МАШИНА И СПОСОБ МАРКИРОВКИ ИЗДЕЛИЙ
ARTICLES MARKING MACHINE AND METHOD

Настоящее изобретение относится к машине и способу маркировки изделий, в частности, посредством маркировки горячей штамповкой. Областью техники, к которой относится изобретение, является техника маркировки твердых изделий, таких как контейнеры, например, сделанные из стекла, металла или пластика, с толстыми стенками.
В известном способе маркировочная машина включает в себя маркировочную головку, снабженную по меньшей мере одним элементом маркировки, роликового или компостерного типа. Маркировочная головка выполнена с возможностью прикладывать маркировочное усилие к изделию, в частности контейнеру, с помощью элемента маркировки. Взаиморасположение маркирующей ленты между маркировочной головкой и контейнером позволяет создать рисунок на внешней поверхности контейнера или же взаиморасположение с этикеткой позволяет сделать маркировку поверхности посредством нанесения этикетки.
Машина может содержать одну или более станций транспортировки контейнеров, расположенную обращенной к маркировочной головке, выполненную с возможностью перемещения в соответствии с линейной траекторией перемещения, например по рельсам, или в соответствии с вращательной траекторией перемещения, например, на поворотном самоориентирующемся колесе с пластиной. Каждая станция транспортировки включает в себя один или два кареточных револьверных суппорта для поддержки контейнера на его продольных концах. Например, первый кареточный револьверный суппорт содержит заднюю бабку, которая фиксируется в горловине контейнера, в то время как второй кареточный револьверный суппорт содержит подошву захвата для удержания контейнера напротив горловины. Задняя бабка и основание, которые закреплены относительно друг друга, образуют средства поддержки для поддержки концов контейнера во время его транспортировки и маркировки. Такие средства поддержки являются удовлетворительными для выполнения нанесения бумажной этикетки или трафаретной печати, которые не требуют прикладывания значительного количества усилия к контейнеру. Дефекты в форме контейнера компенсируются гибкостью элемента-аппликатора для трафаретной печати или этикеток, установленного на маркировочной головке.
Кроме того, является известной практика оборудовать машину закрепленными опорными роликами, напротив которых контейнер поддерживается во время его маркировки. Эти опорные ролики расположены с противоположной стороны маркировочной головки относительно контейнера и обеспечивают средства противодействия маркировочному усилию, приложенному к контейнеру. В частности, в контексте маркировки с помощью процесса горячей штамповки или с помощью применения этикетки, которая является толстой и/или металлической, маркировочное усилие больше, чем для нанесения бумажной этикетки или процесса трафаретной печати. Без опорных роликов, пролетное расстояние между средствами для поддержки концов может быть слишком большим. Когда контейнер выполнен из пластика с тонкими стенками, такой как обычная пластиковая бутылка, из-за своей гибкости и относительно низкой степени производственных дефектов, он располагается удовлетворительно между опорными роликами и элементом маркировки.
Однако когда контейнер изготовлен из стекла, металлического или пластического материала и имеет относительно толстую стенку, он имеет большую жесткость и более существенные дефекты формы, чем пластиковый контейнер с тонкими стенками. В этом случае элементы поддержки и закрепленные опорные ролики не подходят.
Целью настоящего изобретения является предоставить усовершенствованную машину и способ для маркировки изделий, в частности, путем маркировки горячей штамповкой, например, на контейнере, изготовленном из стекла, металла или пластика и имеющем толстые стенки.
В этой связи, изобретение относится к машине для маркировки изделий, при этом эта машина содержит, по меньшей мере:
- маркировочную головку, выполненную с возможностью прикладывать маркировочное усилие к изделию вдоль первой оси,
- систему позиционирования для размещения изделия обращенным к маркировочной головке, в которой изделие располагается, как правило, вдоль второй оси, перпендикулярной первой оси, причем, система позиционирования содержит по меньшей мере один кареточный револьверный суппорт для поддержки изделия, и
- систему поддержки для поддержки изделия во время его маркировки маркировочной головкой, причем, система поддержки содержит по меньшей мере два ролика, которые подпирают изделие во время прикладывания маркировочного усилия к изделию.
Машина отличается тем, что, когда изделие располагается обращенным к маркировочной головке, по меньшей мере, с помощью одного кареточного револьверного суппорта, этот кареточный револьверный суппорт имеет степень свободы в направлении, которое параллельно первой оси, и тем, что система поддержки и/или по меньшей мере один кареточный револьверный суппорт включает в себя средства обеспечения люфта вдоль направления, параллельного к третьей оси, которая перпендикулярна первой оси и второй оси, чтобы компенсировать дефекты формы изделия во время прикладывания маркировочного усилия.
Таким образом, изобретение обеспечивает улучшение фиксации изделия во время его маркировки и тем самым улучшение качества этой маркировки. В соответствии с изобретением система поддержки и кареточный револьверный суппорт (суппорты) системы позиционирования позволяют определить исходное положение изделия с учетом его маркировки, и затем, благодаря их способности быть независимо подвижными, приспособиться к дефектам его формы в течение маркировки. Если в течение этой маркировки машина, имеющая в своем составе один или более кареточных револьверных суппортов или револьверных суппортов, закреплена вдоль оси маркировки, также как опорные ролики, закреплены относительно друг друга, опорные ролики не будут соприкасаться все время с изделием и не смогут противостоять маркировочному усилию удовлетворительно. Машина согласно изобретению особенно подходит для горячей штамповки изделий, в частности стеклянных сосудов.
Предпочтительно машина также включает в себя систему для распределения маркировочной ленты между маркировочной головкой и изделием. Альтернативно, машина может включать в себя систему для распределения этикеток, в частности этикеток, которые имеют большую толщину и/или выполнены из металла, между маркировочной головкой и изделием. В этом случае машина представляет собой машину для маркировки изделий с нанесением этикеток.
Согласно другим полезным характерным особенностям машины в соответствии с изобретением, взятыми по отдельности или в сочетании:
- Только система поддержки включает в себя средство обеспечения люфта вдоль направления, параллельного к третьей оси, это средство обеспечения люфта позволяет линейно перемещать опорные ролики в этом направлении.
- Система позиционирования содержит по меньшей мере одну пару кареточных револьверных суппортов для поддержки изделия, и когда изделие располагается обращенным к маркировочной головкой с помощью пары кареточных револьверных суппортов, каждый кареточный револьверный суппорт этой пары имеет степень свободы независимо от другого кареточного револьверного суппорта в направлении, параллельном первой оси.
- Система позиционирования содержит по меньшей мере одну пару кареточных револьверных суппортов, поддерживающую изделие, и один из двух кареточных револьверных суппортов имеет степень свободы в направлении, параллельном второй оси, компенсируя дефекты длины изделия, поддерживаемого парой кареточных револьверных суппортов.
- Маркировочная головка содержит по меньшей мере один элемент маркировки, включающий упруго деформируемую внешнюю часть, способную компенсировать дефекты формы изделия вдоль первой оси, в то время как каждый из роликов системы поддержки включает наружную периферийную часть, имеющую твердость ниже, чем твердость изделия, и выше, чем твердость наружной части элемента маркировки.
- Система позиционирования содержит по меньшей мере две маркировочные станции, каждая из которых содержит по меньшей мере один кареточный револьверный суппорт, причем каждая маркировочная станция принимает изделие для его маркировки независимо от другой маркировочной станции или станций, система поддержки, оснащающая машину, представляет собой единую уникальную систему, используемую совместно с различными маркировочными станциями.
- Система позиционирования содержит по меньшей мере две маркировочные станции, каждая из которых содержит по меньшей мере один кареточный револьверный суппорт, каждая маркировочная станция принимает изделие, которое будет маркироваться независимо от другой маркировочной станции или станций, и каждая маркировочная станция связана с системой поддержки, конкретной для нее, и выполнена с возможностью перемещения с этой маркировочной станцией относительно маркировочной головки.
- Система поддержки имеет степень свободы в направлении, параллельном второй оси.
- Система поддержки содержит по меньшей мере две пары роликов и для каждой пары роликов, независимо от другой пары или пар роликов средство обеспечения люфта в направлении, параллельном третьей оси.
Изобретение также относится к способу маркировки изделий, под действием маркировочной головки, выполненной с возможностью прикладывать маркировочное усилие к изделию вдоль первой оси, причем способ содержит следующие последовательные этапы:
а) этап загрузки изделия в систему позиционирования, содержащую по меньшей мере один кареточный револьверный суппорт,
b) этап размещения изделия обращенным к маркировочной головке с помощью системы позиционирования, причем, изделие размещается, как правило, вдоль второй оси, перпендикулярной первой оси, и размещается между маркировочной головкой и системой поддержки, содержащей по меньшей мере два ролика, приспособленные принимать изделие, опирающееся на них во время его маркировки,
с) этап маркировки, состоящий в прикладывании маркировочного усилия вдоль первой оси к изделию через маркировочную головку, и
d) этап выгрузки промаркированного изделия из системы позиционирования.
Процесс, отличающийся:
- тем, что во время размещения на этапе b) и маркировки на этапе с), когда изделие располагается обращенным к маркировочной головке посредством по меньшей мере одного кареточного револьверного суппорта, этот кареточный револьверный суппорт имеет степень свободы в направлении, которое параллельно первой оси; и
- тем, что во время маркировки на этапе с), дефекты формы и профиля изделия компенсируются средствами обеспечения люфта вдоль направления, параллельного к третьей оси, которая перпендикулярна первой оси и второй оси, эти устройства обеспечения люфта оснащают систему поддержки и/или по меньшей мере один кареточный револьверный суппорт.
Изобретение будет лучше понято при чтении нижеследующего описания, приведенного в качестве не ограничивающего примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 - изометрический вид маркировочной машины в соответствии с изобретением.
Фиг. 2 - частичный вид машины по направлению стрелки II на фиг. 1, в увеличенном масштабе, показывающий маркировочную головку.
Фиг. 3 - частичный изометрический вид машины на фиг. 1, в увеличенном масштабе, показывающий маркировочную станцию для маркировки изделия.
Фиг. 4 - вид по стрелке IV на фиг. 3.
Фиг. 5 - вид увеличенной детали V на фиг. 4.
Фиг. 6 – поперечное сечение вдоль линии VI-VI на фиг. 5.
Фиг. 1-6 показывают машину 1 в соответствии с изобретением для маркировки изделий 100.
Машина 1 предназначена быть использованной для декорирования изделий 100 путем нанесения маркировки на внешнюю поверхность. В частности, машина 1 подходит для маркировки контейнеров 100 горячим штампом.
Машина 1 содержит основание 2 для закрепления к земле, электрический шкаф 3, станцию управления 4, систему 5 для подачи машине 1 контейнеров 100, маркировочную головку 10, систему 20 для транспортировки и позиционирования контейнеров 100, как перед маркировочной головкой 10 от системы 5 подачи, так и системы 30 для поддержки контейнера 100 во время процесса маркировки. Корпус для электрического шкафа 3 и корпус для станции 4 управления закреплены на основании 2. Машина 1 также содержит систему для выгрузки промаркированных контейнеров 100, эта система не показана ради упрощения.
В примере на фиг. 1-6 контейнеры 100 представляют собой стеклянные бутылки, как правило, цилиндрической формы. Контейнеры 100 простираются вдоль центральной оси A100 между горловиной 101 и задним концом 102, или подошвой, напротив горловины 101. Контейнеры 100 имеют полый корпус 103, как правило, цилиндрической формы, чья внешняя поверхность предназначена для принятия маркировки. Корпус 103 имеет круглое поперечное сечение с центром на центральной оси A100 вращения контейнера 100.
В практическом плане стекло является аморфным материалом, который геометрически несовершенен. Изготовление контейнеров 100 из стекла вызывает дефекты в форме, которые являются конкретными для каждого из них, другими словами, которые могут быть переменными от одного контейнера к другому, в одной и той же они партии контейнеров, или от партии к партии. Этими деформациями могут быть, в частности, дефекты в отношении концентричности, цилиндричности и осевого или радиального зазора контейнера 100. Например, отсутствие эксцентриситета горловины 101 по отношению к корпусу 103 может быть порядка двух миллиметров. Согласно другому примеру диаметр корпуса 103 может варьироваться в пределах плюс или минус один миллиметр вдоль оси A100. В другом примере длина контейнера 100 между горловиной 101 и концом 102 может варьироваться в пределах плюс или минус два миллиметра вдоль оси A100.
Альтернативно контейнер 100 может быть изготовлен из другого твердого материала, также подверженного проявить геометрические недостатки. Например, контейнер 100, изготовленный из металла, может быть различных типов, таких как аэрозольный баллон, корпус огнетушителя, металлическая бутылка и т.д.
Согласно другому примеру контейнер может быть изготовлен из пластика с толстыми стенками, полученного путем формовки или выдувных процессов, типов, включая бутылки, банки или горшки, или даже формованием, в частности из пластмассы на пластике, на стекле или на металле.
Настоящее изобретение применимо ко всем жестким изделиям, подобным иметь геометрические недостатки и, в частности, неправильные внешние формы. Такие изделия могут быть обработаны будучи удержаны парой средств для удержания концов, в частности между центрами устройств позиционирования, как в примере на фиг. 1-6, или с помощью средств для удержания одного конца, независимо от того, удерживаются ли они между центрами во время маркировки.
Согласно изобретению машина 1 способна компенсировать дефекты в форме и профиле, характерные для каждого изделия 100 во время его маркировки.
Как показано на фиг. 1 и 2, маркировочная головка 10 включает в себя каретку 11, подвижную относительно корпуса для электрического шкафа 3 вдоль вертикальной оси X10 маркировки, каретку 12, подвижную относительно каретки 11 вдоль горизонтальной оси Z10, систему 15 для раздаточной маркировочной ленты 16, а также два маркировочных ролика 18 и 19, установленных с возможностью вращения на каретке 12. Маркировочная головка 10 выполнена с возможностью прикладывать маркировочное усилие F10 к контейнеру 100 по оси X10. Для предназначенного применения, это маркировочное усилие F10 может быть весьма значительным, например, порядка 12000 Н. В этих условиях, система 30 поддержки используется, чтобы задать исходное положение для контейнера 100 вдоль оси X10 и противостоять маркировочному усилию F10, как подробно описано ниже.
Как показано на фиг. 3 и 6, ролик 18 включает в себя периферийную часть 18а, выполненную из силикона, который упруго деформируется при маркировке контейнера 100, а также жесткую внутреннюю часть 18b, например, из металла. Силиконовая часть 18а имеет большую толщину и меньшую твердость поверхности, чем если бы ролик 18 был предназначен для нанесения этикеток на пластиковые контейнеры. Расположенное в каретке 12, имеется устройство для нагревания ролика 18 с целью проведения маркировки методом горячего штампа, например, нагревательные плитки. Ролик 18 изготовлен с возможностью вращения относительно каретки 12 вокруг оси Y18, перпендикулярной оси Z10. Во время прикладывания маркировочного усилия F10 роликом 18 к контейнеру 100, ось Y18 перпендикулярна оси X10. Диаметр ролика 18, предпочтительно, больше или равен диаметру корпуса 103 контейнера 100. Ролик 18 оснащен приводным двигателем с цифровым управлением, расположенным в каретке 12. Во время маркировки, этот двигатель заставляет ролик 18 поворачиваться вокруг оси Y18, следуя вращательному движению R10, показанному стрелкой на фиг. 3 и 6, в направлении, противоположном направлению вращения контейнера 100, но с той же линейной скоростью на их границе раздела. Описание, приведенное в этом документе выше со ссылкой на ролик 18, применимо к ролику 19, который может вращаться относительно каретки 12 вокруг оси Y19.
Предпочтительно каретка 12 или, по меньшей мере, часть каретки 12, включающая ролики 18 и 19, является съемной, с тем, чтобы дать возможность изменить простым способом конфигурацию маркировочной головки 10. Согласно конкретному варианту маркировочная головка 10 может содержать один маркировочный ролик, который предпочтительно имеет диаметр в два раза больше, чем диаметр роликов 18 и 19.
Система 15 распределения выполнена так, чтобы запустить маркировочную ленту 16 между контейнером 100 и роликами 18 и 19 в направлении, схематически представленном стрелкой T16 на фиг. 2, 3 и 6. В простейшем случае, система 15 включает в себя единственную ленту 16, которая показана на фиг. 2-6 и не показана на фиг. 1. Ролики 18 и 19 сплющивают эту ленту 16 чередующимся образом на следующих друг за другом контейнерах 100. Таким образом, ролики 18 и 19 имеют больше времени, чтобы нагреться до проведения другой операции маркировки. Альтернативно система 15 распределения, показанная на фиг. 1 и 2, может быть изготовлена так, чтобы запускать две ленты 16 параллельно, каждая между контейнером 100 и одним из роликов 18 и 19. В этом случае ролики 18 и 19 являются более узкими и смещены относительно друг друга в направлении, определяемом их осями Y18 и Y19. В системе 15 лента или каждая лента 16 перемещается от подающей катушки 17а в сборную катушку 17b, под действием устройства 17с протяжки. Поддерживающие ролики 17d, представленные схематично с целью упрощения, используются для задания траектории движения ленты 16 между катушками 17a и 17b, роликами 18 и 19 и контейнером 100. Ход ленты 16 синхронизируется с движением роликов 18 и 19.
Как показано на фиг. 1 и 4, система 20 транспортировки и позиционирования контейнеров 100 включает в себя передний валик 21, установленный так, чтобы быть подвижным относительно корпуса станции 4 управления, и задний валик 22, установленный так, чтобы быть подвижным относительно корпуса электрического шкафа 3. Корпус станции 4 управления, показан частично разорванным на фиг. 1, чтобы лучше показать валик 21. Кроме того, валики 21 и 22 показаны пунктирными линиями на фиг. 4 в целях упрощения. Фактически валики 21 и 22 выполнены с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси вращения Y20, синхронно друг с другом посредством механического или цифрового соединения. Это синхронизированное вращение может быть чередующимся или непрерывным в зависимости от применения и конфигурации машины 1. Ось Y20 перпендикулярна оси X10 и параллельна оси Y18. Система 30 поддержки, расположенная между валиками 21 и 22 в направлении вперед-назад, задана параллельным образом к оси Y20. Когда валики 21 и 22 вращаются вокруг оси Y20, система 30 поддержки не вращается.
В соответствии с вариантом осуществления на фиг. 1-6 машина 1 содержит четыре отдельные транспортировочные и маркировочные станции. Другими словами, система 20 позиционирования включает в себя возможные средства транспортировки для четырех контейнеров 100. Фактически, четыре станции системы 20 позиционирования могут иметь до трех контейнеров 100 одновременно: один контейнер 100 принимается от системы подачи 5, для маркировки, один контейнер 100 - в процессе маркировки маркировочной головкой 10 и один контейнер 100 – уже, будучи промаркированным, отсылается в систему отгрузки. Последняя станция, близкая к основанию 2 во время вращения валиков 21 и 22 вокруг оси Y20, не транспортирует никакие контейнеры 100.
Передний валик 21 включает в себя четыре передних кареточных револьверных суппорта 60, в то время как задний валик 22 включает в себя четыре задних кареточных револьверных суппорта 70. За исключением синхронизированного вращения вокруг оси Y20, составные элементы системы 20 позиционирования независимо подвижны в радиальном направлении оси Y20, как подробно описано ниже. На валике 21 кареточные револьверные суппорты 60 взаимно независимы друг от друга и независимы от кареточных револьверных суппортов70. На валике 22 кареточные револьверные суппорты 70 взаимно независимы друг от друга и независимы от кареточных револьверных суппортов 60. Каждый кареточный револьверный суппорт 60 включает в себя средства для перемещения в радиальном направлении к оси Y20. Аналогично каждый кареточный револьверный суппорт 70 включает в себя средства для перемещения в радиальном направлении к оси Y20. Другими словами, каждый независимый кареточный револьверный суппорт 60 и 70 имеет степени свободы в направлении, перпендикулярном к оси Y20. Более конкретно, когда маркировочная станция, включающая в себя кареточные револьверные суппорты 60 и 70, расположена перед маркировочной головкой 10, каждый независимый кареточный револьверный суппорт 60 и 70 имеет степень свободы вдоль направления, определенного осями, соответственно X60 и X70, параллельными оси X10 и маркировочному усилию F10. В каждой маркировочной станции, образованной парой кареточных револьверных суппортов 60 и 70, они предпочтительно механически независимы без какого-либо механического элемента, соединенного между ними. Помимо синхронизированного вращения валиков 21 и 22 вокруг оси Y20, кареточные револьверные суппорты 60 и 70 являются независимо подвижными в радиальном направлении, и их движения могут быть селективно синхронизированы, если это необходимо.
Альтернативно кареточные револьверные суппорты 60 и 70 могут быть соединены с помощью механического элемента. В этом случае каждый кареточный револьверный суппорт 60 и 70 имеет степень свободы вдоль направления, определяемого осями X60 и X70, в некоторой степени, являясь взаимозависимыми друг от друга.
Кареточный револьверный суппорт 60 снабжен задней бабкой 61, приспособленной, чтобы быть зафиксированной в горловине 101, образованной на передней части контейнера 100, в то время как кареточный револьверный суппорт 70 снабжен подошвой 71 захвата для нижней задней части 102 контейнера 100. Задняя бабка 61 имеет профиль, вытянутый вдоль оси Y60, параллельно оси Y20. Задняя бабка 61 изготовлена таким образом, чтобы проникать в горловину 101, даже если имеет место угловое смещение между осями Y60 и A100. Подошва 71 имеет полый трубчатый профиль с центром на оси Y70, параллельной оси Y20. Подошва 71 изготовлена таким образом, чтобы зацепляться вокруг конца 102, даже если имеет место угловое смещение между осями Y70 и A100. Таким образом, контейнер 100 может поддерживаться между его двумя концами 101 и 102 с помощью задней бабки 61 и подошвы 71, которые образуют средства для поддержания концов контейнера 100 во время его транспортировки, его позиционирования и маркировки. Оси Y60 и Y70 всегда параллельны оси Y20 и друг к другу, в то время как ориентация оси A100 зависит от дефектов в форме и профиле контейнера 100 и от возможного пространства между осями Y60 и Y70. В идеальном случае, показанном на фиг. 1-6, оси Y60, Y70 и А100 находятся на одной линии. Когда маркировочная станция, содержащая кареточный револьверный суппорт 60 и 70, располагается напротив маркировочной головки 10, ось Y60 перпендикулярна оси X60 и ось Y70 перпендикулярна оси X70.
Кареточный револьверный суппорт 60 также снабжен пружиной 62, расположенной между задней бабкой 61 и основанием 63 для поддержки этой задней бабки 61. Фактически, задняя бабка 61 установлена таким образом, чтобы иметь возможность скольжения вдоль оси Y60 в этом опорном основании 63. Пружина 62 стремится толкать заднюю бабку 61 в направлении подошвы 71. Благодаря пружине 62, дефекты формы и деформации контейнера 100 в длине вдоль его оси A100 могут быть компенсированы. Показанная пружина 62 является механической, однако альтернативно кареточный револьверный суппорт 60 может быть оснащен пневматической пружиной. Таким образом, кареточный револьверный суппорт 60 имеет степень свободы вдоль направления вперед-назад, параллельного оси Y60, в некоторой степени, чтобы компенсировать дефекты длины контейнера 100 вдоль оси A100. Например, эта компенсация может быть в диапазоне плюс или минус два миллиметра. Исходное положение контейнера 100 вдоль направления вперед-назад, таким образом, определяется подошвой 71 кареточного револьверного суппорта 70.
Кареточный револьверный суппорт 60 дополнительно содержит устройство 65 радиальной линейной направляющей, состоящее из двух рельсов 66, прикрепленных вместе с валиком 21, вращающимся вокруг оси Y20, блок 67, выполненный с возможностью перемещения в радиальном направлении к оси Y20, путем скольжения по рельсам 66, пневматический цилиндр 68 и регулятор 69 давления. Устройство 65 приводится в действие пневматическим цилиндром 68, предназначенным для перемещения блока 67 вдоль рельсов 66. Основание 63 для поддержки задней бабки 61 полностью закреплено на блоке 67. Таким образом, устройство 65 делает возможным перемещение задней бабки 61 в радиальном направлении к оси Y20, то есть, другими словами, вдоль оси X60, параллельной оси X10, когда кареточный револьверный суппорт 60 и контейнер 100 расположены напротив маркировочной головки 10.
Кареточный револьверный суппорт 70 содержит блок 73 редукторного двигателя для приведения во вращение подошвы 71 вокруг оси Y70. Точнее, устройство 73 выполнено таким образом, чтобы поворачивать контейнер 100, который находится в зацеплении с подошвой 71 вдоль вращательного движения R100, представленного стрелкой на фиг. 3 и 6, вокруг оси Y70 при прикладывании маркировочного усилия F10. Направление вращения R100 подошвы 71 и контейнера 100 противоположно направлению вращения R10 маркировочного ролика 18. Вращения R10 и R100 синхронизированы с одинаковой линейной скоростью на их границе раздела.
Кареточный револьверный суппорт 70 дополнительно содержит устройство 75 радиальной линейной направляющей, содержащей два рельса 76, прикрепленные вместе с валиком 21, вращающиеся вокруг оси Y20, блок 77, выполненный с возможностью перемещения в радиальном направлении к оси Y20, путем скольжения по рельсам 76, пневматический цилиндр 78 и регулятор 79 давления. Устройство 75 приводится в действие пневматическим цилиндром 78, предназначенным для перемещения блока 77 вдоль рельсов 76. Блок 73 редукторного двигателя полностью закреплен на блоке 77, в то время как подошва 71 установлена таким образом, чтобы поворачиваться вокруг оси Y70 относительно этого блока 77. Таким образом, устройство 75 обеспечивает перемещение подошвы 71 в радиальном направлении к оси Y20, т.е., другими словами, вдоль оси X70, параллельной оси X10, когда кареточный револьверный суппорт 70 и контейнер 100 располагаются напротив маркировочной головки 10. Устройство 75 кареточного револьверного суппорта 70 не зависит от устройства 65 кареточного револьверного суппорта 60.
Когда контейнер 100 не располагается обращенным к маркировочной головке 10, в частности, когда его загружают в систему 20 позиционирования, пневматический цилиндр 68 и 78 поддерживают устройства 65 и 75 в положении остановки внутренне или внешне, которое представляет собой исходное положение системы 20 позиционирования, радиальное к оси Y20. В этом исходном положении, оси Y60 и Y70 определяются соответственно задней бабкой 61 и подошвой 71 как можно ближе к оси Y20. После того, как кареточные револьверные суппорты 60 и 70 приносят контейнер 100 в положение обращенным к маркировочной головке 10, система 30 поддержки подпирает вплотную контейнер 100, как подробно описано ниже.
Как показано на фиг. 3-6, система 30 поддержки содержит устройство 32 вертикального линейного движения, блоки 40а и 40b, поддерживающие четыре опорных ролика 41, 42, 43 и 44, размещенные парами, а также опорное основание 50, расположенное между устройством 32, с одной стороны, и блоками 40A и 40B, с другой стороны. Четыре ролика 41, 42, 43 и 44 способны поддерживать подпертый ими контейнер 100, перед и во время прикладывания маркировочного усилия F10. Устройство 32 схематически представлено только на фиг. 4 и 6, в интересах упрощения.
Устройство 32 содержит двигатель с цифровым управлением и средства для передачи движения к основанию 50. Устройство 32 предназначено для перемещения опоры 50 вдоль вертикального направления, определенного осью X10, в частности, приближая ее к маркировочной головке 10, когда контейнер 100, поддерживаемый кареточными револьверными суппортами 60 и 70, располагается напротив маркировочной головки 10. Фактически, основание 50, блоки 40A и 40B и ролики 41-44 перемещаются с помощью устройства 32 на заранее заданное расстояние, например, порядка пяти миллиметров в направлении маркировочной головки 10. Контейнер 100 подпирается на роликах 41-44 и перемещается в направлении маркировочной головки 10, благодаря степени свободы кареточных револьверных суппортов 60 и 70 вдоль осей X60 и X70, параллельных оси X10. После этого движения, система 30 поддержки определяет исходное положение для контейнера 100 вдоль оси X10, до прикладывания маркировочного усилия F10. Более конкретно, исходное положение определяется роликами 41-44. Предпочтительно, во время маркировки, устройство 32 действует на основание 50 силой, противоположной силе F10, таким образом, чтобы поддерживать исходное положение, определенное роликами 41-44.
Как показано на фиг. 6, ролик 41 включает в себя наружную периферийную часть 41a, выполненную из полиуретана, упруго деформируемого при маркировке контейнера 100, а также жесткую внутреннюю часть 41b, например, выполненную из металла. Внешняя часть 41а имеет твердость ниже, чем твердость контейнера 100, и больше, чем твердость наружной части 18а маркировочных роликов 18 и 19. Таким образом, внешняя часть 41а не вызывает каких-либо повреждений контейнера 100 и каких-либо возможных декоративных украшений или предварительной лакировки при обеспечении исходного положения. Установленный во внутренней части 41b шарикоподшипник 45 сам установлен на валу 46, полностью закрепленном на опорной части 47. Таким образом, ролик 41 установлен с возможностью вращения относительно опорной детали 47 вокруг горизонтальной оси Y41. Описание, приведенное выше со ссылками на ролик 41, также относится к ролику 42, который включает в себя, в частности, наружную периферийную часть 42а, сделанную из полиуретана. Две опорные части 47 установлены на плите 48, в частности, расположенной в корпусе 57 основания 50, как подробно описано ниже. Ролик 42 выполнен с возможностью вращения относительно своей собственной опорной части, вокруг горизонтальной оси Y42, параллельной оси Y41. Расстояние от центра до центра между роликами 41 и 42 является постоянным в течение маркировки. Это расстояние может быть отрегулировано, когда машина 1 не работает, в частности, с тем, чтобы приспособить конкретные размеры новой партии контейнеров 100, которые будут маркироваться. Две планки 49 крепятся к сторонам плиты 48, на каждой стороне роликов 41 и 42. Планки 49 закрывают верхнее отверстие корпуса 57, на обеих сторонах плиты 48, с тем, чтобы предотвратить попадание пыли или инородных объектов снаружи внутрь корпуса 57.
Описание, приведенное в этом документе выше со ссылками на блок 40A, включающий в себя ролики 41 и 42, также относится к блоку 40B, включающему в себя ролики 43 и 44. Ролик 43 выполнен с возможностью вращения относительно его опорной части 47 вокруг горизонтальной оси Y43. Ролик 44 выполнен с возможностью вращения относительно своей собственной опорной части 47 вокруг горизонтальной оси, параллельной оси Y43. Расстояние от центра до центра между роликами 43 и 44 является постоянным в течение маркировки и регулируется, когда машина 1 не работает. Другими словами, каждый блок 40A и 40B включает в себя пару роликов, соответственно 41-42 и 43-44, пару подшипников 45, валы 46 и опорные части 47, а также одну плиту 48 с примыкающими к ней по бокам двумя боковыми планками 49.
Основание 50 содержит стопку плит 51 и 52, рельс 53 и рециркулирующую шарикоподшипниковую направляющую 54. Плита 51 является единственной, в то время как элементы 52, 53 и 54 расположены в каждом блоке 40A и 40B. Шаровые подшипники рециркулирующей направляющей 54 не показаны в плоскости поперечного сечения на фиг. 6. Основание 50 также включает в себя, для каждого блока 40А и 40В, устройство 55 для крепления плит 51 и 52 друг с другом, две боковые стенки 56, ограничивающие собой корпус 57. Нижняя плита 51 соединена с устройством 32. Плита 51 прикреплена к штифту 51 трапециевидной формы, в то время как рельс 53 прикреплен к плите 52 с помощью винтов, не показанных в своих резьбовых отверстиях с целью упрощения. Штифт 51а расположен в углублении 52а трапециевидной формы, образованном в плите 52, расположенной на плите 51. Плита 52 может скользить по плите 51, и тогда устройство 55 служит для фиксации их исходных позиций. Для этой цели устройство 55 включает в себя часть 55а, которая может быть прижата плоскостью вплотную к штифту 51а путем завинчивания винта 55b в плите 52. Штифт 51а, углубление 52а и устройство 55 могут, таким образом, образовать механическое соединение типа ласточкин хвост. Плита 48 каждого блока 40А и 40В частично размещена в корпусе 57, между стенками 56. Плита 48 опирается на рециркулирующую шарикоподшипниковую направляющую 54, образуя скользящее соединение между основанием 50 и блоком 40A или 40B.
Как показано на фиг. 6, система 30 поддержки также включает в себя пружину 36, расположенную между основанием 50 и каждым блоком 40A и 40B. Более конкретно, для каждого блока 40А и 40В, две пружины 36 расположены на каждой стороне плиты 48 между этой плитой 48 и стенками 56. Пружины 36 сжимаются/расширяются вдоль направления, определяемого горизонтальной осью Z30, перпендикулярной осям X10 и Z70. Пружины 36 показаны как механические, однако, альтернативная система поддержки может быть оснащена пневматическими пружинами. Пружины 36 образуют средства обеспечения люфта для поддержки системы 30 в горизонтальном направлении, определяемом осью Z30. Другими словами, эти пружины 36 образуют средства обеспечения люфта для каждого блока 40А или 40В и, таким образом, для каждой пары роликов 41-42 или 43-44, вдоль этого горизонтального направления, определяемого осью Z30, перпендикулярной их соответствующим осям Y41 и Y43. Скользящее соединение, заданное между каждой плитой 48 и 54, разрешает и облегчает этот люфт вдоль оси Z30. Другими словами, плиты 48 и 54 образуют средство линейной направляющей для каждого блока 40А и 40В относительно основания 50. Когда контейнер 100 опирается вплотную на ролики 41-44, пружины 36 и средства 48-54 линейной направляющей позволяют каждой паре опорных роликов 41-42 и 43-44 перемещаться в линейном направлении, параллельном оси Z30, независимо от другой пары роликов. Таким образом, ролики 41-44 остаются в контакте с контейнером 100, несмотря на дефекты его формы и деформации, до маркировки и во время его маркировки, в частности, во время его вращения вокруг оси Y70.
Кроме того, система 30 поддержки может иметь дополнительную степень свободы вдоль направления вперед-назад, заданного параллельно осям Y20, Y60 и Y70. В этом случае, каждый блок 40A и 40B или по меньшей мере один из них также выполнен с возможностью перемещения относительно основания 50 вдоль этого направления вперед-назад. Для этого, дополнительные средства обеспечения люфта, например пружинного типа, расположены между основанием 50 и блоком 40A и/или 40B. Другими словами, люфт для роликов 41-44 является, таким образом, возможным вдоль двух горизонтальных направлений, перпендикулярных вертикальному направлению, определяемому маркировочной осью X10.
Способ маркировки в соответствии с изобретением подробно представлен ниже.
Во-первых, способ содержит этап а) загрузки контейнера 100 в систему 20 позиционирования, с помощью системы 5 подачи. Система 20 позиционирования включает в себя по меньшей мере один кареточный револьверный суппорт 60 и/или 70, предпочтительно по меньшей мере одну пару кареточных револьверных суппортов 60 и 70. Первый кареточный револьверный суппорт 60 снабжен задней бабкой 61, которая фиксируется в горловине 101 контейнера 100, в то время как второй кареточный револьверный суппорт 70 снабжен подошвой 71 захвата для удержания контейнера 100 с противоположной стороны от горловины 101.
Способ также включает в себя этап b) размещения контейнера 100 обращенным к маркировочной головке 10 с помощью системы 20 позиционирования. На этом этапе контейнер 100 устанавливается, обычно, вдоль оси Y70, определяемой подошвой 71, перпендикулярной оси X10. Контейнер 100 располагается между маркировочной головкой 10 и системой 30 поддержки, содержащей по меньшей мере два ролика 41-44, которые приспособлены для приема контейнера 100, упирающиеся в него во время его маркировки. Когда контейнер 100 установлен обращенным к маркировочной головке 10 с помощью по меньшей мере одного кареточного револьверного суппорта 60 и/или 70, этот или каждый кареточный револьверный суппорт имеет степень свободы в направлении, параллельном оси X10. Эти направления определены соответственно осями X60 и X70.
Затем, способ содержит этап b) маркировки, состоящий в прикладывании маркировочного усилия F10 вдоль оси X10 к контейнеру 100 с помощью маркировочной головки 10 и, в то же время, компенсации дефектов формы контейнера 100 через средства 36 люфта в направлении, параллельном оси Z30. Лента или этикетка 16 расположена между маркировочной головкой 10 и контейнером 100. Маркировочное усилие F10 прикладывается одним из роликов 18 или 19, сделанных из силикона, чья гибкость позволяет ему поглощать часть дефектов в форме контейнера 100 и маркировочное усилие F10, не изменяя положение контейнера 100. Ось люфта Z30 перпендикулярна осям X10 и Y70. Практически средства 36 обеспечения люфта предусмотрены для системы 30 поддержки и/или по меньшей мере одного кареточного револьверного суппорта 60 и/или 70. В случае, когда средства 36 люфта предусмотрены для системы 30 поддержки, они допускают линейное перемещение опорных роликов 41-44 в направлении, параллельном оси Z30. В случае, когда средства 36 обеспечения люфта предусмотрены по меньшей мере для одного из кареточных револьверных суппортов 60 и 70, они допускают линейное перемещение задней бабки 61 и/или подошвы 71 в направлении, параллельном оси Z30.
Способ содержит, наконец, этап d) выгрузки промаркированного контейнера 100 из системы 20 позиционирования и затем из машины 1.
Кроме того, машина 1 может иметь форму, отличную от фиг. 1-6, без отступления от объема изобретения. В частности, маркировочная головка 10, система 20 позиционирования и система 30 поддержки могут быть сформированы по-разному.
В качестве варианта, который не показан, каждая транспортная станция, принадлежащая к системе 20 позиционирования, может содержать один кареточный револьверный суппорт 100 для транспортировки изделия 100. В этом случае, во время маркировки, контейнер 100 может поддерживаться этим одним кареточным револьверным суппортом или даже удерживаться дополнительным кареточным револьверным суппортом. Другими словами, каждая транспортная и маркировочная станция может содержать средства для удержания одного конца контейнера 100 или, действительно, пару средств для поддержки концов контейнера 100.
Согласно другому варианту, который не показан, машина 1 может включать в себя одну маркировочную станцию. В этом случае система 20 позиционирования включает в себя один кареточный револьверный суппорт 60 и/или 70 или одну пару кареточных револьверных суппортов 60 и 70. Валик 21 включает в себя один кареточный револьверный суппорт 60 и/или валик 22 включает в себя один кареточный револьверный суппорт 70.
Предпочтительно машина 1 содержит по меньшей мере две маркировочные станции по меньшей мере с двумя парами кареточных револьверных суппортов 60 и 70. В этом случае каждая пара кареточных револьверных суппортов 60 и 70 представляет собой маркировочную станцию для контейнера 100 независимо от других пар кареточных револьверных суппортов. В примере на фиг. 1-6 система 30 поддержки является единственной и используется совместно с различными маркировочными станциями. Альтернативно каждая маркировочная станция может быть связана с системой 30 поддержки, конкретной для нее. Каждая система 30 поддержки, таким образом, оснащена маркировочной станцией и подвижна с данной маркировочной станцией относительно маркировочной головки 10.
Согласно другому варианту, который не показан, кареточные револьверные суппорты 60 и 70 каждой пары или, по меньшей мере, некоторые пары могут быть соединены с помощью одного или более механических элементов, например планкой. Другими словами, вращение кареточных револьверных суппортов 60 и 70 вокруг оси Y20 синхронизируется с помощью механического соединения. В этом случае также, когда контейнер 100 размещается обращенным к маркировочной головке 10 посредством пары кареточных револьверных суппортов 60 и 70, каждый кареточный револьверный суппорт 60 и 70 этой пары имеет степень свободы в направлении, параллельном оси X10.
Согласно другому варианту, который не показан, передний кареточный револьверный суппорт 60 может быть снабжен подошвой 71 и устройством для приведения во вращательное движение подошвы 71, в то время как задний кареточный револьверный суппорт 70 снабжен задней бабкой 61 и устройством демпфирования. Предпочтительно один из кареточных револьверных суппортов 60 и 70 имеет степень свободы вдоль направления вперед-назад, чтобы до некоторой степени компенсировать дефекты длины контейнера 100.
Согласно другому варианту, который не показан, средства для поддержки концов контейнера 100 могут быть выполнены по-разному с задней бабкой 61 и подошвой 71.
Согласно другому варианту, который не показан, в качестве замены системы 15 для распределения ленты 16, машина 1 согласно изобретению может быть оснащена системой для распределения этикетки, которая будет прикрепляться к контейнеру 100 под действием маркировочной головки 10.
Согласно другому варианту, который не показан, система 30 поддержки может содержать один подвижный блок 40А, поддерживаемый основанием 50, а также средства 36 обеспечения люфта, расположенные между блоком 40A и основанием 50. Подвижный блок 40A может включать в себя одну или более пару роликов, прикрепленных друг к другу и выполненных с возможностью перемещения относительно основания 50, благодаря средствам 36 обеспечения люфта.
Согласно другому варианту, который не показан, ось X10 маркировочной головки 10 может быть расположена горизонтально, в то время как ось Y20 системы 20 позиционирования расположена вертикально.
Согласно другому варианту, который не показан, ось X10 маркировочной головки 10 и ось Y20 системы 20 позиционирования - обе расположены вертикально. Например, система 20 позиционирования может быть выполнена в виде горизонтального диска, на котором ось А100 контейнера 100 ориентирована горизонтально.
Согласно другому варианту, который не показан, машина 1 может включать в себя систему линейной транспортировки и позиционирования вместо системы 20 поворотной транспортировки и позиционирования, показанной на фиг. 1-6. В этом случае кареточные револьверные суппорты 60 и 70 могут быть установлены на параллельных рельсах и могут перемещаться линейно в направлении, перпендикулярном к оси X10 маркировочной головки 10. Каждая пара кареточных револьверных суппортов 60 и 70 представляет собой маркировочную станцию для контейнера 100 независимо от других пар кареточных револьверных суппортов.
В соответствии с вариантом, который не показан, в системе 20 транспортировки и позиционирования, каждый из пневматических цилиндров 68 и 78 может быть заменен парой противодействующих пружин, в соответствии с расположением, аналогичным расположению пружин 36 в системе поддержки. Этот вариант особенно применим к машине с транспортировкой контейнеров в горизонтальной плоскости линейным способом или на плите с вертикальной осью.
Согласно другому варианту, который не показан, система 20 не допускает транспортировку контейнеров 100 из одной зоны машины 1 в другую, но только расположение контейнеров 100 обращенным к маркировочной головке 10, с помощью кареточного револьверного суппорта 60 и/или 70 или пары кареточных револьверных суппортов 60 и 70. В этом случае, контейнеры могут быть расположены и выгружены вручную из системы 20 позиционирования, содержащей по меньшей мере один кареточный револьверный суппорт 60 и/или 70.
Согласно другому варианту, который не показан, машина 1 может быть приспособлена для маркировки граненых изделий, имеющих, как правило, многоугольное поперечное сечение. В этом случае маркировочная головка 10 может быть оснащена плоской пластиной, пригодной для маркировки грани, как правило, плоской, а не цилиндрическим роликом. Система 30 поддержки и подошва 71 специально приспособлены для приема изделия с гранями. Например, система 30 может включать в себя определенное количество пар роликов 41-44 и/или 41-44, и эти ролики могут иметь конкретную компоновку, соответствующую конкретной форме граненого изделия. Система 20 позиционирования необязательно включает в себя средства для приведения во вращательное движение подошвы 71.
Согласно другому варианту, который не показан, машина 1 может быть приспособлена для маркировки изделий в форме параллелепипеда, имеющих, как правило, квадратное или прямоугольное поперечное сечение. Цилиндрический ролик 18 выполнен с возможностью катиться по плоской поверхности изделия. Система 30 поддержки и подошва 71 специально приспособлены для приема этого изделия. Система 20 позиционирования необязательно включает в себя средства для приведения во вращательное движение подошвы 71.
Согласно другому варианту, который не показан, машина 1 может быть приспособлена для маркировки изделий с овальным или коническим поперечным сечением. Маркировочная головка 10 может быть снабжена пластиной, содержащей жесткую металлическую основу и периферийную часть, изготовленную из силикона, которая имеет профиль, специально приспособленный к конкретной форме изделия. Система 30 поддержки и подошва 71 специально приспособлены для приема этого изделия.
Согласно другому варианту, который не показан, система 20 позиционирования может содержать кареточный револьверный суппорт, в частности по меньшей мере один из независимых кареточных револьверных суппортов 60 и 70 той же пары, который снабжен горизонтальными средствами обеспечения люфта. В этом случае система 30 поддержки не может быть обеспечена горизонтальными средствами обеспечения люфта.
Каков бы ни был вариант осуществления, система 30 поддержки и/или по меньшей мере один кареточный револьверный суппорт 60 и/или 70 включает в себя средства обеспечения люфта вдоль направления, параллельного оси Z30, которая перпендикулярна осям X10 и Y70, чтобы компенсировать дефекты формы и профиля изделия 100 во время прикладывания маркировочного усилия F10.
Кроме того, технические характеристики различных вариантов осуществления и вариантов, предложенных в этом документе выше, могут, по отношению ко всем или некоторым из них, быть объединены. Таким образом, машина 1 может быть соответствующим образом приспособлена с точки зрения стоимости, функциональности и производительности.