DESCRIPCION

Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a un dispositivo de manipulation de elementos laminares adyacentes, en particular, elementos laminares que estan colocados adyacentes entre si y separados por un corte, es decir, sin separation o con una separation minima, despreciable a efectos de manipulation. Asimismo, los cortes pueden presentar cualquier tipo de geometria tanto recta como curva, con angulos cerrados de forma que una pieza puede quedar total o parcialmente encerrada dentro de otra.

Antecedentes de la invencion

La preparation de un elemento laminar para su procesamiento, tai como una pieza cortada de tejido o cuero, hojas para imprimir o laminas metalicas para estampar, puede requerir la manipulation, tai como la extraction, de distintos elementos laminares y su separation respecto de los elementos laminares contiguos.

Se conocen diversos dispositivos para la manipulation de materiales laminares adyacentes. Mayoritariamente son sistemas que capturan el elemento laminar desde su cara superior utilizando, por ejemplo, sistemas mecanicos, tai como dedos a modo de pinza estaticos, o a traves de sistemas de vacio, tai como ventosas, elementos punzantes, tai como agujas inclinadas, entre otros. Estos sistemas se mueven solidariamente a un cabezal.

Algunos inconvenientes de estos sistemas actuales impiden su utilization en multitud de aplicaciones. Por ejemplo, las ventosas tienen como inconveniente la dificultad de capturar superficies transpirables o porosas, con una velocidad de transporte limitada por la capacidad de suction y la resistencia al aire (efecto vela) de la superficie del elemento laminar recogido (que puede ser grande) al desplazamiento. La manipulation traditional de elementos laminares con acceso al elemento laminar unicamente por su cara superior (mediante pinzas de dedos) arruga el tejido, no siendo indicado para productos delicados.

Los sistemas basados en elementos punzantes se pueden utilizar solamente en determinados materiales, puesto que ocasionan defectos visuales y funcionales en el elemento laminar.

Los sistemas actuales tienen limitaciones, ya que pueden arrugar, marcar o danar el elemento laminar.

Cuando estos elementos laminares son contiguos entre si y unicamente estan separados por una ranura de corte, hay una gran dificultad en acceder a dicha ranura para poder capturarlos y manipularlos sin afectar a los elementos laminares adyacentes. A nivel de automatizaciones, tambien es muy dificil detectar, con vision artificial, la localization de dichos cortes, puesto que, al ser el material homogeneo y los cortes muy finos, los sensores tienen gran dificultad, si no imposibilidad, para detectarlos.

Las pinzas actualmente existentes no permiten el acceso por esa ranura de corte de dimensiones muy reducidas y, por Io tanto, solo pueden acceder a la cara inferior de uno o varios elementos laminares en aquellas zonas en las que no haya un elemento laminar o una pila contigua, Io que limita los grados de libertad en el orden de manipulation y, por consiguiente, la posibilidad de tener una manipulation mas eficiente y en el orden adecuado.

Por Io tanto, sigue existiendo la necesidad de disponer de un dispositive de manipulation de elementos laminares adyacentes que permita la manipulation de dichos elementos tambien a traves de espacios de reducidas dimensiones, tai como pueden ser las ranuras de corte generadas tras el corte longitudinal de los elementos laminares.

Otros de los mayores inconvenientes de los sistemas actuales son el almacenamiento y el transporte a las siguientes fases productivas.

Actualmente estos elementos laminares cortados, una vez capturados, se depositan en bandejas, contenedores, cajas, estanterias, u otros elementos de dificil manipulation posterior.

Como consecuencia, los materiales laminares se pueden arrugar, o separar del grupo, y como consecuencia de este almacenaje, la selection de cada elemento para ser procesado de nuevo requiere mucha atencion por parte del operador, ya que diferentes elementos del mismo material laminar se suelen ubicar en el mismo contenedor.

En la solicitud de patente europea EP21383181 , del mismo solicitante que la presente solicitud y no publicada en la fecha de presentation de la presente solicitud, se describe un sistema de clasificacion de objetos que comprende una cinta transportadora modular hecha, por ejemplo, de cepillos de polimeros de cerdas elasticas, espuma, una moqueta o similares.

Description de la invention

El dispositive de manipulation de elementos laminares adyacentes de acuerdo con la presente invention se define en la revindication 1 , y comprende una pinza de agarre para sujetar un elemento laminar y un cabezal de captura que esta provisto de unos medios de sujecion, que sujetan y elevan un borde de un elemento laminar.

Ventajosamente, el cabezal de captura es giratorio alrededor de un eje longitudinal, que preferentemente es horizontal y esta centrado en dicho cabezal de captura. Tambien podrian ser multiples cabezales contiguos a Io largo de un eje, que trabajan coordinados.

De acuerdo con realizaciones alternativas, los medios de sujecion se eligen, en funcion del tipo de material laminar, entre el grupo que comprende:

- uno o mas elementos de suction de aire;

- uno o mas elementos de expulsion de aire; - uno o mas elementos adhesivos;

- uno o mas elementos de eleva on por friction;

- uno o mas elementos de aplicacion de presion; y/o

- uno o mas elementos de raspado.

Estas realizaciones alternativas, pueden estar dispuestas y combinadas entre si, tambien puede ser implementados en ambos elementos laminares adyacentes, es decir en el material que se busca captar y en el material laminar que no se mueve y despues de la captura de la pieza adyacente continua apoyandose en la superficie de corte o de soporte.

Ventajosamente, en la realization con elementos de raspado como medio de sujecion, dichos elementos de raspado pueden realizar secuencias de movimientos, tai como, por ejemplo, un movimiento de vaiven o un movimiento vibratorio para separar los elementos laminares adyacentes y posicionarse debajo del elemento laminar a capturar, o un movimiento de separation para tensar el elemento laminar a capturar para una mejor insertion de la pinza de captura.

Debe indicarse que, de acuerdo con la presente solicitud, el tipo de superficie de soporte puede ser cualquiera, sin limitar al hecho de que tenga que estar formada por cerdas elasticas, moqueta, espuma o similares.

Ademas, la pinza de agarre comprende ventajosamente un elemento de identification, tai como una etiqueta tipo RFID un codigo grafico (barras, QR) o similar.

El dispositive de manipulation de elementos laminares adyacentes de acuerdo con la presente invention tambien puede comprender un alimentador de pinzas de agarre, una camara o sensor similar de detection, que detecta una separation entre los elementos laminares adyacentes en ciertas circunstancias, para favorecer la precision de la captura del objeto, o las marcas de posicionamiento realizadas durante el corte, por medio de impresion de tinta visible o tinta invisible (por ejemplo, solamente visible mediante UV) o de la aplicacion de adhesivos impresos o sin imprimir de diversas formas o colores que estan convenientemente ubicados para favorecer la precision de la captura del objeto, y/o un lector/grabador del elemento de identification de la pinza.

Para abrir la pinza de agarre, el dispositive de acuerdo con la presente invention tambien comprende un elemento de accionamiento de la pinza, cuya position determina si la pinza esta abierta o cerrada, tai como, por ejemplo, un brazo basculante. Una realization alternativa seria con una pinza que se desplaza dentro de una guia, y que, mediante una leva, pueda abrir y cerrar en el desplazamiento.

El dispositive de acuerdo con la presente invention permite manipular elementos laminares formados por una o varias capas de material laminar, permitiendo que la pinza se deslice por la superficie que soporta los elementos para acceder a la cara inferior del elemento laminar, y asi capturar los elementos en la misma superficie que se ha utilizado para cortarlos.

El dispositive de acuerdo con la presente invention permite el acceso y la captura a traves de la ranura resultante del corte del elemento laminar y permite una sujecion lateral mecanica firme a partir de esta position, afectando unicamente a uno o varios extremes, siendo estas zonas normalmente de union o costura, siendo estas zonas menos visibles, e incluso suelen quedar ocultas en su tratamiento posterior.

Otra ventaja es que permite insertar diferentes pinzas en diferentes bordes del contorno del elemento laminar cortado, permitiendo una captura compensada y distribuida, de forma que se puede posicionar adecuadamente incluso en elementos con una superficie significativa y de geometrias complejas, todo ello sin ser arrastrado, colisionar, etc., empleando un espacio reducido acorde a los que hoy utiliza la industria, siendo mas facil esta integration.

El dispositive de acuerdo con la presente invention tambien resuelve uno de los mayores inconvenientes de los sistemas actuales: el almacenamiento y el transporte a las siguientes fases productivas.

Ademas, el dispositive de acuerdo con la presente invention tambien permite incorporar etiquetas o ayudas visuales temporales (proyeccion) para la identification y posicionamiento en la captura.

Otra novedad del dispositivo de acuerdo con la presente invention es que las pinzas insertadas en la ranura, aparte de la funcion de captura, pueden contener information de seguimiento, datos respecto al elemento capturado, operaciones industriales posteriores, avisos de seguridad, etc. Estos datos se pueden ir grabando durante el proceso industrial con information complementaria para identificar el proceso especifico.

Se incorpora a la pinza un sistema de trazabilidad dinamico, tai como, por ejemplo, una etiqueta NFC, para limitar los errores humanos, obteniendo control, position y estado actualizado en tiempo real de cada elemento capturado.

Ademas, debido a su morfologia, las pinzas pueden ser facilmente recogidas por un sistema complementario (automatizado o manual) y se podrian depositar en bandejas, contenedores, etc., o tambien posicionarse suspendidas, colgadas en un sistema de almacenaje vertical automatizado o manual, incorporandose al ciclo productive de manera controlada en tiempo real.

Este sistema de posicionamiento, suspendido, posterior al corte, ofrece multiples ventajas, ya que los materiales suspendidos no se arrugan, son muy visuales, se pueden ordenar secuencialmente, ocupan mucho menos espacio, se ensucian menos, la automatization del transporte mediante sistemas aereos es un tecnica conocida y muy utilizada.

Description de los dibujos

Para complementar la description que se esta realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracteristicas de la invention, de acuerdo con un ejemplo preferente de realization practica de la misma, se acompana como parte integrante de dicha description un juego de dibujos en donde, con caracter ilustrativo y no limitative, se ha representado Io siguiente:

La figura 1 es una vista en planta de una realization del dispositivo de manipulation de elementos laminares de acuerdo con la presente invention;

Las figuras 2 a 5 son vistas en alzado lateral del dispositive de manipulation de elementos laminares de acuerdo con la presente invention, que muestra el proceso de captura de un elemento laminar;

La figura 6 es una vista lateral de una realization del dispositive de manipulation de elementos laminares de acuerdo con la presente invention en la que se incluye un alimentador de pinzas;

La figura 7 es una vista lateral esquematica de un dispositive de manipulation de elementos laminares de la presente invention, de acuerdo con una realization alternativa; y

Las figuras 8 a 14 son vistas laterales de realizaciones alternativas del cabezal de captura, que captura o eleva un elemento laminar.

Las figuras 15 y 16 son una vista en perspectiva y una vista lateral de una realization de un cabezal de captura, con insertion de pinzas de agarre mediante guias y con elementos de raspado como medios de sujecion.

Description de una realization preferida de la invention

El objeto de la presente invention es un dispositive de manipulation de elementos laminares adyacentes, tai como elementos laminares de una o varias capas, por ejemplo, piezas de tejido, cuero, etc. Que son sometidas a procesos de corte, siguiendo unos patrones o geometrias, que permite la captura, la suspension y el desplazamiento de dichos elementos.

El dispositive de acuerdo con la presente invention esta configurado para poder acceder a la parte inferior de un elemento laminar, y asi poder proceder a la manipulation de elementos laminares sin necesidad de acceder unicamente a traves de bordes libres de dichos elementos, sino tambien a traves de separaciones o pequenas ranuras longitudinales generadas en procesos de corte, Io que permite superar las limitaciones del actual estado de la tecnica.

Para ello, de acuerdo con una realization, el dispositive comprende uno o varios cabezales de captura 1 que permiten separar o elevar ligeramente el borde de un elemento laminar 10 cortado, adyacente a otro elemento laminar 10, y sujetar dicho elemento laminar 10 mediante una pinza de agarre 2 para su manipulation.

Para ello, se realizan unas secuencias alternativas y variables adaptadas al tipo de elemento laminar 10, que consisten en fijar temporalmente o separar en direction opuesta los elementos laminares en la zona proxima a la ranura o corte entre dos elementos laminares 10 adyacentes para evitar o forzar su desplazamiento segun sea requerido por el material laminar.

A continuation, se eleva el borde entre dos elementos laminares 10 adyacentes, separandose de una superficie de corte o soporte 11 , elevandose solamente este borde del elemento laminar 10 que se va a sujetar y manipular, facilitando de forma simultanea o sincronizada el acceso a su parte inferior a traves de la ranura o separation entre dos elementos laminares 10 adyacentes.

Una vez que el borde del elemento laminar 10 esta elevado y separado de la superficie de soporte 11 , la pinza de agarre 2 hace que el elemento laminar 10 quede firmemente fijado a esta pinza de agarre 2 entre la cara inferior y superior del elemento laminar 10.

La separation o elevation, respecto de la superficie de soporte 11 , del elemento laminar 10 a capturar, se realiza por su borde indistintamente de su geometria o superficie.

La position del elemento laminar 10 se determina preferentemente a traves de, por ejemplo, una camara de detection 7, para conseguir el emplazamiento optimo de la pinza de agarre 2, pudiendo utilizar para ello distintos criterios tales como el peso, la geometria, la superficie, el tipo de material, el posicionamiento posterior. Para facilitar la position y el punto de captura preciso, se puede complementar con ayudas visuales proyectadas o implementadas en la superficie del elemento laminar 10 con, entre otras, adhesivos, marcadores de polvo, tintas, etc.

El cabezal de captura 1 comprende unos medios de sujecion 4, que estan adaptados a cada tipo de material y que crean la interaction necesaria con el elemento laminar 10. Esta interaction no requiere la elevation completa de la pieza laminar 10, puesto que su mision es unicamente facilitar la sujecion, en la zona del borde, por parte de la pinza de agarre 2 y, por Io tanto, la entrada del elemento laminar 10 en la pinza de agarre 2 y el posterior cierre de la pinza de agarre 2.

Los medios de sujecion 4 que permiten la elevation del elemento laminar 10 pueden ser de diferentes tipos o una combination de estos, tales como:

- elementos de suction temporal de aire (representados en la figura 8), por ejemplo, de tipo Venturi, Bernoulli o ventosa de vacio;

- elementos de expulsion temporal de aire (representados en las figuras 9 y 12), que permiten, por ejemplo, la entrada de aire por dentro de la ranura desde la cara superior o la elevation desde su cara inferior;

- elementos adhesivos (representados en la figura 14), por ejemplo, mecanicos o por electroadhesion;

- elementos de elevation por friction (representados en la figura 10), por ejemplo, un rodillo con cerdas;

- elementos de fijacion (representados en la figura 11) que aguantan o deforman los elementos laminares 10 al aplicar una presion para elevar su borde cerca de la ranura;

- elementos de raspado (representados en la figura 13 y en las figuras 15 y 16), por ejemplo, de tipo rasqueta o peine, tai como microdientes flexibles, que se insertan a traves de la ranura o corte entre dos elementos laminares adyacentes y se desplazan perpendicularmente a la linea de corte hacia el interior del elemento a capturar rascando la superficie de soporte 11 para separar el elemento laminar 10. Estos elementos de raspado pueden tener capacidad de realizar movimientos tales como vibration o vaiven, para facilitar la penetration, y movimientos de separation para tensar el material laminar 10 y facilitar la insertion de la pinza de agarre 2.

Para que la pinza de agarre 2 se abra en el momento adecuado cuando se eleva el borde del elemento laminar 10, o para ayudar a esta separation segun convenga, el dispositivo de acuerdo con la presente invention tambien comprende un elemento de accionamiento 9 que acciona dicha pinza de agarre 2, y cuya position determina si la pinza de agarre 2 esta abierta o cerrada.

De acuerdo con la realization representada en las figuras 2 a 6, el elemento de accionamiento 9 de la pinza de agarre 2 comprende un brazo basculante, que esta en contacto y presiona la pinza de agarre 2 para su apertura (figuras 3 y 4), y cuando deja de estar en contacto con la pinza de agarre 2 (figuras 2 y 5), la pinza de agarre 2 vuelve automaticamente a su position cerrada. Esta representation no es excluyente puesto que el accionamiento de la pinza podria realizarse de multiples maneras.

De acuerdo con la realization representada en las figuras 7, 15 y 16, el elemento de accionamiento 9 de la pinza de agarre 2 comprende unas guias con rampa que abren la pinza de agarre 2 a medida que se desplaza por la guia, cerrandose al salir de la guia.

Para facilitar su identification en todo el proceso, la o cada pinza de agarre 2 comprende un elemento de identification 5, tai como, por ejemplo, una etiqueta RFID o similar, y el dispositivo comprende un lector/grabador 8, que lee la information del elemento de identification 5 de la pinza de agarre 2.

Las pinzas de agarre 2 se pueden dispensar de forma automatizada, por ejemplo, mediante un alimentador 6, que comprende una varilla (figure 6) o una superficie inclinada y un elemento de insertion 12 de las pinzas (figure 7). Esta representation no es excluyente puesto que pueden existir otros sistemas de dispensation de pinzas.

Esto puede aumentar la productividad en determinados elementos laminares, donde la frecuencia y la densidad de pinzas sea alta o el proceso de elevation y posterior agarre sea mas lento debido al tipo de elemento laminar, ya que permite multiples acciones en paralelo. En este caso, la pinza de agarre 2 esta disenada para que un sistema de vision pueda emplazar las coordenadas de recogida automatica y que sean capturada, junto con el elemento laminar 10, a traves de unos anclajes (no presentados) que se pueden incorporar en el dispositive, tai como garfios, anillos y elementos que se pueden enclavar.

El dispositive de acuerdo con la presente inventon permite distintos modes de operation en el momento del agarre o sujecion y del posterior emplazamiento:

En el funcionamiento optimo, las pinzas de agarre 2 trabajan de manera solidaria con el cabezal de captura 1 , y no se liberan hasta que se ha descargado el elemento laminar 10 en el emplazamiento definido. El uso de multiples pinzas de agarre 2, en funcionamiento optimo, permite aumentar la productividad al poder realizarse las funciones de carga y descarga simultaneamente.

Tambien es posible una realization clasica en la que la misma pinza de agarre 2 se utiliza para las diferentes capturas, cargando y descargando los elementos laminares capturados secuencialmente, por Io que no se necesitan pinzas 2 adicionales, pero requieren de mas tiempo, al no poder trabajar en paralelo dichas funciones de carga y descarga. Esta realization es adecuada para trabajar con robots antropomorficos convencionales.

Ademas, en el funcionamiento optimo, es posible una captura equilibrada de elementos laminares, especialmente los de geometria compleja o de una gran superficie, puesto que las pinzas de agarre 2 se pueden coIocar en posiciones que permiten un transporte en suspension o una disposition equilibrada.

Debido a su morfologia, las pinzas de agarre 2 pueden ser facilmente recogidas por un sistema complementario (automatizado o manual) y se podrian depositar en los elementos tales como bandejas, contenedores, etc., o tambien posicionarse suspendidos, colgados en un sistema de almacenaje y transporte vertical automatizado o manual, ya que incorporan a su diseno anclajes adecuados para este fin, tai como garfios, anillos o imanes. Esto permite que se incorporen al ciclo productive de manera controlada en tiempo real. Este sistema de posicionamiento suspendido, posterior al corte, ofrece multiples ventajas, ya que los materiales suspendidos no se arrugan, son muy visuales y se pueden ordenar secuencialmente, ocupando mucho menos espacio.

Ademas, en funcionamiento optimo, la pinza de agarre 2 puede ser liberada de un brazo robotico, de forma que temporalmente quede sujeta al elemento laminar 10, facilitando la identification y la recogida posterior, permitiendo tambien la trazabilidad de los elementos laminares 10 capturados al tener las pinzas la posibilidad de incorporar tecnologias de lectura y comunicacion inalambrica.

En ambos modos, con una o multiples pinzas, el sistema tambien permite capturar el elemento laminar 10 desde un espacio lateral libre, sin la necesidad de acceder por la ranura del corte.

En una realization, puede haber distintos cabezales de captura 1 trabajando simultaneamente de forma coordinada. Incluso se podria considerar el caso de que se dispongan multiples cabezales de captura 1 a Io ancho de toda la extension del elemento laminar 10 y asi disminuir los desplazamientos de los mismos.

En una posible realization, el dispositive forma parte de un sistema global que puede trabajar en distintos modules interrelacionados o consecutivos.

A pesar de que se ha hecho referencia a una realization concreta de la invention, es evidente para un experto en la materia que el dispositive de manipulation de elementos laminares adyacentes descrito es susceptible de numerosas variaciones y modificaciones, y que todos los detalles mencionados pueden ser sustituidos por otros tecnicamente equivalentes, sin apartarse del ambito de protection definido por las reivindicaciones adjuntas.