УПАКОВОЧНЫЙ АППАРАТ
PACKAGING UNIT

Известный уровень техники
Данное изобретение относится к упаковочному аппарату, в частности для упаковки плоских продуктов, например керамических плиток, строительных материалов в виде плит и тому подобного. В частности, но не исключительно, данное изобретение можно использовать для упаковки плоских продуктов многоугольной формы (например, предметов в виде прямоугольной плиты), как, например, керамических плиток, строительных материалов в виде плит и тому подобного, которые факультативно укладывают в стопу.
Кроме того, данное изобретение относится к манипулятору, в частности для манипулирования картонными изделиями. В частности, но не исключительно, данное изобретение можно использовать для манипулирования картонными изделиями (обычно картонными заготовками) в зоне аппарата для упаковки плоских продуктов многоугольной формы (например, предметов в виде прямоугольной плиты), как, например, керамических плиток, изделий в виде плит, изготовленных из строительных материалов, и тому подобных, которые факультативно укладывают в стопу. Не ограничивающим примером применения изобретения является позиционирование упаковочного картонного изделия сбоку по существу плоского и жесткого упаковываемого продукта, причем два противоположных продольных клапана картонного изделия сгибают на двух противоположных лицевых поверхностях продукта.
Из патентного документа WO 2007/148183 известно устройство для упаковки плиток, которое подготавливает такое количество картонных заготовок, которое равно числу сторон плиток, складывает картонные изделия вдоль линий сгибания и собирает картонные изделия, чтобы создать многоугольное обрамление, связанное с периметром плитки.
Краткое изложение сущности изобретения
Целью изобретения является, предложить упаковочное устройство для упаковки продуктов, способное эффективно защитить продукты (в частности, во время транспортировки и/или хранения).
Другая цель состоит в том, чтобы защитить углы продуктов многоугольной формы.
Еще одна цель заключается в том, чтобы предложить упаковывание с высокой производительностью.
Еще одна цель состоит в том, чтобы достичь упаковывания плоских продуктов со сравнительно малым количеством упаковочного материала (картона).
Одно из преимуществ изобретения состоит в том, что оно делает возможной эффективное упаковывание плоских продуктов при помощи картонных заготовок без применения клея.
Другое преимущество состоит в предложении способа и упаковочного аппарата, благодаря которым можно уменьшить габаритные размеры накопителя для упаковочных материалов.
Еще одно преимущество состоит в осуществлении способа и упаковочного аппарата, который без труда можно применять к продуктам, в частности плоским, практически любого размера.
Еще одно преимущество состоит в том, что в изобретении предлагается упаковка, которую можно осуществить просто и без больших затрат.
Одно из преимуществ изобретения заключается в том, что в нем предлагается упаковочное устройство для упаковки продуктов, которое без затруднений можно адаптировать к изменениям в размере продуктов.
Одно из преимуществ изобретения состоит в том, что в нем предлагается упаковка высокой производительности и универсальности.
Еще одно преимущество состоит в осуществлении аппарата, который без труда можно приспособить к продуктам практически любого размера, в частности плоским продуктам разной ширины.
Дополнительной целью изобретения является предложить манипулятор для манипулирования предметами (например, картонными изделиями или другими используемыми для упаковки предметами), который можно приспособить к предметам разного размера.
Одно из преимуществ изобретения состоит в осуществлении манипулятора, в частности для упаковочного аппарата для упаковки плоских продуктов при помощи картонных заготовок, которое без труда можно приспособить к продуктам практически любого размера, в частности плоским продуктам разной толщины.
Еще одно преимущество состоит в том, что в изобретении предлагается простой и дешевый манипулятор. Эти и другие цели и преимущества достигаются благодаря одному или нескольким из следующих пунктов формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Изобретение может быть лучше понято и применено со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны не ограничивающие примеры его осуществления.
На фиг.1 показан вариант осуществления упаковочного аппарата.
Фиг.2 представляет собой вид сбоку на аппарат, изображенный на фиг.1.
Фиг.3 представляет собой вид слева на аппарат, изображенный на фиг.2.
Фиг.4 представляет собой вид сверху на аппарат, изображенный на фиг.1.
На фиг.5 показана рама, поддерживающая секции 3 и 4 аппарата, изображенного на фиг.1.
На фиг.6 показаны средства перемещения картонного изделия аппарата, изображенного на фиг.1.
Фиг.7 представляет собой увеличенную деталь фиг.6.
На фиг.8А-8С показаны три следующие друг за другом операции перемещения картонного изделия из накопителя к боковой кромке упаковываемого продукта.
На фиг.9 показаны опорные элементы для верхнего клапана картонных изделий аппарата, изображенного на фиг.1.
На фиг.10А-10С показаны три следующие друг за другом операции сгибания продольных клапанов картонного изделия на лицевых поверхностях упаковываемого продукта; чтобы были лучше видны другие детали, некоторые детали здесь не показаны.
Фиг.11А-11С представляют собой увеличенные детали трех изображений, показанных на фиг.10А-10С.
На фиг.12 показаны первые опорные средства, предназначенные для удерживания в определенном положении упаковываемого продукта перед сгибанием продольного клапана на нижней лицевой поверхности продукта.
На фиг.13 показаны вторые опорные средства, предназначенные для удерживания в определенном положении упаковываемого продукта после сгибания нижнего продольного клапана.
На фиг.14 показаны накопители для картонных изделий аппарата, изображенного на фиг.1.
На фиг.15 показаны средства для обвязки продуктов аппарата, изображенного на фиг.1.
На фиг.16 показаны секции для подготовки упаковываемых продуктов аппарата, изображенного на фиг.1.
На фиг.17А-17С показаны три следующие друг за другом операции упаковывания продукта.
Подробное описание
На фиг.1-4 позицией 1 обозначен упаковочный аппарат в целом, позицией 2 - секция подготовки продукта, 3 - секция наложения картонного изделия, 4 - секция наложения ленты. Упаковываемые продукты, которые, в частности, могут быть продуктами плоской формы (например, плитами, керамическими плитками, стопами плиток и так далее), поступают в секцию 2 подготовки, проходя, таким образом, сначала к секции 3 наложения картонных изделий, затем к секции 4 наложения ленты, и, наконец, выходят из аппарата 1. Как поступление упаковываемых продуктов, так и выход упакованных продуктов достигается при помощи транспортировочных средств известного типа, которые детально не описываются.
На фиг.5 позицией 5 обозначена (прямоугольная) рама, которая факультативно поддерживает как секцию 3 наложения картонных изделий, так и секцию 4 наложения ленты. Рама 5 может содержать две параллельные и противоположные боковины 6. По длине боковины 6 простираются между секциями 3 и 4. Боковины 6 могут проходить параллельно направлению F продвижения продуктов из секции 3 в секцию 4. Факультативно боковины 6 могут перемещаться относительно друг друга так, что промежуток между ними могут регулировать с целью регулировки ширины рабочей области секций 3 и 4. Благодаря этому аппарат можно настраивать на продукты разной ширины. Факультативно боковины 6 могут перемещаться по меньшей мере на двух направляющих 7. Направляющие 7 могут быть прямыми и проходить перпендикулярно направлению продвижения продуктов. Факультативно направляющие 7 расположены на основании 8 рамы 5. Факультативно основание 8 имеет форму горизонтальной прямоугольной рамы. На каждой боковине 6 может быть расположена опорная конструкция 9, на которой, как более подробно пояснено ниже, в свою очередь расположены рабочие органы (на фиг.5 не показаны) секции 3 наложения картонных изделий. Факультативно каждая опорная конструкция 9 имеет, по меньшей мере частично, портальную конструкцию. Две подвижные боковины 6 соединены с системой перемещения (на чертеже не показана), сконфигурированной для координированного перемещения обеих боковин 6. Факультативно система перемещения функционирует так, чтобы сохранить зеркально-симметричное расположение двух боковин 6 относительно срединной оси перемещения продуктов. Система перемещения может содержать устройство для перемещения на ходовых винтах (например, содержащее два ходовых винта - один справа, другой - слева, чтобы обеспечить вышеупомянутую зеркальную симметричность) и устройство для передачи движения на гибкий элемент (цепь), сконфигурированное так, чтобы системой для перемещения могли управлять при помощи одного рабочего органа.
На фиг.6 и 7 позицией 10 обозначены два устройства для перемещения картонных изделий. Факультативно устройства 10 расположены зеркально-симметрично относительно оси перемещения картонных изделий. Каждое устройство 10 может содержать несколько чашечных присосов 11 и несколько пар толкателей 12. Чашечные присосы 11 сконфигурированы для перемещения картонных изделий. Пары толкателей 12 предназначены для сгибания двух противоположных клапанов картонных изделий. Картонные изделия расположены в накопителе 13, в который помещены картонные изделия 14, факультативно уложенные друг на друга в стопу. Чашечные присосы 11 подвижны и могут перемещаться и занимать положение для извлечения картонных изделий из накопителя (например, из нижней части накопителя) и положение подачи для подвода извлеченных изделий к боковой кромке упаковываемого продукта, расположенного в секции 3.
Каждое устройство 10 факультативно может содержать первую опору 15, имеющую на противоположных концах две цапфы 16, каждая из которых может быть соединена с возможностью вращения с опорой 17 для вращения, факультативно расположенной на конструкции 9. Две цапфы 16 могут бы коаксиальными. Первая опора 15 может иметь возможность вращения (относительно конструкции 9) вокруг горизонтальной оси вращения (определенной осью двух цапф 16). Первая опора 15 может вращаться (по меньшей мере на угол поворота приблизительно 90°) по команде по крайней мере одного исполнительного механизма 18. Исполнительный механизм 18 факультативно содержит линейный исполнительный механизм, имеющий перемещающуюся в осевом направлении деталь, которая шарнирно соединена с первой опорой 15 вокруг стержня с осью, которая расположена параллельно и на расстоянии от оси вращения первой опоры 15. Первая опора 15 может содержать удлиненную балку, имеющую продольную ось, факультативно по существу совпадающую с осью ее вращения. Каждое устройство 10 может содержать вторую опору 19, которая может перемещаться относительно первой опоры 15. Факультативно вторая опора 19 может перемещаться на линейных направляющих 20 относительно первой опоры 15. Вторая опора 19 может перемещаться относительно первой опоры 15 в соответствии с направлением перемещения, лежащим в плоскости, которая может быть перпендикулярна оси вращения первой опоры 15. Вторая опора 19 факультативно может перемещаться относительно первой опоры 15 по команде одного или нескольких исполнительных механизмов 21 линейного типа. Вторая опора 19 факультативно может иметь элементы 11 и 12. Чашечные присосы 11 факультативно смонтированы (на второй опоре 19) с возможностью перемещения в осевом направлении (это перемещение может происходить параллельно оси перемещения второй опоры 19). Каждый чашечный присос 11 может перемещаться (относительно толкателей 12) с возможностью занятия выдвинутого положения и втянутого положения; в операционном отношении он может быть связан с упругим элементом 22 (пружиной), который факультативно удерживает элемент 11 в выдвинутом положении. Факультативно чашечные присосы 11 расположены в двух противоположных рядах (по одному ряду на каждую сторону продукта). Каждая группа (ряд) чашечных присосов 11 факультативно определяет плоскость вакуумного захвата. Факультативно толкатели 12 расположены в четырех противоположных рядах (по два ряда на каждую сторону продукта). Каждая группа (ряд) толкателей 11 факультативно определяет (горизонтальную) линию толкания, которая параллельна плоскости захвата и применяется для сгибания продольной крышки картонного изделия. С каждой стороны продукта факультативно расположены две группы толкателей 12, которые могут быть расположены с противоположных сторон относительно чашечных присосов 11. Каждый толкатель 12 может иметь удлиненный корпус, продольная ось которого перпендикулярна плоскости захвата, определенной чашечными присосами 11.
Каждый ряд толкателей 12, как и ряд чашечных присосов 11 (в примере, который на чертеже не показан, могут предусмотреть применение двух или большего числа рядов или групп чашечных присосов, которые параллельны друг другу и факультативно определяют одну и ту же плоскость захвата), факультативно смонтирован на соответствующей опорной балке 34 (например, как в показанном примере, горизонтальной). Одна или несколько таких опорных балок 34 (например, как в приведенном примере, по меньшей мере опорная балка 34 толкателей 12) сконфигурированы с возможностью позиционирования так, чтобы регулировать промежуток между рядами толкателей. В частном случае ряд толкателей 12 смонтирован на удлиненной опорной балке 34, в свою очередь смонтированной с возможностью перемещения и закрепленной с возможностью снятия в требуемом положении вдоль одной или нескольких направляющих 35 (например, линейных направляющих, факультативно направляющих скольжения, которые перпендикулярны ряду толкателей 12 и/или параллельны плоскости захвата, определенной чашечными присосами 11). Таким образом, каждое устройство 10 факультативно сконфигурировано так, чтобы сделать возможной регулировку промежутка между двумя рядами толкателей (элементов для сгибания), и/или промежутка между двумя рядами захватных (позиционирующих элементов), и/или промежутка между рядом толкателей (элементов для сгибания) и рядом захватных элементов (позиционирующих элементов). Благодаря этому облегчается настройка устройства 10 к разным размерам продукта Т, в частности в зависимости от высоты или толщины продукта и, следовательно, в зависимости от ширины применяемого картонного изделия.
Элементы 11 и 12 могут совершать последовательность движений, показанных на фиг.8А-8С. В ходе первой операции (фиг.8А) первая опора 15 позиционируется так, что чашечные присосы 11 обращены вверх (исполнительный механизм 18 в растянутом положении) и может переместить (в результате линейного перемещения, управляемого исполнительными механизмами 21) картонное изделие, расположенное в нижней части накопителя 13. В ходе второй операции (фиг.8В) первая опора 15 вращается, в то время как чашечные присосы 11 удерживают картонное изделие 14. В ходе третьей операции (фиг.8С) картонное изделие 14 располагается рядом с боковой кромкой упаковываемого продукта Т, чашечные присосы 11 выдвигаются (приводятся в движение исполнительными механизмами 21) настолько, чтобы они контактировали с боковой кромкой продукта, после чего толкатели 12 продолжают выдвигаться (все еще приводимые в движение исполнительными механизмами 21, в то время как упругие элементы 22 сжимаются, чтобы сделать возможным относительное движение между чашечными присосами 11 и толкателями 12, а присосы 11 прижимают картонное изделие к кромке продукта), чтобы сложить два наружных клапана (напротив друг друга - один вверху, другой внизу) изделия на двух лицевых поверхностях плоского продукта Т.
Секция 3 на каждой стороне может иметь опорное устройство 23 (фиг.9), смонтированное на соответствующей опорной конструкции 9. Опорные устройства 23 факультативно расположены напротив друг друга зеркально-симметрично (относительно рабочего положения продукта и/или оси перемещения продуктов). Устройство 23 предназначено для поддерживания в определенном положении (относительно верхней поверхности продукта) верхнего клапана, сложенного толкателями 12. Каждое устройство 23 может иметь опорный элемент 24, простирающийся вдоль боковой кромки продукта Т и имеющий горизонтальную плоскую поверхность, предназначенную для поддержания верхнего клапана изделия, сложенного в положении в сторону верхней поверхности продукта. Факультативно опорный элемент 24 может перемещаться в вертикальном направлении по команде одного или нескольких исполнительных механизмов 25. Факультативно в опорном элементе 24 имеются отверстия 26, чтобы (при необходимости) сделать возможным проход толкателей 12 и/или чашечных присосов 11.
Аппарат 1 может содержать первый конвейер 27 (например, цепной конвейер или другой замкнутый гибкий транспортирующий элемент) для транспортировки продуктов из секции 2 к секции 3 и факультативно второй конвейер 28 (например, ленточный конвейер или другой замкнутый гибкий транспортирующий элемент) для транспортировки продуктов из секции 3 к секции 4.
Факультативно первый конвейер 27 и/или второй конвейер 28 предназначены для перемещения продукта Т параллельно самому себе, в частности благодаря поддержанию продукта в горизонтальном положении.
В секции 3 продукт факультативно перемещается с первого конвейера 27 на второй конвейер 28, как показано на фиг.10А и 10В, которые также иллюстрируют работу опорного устройства 23 на верхних клапанах картонного изделия 14. Следует заметить, что второй конвейер 28 может функционировать как опорный элемент для нижних клапанов картонного изделия 14.
В ходе первой операции (фиг.10А и 10В) продукт в горизонтальном положении лежит на первом конвейере 27, который действует в контакте с более внутренней частью продукта, в то время как второй конвейер 28 имеет концевую часть, расположенную рядом с концевой частью первого конвейера 27. Второй конвейер 28 расположен ближе к наружной стороне относительно продукта, чем первый конвейер, и на расстоянии от нижней лицевой поверхности продукта, чтобы сделать возможным ввод нижних толкателей 12 и нижнего клапана картонного изделия.
В ходе второй операции (фиг.10С) второй конвейер 28 входит в контакт с нижним клапаном (благодаря эффекту движения двух конвейеров 27 и 28 относительно друг друга в вертикальном направлении, осуществленного, например, в результате подъема второго конвейера 28 и/или опускания первого конвейера 27) сразу же после (или во время) отвода толкателей с целью оставления пространства для второго конвейера 28. Опорные устройства 23 опускаются, чтобы поддержать верхний клапан, сложенный в определенном положении, в то время как нижний клапан зажимается (по меньшей мере под действием веса продукта) между продуктом Т и вторым конвейером 28. Итак, нижний клапан остается зажатым даже во время транспортировки в следующую секцию 4, в которой на продукт накладывают упаковочные ленты, которые в боковом направлении прижимают картонное изделие к продукту, поддерживая оба клапана и, следовательно, остальную часть изделия в определенном закрытом положении.
На фиг.12 и 13 изображены два конвейера 27 и 28.
На фиг.14 показаны два накопителя 13, предназначенных для расположения в них стоп картонных изделий 14, накладываемых в секции 3 на боковые поверхности продуктов. Каждый накопитель 13 может иметь четыре угловые стенки 29, которые простираются в вертикальном направлении и факультативно расположены относительно друг друга, образуя прямоугольник. Факультативно стенки 29 смонтированы на раме (прямоугольной формы, по меньшей мере с одной стороной, которую могут переместить и закрепить в требуемом положении) с возможностью регулировки двух измерений вышеупомянутого прямоугольника. В частности четыре стенки 29 можно расположить парами на двух балках рамы, которые параллельны друг другу и расположены относительно друг друга на регулируемом расстоянии. Факультативно каждая стенка 29 может перемещаться по соответствующей балке рамы, и ее можно закрепить на этой балке в требуемом положении, чтобы накопитель 13 мог принимать картонные изделия 14 разного размера.
На фиг.15 показано устройство 30 для наложения лент, которое функционирует в секции 4. Устройство 30 может содержать портальную конструкцию, имеющую два инструмента 31, предназначенные для наложения вокруг продукта лент или полосок. Каждый инструмент 31 обертывает ленту в виде петли и натягивает ленту вокруг продукта в поперечном направлении, чтобы поддерживать картонные изделия в приложенном к боковым кромкам продукта положении. Устройство и принцип действия инструментов 31 по существу известны и в подробном объяснении не нуждаются. Следует заметить, что ленты, наложенные вокруг продукта, могут служить в качестве ручек (это возможно благодаря тому факту, что центральная часть верхней поверхности продукта картоном не покрыта).
На фиг.16 более подробно показана секция 2 подготовки продукта, в которой продукты подготавливают для следующей секции 3. В секции 2 продукты периодически перемещают друг за другом, а затем, в особенности, если продукт состоит из стопы наложенных друг на друга жестких продуктов, например керамических плиток и т.п., продукты уплотняют в поперечном и/или осевом направлении при помощи уплотняющих средств, которые, например, могут содержать передний опорный элемент 32 (состоящий из двух опор, простирающихся в вертикальном направлении и расположенных рядом друг с другом), чтобы позиционировать продукты в заданном исходном положении. Кроме того, факультативно продукты уплотняют в поперечном направлении, выравнивают и центруют относительно оси перемещения при помощи двух подвижных боковых опорных элементов, работающих в контакте с боковыми кромками продукта. Секция 2 может быть оснащена средствами формирования упаковываемого продукта, который может содержать определенное число предметов (плиток), уложенных друг на друга в стопу, в этом случае средства формирования упаковываемого продукта могут содержать средства для приема стопы, состоящей из m предметов, чтобы образовать стопу из n предметов, где m и n - целые числа, равные или больше 1, и m≠n.
Предлагаемый упаковочный аппарат, в частности, предназначен для упаковки плоских и жестких продуктов, в особенности продуктов, уложенных в стопу, например стопу керамических плиток.
Факультативно этот упаковочный аппарат может являться частью линии упаковки плоских продуктов (керамических плиток, например, уложенных друг на друга в стопу), которая, кроме того, содержит устройство для укладки продукции на поддоны (известного типа), расположенное вниз по потоку, после упаковочного устройства. Устройство для укладки продукции на поддоны может быть сконфигурировано для приема (например, с перерывами или непрерывно) продуктов, упакованных при помощи предлагаемого упаковочного аппарата, и для укладки продуктов на поддоны (например, с расположением на поддоне разных стоп плиток).
Факультативно предлагаемый упаковочный аппарат может быть частью линии упаковки (например, вышеупомянутой линии) для упаковки плоских продуктов (керамических плиток), которая, кроме того, содержит (вверх по потоку от упаковочного устройства) устройство (известного типа) для выборки, выбирающее продукты (например, керамические плитки) на основе заданных критериев (например, критериев качества), и сортирует различные продукты на основе осуществленной выборки. Устройство для выборки может быть сконфигурировано для отправки (например, с перерывами или непрерывно) в упаковочный аппарат продуктов заданной выборки.
Предлагаемый упаковочный аппарат может быть сконфигурирован, в частности, для формирования упаковки, содержащей картонную заготовку, расположенную рядом по меньшей мере с одной боковой поверхностью плоского продукта. Картонная заготовка имеет первый продольный клапан (например, верхний), сгибаемый к первой поверхности (например, верхней) плоского продукта, и второй продольный клапан (расположенный по существу напротив и параллельно первому продольному клапану), сгибаемый ко второй поверхности (например, нижней) продукта.
Фиг.17А-17С в схематичном виде иллюстрируют способ упаковки, осуществленный в результате работы вышеописанного аппарата. Этот способ включает расположение двух картонных заготовок рядом с противоположными боковыми поверхностями плитки (фиг.17А), сгибание двух противоположных продольных клапанов на противоположных поверхностях плитки (фиг.17В) и, таким образом, натягивание одной или нескольких лент 33 (состоящих, например, из пластиковых полосок) вокруг вышеупомянутых боковых кромок, чтобы надежно удержать картонные заготовки в этом положении (фиг.17С).
Обозначения позиций:
Т упаковываемый плоский продукт
F направление (периодического) продвижения расположенных друг за другом продуктов Т
1 упаковочный аппарат
2 секция подготовки продукта
3 секция наложения картона
4 секция наложения ленты
5 опорная рама для поддержания секции 3 и факультативно секции 4
6 боковины рамы 5 (перемещаемые относительно друг друга для регулировки ширины рабочей секции)
7 направляющая скольжения боковин 6
8 основание рамы 5
9 опорная конструкция (для рабочих органов секции 3 наложения картона)
10 устройства для перемещения картона
11 чашечные присосы устройства 10
12 толкатели для сгибания клапанов картонных изделий
13 накопитель для картонных изделий
14 картонные изделия для упаковки продукта Т
15 первая опора (часть устройства 10)
16 цапфы, расположенные на первой опоре 15
17 опора для вращения (благодаря этой опоре конструкция 9 может обеспечить для первой опоры 15 поворотную опору на цапфах 16)
18 исполнительный механизм для перемещения (поворота) первой опоры 15
19 вторая опора (часть устройства 10)
20 направляющие второй опоры 19
21 исполнительные механизмы для перемещения второй опоры 19
22 упругий элемент (в операционном отношении связанный с соответствующим чашечным присосом 11)
23 опорное устройство (в операционном отношении связанное со сложенным верхним клапаном картонных изделий)
24 (подвижный) опорный элемент устройства 23
25 исполнительные устройства элемента 24
26 отверстия в элементе 24 (для прохода элементов 11 и/или 12)
27 первый конвейер (для транспортировки продуктов Т из секции 2 в секцию 3)
28 второй конвейер (для транспортировки продуктов Т из секции 3 в секцию 4)
29 угловые стенки накопителя 13
30 устройство для наложения ленты
31 инструменты для наложения ленты
32 передний опорный элемент
33 ленты
34 опорные балки для поддержания элементов 11 и 12
35 направляющие для позиционирования по меньшей мере одной балки 34 каждого устройства 10