ITUB20159241A1 - Robot industriale multi-asse, in particolare di tipo SCARA - Google Patents

Description

"Robot industriale multi -asse, in particolare di tipo SCARA"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un robot industriale multi-asse, in particolare di tipo SCARA, e nello specifico il braccio distale di tale robot su cui è portata 1'unità operativa.

Come è noto nella tecnica, in un robot di tipo SCARA 1'unità operativa del robot è portata da un albero che è montato sul braccio distale del robot così da essere girevole attorno al proprio asse e allo stesso tempo mobile in traslazione lungo tale asse. Il gruppo di azionamento di tale albero risulta contenuto all'interno del braccio di robot in guestione. Per facilitare 1'installazione del gruppo di azionamento sul braccio, guest'ultimo è solitamente costituito da un corpo di base su cui viene fissato il gruppo di azionamento e da un corpo di copertura che viene fissato sul corpo di base e insieme a guest'ultimo va a costituire 1'involucro esterno entro cui il gruppo di azionamento viene racchiuso.

In alcuni settori di impiego di tale tipologia di robot, ad esempio nell'ambito della produzione di prodotti alimentari o di articoli sanitari, è importante garantire che 1'area di lavoro del robot non venga contaminata dal robot stesso, ad esempio per via del grasso, dell'olio, ecc., che potrebbero essere rilasciati e dispersi dal robot. Peraltro, in talune applicazioni il robot può invece risultare esposto alla presenza di liquidi per cui è necessario impedire un'eventuale penetrazione di questi liquidi all'interno delle parti del robot.

Nella tecnica sono già stati realizzati robot di tipo SCARA opportunamente predisposti per poter essere impieqati nelle applicazioni sopra indicate. Tali robot presentano, in particolare, il braccio distale in questione, portante 1'unità operativa, che è chiuso ermeticamente rispetto all'esterno ed è dotato di soffietti associati all'albero mobile indicato allo scopo di impedire qualsiasi passaggio dell'aria fra 1'albero e 1'involucro del braccio. La chiusura ermetica da un lato proteqge gli organi elettrici e meccanici disposti all'interno del braccio e, dall'altro lato, previene che dal robot fuoriesca materiale che possa contaminare 1'area di lavoro.

La presente invenzione si propone ora lo scopo di realizzare un robot multi-asse, in particolare di tipo SCARA, che presenti una struttura migliorata rispetto alle soluzioni note, soprattutto con riferimento al suo braccio distale, e in particolare in termini di semplificazione costruttiva, facilità di montaggio, e livello di ermeticità.

Lo scopo indicato viene raggiunto tramite un robot presentante le caratteristiche indicate nella rivendicazione 1.

Le rivendicazioni formano parte integrante dell insegnamento tecnico qui somministrato in relazione all'invenzione .

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

la figura 1 rappresenta, secondo una vista prospettica, una forma di attuazione del robot qui descritto;

- la figura 2 rappresenta una vista laterale del robot di figura 1;

la figura 3 rappresenta una vista in sezione parziale del robot di figura 1;

- la figura 4 rappresenta una vista di dettaglio del braccio distale del robot di figura 1, in cui il corpo di copertura di tale braccio è stato rimosso;

- la figura 5 rappresenta una vista in esploso del robot di figura 1;

- la figura 6 rappresenta una vista prospettica di un dettaglio del braccio distale del robot di figura 1.

- la figura 7 rappresenta una vista prospettica di un ulteriore dettaglio del braccio distale del robot di figura 1.

Nella seguente descrizione sono illustrati vari dettagli specifici finalizzati ad una approfondita comprensione delle forme di attuazione. Le forme di attuazione possono essere realizzate senza uno o più dei dettagli specifici, o con altri metodi , componenti o materiali ecc . In altri casi, strutture materiali o operazioni noti non sono mostrati o descritti in dettaglio per evitare di rendere oscuri vari aspetti della forma di attuazione.

I riferimenti qui utilizzati sono soltanto per comodità e non definiscono dunque 1'ambito di tutela o la portata delle forme di attuazione.

Come indicato sopra, la presente invenzione riguarda un robot industriale multi-asse, in particolare un robot SCARA.

In generale , un robot di questo tipo comprende (i numeri di riferimento fanno riferimento alla forma di attuazione illustrata nelle figure) :

- una struttura di base 2;

- un primo braccio 4 collegato in modo articolato alla struttura di base 2 attorno ad un primo asse di rotazione I;

- un secondo braccio 6 collegato in modo articolato al primo braccio attorno ad un secondo asse di rotazione 11 parallelo al suddetto primo asse;

- un 'unità operativa 8 portata da un albero 12 montato sul secondo braccio 6 e comandabile mediante un gruppo di azionamento in un primo movimento di traslazione lungo un terzo asse III, e in un secondo movimento di rotazione attorno allo stesso terzo asse.

Il terzo asse è parallelo ad entrambi gli assi, primo e secondo, sopra indicati.

In modo di per sé noto nella tecnica, il secondo braccio 6 comprende un corpo di base 61 su cui è fissato il gruppo di azionamento indicato ed un corpo di copertura 63 montato sul corpo di base ed atto a costituire insieme al corpo di base un involucro entro cui risulta racchiuso il gruppo di azionamento . In varie forme di attuazione , così come in quella illustrata, il braccio 6 contiene al suo interno anche il motore di azionamento della sua rotazione attorno al secondo asse II (indicato nelle figure con il riferimento M3), che risulta montato sul corpo di base 61 in maniera convenzionale.

Nel robot qui descritto, il secondo braccio in questione comprende , inoltre , un corpo intermedio 62 tramite cui il corpo di copertura 63 può essere fissato al corpo di base senza necessità di prevedere un fissaggio diretto fra questi due corpi. In particolare, il corpo intermedio 62 risulta predisposto per essere fissato sul corpo di base e presenta una struttura che è configurata per disporsi almeno in parte fra il corpo di copertura e il gruppo di azionamento e che è dotata di porzioni per il fissaggio del corpo di copertura al corpo intermedio stesso.

Le caratteristiche indicate offrono il vantaggio di realizzare un accoppiamento tra il corpo di base e il corpo di copertura che è costruttivamente più semplice rispetto alle soluzioni note e che allo stesso tempo si caratterizza per il fatto di facilitare la predisposizione di una chiusura ermetica dell'involucro del braccio . In particolare, tali caratteristiche consentono di realizzare un braccio dotato di un grado di protezione - detto anche grado IP, che è definito dall'attuale normativa GEI UNI EN60529 - più elevato rispetto a quello dei robot della medesima tipologia attualmente in commercio. Come si vedrà nel dettaglio nel seguito, preferibilmente i due corpi in questione presentano entrambi una generica conformazione a semiguscio e sono reciprocamente accoppiati in corrispondenza di loro rispettivi bordi perimetrali.

In varie forme di attuazione, così come in quella illustrata, il corpo di base 61 presenta una parete di fondo 61 su cui è ricavata una apertura 61' che viene attraversata dall 'albero 12. Sul fondo 61 è inoltre ricavata una schiera di formazioni di supporto 61 su cui vanno ad essere fissati almeno parte del gruppo di azionamento dell'albero 12 e il corpo intermedio 62 sopra indicato.

Il gruppo di azionamento presenta, in particolare, due motori elettrici MI , M2 ed un organo di rinvio R ciascuno montato su una rispettiva piastra che viene fissata tramite viti a corrispondenti formazioni di supporto 61 del fondo 61 . In varie forme di attuazione preferite , tali formazioni sono costituite da perni dotati di fori interni filettati entro cui vanno ad essere avvitate le viti di fissaggio delle piastre indicate .

Il gruppo di azionamento comprende, inoltre, una prima puleggia (non illustrata) collegata tramite cinghia al motore MI e associata ad un organo a vite 22 di trasmissione del moto che impegna una superficie filettata corrispondente ricavata sull'albero 12 . Tale organo 22 è supportato, tramite 1 'interposizione di mezzi a cuscinetto, ad una piastra 72 che è anch'essa fissata tramite viti a corrispondenti formazioni 61 del corpo di base.

Il gruppo in guestione comprende , ancora, una seconda puleggia 23 , collegata tramite cinghia al motore M2 per il tramite dell 'organo di rinvio R, e associata ad un organo 24 per la trasmissione del moto di rotazione della puleggia 23 all'albero 12. L' organo 24 impegna 1'apertura 61' ricavata sul fondo 61 ed è fissato a guesto tramite viti o bulloni . Un fondello 64 a semiguscio è fissato al fondo 61 e chiude dall'esterno tale organo . Il fondello 64 presenta un' apertura inferiore 64A che viene attraversata dall' albero 12. Si noti che la diposizione degli organi 22 e 24 può comungue anche essere invertita.

In varie forme di attuazione , così come in guella illustrata, il corpo intermedio 62 è costituito da una lamiera metallica tagliata e ripiegata così da definire una parete rialzata 62 , che si colloca al di sopra dei motori elettrici MI , M2, M3 e dell'organo di rinvio R, e una serie di ali 62 ripiegate sostanzialmente a 90° rispetto a tale parete, che vengono fissate a rispettive formazioni 61 del fondo 61. Come si vedrà nel seguito, 1'ala frontale 62 che risulta rivolta verso 1'albero 12 può costituire una parete di separazione dell'interno del corpo di copertura 63.

Sulla parete rialzata 62 sono posizionati opportuni elementi T per il comando ed il controllo del robot (guali spie, pulsanti, ecc. ), e un connettore C per il collegamento degli allestimenti del robot al braccio 6 gui descritto. Questi ultimi si estendono sotto forma di un fascio di tubi e/o cavi elettrici che collega la struttura di base 2 con il braccio 6.

La parete 62 in guestione presenta inoltre opportuni fori 62 posizionati in modo da combaciare con fori corrispondenti 63' ricavati sulla parete superiore del corpo di copertura 63, per consentire il reciproco fissaggio tramite viti di tale corpo col corpo intermedio 62. In varie forme di attuazione preferite, così come in guella illustrata, il corpo di copertura 63 presenta un'apertura superiore 63' ' destinata a disporsi sulla parete 62 in modo da far emergere all'esterno la serie di spie, tasti e connettori sopra indicata. In modo di per sé noto, il corpo 63 presenta poi , inoltre, un'apertura superiore 63A che è attraversata dall'albero 12.

Come anticipato sopra, in varie forme di attuazione preferite, così come in guella illustrata, nel robot gui descritto 1'involucro del braccio 6 risulta chiuso ermeticamente allo scopo sia di impedire la fuoriuscita di materiale contaminante nell'area di lavoro, sia allo scopo di poter venire impiegato in applicazioni in cui tale braccio, o il robot in generale, possono anche risultare esposti alla presenza di liquidi.

Per ottenere 1'ermeticità del braccio, una guarnizione anulare 32 è interposta fra i rispettivi bordi di bocca reciprocamente accoppiati del corpo di copertura 63 e del corpo di base 61, e si estende tutt'attorno il bordo di bocca del corpo di base. In varie forme di attuazione preferite, così come in quella illustrata, il corpo di base 61 presenta, a ridosso del suo bordo di bocca, un bordo di riscontro 61 contro cui viene posizionata la guarnizione 32. Sempre in corrispondenza del bordo di bocca del corpo 61, le pareti laterali di tale corpo risultano, inoltre, leggermente rastremate per facilitare 1 inserimento del bordo di bocca all'interno del bordo di bocca complementare del corpo di copertura 63.

Una seconda guarnizione anulare 34 viene inoltre interposta fra la parete rialzata 62 del corpo intermedio 62 e la superficie interna del corpo di copertura 63 che delimita 1'apertura 63''. Tale guarnizione poggia sulla parete rialzata 62 e circonda la serie dei connettori, pulsanti, spie , ecc., che si affacciano direttamente sull'esterno del braccio. Un'ulteriore guarnizione 36 è interposta tra il fondello 64 e il fondo 61 del corpo di base .

In varie forme di attuazione, così come in quella illustrata, il braccio 6 può, inoltre , prevedere un soffietto superiore e un soffietto inferiore, entrambi indicati col riferimento 38. Il soffietto superiore è vincolato alle sue estremità opposte rispettivamente alla parete superiore del corpo di copertura 63 e all'estremità dell'albero 12 che fuoriesce da tale parete, mentre il soffietto inferiore al fondello 64 e all'estremità dell'albero 12 che fuoriesce da questo. L'interno di entrambi i soffietti è posto in comunicazione con 1'interno del corpo di copertura 63 , in particolare attraverso l'apertura superiore 63A del corpo 63, il soffietto superiore, e attraverso 1'apertura inferiore 64A del fondello 64, il fondello inferiore. La parete di fondo 61 del corpo di base 61 presenta aperture 61'' atte a porre in comunicazione 1'interno del corpo di copertura 63 coll'interno del fondello 64. Le estremità dei soffietti sono accoppiate tramite 1'interposizione di guarnizioni ai rispettivi elementi con cui esse sono vincolate.

Alla luce di quanto sopra si apprezzerà che la configurazione del braccio 6 così realizzata ne garantisce una perfetta chiusura ermetica.Ancora, in varie forme di attuazione, così come in quella illustrata (si veda in proposito la figura 6), il corpo di copertura 63 presenta internamente una o più pareti divisorie 63, che sono orientate trasversalmente rispetto alle pareti laterali opposte della copertura, e che sono atte a sovrapporsi parzialmente con 1'aletta 62 frontale del corpo intermedio 62, in modo da cooperare con questa per separare la camera contenente i motori di azionamento, dalla camera contenente 1'albero 12 e i relativi organi di trasmissione 22 e 24. Tale separazione consente di garantire un'efficace protezione dei motori, soprattutto nei casi in cui siano assenti i soffietti 38 sopra indicati.

Sempre con riferimento alle configurazioni del robot prive di soffietto, all'interno del corpo di copertura 63 può essere previsto un tubo ili in materiale plastico, ad esempio in PET, che può essere montato ad incastro in corrispondenza dell'apertura superiore 63A del corpo 63 -ad esempio impegnando con una sua estremità tale apertura e con la sua estremità opposta la porzione cilindrica dell'organo 22, e che ha la funzione di raccogliere 1'acqua che si può infiltrare attraverso gli interstizi presenti fra 1'apertura 63A e 1'albero 12. Il tubo in questione ha il fondo chiuso ed è dotato di un tubicino di drenaggio 113 che serve per scaricare 1'acqua all'esterno, dal lato inferiore del braccio. In particolare, il tubicino 113 si dispone al di sopra di una delle aperture 61'' ricavate sul fondo 61 , per scaricare 1'acqua all'interno del fondello 64 da cui poi essa defluirà per gravità all'esterno, attraverso 1'apertura 64A di tale fondello. In varie forme di attuazione, nella configurazione senza soffietti, in corrispondenza delle aperture 61'' è prevista una toppa 115 avente la funzione di chiudere tali aperture ad eccezione di quella su cui è affacciata 1'estremità del tubicino 113. Tale toppa ha la funzione di prevenire 1'infiltrazione di materiale all'interno del corpo di copertura 63 - ad esempio, acqua - attraverso tali aperture.

In varie forme di attuazione preferite, anche le altre parti del robot qui descritto possono risultare opportunamente predisposte per un impiego del robot nelle applicazioni particolari sopra citate.

In proposito, in varie forme di attuazione preferite, così come in quella illustrata, il primo braccio 4, che è solitamente realizzato in materiale metallico e prevede una struttura inferiore dotata di nervature di rinforzo, presenta un piastra di copertura (non illustrata) applicata sul lato inferiore del braccio e definente su tale lato una superficie completamente liscia, allo scopo di impedire il depositarsi dello sporco.

Inoltre, in varie forme di attuazione preferite, così come in quella illustrata, anche la struttura di base 2 del robot, che contiene il motore di azionamento del primo braccio e le porzioni terminali degli allestimenti del robot , può risultare chiusa in modo ermetico . In particolare , la struttura 2 in questione comprende in modo di per sé noto un corpo principale 2A cavo, ottenuto per stampaggio di materiale metallico fuso, entro cui è alloggiato il suddetto motore e le suddette porzioni terminali degli allestimenti . In tali forme di attuazione preferite , tale corpo viene chiuso dalle piastre 2B, tramite 1'interposizione di apposite guarnizioni 44; su una delle piastre 2B sono posizionati una serie di connettori o porte CI per il collegamento degli allestimenti alle reti di alimentazione esterne .

Infine, il robot qui descritto può, inoltre , essere dotato di ulteriori guarnizioni 46, 48 in corrispondenza delle porzioni di reciproco accoppiamento dei bracci 4 e 6 e della struttura di base 2.

Si noti, in generale , che il robot qui descritto può presentare opportune guarnizioni anche in corrispondenza di tutte quelle parti o elementi fissati alla struttura del robot , ad esempio 1'organo connettore C, i pulsanti o le spie T , i connettori CI, ecc ., in corrispondenza delle quali si potrebbero formare piccole fessure o interstizi che consentirebbero il passaggio dell'aria .

Naturalmente , fermo restando il principio dell 'invenzione , i particolari di realizzazione e le forme di attuazione potranno variare , anche in modo significativo, rispetto a quanto qui illustrato a puro titolo di esempio non limitativo , senza per questo uscire dall 'ambito dell 'invenzione, così come è definito dalle rivendicazioni annesse .

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Robot industriale multi-asse, in particolare di tipo SCARA, comprendente: - una struttura di base (2), - un primo braccio (4) collegato in modo articolato alla struttura di base attorno ad un primo asse di rotazione (I), - un secondo braccio (6) collegato in modo articolato a detto primo braccio attorno ad un secondo asse di rotazione (II) parallelo a detto primo asse (I), - un'unità operativa (8) portata da un albero (12) montato su detto secondo braccio e comandabile mediante un gruppo di attuazione (MI, M2, R, 22, 24), in un primo movimento di traslazione lungo un terzo asse (III), e in un secondo movimento di rotazione attorno a detto terzo asse, detto terzo asse essendo parallelo a detti primo e secondo asse; in cui detto secondo braccio comprende: - un corpo di base (61) su cui è fissato detto gruppo di attuazione, - un corpo di copertura (63) montato su detto corpo di base (61), in cui detto corpo di base (61) e detto corpo di copertura (63) costituiscono un involucro entro cui detto gruppo di attuazione risulta racchiuso e separato dall'esterno; caratterizzato dal fatto che detto secondo braccio (6) comprende un corpo intermedio (62) fissato su detto corpo di base e dotato di una struttura che si dispone almeno in parte fra detto corpo di copertura (63) e detto gruppo di attuazione e che è dotata di porzioni per il fissaggio di detto corpo di copertura su detto corpo intermedio, in modo tale per cui detto corpo di copertura (63) risulta fissato su detto corpo di base (61) attraverso detto corpo intermedio (62), e costituisce, insieme a detto corpo di base, un involucro entro cui risultano racchiusi detto gruppo di attuazione e detto corpo intermedio.
2. 2. Robot secondo la rivendicazione 1, in cui detto corpo intermedio (62) definisce una parete (62) che si interpone fra detto corpo di copertura (63) e detto gruppo di attuazione e che è dotata di dette porzioni di fissaggio; in cui su detta parete (62) sono portati almeno uno fra un organo di connessione di un fascio di cavi e/o tubi e mezzi di segnalazione e/o comando di detto robot (T, C); in cui detto corpo di copertura (63) presenta un'apertura (63'') che è posizionata in corrispondenza di detta parete in modo da far affacciare all'esterno di detto secondo braccio (6), detto organo di connessione e/o detti mezzi di segnalazione e/o comando, in cui un primo elemento di guarnizione (34) di forma anulare è interposto fra detta parete (62 ) e porzioni interne di detto corpo di copertura (63) che si estendono attorno a detta apertura (63''), in modo che dette porzioni di fissaggio e detto organo di connessione e/o detti mezzi di segnalazione e/o comando risultino posizionati in una regione interna a detto primo elemento di guarnizione (34); e in cui un secondo elemento di guarnizione (32) è interposto fra detto corpo di base (61) e detto corpo di copertura (63).
3. 3. Robot secondo la rivendicazione 2, in cui detto corpo intermedio (62) è costituito da una lamiera metallica tagliata e ripiegata in modo da definire detta parete (62 ) e rispettive ali (62 ) ripiegate trasversalmente rispetto a detta parete , che sono fissate a detto corpo di base (61).
4. 4. Robot secondo una guaisiasi delle precedenti rivendicazioni , in cui detto corpo di base (61) presenta una parete di fondo (61 ) su cui è ricavata una schiera di formazioni di supporto (61 ), rialzate rispetto alla superficie di detta parete di fondo, su cui sono fissati detto gruppo di attuazione (MI, M2, R, 22, 24), o parte di detto gruppo di attuazione, e detto corpo intermedio (62).
5. 5. Robot secondo la rivendicazione 4, in cui dette formazioni (61 ) sono costituite da perni dotati di fori assiali filettati .
6. 6. Robot secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui detto gruppo di attuazione comprende un primo ed un secondo motore elettrico (MI, M2) , e almeno un organo di trasmissione del moto da detto motore a detto albero (22, 24 ), che sono portati su rispettive piastre fissate a corrispondenti formazioni di supporto di detta schiera di formazioni di supporto ricavata su detta parete di fondo.
7. 7. Robot secondo una guaisiasi delle precedenti rivendicazioni , in cui detto secondo braccio comprende: - un primo soffietto (38) associato alle sue estremità opposte rispettivamente alla parete superiore di detto corpo di copertura (63) e all'estremità di detto albero (12) che fuoriesce da detto corpo di copertura; e un secondo soffietto (38) associato alle sue estremità opposte rispettivamente alla parete di fondo di detto corpo di base o ad un fondello (64) fissato a detta parete di fondo e all'estremità di detto albero (12 ) che fuoriesce da detta parete di fondo o da detto fondello.
8. 8. Robot secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni , in cui detto corpo di copertura (63) presenta internamente una o più pareti (63 ) atte a cooperare con detto corpo intermedio (62) in modo da dividere 1'interno di detto corpo di copertura in una prima e in una seconda camera, separate fra loro, e contenenti, rispettivamente, detto albero (12) e i motori (Mi, M2) di attuazione di detto albero.
9. 9. Robot secondo la rivendicazione 8, in cui detto corpo intermedio (62) presenta un'ala o parete frontale (62 ), rivolta verso detto albero (12), e in cui dette pareti interne (63 ) di detto corpo di copertura (63) sono configurate per cooperare con detta parete frontale (62 ) di detto corpo intermedio (62).