АВТОМАТИЧЕСКАЯ УПАКОВОЧНАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к области упаковочного машиностроения, и может быть использована для укладки изделий как пищевой, так и непищевой промышленности в короба различных форматов.
Укладка изделий в короба, выполненные из картона или гофрокартона, широко распространена на заводах и производствах, работающих в области как пищевой, так и непищевой промышленности, поскольку в данном случае повышается удобство дальнейшей транспортировки изделий, а также обеспечивается сохранность непосредственно самого изделия и целостность индивидуальной упаковки этого изделия.
Известно устройство для упаковки блоков в короб, содержащее раму с накопительной камерой, механизм подачи короба к выходу накопителя и стыковочное устройство. Последнее включает пару вертикальных и горизонтальных подпружиненных элементов, расположенных по периметру выхода накопительной камеры, выполненных с возможностью поворота относительно вертикальной и горизонтальной осей соответственно и образующих в исходном положении усеченную пирамиду. Два фиксатора-толкателя, смонтированные на механизме подачи короба к выходу накопителя, служат для взаимодействия с вертикальными элементами стыковочного устройства при повороте механизма подачи короба, при этом вертикальные элементы выполнены с возможностью взаимодействия с горизонтальными элементами. Вертикальные и горизонтальные элементы могут быть выполнены L-образными или в форме пластин (Патент RU №2274589, B65B 19/14, 10.02.2004).
Недостатки устройства для упаковки блоков в короб заключаются в необходимости предварительного ручного сбора коробов, а также в необходимости ручной установки короба на рольганг. Таким образом, для упаковки одного короба затрачивается много времени и производительность оборудования является низкой. Кроме того, устройство для упаковки блоков в короб не предусматривает запечатывание и заклеивание коробов, а значит для данных процедур необходимо дополнительное оборудование, что значительно усложняет конструкцию и повышает ее стоимость.
Известно автоматическое устройство сбора, содержащее узел сбора, предназначенный для накопления некоторого количества изделий, узел подачи, предназначенный для подачи некоторого количества изделий от узла сбора, первый коллектор, предназначенный для приема некоторого количества изделий от узла подачи, и манипулятор, соединенный с коллектором. Манипулятор выполнен на подобии руки робота. Устройство также содержит систему контроля, состоящую из процессора, предназначенного для управления манипулятором, машиночитаемого средства, предназначенного для хранения набора инструкций для работы процессора, а также инструкций для передвижения манипулятора с целью перемещения первого коллектора в двух направлениях при получении им некоторого количества изделий таким образом, что некоторое количество изделий собраны в коллекторе (Патент US 2009249750, B65B 35/30, B65B 5/06, G06F 19/00, 08.10.2009).
В данном техническом решении представлен несколько другой вид оборудования, предназначенного для укладки изделий в короба, но основной недостаток данного изобретения по-прежнему заключается в низкой производительности оборудования, поскольку манипулятор должен сначала наполниться упаковываемыми объектами, и только после этого будет обработан один короб, что занимает довольно много времени. Кроме того, в автоматическом устройстве сбора отсутствует обеспечение точной стыковки манипулятора и короба, то есть при переносе изделий манипулятором, он может не совсем точно поднести изделия к коробу и часть из них может попасть вне короба, например на транспортер. Также данное техническое решение предполагает наличие дополнительных устройств, предназначенных для изготовления коробов из заготовок, а также для упаковки и заклеивания заполненных коробов, что усложняет конструкцию и увеличивает ее стоимость.
Известно устройство для упаковки коробов, предназначенное для упаковки набора элементов, размещенных в отдельных гибких пакетах, сверху или сбоку в короб. Устройство содержит узел подачи коробов, предназначенный для непрерывной подачи коробов, узел загрузки, связанный с узлом подачи коробов, узел сброса коробов, предназначенный для удаления коробов, сменный модуль для размещения набора элементов для упаковки в короб, и устройство загрузки, предназначенное для подъема как минимум одного элемента вне узла загрузки и для размещения как минимум одного элемента внутри короба или сменного модуля. Устройство для упаковки коробов перемещает коробку с незакрытым верхом от узла подачи коробов к узлу загрузки при помощи первого транспортера и упаковывает короб на узле загрузки. Короб остается не запакованным сбоку или наклоненным в сторону, которая не запакована. На устройстве загрузки элементы перемещаются внутрь короба при помощи толкателя (Патент WO 2013010697, B65B 35/30, B65B 35/36, B65B 35/38, B65B 5/10, 24.01.2013). Устройство для упаковки коробов принято за прототип.
Недостатки прототипа заключаются в необходимости ручной сборки коробов, что снижает производительность оборудования, а также в необходимости ручной заклейки заполненных коробов, что также снижает производительность устройства. Если данная проблема решается путем использования дополнительных машин, которые собирают короба и заклеивают заполненные короба, то усложняется конструкция всей производственной линии, а также повышаются расходы на ее создание и обслуживание. Кроме того, все дополнительно используемые машины должны быть подходящими к прототипу по параметрам, то есть необходимо использовать только определенные виды дополнительных машин, что усложняет процесс использования устройства для упаковки коробов.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание автоматической упаковочной машины, позволяющей достичь приведенных ниже технических результатов.
Технические результаты, достигаемые при использовании заявляемой полезной модели:
- обеспечение компактности устройства;
- упрощение конструкции;
- обеспечение повышения производительности машины;
- обеспечение возможности работы с разными типами изделий;
- обеспечение возможности компоновки с любыми фасовочно-упаковочными машинами;
- снижение процента брака при заполнении коробов.
Технические результаты достигаются за счет того, что в автоматической упаковочной машине, содержащей подающее устройство, состоящее из транспортера, и захват, состоящий из по меньшей мере одного захватывающего элемента и по меньшей мере одной направляющей, дополнительно содержится формирователь короба, предназначенный для сборки короба из заготовки, и заклейщик, предназначенный для запечатывания заполненного короба, формирователь короба содержит гравитационный магазин, устройство захвата заготовки и устройство подворота нижних клапанов, а заклейщик содержит устройство, предназначенное для подгибания верхних клапанов короба и устройство, предназначенное для заклеивания швов верхних и нижних клапанов короба; подающее устройство дополнительно содержит подвижную часть, выполненную с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости в направлении перемещения изделий и в направлении, обратном направлению перемещения изделий.
Автоматическая упаковочная машина может дополнительно содержать узел вибрационного уплотнения.
Узел вибрационного уплотнения может быть выполнен в виде двух горизонтально ориентированных опор, соединенных с приводом и установленных с возможностью перемещения концов этих опор попеременно вверх и вниз
Узел вибрационного уплотнения может содержать верхний прижим.
Узел вибрационного уплотнения может содержать как минимум один боковой упор.
Узел укладки может содержать ограничитель.
Автоматическая упаковочная машина может содержать датчик контроля количества изделий, предназначенный для контроля количества изделий под захватом.
Автоматическая упаковочная машина может содержать заслонку, расположенную около захвата и предназначенную для удаления изделий из-под захвата.
Формирователь короба может содержать механизм для линейного перемещения, предназначенный для перемещения короба по формирователю короба.
Формирователь короба может содержать устройство фиксации клапанов, предназначенное для удержания верхних клапанов короба в открытом положении.
Устройство захвата заготовки может содержать как минимум один захват, расположенный на направляющей и соединенный с приводом.
Захват может быть соединен с направляющей подвижным соединением.
Устройство, предназначенное для подгибания верхних клапанов короба, может содержать загибающий элемент, расположенный в верхней части заклейщика, и два уса, которые расположены по бокам заклейщика.
Захватывающий элемент может быть выполнен сменным.
Автоматическая упаковочная машина может дополнительно содержать узел укладки.
Узел укладки может содержать приемную часть, предназначенную для перемещения изделий от подающего устройства к захвату.
Автоматическая упаковочная машина может дополнительно содержать общий корпус, закрывающий все ее составные части.
Автоматическая упаковочная машина содержит подающее устройство, которое предназначено для подачи изделий в машину и может быть выполнено в виде транспортера. Подающее устройство содержит подвижную часть, способную передвигаться в горизонтальной плоскости вперед, то есть в направлении перемещения изделий, и назад, то есть в обратном направлении. Подвижная часть подающего устройства предназначена для последовательной подачи изделий на узел укладки. При перемещении подвижной части вперед до предела, ее край оказывается над приемной частью узла укладки, а при перемещении подвижной части назад, изделия, которые на ней находятся, протягиваясь транспортером вперед по этой подвижной части, падают на приемную часть узла укладки. Причем каждое последующее изделие падает на приемную часть рядом с предыдущим образуя ряд, поскольку край подвижной части постоянно перемещается над приемной частью и тем самым не дает изделиям падать друг на друга. Подвижная часть может работать под действием любого привода, например, шагового, и может быть выполнена в виде транспортера как самостоятельного, так и в составе подающего устройства.
Подающее устройство может приводиться в движение любым двигателем, например шаговым, причем подвижная часть при этом поочередно перемещается в направлении подачи изделий и в обратном направлении. За счет того, что подача изделий в заявляемую упаковочную машину автоматизирована, увеличивается ее производительность и исчезает потребность в ручном труде. Кроме того, подающее устройство может быть состыковано с любой другой фасовочно-упаковочной машиной, упаковывающей каждое изделие в индивидуальную упаковку. Под индивидуальной упаковкой понимается упаковка, в которую завернуто либо одно изделие, либо некоторое количество изделий. Кроме того, за счет наличия в подающем устройстве подвижной части изделия подаются на узел укладки быстро и в виде аккуратного ряда, что позволяет исключить необходимость распределения каждого последующего изделия по приемной части узла укладки, а значит повышает производительность оборудования без усложнения конструкции дополнительными устройствами.
Габаритные размеры подающего устройства, то есть его длина, ширина и высота, зависят от обрабатываемых изделий, от размеров этих изделий и других элементов, входящих в производственную линию. За счет наличия подвижной части подающее устройство имеет переменную длину рабочей поверхности, которая может задаваться с учетом особенностей обрабатываемых изделий.
Скорость работы подающего устройства, то есть скорость подачи изделий к заявляемой автоматической упаковочной машине может быть любой, но целесообразно настраивать равномерную скорость работы подающего устройства, поскольку при равномерной скорости изделия поступают к узлу укладки тоже равномерно, и за счет этого снижается возможность неровной подачи изделий, а значит, снижается процент брака.
Подающее устройство расположено около приемной части узла укладки таким образом, что подвижная часть, перемещенная вперед до предела, находится над приемной частью.
Формирователь короба предназначен для формирования короба из заготовки и включает в себя гравитационный магазин, устройство захвата заготовки и устройство подворота нижних клапанов короба. Заготовки коробов в стопке размещены в гравитационном магазине, который удерживает стопку и дает возможность устройству захвата зацеплять крайнюю заготовку и вытягивать ее из гравитационного магазина. Устройство захвата заготовки предназначено для отделения одной заготовки из стопки и разворота этой заготовки. Устройство захвата заготовки может быть снабжено пневматическими или вакуумными захватами, расположенными на направляющей, которыми оно зацепляет и вытягивает крайнюю заготовку из стопки, причем, отделяясь от стопки, заготовка разворачивается и принимает форму прямоугольника. Пневматические или вакуумные захваты на устройстве захвата могут быть выполнены подвижными, то есть способными перемещаться в вертикальной и/или горизонтальной плоскостях. За счет такого выполнения захватов заявляемая автоматическая упаковочная машина способна работать с различными заготовками, то есть при изменении положения вырубок на заготовке машина может поменять расположение захватов и продолжить работу с другим типом заготовки.
Устройство подворота нижних клапанов предназначено для подгибания всех нижних клапанов на развернутой заготовке для получения короба. Данное устройство может быть расположено под устройством захвата или рядом с устройством захвата в качестве следующего узла формирователя короба, по которому проходит развернутая заготовка. Устройство подворота нижних клапанов снабжено двумя пластинами, которые подвижно закреплены в его нижней части и предназначены для подворота двух больших по размеру клапанов, причем расстояние между двумя этими пластинами должно составлять не менее ширины или длины короба, поскольку короб должен располагаться между ними, а неподвернутые нижние клапаны короба должны касаться этих пластин. Кроме того, устройство подворота нижних клапанов содержит два Г-образных элемента, которые подвижно установлены в нижней части устройства подворота нижних клапанов. Эти Г-образные элементы предназначены для подворота меньших клапанов короба. Устройство подворота нижних клапанов целесообразно располагать именно под устройством захвата заготовки, поскольку в этом случае во время подворота клапанов короб будет удерживаться при помощи вакуумных или пневматических захватов устройства захвата заготовки, что позволит быстрее и точнее формировать готовый короб, что в свою очередь повысит производительность и упростит конструкцию.
Формирователь короба снабжен транспортером, по которому короб после подворота нижних клапанов передвигается к следующему узлу. Дополнительно формирователь короба может содержать механизм для линейного перемещения короба, который помогает коробу перемещаться от одного узла формирователя короба к другому. Указанный механизм может содержать направляющую, на которой с возможностью перемещения может быть расположена как минимум одна лопатка. Направляющая может быть расположена вдоль пути, по которой проходит короб от гравитационного магазина для заполнения. Лопатка предназначена для перемещения короба вдоль направляющей от одного узла формирователя короба до другого узла и позволяет ускорить процесс прохождения короба по узлу формирователя короба. Количество лопаток на направляющей может быть любым. Для придания заготовке строго формы параллелепипеда и поддержания этой формы в процессе подгибания нижних клапанов формирователь короба может быть дополнительно снабжен двумя упорами, выполненными в виде вертикально ориентированных пластин и подвижно установленными около устройства захвата заготовки. Эти упоры помогают заготовке развернуться, принять форму параллелепипеда и поддерживают эту форму, то есть в момент разворота под действием узла захвата заготовки заготовка наталкивается на пластины и упираясь в них раскладывается, принимая форму параллелепипеда. Это позволяет ускорить процесс разворота заготовок и повысить производительность заявляемой машины. Кроме того, формирователь короба может быть дополнительно снабжен устройством фиксации клапанов, которое расположено в верхней части формирователя короба и содержит четыре уголка, которые расположены на горизонтально ориентированных направляющих с возможностью перемещения по этим направляющим. То есть уголки установлены по две штуки на одной направляющей таким образом, чтобы они приходились на углы короба. Устройство фиксации клапанов предназначено для отгибания верхних клапанов короба наружу для того, чтобы при заполнении этого короба изделия не цеплялись за края верхних клапанов. Устройство фиксации клапанов позволяет упростить процесс упаковки и повысить удобство эксплуатации.
Формирователь короба может быть дополнительно снабжен захватами, например вакуумными, предназначенными для удержания короба в начале процесса укладки в него изделий. Это позволит избежать перемещения короба при попадании в него изделий, а значит, повысит удобство эксплуатации и производительность оборудования. Указанные захваты расположены около края транспортера формирователя короба, в том месте, где короб останавливается около узла укладки для заполнения его изделиями.
Формирователь короба расположен около узла укладки таким образом, что развернутый из заготовки короб с загнутыми нижними клапанами располагается на транспортере формирователя короба около захвата узла укладки и край горизонтальной направляющей захвата узла укладки расположен над коробом. Это необходимо для того, чтобы захватывающий элемент мог поместить изделие внутрь короба, перемещаясь по горизонтальной направляющей.
Узел укладки предназначен для перемещения некоторого количества изделий в короб. Узел укладки состоит из приемной части и захвата. Приемная часть предназначена для подачи как минимум одного изделия от подающего устройства к захвату и может быть выполнена в виде одного или нескольких транспортеров. Подвижная часть подающего устройства подает изделия именно на приемную часть узла укладки, которая в дальнейшем передает эти изделия к захвату.
Для того чтобы избежать возможного падения изделий с приемной части узла укладки эта приемная часть может быть дополнительно снабжена ограничителем, причем ограничитель может быть выполнен с возможностью перемещения по поверхности приемной части. Ограничитель расположен около края приемной части и не позволяет изделиям упасть с нее. Кроме того, когда изделия падают с подвижной части подающего устройства на приемную часть, первое упавшее изделие из ряда наталкивается на ограничитель и может быть им сдвинуто на определенное место на приемной части. То есть за счет своей подвижности ограничитель также может обеспечивать оптимальное позиционирование ряда изделий на приемной части узла укладки для дальнейшего их перемещения под захватывающий элемент, что повышает производительность машины. Сам факт наличия ограничителя повышает удобство эксплуатации заявляемой автоматической упаковочной машины.
Габаритные размеры приемной части могут быть любыми и зависят от габаритных размеров изделий.
Захват предназначен для переноса и укладки изделий с приемной части узла укладки в короб. Захват состоит из, по меньшей мере, одного захватывающего элемента и как минимум одной направляющей, вдоль которой передвигается захватывающий элемент. Захватывающий элемент предназначен для захвата изделий и может быть выполнен в виде вакуумного или пневматического захвата, а также в виде любого механического захвата или совокупности разных видов захватов. Захватывающий элемент может быть выполнен сменным, то есть при изменении упаковываемого изделия, например с пачек макарон на бутылку шампуня, захват также может быть изменен для удобства переноса нового изделия, что позволяет заявляемому техническому решению обрабатывать различные виды изделий. Количество захватывающих элементов на одном захвате может быть разным, но целесообразно выполнять на одном захвате не более четырех захватывающих элементов, поскольку это количество является оптимальным для переноса изделия средних размеров в стандартный короб. Под стандартным коробом понимается короб, размеры которого являются стандартизированными и наиболее распространенными. При уменьшении размеров изделий целесообразно увеличивать количество захватывающих элементов для того, чтобы за один такт работы захвата в коробе был сформирован ряд, занимающий как можно больше места, то есть от одной боковой стенки короба до другой. Таким образом, количество захватывающих элементов на одном захвате зависит от габаритных размеров короба и от габаритных размеров изделий. При помощи направляющей захват перемещает и укладывает изделия в короб. Для повышения прочности конструкции и для упрощения при производстве узел укладки может содержать не одну направляющую, а несколько, например две, расположенные перпендикулярно друг другу. Короб может заполняться за один или за несколько тактов работы узла укладки.
Узел укладки расположен около подающего устройства и формирователя короба, причем приемная часть узла укладки расположена под подвижной частью подающего устройства, а захват расположен около края транспортера формирователя короба, где располагается готовый к заполнению короб с подвернутыми нижними клапанами. Край горизонтальной направляющей захвата расположен над краем транспортера формирователя короба, где располагается готовый к заполнению короб с подвернутыми нижними клапанами. При таком расположении горизонтальной направляющей захвата у захватывающего элемента появляется возможность перемещать изделия с приемной части внутрь короба.
Узел укладки может быть дополнительно снабжен системой контроля, которая позволяет уменьшить процент брака при упаковке изделий в короб. Система контроля содержит, по меньшей мере, один датчик контроля количества изделий и как минимум одну заслонку. Датчик контроля количества изделий позволяет отслеживать количество изделий, расположенных под захватом. Заслонка предназначена для обеспечения возможности удаления изделий с приемной части узла укладки. В случае если количество изделий, расположенных под захватом, не совпадает с требуемым, заслонка открывается, и изделия удаляются с приемной части. Удаление изделий с приемной части может осуществляться любым способом, например, при помощи транспортера приемной части или дополнительного толкателя. Удаленные изделия могут помещаться в бункер.
Заявляемая автоматическая упаковочная машина может быть дополнительно снабжена узлом вибрационного уплотнения, который предназначен для встряхивания заполненного короба с целью обеспечения равномерного распределения продукта по объему короба и компенсирования погрешности укладки. Узел вибрационного уплотнения может быть выполнен в виде двух горизонтально ориентированных опор, которые под действием любого привода, например пневмопривода, начинают хаотично перемещаться вверх и вниз в вертикальной плоскости на небольшую высоту, тряся расположенный на этих опорах короб. Причем, перемещение каждой из опор может быть не равномерным, то есть сначала может подняться и опуститься один конец отдельной опоры, а потом подняться и опуститься второй конец этой опоры. Расстояние между опорами не должно превышать ширину и длину короба, поскольку для утряски короб должен располагаться на указанных опорах.
Узел вибрационного уплотнения может быть дополнительно снабжен верхним прижимом, который предназначен для придерживания изделий, находящихся внутри короба при утряске. Кроме того, узел вибрационного уплотнения может быть снабжен как минимум одним боковым упором, который предназначен для фиксации короба на опорах. Количество боковых упоров может быть любым и зависит от требований потребителя и особенностей упаковываемых изделий.
Узел вибрационного уплотнения расположен после узла укладки, то есть на него поступает заполненный короб с неподвернутыми верхними клапанами. Перемещение заполненного короба на узел вибрационного уплотнения может быть осуществлен любым способом, например при помощи транспортера или толкателя.
Заклейщик предназначен для окончательной запаковки короба и является последним этапом в процессе обработки короба заявляемой автоматической упаковочной машиной. Заклейщик содержит устройство, предназначенное для подгибания верхних клапанов короба и устройство, предназначенное для заклеивания швов верхних и нижних клапанов короба. Устройство, предназначенное для подгибания верхних клапанов короба содержит загибающий элемент, расположенный в верхней части заклейщика, причем данный элемент установлен с возможностью вращения вокруг горизонтально ориентированной оси. Загибающий элемент может приводиться в движение любым приводом. Данный загибающий элемент может загибать как только два противоположных верхних клапана, так и все четыре верхних клапана короба. В случае если загибающий элемент будет выполнен с возможностью загибания только двух противоположных верхних клапана, для загибания остальных двух клапанов заклейщик может быть дополнительно снабжен усами. Эти усы расположены в верхней части заклейщика и выполнены в форме двух штырей, расположенных по бокам заклейщика таким образом, что каждый из них при прохождении мимо него короба с двумя незавернутыми верхними клапанами задевает один из этих клапанов и, по мере дальнейшего продвижения короба, нажимает на этот клапан, загибая его.
Устройство, предназначенное для заклеивания швов верхних и нижних клапанов, короба содержит элементы, в которых размещен склеивающий материал, расположенные в верхней и нижней частях заклейщика. В указанных элементах может размещаться любой склеивающий материал, например скотч или термоклей. Продвигаясь мимо указанных элементов верхние и нижние шва короба заклеиваются и короб получается запечатанным как сверху, так и снизу.
Короб может передвигаться внутри заклейщика при помощи транспортера.
Заклейщик расположен после узла вибрационного уплотнения. Перемещение короба с узла вибрационного уплотнения на заклейщик может осуществляться любым образом, например при помощи транспортера.
Подающее устройство, формирователь короба, узел укладки, узел вибрационного уплотнения и заклейщик совмещены между собой для того, чтобы обеспечить постоянный процесс заполнения коробов изделиями, то есть каждый из узлов автоматической упаковочной машины размещается относительно других узлов таким образом, что продукт или короб перемещается от одного узла к другому равномерно без задержек. Причем взаимное расположение указанных узлов может быть различным, то есть, например, подающее устройство может размещаться около приемной части узла укладки с разных сторон, при этом последовательность процесса обработки не нарушится. Таким образом, достигается требуемая компактность заявляемой автоматической упаковочной машины, то есть при небольшой площади, предназначенной для размещения автоматической упаковочной машины, основные ее узлы можно переставить таким образом, чтобы обеспечить минимальную занимаемую площадь.
Подающее устройство, формирователь короба, узел укладки, узел вибрационного уплотнения и заклейщик могут быть закрыты общим корпусом для обеспечения безопасности при работе автоматической упаковочной машины.
Управление заявляемой машиной может осуществляться при помощи общего компьютера.
Полезная модель поясняется чертежами, где:
На фиг.1 показана схема работы автоматической упаковочной машины.
На фиг.2 показано подающее устройство и узел укладки автоматической упаковочной машины.
На фиг.3 показан формирователь короба и узел вибрационного уплотнения автоматической упаковочной машины.
На фиг.4 показан вид сбоку формирователя короба и узла вибрационного уплотнения автоматической упаковочной машины.
На фиг.5 показана нижняя часть узла вибрационного уплотнения автоматической упаковочной машины.
На фиг.6 показан заклейщик автоматической упаковочной машины.
На фиг.7 показан вид автоматической упаковочной машины сбоку.
На фиг.8 показан вид автоматической упаковочной машины сверху.
Согласно рисункам заявляемая автоматическая упаковочная машина содержит подающее устройство 1, узел укладки 2, формирователь короба 3, узел вибрационного уплотнения 4 и заклейщик 5.
Подающее устройство 1 выполнено в виде транспортера 6, по которому изделия 7 перемещаются к узлу укладки 2. Подающее устройство 1 содержит подвижную часть 8, которая при помощи шагового двигателя способна перемещаться в горизонтальной плоскости в направлении движения изделий 7 и в обратном направлении. Подвижная часть выполнена в виде двух направляющих 9, которые расположены по бокам транспортера 6 и одним концом прикреплены к транспортеру 6, причем крепление осуществлено с возможностью перемещения вдоль боковой части транспортера 6. Перемещение каждой направляющей 9 осуществляется при помощи шагового транспортера. Свободные концы направляющих 9 соединены между собой перекладиной 10, на которую натянута лента транспортера 6. При перемещении направляющих 9 вперед, то есть по направлению движения изделий 7 на транспортере 6, рабочая поверхность всего транспортера 6 увеличивается, а при перемещении направляющих 9 в назад, то есть против движения изделий 7 по транспортеру 6, рабочая поверхность транспортера 6 уменьшается. При помощи подвижной части 8 подающее устройство 1 подает изделия 7 на узел укладки 2.
Узел укладки 2 расположен около подающего устройства 1 и состоит из приемной части 11 и захвата 12, причем приемная часть 11 расположена под подвижной частью 8 подающего устройства 1. Приемная часть 11 выполнена в виде транспортера и предназначена для перемещения изделия 7 от подающего устройства 1 к захвату 12. Приемная часть 11 снабжена ограничителем 13, который предназначен для исключения возможности падения изделия 7 с приемной части 11. Ограничитель 13 содержит пластину 14, прикрепленную к направляющей 15, которая соединена с приемной частью 11, причем направляющая 15 выполнена таким образом, что она под действием привода может передвигать пластину 14 по поверхности приемной части 11 узла укладки 2, перемещая тем самым изделия 7 по приемной части 11 узла укладки 2. Захват 12 состоит из четырех захватывающих элементов 16, каждый из которых выполнен в виде двух пар вакуумных захватов, а также из двух направляющих - вертикальной 17 и горизонтальной 18. Все четыре захватывающих элемента 16 объединены планкой 19, прикрепленной к вертикально ориентированному несущему элементу 20. Направляющие 17 и 18 расположены относительно друг друга под углом, близким к 90°. Вертикальная направляющая 17 предназначена для подъема изделий 7 при помощи захватывающих элементов 16 на высоту, достаточную для перемещения изделий внутрь короба через его боковую стенку. То есть вертикальная направляющая 17 снабжена приводом, который поднимает и опускает несущий элемент 20 с планкой 19 вдоль вертикальной направляющей 17. Горизонтальная направляющая 18 необходима для перемещения несущего элемента 20 с планкой 19, на которой прикреплены захватывающие элементы 16 с изделиями 7, в короб, который расположен рядом с узлом укладки 2. Горизонтальная направляющая 18 снабжена приводом, который перемещает несущий элемент 20 с планкой 19 вдоль этой направляющей 18. Один конец горизонтальной направляющей 18 жестко соединен с верхним концом вертикальной направляющей 17, а второй конец горизонтальной направляющей 18 расположен над краем транспортера формирователя короба 3, куда перемещается готовый к заполнению короб.
Узел укладки 2 содержит датчик контроля количества изделий 21, который контролирует поступление изделий 7 под захват 12, а именно количество этих изделий. Кроме того, устройство укладки содержит заслонку 22, предназначенную для удаления изделий 7 с устройства укладки 2 в случае их несоответствия требуемому количеству.
Формирователь короба 3 расположен около узла укладки 2 и состоит из гравитационного магазина 23, устройства захвата заготовки 24, устройства подворота нижних клапанов 25 и упора 26, предназначенного для фиксации формы развернутой заготовки 27. Гравитационный магазин 23 предназначен для размещения в нем стопки заготовок 27 коробов и представляет собой две параллельные пластины 28, которые зажимают стопку заготовок 27 таким образом, что крайняя заготовка из стопки может быть легко извлечена, а остальная стопка останется зажатой. Устройство захвата заготовок 24 предназначено для отделения одной заготовки 27 из гравитационного магазина 23 и разворота этой заготовки 27 с целью получения готового короба. Устройство захвата заготовки 27 состоит из четырех вакуумных захватов 29, расположенных на направляющей 30. Причем, вакуумные захваты 29 расположены на направляющей 30 подвижно, то есть с возможностью их перемещения в вертикальной или горизонтальной плоскости. Направляющая 30 перемещает вакуумные захваты 29 при помощи привода. Устройство подворота нижних клапанов 25 предназначено для закрывания короба с нижней стороны и формирования дна короба. Устройство подворота нижних клапанов расположено под устройством захвата заготовки 24. Оно состоит из двух Г-образных элементов 31, каждый из которых одним концом закреплен под устройством захвата заготовки 24, а второй конец каждого Г-образного элемента 31 может перемещаться вокруг своего места крепления, причем перемещение так называемого свободного конца каждого Г-образного элемента 31 осуществляется при помощи привода. Устройство подворота нижних клапанов также содержит две вертикально ориентированные пластины 32, которые закреплены на планке под вакуумными захватами устройства захвата заготовки 24. Эти пластины 32 закреплены с возможностью вращения вокруг места своего крепления, то есть вокруг горизонтально ориентированной оси, проходящей через место крепления каждой пластины 32 и планки. Вращение пластин 32 осуществляется при помощи привода. Упор 26 предназначен для придания заготовке формы параллелепипеда и выполнен в виде пластины, жестко закрепленной на планке.
Устройство фиксации клапанов 33 предназначено для отгибания верхних клапанов короба и расположено рядом с устройством захвата заготовки 24. Такое отгибание необходимо для того, чтобы при опускании изделий 7 внутрь короба верхние клапаны не мешали захвату 12. Устройство фиксации клапанов 33 состоит из четырех уголков 34, которые закреплены на двух горизонтальных планках 35 - по два уголка 34 на каждой планке 35, причем планки 35 расположены друг от друга на расстоянии, равном ширине короба, а уголки 34 расположены на планке 35 на расстоянии, равном длине короба. Формирователь короба 3 содержит транспортер 36, по которому перемещаются в сторону узла укладки 2 коробы с подвернутыми нижними клапанами. От устройства захвата заготовки 24 до узла вибрационного уплотнения 4 короб перемещается при помощи механизма для линейного перемещения, состоящего из привода 37, планки 38 и направляющей 39, причем на направляющей 39 с одной стороны расположены вакуумные захваты 40, а с другой стороны закреплена лопатка 41.
Узел вибрационного уплотнения 4 расположен около конца транспортера формирователя короба 3, где короб заполняется изделиями 7, и состоит из двух горизонтально расположенных опор 42, каждая из которых соединена с приводом 43, верхнего прижима 44 и двух боковых упоров 45. Верхний прижим 44 состоит из губки 46, расположенной на направляющей 47, которая под действием привода 48 может вертикально перемещаться. Направляющая 47 верхнего прижима 44 закреплена на раме 49. Каждый боковой упор 45 состоит из пластины, жестко закрепленной на краю транспортера.
Заклейщик 5 состоит из устройства, предназначенного для загибания верхних клапанов короба и заклеивания швов верхних и нижних клапанов короба. Короб передвигается внутри заклейщика 5 при помощи транспортера 50. Устройство для загибания верхних клапанов короба состоит из загибающего элемента 51 и двух усов 52, расположенных по бокам заклейщика 5. Каждый из двух усов 52 одним концом жестко прикреплен к заклейщику 5, а второй конец каждого из усов 52 предназначен для загибания верхних клапанов короба. Загибающий элемент 51 выполнен с возможностью вращения вокруг места его крепления к заклейщику 5 и приводится в движение при помощи привода. Устройство, предназначенное для заклеивания швов верхних и нижних клапанов, короба содержит два элемента, каждый из которых которые предназначен для крепления бобины со скотчем. Один из этих элементов 53 расположен в верхней части заклейщика, а второй 54 - в нижней части заклейщика.
Все составные части машины - механизмы и узлы - закрыты общим корпусом 55.
Работа заявляемой машины заключается в следующем.
Изделие 7 подается на транспортер 6 подающего устройства 1, по которому передвигается к узлу укладки 2. Подвижная часть 8 подающего устройства 1 расположена над приемной частью 11 узла укладки 2 и передвигается от одного края приемной части 11 до другого края и обратно за счет перемещения направляющих 9, при этом изделия с подвижной части 8 подающего устройства 1 поочередно попадают на приемную часть 11 узла укладки 2. Сначала направляющие 9 выдвигаются, вытягивая за собой ленту транспортера, а потом направляющие 9 адвигаются обратно, и лента транспортера также стягивается обратно. То есть, подающее устройство 1 за счет подвижной части 8 обладает переменной длиной рабочей поверхности, которая изменяется в пределах ширины приемной части 11 узла укладки 2. При наибольшей длине рабочей поверхности, то есть когда направляющие 9 максимально выдвинуты, край подвижной части 8 достигает края приемной части 11 узла укладки 2. При уменьшении длины рабочей поверхности, то есть когда направляющие 9 задвигаются обратно, край подвижной части 8 подающего устройства 1 постепенно перемещается к противоположному краю приемной части 11 узла укладки 2, при этом лента транспортера подающего устройства 1 движется под действием привода и изделия, достигая края подвижной части 8 подающего устройства 1, падают и оказываются на приемной части 11 узла укладки 2. Поскольку каждое изделие 7 попадает на приемную часть 11 узла укладки 2 равномерно, на приемной части 11 образуется ровный ряд, состоящий из нескольких изделий, который передается к захвату 12 при помощи транспортера узла укладки 2. Транспортер узла укладки перемещает ряд из изделий от подающего устройства под захват 12.
В это же время в формирователе короба 3 узел захвата заготовки 24 оделяет одну заготовку 27 короба из гравитационного магазина 23, в котором размещена стопка заготовок коробов. При помощи вакуумных захватов 29 узел захвата заготовки 24 зацепляет заготовку 27 и под действием привода вытягивает ее из гравитационного магазина 23. В случае изменения формы заготовки, в частности изменения позиций вырубок на ней, вакуумные захваты 29 могут быть перемещены на направляющей 30 на требуемую позицию для точного захвата заготовки 27. В процессе отделения зацепленной заготовки от стопки в гравитационном магазине она разворачивается, а упоры 26 формирователя короба 3 придают ей форму прямоугольного параллелепипеда, то есть форму готового короба, и поддерживают эту форму при загибании нижних клапанов короба. Нижние клапаны короба подворачиваются при помощи устройства подворота нижних клапанов 25. Специальные Г-образные элементы 31 перемещаясь под развернутой заготовкой загибают два нижних клапана, а остальные клапаны подворачиваются при помощи пластин 32. Таким образом формируется дно короба. После этой стадии короб перемещается в зону устройства фиксации клапанов 33, где верхние клапаны короба при помощи уголков 34 устройства фиксации клапанов 33, отгибаются наружу для того, чтобы они произвольно не загибались внутрь короба при его заполнении. После этого готовый короб перемещается к узлу укладки 2. Перемещение короба по формирователю короба 3 осуществляется при помощи механизма для линейного перемещения. Направляющая 39 перемещается под действием привода 37 в горизонтальной плоскости вдоль транспортера. В зоне устройства захвата заготовки 24 короб удерживается при помощи вакуумных захватов 40, после чего этот короб с сформированным дном за счет перемещения направляющей 39 перемещается в зону устройства фиксации клапанов 33, где вакуумные захваты 40 отпускают его и возвращаются обратно в зону устройства захвата заготовки 24. В это же время предыдущий короб перемещается из зоны устройства фиксации клапанов 33 в зону узла вибрационного уплотнения 4 под действием лопатки 41, расположенной на направляющей 39. Таким образом, перемещение каждого последующего короба осуществляется синхронно с перемещением последующих коробов, что позволяет увеличить производительность заявляемой машины.
Как было описано выше, в заявляемом техническом решении на узле укладки 2 под захватом 12 оказывается ряд изделий и одновременно с этим рядом с узлом укладки 2 оказывается готовый к заполнению короб. Захватывающие элементы 16 при помощи вакуумных захватов зацепляют каждое изделие из ряда и на несущем элементе 20 поднимаются по вертикальной направляющей 17 вверх на высоту, достаточную для того, чтобы при дальнейшей укладке изделий в короб не задеть его отогнутые верхние клапаны. После подъема на требуемую высоту захватывающие элементы 16 на несущем элементе 20 перемещаются по горизонтальной направляющей 18 в сторону короба. Над пустым коробом захватывающие элементы 16 останавливаются и опускают все перенесенные изделия внутрь короба, при этом в коробе образуется ряд из изделий. В то время как захватывающие элементы 16 перемещаются по направляющим 17 и 18, на приемной части 11 узла укладки 2 формируется еще один ряд изделий и перемещается под захват 12. После возвращения на свое место захватывающие элементы 16 зацепляют новый ряд изделий и вышеописанным способом перемещают их в тот же короб. Процесс перемещения рядов изделий от узла укладки 2 в короб происходит до тех пор, пока короб не заполнится. После того как короб заполнится он поступает на узел вибрационного уплотнения 4.
В случае если ряд изделий, поступивших под захват 12, оказывается неполным, это обнаруживается датчиком контроля количества изделий 21. Тогда захват 12 не срабатывает, а открывается заслонка 22, и неполный ряд изделий удаляется из под захвата путем перемещения по транспортеру, а вместо него с подающего устройства 1 подается новый ряд изделий. Это позволяет избежать неполной упаковки коробов и снизить за счет этого процент брака при упаковке коробов.
На узле вибрационного уплотнения 4 горизонтально ориентированные опоры 42 под действием привода 43 приходят в движение и их концы перемещаются в вертикальной плоскости, то есть вверх и вниз. Короб, находясь на этих опорах 42, также перемещается вверх и вниз, утрясая тем самым находящиеся в нем изделия. Для фиксации изделий внутри короба в процессе вибрационного уплотнения предусмотрено наличие верхнего прижима 44, губка 46 которого придерживает изделия и не дает им выпасть наружу. Для фиксации короба на движущихся горизонтально ориентированных опорах 42 предусмотрены два боковых упора 45, которые поддерживают короб с боков и не дают ему упасть или опрокинуться.
На узле заклейщика 5 вначале при помощи загибающего элемента 51 сгибаются два верхних клапана короба, а при помощи усов 52 - остальные два клапана короба, и короб становится закрытым как снизу, так и сверху. Короб, поступая на заклейщик 5, одним своим клапаном натыкается на загибающий элемент 51 и сгибается, после чего загибающий элемент 51 под действием привода разворачивается, окончательно загибает клапан и давит на второй клапан, также его загибая. Два остальных клапана при дальнейшем перемещении короба по заклейщику натыкаются на края усов 52 и под их действием загибаются, закрывая короб. После этого, перемещаясь по транспортеру заклейщика 5, короб попадает в зону, где при помощи скотча заклеиваются швы верхних и нижних клапанов короба. После того, как швы будут заклеены, обработка короба заявляемым техническим устройством будет окончена и короб будет готов к дальнейшей транспортировке.
Основные узлы заявляемой автоматической упаковочной машины совмещены друг с другом таким образом, что при необходимости их можно переставить относительно друг друга не нарушая при этом цикла обработки. Данное условие является очень удобным при небольших производственных площадях, когда для размещения всей производственной линии - от дозатора до отгрузочного устройства - в цехе не хватает места. В данном случае узлы заявляемого технического решения можно перемещать относительно друг друга в зависимости от количества свободного места. Так, например, подача изделий и выдача готовых заполненных коробов может производиться как с противоположных сторон машины, так и со смежных сторон. Таким образом, автоматическая упаковочная машина позволяет экономить пространство на рабочей площадке или в цехе.
Для обеспечения безопасности при работе заявляемой автоматической упаковочной машины все ее составные части и механизмы закрыты общим корпусом 55.
Заявляемое техническое решение устраняет все недостатки, имеющиеся в аналогах на сегодняшний день и, кроме того, является достаточно простым в производстве и очень удобным в применении.
Автоматическая упаковочная машина может быть изготовлена в условиях экспериментального или серийного производства.