ed i rulli folli suddetti; mezzi per regolare la posizione dell'attrezzo suddetto rispetto al banco suddetto; una coppia di rulli trasversali montati sul banco suddetto e posizionati in modo da scorrere sopra un bordo superiore della flangia suddetta; e mezzi per spingere il carrello suddetto verso la flangia suddetta del pezzo comprendenti rulli che premono contro lati della flangia suddetta, i quali rulli sono orientati in modo da spingere il carrello suddetto sulla flangia suddetta.