МАШИНА ДЛЯ УПАКОВКИ ЭЛАСТИЧНЫХ ПАКЕТОВ С ПРОДУКТОМ В КАРТОННЫЕ КОРОБКИ

Заявляемая полезная модель относится к машинам для загрузки упаковок, таких как эластичные пакеты, в частности рукавные пакеты, в картонную коробку, с образованием упорядоченного расположения пакетов внутри коробки. В первую очередь, заявляемое техническое решение предназначено для загрузки рукавных пакетов с хрупкими потребительскими товарами, например, такими как (картофельные) чипсы, в транспортировочные картонные коробки. Пакеты в форме подушек располагаются в картонной коробке в определенном порядке, а именно рядами.
Известно устройство для укладки товаров в коробки патент (WO 2004/087403 оп. 31.03.2004), содержащее подающий ленточный конвейер, устройство для подачи коробки на позицию заполнения. Для укладки товара без риска его повреждения используют подвижный клапан коробки, который способен выполнять роль удлинения наклонной поверхности скольжения при сохранении ее направления в сторону внутренней полости коробки.
Недостатком известного устройства является не оптимальное заполнение картонной коробки пакетами по причине разных размеров пакетов и коробок
Известно устройство для загрузки пакетов с продуктом в картонные коробки с образованием упорядоченного расположения пакетов внутри коробки (патент RU 2481257 оп. 10.05.2013) содержащее подающий конвейер, осуществляющий подачу пакетов на загрузочный узел, включающий в себя накопительный конвейер и манипулятор, и устройство подачи коробки в зону загрузки пакетов.
Описанное устройство осуществляет в процессе заполнения коробки пакетами постоянное перемещение упомянутой коробки, останавливает ее, укладывает пакеты, затем перемещает в другое место и т.д. Этот режим работы требует привлечения массы энергии и накладывает большие механические ограничения на механизмы этой системы. Кроме того, этот режим работы ведет к сокращению производительности, поскольку каждый раз, когда элементы останавливаются, теряется время, которое могло бы быть потрачено на выполнение процесса загрузки.
Известен моноблок-упаковщик серии RCFR фирмы APSOL (см. сайт www.zittel.ru) содержащий блок управления, устройство подачи коробок в зону загрузки, конвейер, подающий продукт в зону загрузки, узел загрузки, включающий в себя буферное устройство, сдвоенный накопительный конвейер, головки захвата с вакуумными присосками. В моноблоке в качестве приводов использованы сервоприводы.
Недостатком описанного устройства является его большие габариты, сложность конструкции. Кроме того число пакетов в коробке кратно числу пакетов в ряду, т.е числу присосок в головке захвата. Число пакетов, укладываемых в коробку за один цикл равен числу присосок головки захвата. Таким образом, моноблок-упаковщик не может положить в коробку, например, один пакет.
Целью заявляемой полезной модели является уменьшение габаритов устройства, расширение возможных комбинаций числа пакетов в ряду и коробке.
Поставленная цель достигается тем, что в машине для упаковки эластичных пакетов с продуктами в картонные коробки, содержащая блок управления, устройство подачи картонных коробок, загрузочный конвейер, осуществляющий подачу пакетов в узел загрузки, который включает в себя буферное устройство, накопительный конвейер, снабженный лотками, головку захвата с, как минимум, двумя вакуумными присосками, приводимую в движение приводным механизмом, включающим в себя два независимых двигателя, например, мотор-редуктор и пневмопривод, обеспечивающих движение головки захвата в горизонтальной и вертикальной плоскостях, при этом каждая вакуумная присоска головки захвата снабжена своим вакуумным генератором с индивидуальной схемой управления, а упомянутый выше накопительный конвейер выполнен одинарным с лотками, равномерно расположенными по всей длине ленты конвейера.
Кроме того в заявляемой машине качестве буферного устройства может быть использован ковш со створками.
Уменьшение габаритов устройства и упрощение конструкции достигается благодаря следующим моментам:
- на накопительном конвейере лотки располагаются непрерывно, не группами, как в прототипе, поэтому необходимое количество лотков располагается на конвейере меньшей длины. Длина накопительного конвейера меньше;
- в качестве буферного конвейера используется накопительный ковш, что обеспечивает уменьшение линейных размеров машины;
- использование для перемещения головки двух независимых приводов позволило исключить сложную рычажную передачу движения от сервопривода к головке, заменив ее на более простую. (Ременная связь мотор-редуктора с головкой и непосредственная связь головки с пневмоцилиндрами). Дополнительный эффект от использования такого приводного механизма - повышение производительности за счет увеличения количества циклов головки захвата в единицу времени. Приводной механизм, состоящий из двух независимых приводов, дает возможность выбора оптимальной, с точки зрения уменьшения времени одного цикла головки, траектории движения
Цикл головки захвата в прототипе следующий: исходное состояние - головка стоит над лотками накопительного конвейера, далее головка опускается, происходит захват пакет (присоска касается пакета, затем включается вакуумный генератор, создается необходимый вакуум, пакет захватывается присоской), головка поднимается вверх, затем сдвигается в сторону коробки и опускается в коробку, вакуумный насос отключается, пакет сбрасывается в коробку, головка захвата по той же траектории возвращается в исходное положение. Приводом головки захвата является серводвигатель, управления осуществляется программно с блока управления. Траектория движения головки представляет собой дугу.
Цикл головки захвата, в заявляемой машине следующий: исходное состояние - головка стоит над лотками накопительного конвейера, включается пневмопривод, (обеспечивающий движение головки в вертикальной плоскости) и головка захвата опускается вниз до контакта с пакетами, захватывает пакет. Далее пневмопривод отключается и подключается мотор-редуктор с ременной передачей и датчиками обратной связи (обеспечивает движение в головки в горизонтальной плоскости) и сдвигает пакет с лотка по направлению к коробке, на расстояние, заданное схемой укладки. Мотор-редуктор отключается и включается пневмопривод, который опускает головку захвата с пакетом в коробку, вакуумный насос отключается, пакет сбрасывается в коробку, головка захвата совместными действиями пневмопривода и мотор-редуктора возвращается в исходное положение. Таким образом, использование в качестве приводного механизма головки два независимых двигателя, например мотор-редуктор и пневмопривод, позволяет сократить траекторию движения головки с пакетом, исключив поднятие пакета над накопительным конвейером. Цикл головки захвата существенно сокращается, производительность машины в расчете на одну захватывающую головку возрастает.
Благодаря тому, что каждая вакуумная присоска головки захвата снабжена своим вакуумным генератором с индивидуальной системой управления, связанной с блоком управления, число работающих присосок в головке захвата может изменятся в процессе загрузки коробки согласно заданной программе. Таким образом, число пакетов в ряду (а, следовательно, и в коробке) определяется только размерами коробки, а не техническими возможностями упаковщика.
На фиг. 1 показан общий вид машины, на фиг 2 показана головка захвата машины.
Машина содержит раму 1, на которой закреплен загрузочный узел, состоящий из буферного ковша 2, накопительного конвейера 3 и головки захвата 4. Машина включает в себя также загрузочный конвейер 5, устройство подачи пустых коробок, представленное в виде закрепленных на раме толкателя подачи пустой коробки 6, подающего конвейера 7, толкателя подачи заполненной коробки 8 и приемного столика 9. Позициями 10 и 11 отмечены соответственно пакет с продуктом и картонная коробка.
Головка захвата приводится в движение мотор-редуктором 12, ведущего вала 13, ведомого вала 14, зубчатого ремня 15, и пневмоприводом, состоящим из двух пневмоцилиндров 16 и 17. В состав головки захвата входит вакуумный генератор (здесь эжекторный насос) 18, вакуумные присоски 19, реле вакуума 20.
Машина для упаковки эластичных пакетов с продуктами в коробки работает следующим образом.
Исходное состояние машины следующее: питание подано, на подающий конвейер 7 загружены пустые коробки. На загрузочном конвейере 5 имеются пакеты с продуктом 10.
Пакеты с продуктом поступают по загрузочному конвейеру 5 в буферный ковш 2. В ковше может находиться только один пакет. Далее ковш 2 сбрасывает пакет на лоток накопительного конвейера 3. В лотке может находиться только один пакет. И таким образом последовательно на накопительном конвейере в лотках набирается необходимое количество пакетов. Количество пакетов в группе определяется н числом пакетов необходимых для заполнения ряда в коробке. Накопительный конвейер перемещает продукт в зону забора головки захвата.
Как только набирается необходимое количество пакетов с блока управления (на рисунке не показан) поступает сигнал, по которому вакуумные присоски 20 опускаются пневмоцилиндром 16, вакуумный генератор 18 создает необходимый вакуум и по сигналу с вакуумного реле 20 осуществляет захват группы пакетов. После захвата группы пакетов мотор-редуктор 12 посредством ременной передачи сдвигает головку захвата с пакетами 10 (пакеты скользят по лотку загрузочного конвейера 6) и перемещает их в зону нахождения раскрытой коробки, на расстояние, заданное схемой укладки пакетов в коробки. Схема укладки задается программой, набранной с пульта блока управления.
В зоне загрузки пневмоцилиндр 17 опускает вакуумные присоски 19 с пакетами продукта в коробку. Далее снимется вакуум с присосок, и пакеты ложатся в коробку. После сброса пакетов, вакуумные присоски возвращаются в исходное положение над накопительным конвейером. Все пункты работы повторяются до полного заполнения коробки. Заполненная коробка перемещается на приемный столик 9, ее место занимает пустая.
Описание движения коробок:
Пустые коробки с заклеенным дном и поднятыми верхними клапанами устанавливаются вручную на подающий конвейер 7. С подающего конвейера пустая коробка подается в зону упаковки при помощи толкателя подачи пустой коробки 6. После полного заполнения коробки подается следующая пустая коробка, которая выталкивает заполненную. Заполненная коробка попадает на промежуточную позицию, откуда при помощи толкателя подачи заполненной коробки 8 выталкивается на приемный столик 9. С приемного столика заполненные коробки забираются вручную. Заклейка верхних клапанов коробок производится вручную.
Положительный эффект достигается за счет изменения конструкции накопительного конвейера, буферного устройства и использования иной компоновки рабочих узлов головки захвата.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.
1. Патент WO 2004/087403 оп. 31.03.2004
2. Патент R 2481257 оп. 10.05.2013
3. Моноблок-упаковщик серии RCFR фирмы ARSOL (см. сайт www.zittel.ru)