ITTO20090630A1 - Dispositivo per trasferire materiale in lastra in un impianto di produzione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Del brevetto per invenzione industriale dal titolo: “DISPOSITIVO PER TRASFERIRE MATERIALE IN LASTRA IN UN IMPIANTO DI PRODUZIONEâ€

La presente invenzione si riferisce a un dispositivo per trasferire materiale in lastra in un impianto di produzione, in particolare nella produzione di lastre di vetro, celle solari, ma anche di parti in lamiera o di materiale in lastra nella produzione di mobili, lastre di plastica ecc.

Il trasferimento di materiale in lastra in un impianto di produzione può avvenire in diverse stazioni di un processo di produzione, in particolare nell’impilamento del materiale in lastra accostato a un’unità di convogliamento orizzontale, in una posizione di impilamento sostanzialmente perpendicolare o leggermente inclinata su un pallet o un porta-lastre per un ulteriore trasporto, nel trasferimento nella direzione contraria da un’unità di trasporto da una posizione di impilamento sostanzialmente perpendicolare od obliqua a un’unità di convogliamento orizzontale o nel re-impilamento da una posizione di impilamento o unità di impilamento, rispettivamente, da una stazione di produzione a un’altra.

Un dispositivo per il trasferimento di materiale in lastra con la funzionalità di trasferimento di lastre da un convogliatore di lastre a una struttura di sostegno di impilamento à ̈ noto, ad esempio, da EP 1493695 A1. In questo dispositivo per il trasferimento di lastre, un utensile di presa di lastre, in particolare telaio aspirante, à ̈ disposto orientabile su una estremità libera di un braccio di trasporto che à ̈ disposto orientabile attorno a un asse su una struttura di sostegno. Il movimento di orientamento del braccio di trasporto à ̈ accoppiato, a livello cinematico, al movimento di orientamento dell’utensile di presa di lastre attraverso due tiranterie. La disposizione à ̈ tale per cui il trasferimento di un materiale in lastra avviene attraverso movimenti di orientamento alternati del braccio di trasporto in direzioni alternate.

Da DE 4211317 A1 à ̈ noto un ulteriore dispositivo per il trasferimento di oggetti a forma di lastra da un’unità di convogliamento orizzontale a una struttura di sostegno di impilamento verticale, in cui sono previsti due bracci di orientamento azionabili in parallelo, dotati di un’unità di manipolazione, i quali bracci sono mobili tra una posizione terminale sostanzialmente verticale e una posizione terminale sostanzialmente orizzontale attraverso orientamento di 90-100° in un moto alternato. Il movimento dei bracci di orientamento à ̈ realizzato attraverso, rispettivamente, due meccanismi a manovella, per cui i meccanismi a manovella presentano ciascuno una manovella, che viene mossa attraverso un motore di azionamento. L’estremità libera di una manovella à ̈ collegata attraverso un giunto a cerniera a un’asta di accoppiamento, che a sua volta à ̈ collegata attraverso un ulteriore giunto a cerniera al braccio di orientamento. L’estremità libera dell’altra manovella à ̈ collegata direttamente attraverso un giunto a cerniera al braccio di orientamento.

Nei dispositivi noti à ̈ necessario ritardare l’alimentazione del materiale in lastra attraverso un unità di convogliamento orizzontale nella posizione di trasferimento finché l’unità di manipolazione viene mosso nella posizione di trasferimento affinché il suo movimento non sia impedito dal materiale in lastra. In aggiunta, l’unità di manipolazione mosso nella posizione di trasferimento deve poi attendere finché l’unità di alimentazione sia di nuovo avviato e il pezzo di materiale in lastra da trasferire sia stato trasportato nella posizione di trasferimento prima che il pezzo di materiale in lastra possa essere afferrato e possa essere eseguito il trasferimento.

Scopo della presente invenzione à ̈ la messa a punto di un dispositivo migliorato per il trasferimento di materiale in lastra in un impianto di produzione, che elimini almeno alcuni degli svantaggi menzionati.

Per la soluzione di questo compito, viene proposto secondo l'invenzione un dispositivo per il trasferimento di materiale in lastra in una linea di produzione secondo la rivendicazione 1. Forme di realizzazione preferite sono indicate nelle rivendicazioni dipendenti.

Il dispositivo secondo l'invenzione viene spiegato più dettagliatamente qui di seguito sulla base dei disegni allegati, in cui:

la Figura 1 mostra una vista laterale di un dispositivo secondo una prima forma di realizzazione per la spiegazione degli elementi essenziali;

le Figure da 2a a 2f mostrano una rappresentazione schematica di posizioni caratteristiche del ciclo di movimento del dispositivo della Figura 1 in una prima variante nel trasferimento di un materiale in lastra da un’unità di trasporto a una struttura di sostegno di impilamento;

le Figure da 3a a 3f mostrano una rappresentazione schematica di posizioni caratteristiche del ciclo di movimento del dispositivo della Figura 1 in una seconda variante nel trasferimento di un materiale in lastra da un’unità di trasporto a una struttura di sostegno di impilamento;

le Figure da 4a a 4f mostrano una rappresentazione schematica di posizioni caratteristiche del ciclo di movimento di un dispositivo secondo una seconda forma di realizzazione nel trasferimento di un materiale in lastra da un’unità di trasporto a una struttura di sostegno di impilamento; e

la Figura 5 mostra una rappresentazione in prospettiva del dispositivo della Figura 4.

Il dispositivo secondo l'invenzione e secondo la prima forma di realizzazione rappresentata nella Figura 1 comprende un primo braccio 1, che può essere azionato attorno a un primo asse di rotazione 1A su un’estremità del primo braccio, nonché un secondo braccio 2, che à ̈ supportato girevole attorno a un secondo asse di rotazione 2A sul primo braccio 1. Il secondo asse di rotazione 2A si trova sull’altra estremità del primo braccio e il secondo asse di rotazione 2A à ̈ parallelo rispetto al primo asse di rotazione 1A. Il primo braccio à ̈ supportato su una base 6 a un’altezza sopra la superficie di fondo, che à ̈ più alta rispetto alla lunghezza del primo braccio 1. Il primo e il secondo asse di rotazione sono paralleli rispetto alla superficie di fondo.

Sull’estremità libera del secondo braccio 2 à ̈ disposta una unità di manipolazione 3 per il materiale in lastra da manipolare. L’unità di manipolazione 3 può essere configurata come utensile di presa per lastre, noto nello stato della tecnica, ad esempio a forma di telaio aspirante con corrispondenti elementi di presa per il materiale in lastra, per afferrare e rilasciare questo in modo selettivo. L’unità di manipolazione 3 può essere disposta in una posizione fissa sull’estremità del secondo braccio oppure essere mobile su uno o più terzo/i asse/i rispetto al secondo braccio.

Il trasferimento del materiale in lastra, ad esempio lastre di vetro, vetro in lastre, lastre di plastica, celle solari, lamiere e simili avviene solitamente da un’unità di convogliamento orizzontale oppure inclinata eventualmente fino a 30° rispetto alla linea orizzontale, sulla quale il materiale in lastra viene accostato in modo sequenziale, in modo continuo o discontinuo. L’unità di convogliamento definisce un piano di trasporto E. Il trasferimento del materiale in lastra avviene attraverso il dispositivo secondo l'invenzione dalla posizione nel piano di trasporto E in una posizione di impilamento sostanzialmente perpendicolare o leggermente inclinata obliquamente su una struttura di sostegno di impilamento 5 o su un pallet. Il trasferimento può avvenire anche a un’ulteriore stazione di lavorazione dell’impianto di produzione oppure in una direzione inversa.

Al primo asse di rotazione 1A e al secondo asse di rotazione 2A à ̈ associata una propria unità di azionamento con trasmissione e motore, preferibilmente un motore elettrico, regolabile e controllabile (ad esempio, un servomotore) per determinare la rotazione attorno al rispettivo asse di rotazione. La direzione di rotazione del primo braccio attorno al primo asse di rotazione 1A, osservata per un intero ciclo di trasferimento, à ̈ contraria rispettivamente alla direzione di rotazione del secondo braccio attorno al secondo asse di rotazione 2A, e le direzioni di rotazione per un trasferimento del materiale in lastra in direzione contraria possono essere invertite. La direzione di rotazione di entrambi gli assi di rotazione, tuttavia, può essere brevemente la stessa per ottenere, specialmente nelle posizioni terminali, un posizionamento desiderato dell’unità di manipolazione. La rotazione del primo braccio e del secondo braccio nel processo di trasferimento in una variante preferita della prima forma di realizzazione à ̈ rispettivamente unidirezionale in una direzione (rotante) e avviene in un intervallo di circa 360° in ciascun ciclo di trasferimento. Per ciclo di trasferimento qui si intende un movimento dell’unità di manipolazione da una posizione di prelievo a una posizione di consegna e nuovamente nella posizione di prelievo. Il movimento rotante dei due assi di rotazione ha il vantaggio che può essere raggiunta una frequenza elevata di trasferimento. Precisamente, il movimento nelle posizioni di prelievo e di consegna viene brevemente arrestato o ritardato per avere il tempo di afferrare rispettivamente rilasciare e depositare il materiale in lastra, tuttavia la continuazione del movimento nella stessa direzione à ̈ vantaggiosa dal punto di vista cinematico (si veda anche il ciclo di movimento visibile dalle Figure 2a-2f).

La disposizione del primo e del secondo braccio per quanto riguarda la lunghezza, la forma e la disposizione nel dispositivo e il controllo della rotazione del secondo braccio attorno al secondo asse di rotazione, come si evince dalle Figure da 2a a 2f, à ̈ selezionata in modo tale che l’unità di manipolazione, in un movimento nella posizione di prelievo, si orienti sotto il piano di trasporto orizzontale e si avvicini da una posizione al disotto del piano di trasporto al lato inferiore del materiale in lastra. In questo modo, il materiale in lastra può essere afferrato dall’unità di manipolazione in caso di vetro in lastre nel cosiddetto “lato del bagno†o “tin-side†.

Nella variante mostrata nelle Figure 2a-2f della prima forma di realizzazione, nella posizione di presa il primo braccio si trova nella zona della sua posizione morta inferiore (si veda la Figura 2f). Inoltre, nella prima forma di realizzazione il primo braccio à ̈ dimensionato e disposto in modo tale che esso, durante tutto il movimento di rotazione attorno al primo asse di rotazione, si trovi sostanzialmente al di sotto del piano di trasporto orizzontale del materiale in lastra accostato al dispositivo di trasferimento. Ciò tuttavia non à ̈ obbligatoriamente necessario, la configurazione del primo e del secondo braccio piuttosto può essere in funzione delle condizioni spaziali specifiche nella posizione di trasferimento come livello di altezza della posizione di presa e di trasferimento e bordi di disturbo eventualmente presenti nella traiettoria di movimento dei bracci e dell’unità di manipolazione.

Come apparecchi di azionamento per gli assi di rotazione si prestano quelli con motore elettrico regolabile e controllabile e trasmissioni, ad esempio servomotori, che vengono impiegati anche nell’ambito di azionamenti di robot, in quanto questi possono essere comandati in modo diretto e controllati in modo preciso. Nel caso del dispositivo secondo l'invenzione le unità di azionamento dei due assi di rotazione sono comandabili indipendentemente l’uno dall’altro.

La curva della traiettoria di movimento dell’unità di manipolazione del dispositivo secondo l'invenzione à ̈ visibile dalla sequenza di posizioni delle Figure 2a-2f. Affinché il secondo braccio nella zona di avvicinamento alla posizione di trasferimento/raccolta sulla struttura di sostegno di impilamento non entri in collisione con questa, questo à ̈ preferibilmente configurato curvato o piegato ad angolo, cosicché esso eventualmente possa attraversare la parte della struttura di sostegno sporgente nella zona di rotazione. La configurazione dipende dalla situazione spaziale nella rispettiva posizione di impiego. Allo stesso modo, anche il primo braccio può essere configurato curvato o piegato ad angolo.

Il dispositivo secondo l'invenzione consente un trasferimento continuo del materiale in lastra con una velocità, rispettivamente frequenza elevata, e con tempi ciclo brevi, senza che la direzione di movimento dei bracci tra i singoli cicli di trasferimento debba essere invertita. Attraverso sincronizzazione della velocità di convogliamento del materiale in lastra nella posizione di trasferimento nell’unità di convogliamento con la velocità di rotazione del dispositivo di trasferimento, può essere ottenuto un processo di trasferimento pressoché continuo con frequenza elevata costante.

Attraverso l’orientamento dell’unità di manipolazione nel movimento di ritorno sulla curva di traiettoria sotto il piano di trasporto, il trasporto del materiale in lastra nella posizione di trasferimento non deve avvenire in modo interrotto, bensì può avvenire contemporaneamente con il processo di orientamento. In questo modo, il tempo ciclo può essere ulteriormente e notevolmente abbreviato, evitando tempi di attesa, in quanto la parte di materiale in lastra successivamente da trasferire sull’unità di convogliamento non deve attendere l’orientamento dell’unità di manipolazione nella posizione di raccolta. Il guadagno in termini di tempo, rispettivamente l’abbreviazione del ciclo, si consegue in particolare grazie al fatto che rispetto allo stato della tecnica la parte di materiale in lastra successivamente da trasferire non deve essere fermata prima della posizione di raccolta, poiché l’unità di manipolazione può essere posizionata nella posizione di raccolta senza impedimenti da parte della parte di materiale in lastra dal lato inferiore del piano di trasporto e, d’altra parte, il processo di accelerazione della parte di materiale in lastra, dalla posizione di attesa nella posizione di raccolta, può essere eliminato. Questo processo di accelerazione, per quanto riguarda la sua dinamica, à ̈ delimitato dal fatto che il materiale in lastra viene supportato soltanto attraverso la forza di gravità sull’unità di convogliamento e l’accelerazione pertanto à ̈ limitata da forze di attrito.

La limitazione del dispositivo di trasferimento ai due, rispettivamente tre, assi di rotazione principali paralleli (primo e secondo asse di rotazione 1A, 2A) consente il conseguimento della frequenza di ciclo elevata rispetto a robot industriali a più assi usuali.

In un’ulteriore variante della prima forma di realizzazione la cinematica dei bracci può essere variata nel senso che la rotazione del primo braccio e del secondo braccio attorno al primo, rispettivamente secondo asse di rotazione, non avviene in modo rotante (come precedentemente descritto), bensì in ciascun ciclo di trasferimento in modo invertito, rispettivamente alternato. Il primo asse esegue quindi un movimento oscillante, mentre il secondo asse esegue anch’esso un movimento di orientamento alternante in una direzione rispettivamente contraria. Anche in questa variante, la curva di traiettoria del movimento dell’unità di manipolazione viene selezionata in modo tale che questo, nel movimento di ritorno nella posizione di trasferimento/raccolta, si orienti al disotto del piano di trasporto del materiale in lastra. Il movimento oscillante in un intervallo angolare attorno al punto morto inferiore à ̈ vantaggioso dal punto di vista cinematico ed energetico, in quanto la forza di gravità supporta l’accelerazione e il ritardo nelle posizioni terminali nel cambio di direzione. La disposizione strutturale del dispositivo può corrispondere a quella della prima variante, in cui soltanto le unità di azionamento vengono comandate in modo diverso. La curva di traiettoria e di movimento dell’unità di manipolazione del dispositivo secondo l'invenzione secondo questa variante à ̈ visibile dalla sequenza di posizioni delle Figure da 3a a 3f.

Il dispositivo secondo l'invenzione à ̈ stato descritto precedentemente sulla base di un dispositivo con due singoli bracci come cosiddetta apparecchiatura monobraccio. Tuttavia, à ̈ possibile realizzare il primo e il secondo braccio, mantenendo la cinematica e la solita struttura, tra l’altro rispettivamente nella forma di due o più parti di braccio parallele e collegate in modo rigido tra loro mediante una traversa.

Inoltre, l’unità di manipolazione può essere previsto non soltanto sul secondo braccio, bensì su un ulteriore braccio, collegato con il secondo braccio mobile attorno a un terzo asse di rotazione.

Le Figure 4a-4f e 5 mostrano una seconda forma di realizzazione dell’invenzione, che si differenzia dalla prima forma di realizzazione per il fatto che il primo braccio à ̈ realizzato più lungo e piegato ad angolo, mentre il secondo braccio à ̈ realizzato notevolmente più corto ed à ̈ formato dalla distanza tra il secondo asse di rotazione e un telaio 7, che supporta l’unità di manipolazione a forma di telaio di utensile di presa. La seconda forma di realizzazione à ̈ realizzata come apparecchiatura a doppio braccio, in cui il primo e il secondo braccio sono formati da una coppia di parti di braccio 1a, 1b, rispettivamente 2a, 2b, che sono disposte parallele e sono collegate in modo rigido tra loro mediante una traversa 8a, rispettivamente 8b, cosicché esse si muovono in modo sincrono. Grazie al fatto che il primo braccio à ̈ supportato sulla base in una posizione, che si trova relativamente vicina alla superficie di fondo, esso può muoversi attorno al primo asse di rotazione non in modo costantemente rotante, bensì soltanto a inversione in un movimento oscillatorio. Diversamente dalla seconda variante della prima forma di realizzazione, il movimento oscillatorio, rispettivamente di orientamento, qui avviene verso l’alto. Anche in questa forma di realizzazione, il movimento attorno al secondo asse di rotazione à ̈ un movimento a inversione, che si contrappone al movimento attorno al primo asse di rotazione ed à ̈ controllato in modo tale che l’unità di manipolazione, nel movimento all’indietro nella posizione di trasferimento/raccolta, si orienti al disotto del piano di trasporto del materiale in lastra. Questa forma di realizzazione à ̈ vantaggiosa in quanto possono essere trasferiti anche pezzi di materiale in lastra grandi sulla traiettoria di movimento oscillatoria e di immersione, generata dal primo e dal secondo asse, con tempi ciclo abbreviati. La curva di traiettoria e di movimento dell’unità di manipolazione del dispositivo secondo l'invenzione e secondo questa seconda forma di realizzazione à ̈ visibile dalla sequenza di posizioni delle Figure da 4a a 4f.

Sebbene la seconda forma di realizzazione sia stata descritta come dispositivo a doppio braccio, anche questa può essere realizzata, come la prima forma di realizzazione, come dispositivo monobraccio.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per trasferire materiale in lastra in un impianto di produzione con un primo braccio (1), che à ̈ azionabile attorno a un primo asse di rotazione (1A), almeno un secondo braccio (2), che à ̈ azionabile attorno a un secondo asse di rotazione (2A), supportato sul primo braccio (1), il quale à ̈ parallelo al primo asse di rotazione (1A) e un’unità di manipolazione (3) per il materiale in lastra da trasferire, che à ̈ disposta sull’almeno un secondo braccio (2) e può afferrare e rilasciare in modo selettivo il materiale in lastra.
2. 2. Dispositivo per trasferire materiale in lastra secondo la rivendicazione 1, in cui al primo asse di rotazione (1A) e al secondo asse di rotazione (2A) à ̈ associata rispettivamente un’unità di azionamento con un motore, preferibilmente un motore elettrico regolabile e controllabile.
3. 3. Dispositivo per trasferire materiale in lastra secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui le direzioni di rotazione del primo braccio (1) e del secondo braccio (2) attorno al primo, rispettivamente secondo asse di rotazione (1A, 2A), in un ciclo di trasferimento sono opposte l’una all’altra.
4. 4. Dispositivo per trasferire materiale in lastra secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, in cui il primo e/o il secondo braccio (1, 2) Ã ̈/sono curvato/i.
5. 5. Dispositivo per trasferire materiale in lastra secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui il primo braccio (1) e il secondo braccio (2) comprendono rispettivamente almeno due parti di braccio (1a, 1b, 2a, 2b) disposte parallelamente e collegate in modo rigido tra loro mediante una traversa.
6. 6. Dispositivo per trasferire materiale in lastra secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui la rotazione del primo braccio (1) e del secondo braccio (2) attorno al primo, rispettivamente il secondo asse di rotazione (1A, 2A) in ciascun ciclo di trasferimento avviene a inversione.
7. 7. Dispositivo per trasferire materiale in lastra secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui il movimento del secondo braccio (2) attorno al secondo asse di rotazione (2A) à ̈ controllabile in modo tale che l’unità di manipolazione (3) durante un movimento in una posizione di trasferimento à ̈ orientata al di sotto di un piano di trasporto orizzontale del materiale in lastra accostato per un trasferimento.
8. 8. Dispositivo per trasferire materiale in lastra secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui la rotazione del primo braccio (1) e del secondo braccio (2) attorno al primo, rispettivamente il secondo asse di rotazione (1A, 2A) in ciascun ciclo di trasferimento avviene in modo costantemente rotante.