ITVI950028A1 - Manipolatore multifunzionale particolarmente per l'industria lapidea - Google Patents

Abstract

Un manipolatore multifunzionale, particolarmente per lastre in materiale lapideo, comprende un braccio (8) montato su una base mobile (2) e dotato di un organo di presa (15) formato da un telaio a pettine provvisto di ventose (16), collegato all'estremità libera (15) di detto braccio (8) in prossimità del baricentro del telaio. Il braccio (8) è articolato ed antropomorfo, ed è formato da due porzioni (9, 10) reciprocamente accoppiate mediante una cerniera centrale (11), con la porzione inferiore (9) collegata ad una piastra rotante (6) mediante una cerniera inferiore (12). La piastra rotante (6) è montata girevolmente sulla base con un asse di rotazione (V) sostanzialmente verticale passante per l'asse (12) della cerniera inferiore. Il telaio a pettine è costituito da una trave centrale (17) con una pluralità di traverse (18), ed è collegato all'estremità del braccio (8) mediante una cerniera superiore (19) con asse sostanzialmente parallelo alle altre cerniere.

Description

DESCR IZIONE

Il presente trovato ha per oggetto un manipolatore multifunzionale, particolarmente adatto per l'industria lapidea ma ugualmente impiegabile anche in altri eettori tecnologici, quali ad esempio nell’industria vetraria o in quella metalmeccanica.

L’invenzione riguarda altresì un metodo per la movimentazione dì prodotti lastriformi mediante il suddetto manipolatore, particolarmente adatto alla lavorazione delle lastre in materiale lapideo.

E' noto che nelle officine per la materiali lapidei, (piali marmo, granito e similari, il carico e scarico ed in genere la manipolazione dei manufatti o dei semilavorati pone notevoli problemi per gli ingombri, il peso e la delicatezza dei prodotti da movimentare. La trasformazione dei laboratori artigiani in vere e proprie industrie automatizzate ha richiesto una maggiore velocità delle fasi di manipolazione per aumentare l'utilizzazione degli impianti ed evitare colli di bottiglia tra le varie fasi.

Nel passato venivano utilizzati mezzi di sollevamento manuali o meccanici, quali gru, colonne a pinze, carri ponte e carrelli elevatori. Questi dispositivi non consentivano un’elevata produttività ed erano intrinsecamente insicuri.

In seguito sono stati introdotti caricatori/scaricatori automatici a rulliere rotanti, girevoli attorno ad un asse orizzontale, del tipo descritto, ad esempio, nella domanda di brevetto italiano N. 1.168.475. Queeti apparati sono certamente più sicuri di quelli del passato e consentono un discreto incremento di produttività ma sono piuttosto ingombranti, poco flessibili. Inoltre, comportano ingenti costi di installazione per la necessità di realizzare nel pavimento dell'officina una fossa che consenta la libera rotazione della rulliera mantenendo il piano di carico al livello delle macchine adiacenti.

Recentemente è stata introdotta una nuova generazione di manipolatori di tipo robotizzato, ad esempio descritti nella domanda di brevetto italiana N. VI91A000056, del tipo comprendente un braccio di presa provvisto di ventose e montato a sbalzo su una colonna con possibilità di traslazioni orizzontale e verticale nonché di rotazioni bidirezionali.

Un’esigenza che si sta sempre più affermando nell'industria lapidea è quella della lavorazione del tipo "a macchia aperta", in cui due lastre contigue, ricavate in successione dal taglio dello stesso blocco, vengono levigate e lucidate su facce opposte in modo che le loro superfici in vista presentino due macchie speculari con la base comune. A tal fine, è necessario che, per ogni coppia di lastre successive, una delle due venga ribaltata e ruotata attorno ad un asse perpendicolare al suo piano di sviluppo. Le due lastre verranno poi rifilate ed intestate in modo da formare la "macchia aperta".

Dalla domanda di brevetto italiana N. PD92A000168 è noto un manipolatore automatizzato in cui l'organo di presa è costituito da un telaio a pettine fissato all'estremità di un braccio sostenuto da un supporto girevole montato su una base mobile lungo rotaie fisse. 11 braccio pud movimentare una lastra appoggiata su una rulliera polmone prelevandola dall'alto oppure dal basso. Per consentire la presa dal basso, la rulliera è di tipo speciale, cioè con rulli interrotti lungo la mezzeria per formare un alloggiamento per il braccio durante la fase di presa.

Un inconveniente di tali noti manipolatori di recente concezione d che il loro organo di presa a ventose è montato a sbalzo e rigidamente sul braccio e quindi impone grosse dimensioni del supporto girevole su cui è ancorato.

Inoltre, essi consentono un ribaltamento delle lastre ma non il loro orientamento per ottenere la lavorazione "a macchia aperta", e quindi necessitano di un ulteriore apparato rotatore, ad esempio di un'ulteriore rulliera girevole ad asse verticale, la quale aumenta notevolmente l'ingombro del manipolato e quindi penalizza fortemente l'efficienza dell'impianto.

Un ulteriore inconveniente consiste nel fatto che le lastre pervengono alla rulliera polmone in modo casuale e quindi possono risultare non centrate sui rulli. E' perciò necessario arrestare il moto di avanzamento delle lastre e provvedere al loro centraggio con mezzi manuali o meccanici esterni.

Scopo principale del presente trovato è quello di superare gli inconvenienti sopra lamentati mediante un manipolatore multifunzionale di ridotto ingombro e di struttura unitaria, capace di effettuare autonomamente il carico e lo scarico di prodotti lastriformi attraverso movimenti spaziali multidirezionali che simulano quelli di un braccio umano per consentire una vasta gamma di impieghi nell'ambito delle lavorazioni dei materiali lapidei e di altri similari.

Nell'ambito di questo scopo principale, uno scopo particolare è quello di realizzare un manipolatore multifunzionale che consenta di effettuare il carico, lo scarico, il ribaltamento e l'orientamento delle lastre in qualsiasi piano e direzione in modo da consentire la lavorazione delle lastre "a macchia aperta" senza bisogno di neesun dispositivo accessorio.

Un altro scopo è quello di realizzare un manipolatore relativamente compatto e leggero che consenta di aumentare notevolmente la velocità di manipolazione e quindi il numero di lastre/ora movimentate.

Un altro scopo è quello di predisporre un manipolatore che operi in combinazione con una rulliera di stazionamento intermedia che consenta il centraggio automatico delle lastre.

Questo ed altri scopi che meglio verranno chiariti nel seguito sono raggiunti mediante un manipolatore multifunzionale, particolarmente ma non esclusivamente per l'industria lapidea, comprendente un braccio montato su una base mobile e dotato di un organo di presa per lastre in materiale lapideo o similare, in cui detto organo di presa comprende un telaio a pettine provvisto di ventose, caratterizzato dal fatto che detto organo di presa è collegato all'estremità libera di detto braccio in prossimità del baricentro di detto telaio a pettine.

Il braccio è preferibilmente articolato ed antropomorfo, ed ò formato da due porzioni longitudinali rigide reciprocamente accoppiate mediante una cerniera centrale, con una delle porzioni collegata ad una piastra rotante mediante una cerniera inferiore.

Il telaio dell’organo di presa, costituito da una trave centrale dalla quale si estendono una pluralità di supporti trasversali, ò collegato all'estremità del braccio mediante una cerniera superiore sostanzialmente parallela alla trave.

Mediante questa disposizione è possibile manipolare le piastre in qualsiasi direzione, ribaltarle su se stesse e riorientarle come necessario per effettuare qualsiasi lavorazione, compresa quella a macchia aperta.

Inoltre, il manipolatore è particolarmente compatto e non necessita di ulteriori dispositivi per orientare le lastre e quindi ha un ingombro ridotto.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione verranno meglio compresi alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di un manipolatore, nonché del suo metodo di utilizzazione, forniti a titolo esemplificativo ma non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la FIG. 1 illustra una vista generale dall'alto di un impianto di lavorazione di lastre lapidee utilizzanti due manipolatori secondo il trovato;

la FIG. 2 rappresenta una vista laterale in scala ingrandita di un manipolatore secondo il trovato;

la FIG. 3 rappresenta una vista dall'alto parzialmente sezionata del manipolatore della Fig. 2;

la FIG. 4 rappresenta una vista frontale del manipolatore della Fig. 2;

la FIG. 5 rappresenta una vita dall'alto del manipolatore della Fig. 2;

la FIG. 6 rappresenta una vista laterale in scala ingrandita di un particolare della Fig. 1;

la FIG. 7 rappresenta una vista frontale del particolare della Fig. 6;

la FIG. 8 rappresentano una vista laterale di un manipolatore in una prima fase operativa;

la FIG. 9 illustra il manipolatore della Fig. 8 in un'ulteriore fase operativa;

la FIG. 10 illustra il manipolatore della Fig. 9 in un'ulteriore fase operativa;

la FIG. 11 illustra il manipolatore della Fig. 9 in un'ulteriore fase operativa.

Nella Fig. 1 è schematicamente illustrato il lay-out di una linea L per la levigatura o lucidatura di lastre in marmo o granito nella quale sono disposti, rispettivamente a monte ed al valle della linea, due manipolatori caricatori/ecaricatori secondo il trovato, indicati entrambi con il numero di riferimento 1.

Con riferimento alle successive figure, il manipolatore 1 comprende una base mobile 2 costituita da una coppia di longheroni 3 uniti da una coppia di traverse 4 alle quali è saldata una piastra fissa 5. Su quest'ultima è montata una piastra girevole 6 la cui rotazione attorno al suo asse verticale V è comandata da un primo motore 7.

Sulla piastra girevole 6 è montato un braccio articolato ed antropomorfo, indicato globalmente 8, il quale comprende una porzione inferiore 9 ed una porzione superiore 10, che simulano le parti corrispondenti di un braccio umano, reciprocamente incernierate in 11 che può essere assimilato ad un gomito. Le porzioni 9, 10 possono essere costituite, ad esempio, da coppie di longheroni laterali uniti da una lamiera centrale di limitata lunghezza per consentire il ripiegamento reciproco pressoché totale delle porzioni.

Tutto il braccio 8 è incernierato alla piastra girevole 6 mediante un asse inferiore 12, parallelo all'asse 11, posto all'estremità inferiore della porzione 9.

Sui rispettivi assi di cerniera 11, 12 sono montati rispettivi motori 13, 14 che servono a comandare, rispettivamente, la rotazione reciproca delle porzioni 9, 10 e della porzione inferiore 9 rispetto alla piastra 6.

All'estremità della porzione superiore 10 è collegato un organo di presa 15 provvisto di ventose a depressione 16 atte ad aderire alla lastra da prelevare.

L'organo di presa è essenzialmente costituito da un telaio a pettine formato da una trave centrale 17 alla quale sono superiormente saldati, simmetricamente rispetto alla mezzeria della trave, due gruppi di traverse complanari 18 tra loro parallele ed equidistanti con paeso P, che portano le ventose 16.

Una caratteristica peculiare del trovato consiste nel fatto che il collegamento tra il braccio 8 e l'organo di presa 15 è posizionato in corrispondenza del baricentro del suo telaio a pettine, mediante una cerniera di asse orizzontale 19. Grazie a questa de posizione il carico agente sul braccio sarà perfettamente bilanciato e distribuito in modo ottimale, migliorando le condizioni di stabilità dell'apparato e riducendo le dimensioni degli organi di collegamento. Inoltre, l'organo di presa 15 potrà essere ruotato e ribaltato con grande rapidità aumentando la produttività del manipolatore.

Sulla porzione superiore 10 del braccio 8 è montato un quarto motore 20 per la rotazione dell'organo di presa 15.

La base mobile 2 è provvista di un quinto motore 2' per la sua traslazione lungo guide ancorate al suolo parallele alle traverse 18.

I motori 2', 7, 13, 14, 20 sono preferibilmente di tipo elettrico con riduttore epicicloidale incorporato e sono alimentati separatamente da una unità di controllo elettronica di tipo programmabile, ad esempio con microprocessore Motorola MC 68331, che provvederà a movimentare il braccio rispetto ad un sistema di riferimento a coordinate polari.

Accanto ad ogni manipolatore 1 della Fig. 1 è disposta una rulliera polmone per lo stazionamento delle lastre, indicata globalmente con il numero di riferimento 21, posta a monte, rispettivamente a valle di rulliere motorizzate in ingresso ed in uscita della alinea L. Ogni rulliera è costituita da un carro motorizzato 22 che supporta una pluralità di rulli liberi 23 paralleli alle traverse 18 dell'organo di presa e disposti, in condizione di riposo, in allineamento ai vani delle traverse stesse.

Il carro 22 è montato su ruote 24 azionate da un motoriduttore 25 in modo da poter traslare lungo guide 26 perpendicolari ai rulli 23. Il motoriduttore 25 è alimentato da un’unità di controllo che riceve un segnale in ingresso da un apposito sensore, non illustrato nei disegni e posto a monte, rispettivamente a valle della rulliera, per centrare automaticamente la mezzeria di ogni lastra.

In uso, una lastra in uscita dalla linea L, potrà essere centrata dalla rulliera 21. Quindi la rulliera si allineerà con il manipolatore in modo che i suoi rulli risultino in linea con gli interspazi tra le traverse 18 dell'organo di presa 15. Quest'ultimo sarà avvicinato alla rulliera 21 rimanendo al di sotto del piano dei rulli con le ventose 16 rivolte verso l'alto in modo da sfiorare appena la lastra Una volta inserite le traverse 18 nei vani intermedi di rulli 23 l'organo di presa 16 sarà sollevato attivando le ventose 17 e prelevando la lastra S^. Il braccio 8 potrà essere disteso verso l'alto, ponendo la laetra approssimativamente orizzontale, quindi inclinato vereo un cavalletto di accumulo C in modo da deporre la lastra su di esso con la faccia S^' appoggiata alla spalla del cavalletto stesso, con l'estremità volta verso il basso, come illustrato nella Fig. 8.

La seconda lastra S2 che perviene all'uscita della linea L potrà essere ancora prelevata dal manipolatore 1 ma con diversa sequenza. Dapprima il braccio 8 sarà parzialmente ripiegato con l'organo di presa 15 sovrapposto e parallelo alla rulliera con le ventose 16 rivolte verso il basso. L'organo di presa 15 si avvicinerà alla lastra S2 dall'alto, come illustrato nella Fig. 9 quindi la ribalterà disponendo la sua faccia S2" verso l'alto con le estremità A2 e B2 come illustrato nella Fig. 10. Quindi la lastra sarà orientata ruotando l'intero braccio 8 attorno al proprio asse verticale V di 180° come illustrato nella parte sinistra della Fig. 11. Infine, il braccio 8 sarà abbassato e disteso depositando la lastra S2 contro la lastra con le superfici omologhe affacciate e con l'estremità B2 verso il basso.

il manipolatore secondo il trovato è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito di tutela espresso nelle rivendicazioni allegate.

Anche se nelle rivendicazioni sono stati usati segni di riferimento, questi sono da ritenersi puramente indicativi e non costituiscono una limitazione alla portata della protezione.

Claims (14)

1. R IV E N D I C A Z IO N I 1. Manipolatore multifunzionale, particolarmente per l'industria lapidea, comprendente un braccio (8) montato su una base mobile {2) e dotato di un organo di presa (15) per lastre (S) in materiale lapideo o similare, in cui detto organo di presa (15) comprende un telaio a pettine provvisto di ventosa (16)» caratterizzato dal fatto che detto organo di presa (15) è collegato all'estremità libera (15) di detto braccio (8) in prossimità del baricentro di detto telaio a pettine.
2. 2. Manipolatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto braccio (8) è articolato ed antropomorfo, ed è formato da due porzioni (9, 10) longitudinali rigide reciprocamente accoppiate mediante una cerniera centrale (11).
3. 3. Manipolatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che una (9) delle porzioni di detto braccio (8) è collegata ad una piastra rotante (6) mediante una cerniera inferiore (12).
4. 4. Manipolatore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta piastra rotante (6) è montata girevolmente su detta base con un asse di rotazione (V) sostanzialmente verticale passante per l'asse (12) di detta cerniera inferiore.
5. 5. Manipolatore secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto telaio a pettine è costituito da una trave centrale (17) dalla quale si estendono una pluralità di traverse (18) sostanzialmente perpendicolari a detta trave.
6. 6. Manipolatore secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto telaio a pettine è collegato all'estremità di detto braccio (8) mediante una cerniera superiore (19) con asse sostanzialmente parallelo a detta trave (17).
7. 7. Manipolatore secondo le rivendicazioni dalla 2 alla 5, caratterizzato dal fatto che gli assi di dette cerniere superiore (19), centrale (11) ed inferiore (12) sono sostanzialmente orizzontali, reciprocamente paralleli e perpendicolari alle traverse (18) di detto telaio.
8. 8. Manipolatore secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere primi (13) e secondi (14) mezzi motori (13) agenti sulle rispettive cerniere (11, 12) per movimentare il braccio (8) con continuità tra una posizione estrema ripiegata, in cui dette porzioni (9, 10) sono approssimativamente sovrapposte, ed una posizione estrema disteea, in cui dette porzioni sono approssimativamente allineate.
9. 9. Manipolatore secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto di prevedere terzi mezzi motori (20) agenti su detto organo di presa per ruotarlo rispetto all'estremità libera del braccio.
10. 10. Manipolatore secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto di prevedere quarti mezzi motori (7) agenti su detta piastra rotante (5) per ruotarla rispetto a detta base (2).
11. 11. Manipolatore secondo la rivendicazione 10, agenti eu detta base mobile per traslarla rispetto al suolo lungo una direzione sostanzialmente parallela a detti supporti trasversali.
12. 12. Manipolatore secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto di prevedere mezzi di controllo programmabili per pilotare detti primi, secondi, terzi e quarti mezzi motori rispetto ad un sietema di riferimento a coordinate polari.
13. 13. Rulliera polmone (21), posizionabile a monte, rispettivamente a valle di una linea di lavorazione (L) di lastre destinate ad essere prelevate da un manipolatore multifunzionale (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere una pluralità di rulli orizzontali (23) sfalsati, disposti nei vani intermedi della struttura a pettine dell'organo di presa (15) di detto manipolatore, detti rulli essendo montati su un carro (22) motorizzato, mobile in direzione trasversale a detti rulli (23) per centrare automaticamente la mezzeria delle lastre in stazionamento.
14. 14. Metodo per la movimentazione di lastre di materiale lapideo o similare in ingresso, rispettivamente in uscita da una linea di lavorazione delle lastre, particolarmente per ribaltare ed orientare alternativamente le lastre consentendone la lavorazione "a macchia aperta", comprendente le seguenti fasi: predisposizione di un manipolatore con un braccio antropomorfo provvisto di un organo di presa con un telaio a pettine dotato di ventose ed incernierato in corrispondenza del suo baricentro ad un'estremità di detto braccio; - avvicinamento del manipolatore ad una rulliera di stazionamento delle lastre posta a monte, rispettivamente a valle della linea di lavorazione, con rulli sfalsati rispetto agli elementi trasversali di detto telaio a pettine; - inserimento dal basso degli elementi trasversali di detto telaio a pettine nei vani di detta rulliera per prelevare una lastra appoggiata ed orientata in un senso iniziale predeterminato ; allontanamento del braccio da detta rulliera e sua contemporanea rotazione di circa 180° attorno ad un asse sostanzialmente verticale; - rotazione dell'organo di presa rispetto all'estremità libera di detto braccio attorno ad un asse sostanzialmente orizzontale in modo da sostenere la lastra dall'alto ; riavvicinamento del manipolatore a detta rulliera e contemporaneo deposito sui rulli di detta rulliera della stessa lastra ruotata e orientata in senso opposto a quello iniziale.