ITMI20120213A1 - Macchina industriale con sistema di sicurezza per la protezione dell'operatore - Google Patents
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Description
Macchina industriale con sistema di sicurezza per la protezione dell'operatore
Campo tecnico dell'invenzione
La presente invenzione riguarda in generale il settore delle macchine industriali. Più in particolare, la presente invenzione riguarda una macchina utensile a controllo eletttronico con un sistema di sicurezza per la protezione dell'operatore.
Tecnica nota
E' noto che una macchina industriale comprende un tavola per supportare il pezzo da lavorare ed una testa operatrice per effettuare la lavorazione del pezzo, come ad esempio operazioni di fresatura, foratura, taglio (ad esempio, laser), deformazione, filettatura, alesatura, assemblaggio. La testa operatrice può muoversi rispetto alla tavola (e quindi rispetto al pezzo da lavorare) lungo una o più direzioni con movimenti di traslazione e/o rotazione; viceversa, la testa operatrice è fissa e la tavola (e quindi il pezzo da lavorare) è mobile.
Sono noti dei dispositivi di sicurezza per la protezione dell'operatore utilizzati nelle macchine utensili a controllo elettronico, come ad esempio tappeti sensibili al peso dell'operatore della macchina utensile o barriere ottiche. Questi dispositivi di sicurezza hanno lo scopo di arrestare il funzionamento della macchina utensile nel caso in cui l'operatore attraversi l'area in cui si trova la macchina utensile.
La domanda di brevetto italiano depositata il 19 luglio 2011 con numero di deposito MI2011A001345, a nome della stessa Richiedente, descrive un nastro realizzato con una o più antenne trasmittentiriceventi di onde elettro-magnetiche. Il nastro è ad esempio fissato a terra e delimita un'area all'interno della quale è posizionata la macchina utensile. La macchina utensile comprende un modulo di elaborazione che rileva l'attraversamento o la vicinanza di un corpo al confine dell'area per mezzo della rilevazione della variazione del campo elettromagnetico generato da una delle antenne e di conseguenza rallenta o arresta il funzionamento della macchina utensile.
Questi dispositivi di sicurezza noti garantiscono una elevata protezione dell'incolumità dell'operatore della macchina utensile, ma hanno lo svantaggio di limitare eccessivamente i movimenti dell'operatore rispetto al pezzo da lavorare.
Sono noti anche dei dispositivi di sicurezza realizzati con sensori installati su una protezione morbida (detta "bumper") della testa operatrice, che hanno la funzione di arrestare il funzionamento della testa operatrice in caso di contatto dei sensori con 1'operatore .
Questi sensori noti consentono all'operatore di avvicinarsi maggiormente al pezzo da lavorare (e quindi consentono di non limitare eccessivamente la possibilità di movimento dell'operatore rispetto al pezzo da lavorare), ma hanno lo svantaggio di non garantire l'assoluta incolumità fisica dell'operatore, perché richiedono il contatto dell'operatore con i sensori (e quindi con la protezione sulla testa operatrice) per poter arrestare il funzionamento della macchina utensile.
Pertanto i dispositivi di sicurezza noti non sono in grado di garantire contemporaneamente una elevata incolumità fisica dell'operatore della macchina utensile ed una buona libertà di movimento dell'operatore rispetto al pezzo da lavorare.
Breve sommario dell'invenzione
La presente invenzione riguarda una macchina industriale per la lavorazione di un pezzo come definita nella annessa rivendicazione 1 e da sue forme di realizzazione preferite descritte nelle rivendicazioni dipendenti da 2 a 7.
La Richiedente ha percepito che la macchina industriale in accordo con la presente invenzione può garantire contemporaneamente:
- una elevata incolumità fisica dell'operatore della macchina industriale, perché evita il contatto della testa operatrice con l'operatore, arrestando o rallentando la testa operatrice prima del contatto;
- una buona libertà di movimento dell'operatore rispetto al pezzo da lavorare, perché consente all'operatore di avvicinarsi ad una zona della macchina sufficientemente distante dalla testa operatrice mentre questa lavora in un'altra zona, aumentando così l'efficienza di lavorazione della macchina industriale 1.
Forma oggetto della presente invenzione anche un sistema elettronico per la protezione di un operatore di una macchina industriale, in cui il sistema elettronico è definito nella annessa rivendicazione 8 e nella forma di realizzazione preferita descritta nella rivendicazione dipendente 9.
Forma oggetto della presente invenzione anche un metodo per proteggere un operatore di una macchina industriale per la lavorazione di un pezzo come definito nella annessa rivendicazione 10.
Breve descrizione dei disegni
Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi dell'invenzione risulteranno dalla descrizione che segue di una forma di realizzazione preferita e di sue varianti fornita a titolo esemplificativo con riferimento ai disegni allegati, in cui:
la Figura 1A mostra schematicamente una macchina industriale secondo una prima forma di realizzazione dell'invenzione;
la Figura 1B mostra schematicamente una macchina industriale secondo una seconda forma di realizzazione dell'invenzione;
la Figura 1C mostra schematicamente una macchina industriale secondo una terza forma di realizzazione dell'invenzione;
le Figure 2A-2B mostrano schematicamente la macchina industriale secondo la prima forma di realizzazione dell'invenzione in due diversi istanti di tempo;
la Figura 3 mostra schematicamente un sistema elettronico di sicurezza utilizzato nella macchina industriale secondo la prima, seconda o terza forma di realizzazione dell'invenzione.
Descrizione dettagliata dell'invenzione
Con riferimento alla Figura 1A, viene mostrata una macchina industriale 1 secondo una prima forma di realizzazione dell'invenzione.
In particolare, la macchina industriale 1 è una macchina utensile a controllo elettronico, che effettua ad esempio operazioni di fresatura, foratura, taglio (ad esempio, laser), deformazione, filettatura, alesatura, assemblaggio.
La macchina industriale 1 comprende mezzi di supporto 4 aventi la funzione di supportare il pezzo da lavorare 2.
Il pezzo da lavorare 2 può essere di tipo metallico o di legno.
I mezzi di supporto 4 sono ad esempio una tavola 4 (indicata anche con bancale) come mostrato in Figura 1A, realizzata in materiale con una elevata resistenza meccanica (ad esempio, ghisa o acciaio), in grado di supportare pezzi da lavorare 2 anche di dimensioni e peso elevato ed in grado di assorbire le vibrazioni generate durante la lavorazione del pezzo 2.
La macchina industriale 1 comprende un utensile 9 per effettuare la lavorazione del pezzo 2 quando questo è posizionato sui mezzi di supporto 4. Per esempio, l'utensile 9 è una punta (come mostrato schematicamente in Figura 1A), una sega, un disco di materiale abrasivo, un laser di taglio.
La macchina industriale 1 comprende mezzi di lavorazione che hanno la funzione di eseguire la lavorazione del pezzo 2 quando questo è posizionato sui mezzi di supporto 4.
I mezzi di lavorazione sono mobili rispetto ai mezzi di supporto 4 (che sono fissi), in base ad un movimento di traslazione dei mezzi di lavorazione rispetto ai mezzi di supporto 4 secondo una terna di assi cartesiani x, y, z; alternativamente, la lavorazione del pezzo 2 può essere effettuata anche utilizzando mezzi di lavorazione che sono fissi e mezzi di supporto 4 che sono mobili. Pertanto i mezzi di lavorazione ed i mezzi di supporto 4 sono mobili fra di loro in base ad un movimento relativo di traslazione.
Ai fini della spiegazione dell'invenzione si consideri la seguente terna di assi cartesiani x, y, z:
- un asse z che identifica la direzione del movimento relativo di traslazione fra l'utensile 9 ed il pezzo 2, cioè il movimento (di avvicinamento o di allontanamento) dell'utensile 9 (comandato dai mezzi di lavorazione) contro il pezzo da lavorare 2 o, viceversa, del pezzo 2 contro l'utensile 9;
- un piano (x,y) perpendicolare all'asse z, che identifica il piano in cui avviene il movimento di alimentazione del pezzo 2 (o dell'utensile 9), cioè il movimento di avanzamento necessario affinchè vengano portate a contatto del pezzo 2 nuove superfici da lavorare; in seguito si considera come asse x quello che identifica la direzione principale in cui avviene il movimento relativo maggiore del pezzo 2 rispetto all'utensile 9 e come asse y quello che identifica la direzione secondaria in cui avviene il movimento relativo minore del pezzo 2 rispetto all'utensile 9.
Se si suppone che la superficie dei mezzi di supporto 4 sia sostanzialmente piana e posta parallelamente al terreno, l'asse z coincide con l'asse dell'utensile 9 ed è perpendicolare alla superficie dei mezzi di supporto 4 ed il piano (x,y) è parallelo alla superficie dei mezzi di supporto 4, come mostrato schematicamente in Figura 1A.
In particolare, i mezzi di lavorazione comprendono una struttura mobile 5, un braccio mobile 7 ed una testa operatrice 6.
La struttura mobile 5 ha una forma di un parallelepipedo che racchiude la zona in cui avviene la lavorazione del pezzo 2 e comprende una o più finestre affinchè l'operatore 10 possa controllare visivamente lo stato di lavorazione del pezzo 2.
La struttura mobile 5 è tale da muoversi con un moto di traslazione lungo l'asse x, per mezzo di un motore elettrico che aziona opportuni organi di trasmissione collegati fra il motore elettrico e la struttura mobile 5; pertanto anche la testa operatrice 6 è mobile con un moto di traslazione lungo la direzione principale definita dall'asse x.
Il braccio mobile 7 si trova all'interno della struttura mobile 5, si estende in lunghezza nella direzione definita dall'asse y ed è tale da muoversi con un moto di traslazione lungo la direzione definita dall'asse z, per mezzo di un motore elettrico che aziona opportuni organi di trasmissione collegati fra il motore elettrico ed il braccio mobile 7. Ad esempio, il braccio mobile 7 può scorrere in una guida posta all'interno di una parete verticale della struttura mobile 5.
La testa operatrice 6 comprende un mandrino accoppiato con l'utensile 9 che effettua la lavorazione del pezzo 2.
La testa operatrice 6 è tale da muoversi con un moto di traslazione lungo la direzione secondaria definita dall'asse y, per mezzo di un motore elettrico che aziona opportuni organi di trasmissione collegati fra il motore elettrico e la testa operatrice 6. Per esempio, la testa operatrice 6 può scorrere in una guida posta all'interno del braccio mobile 7 che si estende in lunghezza nella direzione definita dall'asse y.
Inoltre la testa operatrice 6 è tale da muoversi lungo la direzione definita dall'asse z; in questo caso l'asse z coincide con l'asse della testa operatrice 6 e quindi l'asse z identifica la direzione lungo la quale la testa operatrice 6 si avvicina al pezzo da lavorare 2 o si allontana da esso. Nella prima forma di realizzazione in cui la testa operatrice 6 è posizionata in una guida posta all'interno del braccio mobile 7, il braccio mobile 7 può muoversi con un moto di traslazione lungo la direzione definita dall'asse z e pertanto anche la testa operatrice 6 è mobile con un moto di traslazione lungo la direzione definita dall'asse z.
Preferibilmente, la testa operatrice 6 è tale da avere ulteriormente un moto di rotazione attorno all'asse z, per mezzo di un sistema di rotazione che utilizza un motore elettrico. Più in generale, è possibile un movimento relativo di rotazione fra i mezzi di lavorazione ed i mezzi di supporto 4.
Si osservi che sono possibili altre forme di realizzazione dei mezzi di lavorazione. Per esempio, la struttura mobile 5 può essere un braccio meccanico di un robot, in cui il braccio meccanico è mobile nello spazio e termina con una testa operatrice 6 che esegue operazioni di assemblaggio del pezzo 2.
La macchina industriale 1 comprende inoltre una unità di elaborazione 25 (non mostrata in Figura 1A) e comprende una unità di controllo 20 elettricamente collegata con i motori elettrici 30, 31, 32, 33 che comandano il movimento dei mezzi di lavorazione. L'unità di controllo 20 è tale da eseguire un programma software per controllare il movimento dei mezzi di lavorazione (e quindi il movimento dell'utensile 9), in particolare per controllare il moto di traslazione della struttura mobile 5, della testa operatrice 6 e del braccio mobile 7 lungo le direzioni definite rispettivamente dagli assi x, y, z e/o per controllare il moto di rotazione della testa operatrice 6 attorno all'asse z.
L'unità di controllo 20 include uno schermo 21 ed una tastiera 22 per variare i parametri utilizzati dal programma software per controllare il movimento dei mezzi di lavorazione allo scopo di effettuare la lavorazione del pezzo 2.
La macchina industriale 1 comprende inoltre un nastro 8 associato ad almeno parte dei mezzi di lavorazione. Il nastro 8 è descritto in dettaglio nella domanda di brevetto italiano depositata il 19 luglio 2011 con numero di deposito MI2011A001345, a nome della stessa Richiedente: verranno richiamati gli elementi principali. Il nastro 8 comprende una o più antenne tali da generare un campo elettromagnetico e subire una variazione di almeno parte del campo elettro-magnetico generato, in funzione della distanza di un corpo al nastro 8.
Il nastro 8 è associato ad almeno parte dei mezzi di lavorazione, in modo che il nastro 8 sia tale da subire la variazione del campo elettromagnetico generato nel caso in cui un corpo (come ad esempio, l'operatore 10) si avvicini al nastro 8 e quindi si avvicini ai mezzi di lavorazione mentre questi stanno eseguendo la lavorazione del pezzo 2.
L'insieme del nastro 8 opportunamente posizionato sui mezzi di lavorazione, della unità di elaborazione 25, della unità di controllo 20 e dei motori elettrici 30, 31, 32, 33 che comandano i mezzi di lavorazione costituisce un sistema elettronico di sicurezza che garantisce l'incolumità fisica dell'operatore 10.
Quando l'operatore 10 si avvicina eccessivamente al nastro 8 e quindi ai mezzi di lavorazione (si veda la distanza d2in Figura 2B), l'unità di elaborazione 25 è tale da ricevere dal nastro 8 un segnale di ricezione Svindicativo di una variazione non trascurabile del campo elettro-magnetico EMtgenerato dall'antenna nel nastro 8 ed è tale da generare da questo un segnale elaborato Seindicativo di una piccola distanza di un corpo (ad esempio, di un operatore 10) dal nastro 8 (e quindi dai mezzi di lavorazione); l'unità di controllo 20 è tale da ricevere il segnale elaborato Seindicativo della piccola distanza e di conseguenza è tale da generare uno o più segnali di pilotaggio Sx, Sy, Sz, Srdei motori elettrici 30, 31, 32, 33 per rallentare o arrestare il funzionamento dei mezzi di lavorazione, in particolare per rallentare o arrestare il funzionamento della struttura mobile 5 e/o della testa operatrice 6 e/o del braccio mobile 7. In questo modo viene garantita l'incolumità fisica dell'operatore 10, perché viene evitato (nel caso di arresto del funzionamento) che l'operatore 10 entri in contatto con i mezzi di lavorazione (in particolare, con la struttura mobile 5, con il braccio mobile 7 e/o con la testa operatrice 6) quando questi stanno ancora funzionando, o viene evitato (nel caso di rallentamento del funzionamento) che l'operatore 10 entri in contatto con i mezzi di lavorazione quando questi stanno funzionando alla massima potenza.
Inoltre quando l'operatore 10 è sufficientemente lontano dal nastro 8 e quindi dai mezzi di lavorazione (si veda la distanza di in Fiqura 2A), l'unità di elaborazione 25 è tale da ricevere dal nastro 8 il seqnale di ricezione Svindicativo di una variazione nulla o trascurabile del campo elettromagnetico EMtgenerato dall'antenna nel nastro 8 ed è tale da generare il segnale elaborato Seindicativo di una elevata distanza di un corpo (ad esempio, dell'operatore 10) dal nastro 8 (e quindi dai mezzi di lavorazione); l'unità di controllo 20 è tale da ricevere il segnale elaborato Seindicativo della elevata distanza e di conseguenza è tale da generare i segnali di pilotaggio Sx, Sy, Sz, Srdei motori elettrici 30, 31, 32, 33 per mantenere il normale funzionamento dei mezzi di lavorazione; in particolare, l'unità di controllo 20 è tale da generare i segnali di pilotaggio Sx, Sy, Sz, Srdei motori elettrici 30, 31, 32, 33 per mantenere il normale funzionamento della struttura mobile 5 e/o della testa operatrice 6 e/o del braccio mobile 7, allo scopo di effettuare la lavorazione del pezzo 2.
In questo modo l'operatore 10 ha una maggiore libertà di movimento rispetto al pezzo 2, perché può accedere ad una zona della macchina industriale 1 che si trova sufficientemente lontano dalla zona di lavorazione in cui i mezzi di lavorazione stanno effettuando la lavorazione del pezzo 2 (si veda la posizione pi in Figura 2A). Per esempio, l'operatore 10 può posizionare un nuovo pezzo 3 da lavorare in una zona sulla tavola 4 mentre la testa operatrice 6 sta effettuando la lavorazione del pezzo 2 in una zona diversa della tavola 4 (si veda la Figura 2A), oppure l'operatore 10 può controllare lo stato di lavorazione del pezzo 3 lavorato in una zona sulla tavola 4 mentre la testa operatrice 6 sta effettuando la lavorazione del pezzo 2 in una zona diversa della tavola 4.
Il nastro 8 può essere associato ai mezzi di lavorazione in un qualunque punto che può entrare in contatto con l'operatore 10. L'associazione del nastro 8 ai mezzi di lavorazione può avvenire per fissaggio (ad esempio, per mezzo di uno strato adesivo posizionato su una parte della superficie del nastro 8), interponendo materiale non ferromagnetico (ad esempio, plastica, gomma) fra la superificie del nastro 8 e la superficie dei mezzi di lavorazione. Alternativamente, l'associazione del nastro 8 ai mezzi di lavorazione può avvenire posizionando il nastro 8 ad una determinata distanza dalla superficie dei mezzi di lavorazione, per esempio una distanza compresa fra 3 millimetro e 5 centimetri.
Con riferimento in particolare ai mezzi di lavorazione costituiti dalla struttura mobile 5, dalla testa operatrice 6 e dal braccio mobile 7, il nastro 8 può essere fissato (ad esempio, per mezzo di uno strato adesivo) ad una parte della superficie della struttura mobile 5. Per esempio, il nastro 8 è fissato sulla superficie del parallelepipedo che forma la struttura mobile 5, in particolare lungo uno spigolo nella direzione dell'asse z, come mostrato schematicamente in Figura 1A.
Le seguenti altre disposizioni del nastro 8 sulla superficie del parallelepipedo che forma la struttura mobile 5 sono possibili:
- lungo uno spigolo nella direzione dell'asse y, come mostrato in Figura 1B;
- attorno ad una finestra nel piano formato dagli assi y, z.
Alternativamente o in aggiunta al fissaggio del nastro 8 sulla superficie della struttura mobile 5, il nastro 8 può essere fissato:
- ad una parte della superficie della testa operatrice 6;
- ad una parte della superficie del braccio mobile 7, ad esempio lungo la direzione definita dall'asse y (si veda la Figura 1C).
Con riferimento alla Figura 3, viene mostrato un sistema elettronico di sicurezza 100 utilizzato nella macchina industriale 1, 101, 201 secondo la prima, seconda o terza forma di realizzazione dell'invenzione .
Il sistema elettronico 100 comprende il nastro 8, un modulo di elaborazione e controllo 23 ed uno o più motori elettrici 30, 31, 32, 33 per comandare il movimento dei mezzi di lavorazione del pezzo 2 per mezzo di opportuni organi di trasmissione.
Il nastro 8 comprende una o più antenne 15 tali da generare un campo elettro-magnetico EMte subire una variazione di almeno parte del campo elettromagnetico generato EMt, in funzione della distanza di un corpo al nastro 8.
Il modulo di elaborazione e controllo 23 comprende l'unità di elaborazione 25 e l'unità di controllo 20.
L'unità di elaborazione 25 è elettricamente collegata all'antenna 15 (ad esempio, per mezzo di un filo elettricamente conduttivo) ed ha la funzione di rilevare la variazione del campo elettro-magnetico generato EMt. In particolare, l'unità di elaborazione 25 è tale da ricevere un segnale di ricezione Svindicativo della variazione rilevata del campo elettro-magnetico generato EMt(per esempio, una variazione del valore della tensione ai capi dell'antenna 15), è tale da elaborare il segnale di ricezione Sved è tale da generare un segnale elaborato Seindicativo della distanza di un corpo (ad esempio, di un operatore 10) dal nastro 8 (e quindi indicativo della distanza dai mezzi di lavorazione).
Il modulo di elaborazione 25 è ad esempio una porzione di codice software che viene eseguito su un micro-processore .
L'unità di controllo 20 è elettricamente collegata alla unità di elaborazione 25 ed ai motori elettrici 30, 31, 32, 33 che comandano il movimento dei mezzi di lavorazione. In particolare, l'unità di controllo 20 è tale da ricevere il segnale elaborato See, in funzione del valore del segnale elaborato Se, è tale da generare uno o più segnali di pilotaggio Sx, Sy, Sz, Srper controllare il funzionamento (cioè, rallentare, arrestare o normale funzionamento) di uno o più motori elettrici 30, 31, 32, 33 che comandano il movimento dei mezzi di lavorazione.
Con riferimento in particolare alla prima forma di realizzazione di Figura 1A in cui i mezzi di lavorazione sono costituiti dalla struttura mobile 5, dalla testa operatrice 6 e dal braccio mobile 7, l'unità di controllo 20 è tale da generare, in funzione del valore del segnale elaborato Se:
- un primo segnale di pilotaggio Sxper controllare il funzionamento (cioè, rallentare, arrestare o normale funzionamento) di un motore elettrico 30 che comanda il movimento della struttura mobile 5 (e quindi della testa operatrice 6) lungo la direzione dell'asse x;
- un secondo segnale di pilotaggio Syper controllare il funzionamento (cioè, rallentare, arrestare o normale funzionamento) di un motore elettrico 31 che comanda il movimento della testa operatrice 6 lungo la direzione dell'asse y;
un terzo segnale di pilotaggio Szper controllare il funzionamento (cioè, rallentare, arrestare o normale funzionamento) di un motore elettrico 32 che comanda il movimento del braccio mobile 7 (e quindi della testa operatrice 6) lungo la direzione dell'asse z;
un quarto segnale di pilotaggio Srper controllare il funzionamento (cioè, rallentare, arrestare o normale funzionamento) di un motore elettrico 33 che comanda il movimento rotatorio della testa operatrice 6 attorno all'asse z.
Si osservi che per semplicità nella prima, seconda terza forma di realizzazione dell'invenzione il nastro 8 è uno solo, ma più in generale l'invenzione può essere applicata al caso in cui sono utilizzati una pluralità di nastri (simile al nastro 8), posizionati in diverse posizioni sui mezzi di lavorazione; ad esempio, un primo nastro è associata alla struttura mobile 5, un secondo nastro al braccio mobile 7 ed un terzo nastro alla testa operatrice 6. Di conseguenza, l'unità di elaborazione 25 è tale da ricevere una pluralità di segnali di ricezione (simili al segnale di ricezione Sv)dalla pluralità di nastri ed è tale da generare il segnale elaborato Sein funzione dei valori della pluralità dei segnali di ricezione. In questo modo è possibile migliorare la rilevazione della variazione del campo elettro-magnetico generato dalle antenne nella pluralità dei nastri e quindi è possibile migliorare l'accuratezza della misura della distanza dell'operatore 10 dai mezzi di lavorazione.
Sarà ora descritto il funzionamento della macchina industriale 1, facendo anche riferimento alle Figure 1A, 2A, 2B e 3.
All'istante iniziale t0la testa operatrice 6 sta effettuando una lavorazione sul pezzo 2 come mostrato in Figura 1A e l'operatore 10 si trova molto lontano dalla macchina industriale 1 (per questo motivo l'operatore 10 non è mostrato in Figura 1A).
All'istante to l'antenna 15 posizionata all'interno del nastro 8 genera il campo elettromagnetico EMt; l'unità di elaborazione 25 riceve il segnale di ricezione Svindicativo di una variazione rilevata nulla del campo elettro-magnetico generato EMt, quindi genera il segnale elaborato Seavente un valore vO che indica che la distanza di fra il nastro 8 e l'operatore 10 è molto elevata.
L'unità di controllo 20 riceve il segnale elaborato Seavente il valore vO e genera da questo i segnali di pilotaggio Sx, Sy, Sz, Sraventi valori che mantengono il normale funzionamento rispettivamente dei motori elettrici 30, 31, 32, 33 allo scopo di effettuare la lavorazione del pezzo 2. I motori elettrici 30, 31, 32, 33 a loro volta comandano (per mezzo di opportuni organi di trasmissione) rispettivamente il movimento della struttura mobile 5 lungo la direzione dell'asse x, il movimento della testa operatrice 6 lungo la direzione dell'asse y, il movimento del braccio mobile 7 lungo la direzione dell'asse z e il movimento rotatorio della testa operatrice 6 attorno all'asse z. Pertanto la testa operatrice 6 effettua i movimenti di traslazione lungo le direzioni definite dagli assi x,y,z e di rotazione attorno all'asse z necessari per effettuare la lavorazione del pezzo 2.
All'istante ti (successivo all'istante to) l'operatore 10 si avvicina alla macchina industriale 1 e si ferma in una posizione pi nella quale la distanza di fra il nastro 8 e l'operatore 10 è sufficientemente elevata, come mostrato in Figura 2A; in particolare, l'operatore 10 posiziona un nuovo pezzo da lavorare 3 (oppure sta controllando lo stato di lavorazione del pezzo 3), mentre la testa operatrice 6 si trova sopra una zona della tavola 4 che è sufficientemente lontano dall'operatore 10 ed in questa zona sta effettuando la lavorazione del pezzo 2.
All'istante ti l'antenna 15 posizionata all'interno del nastro 8 genera il campo elettromagnetico EMt; l'unità di elaborazione 25 riceve il segnale di ricezione Svindicativo di una piccola variazione rilevata del campo elettro-magnetico generato EMt, quindi genera il segnale elaborato Seavente un primo valore vi che indica che la distanza di fra il nastro 8 e l'operatore 10 è ancora sufficientemente elevata.
L'unità di controllo 20 riceve il segnale elaborato Seavente il primo valore vi e genera da questo i segnali di pilotaggio Sx, Sy, Sz, Sraventi valori che mantengono il normale funzionamento rispettivamente dei motori elettrici 30, 31, 32, 33 allo scopo di continuare ad effettuare la lavorazione del pezzo 2. I motori elettrici 30, 31, 32, 33 a loro volta comandano (per mezzo di opportuni organi di trasmissione) rispettivamente il movimento della struttura mobile 5 (e quindi della testa operatrice 6) lungo la direzione dell'asse x, il movimento della testa operatrice 6 lungo la direzione dell'asse y, il movimento del braccio mobile 7 (e quindi della testa operatrice 6) lungo la direzione dell'asse z e il movimento rotatorio della testa operatrice 6 attorno all'asse z. Pertanto la testa operatrice 6 continua ad effettuare i movimenti di traslazione lungo le direzioni definite dagli assi x,y,z e di rotazione attorno all'asse z necessari per effettuare la lavorazione del pezzo 2, mentre l'operatore 3 può avvicinarsi alla macchina industriale 1 e continuare a lavorare nella posizione pi, senza rischi per la sua incolumità fisica.
All'istante t2(successivo all'istante ti) l'operatore 10 si sposta in una posizione p2nella quale la distanza d2fra il nastro 8 e l'operatore 10 è piccola, come mostrato in Figura 2B.
All'istante t2l'antenna 15 posizionata all'interno del nastro 8 continua a generare il campo elettro-magnetico EMt, il quale subisce una elevata variazione causata dalla piccola distanza dell'operatore 10 dal nastro 8 e quindi dalla struttura mobile 5 (e quindi dalla testa operatrice 6); l'unità di elaborazione 25 riceve il segnale di ricezione Svindicativo della elevata variazione rilevata del campo elettro-magnetico generato EMte di conseguenza genera il segnale elaborato Seavente un secondo valore v2 (diverso dal primo valore vi) che indica che la distanza d2fra il nastro 8 (e quindi dalla struttura mobile 5 e dalla testa operatrice 6)e l'operatore 10 è piccola e che potrebbe essere pericoloso per l'operatore 10 sostare nella posizione P2-L'unità di controllo 20 riceve il segnale di elaborato Seavente il secondo valore v2 e genera da questo i segnali di pilotaggio Sx, Sy, Sz, Sraventi valori che arrestano (o almeno rallentano) il funzionamento rispettivamente dei motori elettrici 30, 31, 32, 33, i quali a loro volta arrestano rispettivamente il movimento della struttura mobile 5 lungo la direzione dell'asse x, della testa operatrice 6 lungo la direzione dell'asse y, del braccio mobile 7 lungo la direzione dell'asse z ed il movimento rotatorio della testa operatrice 6 attorno all'asse z. Pertanto la testa operatrice 6 ha arrestato (o rallentato) il suo funzionamento, perché l'operatore 10 si è avvicinato eccessivamente alla struttura mobile 5 e quindi alla testa operatrice 6.
Forma oggetto della presente invenzione anche un metodo per proteggere un operatore di una macchina industriale per la lavorazione di un pezzo. Il metodo comprende il passo di fornire mezzi di lavorazione del pezzo, in cui detti mezzi di lavorazione sono mobili in base ad un movimento relativo di traslazione e/o rotazione fra i mezzi di lavorazione ed il pezzo da lavorare, comprende il passo di associare un nastro ad almeno parte dei mezzi di lavorazione, il nastro comprendente almeno una antenna configurata per generare un campo elettromagnetico, comprende il passo di rilevare una variazione di almeno parte del campo elettromagnetico generato, in funzione della distanza dell'operatore dal nastro, comprende il passo di rilevare la vicinanza dell'operatore al nastro, in funzione della variazione rilevata del campo elettromagnetico e comprende il passo di rallentare o arrestare almeno parte di detto movimento relativo fra i mezzi di lavorazione ed i mezzi di supporto.
Claims (10)
- Rivendicazioni 1. Macchina industriale (1) per la lavorazione di un pezzo (2), detta macchina comprendente: - mezzi di supporto (4) del pezzo da lavorare; - mezzi di lavorazione (5, 6, 7) del pezzo, in cui i mezzi di lavorazione ed i mezzi di supporto sono mobili fra di loro in base ad un movimento relativo di traslazione e/o rotazione; - un nastro (8) associato ad almeno parte di detti mezzi di lavorazione, in cui detto nastro comprende almeno una antenna (15) configurata per generare un campo elettro-magnetico (EMt); - un modulo di elaborazione e controllo (23; 25, 20) configurato per: • rilevare (Sv)una variazione di almeno parte del campo elettro-magnetico generato, in funzione della distanza (di, d2)di un corpo (10) dal nastro; • rilevare (Se)la vicinanza del corpo al nastro, in funzione della variazione rilevata del campo elettro-magnetico; • generare, in funzione della vicinanza rilevata, almeno un segnale di pilotaggio (Sx)per rallentare o arrestare almeno parte di detto movimento relativo fra i mezzi di lavorazione ed i mezzi di supporto.
- 2. Macchina industriale secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi di lavorazione comprendono una struttura (5) mobile rispetto ai mezzi di supporto secondo un moto di traslazione lungo una direzione (x) di alimentazione del pezzo ed in cui il nastro è associato ad almeno una parte della superficie della struttura mobile.
- 3. Macchina industriale secondo la rivendicazione 2, in cui il nastro è associato ad almeno una parte della superficie della struttura mobile che definisce un piano (x,z) sostanzialmente perpendicolare alla direzione del moto di traslazione della struttura mobile.
- 4. Macchina industriale secondo almeno una delle precedenti rivendicazioni, in cui i mezzi di lavorazione comprendono una testa operatrice (6) ed in cui il nastro è associato ad almeno una parte della superficie della testa operatrice.
- 5. Macchina industriale secondo almeno una delle precedenti rivendicazioni, in cui i mezzi di lavorazione comprendono un braccio mobile (7) lungo una direzione (z) perpendicolare al piano di alimentazione del pezzo ed in cui il nastro è associato ad almeno una parte della superficie del braccio mobile.
- 6. Macchina industriale secondo almeno una delle precedenti rivendicazioni, in cui il nastro è associato ad una parte della superficie dei mezzi di lavorazione interponendo un materiale non ferromagnetico fra detta parte della superficie dei mezzi di lavorazione e la superficie del nastro.
- 7. Macchina industriale secondo almeno una delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui il nastro è associato ai mezzi di lavorazione posizionandolo ad una determinata distanza fra una parte della superficie dei mezzi di lavorazione e la superficie del nastro, in particolare ad una distanza compresa fra 3 millimetri e 5 centimetri.
- 8. Sistema elettronico (100) per la protezione di un operatore (10) di una macchina industriale (1) per la lavorazione di un pezzo (2), il sistema comprendente: - un nastro (8) associato ad almeno parte di mezzi mobili di lavorazione (5, 6, 7) del pezzo (2), in cui detto nastro comprende almeno una antenna (15) configurata per generare un campo elettro-magnetico (EMt); - almeno un motore elettrico (31) configurato per generare almeno un rispettivo segnale di pilotaggio (Sx)di un movimento relativo di traslazione e/o rotazione fra i mezzi di lavorazione e mezzi di supporto del pezzo; - un modulo di elaborazione e controllo (23; 25, 20) configurato per: • rilevare una variazione di almeno parte del campo elettro-magnetico generato, in funzione della distanza (di, d2)dell'operatore (10) dal nastro; • rilevare la vicinanza dell'operatore al nastro, in funzione della variazione rilevata del campo elettro-magnetico; • generare, in funzione della vicinanza rilevata, 1'almeno un segnale di pilotaggio (Sx)per rallentare o arrestare almeno parte di detto movimento relativo fra i mezzi di lavorazione ed i mezzi di supporto.
- 9. Sistema elettronico secondo la rivendicazione 8, in cui il modulo di elaborazione e controllo comprende: - una unità di elaborazione (25) configurata per rilevare la variazione dell'almeno parte del campo elettro-magnetico generato e generare da questa un segnale elaborato (Se) indicativo della distanza dell'operatore (10) dal nastro; - una unità di controllo (20) configurata per ricevere il segnale elaborato (Se) indicativo della vicinanza dell'operatore al nastro e generare da questo il segnale di pilotaggio (Sx) per rallentare o arrestare 1'almeno parte di detto movimento relativo .
- 10. Metodo per proteggere un operatore (10) di una macchina industriale (1) per la lavorazione di un pezzo (2), il metodo comprendente i passi di: fornire mezzi (5, 6, 7) di lavorazione del pezzo, in cui detti mezzi di lavorazione sono mobili in base ad un movimento relativo di traslazione (x) e/o rotazione fra i mezzi di lavorazione ed il pezzo da lavorare; - associare un nastro (8) ad almeno parte dei mezzi di lavorazione (5, 6, 7), il nastro comprendente almeno una antenna (15) configurata per generare un campo elettro-magnetico (EMt); - rilevare una variazione di almeno parte del campo elettro-magnetico generato, in funzione della distanza (di, d2) dell'operatore (10) dal nastro; - rilevare la vicinanza dell'operatore al nastro, in funzione della variazione rilevata del campo elettro-magnetico; - rallentare o arrestare almeno parte di detto movimento relativo fra i mezzi di lavorazione ed i mezzi di supporto.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT000213A ITMI20120213A1 (it) | 2012-02-15 | 2012-02-15 | Macchina industriale con sistema di sicurezza per la protezione dell'operatore |
Applications Claiming Priority (1)
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| IT000213A ITMI20120213A1 (it) | 2012-02-15 | 2012-02-15 | Macchina industriale con sistema di sicurezza per la protezione dell'operatore |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITMI20120213A1 true ITMI20120213A1 (it) | 2013-08-16 |
Family
ID=45998562
Family Applications (1)
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| IT000213A ITMI20120213A1 (it) | 2012-02-15 | 2012-02-15 | Macchina industriale con sistema di sicurezza per la protezione dell'operatore |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | ITMI20120213A1 (it) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3733972A1 (de) * | 1987-10-08 | 1989-04-27 | Hollingsworth Gmbh | Vorrichtung zum schutz von personen u. dgl. bei eindringen in die gefahrenzone von kraftbetriebenen textilmaschinen |
| FR2663105A1 (fr) * | 1990-06-11 | 1991-12-13 | Inst Nat Sciences Appliq Lyon | Dispositif de protection a capteur capacitif pour robot industriel ou machine similaire. |
| US5436613A (en) * | 1993-05-03 | 1995-07-25 | Institut De Recherche En Sante Et En Securite Du Travail | System for detecting human presence in hazardous situations |
| WO2008122768A1 (en) * | 2007-04-05 | 2008-10-16 | Bruce Stanley Gunton | Proximity sensing |
| US20110050256A1 (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-03 | Joachim Frangen | Sensor system for monitoring surroundings on a mechanical component and a method for activating and evaluating the sensor system |
-
2012
- 2012-02-15 IT IT000213A patent/ITMI20120213A1/it unknown
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