МОДУЛЬ ОБРАБОТКИ, ПОВОРОТНЫЙ БЛОК И СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПОРОЖНЕНИЯ ЛОТКА, ЗАПОЛНЕННОГО СТЕРЖНЕВИДНЫМИ ИЗДЕЛИЯМИ ТАБАЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
PROCESSING MODULE, ROTARY UNIT AND A METHOD AND DEVICE FOR EMPTYING A TRAY FILLED WITH ROD-LIKE ARTICLES OF TOBACCO INDUSTRY

Объектами изобретения являются модуль обработки и способ и устройство для опорожнения лотка, заполненного стержневидными изделиями табачной промышленности.
Фабрики табачной промышленности производят различные изделия для курения. Как готовая продукция, так и полуфабрикаты, сделанные на последовательных этапах производства, могут иметь общее название стержневидных изделий, которые могут транспортироваться на конвейерах или в лотках. В табачной промышленности обычно используются пластиковые лотки, которые используются для всех типов стержневидных изделий, таких как сигареты, сигариллы, сигары и стержни фильтрующего материала. Пластиковые лотки имеют кубовидную форму без двух смежных стенок, т.е. это лотки с четырьмя стенками. Пластиковые лотки - жесткие и используются для временного хранения и транспортировки стержневидных изделий в помещениях табачных фабрик. Картонные лотки, выполненные в виде пятистенных лотков, обычно используются для транспортировки фильтрующих стержней за пределы производственных помещений. Картонные лотки имеют более тонкие стенки, являются менее жесткими и легко деформируемыми, причем одна стенка - шарнирно закрепленная. Заполнение пятистенного лотка происходит после открывания лотка, т.е. после откидывания шарнирно закрепленной стенки. После заполнения лоток должен быть закрыт, т.е. откидная стенка должна быть повернута в исходное положение. Та же шарнирно закрепленная стенка откидывается для опорожнения лотка. В процессе транспортировки заполненный лоток закрывается крышкой для защиты собранных внутри стержней. Устройства для выгрузки четырехстенных и пятистенных лотков построены в основном одинаково, однако механизмы устройства должны быть по-разному настроены для каждого типа лотка. Кроме того, тип и физические параметры выгружаемых стержневидных изделий также влияют на процесс выгрузки. Машины, предназначенные для опорожнения лотков, используемых в табачной промышленности, снабжены блоками для обработки лотков в цикле опорожнения лотка. Обработка лотка состоит в удержании и переворачивании зажатого лотка, чтобы опорожнить его под действием силы тяжести через открытую вниз сторону, при этом направление выхода стержневидных изделий из лотка перпендикулярно оси изделий, собранных в лотке.
Устройство для опорожнения пятистенных картонных лотков известно из патента ЕР 1118543 В1. По-другому выполненное устройство для опорожнения пятистенных картонных лотков известно из публикации WO 2015033264 A1. Устройства для опорожнения четырехстенных лотков известны из документов GB 2043603 A, ЕР 1086628 В1, US 3759408 A и ЕР 1656841 А1. Из уровня техники не известно никакого устройства, снабженного модулем обработки, которое поднимает и в то же время вращает лоток. Более того, никакой документ прежнего уровня техники не раскрывает устройства, предназначенного для разгрузки как пятистенных, так и четырехстенных лотков.
Такие документы уровня техники, как DE 3338390 А1, ЕР 1741352 A1, DE 102013208407 A1, DE 2917818 A1, US 3655080 А, описывают методы разгрузки четырехстенных лотков, в которых обеспечено вращение и подъем лотка, однако специалист в данной области может обнаружить только сочетание двух перемещений, которые использованы для транспортировки лотка в положение для разгрузки. Известные решения не учитывают возможности оптимизации не только траектории, но и производных движения, таких как скорость, ускорение, которые определяют динамику движения, и задачей настоящего изобретения является ввести возможность дальнейшего управления траекторией и позволить косвенно управлять производными движения.
Объектом изобретения является модуль обработки, предназначенный для обработки лотка, заполненного стержневидными изделиями табачной промышленности, содержащий поворотный блок с валом вращения, предназначенный для вращения лотка вокруг оси, и подъемный блок, предназначенный для подъема и опускания поворотного блока. Модуль согласно изобретению дополнительно отличается тем, что поворотный блок предназначен для вращения лотка при перемещении подъемного блока, и тем, что поворотный блок дополнительно предназначен для того, чтобы дополнить вращение лотка его поступательным перемещением поперечно к оси вала вращения и в направлении тангенциальной составляющей вращения.
Модуль согласно изобретению дополнительно отличается тем, что поворотный блок снабжен механизмом, выполненным с возможностью перемещения захватных элементов, удерживающих лоток, вместе с удерживаемым лотком, поперечно к оси вала вращения и в направлении тангенциальной составляющей вращения.
Модуль согласно изобретению дополнительно отличается тем, что захватные элементы прикреплены вместе к подвижному корпусу, прикрепленному к направляющей, соединенной с валом поворотного блока.
Модуль согласно изобретению дополнительно отличается тем, что захватные элементы выполнены в виде пары боковых захватов, нижнего захвата и сдвижной крышки.
Модуль согласно изобретению дополнительно отличается тем, что поворотный блок предназначен для транспортирования лотка по траектории, содержащей эллиптические участки.
Кроме того, объектом изобретения является устройство для опорожнения лотков для стержневидных изделий табачной промышленности, снабженное станцией заполненных лотков, поворотным блоком, предназначенным для вращения заполненных лотков, подъемным блоком, предназначенным для подъема и опускания поворотного блока, станцией опорожнения заполненных лотков и станцией пустых лотков. Устройство согласно изобретению отличается тем, что поворотный блок предназначен для переворачивания лотка при перемещении подъемного блока.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что поворотный блок предназначен для вращения лотка и перемещения лотка поперечно к оси вала вращения при перемещении подъемного блока, и поворотный блок дополнительно предназначен для того чтобы дополнить вращение лотка его поступательным перемещением поперечно к оси вала вращения и в направлении тангенциальной составляющей вращения
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что поворотный блок снабжен удерживающим механизмом, предназначенным для перемещения захватных элементов вместе с удерживаемым лотком, поперечно к оси вала вращения.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что захватные элементы прикреплены вместе к подвижному корпусу, прикрепленному к линейной направляющей, соединенной с валом поворотного блока.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что захватные элементы выполнены в виде пары боковых захватов, нижнего захвата и сдвижной крышки.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что захватные элементы выполнены в виде пары боковых захватов, объединенных с нижним захватом, и сдвижной крышки.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что поворотный блок предназначен для того выполнения сложного перемещения, состоящего из эллиптических участков.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что оно снабжено открывающим блоком, предназначенным для открывания шарнирно закрепленной стенки пятистенного лотка.
Кроме того, объектом изобретения является способ опорожнения лотка для стержневидных изделий табачной промышленности, в котором заполненный лоток помещают на станцию заполненных лотков, заполненный лоток передвигают по станции заполненных лотков, заполненный лоток поднимают посредством подъемного блока, заполненный лоток перемещают посредством поворотного блока, заполненный лоток помещают в станцию опорожнения заполненных лотков, пустой лоток передвигают к станции пустых лотков, пустой лоток принимают со станции пустых лотков. Способ согласно настоящему изобретению отличается тем, что при подъеме лотка заполненный лоток посредством поворотного блока поворачивают и перемещают поперечно к оси вала вращения в направлении тангенциальной составляющей вращения.
Способ согласно изобретению дополнительно отличается тем, что захватные элементы перемещают вместе с удерживаемым лотком поперечно к оси вала вращения.
Преимуществом изобретения является то, что устройство опорожнения лотков согласно изобретению обеспечивает возможность изменять траекторию движения любого из лотков, используемых в табачной промышленности. Нагрузки, которым подвергаются механизмы машины, и, главным образом, стержневидные изделия в лотках, связаны с индивидуальными перемещениями лотка, тогда как наибольшие нагрузки имеют место в процессе переворачивания лотка. Устройство согласно изобретению обеспечивает возможность изменять траекторию перемещения в зависимости от веса продукции и самого лотка, а также дополнительно подстраивать ускорения, которым изделия подвергаются на отдельных этапах траектории перемещения. Благодаря изобретению достигнута плавность перемещения механизмов машины и низкие нагрузки на такие механизмы.
Дополнительная степень свободы поворотного блока, достигаемая посредством добавления дополнительного поступательного перемещения в направлении тангенциальной компоненты вращения, позволяет точно передавать разгружаемые изделия к станции опорожнения лотков. Коррекция перемещения блока опорожнения в машине в действующей производственной линии не требует никаких механических регулировок или замены частей.
Объект изобретения подробно показан в предпочтительном варианте осуществления на чертежах, где:
- на фиг. 1 показан вид в перспективе заполненного четырехстенного лотка (второго типа), где видна передняя сторона лотка;
- на фиг. 2 показан вид в перспективе заполненного пятистенного лотка (первого типа) в конфигурации лотка второго типа, при этом видна передняя сторона лотка;
- на фиг. 2а показан вид в перспективе заполненного пятистенного лотка (первого типа) в конфигурации лотка второго типа, при этом видна задняя сторона лотка;
- на фиг. 2b показан вид в перспективе заполненного пятистенного лотка (первого типа) в конфигурации лотка второго типа, при этом видна передняя сторона лотка;
- на фиг. 3 показана машина опорожнения лотков в виде сбоку;
- на фиг. 3а показан вид поворотного блока и блока подъема лотка с задней стороны машины;
- на фиг. 3b показан вид блока преобразования и лотка первого типа с задней стороны машины;
- на фиг. 3с показан вид сбоку блока преобразования и лотка первого типа;
- на фиг. 3d показан вид сверху нажимных деталей блока преобразования и лотка первого типа;
- на фиг. 3е показан вид сверху нажимных деталей блока преобразования и лотка первого типа;
- на фиг. 4 показан вид сбоку машины опорожнения лотков;
- на фиг. 5 показан вид сбоку модуля обработки с поворотным блоком;
- на фиг. 6 показан вид сбоку машины опорожнения лотков, причем поворотный блок показан в нескольких рабочих положениях;
- на фиг. 7 показаны траектории перемещения четырехстенного лотка - второго типа;
- на фиг. 8 показаны траектории перемещения четырехстенного лотка - второго типа;
- на фиг. 9 показаны траектории перемещения пятистенного лотка - первого типа;
- на фиг. 10 показаны траектории перемещения пятистенного лотка - первого типа;
- на фиг. 11, 12, 13 и 14 показаны последовательные фазы перемещения поворотного блока.
В данном описании изобретение будет описано со ссылкой на четырехстенный лоток 3, упрощенно показанный на фиг. 1, и на пятистенный лоток 13, показанный на фиг. 2. Оба лотка показаны заполненными и в вертикальном положении, т.е. в таком положении, в котором заполненные лотки размещены в станции заполненных лотков машины опорожнения заполненных лотков. Заполненное пространство лотков отмечено штрихованием, и только несколько экземпляров стержневидных изделий R лежат на дне лотка. В таком вертикальном положении заполненные лотки помещаются оператором на станцию заполненных лотков, при этом оператор удерживает лоток за боковые стенки таким образом, что он может видеть содержимое лотка. Такие выражения, как верхний, нижний, боковой и задний, будут относиться к положению лотков, показанному на фиг. 1 и 2, причем на них видны передняя сторона, левая боковая сторона и верхняя сторона каждого лотка. Четырехстенный лоток 3 имеет нижнюю стенку 3В, на которой он стоит, заднюю стенку 3А и две боковые стенки, левую боковую стенку 3L и правую боковую стенку 3R, а обозначение сторон относится к положению, в котором лоток может быть виден оператору, направляющему заполненный лоток на станцию заполненных лотков, с направленной к нему открытой передней стороной 3G лотков 3. Заполнение и опорожнение лотка производится через открытую сторону 3Т.
Четырехстенные лотки могут быть сделаны из пластмассы или другого подходящего материала, обеспечивающего достаточную жесткость, и обычно предназначены для многократного использования.
Пятистенный лоток 13 имеет нижнюю стенку 13В, на которой он стоит, заднюю стенку 13А и две боковые стенки, левую боковую стенку 13L и правую боковую стенку 13R. Пятистенный лоток 13 имеет шарнирно закрепленную верхнюю стенку 13Т', которая выполнена как самоустанавливающаяся относительно задней стенки 13А лотка 13, с которой она соединена по кромке 13Е. У верхней стенки 13Т' есть два поворотных ушка 13FL и 13FR, которые в процессе транспортировки вставляются в прорезь в соответствующих боковых стенках 13L и 13R. После установки заполненного пятистенного лотка 13 на станцию заполненных лотков оператор поднимает верхнюю стенку 13Т' так, чтобы поворотные ушки 13FL и 13FR выдвигались из стенок 13L и 13R и свободно свисали сбоку за боковые стенки 13L и 13R. На фигурах 2а и 2b показан пятистенный лоток 13 на более позднем этапе цикла опорожнения пятистенного лотка 13 в открытой конфигурации, идентичной конфигурации четырехстенного лотка. Верхняя стенка 13Т' откидывается таким образом, чтобы дать возможность опорожнить пятистенный лоток 13 через верхнюю открытую сторону 13Т пятистенного лотка. Заполнение пятистенного лотка 13 также происходит через верхнюю сторону 13Т. Как и в четырехстенном лотке 3, оператор устанавливает пятистенный лоток 13 на станцию заполненных лотков, удерживая пятистенный лоток 13 с открытой стороной 13G, направленной на него.
Пятистенные лотки 13 могут быть изготовлены из картона или другого дешевого материала, они обычно мягче четырехстенных лотков и, как правило, предназначены для одноразового использования.
Аппарат 1 опорожнения лотков 3, 13, описанный ниже, являясь разгрузчиком лотков, предназначен для опорожнения как жестких четырехстенных лотков 3, так и менее жестких пятистенных лотков 13 без необходимости изменения конфигурации аппарата. Для простоты блоки, принадлежащие аппарату 1 опорожнения лотков, согласно изобретению показаны на фиг. З в упрощенном виде без приводных механизмов; внешний контур аппарата показан пунктиром. Аппарат 1 опорожнения лотков снабжен станцией 2 заполненных лотков, на которую оператор помещает заполненные четырехстенные лотки 3 или пятистенные лотки 13 для разгрузки. Станция 2 заполненных лотков может быть выполнена как конвейер 4, снабженный двумя конвейерными лентами для транспортирования лотков 3, 13; лотки 3, 13 могут также быть транспортированы посредством цепей, имеющих звенья с плоской опорной площадью. От станции 2 заполненных лотков лотки 3, 13 подаются как первые заполненные лотки 3', 13', чтобы доставить их к разгрузке, в то время как множество заполненных лотков 3, 13 собрано на станции 2 заполненных лотков. Подача первого заполненного лотка 3', 13' из всех заполненных лотков 3, 13, стоящих на станции 2, может происходить после подъема всех заполненных лотков 3, 13 с конвейера 4, за исключением первого лотка 3', 13', который транспортируется конвейером 4. Подъем лотков 3, 13 может производиться с помощью подъемного устройства 4А, с перемещением которого связано опускание запорного устройства 4 В, позволяющего пройти первому заполненному лотку 3', 13', транспортируемому конвейером 4. После подачи первого заполненного лотка 3', 13' подъемное устройство 4А опускается, лотки 3, 13, поднятые ранее подъемным устройством 4А, ставятся на конвейер 4, а запорное устройство 4 В поднимается. Станция 2 заполненных лотков снабжена боковыми направляющими 4С, размещенными с двух сторон лотков 3, 13, транспортируемых вдоль станции 2 заполненных лотков. Боковые направляющие 4С являются сходящимися в направлении подачи, т.е. от задней части 2А к передней части 2 В станции 2 заполненных лотков, при этом сближение боковых направляющих 4С может быть скорректировано в зависимости от вида лотка 3, 13, например, от жесткости лотка 3, 13. Кроме того, боковые направляющие 4С могут располагаться на разной высоте также в зависимости от вида лотка 3, 13, особенно от жесткости боковых стенок лотка 3, 13 и от формы боковых стенок лотков 3, 13. Станция 2 заполненных лотков может быть снабжена регулируемым упорным элементом 5; регулировка положения упорного элемента 5 требуется, чтобы дать возможность остановки заполненного лотка 3, 13 в месте, откуда его можно легко собирать или поднять. Из-за разницы в жесткости четырехстенного лотка 3 и пятистенного лотка 13 может потребоваться различное положение регулируемого упорного элемента 5. Заполненный лоток 3, 13 помещается оператором в задней части 2А станции 2 заполненных лотков. В передней части 2В станции 2 заполненных лотков расположен подъемный блок 6, предназначенный для подъема заполненного лотка 3, 13. Подъемный блок 6 может быть выполнен в виде подъемника, предназначенного для подъема заполненных лотков с конвейера 4 станции 2 заполненных лотков 3, 13, причем механизм подъемного блока 6 расположен ниже конвейерных лент конвейера 4.
Машина опорожнения лотков 1 снабжена двумя открывающими блоками 21L, 21R (фиг. 3) предназначенными для открывания верхней стенки 13Т' пятистенного лотка 13. Открывающие блоки 21L, 21R, например, имеют вращательные рабочие элементы 22L и 22R (фиг. 3а) которые откидывают верхнюю стенку 13Т'. Пятистенный лоток 13, показанный на фиг. 2, имеет конфигурацию, далее в данном документе именуемую конфигурацией первого типа, в то время как четырехстенный лоток 3, показанный на фиг. 1, имеет конфигурацию, далее именуемую конфигурацией второго типа. Пятистенный лоток 13 может быть преобразован из конфигурации первого типа в конфигурацию второго типа отклонением стенки 13Т' и прижатием ее к стенке 13 А, и затем прижатием ушек 13FL и 13FR к боковым стенкам 13L и 13R, соответственно. Пятистенный лоток 13 может захватываться поворотным блоком 10 только после преобразования пятистенного лотка к конфигурации второго типа. Открывающие блоки 21L и 21R совместно образуют блок преобразования, который изменяет конфигурацию лотка из конфигурации первого типа (т.е. лоток с пятой стенкой, покрывающей внутреннюю часть лотка) на конфигурацию, соответствующую второму типу конфигурации лотка (т.е. четырехстенного лотка, в котором внутренняя часть лотка не покрыта пятой стенкой).
Подъемный блок 6, предназначенный для подъема заполненных лотков 3, 13, снабжен кронштейнами 7А, 7В и 7С, показанными на фиг. За. Во избежание деформации лотка, в процессе подъема заполненный лоток 3, 13 поддерживается в нескольких точках на соединенных между собой кронштейнах 7А, 7В и 7С, которые могут быть наклонены в сторону передней части 1А машины 1 опорожнения лотков. В процессе подъема подъемным блоком 6 лоток 3, 13 удерживается подвижными боковыми зажимными деталями 8L и 8R, которые, в случае пятистенного лотка 13 из картона, имеют задачу исключить риск деформации пятистенного лотка 13 и смещения (падения) стержневидных изделий R в верхних углах пятистенного лотка 13. Боковые зажимные детали 8L и 8R можно перемещать, например, пневматическими приводами 9, при этом положение зажимных деталей 8L и 8R требует регулировки в зависимости от жесткости и общих размеров используемых лотков 3, 13. В случае четырехстенных лотков 3 нет необходимости оказывать давление на боковые стенки 3L, 3R лотка 3, и в этом случае зажимные детали 8L и 8R представляют собой ограничители перемещения в горизонтальном направлении. Подъем лотка 3, 13 подъемным блоком 6 может выполняться любым механизмом линейного перемещения с электрическим или пневматическим приводом. Подъемный блок 6 поднимает заполненный лоток 3, 13 на высоту, на которой поворотный блок 10 может захватить заполненный лоток 3, 13. Поворотный блок 10 предназначен для того, чтобы обеспечить вращение заполненного лотка 3, 13 перед его разгрузкой на станции 23 опорожнения заполненных лотков. Поворотный блок 10 может быть сконструирован как неподвижный, с конкретной высотой, или может перемещаться в вертикальном направлении подъемным блоком 11. Опускание поворотного блока 10, а затем подъем заполненного лотка 3, 13 поворотным блоком непосредственно из станции 2 заполненных лотков 3, 13 также возможны и будут более подробно описано ниже.
На фиг. 3b, 3с, 3d, 3е показан альтернативный вариант выполнения блока преобразования, предназначенного для открывания пятистенного лотка. На фиг. 3Ь с задней стороны машины показан лоток 13, который был поднят подъемным блоком 6. Блок 21 преобразования содержит исполнительные механизмы 31L и 31R, которые снабжены толкающими деталями 32L и 32R, прикрепленными к поршневым штокам исполнительных механизмов 31L и 31R. Толкающие детали 32L и 32R используются для отклонения стенки 13Т' вместе с ушками 13F на оси, проходящей через кромку 13Е. Исполнительные механизмы 31L и 31R наклонены по отношению к стенкам 13L и 13R для того, чтобы дать возможность толкающим деталям воздействовать на поверхность стенки 13Т'. В результате действия исполнительных механизмов 31L и 31R верхняя стенка 13Т' лотка 13 в конфигурации первого типа отклоняется как показано на фиг. 3с. Исполнительные механизмы 31L и 31R находятся в вытянутом положении, и толкающие детали 32L и 32R упираются в стенку 13Т'. Задачей исполнительных механизмов 33L и 33R является дальнейший наклон стенки 13Т' и ушек 13FL и 13FR. Толкающие детали 34L и 34R крепятся к поршневым штокам исполнительных механизмов 33L и 33R, причем на фиг. 3d показано положение толкающих деталей 34L и 34R до наклона стенки 13Т' и ушек 13FL и 13FR, а на фиг. 3е после их наклона. Толкающая деталь 34L прикреплена к исполнительному механизму 33L и используется для того, чтобы наклонить стенку 13Т', так что она упирается в стенку 13А, и наклонить ушко 13FL так, что оно упирается в стенку 13L. Толкающая деталь 34R прикреплена к исполнительному механизму 33R и используется для того, чтобы наклонить стенку 13Т', так что она упирается в стенку 13А, и наклонить ушко 13FR так, что оно упирается в стенку 13R. Исполнительный механизм 33L с нажимной деталью 34L, и исполнительный механизм 33R с нажимной деталью 34R представляют собой нажимной механизм 34, предназначенный для того, чтобы прижать самоустанавливающуюся стенку 13Т' к стенке 13А и соединительные детали в виде ушек 13FL и 13FR к стенкам 13L и 13R лотка 13. Подъемный механизм 32 и нажимной механизм 34 представляют собой преобразующий блок 35, являющийся одновременно и открывающим блоком. В другом варианте осуществления толкающие детали 34L и 34R могут быть присоединены к поворотному блоку 10, например, к корпусу 14, тогда наклон стенки 13Т' и ушек 13FL и 13FR происходит в процессе опускания поворотного блока 10.
Машина 1 опорожнения лотков снабжена станцией 23 опорожнения заполненных лотков (фиг. 4) в передней части 1А машины, под которой расположен конвейер 24, принимающий стержневидные изделия R, выгруженные из лотков 3, 13. В задней части 1 В машины 1 опорожнения лотков расположена станция 25 пустых лотков. Станция 25 пустых лотков может быть выполнена как конвейер или хранилище пустых лотков. Станция 25 пустых лотков снабжена приемным блоком 28, содержащим самоустанавливающуюся полку 26 с упором 27. На выдвинутую полку 26 помещается пустой лоток 3, 13, переносимый поворотным блоком 10 после опорожнения на станции 23 опорожнения заполненных лотков. Обратное перемещение полки 26 с упором 27 в сторону задней части 1 В машины 1 вызывает смещение всех пустых лотков 3, 13, собранных на станции 25.
Машина 1 опорожнения лотков с фиг. 4 содержит преобразовательный блок 21, расположенный на такой высоте над конвейером 4 станции 2 заполненных лотков, которая позволяет изменять конфигурацию лотка 13', находящегося на конвейере 4. Для такого варианта осуществления машины, после подачи заполненного лотка 13 в конфигурации первого типа, его конфигурация преобразуется в конфигурацию второго типа, а затем лоток 13 поднимается подъемным блоком 6 или забирается опускаемым поворотным блоком 10. Система управления предназначена для активации преобразовательного блока 21 при загрузке машины лотками в конфигурации первого типа. В случае подачи четырехстенного лотка 3 на машину 1 опорожнения лотков преобразовательный блок остается в неактивном состоянии. Также возможно преобразовать лоток первого типа к конфигурации лотка второго типа после того, как лоток 13 был поднят подъемным блоком 6.
Машина 1 опорожнения лотков снабжена контроллером 40, показанным на фиг. З, соединенным с отдельными блоками машины 1. Система управления машины 1 содержит детекторный блок 41, предназначенный для определения типа лотка, помещенного на станцию 2 заполненных лотков. В зависимости от типа лотков, помещенных на станцию 2, может происходить активация преобразовательного блока 21, 35. Преобразовательный блок 21,35 может быть в активном состоянии независимо от типа подаваемого лотка, так как его рабочие элементы действуют на стенки пятистенного лотка в конфигурации первого типа и не действуют на стенки четырехстенного лотка в конфигурации второго типа.
На фиг. 5 показан поворотный блок 10, который прикреплен к валу 12 вращения с осью вращения 12А на ползуне 11А подъемного блока 11. Поворотный блок 10 снабжен основным опорным элементом 14, на который опирается задняя стенка 3А, 13А четырехстенного лотка 3 или пятистенного лотка 13, соответственно. Поворотный блок 10 снабжен захватными элементами, предназначенными для захвата лотка 3, 13, а именно, по меньшей мере, одним нижним захватом 15L, 15R для поддержки нижней стенки 3В, 13В лотка 3, 13, по меньшей мере, одной парой боковых захватов 16L, 16R для захвата боковых стенок 3L, 3R лотка 3, 13 и заслонкой 18, покрывающей находящихся в лотке стержневидных изделий R, причем детали захвата прикреплены к удерживающему механизму 10А для удержания лотка 3, 13 в поворотном блоке 10 в процессе обработки лотка 3, 13. Поворотный блок 10 и подъемный блок 11 представляют собой блок 19 обработки. Обработку лотка 3, 13 следует понимать как подъем лотка 3, 13 подъемным блоком 11 и вращение лотка 3, 13 посредством поворотного блока 10, а также как перемещение лотка 3, 13 на удерживающем механизме 10А от оси 12А вала 12 поворотного блока 10. Кроме того, в процессе выполнения цикла опорожнения лотка 3, 13 можно свободно совмещать функции подъема, вращения и перемещения лотка 3, 13 от оси 12А вращения.
Вариант осуществления на фиг. За показывает пару самоустанавливающихся нижних захватов 15L, 15R, адаптированных для поддержки нижней стенки 3В, 13 В лотка 3, 13, соответственно. Большее количество нижних захватов может потребоваться для менее жестких лотков 3, 13 и в случае тяжелых стержневидных изделий R. Данный вариант осуществления показывает боковые захваты 16L и 16R, выполненные в форме продольных ребер, составляющих зажимные элементы. Форма боковых захватов 16L, 16R может зависеть от формы поверхности боковых стенок лотка 3, 13, при этом пятистенные лотки 13 имеют гладкие боковые стенки, тогда как четырехстенные лотки 3 являются ребристыми и могут иметь дополнительные выступы. Боковые захваты 16L, 16R можно перемещать с помощью пневматических приводов 17, и они могут воздействовать на лоток 3, 13 как зажимные элементы, исключающие деформацию боковых стенок 3L, 3R и 13L, 13R лотков, соответственно. Положение зажимных элементов 16L, 16R требует корректировки положения удерживания лотка 3, 13 в соответствии с жесткостью и габаритными размерами используемых лотков 3, 13. Заслонка 18, которая закреплена с возможностью скольжения на направляющей 18А удерживающего механизма 10А в поворотном блоке 10 и перемещается с помощью любого не показанного приводного блока с линейным перемещением, например, пневматического или электрического приводного блока, используется для покрытия стержнеобразных изделий R в лотке 3, 13. Удерживающий механизм 10А содержит боковые захваты 16L, 16R, самоустанавливающиеся нижние захваты 15L, 15R, заслонку 18 и их приводные элементы, прикрепленные к корпусу 14, выполненному, например, в виде пластины, которая является основным опорным элементом лотка. Удерживающий механизм 10А присоединен к линейной направляющей 10 В, которая соединена с вращающимся валом 12 с осью вращения 12А. Удерживающий механизм 10А может перемещаться по направляющей 10 В с помощью любого приводного механизма (не показан) таким образом, чтобы обеспечить перемещение удерживающего механизма 10А поперечно к оси 12А вала 12. Удерживающий механизм 10А предназначен для изменения расстояния лотка 3, 13 от оси 12А вала 12 вращения. Сочетание вращательного перемещения лотка 3, 13 с линейным перемещением дает возможность свободной обработки лотка 3, 13 в процессе его транспортировки до места разгрузки на станции 23 опорожнения лотка 3, 13. Кроме того, возможно начать вращательное перемещение поворотного блока 10 в любой фазе подъемного перемещения подъемного блока 11.
На фиг. 6 показана машина 1 опорожнения лотков с ее блоками в характерных положениях, подъемный блок 6 показан в нижнем положении и отмечен сплошной линией, а в верхнем положении 6' отмечен пунктирной линией. Поворотный блок 10 в нижнем положении показан сплошной линией; в этом положении лоток 3, 13 переносится от подъемного блока 6. Поворотный блок 10 в верхнем положении 10' показан пунктирной линией. Вращательное перемещение поворотного блока 10 может начаться в верхнем положении 10', оно также может начаться перед достижением верхнего положения 10' т.е. уже в процессе подъема подъемным блоком 11. Поворотный блок 10 в положении непосредственно перед началом выгрузки лотка 3, 13 показан пунктирной линией и обозначен как 10". Приемный блок 28 станции 25 пустых лотков, показанный сплошной линией, находится в положении ожидания, т.е. в убранном положении, в котором он не получает пустых лотков. Приемный блок 28, показанный пунктирной линией, находится в положении приема лотка и отмечен как 28'.
На фиг. 7 показан путь перемещения 70 четырехстенного лотка 3, причем последовательные этапы перемещения лотка показаны относительно точки, расположенной посередине задней стенки лотка. Траектория перемещения 70, соединяющая последовательные характерные точки, взятые как средние точки лотка, проходящего через зоны работы отдельных механизмов, показана жирной пунктирной линией. На станции 2 заполненных лотков заполненный четырехстенный лоток 3 проходит через последовательные расположения от точки А до точки В. Заполненный четырехстенный лоток 3 от точки В перемещается к положению, определяемому упорным элементом 5 или подъемным блоком 6 и останавливается в точке С.Подъемный блок 6 начинает перемещение вверх и поднимает четырехстенный лоток 3, и вызывает наклон заполненного четырехстенного лотка 3 на несколько градусов; положение четырехстенного лотка 3 после наклона отмечено как С. При перемещении вверх лоток 3 удерживается зажимами 8L и 8R. Подъемный блок 6 завершает перемещение вверх, когда четырехстенный лоток 3 достиг точки D. Поворотный блок 10 захватывает четырехстенный лоток 3 боковыми захватами 15L и 16R и самоустанавливающимися опорами 15L и 15R, и заслонка 18 покрывает стержневидные изделия R, собранные в лотке. Подъемный блок 6 опускается. Затем поворотный блок 10 вместе с захваченным четырехстенным лотком 3 поднимается подъемным блоком 11, т.е. блоком 19 обработки, таким образом, чтобы лоток 3 достиг точки Е. От точки Е начинается вращательное движение поворотного блока 10, причем поворотный блок 10 показан прерывистой линией. После начала вращательного движения поворотного блока 10 начинается движение удерживающего механизма 10А вместе с четырехстенным лотком 3 с целью увеличения расстояния лотка от оси вала поворотного блока 10. Перемещение удерживающего механизма 10А происходит поперечно к оси 12А вала 12 вращения. В зависимости от вида лотка и стержневидных изделий, перемещение удерживающего механизма 10А может быть начато в любой фазе вращательного перемещения. В результате сочетания вращательного перемещения поворотного блока 10 и перемещения удерживающего механизма 10А четырехстенный лоток 3 будет перемещен из точки Е в точку F по почти эллиптической траектории или траектории, состоящей из эллиптических участков. Траектория перемещения, по которой перемещается заполненный четырехстенный лоток 3, может содержать круговые участки и множество эллиптических участков, при этом форма траектории перемещения зависит от физических параметров стержневидных изделий R, в первую очередь, от их веса. В точке F, четырехстенный лоток 3 отклоняется на несколько градусов от вертикали до начала разгрузки четырехстенного лотка 3. При транспортировке лотка из точки F в точку G на станции 23 опорожнения заполненных лотков отводится заслонка 18, и начинается выгрузка стержневидных изделий R из четырехстенного лотка 3 на конвейер 24. После частичной выгрузки стержневидных изделий R из четырехстенного лотка 3 четырехстенный лоток 3 может быть принят блоком 19 обработки, поскольку четырехстенный лоток 3 в это время остается зажатым удерживающим блоком 10А поворотного блока 10. В качестве альтернативы, четырехстенный лоток 3 может оставаться в точке G в положении разгрузки до полного опорожнения. При приеме пустого лотка 3 лоток 3 сначала перемещается в вертикальном направлении на участке G-H, а затем на участке траектории H-J и доставляется в приемный блок 28 станции 25 пустых лотков. Участок H-J проходит над участком E-F, потому что при получении лотка после его частичной выгрузки участок G-H должен быть прямолинейным и вертикальным. Участок H-J траектории перемещения может быть таким же, как участок E-F или перекрываться с ним (при приеме лотка после его полного опорожнения). Перемещение лотка 3 по участку H-J может осуществляться другим блоком, отличным от поворотного блока 10 блока 19 обработки. Далее пустой четырехстенный лоток 3 перемещается приемным блоком 28 к точке К и далее по станции 25 пустых лотков к точке L, откуда он собирается оператором. Передвижение пустых лотков из точки К к точке L принудительно осуществляется перемещением приемного блока 28, связанным с последовательно получаемыми пустыми лотками.
Транспортируемые стержневидные изделия R требуют бережного обращения и по возможности малых механических нагрузок. Из-за различного веса стержневидных изделий, механизмы выгрузки из лотка подвергаются меняющимся нагрузкам. Нагрузки влияют, в частности, на механизмы поворотного блока 10. При обработке лотка 3, 13 стержневидные изделия R, содержащиеся в нем, могут в определенной степени перемещаться относительно лотка 3, 13. Перемещение стержневидных изделий R относительно лотка 3, 13 должно быть исключено или по меньшей мере ограничено, поскольку оно может привести к повреждению концов стержневидных изделий R. Испытания показали, что оптимальное распределение ускорений, которым подвергаются стержневидные изделия R, и нагрузок на механизмы поворотного блока 10 может быть достигнуто путем запуска вращательного движения поворотного блока 10 вокруг оси 12А до окончания подъема подъемным блоком 11.
За счет создания сложного перемещения лотка, т.е. создания траектории, содержащей не только простой перенос или вращение, но и результат сочетания начального переноса (подъема), вращения и еще одного переноса в направлении, имеющем тангенциальную составляющую вращения, можно создать траекторию, состоящую не только из эллиптических участков, но и фактически любую траекторию, которая считается оптимальной для транспортировки стержневидных элементов с определенными физическими свойствами. Следует отметить, что добавление третьей степени свободы, как в настоящем изобретении, расширяет диапазон возможных положений, в которые может быть помещен лоток, и значительно увеличивает число различных траекторий, по которым лоток может транспортироваться. Это позволяет видоизменять траектории для пятистенных лотков и четырехстенных лотков, когда это необходимо, например, из-за различной жесткости пятистенных лотков и четырехстенных лотков, обычно сделанных из различных материалов.
На фиг. 8 показана модифицированная траектория перемещения 80 четырехстенного лотка 3, для которой вращательное движение поворотного блока 10 начинается в точке М, где перемещение четырехстенного лотка 3 от оси вращения 12А за счет перемещения механизмов, удерживающих четырехстенный лоток 3, начинается в точке на участке E-N, хотя перемещение лотка 3 может начаться на участке M-N. Независимые механизмы вращательного движения поворотного блока 10 и линейного перемещения механизма 10А, удерживающего лоток, позволяют свободно формировать ход траектории перемещения четырехстенного лотка 3.
На фиг. 9 и 10 показаны траектории перемещения 90, 100 пятистенного лотка 13, причем, как и в случае четырехстенного лотка 3, последовательные этапы перемещения лотка показаны с привязкой к точке в середине задней стенки лотка 13. После установки пятистенного лотка 13 на станцию 2 заполненных лотков оператор машины предварительно отклоняет верхнюю стенку 13Т'. Траектория перемещения, соединяющая последовательные характерные точки, взятые как середина задней стенки пятистенного лотка 13, показана жирной пунктирной линией. Проход от точки А до С выполняется таким же образом, как и в случае четырехстенного лотка 3. Подъемный блок 6 поднимает пятистенный лоток 13 к точке D. В этом положении преобразовательный блок (например, 21L и 21R) отклоняет стенку 13Т', чтобы сделать возможной последующую разгрузку пятистенного лотка 13. Поворотный блок 10 сжимает пятистенный лоток 13 боковыми зажимами 16L и 16R и самоустанавливающимися опорами 15L и 15R, а заслонка 18 покрывает стержневидные изделия R, собранные в пятистенном лотке 13. Дальнейшая часть траектории перемещения пятистенного лотка 13 (т.е. лотка в конфигурации первого типа) проходит так же, как и в случае четырехстенного лотка 3 (т.е. лотка второго типа).
Испытания показали, что оптимальное распределение ускорений, которым подвергаются стержневидные изделия R, и нагрузок на механизмы поворотного блока 10 может быть достигнуто при начале вращательного движения вокруг оси 12А до достижения точки Е. На фиг. 10 показана измененная траектория перемещения 100 пятистенного лотка 13, для которой вращательное движение поворотного блока 10 начинается в точке Р, где перемещение лотка 3 от оси вращения 12А при перемещении удерживающего механизма 10А начинается в точке участка E-S, хотя перемещение лотка 13 может начинаться на участке P-S. В случае пятистенного лотка 13 траектория перемещения 100 лотка может быть изменена за счет первоначального подъема лотка 13 на участке H-U, а затем бережным опусканием лотка на участке U-J, с подъемом пустого лотка 13 по более крутой траектории, чем в случае четырехстенного лотка 3. Такая траектория перемещения пятистенного лотка 13 оказывается более целесообразной, потому что сделанные из картона пятистенные лотки 13 без стержневидных изделий R внутри более подвержены деформациям, вызванным давлением боковых зажимных деталей.
На фиг. 11-14 показаны последовательные фазы вращения поворотного блока 10, в ходе которых лоток 3, 13 перемещается от оси 12А вала 12 поворотного блока 10, причем расстояние d1-4 между задней стенкой лотка и осью 12А вала 12 постепенно увеличивается от d1 до d4. Расстояние dl-4 увеличивается за счет перемещения удерживающего механизма 10А по направляющей 10 В. Начальное минимальное расстояние между задней стенкой лотка и осью 12А вала 12, показанное на фиг. 11, определяется как d1. Конечное максимальное расстояние между задней стенкой лотка и осью 12А вала 12 определяется как d4, причем d1<d2<d3<d4 где d2 и d3 являются последовательными промежуточными расстояниями между задней стенкой лотка 3, 13 и осью 12А.