СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПОРОЖНЕНИЯ РАЗНЫХ ТИПОВ ЛОТКОВ, ЗАПОЛНЕННЫХ СТЕРЖНЕОБРАЗНЫМИ ИЗДЕЛИЯМИ ТАБАЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ, И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ БЛОК ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ КОНФИГУРАЦИИ ЛОТКА
METHOD AND DEVICE FOR EMPTYING OF DIFFERENT TYPES OF TRAYS FILLED WITH ROD-SHAPED PRODUCTS OF TOBACCO INDUSTRY, AND CONVERSION UNIT FOR CHANGE OF TRAY CONFIGURATION

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для опорожнения лотков разных типов, заполненных стержнеобразными изделиями табачной промышленности, а также к преобразовательному блоку, предназначенному для изменения конфигурации лотка.
На фабриках табачной промышленности производят различные изделия для курения. Как готовые изделия, так и полуфабрикаты, производимые на последовательных этапах производства, можно собирательно обозначить как «стержнеобразные изделия», которые можно транспортировать на конвейерах или в лотках. В табачной промышленности для всех типов стержнеобразных изделий, в том числе для сигарет, сигарилл, сигар и стержней из фильтрующего материала, обычно используют пластиковые лотки. Пластиковые лотки имеют форму куба без двух смежных стенок, то есть являются четырехстенными лотками. Пластиковые лотки являются жесткими, и их используют для временного хранения и транспортировки стержнеобразных изделий в производственных помещениях табачных фабрик. Для транспортировки фильтрующих стержней за пределы производственных помещений обычно используют картонные лотки, выполненные в виде пятистенных лотков. Картонные лотки имеют более тонкие, менее жесткие и легко деформируемые стенки, причем имеется одна откидная стенка. Заполнение пятистенного лотка происходит после открытия лотка, то есть после поворота откидной стенки. После заполнения лоток должен быть закрыт, то есть откидная стенка должна быть откинута в исходное положение. Ту же откидную стенку откидывают для опорожнения лотка. Во время транспортировки заполненный лоток накрыт крышкой для защиты находящихся внутри стержней. Устройства для разгрузки с четырехстенных лотков и пятистенных лотков имеют по существу похожую конструкцию, однако механизмы устройства должны быть отрегулированы по-разному для каждого типа лотка, причем одна из стенок пятистенного лотка должна быть откинута перед разгрузкой. Тип и физические параметры выгружаемых стержнеобразных изделий также влияют на процесс разгрузки. Объектом настоящего изобретения является машина, предназначенная для опорожнения лотков двух типов с разными конфигурациями, причем лотком первого типа является пятистенный лоток, а лотком второго типа - четырехстенный лоток. Четырехстенный лоток может быть изготовлен из любого материала.
Устройство для опорожнения картонных пятистенных лотков известно из патента ЕР 1118543 В1. Из публикации WO 2015033264 А1 известно устройство другой конструкции для опорожнения картонных пятистенных лотков. Устройства для опорожнения лотков с четырьмя стенками известны из документов GB 2043603 А, ЕР 1086628 Bl, US 3759408 А, ЕР 1656841 А1 и US 3298549. В уровне техники не выявлено устройство, выполненное с возможностью разгрузки разных типов лотков и оснащенное блоком, предназначенным для изменения конфигурации лотков. В соответствии с решением, известным из документа GB 2148853 А, картонный пятистенный лоток, который необходимо опорожнить, помещают в пластиковый четырехстенный лоток, причем после помещения его в пластиковый лоток одну стенку пятистенного лотка отворачивают вручную. Лотки, собранные вместе и защищенные от разделения посредством специального держателя, удерживающего отвернутую стенку, размещают на разгружателе лотков.
Объектом изобретения является устройство для опорожнения двух типов лотков для стержнеобразных изделий табачной промышленности, причем лотком первого типа является пятистенный лоток, а лотком второго типа является четырехстенный лоток; устройство содержит станцию заполненных лотков первого типа или второго типа, поворотный блок, выполненный с возможностью поворота заполненного лотка первого типа или второго типа, подъемный блок, выполненный с возможностью подъема поворотного блока, станцию для опорожнения лотка первого или второго типа, станцию для пустых лотков первого или второго типа, и систему управления, выполненную с возможностью управления узлами устройства. Согласно изобретению устройство отличается тем, что дополнительно содержит преобразовательный блок, выполненный с возможностью изменения конфигурации лотка первого типа на конфигурацию, соответствующую конфигурации лотка второго типа. Преобразовательный блок выполнен с возможностью изменения конфигурации лотка первого типа на конфигурацию, соответствующую конфигурации лотка второго типа, когда осуществляется подача лотка первого типа на разгрузку, и с возможностью сохранения конфигурации лотка второго типа, когда осуществляется подача лотка второго типа на разгрузку, причем преобразовательный блок дополнительно содержит подъемный механизм линейного действия, выполненный с возможностью подъема шарнирной стенки и соединительных элементов, и нажимной механизм линейного действия, выполненный с возможностью прижатия шарнирной стенки и соединительных элементов к другим стенкам лотка, при этом поворотный блок выполнен с возможностью, в дополнение к повороту лотка, перемещения лотка в направлении, поперечном оси вала вращения, и в направлении по касательной к траектории поворота.
Производители курительных изделий, обрабатывающие полуфабрикаты, которые процессе производства хранятся в различных лотках, могут сократить расходы на механическое оборудование, поскольку устройство, предлагаемое в соответствии с настоящим изобретением, может разгружать как пластиковые, так и картонные лотки, причем для адаптации машины к любому типу лотка не требуются никакие дополнительные детали.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что поворотный блок, выполненный с возможностью поворота заполненного лотка, содержит удерживающий механизм, имеющий захватные элементы, выполненные с возможностью удержания лотка и перемещения лотка в направлении, поперечном оси вала поворотного блока.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что удерживающий механизм присоединен к линейной направляющей, выполненной с возможностью перемещения лотка в направлении, поперечном оси вала поворотного блока.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что захватные элементы содержат боковые захваты, нижний захват и скользящую крышку.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что содержит подъемный блок, выполненный с возможностью подъема заполненного лотка со станции заполненных лотков.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что преобразовательный блок является открывающим блоком, выполненным с возможностью поворота шарнирной стенки лотка первого типа.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что открывающий блок, выполненный с возможностью поворота шарнирной стенки лотка первого типа, расположен над подъемным блоком, выполненным с возможностью подъема заполненного лотка.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что содержит блок определения типа лотка.
Также объектом изобретения является способ опорожнения двух типов лотков с разными конфигурациями для стержнеобразных изделий табачной промышленности, причем лотком первого типа является пятистенный лоток, а лотком второго типа является четырехстенный лоток, в соответствии с которым размещают заполненный лоток первого типа или второго типа на станции заполненных лотков, транспортируют заполненный лоток первого типа или второго типа вдоль станции заполненных лотков, захватывают заполненный лоток первого типа или второго типа посредством поворотного блока, поднимают заполненный лоток первого типа или второго типа, поворачивают заполненный лоток первого типа или второго типа посредством поворотного блока, помещают заполненный лоток первого типа или второго типа на станцию опорожнения заполненного лотка, транспортируют пустой лоток первого типа или второго типа на станцию пустых лотков, принимают пустой лоток первого типа или второго типа со станции пустых лотков. Способ согласно изобретению отличается тем, что после подачи заполненного лотка первого типа активируют преобразовательный блок и преобразуют конфигурацию лотка первого типа в конфигурацию, соответствующую конфигурации лотка второго типа, причем изменяют конфигурацию лотка первого типа на конфигурацию, соответствующую конфигурации лотка второго типа, когда осуществляется подача лотка первого типа на разгрузку, и сохраняют конфигурацию лотка второго типа, когда осуществляется подача лотка второго типа на разгрузку, причем в ходе поворота заполненного лотка добавляется перемещение лотка в направлении, поперечном оси вала вращения, и в направлении по касательной к траектории поворота.
При использовании машины согласно изобретением оператору не приходится совершать какие-либо дополнительные действия, помимо размещения лотков на станции заполненных лотков и поворота навесной стенки. Таким образом, благодаря изобретению, с точки зрения времени оператор не вовлечен дополнительно в процесс работы устройства.
Способ согласно изобретению дополнительно отличается тем, что в ходе поворота заполненного лотка заполненный лоток отводят в направлении, поперечном оси вала поворотного блока.
Способ согласно изобретению дополнительно отличается тем, что перед захватом лотка посредством поворотного блока заполненный лоток поднимают на подъемном блоке, выполненном с возможностью подъема заполненных лотков.
Еще одним объектом изобретения является преобразовательный блок, предназначенный для изменения конфигурации лотка первого типа, имеющего по меньшей мере одну шарнирную стенку, снабженную соединительными элементами для соединения шарнирной стенки с другими стенками лотка, на конфигурацию, соответствующую конфигурации лотка второго типа, не имеющего шарнирной стенки, причем блок содержит толкательные элементы, выполненные с возможностью подъема шарнирной стенки и соединительных элементов, и нажимные элементы, выполненные с возможностью прижатия шарнирной стенки и соединительного элемента к другим стенкам лотка. Блок согласно изобретению отличается тем, что он дополнительно содержит подъемный механизм линейного действия, выполненный с возможностью подъема откидной стенки и соединительных элементов, и нажимной механизмом линейного действия, выполненный с возможностью прижатия шарнирной стенки и соединительных элементов к другим стенкам лотка.
Блок согласно изобретению дополнительно отличается тем, что подъемный механизм содержит по меньшей мере два исполнительных механизма, имеющих толкательные элементы.
Блок согласно изобретению дополнительно отличается тем, что нажимной механизм содержит по меньшей мере два исполнительных механизма, имеющих нажимные элементы.
Устройство опорожнения лотков согласно изобретению позволяет машине работать с разными типами лотков. В результате, оператору не приходится менять конфигурацию машины, что отнимает много времени, и отпадает необходимость в хранении комплекта деталей, требуемых для изменения конфигурации машины. Преобразование лотка происходит без увеличения времени работы машины.
Предпочтительный вариант изобретения подробно проиллюстрирован на чертежах, на которых:
фиг. 1 на виде в аксонометрии показывает заполненный четырехстенный лоток (второго типа), видна передняя сторона лотка;
фиг. 2 на виде в аксонометрии показывает заполненный пятистенный лоток (первого типа) в конфигурации лотка второго типа, видна передняя сторона лотка;
фиг. 2а на виде в аксонометрии показывает заполненный пятистенный лоток (первого типа) в конфигурации лотка второго типа, видна задняя сторона лотка;
фиг. 2b на виде в аксонометрии показывает заполненный пятистенный лоток (первого типа) в конфигурации лотка второго типа, видна передняя сторона лотка;
фиг. 3 на виде сбоку показывает машину для опорожнения лотков;
фиг. 3а на виде с задней стороны машины показывает поворотный блок и блок для подъема лотка;
фиг. 3b на виде с задней стороны машины показывает преобразовательный блок и лоток первого типа;
фиг. 3с на виде сбоку показывает преобразовательный блок и лоток первого типа;
фиг. 3d на виде сверху показывает нажимные элементы преобразовательного блока и лоток первого типа;
фиг. 3е на виде сверху показывает нажимные элементы преобразовательного блока и лоток первого типа;
фиг. 4 на виде сбоку показывает машину для опорожнения лотков;
фиг. 5 на виде сбоку показывает манипуляционный модуль;
на фиг. 6 на виде сбоку показывает машину для опорожнения лотков, поворотный блок показан в нескольких рабочих положениях;
фиг. 7 показывает траектории перемещения четырехстенного лотка - второго типа;
на фиг. 8 показывает траектории перемещения четырехстенного лотка - второго типа;
фиг. 9 показывает траектории перемещения пятистенного лотка - первого типа;
фиг. 10 показывает траектории перемещения пятистенного лотка - первого типа;
фиг. 11, 12, 13 и 14 показывает последовательные фазы перемещения поворотного блока.
В данном описании изобретение раскрыто на примере четырехстенного лотка 3, который в упрощенном виде показан на фиг. 1, и пятистенного лотка 13, который показан на фиг. 2. Оба лотка изображены как заполненные лотки в вертикальном положении, то есть в таком положении, в котором заполненные лотки размещены на станции заполненных лотков машины для опорожнения заполненных лотков. Заполненное пространство лотков отмечено штриховкой, с показом лишь несколько примеров стержнеобразных изделий R, лежащих на дне лотка. В таком вертикальном положении оператор помещает заполненные лотки на станцию заполненных лотков, удерживая лоток за боковые стенки так, чтобы видеть его содержимое. Такие термины как «верхний», «нижний», «боковой» и «задний» относятся к положению лотков с фиг. 1 и 2, где у каждого лотка видна его передняя сторона, левая боковая сторона и верхняя сторона. Четырехстенный лоток 3 имеет нижнюю стенку 3В, на которой он стоит, заднюю стенку 3А и две боковые стенки, то есть левую боковую стенку 3L и правую боковую стенку 3R, при этом обозначение сторон относится к положению, в котором оператор, укладывающий лоток на станцию заполненных лотков, может видеть обращенную к нему открытую переднюю сторону 3G лотков 3. Заполнение и опорожнение лотка происходит через открытую сторону 3Т.
Четырехстенные лотки могут быть изготовлены из пластика 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, то есть левую боковую стенку 13L и правую боковую стенку 13R. Пятистенный лоток 13 имеет поворачивающуюся верхнюю стенку 13Т', спроектированную как самовыравнивающаяся стенка по отношению к задней стенке 13А лотка 13, с которой она соединена вдоль края 13Е. Верхняя стенка 13Т' имеет два поворотных выступа 13FL и 13FR, которые во время транспортировки вставлены в паз в соответствующих боковых стенках 13L и 13R. После помещения заполненного пятистенного лотка 13 на станцию заполненных лотков оператор поднимает верхнюю стенку 13Т' так, чтобы поворотные выступы 13FL и 13FR выдвинулись из стенок 13L и 13R и свободно свисали на стороне снаружи боковых стенок 13L и 13R. На фиг. 2а и 2b показан пятистенный лоток 13 на более позднем этапе цикла опорожнения лотка пятистенного 13 в открытой конфигурации, идентичной конфигурации четырехстенного лотка. Верхняя стенка 13Т' повернута так, что обеспечивается возможность опорожнения пятистенного лотка 13 через верхнюю открытую сторону 13Т пятистенного лотка. Заполнение пятистенного лотка 13 происходит также через верхнюю сторону 13Т. Подобно четырстенному лотку 3, оператор помещает пятистенного лоток 13 на станцию заполненных лотков, удерживая пятистенный лоток 13 открытой стороной 13G к себе.
Пятистенные лотки 13 могут быть изготовлены из картона или другого дешевого материала, обычно они менее жесткие, нежели лотки с четырьмя стенками, и, как правило, предназначены для одноразового использования.
Описанная ниже машина 1 для опорожнения лотков 3, 13, будучи разгружателем лотков, выполнена с возможностью опорожнения как жестких лотков 3 с четырьмя стенками, так и менее жестких лотков 13 с пятью стенками без необходимости изменения конфигурации машины. Для упрощения описания, блоки машины 1 для опорожнения лотков в соответствии с настоящим изобретением показаны на фиг. 3 в упрощенном виде, без приводных механизмов; наружный контур машины показан пунктирной линией. Машина 1 для опорожнения лотков содержит станцию 2 заполненных лотков, на которую оператор помещает заполненные четырехстенные лотки 3 или пятистенные лотки 13, подлежащие разгрузке. Станция 2 заполненных лотков может быть выполнена в виде конвейера 4 с двумя транспортирующими лентам для транспортировки лотков 3, 13; лотки 3, 13 можно транспортировать также посредством цепей, связанных с плоской опорной поверхностью. Со станции 2 заполненных лотков лотки 3, 13 подают на разгрузку в виде первых заполненных лотков 3', 13', в то время как множество заполненных лотков 3, 13 накапливается на станции 2 заполненных лотков. Подача первого заполненного лотка 3', 13' из всех заполненных лотков 3, 13, стоящих на станции 2, может осуществляться после подъема с конвейера 4 всех заполненных лотков 3, 13, за исключением первого лотка 3', 13', который транспортируется конвейером 4. Подъем лотков 3, 13 может осуществляться посредством подъемного устройства 4А, с перемещением которого связано опускание фиксирующего устройства 4В, что позволяет транспортировать по конвейеру 4 первый заполненный лоток 3', 13' для его подачи. После подачи первого заполненного лотка 3', 13' опускают подъемное устройство 4А, лотки 3, 13, поднятые ранее подъемным устройством 4А, помещают на конвейер 4, и поднимают фиксирующее устройство 4В. Станция 2 заполненных лотков содержит боковые направляющие 4С, расположенные с двух сторон лотков 3, 13, транспортируемых вдоль станции 2 заполненных лотков. Боковые направляющие 4С расположены сходящимися в направлении подачи, т.е. от задней части 2А к передней части 2В станции 2 заполненных лотков, при этом схождение боковых направляющих 4С можно регулировать в зависимости от вида лотка 3, 13, например, в зависимости от жесткости лотка 3, 13. Кроме того, боковые направляющие 4С могут быть расположены на разных высотах, также в зависимости от вида лотка 3, 13, в частности, в зависимости от жесткости и формы боковых стенок лотков 3, 13. Станция 2 заполненных лотков может иметь регулируемый опорный элемент 5. Регулировка положения опорного элемента 5 необходима, чтобы останавливать заполненный лоток 3, 13 в месте, из которого его легко забрать или поднять. Из-за разной жесткости четырехстенного лотка 3 и пятистенного лотка 13 могут потребоваться разные положения регулируемого опорного элемента 5. Оператор помещает заполненный лоток 3, 13 в заднюю часть 2А станции 2 заполненных лотков. В передней части 2В станции 2 заполненных лотков расположен подъемный блок 6, выполненный с возможностью поднятия заполненного лотка 3, 13. Подъемный блок 6 может быть выполнен в виде подъемника, обеспечивающего подъем заполненных лотков с конвейера 4 станции 2 заполненных лотков 3, 13, с расположением механизма подъемного блока 6 ниже транспортирующих лент конвейера 4.
Машина 1 для опорожнения лотков снабжена двумя открывающими блоками 21L, 21R (фиг. 3), предназначенными для открывания верхней стенки 13Т' пятистенного лотка 13. Открывающие блоки 21L, 21R имеют, например, вращающиеся рабочие элементы 22L и 22R (фиг. 3а), поворачивающие верхнюю стенку 13Т'. Пятистенный лоток 13 с фиг. 2 имеет конфигурацию, называемую здесь конфигурацией первого типа, тогда как четырехстенный лоток 3 с фиг. 1 имеет конфигурацию, называемую здесь конфигурацией второго типа. Пятистенный лоток 13 можно преобразовать из конфигурации первого типа в конфигурацию второго типа путем поворота стенки 13Т' и прижатия ее к стенке 13А, а затем прижатия выступов 13FL и 13FR к боковым стенкам 13L и 13R, соответственно. Пятистенный лоток 13 может быть захвачен поворотным блоком 10 только после преобразования пятистенного лотка в конфигурацию второго типа. Открывающий блок 21L и открывающий блок 21R вместе составляют преобразовательный блок, который изменяет конфигурацию лотка из конфигурации лотка первого типа (т.е. лотка с пятой стенкой, закрывающей внутреннюю часть лотка) в конфигурацию, соответствующую конфигурации лотка второго типа (т.е. четырехстенного лотка, внутренняя часть которого не закрыта пятой стенкой).
Подъемный блок 6, предназначенный для подъема заполненных лотков 3, 13, имеет кронштейны 7А, 7В и 7С, показанные на фиг. 3а. Чтобы избежать деформации лотка, во время подъема заполненный лоток 3, 13 поддерживается в нескольких точках на связанных между собой кронштейнах 7А, 7В и 7С, которые могут быть наклонены к передней части 1А машины 1 для опорожнения лотков. Во время подъема подъемным блоком 6, лоток 3, 13 удерживают посредством подвижных боковых зажимных элементов 8L и 8R, задача которых, в случае пятистенных лотков 13 из картона, состоит в устранении риска деформирования пятистенных лотков 13 и смещения (падения вниз) стержнеобразных изделий R из верхних углов пятистенного лотка 13. Боковые зажимные элементы 8L и 8R можно перемещать, например, посредством пневматических исполнительных механизмов 9, при этом положение зажимных элементов 8L и 8R надо регулировать в соответствии с жесткостью и габаритными размерами используемых лотков 3, 13. В случае четырехстенных лотков 3 нет необходимости нажимать на боковые стенки 3L, 3R лотка 3, и в этом случае зажимные элементы 8L и 8R представляют собой ограничители перемещения в горизонтальном направлении. Подъем лотка 3, 13 посредством подъемного блока 6 можно осуществлять посредством любого механизма линейного перемещения с электрическим или пневматическим приводом. Подъемный блок 6 поднимает заполненный лоток 3, 13 до высоты, на которой заполненный лоток 3, 13 может быть захвачен поворотным блоком 10. Поворотный блок 10 выполнен с возможностью поворота заполненного лоток 3, 13 перед его разгрузкой на станции 23 опорожнения заполненного лотка. Поворотный блок 10 может быть выполнен ка неподвижный на определенной высоте или может перемещаться подъемным блоком 11 в вертикальном направлении. Предусмотрена также возможность опускания поворотного блока 10 и последующего подъема заполненного лотка 3, 13 посредством поворотного блока непосредственно со станции заполненных лотков 3, 13, как подробно описано ниже.
На фиг. 3b, 3c, 3d, 3e показан альтернативный преобразовательный блок для открывания пятистенного лотка. На фиг. 3b показан лоток 13, поднятый подъемным блоком 6 на виде сзади от машины. Преобразовательный блок 21 содержит исполнительные механизмы 31L и 31R, имеющие толкательные элементы 32L и 32R, прикрепленные к поршневым штокам исполнительных механизмов 31L и 31R. Толкательные элементы 32L и 32R используются для поворота стенки 13Т' вместе с выступами 13F относительно оси, проходящей через край 13Е. Исполнительные механизмы 31L и 31R наклонены относительно стенок 13L и 13R, чтобы позволить толкательным элементам воздействовать на поверхность стенки 13Т'. Под действием исполнительных механизмов 31L и 31R верхняя стенка 13Т' лотка 13 в конфигурации первого типа поворачивается так, как показано на фиг. 3c. Исполнительные механизмы 31L и 31R находятся в выдвинутом положении, и толкательные элементы 32L и 32R упираются в стенку 13Т'. Задача исполнительных механизмов 33L и 33R состоит в том, чтобы дополнительно отогнуть стенку 13Т' и выступы 13FL и 13FR. Толкательные элементы 34L и 34R прикреплены к поршневым штокам исполнительных механизмов 33L и 33R, причем на фиг. 3d показано положение толкательных элементов 34L и 34R до отгибания стенки 13Т' и выступов 13FL и 13FR, а на фиг. 3 - после отгибания. Толкательный элемент 34L, прикрепленный к исполнительному механизму 33L, используется для отгибания стенки 13Т' так, чтобы та упиралась в стенку 13А, и для отгибания выступа 13FL так, чтобы тот упирался в стенку 13L. Толкательный элемент 34R, прикрепленный к исполнительному механизму 33R, используется для отгибания стенки 13Т' так, чтобы та упиралась в стенку 13А, и для отгибания выступа 13FR так, чтобы тот упирался в стенку 13R. Исполнительный механизм 33L с нажимным элементом 34L и исполнительный механизм 33R с нажимным элементом 34R образуют нажимной механизм 34, обеспечивающий прижатие самовыравнивающейся стенки 13Т' к стенке 13А и прижатие соединительных элементов в форме выступов 13FL и 13FR к стенкам 13L и 13R лотка 13. Подъемный механизм 32 и нажимной механизм 34 образуют преобразовательный блок 35, являющийся в то же время и открывающим блоком. В другом варианте осуществления толкательные элементы 34L и 34R могут быть прикреплены к поворотному блоку 10, например, к корпусу 14, в этом случае отгибание стенки 13Т' и выступов 13FL и 13FR происходит в ходе опускания поворотного блока 10.
Машина 1 для опорожнения лотков в передней своей части 1А содержит станцию 23 опорожнения заполненного лотка (фиг. 4), под которой расположен конвейер 24, принимающий стержнеобразные изделия R, выгружаемые из лотков 3, 13. В задней части 1В машины 1 для опорожнения лотков расположена станция 25 пустых лотков. Станция 25 пустых лотков может быть выполнена в виде конвейера или хранилища пустых лотков. Станция 25 пустых лотков имеет приемный блок 28, содержащий самовыравнивающуюся полку 26 с опорой 27. Пустой лоток 3, 13, переносимый поворотным блоком 10 после опорожнения на станции 23 опорожнения заполненного лотка, размещают на полке 26, которая была предварительно выдвинута. Обратное перемещение полки 26 с опорой 27 в направлении задней части 1В машины 1 вызывает смещение всех пустых лотков 3, 13, собранных на станции 25.
Машина 1 для 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, и затем лоток 13 поднимается подъемным блоком 6 или захватывается опущенным поворотным блоком 10. Система управления выполнена с возможностью активации преобразовательного блока 21, если машина загружена лотками в конфигурации первого типа. В случае подачи на машину 1 для опорожнения лотков с четырехстенного лотка 3 преобразовательный блок остается в неактивном состоянии. Кроме того, возможно преобразование лотка первого типа в конфигурацию лотка второго типа после того, как лоток 13 поднят подъемным блоком 6.
Машина 1 для опорожнения лотков имеет контроллер 40, показанный на фиг. 3, соединенный с отдельными блоками машины 1. Система управления машиной 1 содержит блок 41 обнаружения, предназначенный для определения типа лотка, размещенного на станции 2 заполненных лотков. Активация преобразовательного блока 21, 35 может происходить в зависимости от типа лотков, размещенных на станции 2. Преобразовательный блок 21, 35 может находиться в активном состоянии независимо от типа подаваемого лотка, поскольку рабочие элементы блока воздействуют на стенки пятистенного лотка в конфигурации первого типа и не воздействуют на стенки четырехстенного лотка в конфигурации второго типа.
На фиг. 5 показан поворотный блок 10, соединенный с вращающимся валом 12, имеющим ось вращения 12А, на ползуне 11А подъемного блока 11. Поворотный блок 10 имеет основной опорный элемент 14, на котором поддерживается задняя стенка 3А, 13А с четырехстенного лотка 3 или с пятистенного лотка 13, соответственно. Поворотный блок 10 снабжен захватными элементами для захвата лотка 3, 13, а именно, имеется по меньшей мере один нижний захват 15L, 15R с возможностью удержания нижней стенки 3В, 13В лотка 3, 13, по меньшей мере одна пара боковых захватов 16L, 16R для захвата боковых стенок 3L, 3R, 13L, 13R лотка 3, 13, и амортизатор 18 для покрытия стержнеобразных изделий R, находящихся в лотке, с креплением захватных элементов к удерживающему механизму 10А, который предназначен для удержания лотка 3, 13 в поворотном блоке 10 в ходе манипуляций с лотком 3, 13. Поворотный блок 10 и подъемный блок 11 образуют манипуляционный блок 19. Под манипуляциями с лотком 3, 13 подразумеваются подъем лотка 3, 13 подъемным блоком 11 и поворот лотка 3, 13 поворотным блоком 10, а также отведение лотка 3, 13 на удерживающем механизме 10А в дальше от оси 12А вала 12 поворотного блока 10. Кроме того, в ходе выполнения цикла опорожнения лотка 3, 13 можно свободно комбинировать функции подъема, поворота лотка 3, 13 и перемещения от оси вращения 12а.
Вариант с фиг. 3а демонстрирует пару самовыравнивающихся нижних захватов 15L, 15R для поддержания нижней стенки 3В, 13В соответствующего лотка 3, 13. Для менее жестких лотков 3, 13 и в случае тяжелых стержнеобразных изделий может потребоваться большее количество нижних захватов. В данном варианте осуществления изобретения предусмотрены боковые захваты 16L и 16R в виде продольных планок, образующих зажимные элементы. Форма боковых захватов 16L, 16R может зависеть от формы поверхности боковых стенок лотка 3, 13, причем пятистенные лотки 13 имеют гладкие боковые стенки, тогда как четырехстенные лотки 3 имеют ребра и могут иметь дополнительные выступы. Боковые захваты 16L, 16R могут перемещаться посредством пневматических исполнительных механизмов 17 и могут воздействовать на лоток 3, 13 в качестве зажимных элементов, устраняя деформацию боковых стенок 3L, 3R и 13L, 13R лотка, соответственно. Положение зажимных элементов 16L и 16R требует регулировки положения удержания лотка 3, 13 в соответствии с жесткостью и габаритами используемых лотков 3, 13. Амортизатор 18 прикреплен с возможностью скольжения к направляющей 18А удерживающего механизма 10А в поворотном блоке 10, перемещается посредством любого не показанного приводного блока с линейным перемещением, например, пневматического или электрического приводного блока, и используется для покрытия стержнеобразных изделий R в лотке 3, 13. Удерживающий механизм 10А содержит боковые захваты 16L, 16R, самовыравнивающиеся нижние захваты 15L, 15R и амортизатор 18, а также их приводные элементы, прикрепленные к корпусу 14, например, выполненному в виде пластины, образующей основной опорный элемент для лотка. Удерживающий механизм 10А прикреплен к линейной направляющей 10В, которая соединена с вращающимся валом 12, имеющим ось вращения 12А. Удерживающий механизм 10А может перемещаться вдоль направляющей 10В посредством любого не показанного приводного механизма так, чтобы обеспечить перемещение удерживающего механизма 10А в направлении поперек оси 12А вала 12. Задачей удерживающего механизма 10А является изменение расстояния от лотка 3, 13 до оси 12А вращающегося вала 12. Комбинация вращательного движения лотка 3, 13 и линейного движения обеспечивает возможность любых манипуляций с лотком 3, 13 в ходе его транспортировки в положение разгрузки на станции 23 опорожнения лотка 3, 13. Кроме того, можно начинать вращательное перемещение поворотного блока 10 на любом этапе подъемного перемещения подъемного блока 11.
На фиг. 6 показана машина 1 для опорожнения лотков и ее блоки, находящиеся в типовых положениях; подъемный блок 6 показан в нижнем положении и отмечен сплошной линией, а в верхнем положении 6' - пунктирной линией. Поворотный блок 10 в нижнем положении отмечен сплошной линией; в этом положении лоток 3, 13 переводится из подъемного блока 6. Поворотный блок 10 в верхнем положении 10' показан пунктирной линией. Вращательное перемещение поворотного блока 10 может начинаться в верхнем положении 10', однако может начинаться и до достижения верхнего положения 10', то есть уже в ходе подъемным блоком 11. Поворотный блок 10 в положении непосредственно перед началом разгрузки лотка 3, 13 показан пунктирной линией и обозначен как 10''. Приемный блок 28 станции 25 пустых лотков, отмеченный сплошной линией, находится в положении ожидания, то есть в отведенном положении, в котором он не принимает пустые лотки. Приемный блок 28, отмеченный пунктирной линией, находится в положении приема лотка и обозначен как 28'.
На фиг. 7 показана траектория 70 перемещения четырехстенного лотка 3, где последовательные этапы перемещения лотка показаны по отношению к точке, расположенной в середине задней стенки лотка. Траектория 70 перемещения, соединяющая последовательные характерные точки, занятые средними точками лотка, проходящего через зоны действия отдельных механизмов, показана жирной пунктирной линией. На станции 2 заполненных лотков заполненный четырехстенный лоток 3 проходит через последовательные положения из точки А в точку В. Из точки В заполненный четырехстенный лоток 3 перемещается в положение, контролируемое опорным элементом 5 или подъемным блоком 6, и останавливается в точке С. Подъемный блок 6 начинает перемещаться вверх, поднимает четырехстенный лоток 3 и обеспечивает наклон наполненного четырехстенного лотка 3 на несколько градусов. Положение четырехстенного лотка 3 после наклона обозначено как С'. Во время перемещения вверх лоток 3 удерживается зажимами 8L и 8R. Подъемный блок 6 перестает двигаться вверх, когда четырехстенный лоток 3 достиг точки D. Поворотный блок 10 захватывает четырехстенный лоток 3 посредством боковых захватов 15L, 16R и самовыравнивающихся опор 15L, 15R, и амортизатор 18 покрывает стержнеобразные изделия R, собранные в лоток. Подъемный блок 6 опускают. Затем поворотный блок 10 вместе с захваченным четырехстенным лотком 3 поднимается посредством подъемного блока 11, то есть посредством манипуляционного блока 19, таким образом, чтобы лоток 3 достиг точки Е. Из точки Е начинают вращательное перемещение поворотного блока 10, причем поворотный блок 10 показан пунктирной линией. После начала вращательного перемещения поворотного блока 10 начинается перемещение удерживающего механизма 10а вместе с четырехстенным лотком 3, чтобы увеличить расстояние от лотка до оси вала поворотного блока 10. Перемещение удерживающего механизма 10А происходит поперек оси 12А вращающегося вала 12. В зависимости от вида лотка и стержнеобразных 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 перемещаться из точки Е в точку F по почти эллиптической траектории или по траектории, состоящей из эллиптических участков. Траектория перемещения, по которой перемещается заполненный четырехстенный лоток 3, может содержать круговые участки и множество эллиптических участков, причем форма траектории перемещения зависит от физических параметров стержнеобразных изделий R, прежде всего от их веса. В точке F четырехстенный лоток 3 поворачивается на несколько градусов от вертикального направления перед началом разгрузки четырехстенного лотка 3. В ходе транспортировки лотка из точки F в точку G на станции 23 опорожнения заполненного лотка отводят амортизатор 18, и начинается выгрузка стержнеобразных изделий R из четырехстенного лотка 3 на конвейер 24. После частичной выгрузки стержнеобразных изделий R из четырехстенного лотка 3 упомянутый лоток 3 может быть принят манипуляционным блоком 19, поскольку четырехстенный лоток 3 все время продолжает удерживаться удерживающим блоком 10А поворотного блока 10. Как вариант, четырехстенный лоток 3 может оставаться в точке G в положении разгрузки до тех пор, пока он не будет полностью опорожнен. При приеме пустого лотка 3 его сначала перемещают в вертикальном направлении на участке G-H, а затем на участке H-J траектории, и упомянутый лоток доставляют в приемный блок 28 станции 25 пустых лотков. Участок H-J проходит выше, поскольку при приеме лотка после его частичной разгрузки участок G-H должен быть прямолинейным и вертикальным. Участок H-J траектории перемещения может быть аналогичен участку E-F траектории или может перекрывать его (при приеме лотка после его полного опорожнения). Перемещение лотка 3 на участке H-J может быть выполнено не поворотным блоком 10 манипуляционного блока 19, а другим блоком. Кроме того, пустой четырехстенный лоток 3 перемещают в точку K посредством приемного блока 28 и далее вдоль станции 25 пустых лотков до точки L, откуда лоток забирает оператор. Перемещение пустых лотков из точки K в точку L вызвано перемещением приемного блока 28 в связи с последовательным приемом пустых лотков.
Транспортируемые стержнеобразные изделия R требуют бережного обращения и минимальных механических нагрузок. Из-за разного веса стержнеобразных изделий механизмы разгружателя лотков подвергаются различным нагрузкам. Эти нагрузки воздействуют, в частности, на механизмы поворотного блока 10. В ходе манипуляций с лотком 3, 13 содержащиеся в нем стержнеобразные изделия R могут несколько смещаться по отношению к лотку 3, 13. Перемещение стержнеобразных изделий R относительно лотка 3, 13 должно быть исключено или, по меньшей мере, ограничено, поскольку может привести к повреждению концов стержнеобразного изделия R. Испытания доказали, что оптимальное распределение ускорений, которым подвергаются стержнеобразные изделия R, и нагрузок на механизмы поворотного блока 10 может быть достигнуто, если вращательное перемещение поворотного блока 10 вокруг оси 12А начинать до окончания подъема посредством подъемного блока 11.
На фиг. 8 показана измененная траектория 80 перемещения четырехстенного лотка 3, на которой вращательное перемещение поворотного блока 10 начинают в точке М, причем перемещение четырехстенного лотка 3 в сторону от оси 12А вращения путем перемещения механизмов, удерживающих четырехстенный лоток 3, начинают в точке участка E-N, тогда как перемещение лотка 3 может начинаться на участке M-N. Независимые механизмы вращательного перемещения поворотного блока 10 и линейные перемещения механизма 10А, удерживающего лоток, позволяют свободно формировать направление траектории перемещения четырехстенного лотка 3.
На фиг. 9 и фиг. 10 показана траектория 90, 100 перемещения пятистенного лотка 13, где подобно случаю четырехстенного лотка 3, показаны последовательные этапы перемещения лотка с привязкой к точке, являющейся средней точкой задней стенки лотка 13. После помещения пятистенного лотка 13 на станцию 2 заполненных лотков оператор машины предварительно поворачивает верхнюю стенку 13Т'. Траектория перемещения, соединяющая последовательные характерные точки, через которые проходит упомянутая середина задней стенки пятистенного лотка 13, показана жирной пунктирной линией. Переход от точки А к точке С осуществляется таким же образом, как и в случае четырехстенного лотка 3. Подъемный блок 6 поднимает пятистенный лоток 13 в точку D. В этом положении преобразовательный блок (например, 21L и 21R) поворачивает стенку 13Т', чтобы обеспечить возможность последующей разгрузки пятистенного лотка 13. Поворотный блок 10 захватывает пятистенный лоток 13 посредством боковых зажимов 16L, 16R и самовыравнивающихся опор 15L, 15R, и амортизатор 18 покрывает стержнеобразные изделия R, находящиеся в пятистенном лотке 13. Дальнейшая часть траектории перемещения пятистенного лотка 13 (т.е. лотка в конфигурации первого типа) проходит аналогично тому, как в случае четырехстенного лотка 3 (т.е. лотка второго типа).
Испытания доказали, что оптимальное распределение ускорений, которым подвергаются стержнеобразные изделия R, и нагрузок механизмов поворотного блока 10 может быть получено если вращательное перемещение вокруг оси 12А начинается перед достижением точкми Е. На фиг. 10 показана измененная траектория 100 перемещения пятистенного лотка 13, когда вращательное перемещение поворотного блока 10 начинается в точке Р, а смещение лотка 3 от оси 12А вращения путем перемещения удерживающего механизма 10А начинается с точки на участке E-S, тогда как перемещение лотка 13 может начинаться на участке P-S. В случае пятистенных лотков 13 траектория 100 перемещения лотка может быть изменена путем первоначального подъема лотка 13 на участке H-U, а затем плавного опускания лотка на участке U-J с более крутым подъемом пустого лотка 13, нежели в случае четырехстенного лотка 3. Такая траектория перемещения пятистенного лотка 13 оказалась более предпочтительной, поскольку изготовленные из картона пятистенные лотки 13, не содержащие внутри стержнеобразных изделий R, более подвержены деформациям, которые обусловлены давлением боковых зажимных элементов.
На фиг. 11-14 показаны последовательные фазы вращения поворотного блока 10, в ходе которых лоток 3, 13 отводится 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 d1-4 увеличивается путем перемещения удерживающего механизма 10А на направляющей 10В. Начальное минимальное расстояние между задней стенкой лотка и осью 12А вала 12, показанное на фиг. 11, обозначено как d1. Конечное максимальное расстояние между задней стенкой лотка и осью 12А вала 12 обозначено как d4, причем d1<d2<d3<d4, где d2 и d3 - это последовательные промежуточные расстояния между задней стенкой лотка 3, 13 и осью 12а.