ITPN980024A1

ITPN980024A1 - PLANT FOR SURFACE TREATMENT OF PIECES

Info

Publication number: ITPN980024A1
Application number: IT98PN000024A
Authority: IT
Inventors: Dario Muzzin
Original assignee: Muzzin Spa
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 1999-09-25
Also published as: ITPN980024A0; IT1305261B1

Description

DESCRIZIONE della domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo: "Impianto per il trattamento superificiale di pezzi" DESCRIPTION of the patent application for industrial invention entitled: "Plant for the surface treatment of pieces"

La presente invenzione si riferisce a un impianto per il trattamento superficiale di pezzi, comprendente ima catena, una pluralità di ganci atti a caricare su appositi telai di detta catena i pezzi da trattare, mezzi motorizzati atti a movimentare in continuo detta catena a una velocità sostanzialmente costante, una pluralità di stazioni per attuare il trattamento superficiale e comprendente mezzi per caricare su detti telai i pezzi da trattare e mezzi per scaricare dai detti telai i pezzi trattati. The present invention relates to a plant for the surface treatment of pieces, comprising a chain, a plurality of hooks suitable for loading the pieces to be treated on suitable frames of said chain, motorized means suitable for continuously moving said chain at a substantially speed. constant, a plurality of stations for carrying out the surface treatment and comprising means for loading the pieces to be treated onto said frames and means for unloading the treated pieces from said frames.

I primi impianti del genere descritto prevedevano che le operazioni di carico e di scarico dei pezzi fossero effettuate a mano, con la conseguenza che i costi dei trattamenti erano notevolmente alti soprattutto per il costo della manodopera necessaria, e anche perchè la velocità di carico e scarico dei pezzi da trattare e trattati (e pertanto anche la produttività di tali impianti) non poteva, nè avrebbe mai potuto superare determinati valori sostanzialmente bassi, oltre alla necessità di tener conto delle esigenze tecnologiche deU'impianto. The first systems of the type described provided that the loading and unloading operations of the pieces were carried out by hand, with the consequence that the costs of the treatments were remarkably high especially for the cost of the labor required, and also because the loading and unloading speed of the pieces to be treated and treated (and therefore also the productivity of such plants) could not, nor could it ever exceed certain substantially low values, in addition to the need to take into account the technological requirements of the plant.

Un primo tentativo di aumentare la produttività di tali impianti è stato quello di utilizzare robot per il carico e lo scarico dei pezzi, con la conseguenza però che il processo di carico e di scarico dei pezzi, dovendo essere effettuato con la catena in movimento, rendeva sostanzialmente complicata la ricerca di un sincronismo di movimento del robot esterni alla catena di fronte ai telai montati sulla catena. Inoltre l'operazione di carico (e quella di scarico) dei pezzi sul (e dal) telaio, utilizzando i robot, poteva provocare oscillazioni della catena che potevano compromettere lo stesso carico e scarico, per cui si è deciso di rinunciare ad automatizzare tale lavorazione e di ritornare alle operazioni manuali. A first attempt to increase the productivity of these plants was to use robots for the loading and unloading of the pieces, with the consequence, however, that the process of loading and unloading the pieces, having to be carried out with the chain in motion, made substantially complicated is the search for a synchronism of movement of the robot external to the chain in front of the frames mounted on the chain. Furthermore, the loading (and unloading) operation of the pieces on (and from) the frame, using robots, could cause oscillations of the chain that could compromise the loading and unloading itself, so it was decided to give up automating this processing. and to return to manual operations.

Sempre alla ricerca della introduzione di operazioni automatiche in tale processo, si è cercato di rendere automatica l'operazione di carico e di scarico dei pezzi sui telai della catena, prevedendo che i telai fossero agganciabili e sganciabili dalla catena stessa e pertanto operando il carico e lo scarico dei pezzi mediante i robot, avendo i telai sganciati dalla catena. La riduzione di costi era sostanzialmente limitata, in quanto rimaneva sempre notevole l'impiego della manodopera da utilizzare per tali operazioni ed inoltre gli investimenti e gli spazi per una catena a isola parallela rendevano tale soluzione improduttiva. Always looking for the introduction of automatic operations in this process, we tried to make the loading and unloading of the pieces on the chain frames automatic, providing that the frames could be hooked and unhooked from the chain itself and therefore loading and unloading the unloading of the pieces by robots, having the frames released from the chain. The cost reduction was substantially limited, since the use of manpower to be used for these operations was always considerable and furthermore the investments and space for a parallel island chain made this solution unproductive.

Il problema che l'impianto secondo l'invenzione si propone di risolvere riguarda la possibilità di procedere automaticamente al carico (e allo scarico) dei pezzi da trattare (e trattati), rispettivamente da montare sui (e da prevelevare dai) telai montati su una catena in sostanzialmente continuo movimento, eliminando i problemi legati alla ricerca di un sincronismo dei movimenti tra i robot fissi e la catena in movimento, pertanto mantenendo sempre attivi i mezzi motorizzati che mantengono la catena in movimento. The problem that the plant according to the invention aims to solve concerns the possibility of automatically proceeding with the loading (and unloading) of the pieces to be treated (and treated), respectively to be mounted on (and to be removed from) frames mounted on a chain in substantially continuous movement, eliminating the problems linked to the search for synchronism of movements between the fixed robots and the moving chain, thus always keeping the motorized means that keep the chain moving.

Questo problema è risolto dall'impianto secondo l'invenzione, il quale è caratterizzato da almeno un primo robot, detto primo robot essendo atto a scaricare da detti telai i pezzi trattati, ed eventualmente da almeno un secondo robot, detto secondo robot essendo atto a caricare su detti telai i pezzi da trattare, due stazioni "polmone" essendo previste per collaborare con un primo tratto A di detta catena, detto primo tratto A risultando sostanzialmente fermo per un tempo prefissato per consentire a detto primo e detto secondo robot di operare da fermi lo scarico ed eventualmente il carico di detti pezzi, l'arresto di mezzi motorizzati di detto primo tratto A essendo previsto per bloccare l'avanzamento del primo tratto A, un secondo tratto B di detta catena risultando sostanzialmente sempre in movimento grazie ad altri mezzi motorizzati, detto primo tratto A e detto secondo tratto B della catena risultando sostanzialmente sempre operativamente agganciati l'uno all'altro. This problem is solved by the system according to the invention, which is characterized by at least a first robot, said first robot being able to unload the treated pieces from said frames, and possibly by at least a second robot, said second robot being able to load the pieces to be treated on said frames, two "buffer" stations being provided to collaborate with a first section A of said chain, said first section A being substantially stationary for a predetermined time to allow said first and said second robots to operate from stops the unloading and possibly the loading of said pieces, the stop of motorized means of said first section A being provided to block the advancement of the first section A, a second section B of said chain being substantially always in motion thanks to other means motorized, said first section A and said second section B of the chain substantially always operationally coupled to each other.

Questa ed altre caratteristiche risulteranno evidenti dalla seguente descrizione e dagli acclusi disegni, in cui: This and other characteristics will become evident from the following description and the attached drawings, in which:

Fig.l rappresenta una vista in pianta deirimpianto secondo l’invenzione; Fig. 1 represents a plan view of the plant according to the invention;

Figg.2a,2b rappresentano una vista in pianta della diversa configurazioni dei due "polmoni" dello stesso impianto; Figs 2a, 2b represent a plan view of the different configurations of the two "lungs" of the same plant;

Fig,3 rappresenta una vista in sezione presa secondo la linea A-A oppure B-B di Fig.3⁄4; Fig, 3 represents a sectional view taken along the line A-A or B-B of Fig.3⁄4;

Fig.4 rappresenta un diagramma temporale delle velocità di due tratti A,B della catena. Fig.4 represents a time diagram of the speeds of two sections A, B of the chain.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

L'impianto secondo l'invenzione comprende (Fig.l) una catena 1 alla quale è demandato, come si vedrà più avanti, il compito di traslare una pluralità di pezzi per operare su di essi uno o più trattamenti superficiali. Detta catena 1 risulta composta di due tratti, un tratto A, che si muove secondo il senso di una freccia F grazie all'azione esercitata da mezzi motorizzati 2. Il tratto A della catena 1 è compreso tra due "polmoni" 3,4, la cui funzione sarà spiegata più avanti. I mezzi motorizzati 2 sono atti a imprimere al tratto A catena 1 una velocità di traslazione Vi, oppure a bloccare, come si vedrà più avanti, l'avanzamento dello stesso tratto. Un tratto B della stessa catena 1 è atto a muoversi secondo il senso della freccia F grazie all'azione esercitata da mezzi motorizzati 6. Detti mezzi sono atti a imprimere al tratto B della catena 1 una velocità di traslazione V2 sostanzialmente costante. Il rapporto tra queste velocità V1/V2 è atto a essere compreso tra 1,5 e 4,5, cioè tale che la velocità Vi risulti sempre sostanzialmente superiore alla velocità Vz. I motivi di tale range di valori (1,5-4, 5) sono legati alle particolari esigenze tecnologiche dell’impianto, esigenze che possono variare a seconda del tipo di trattamento superficiale cui sottoporre i particolari da trattare. Una serie di ruote orizzontali 7, 8, 9,11,12,13 sono distribuite in modo tale da consentire alla catena 1 di traslare una pluralità di pezzi 14 (Fig.3) montati su telai 16, facendoli passare attraverso una serie di stazioni 17,18,19 atte ad eseguire sui pezzi 14 operazioni p.es. di lavaggio, verniciatura, cottura in forno, e simili. Due robot 21,22 sono rispettivamente chiamati a svolgere operazioni di scarico (e di carico) dei pezzi 14 rispettivamente sui (o dai) telai 16 in modo noto in sè. Quanto ai cosiddetti due "polmoni" 3,4, essi si trovano rispettivamente a monte e a valle della posizione occupata dagli stessi robot 21,22. Sia il polmone 3, sia quello 4 comprendono essenzialmente una puleggia 23 (Figg.1,3) atta a tenere in tensione la catena 1. La puleggia 23 è supportata da un carrello 24 mobile su rotelline, il quale carrello è reso solidale alla puleggia 23 per mezzo di un mozzo 26. Quest'ultimo è collegato ad un pistone comprendente uno stelo 27 e una camicia 28 entro cui lo stelo 27 è atto a scorrere vincendo l'azione di aria che viene compressa all'intern o della camicia in fase di compressione dello stelo o per azione della stessa aria che agisce sullo stelo 27 spingendolo verso l'esterno della camicia stessa. La struttura mobile dei polmoni 3,4 poggia su una traversa 29 applicata su montanti 31. The plant according to the invention comprises (Fig. 1) a chain 1 which, as will be seen later, is entrusted with the task of translating a plurality of pieces to operate one or more surface treatments on them. Said chain 1 is composed of two sections, a section A, which moves in the direction of an arrow F thanks to the action exerted by motorized means 2. The section A of the chain 1 is between two "lungs" 3,4, whose function will be explained later. The motorized means 2 are adapted to impart a translation speed Vi to the chain portion A 1, or to block, as will be seen later, the advancement of the same portion. A portion B of the same chain 1 is able to move according to the direction of the arrow F thanks to the action exerted by motorized means 6. Said means are able to impart a substantially constant translation speed V2 to the portion B of the chain 1. The ratio between these speeds V1 / V2 is able to be comprised between 1.5 and 4.5, that is, such that the speed Vi is always substantially higher than the speed Vz. The reasons for this range of values (1.5-4.5) are related to the particular technological needs of the system, needs that may vary depending on the type of surface treatment to which the parts to be treated are subjected. A series of horizontal wheels 7, 8, 9,11,12,13 are distributed in such a way as to allow the chain 1 to translate a plurality of pieces 14 (Fig. 3) mounted on frames 16, making them pass through a series of stations 17,18,19 suitable for carrying out operations on the pieces 14, for example washing, painting, baking, and the like. Two robots 21,22 are respectively called to carry out unloading (and loading) operations of the pieces 14 respectively onto (or from) the frames 16 in a manner known per se. As for the so-called two "lungs" 3,4, they are respectively upstream and downstream of the position occupied by the same robots 21,22. Both the lung 3 and the one 4 essentially comprise a pulley 23 (Figs.1,3) adapted to keep the chain 1 under tension. The pulley 23 is supported by a carriage 24 movable on small wheels, which carriage is made integral with the pulley 23 by means of a hub 26. The latter is connected to a piston comprising a rod 27 and a jacket 28 within which the rod 27 is able to slide overcoming the action of air which is compressed inside the jacket in phase compression of the stem or by the action of the same air acting on the stem 27 pushing it towards the outside of the jacket itself. The mobile structure of the lungs 3,4 rests on a crosspiece 29 applied to uprights 31.

L'impianto secondo l'invenzione funziona nel seguente modo: il ciclo di funzionamento dell'impianto inizia con il motore 2 bloccato e il motore 6 che imprime al tratto B della catena 1 la velocità Vz nella direzione della freccia F (Fig.l). In tale prima fase di funzionamento dell'impianto, quindi a regime iniziale, il polmone 3 si trova nelle condizioni di Fig. 2a, con la puleggia 23 che ha consentito allo stelo 27 di raggiungere il fondo corsa nella camicia 28, avendo vinto la reazione dell'aria che viene compressa entro, la stessa camicia. In tale situazione, mentre il tratto B della catena 1 avanza con la velocità Vz, il tratto A della stessa catena è fermo, perchè bloccato dal motore 2. Durante il tempo Ti, avvengono due fatti importanti: il primo è dato dalla possibilità per i due robot 21,22 di operare lo scarico e il carico dei pezzi 14 dai telai 16; il secondo è dato dal fatto che la rotazione del motore 6 consente allo stelo 27, sotto l'azione dell'aria compressa all'interno della camicia 28, di spostarsi verso l'esterno, fino a raggiungere la posizione indicata in Fig.2b. Terminato il tempo Ti il motore 2 inizia nuovamente a ruotare con una velocità Vi che può risultare da 1,5 a 4,5 volte superiore alla velocità V2, in funzione delle caratteristiche tecnologiche dell'impianto secondo l'invenzione, per cui durante il successivo tempo T2, il tratto A della catena 1 sollecita la puleggia 23 a spingere lo stelo 27 a comprimere l'aria aH'intero della camicia 28, fino a raggiungere nuovamente la posizione di Fig.2a. Pertanto il tempo T1 si può definire il tempo attivo agli effetti delle operazioni di scarico e di carico dei pezzi 14 sui telai 16, mentre il tempo T2 si può definire il tempo di ricarica della puleggia 23, detto tempo di ricarica essendo necessario per porre davanti ai robot 21,22 rispettivamente un telaio 16 da scaricare dei pezzi 14 e un telaio 16 da ricaricare con nuovi pezzi 14. The plant according to the invention works in the following way: the operating cycle of the plant begins with the motor 2 blocked and the motor 6 which gives the section B of the chain 1 the speed Vz in the direction of the arrow F (Fig. 1) . In this first phase of operation of the plant, therefore at initial speed, the lung 3 is in the conditions of Fig.2a, with the pulley 23 which has allowed the stem 27 to reach the end of the stroke in the jacket 28, having overcome the reaction of the air that is compressed within, the same jacket. In this situation, while the section B of the chain 1 advances with the speed Vz, the section A of the same chain is stopped, because it is blocked by the motor 2. During the time Ti, two important events occur: the first is given by the possibility for two robots 21, 22 for unloading and loading the pieces 14 from the frames 16; the second is given by the fact that the rotation of the motor 6 allows the rod 27, under the action of the compressed air inside the jacket 28, to move outwards, until it reaches the position indicated in Fig.2b. At the end of the time Ti, the motor 2 starts rotating again with a speed Vi which can be from 1.5 to 4.5 times higher than the speed V2, depending on the technological characteristics of the plant according to the invention, so that during the following time T2, the portion A of the chain 1 urges the pulley 23 to push the rod 27 to compress the air inside the jacket 28, until it reaches the position of Fig.2a again. Therefore, the time T1 can be defined as the active time for the purposes of the unloading and loading operations of the pieces 14 on the frames 16, while the time T2 can be defined as the reloading time of the pulley 23, said reloading time being necessary to place the to the robots 21,22 respectively a frame 16 to unload pieces 14 and a frame 16 to be reloaded with new pieces 14.

E' interessante analizzare il comportamento del polmone 4, il quale, al'inizio del ciclo, vede la puleggia 23 nella posizione di Fig.2b e, durante il tempo T1 (tempo attivo per le operazioni dei due robot) la vede riacquistare la posizione di Fig.2a per il fatto che il tratto B continua ad avanzare nella direzione della freccia F, mentre il tratto A è fermo. Il tempo T2, definito "tempo di ricarica" per il tratto A, lo è anche per la puleggia 23 del polmone 4, il quale riacquista la posizione iniziale di Fig.2b. It is interesting to analyze the behavior of the lung 4, which, at the beginning of the cycle, sees the pulley 23 in the position of Fig. 2b and, during the time T1 (active time for the operations of the two robots), sees it regain its position of Fig.2a due to the fact that the portion B continues to advance in the direction of the arrow F, while the portion A is stationary. The time T2, defined "recharging time" for the portion A, is also the same for the pulley 23 of the lung 4, which regains the initial position of Fig.2b.

Si vede pertanto come questo alternarsi di arresto del tratto A della catena 1 e successivamente di avanzamento con velocità da 1,5 a 4,5 volte quella del tratto B, mentre quest'ultimo tratto comtinua sempre ad avanzare con velocità V2 che risulta inferiore a Vi nel rapporto da 1,5 a 4,5, rappresenta l'idea di soluzione dell'impianto secondo l'invenzione, che consente di far lavorare i due robot 21,22 a catena ferma. It can therefore be seen how this alternation of stopping of section A of chain 1 and subsequently of advancement with speed from 1.5 to 4.5 times that of section B, while the latter section always continues to advance with speed V2 which is less than Vi in the ratio from 1.5 to 4.5, represents the solution idea of the plant according to the invention, which allows the two robots 21,22 to work with the chain stopped.

Le considerazioni fin qui svolte appariranno pià chiare esaminando il diagramma di Fig.4, in cui si vede come la velocità Vi del motore 2 sia inizialmente nulla, mentre quella del motore 6 assume il valore V2. In tale momento inizia lo scarico e il carico dei pezzi grazie ai robot 21,22. Ciò porta la puleggia 23 a far fare allo stelo 27 l'intera corsa di uscita dalla camicia 28, sotto l'azione dell'aria precedentenmente compressa entro la camicia 28. A questo punto, il motore 2 inizia a imprimere la velocità Vi al tratto A, la puleggia 23 del polmone 3 fa fare allo stelo 27 l'intera corsa al'intemo della camicia 28, fino a fargli raggiungere la posizione di Fig.2a e tutto ricomincia da capo. E' stato già spiegato cosa avviene nel polmone 4, che cioè lo stelo 27 parte inizialmente dalla posizione di Fig.2b e, mentre il tratto A si blocca e il tratto B avanza, si carica fino a raggiungere la posizione di Fig.2a. The considerations made up to now will appear clearer by examining the diagram of Fig. 4, in which it can be seen how the speed Vi of the motor 2 is initially zero, while that of the motor 6 assumes the value V2. At this moment the unloading and loading of the pieces begins thanks to the robots 21,22. This causes the pulley 23 to make the rod 27 make the entire exit stroke from the liner 28, under the action of the air previously compressed within the liner 28. At this point, the motor 2 begins to impart the speed Vi to the section A, the pulley 23 of the lung 3 causes the stem 27 to make the entire stroke inside the jacket 28, until it reaches the position of Fig.2a and everything starts all over again. It has already been explained what happens in the lung 4, that is, that the stem 27 starts initially from the position of Fig.2b and, while the portion A is blocked and the portion B advances, it loads until it reaches the position of Fig.2a.

In conclusione la catena 1 assicura ai pezzi 14 di non fermarsi sostanzialmente mai lungo il tratto B, che è il tratto attivo per quanto riguarda i trattamenti dei pèzzi 14 nelle stazioni 17,18,19, mentre assicura un sostanziale arresto del tratto A durante la fase attiva di scarico e carico dei pezzi, operato dai robot 21,22. In conclusion, the chain 1 ensures that the pieces 14 substantially never stop along the section B, which is the active section as regards the treatments of the pieces 14 in the stations 17,18,19, while it ensures a substantial stop of the section A during the active phase of unloading and loading of the pieces, operated by robots 21,22.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Plant for the surface treatment of pieces (14), comprising a chain (1), a plurality of hooks (16) adapted to load the pieces (14) to be treated on suitable frames (16) of said chain (1), motorized means (6) adapted to continuously move said chain at a substantially constant value V2 substantially constant, a plurality of stations (17,18,19) for carrying out the surface treatment and comprising means for loading the pieces onto said frames (16) to be treated and means for unloading the treated pieces (21) from said frames (16), characterized by at least a first robot (21), said first robot being able to unload the treated pieces (14) from said frames (16) and possibly by at least a second robot (22), said second robot being able to load the pieces (14) to be treated on said frames (16), two "buffer" stations (3,4) being provided to collaborate with a first section A of said chain (1), said first section being substantially stationary for a prefixed time T1 to allow said first (21) and said second (22) robot to operate substantially from stills the unloading and possibly the loading of said pieces (14), the stop of motorized means (2) of said first section A being designed to substantially block the advancement of the first section A for the time T1, a second section B of said chain (1) always being substantially in motion thanks to other motorized means (6), said first and said second section A, B respectively of the chain (1) being substantially always operationally coupled to one another.

2. Plant as in claim 1, characterized by motorized means (6) able to impart a substantially constant translation speed V2 to the section B of the chain (1), while the section A of the chain (1) is able to be blocked by the motorized means (2) or to advance with a speed V1, the lungs (3,4) being able to elastically store the effects of the substantial stopping of the motorized means (2).

3. Plant as in 1,2, characterized by the fact that the ratio between V1 and V2 is able to be included within a range of values (1.5-4, 5), according to the particular technological needs of the plant.

4. Implant as in the previous claims, characterized in that the two lungs (3,4) are each able to comprise a pulley (23), said pulley being able to assume at least two positions in said lungs, a first position corresponding to the beginning of each operating cycle, said position being able to be modified during said operating cycle to then return to said first position at the end of said operating cycle.