ITTV20120039A1 - Dispositivo manipolatore per sistemi d¿automazione industriale - Google Patents

Description

DISPOSITIVO MANIPOLATORE PER SISTEMI D’AUTOMAZIONE

INDUSTRIALE

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un dispositivo manipolatore per sistemi d’automazione industriale.

Nel campo dei sistemi d’automazione industriale, sono noti numerosi esempi di stazioni di lavoro per eseguire, in modo automatizzato, la manipolazione, assemblaggio, collaudo e/o lavorazione di oggetti.

Per l’esecuzione del proprio ciclo operativo, tali stazioni impiegano tipicamente dispositivi per la manipolazione automatica di oggetti.

I dispositivi manipolatori, attualmente disponibili, presentano alcuni inconvenienti.

Spesso essi presentano ingombri relativamente elevati, che ne rendono relativamente difficoltosa l’installazione operativa, e non sono in grado di offrire prestazioni adeguate per il ciclo operativo richiesto dalla stazione di lavoro, soprattutto per quanto riguarda la velocità di manipolazione degli oggetti e la capacità di carico del manipolatore.

Generalmente, inoltre, i dispositivi manipolatori tradizionali presentano una limitata flessibilità d’impiego che ne rende problematico l’utilizzo in stazioni di lavoro predisposte per eseguire cicli operativi di diversa tipologia.

Compito precipuo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo manipolatore che presenti caratteristiche migliorate rispetto alle stazioni di lavoro di tipo noto.

Nell’ambito di questo compito, uno scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo manipolatore che presenti un’elevata flessibilità d’impiego.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo manipolatore che offra prestazioni relativamente elevate in termini di velocità di manipolazione e capacità di carico.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo manipolatore che sia facilmente realizzabile a livello industriale, a costi competitivi.

Questo compito e questi scopi, nonché altri scopi che appariranno evidenti dalla successiva descrizione e dai disegni allegati, sono realizzati, secondo l’invenzione, da un dispositivo manipolatore, secondo la rivendicazione 1 proposta nel seguito.

In una sua definizione generale, il dispositivo manipolatore, secondo l’invenzione, comprende una struttura di supporto, una leva di manovra, e mezzi attuatoli meccanicamente connessi a detta leva di manovra ed atti ad impartire una rotazione almeno parziale a detta leva di manovra, attorno ad un primo asse di fulcro.

La suddetta leva di manovra è operativamente associabile ad un dispositivo di lavoro, libero di ruotare rispetto ad essa, attorno ad un secondo asse di fulcro.

La suddetta leva di manovra è operativamente associata a mezzi meccanici di controllo del moto atti a mantenere costante Γ orientamento spaziale del dispositivo di lavoro, durante la rotazione della leva stessa.

Preferibilmente, tali mezzi meccanici di controllo del moto comprendono un primo e secondo dispositivo meccanico, posizionati in corrispondenza rispettivamente di detti primo e secondo asse di fulcro e fissi rispetto a quest’ultimi.

Preferibilmente, i mezzi meccanici di controllo del moto comprendono anche un terzo dispositivo meccanico di collegamento tra detto primo e secondo dispositivo meccanico, detto terzo dispositivo meccanico essendo atto a mantenere costante l’orientamento spaziale di detto secondo dispositivo meccanico e del dispositivo di lavoro ad esso solidalmente connesso, durante la rotazione della leva di manovra.

Preferibilmente, i menzionati primo dispositivo e secondo dispositivo meccanico comprendono rispettivamente una prima e seconda puleggia ed il terzo dispositivo meccanico comprende una cinghia di collegamento tra le pulegge suddette.

In alternativa, i menzionati primo, secondo e terzo dispositivo meccanico comprendono rispettivamente una prima, seconda e terza ruota dentata, operativamente connesse tra loro. In una forma realizzativa della presente invenzione, il primo dispositivo meccanico e i mezzi attuatori della leva di manovra sono solidalmente connessi alla struttura di supporto del dispositivo manipolatore.

In un’altra forma realizzativa della presente invenzione, il primo dispositivo meccanico e i mezzi attuatori della leva di manovra sono solidalmente connessi ad un carrello mobile, in grado di traslare rispetto a detta struttura di supporto.

In questo caso, il dispositivo manipolatore comprende preferibilmente mezzi di traslazione di detto carrello mobile, i quali possono comprendere un elemento a camma, solidalmente connesso alla leva di manovra in modo da essere posto in rotazione dai suddetti mezzi di attuazione.

Tale elemento a camma comprende una o più prime superfici di attuazione scorrevolmente associate a corrispondenti seconde superfici di attuazione della struttura di supporto.

In tal modo, un movimento di rotazione della leva di manovra e dell’elemento a camma, azionati dai mezzi attuatori, determina un corrispondente movimento di traslazione del carrello mobile.

In un suo ulteriore aspetto, la presente invenzione si riferisce ad una stazione di lavoro per sistemi d’automazione industriale, secondo la rivendicazione 10 proposta nel seguito.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione, potranno essere meglio percepiti facendo riferimento alla descrizione data di seguito ed alle allegate figure, fomite a scopo puramente illustrativo e non limitativo, in cui:

le figure 1-2 illustrano parziali viste prospettiche del dispositivo manipolatore, secondo l’invenzione, in una forma realizzativa;

la figura 3 illustra una parziale vista in esploso del dispositivo manipolatore, illustrato in figura 1;

le figure 4-5 illustrano parziali viste prospettiche del dispositivo manipolatore, secondo l’invenzione, in un’ulteriore forma realizzativa;

la figura 6 illustra una parziale vista in esploso del dispositivo manipolatore, illustrato in figura 4;

le figure 7-8 illustrano schematicamente il funzionamento operativo del dispositivo manipolatore, illustrato in figura 1 ;

le figure 9-10 illustrano schematicamente il funzionamento operativo del dispositivo manipolatore, illustrato in figura 4;

la figura 11 illustra una parziale vista prospettica di una stazione di lavoro che comprende il dispositivo manipolatore, secondo l’invenzione;

le figure 12-13 illustrano parziali viste in esploso della stazione di lavoro di figura 11. Con riferimento alle citate figure, la presente invenzione si riferisce ad dispositivo manipolatore 1.

Il dispositivo manipolatore 1 è operativamente associabile ad un dispositivo di lavoro 10 di qualunque tipo, il quale può essere adibito alla manipolazione, assemblaggio, collaudo e/o lavorazione di qualunque tipologia di oggetti, secondo le esigenze.

Nelle citate figure, il dispositivo di lavoro 10 è rappresentato da una leva porta-utensile alla quale può essere fissato un qualunque utensile di presa degli oggetti da manipolare.

Il dispositivo manipolatore 1 comprende una leva di manovra 3 e mezzi attuatori 4 meccanicamente connessi a quest’ultima.

I mezzi attuatori 4 sono atti ad impartire una rotazione almeno parziale alla leva manovra 3 attorno ad un primo asse di fulcro 51.

Preferibilmente, i mezzi attuatori 4 azionano la leva 3 in modo da far compiere a quest’ultima un movimento rotatorio, oscillante tra due posizioni operative A, B.

La leva 3 è operativamente associabile al dispositivo di lavoro 10 che è libero di ruotare rispetto ad essa, attorno ad un secondo asse di fulcro 52.

Secondo l’invenzione, la leva 3 è operativamente associata a mezzi meccanici di controllo del moto 6, 7, 8 atti a mantenere costante orientamento spaziale del dispositivo di lavoro 10 durante la rotazione della leva 3.

In una forma realizzativa preferita dell’invenzione, tali mezzi meccanici di controllo del moto comprendono un primo dispositivo meccanico 6, posizionato in corrispondenza dell’asse 51 e fisso rispetto ad esso, e un secondo dispositivo meccanico 7, posizionato in corrispondenza dell’asse 52, vantaggiosamente fisso rispetto a quest’ultimo e solidalmente connesso al dispositivo di lavoro 10.

I mezzi meccanici di controllo del moto comprendono inoltre un terzo dispositivo meccanico 8 di collegamento tra i dispositivi meccanici 6, 7.

II dispositivo meccanico 8 è atto a mantenere costante l’orientamento spaziale (rispetto ad un riferimento fisso) del dispositivo meccanico 7 e, conseguentemente, del dispositivo di lavoro 10, a quest’ultimo solidalmente connesso, durante la rotazione della leva 3.

Preferibilmente, la struttura di supporto 2 comprende una staffa di supporto sagomata, operativamente fissabile ad un sostegno fisso.

La staffa di supporto 2 può essere realizzata in un pezzo unico oppure comprendere più parti fissate tra loro, come illustrato nelle citate figure.

Preferibilmente, la staffa di supporto 2 comprende una porzione di fissaggio 21, in corrispondenza della quale essa è operativamente associata ad un supporto fisso, ed una porzione di sostegno 22, destinata a sostenere il dispositivo manipolatore 1.

La porzione di sostegno 22 è vantaggiosamente provvista di un primo foro passante 23 per consentire il collegamento tra i mezzi attuatori 4 e la leva 3.

Ciò consente di ridurre gli ingombri complessivi, dato che i mezzi attuatori 4 e la leva 3 possono essere posizionati in corrispondenza di lati diversi della porzione di sostegno 22. Forme realizzative alternative della presente invenzione potrebbero ovviamente prevedere un diverso posizionamento dei mezzi attuatori 4 e della leva 3, rispetto alla struttura di supporto 2

Preferibilmente, la leva 3 comprende due piastre sagomate 31, 32, tra loro affacciate e posizionate in modo da risultare sostanzialmente ortogonali agli assi 51, 52.

Le piastre 31, 32 sono tra loro solidalmente connesse attraverso opportuni elementi di connessione 34, ad esempio viti, bulloni, rivetti o simili.

Opportuni distanziali 35 sono solidalmente connessi con le piastre sagomate 31, 32 ed opportunamente predisposti per definire un’intercapedine 36 tra quest’ultime.

In corrispondenza delle regioni d’intersezione con gli assi 51, 52, le piastre sagomate 31, 32 comprendono rispettivamente secondi fori passanti 37, tra loro coassiali lungo l’asse 51, e terzi fori passanti 38, tra loro coassiali lungo l’asse 52.

Nello spazio di alloggiamento definito dai fori passanti 37, 38 e dall’intercapedine 36 sono vantaggiosamente posizionati, almeno parzialmente, i mezzi meccanici di controllo del moto 6, 7, 8, operativamente associati alla leva 3.

E’ evidente come tale soluzione consenta di ridurre l’ingombro complessivo del dispositivo manipolatore 1.

Forme realizzative alternative della presente invenzione potrebbero prevedere che la leva 3 sia realizzata in un pezzo unico, opportunamente sagomato per definire uno spazio di alloggiamento per i mezzi meccanici di controllo del moto 6, 7, 8.

Ulteriori forme realizzative della presente invenzione potrebbero però prevedere che i mezzi meccanici di controllo del moto 6, 7, 8 non siano posizionati in corrispondenza di uno spazio d’alloggiamento definito dalla leva 3.

Preferibilmente, i mezzi attuatoli 4 comprendono un motore o un motoriduttore elettrico, operativamente associato alla leva 3 mediante mezzi di trasmissione del moto di tipo noto. Preferibilmente, il primo e secondo dispositivo meccanico comprendono rispettivamente una prima e seconda puleggia 6, 7.

La puleggia 6 è preferibilmente ospitata, almeno parzialmente, nei fori passanti 37 e nell’intercapedine 36 della leva 3.

La puleggia 6 è operativamente associata alla leva 3 mediante una coppia di cuscinetti 61. In tal modo, la leva 3 può ruotare liberamente intorno alla puleggia 6, in corrispondenza dell’asse 51.

Preferibilmente, la prima puleggia 6 è predisposta in modo da rimanere in posizione fissa rispetto all’asse 51.

A tal fine, essa è operativamente associata a mezzi meccanici di bloccaggio 9, 11 atti a fissarne la posizione angolare rispetto all’asse 51.

Preferibilmente, tali mezzi meccanici di bloccaggio comprendono un leverismo 9, solidalmente connesso con la puleggia 6 ed operativamente associato ad un morsetto di bloccaggio 11.

Il morsetto di bloccaggio 11 è vantaggiosamente provvisto di un dispositivo di regolazione 12 della posizione angolare della puleggia 6, rispetto all’asse 51.

Il dispositivo di regolazione 12 può essere costituito, ad esempio, da una coppia di grani filettati, opportunamente associati al morsetto di bloccaggio 11, in modo da regolare la posizione di bloccaggio del leverismo 9 rispetto a quest’ultimo.

Preferibilmente, la puleggia 7 è ospitata, almeno parzialmente, nei fori passanti 38 e nell’intercapedine 36 della leva 3.

La puleggia 7 è operativamente associata alla leva 3 mediante una coppia di cuscinetti 62. Preferibilmente, il terzo dispositivo meccanico 8 comprende una cinghia di collegamento predisposta in modo da collegare solidalmente tra loro le pulegge 6, 7.

La puleggia 6 può così rimanere in posizione fissa, rispetto all’asse 52.

Infatti, una volta fissata la posizione angolare della puleggia 6, rispetto all’asse 51, mediante i mezzi meccanici di bloccaggio 9, 11, anche la posizione angolare della puleggia 7 (e del dispositivo di lavoro 10 ad essa solidalmente connesso) risulta fissata rispetto all’asse 52. Al contempo, durante il movimento della leva 3, la puleggia 7 è libera di muoversi rispetto a quest’ultima (grazie ai cuscinetti 62), con un movimento rotatorio relativo intorno all’asse 52. Preferibilmente, la cinghia di collegamento 8 è operativamente associata ad un dispositivo tendi-cinghia 81, costituito, ad esempio, da una rotella girevole ospitata in corrispondenza dell’intercapedine 36 ed operativamente associata ad uno dei distanziali 35 che mantengono separate le piastre 31, 32.

Secondo una forma alternativa della presente invenzione, ciascuno dei dispositivi meccanici 6, 7 potrebbe comprendere una ruota dentata.

In tal caso, anche il dispositivo 8 comprende una ruota dentata operativamente associata alle ruote dentate 6, 7, in modo da collegare quest’ ultime tra loro in modo solidale.

Nella forma realizzativa della presente invenzione, illustrata nelle figure 1-3, il primo dispositivo meccanico 6, comprendente una puleggia, e i mezzi attuatoli 4 sono solidalmente connessi alla struttura di supporto 2, in modo da risultare fissi rispetto a quest’ultima.

In questo caso, i mezzi di bloccaggio 9, 11 sono operativamente posizionati sulla struttura di supporto 2, vantaggiosamente in corrispondenza della porzione di sostegno 22.

Con riferimento alle figure 7-8, è brevemente illustrato il funzionamento del dispositivo manipolatore, secondo la forma realizzativa delle figure 1-3.

Si assuma che la leva 3 si trovi nella posizione operativa A (figura 7).

Come sopra menzionato, i mezzi attuatoli 4 azionano la leva 3 in modo da far compiere a quest’ultima un movimento rotatorio MI 1, intorno all’asse 51, verso la posizione operativa B. Durante il movimento Ml l della leva 3, la puleggia 6, ancorata alla struttura di supporto 2, rimane in posizione fissa rispetto all’asse 51 ed alla leva 3, dato che quest’ultima è libera di ruotare intorno ad essa.

La puleggia 7 compie un movimento circolare M12 intorno all’asse 51, essendo operativamente associata alla leva 3 in posizione diversa dall’asse 51.

Essendo solidalmente connesso con la puleggia 7, il dispositivo di lavoro 10 compie un movimento circolare M12, intorno all’asse 51 o un asse parallelo a quest’ultimo.

Grazie all’azione della cinghia di collegamento 8, che connette solidalmente tra loro le pulegge 6, 7, la puleggia 7 rimane fissa rispetto all’asse 52.

D’altra parte, la puleggia 7 ed il dispositivo di lavoro 10 sono liberi di ruotare rispetto alla leva 3 e, durante il movimento di quest’ultima, essi si muovono con moto rotatorio relativo M13 (con verso opposto al movimento MI 1) rispetto alla leva 3, intorno all’asse 52.

Il dispositivo di lavoro 10, solidale con la puleggia 7, mantiene così invariato il proprio orientamento rispetto ad un riferimento fisso nello spazio (ad esempio alla struttura di supporto 2).

In modo analogo, una volta raggiunta la posizione operativa B (figura 8), i mezzi attuatori 4 azionano la leva 3 in modo da far compiere a quest’ultima un movimento rotatorio M21, inverso rispetto al movimento MI 1, verso la posizione operativa A.

La puleggia 6 permane in posizione fissa rispetto all’asse 51 mentre la puleggia 7 si muove, con movimento circolare M22, inverso rispetto al movimento M12, intorno all’asse 51.

Anche il dispositivo di lavoro 10 compie un analogo movimento circolare M22, intorno all’asse 51 o un asse parallelo a quest’ultimo.

Grazie all’azione della cinghia di collegamento 8, che connette solidalmente tra loro le pulegge 6, 7, la puleggia 7 rimane fissa rispetto all’asse 52.

D’altra parte, la puleggia 7 ed il dispositivo di lavoro 10 sono liberi di ruotare rispetto alla leva 3 e, durante il movimento di quest’ultima, essi si muovono con moto rotatorio relativo M23 (con verso opposto al moto relativo M13) rispetto alla leva 3, intorno all’asse 52.

Il dispositivo di lavoro 10 mantiene così invariato il proprio orientamento nello spazio rispetto ad un riferimento fisso.

Da quanto sopra, è evidente come il dispositivo manipolatore 1, nella forma realizzativa descritta nelle figure 1-3, possa essere utilizzato per muovere, almeno parzialmente, il dispositivo di lavoro 10 secondo traiettorie circolari che si sviluppano, almeno parzialmente, attorno all’asse 51 o un asse parallelo ad esso.

Nella forma realizzativa della presente invenzione, illustrata nelle figure 4-6, il primo dispositivo meccanico 6, comprendente una puleggia, e i mezzi attuatori 4 sono solidalmente connessi ad un carrello 14, mobile rispetto alla struttura di supporto 2.

Preferibilmente, il carrello mobile 14 è in grado di eseguire un movimento di traslazione M3-M4, rispetto alla struttura di supporto 2, secondo un asse di traslazione 53, preferibilmente perpendicolare all’asse 51.

A tal fine, prime guide lineari 140, a bordo del carrello mobile 14, sono scorrevolmente accoppiate a seconde guide lineari 141, predisposte in corrispondenza della struttura di supporto 2, in particolare della porzione di sostegno 22.

Le guide lineari 141, 142 sono vantaggiosamente predisposte in modo da risultare sostanzialmente parallele all’asse di traslazione 53 del carrello.

Preferibilmente, il foro passante 23 della struttura di supporto 2 è sagomato in modo da ospitare almeno parzialmente il carrello mobile 14 e da permetterne il movimento di traslazione lungo l’asse 53.

E’ evidente come ciò consenta di ridurre l’ingombro complessivo del dispositivo manipolatore 1

Forme realizzative alternative della presente invenzione potrebbero ovviamente prevedere un diverso posizionamento del carrello mobile 14, rispetto alla struttura di supporto 2.

Secondo la forma realizzativa dell’invenzione, illustrata nelle figure 4-6, i mezzi di bloccaggio 9, 11 sono vantaggiosamente posizionati a bordo del carrello mobile 14.

Preferibilmente, il dispositivo manipolatore 1 comprende mezzi di traslazione 15, 151, 152, 153, 154 atti a far compiere al carrello mobile 14, durante il movimento della leva 3, il movimento di traslazione M3-M4, rispetto alla struttura di supporto 2, lungo l’asse 53.

Preferibilmente, tali mezzi di traslazione comprendono un elemento a camma 15, solidalmente connesso con la leva 3, in modo da eseguire un movimento di rotazione intorno all’asse 51, quando quest’ultima è azionata dai mezzi attuatori 4.

Preferibilmente, l’elemento a camma 15 è costituito da una piastra sagomata comprendente una o più superfici di attuazione 151, 152, scorrevolmente accoppiate a corrispondenti seconde superfici di attuazione 153, 154 della struttura di supporto.

Il profilo delle superfici di attuazione 151, 152, 153, 154 è vantaggiosamente selezionato in funzione del movimento di traslazione che si vuole imporre al carrello mobile 14 e, più in generale, in funzione della traiettoria che si vuole far compiere al dispositivo di lavoro 10, durante la rotazione della leva 3.

Preferibilmente, come illustrato nelle citate figure, le superfici di attuazione 151, 152 hanno un profilo eccentrico rispetto all’asse 51 mentre le superfici di attuazione 151, 152 hanno un profilo circolare, rispetto ad assi di riferimento paralleli all’asse 51.

Forme realizzative alternative della presente invenzione possono prevedere che le superfici di attuazione 151, 152 abbiano un profilo circolare rispetto all’asse 51 e che le superfici di attuazione 151, 152 abbiano un profilo eccentrico rispetto ai propri assi di riferimento.

Ulteriori forme realizzative alternative della presente invenzione possono prevedere che tutte le superfici di attuazione 151, 152, 153, 154 abbiano un profilo eccentrico rispetto ai propri assi di riferimento.

Preferibilmente, Γ elemento a camma 15 comprende una prima e seconda superficie di attuazione 151, 152 operativamente associate rispettivamente ad una terza e quarta superficie di attuazione 153, 154 della struttura di supporto 2.

Preferibilmente, le superfici di attuazione 151, 152 sono le superfici di porzioni sagomate del bordo dell’elemento a camma 15, predisposte in posizioni tra loro opposte rispetto all’asse 51, lungo una direttrice parallela all’asse di traslazione 53 del carrello mobile 14.

Preferibilmente, le superfici di attuazione 153, 154 sono le superfici di una coppia di rotelle 153 A, 154A, girevolmente associate alla struttura di supporto 2, secondo assi sostanzialmente paralleli all’asse 51, e predisposte in posizioni tra loro opposte rispetto all’asse 51, lungo una direttrice parallela all’asse di traslazione 53.

Preferibilmente, l’elemento a camma 15 comprende un quarto foro passante 155, in corrispondenza della regione d’intersezione con l’asse 51, in modo da permettere il collegamento meccanico tra i mezzi attuatoli 4 e la leva 3.

Con riferimento alle figure 9-10, è brevemente illustrato il funzionamento del dispositivo manipolatore, secondo la forma realizzativa delle figure 4-6.

Si assuma che la leva 3 si trovi nella posizione operativa A (figura 9).

Come sopra menzionato, i mezzi attuatoli 4 azionano la leva 3 in modo da far compiere a quest’ultima un movimento rotatorio MI 1, intorno all’asse 51, verso la posizione operativa B. Durante il movimento della leva 3, l’elemento a camma 15, solidale con la leva stessa, esegue un analogo movimento di rotazione intorno all’asse 51.

La superficie di attuazione 151 dell’elemento a camma 15 scorre pertanto lungo la superficie di attuazione 153 della struttura di supporto 2.

Le suddette superfici di attuazione 151, 153 sono sagomate in modo che il loro scorrimento relativo determini un movimento di traslazione M3 del carrello mobile 14, rispetto alla struttura di supporto 2.

I mezzi attuatori 4, la leva 3, i mezzi di controllo del moto 6, 7, 8, gli assi 51, 52 traslano con analogo movimento M3 rispetto alla struttura di supporto 2.

D’altra parte, durante il movimento della leva 3, le pulegge 6, 7 si comportano con modalità del tutto analoghe a quelle sopra illustrate per la forma realizzativa di figura 1-3, 7-8.

La puleggia 6, essendo ancorata al carrello mobile 14, rimane in posizione fissa rispetto all’asse 51 (ed alla leva 3).

La puleggia 7 compie un movimento circolare M12, rispetto all’asse 51 e, grazie all’azione della cinghia di collegamento 8, rimane fissa rispetto all’asse 52.

Dato che gli assi 51, 52 eseguono un movimento di traslazione M3, rispetto alla struttura di supporto 2, la puleggia 7 esegue un movimento roto-traslatorio M3+M12 (ottenuto dalla combinazione del moto circolare M12 e del moto traslatorio M3) rispetto ad un riferimento fisso, ad esempio la struttura di supporto stessa.

Essendo solidalmente connesso con la puleggia 7, il dispositivo di lavoro 10 compie un movimento circolare M12, rispetto all’asse 51, ed un movimento roto-traslatorio M3+M12, rispetto ad un riferimento fisso.

Al contempo, la puleggia 7 ed il dispositivo di lavoro 10 si muovono con moto relativo M13, rispetto alla leva 3, intorno all’asse 52.

Il dispositivo di lavoro 10 mantiene così invariato il proprio orientamento nello spazio rispetto ad un riferimento fisso.

In modo analogo, raggiunta la posizione operativa B (figura 10), i mezzi attuatori 4 azionano la leva 3 in modo da far compiere a quest’ultima un movimento rotatorio M21, inverso rispetto a movimento MI 1, verso la posizione operativa A.

L’elemento a camma 15 esegue un analogo movimento di rotazione intorno all’asse 51.

La superficie di attuazione 152 dell’elemento a camma 15 scorre pertanto lungo la superficie di attuazione 154 della struttura di supporto 2.

Le suddette superfici di attuazione 152, 154 sono sagomate in modo che il loro scorrimento relativo determini un movimento di traslazione M4 (inverso al movimento M3) del carrello mobile 14, rispetto alla struttura di supporto 2.

I mezzi attuatori 4, la leva 3, i mezzi di controllo del moto 6, 7, 8, gli assi 51, 52 traslano con analogo movimento M4 rispetto alla struttura di supporto 2.

D’altra parte, durante il movimento della leva 3, le pulegge 6, 7 si comportano con modalità del tutto analoghe a quelle sopra illustrate per la forma realizzativa di figura 1-3, 7-8.

La puleggia 6, essendo ancorata al carrello mobile 14, rimane in posizione fissa rispetto all’asse 51 (ed alla leva 3).

La puleggia 7 compie un movimento circolare M22, rispetto all’asse 51 e, grazie all’azione della cinghia di collegamento 8, rimane fissa rispetto all’asse 52.

Dato che gli assi 51, 52 eseguono un movimento di traslazione M4, rispetto alla struttura di supporto 2, la puleggia 7 esegue un movimento roto-traslatorio M4+M22 (ottenuto dalla combinazione del moto circolare M22 e del moto traslatorio M4) rispetto ad un riferimento fisso, ad esempio la struttura di supporto stessa.

Essendo solidalmente connesso con la puleggia 7, il dispositivo di lavoro 10 compie un movimento circolare M22, rispetto all’asse 51, ed un movimento roto-traslatorio M4+M22, rispetto ad un riferimento fisso.

Al contempo, la puleggia 7 ed il dispositivo di lavoro 10 si muovono con moto relativo M23, rispetto alla leva 3, intorno all’asse 52.

Il dispositivo di lavoro 10 mantiene così invariato il proprio orientamento nello spazio rispetto ad un riferimento fisso.

Da quanto sopra, è evidente come il dispositivo manipolatore 1, nella forma realizzativa descritta nelle figure 4-6, possa essere utilizzato per muovere il dispositivo di lavoro 10 secondo traiettorie di roto-traslazione che si sviluppano, almeno parzialmente, attorno all’asse 5 1 o un asse parallelo ad esso.

Il percorso di tali traiettorie dipende sostanzialmente dal tipo di profilo selezionato per le superfici di attuazione.

In un suo ulteriore aspetto, la presente invenzione riguarda una stazione di lavoro 100 che comprende uno o più dispositivi manipolatori 1, ad esempio nelle forme realizzative sopra descritte.

La stazione di lavoro 100 può essere vantaggiosamente utilizzata per la manipolazione, assemblaggio, collaudo e/o lavorazione di una qualunque tipologia di oggetti.

La stazione di lavoro 100 comprende una base di sostegno 101, vantaggiosamente costituita da un telaio di sostegno 161 ed una o più pareti esterne 162.

Dalla base di supporto 101, protrude, ergendosi lungo un asse di riferimento 150, preferibilmente perpendicolare e centrale rispetto ad una delle pareti 162 della base stessa, una colonna di supporto 103 fissa.

La colonna di supporto 103 è preferibilmente connessa al telaio di sostegno 161 in modo da risultare solidale con la base di sostegno 101 e si presenta come un corpo cavo a geometria cilindrica, il cui volume interno può essere comunicante con il volume interno della base di sostegno 101.

La stazione di lavoro 100 comprende un corpo rotante 104, operativamente associato alla colonna di supporto 103 in modo da ruotare attorno a quest’ultima, preferibilmente con moto intermittente.

Per la movimentazione del corpo 104, la stazione di lavoro 100 comprende vantaggiosamente secondi mezzi attuatori 105, preferibilmente ospitati all’interno del volume interno della base di sostegno 101 e fissati al telaio di sostegno 161.

I mezzi attuatori 105 sono costituiti, ad esempio, da un motore o un motoriduttore elettrico.

Almeno un dispositivo manipolatore 1 è operativamente associato alla colonna di supporto 103.

Preferibilmente, la colonna di supporto 103 comprende uno o più anelli d’ancoraggio 109, ciascuno dei quali è provvisto di una scanalatura di guida 120 per mezzi d’ancoraggio 125, 126 atti a fissare il dispositivo manipolatore 1 alla colonna di supporto 103.

Vantaggiosamente, i mezzi d’ancoraggio 125, 126 sono movibili lungo la scanalatura di guida 120 attorno alla colonna di supporto 103.

Preferibilmente, i suddetti mezzi d’ancoraggio comprendono uno o più morsetti 125, scorrevoli lungo una scanalatura di guida 120, ed una o più piastre di fissaggio 126, operativamente associabili ai morsetti 125.

Vantaggiosamente, ciascuna piastra di fissaggio 126 è solidalmente connessa con la struttura di supporto 2 di un dispositivo manipolatore 1.

In tal modo, è possibile variare il numero delle posizioni di ancoraggio alla colonna di supporto 103, lungo l’anello d’ancoraggio 109.

Facendo scorrere i mezzi d’ancoraggio 125, 126 lungo la scanalatura di guida 120, è inoltre possibile dislocare, secondo le esigenze, ciascun dispositivo manipolatore 1 lungo il perimetro della colonna di supporto 103.

Preferibilmente, il corpo rotante 104 comprende una flangia rotante 111, operativamente associata ai mezzi attuatoli 105, in modo da essere posta in rotazione da quest’ultimi, attorno all’asse di riferimento 150.

Preferibilmente, il corpo rotante 104 comprende anche una piastra porta-pezzo 112, solidalmente connessa alla flangia 111, ad esempio mediante un distanziale 113.

Preferibilmente, la piastra 112 comprende una o più sedi porta-pezzo 115 nelle quali sono vantaggiosamente posizionati gli oggetti da trattare.

Nel suo complesso, il corpo rotante 104 presenta vantaggiosamente una struttura cava, avente geometria sostanzialmente cilindrica e sviluppo lungo l’asse 150.

Nello spazio interno del corpo rotante 104 è vantaggiosamente inserita, almeno parzialmente, la colonna di supporto 103.

In tal modo, il corpo rotante 104 è in grado di ruotare attorno alla colonna di supporto 103 grazie al moto impartito dai mezzi attuatoli 105 che trasmettono preferibilmente un moto intermittente al corpo rotante 104.

Ciascuna sede porta-pezzo 115 della piastra 112 può così eseguire un movimento rotatorio, con angoli di rotazione predefiniti, attorno alla colonna di supporto 103.

La stazione di lavoro 100, nella forma realizzativa delle figure 11-13, presenta indubbi vantaggi di carattere pratico.

Essa si caratterizza per un’elevata flessibilità d’impiego, dato che il numero e la posizione di fissaggio dei dispositivi manipolatori 1, associati alla colonna di supporto 103, possono essere variati secondo le esigenze.

Con semplici interventi sulla configurazione operativa della colonna di supporto 103, è possibile adattare l’assetto operativo della stazione di lavoro 100 alle esigenze del ciclo operativo da eseguire.

Grazie alla presenza di una colonna di supporto 103, in posizione centrale, e di una piastra porta-pezzo 112, ruotante intorno alla suddetta colonna di supporto, l’area di processo, dove transitano o stazionano gli oggetti da manipolare, assemblare, collaudare e/o lavorare, è facilmente accessibile ad un operatore.

Si è visto nella pratica come il dispositivo manipolatore 1, secondo la presente invenzione permetta di raggiungere gli scopi prefissati.

Il dispositivo manipolatore 1 è in grado di muovere un dispositivo di lavoro, ad esempio un utensile di presa, lungo traiettorie di diverso tipologia, in particolare con movimenti di tipo circolare o roto-traslatorio, il cui profilo è facilmente determinabile con semplici modifiche dell’assetto operativo del dispositivo manipolatore.

Il dispositivo manipolatore 1 presenta così un’elevata flessibilità d’impiego.

Il dispositivo manipolatore 1 presenta una struttura robusta e compatta che assicura un’elevata velocità di manipolazione ed una notevole capacità di carico.

Il dispositivo manipolatore 1 risulta relativamente semplice ed economico da realizzare a livello industriale.

Il dispositivo manipolatore, secondo l’invenzione, così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo.

Inoltre, tutti i dettagli potranno essere costituiti da altri tecnicamente equivalenti.

In pratica, i materiali impiegati nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo manipolatore (1) caratterizzato dal fatto di comprendere una struttura di supporto (2), una leva di manovra (3), mezzi attuatoli (4) meccanicamente connessi a detta leva di manovra ed atti ad impartire una rotazione almeno parziale a detta leva manovra attorno ad un primo asse di fulcro (51), detta leva di manovra essendo operativamente associabile ad un dispositivo di lavoro libero di ruotare rispetto a detta leva di manovra, attorno ad un secondo asse di fulcro (52), detta leva di manovra essendo operativamente associata a mezzi meccanici di controllo del moto (6, 7, 8) atti a mantenere costante l’orientamento spaziale di detto dispositivo di lavoro durante la rotazione di detta leva di manovra.
2. 2. Dispositivo manipolatore, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi meccanici di controllo del moto comprendono: - un primo dispositivo meccanico (6), posizionato in corrispondenza di detto primo asse di fulcro (51) e fisso rispetto ad esso; - un secondo dispositivo meccanico (7), posizionato in corrispondenza di detto secondo asse di fulcro (52) e solidalmente connesso a detto dispositivo di lavoro; - un terzo dispositivo meccanico (8) di collegamento tra detto primo e secondo dispositivo meccanico (6, 7), detto terzo dispositivo meccanico essendo atto a mantenere costante l’orientamento spaziale di detto secondo dispositivo meccanico e di detto dispositivo di lavoro (10), durante la rotazione di detta leva di manovra.
3. 3. Dispositivo manipolatore, secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti primo e secondo dispositivo meccanico comprendono rispettivamente una prima e seconda puleggia (6, 7) oppure una prima e seconda ruota dentata.
4. 4. Dispositivo manipolatore, secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta prima puleggia (6) o ruota dentata è operativamente associata a primi mezzi meccanici di bloccaggio (9, 11) atti a fissare la posizione di detta prima puleggia o ruota dentata rispetto a detto primo asse di fulcro (51).
5. 5. Dispositivo manipolatore, secondo una o più delle rivendicazioni da 2 a 4, caratterizzato dal fatto che terzo dispositivo meccanico (8) comprende una cinghia di collegamento oppure una terza ruota dentata.
6. 6. Dispositivo manipolatore, secondo una o più delle rivendicazioni da 2 a 5, caratterizzato dal fatto che detto primo dispositivo meccanico (6) e detti mezzi attuatoli (4) sono solidalmente connessi a detta struttura di supporto (2).
7. 7. Dispositivo manipolatore, secondo una o più delle rivendicazioni da 2 a 5, caratterizzato dal fatto che detto primo dispositivo meccanico (6) e detti mezzi attuatoli (4) sono solidalmente connessi ad un carrello mobile (14), in grado di traslare rispetto a detta struttura di supporto (2).
8. 8. Dispositivo manipolatore, secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di traslazione (15, 151, 152, 153, 154) di detto carrello mobile.
9. 9. Dispositivo manipolatore, secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di traslazione comprendono un elemento a camma (15), solidalmente connesso con detta leva di manovra, almeno una prima superfìcie di attuazione (151, 152) di detto elemento a camma essendo accoppiata ad almeno una seconda superficie di attuazione (153, 154) di detta struttura di supporto.
10. 10. Stazione di lavoro (100) caratterizzata dal fatto di comprendere almeno un dispositivo manipolatore (1), secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.
11. 11. Stazione di lavoro, secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto di comprendere una base di sostegno (101), una colonna di supporto (103) fissa, operativamente associata a detta base di sostegno, un corpo rotante (104), operativamente associato a detta colonna di supporto in modo da ruotare attorno a detta colonna di supporto, e primi mezzi attuatori (105) per la movimentazione di detto corpo rotante, almeno un dispositivo manipolatore (1), secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 9 essendo operativamente associato a detta colonna di supporto.
12. 12. Stazione di lavoro, secondo la rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto che detta colonna di supporto (103) comprende uno o più anelli d’ancoraggio (109), ciascuno di detti anelli d’ancoraggio essendo provvisto di una scanalatura di guida (120) per mezzi d’ancoraggio (125, 126) per fissare detto dispositivo manipolatore (1) a detta colonna di supporto, detti mezzi d’ancoraggio essendo movibili lungo detta scanalatura di guida, attorno a detta colonna di supporto.