УСТАНОВКА СОРТИРОВКИ ДЕФЕКТНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПРЕФОРМ

Полезная модель относится к системам отбраковки дефектных изделий, применяемых в системах контроля качества преформы, используемой в дальнейшем для производства окрашенных пластиковых бутылок.
В настоящее время для производства пластиковых бутылок широко используются преформы, каждая из которых представляет собой толстостенный стакан с отформованной горловиной бутылки. Для получения пластиковой бутылки преформу помещают в вакуумно-раздувочную машину, где подвергают разогреву и раздуву в форму конкретной бутылки. Качество раздува бутылки определяется наличием имеющихся дефектов в геометрии преформы, а также в соблюдении технологических и тепловых режимов при ее раздуве. Для хранения легко портящихся продуктов, таких, например, как пиво, широко используются окрашенные бутылки. В более темных бутылках увеличиваются сроки хранения продуктов. Однако введение значительного количества пигмента в материал преформы значительно изменяет ее теплофизические характеристики. Так, увеличение оптической плотности материала преформы, уменьшает ее прогреваемость перед раздувом, а следовательно, ухудшает процесс ее раздува.
Известен способ контроля качества преформы (см. Технические условия "Комплект для пластиковых бутылок" ТУ-2297-001-47213996-97, 1997 г.), включающий контроль гарантированной геометрии преформы, ее веса и прозрачности. Известный способ не гарантирует высокого качества раздуваемых бутылок, особенно из окрашенных преформ. Это связано с отсутствием контроля характеристик теплопроводности материала префромы.
Известен способ контроля качества преформы, (см. RU19737527, кл. В 29 С 49/80, опубл. 04.03.1999) и включающий контроль гарантированной геометрии преформы и ее веса, сравнение указанных характеристик заданным параметрам по ГОСТу и заключение о годности преформы.
Известно изобретение RU2217308, опубл.: 27.11.2003., в котором описан способ контроля качества преформы, включающий контроль гарантированной геометрии преформы, ее веса и однородности цвета, сравнение указанных характеристик заданным параметрам по ГОСТу и заключение о годности преформы, это достигается тем, что дополнительно производят контроль светопропускающей способности преформы, для чего измеряют коэффициенты пропускания материала преформы в оптическом и инфракрасном диапазонах спектра, сравнивают их с предварительно снятыми предельными значениями и, в случае не превышения измеренных характеристик предельным значениям, делают заключение о годности преформы.
Из уровня техники известна система контроля преформ IMDvista  [https://imdvista.ch/preform-inspection-systems/], [https://www.youtube.com/watch?v=DxrxorqQh6g] опубл.: 15.08.2018., в которой используется инспекционная система IMDvista PECO OEM – Preform Vision Inspection System, функционирующая по аналогичному принципу контроля как это описано в их патенте US2019168434 (опубл. 06.06.2019). После того, как инспекционная система определяет бракованное изделие, после сброса его с конвейера оно выталкивается выдувом воздушного потока в контейнер для брака. При этом качественные преформы попадают сразу с конвейера в емкость для отсортированной продукции.
Решение выбрано за прототип.
Технической проблемой данной линии сортировки в прототипе является недостаточная эффективность сортировки после того, как инспекционная система определяет бракованное изделие. Сортировка выдувом не достаточно надежна. Даже незначительная погрешность по времени после отпуска преформы с конвейера может привести к промаху выдува воздушного потока или выдуву его по касательной к преформе, что не приведет к ее выталкиванию в емкость для брака.
Задачей полезной модели является устранение указанной технической проблемы системы сортировки прототипа.
Техническим результатом полезной модели является более простая и надежная система сортировки, не требующая использование узлов выдува преформы и которая менее зависима от точности реагирования по времени.
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлена установка сортировки дефектных изделий из преформ, выполненная с возможностью подключения к выходному узлу инспекционной системы контроля преформ, отличающаяся тем, что в верхней части  содержит  наклонный конвейер, выход которого выведен на реверсивный конвейер, установленный перпендикулярно к наклонному конвейеру, причем у краев транспортера реверсивного конвейера установлены отводные желоба для дефектных преформ и заслонки, выполненные с возможностью поворота под действием пневмоприводов, причем нижний край заслонок расположен над транспортерной лентой реверсивного конвейера, а отводные желоба закреплены снизу реверсивного конвейера под той его частью, где заслонки в открытом положении перекрывают транспортерную ленту реверсивного конвейера.
Допустимо, что в нижней части наклонного конвейера по его краям под углом к бортам установлены гребни.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 показан пример выполнения узла сортировки дефектных изделий из преформ в состоянии закрытия заслонок (вид сверху).
На Фиг.2 показан пример выполнения узла сортировки дефектных изделий из преформ в состоянии открытых заслонок (вид сверху).
На Фиг.3 показан пример выполнения узла сортировки дефектных изделий из преформ в состоянии закрытия заслонок и с использованием гребней на наклонном желобе (вид спереди).
На Фиг.4 показан пример выполнения узла сортировки дефектных изделий из преформ в состоянии закрытия заслонок и с использованием гребней на наклонном желобе (вид сверху).
На Фиг.5 показан пример выполнения узла сортировки дефектных изделий из преформ в состоянии открытых заслонок и с использованием гребней на наклонном желобе (вид спереди).
На Фиг.6 показан пример выполнения узла сортировки дефектных изделий из преформ в состоянии открытых заслонок и с использованием гребней на наклонном желобе (вид сверху).
На Фиг.7 показан пример выполнения узла сортировки дефектных изделий из преформ в состоянии открытых заслонок и с использованием гребней на наклонном желобе (вид сбоку).
На Фиг.8 показан пример реализованного узла сортировки в рабочем состоянии.
На Фиг.9 показан пример реализованного узла сортировки в рабочем состоянии (вид крупным планом части узла в зоне отводного желоба и пневмопривода заслонки).
На чертежах: 1 - инспекционное оборудование, 2 - наклонный конвейер, 3 - реверсивный конвейер, 4.1, 4.2 - отводной желоб, 5 - заслонка, 6 - пневмопривод заслонки, 7.1, 7.2 - бункер для сбора качественной преформы, 8 - ось вращения заслонки, 9 - уклон отводного желоба, 10 - емкость для сбора дефектных преформ, 11 - гребень.
Осуществление полезной модели
Полезная модель (см. Фиг.1 - Фиг.7) представляет собой установку сортировки дефектных изделий из преформ, выполненная с возможностью подключения к выходному узлу инспекционной системы 1 контроля преформ.
Новым является то, что в верхней части установка содержит  наклонный конвейер 2, выход которого выведен на реверсивный конвейер 3, установленный перпендикулярно к наклонному конвейеру 2.
У краев транспортера реверсивного конвейера 3 установлены отводные желоба 4.1 и 4.2 для дефектных преформ и заслонки 5, выполненные с возможностью поворота под действием пневмоприводов 6.
Нижний край заслонок 5 расположен над транспортерной лентой реверсивного конвейера 3, что обеспечивает с одной стороны надежное удержание преформ и при этом заслонки 5 не препятствуют движению транспортерной ленты реверсивного конвейера 3.
Отводные желоба 4.1 и 4.2 закреплены снизу реверсивного конвейера 3 под той его частью, где заслонки 5 в открытом положении перекрывают транспортерную ленту реверсивного конвейера.
Такая конструкция полезной модели обеспечивает возможность выпуска преформ на транспортерную ленту наклонного конвейера 2, а с нее на реверсивный конвейер 3, который в зависимости от открытого или закрытого состояния заслонок 5 направляет ту или иную преформу либо в бункер 7.1 или 7.2 для сбора качественной преформы, либо в отводной желоб 4.1 или 4.2, соответственно, в зависимости от направления движения транспортерной ленты реверсивного конвейера 3. Оба отводных желоба 4.1 или 4.2 имеют уклон 9, который обеспечивает скат преформ в обратном направлении при их в желоба. В результате в центре под установкой можно установить  емкость 10 для сбора бракованных преформ, а справа и слева от нее над обоими краями транспортера реверсивного конвейера 3 - установить бункеры для сбора качественной преформы 7.1 и 7.2.
Принцип работы установки состоит в следующем.
В момент выхода отсортированных преформ из транспортера инспекционной системы 1, к которому и подсоединяют заявленную установку, преформы выпадают на наклонный конвейер 2 через определенный интервал времени, который легко задается настройками инспекционной системы 1 по аналогии с тем, как это реализовано в прототипе.
Преформы идут к выходу на транспортере через равный заданный шаг, который известен. Также известна скорость движения транспортерной ленты инспекционной системы 1. Таким образом, достоверно точно известно с каким временным интервалом преформы выпадают из транспортерной ленты инспекционной системы 1 и данный временной интервал можно менять в зависимости от изменения скорости транспортерной ленты инспекционной системы 1 и изменении шага между соседними преформами.
Временной интервал подгоняют тестовым запуском транспортерной ленты инспекционной системы 1 с целью обеспечить, например, выпадение по одной преформе через секционный шаг наклонного конвейера 2, в котором каждый шаг отделяется полосой ворса или граничной ленты.
В результате, преформы с транспортера наклонного конвейера 2 попадают на транспортерную ленту реверсивного конвейера 3 через определенный интервал времени, точность которого не нужно знать настолько, как того требует системы выдува дефектных преформ в прототипе.
Время, которое нужно преодолеть преформе, выпавшей на наклонный конвейер 2 и до момента падения ее на транспортерную ленту реверсивного конвейера 3 фиксируют для множества преформ при тестовом запуске. Из множества значений высчитывают среднее, которое записывают временной поправкой на момент срабатывания сигнала о дефектной преформе.
Сведения о дефектной преформе формируются в контрольном модуле инспекционной системы 1 и передаются по проводам на блок управления узла сортировки. Если в прототипе такой узел сортировки - это узел выдува, которому присущи описанные недостатки, то в заявленной полезной модели таким узлом сортировки является вся заявленная установка. При этом проводной канал, передающий сигнал о дефектной преформе, подключается к управлению пневмоприводами 6 заслонок 5, которые срабатывают синхронно.
Незначительная погрешность по времени, связанная с неравномерным выпадением  преформ с наклонного конвейера 2 на транспортерную ленту реверсивного конвейера 3 (например, из-за неровного расположения преформ на транспортерной ленте наклонного конвейера 2 или перекатыванию на транспортерной ленте реверсивного конвейера 3) не имеет существенного значения для сортировки по той причине, что подключенный к управлению пневмоприводами 6 заслонок 5 проводной канал, передающий сигнал о дефектной преформе, передает сигнал о дефектной преформе с очень высокой точностью. Кроме того, скорость движения наклонного транспортера 2 можно также замедлить, что еще больше ограничит требование в точности срабатывания на закрытие заслонок.
В блоке управления (на чертежах не показан) пневмоприводами 6 заслонок 5 или непосредственно программно в самом модуле управления инспекционной системы 1 вводится ранее рассчитанная временная поправка.
Таким образом, в тот момент, когда та или иная преформа будет падать на  транспортерную ленту реверсивного конвейера 3, будет либо поступать сигнал о дефектной преформе и будут срабатывать пневмоприводы 6, перекрывая заслонки 5 для такой преформы, либо не будут срабатывать для качественной преформы.
В первом случае (см. ситуацию как показано на Фиг.1, Фиг.3, Фиг.4) срабатывания пневмоприводов 6 заслонки 5 перекрывают доступ преформе на ту часть транспортерной ленты реверсивного конвейера 3, которая выносит изделия в бункеры для сбора качественной преформы 7.1 и 7.2 и преформы следуют только по той части ленты реверсивного конвейера 3, которая их уносит в тот или иной отводной желоб 4.1 или 4.2, откуда они затем попадают в емкость 10 для сбора бракованных преформ.
Когда пневмоприводы 6 заслонок 5 не срабатывают (см. ситуацию как показано на Фиг.2, Фиг.5, Фиг.6, Фиг.7), заслонки 5 остаются открытыми и таким положением перекрывают доступ преформе на ту часть транспортерной ленты реверсивного конвейера 3, которая выносит изделия в в тот или иной отводной желоб 4.1 или 4.2. В результате, преформы следуют только по той части ленты реверсивного конвейера 3, которая их уносит в тот или иной бункер для сбора качественной преформы 7.1 или 7.2.
В момент наполнения бункера для сбора качественной преформы 7.1, оператор на пульте управления реверсивным конвейером 3 нажимает кнопку реверса и конвейер направляет ленту на выпуск преформ в бункер 7.2, а за время его наполнения можно спокойно отвезти наполненный бункер 7.1 на склад или отгрузку, а вместо него поставить новую емкость. После наполнения бункера 7.2 снова меняют движение реверсивным конвейером 3.
При этом, благодаря наличию отводных желобов 4.1 и 4.2, они оба имеют выгруз в одну емкость 10 для сбора бракованных преформ, которую не нужно менять так часто, как меняют бункеры для сбора качественной преформы 7.1 или 7.2.
В случае использования широкого наклонного конвейера 2 допустимо, что (см. примеры, показанные на Фиг.3 - Фиг.7) в нижней части наклонного конвейера по его краям под углом к бортам могут быть установлены гребни 11, которые обеспечивают сужение к центру потока преформ, движущихся по транспортерной ленте наклонного конвейера 2. Это позволяет раскрывать заслонки не полностью, а только до краев гребней. Это важно по той причине, что при широкой транспортерной ленте наклонного конвейера 2 длина заслонок должна быть такой, чтобы в закрытом состоянии заслонок 5 они были близки к смыканию или смыкались полностью, чтобы перекрыть возможность пропуска между ними дефектных преформ. Но из-за большой длины заслонок 5 полное их открытие по аналогии с Фиг.2 невозможно, поскольку они будут упираться в границы транспортерной ленты наклонного конвейера 2.
Согласно заявленной полезной модели была изготовлена промышленная установка (см. Фиг.8, Фиг.9), которая успешно прошла испытания и показала эффективность сортировки дефектных преформ.
В заявленной полезной модели система сортировки более технологически простая (т.к. используются механические узлы транспортеров и пневмоприводы) и не требует использование технически сложных и дорогих узлов выдува преформы, которые помимо всего нуждаются в постоянной юстировке и поверке.
При этом, установка заявленной полезной модели менее зависима от точности реагирования по времени, нежели система сортировки по прототипу.
При испытаниях проводили сравнение двух агрегатов: узла сортировки на базе системы выдува IMDvista (прототип) и установки сортировки дефектных изделий из преформ согласно заявленной полезной модели, которые подключали к одной и той же инспекционной системе IMDvista PECO OEM – Preform Vision Inspection System.
Тестировалась одна и та же партия в 1 млн преформ.
В ходе тестирования узла сортировки на базе системы выдува IMDvista (прототип) было собрано на 17% меньше дефектных изделий, чем удалось собрать с помощью установки сортировки дефектных изделий из преформ согласно заявленной полезной модели.
Отобранные дефектные преформы затем повторно 3 раза пропускались отдельно через инспекционную систему IMDvista PECO OEM – Preform Vision Inspection System, которая подтвердила на 99,1% точность сбора дефектных преформ с помощью установки сортировки дефектных изделий согласно заявленной полезной модели, и на 100% точность сбора дефектных преформ с помощью узла сортировки на базе системы выдува IMDvista (прототип).
Из партии в 1 млн только 1 качественная преформа случайно попала в бункер дефектных изделий, при сортировке с помощью установки согласно заявленной полезной модели. Данная ошибка и потеря 1 качественной преформы ничтожна в сравнении с тем преимуществом большего сбора на 17% дефектных изделий, чем собирает узел сортировки на базе системы выдува IMDvista (прототип). Это указывает на то, что в узле сортировки на базе системы выдува IMDvista множество дефектных преформ ошибочно попадают в бункер качественных изделий.
Таким образом, заявленная полезная модель более точно производит сортировку, нежели прототип, что указывает на ее большую надежность.