Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum vollautomatischen Einlegen von Gegenständen, insbesondere Pralinen, in vorbestimmter Ausrichtung in jeweils gleiche Positionen einer Verpackungseinheit. Eine derartige Vorrichtung umfasst mindestens eine Zuführeinheit für die Gegenstände, Fördereinrichtungen für den Transport der Gegenstände zum Einlegeort, sowie eine Einlegeeinrichtung für die Gegenstände von der Fördereinrichtung in vorbestimmte Positionen der Verpackungseinheit.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art werden die Gegenstände von einem Tablett auf ein Transportband geschoben und auf diesem mit Hilfe von Schikanen auseinandergezogen und in einer Reihe angeordnet, so dass schliesslich die Gegenstände in definierter Lage hintereinanderliegend von breiten Vereinzelungsbändern auf ein schmales Beschickungsband übergeben werden können. Auf diesem wird das jeweils vorderste Warenstück von einem Anschlag zentriert und aus dieser genau definierten Position von einem mechanisch angetriebenen Einlegekopf mittels eines Saugers bzw. eines Greifers in die Verpackungseinheit eingelegt. Eine derartige Vorrichtung ist zwangsläufig mit einer Reihe gravierender Nachteile verbunden. So kann der Einlegekopf nur durch eine aufwendige mechanische Umrüstung auf eine andere Ablegeposition umgestellt werden.
Die Umrüstzeiten können in der Praxis für die Umstellung einer Einlegestrasse mit 20 bis 40 Einlegeköpfen bis zu mehreren Tagen betragen, mit entsprechend negativen Auswirkungen auf die Verpackungskosten. Ausserdem kann der Ablegeort eines einzelnen Einlegearms mit dem hieran gehaltenen Sauger oder Greifer, verfahrensbedingt durch mechanische Umstellungen, nur in sehr engen Grenzen variiert werden. Eine freie Wahl der Ablegeposition ist nicht möglich. Des weiteren reiben bei den Vereinzelungsbändern die Gegenstände aneinander sowie an den Seitenführungen der Schikanen und der Zuführungsbänder, wodurch oberflächenempfindliche Gegenstände, wie etwa Pralinen, in ihrer Qualität nachteilig be einflusst werden können.
Schliesslich ist bei bestimmten Grundrissformen der Gegenstände, wie etwa bei einem dreieckigen Grundriss, eine zuverlässige automatische Vereinzelung mittels Schikanen nicht möglich.
Andererseits hat man auch bereits die Anordnung der Gegenstände auf dem Tablett oder auf einem Transportband, auf welches die Gegenstände von dem Tablett abgeschoben werden, mittels eines optischen Systems registriert und von einem Rechner analysiert. Mit Hilfe eines Roboters werden die Gegenstände direkt vom Tablett bzw. dem Transportband abgenommen und in die Verpackungseinheit in der entsprechenden Position abgelegt. Obwohl die Gegenstände hierbei geschont werden, und der Einlegeort sich per Knopfdruck frei wählbar einstellen lässt, weist auch diese Anordnung unumgängliche, gravierende Nachteile auf. Die Automaten benötigen, wenn sie wahlfrei jede Position der Verpackungseinheit erreichen sollen, einen Arbeitsbereich, der mindestens so gross ist wie der Grundriss der Verpackungseinheit.
In der Praxis benötigt ein Roboter ca. 1500 bis 2000 mm von der Transportstrecke der Verpackungseinheit als Arbeitsbereich. Hierdurch werden die Einlegestrassen, die 20 bis 40 Automaten umfassen können, zwangsläufig sehr lang und erfordern somit einen hohen Aufwand an Bedienungs- und Kontrollpersonal. Darüber hinaus wird die Taktzeit, d.h. die Leistung einer Einlegestrasse, von dem Roboter bestimmt, der den längsten Einlegeweg zurücklegen muss. Dieser stellt somit das schwächste Glied in der Kette dar, auf welches die anderen Automaten "warten" müssen. Eine Optimierung der Einlegeleistung ist somit nur bedingt möglich.
In Kenntnis dieser Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verfahren bzw. die Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass es unter Vermeidung der aufgezeigten Nachteile möglich ist, mit hoher Betriebsgeschwindigkeit und -sicherheit die Gegenstände der Einlegevorrichtung schonend, lagerichtig und in vorbestimmten Abständen zuzuführen.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäss der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung auf die Merkmale der abhängigen Ansprüche verwiesen wird.
Nach der Erfindung erfasst man die räumliche Lage der Gegenstände im Beschickungsbereich mathematisch, richtet die Gegenstände in einer vorbestimmten Weise aus und überführt sie in gleichmässigen Abständen auf eine Fördereinrichtung, die die Gegenstände dem Einlegebereich zuleitet. Die Vorrichtung sieht im Bereich der Zuführeinheit eine Erfassungseinrichtung vor, mittels welcher Lage und Ausrichtung der Gegenstände bestimmbar sind, sowie einen in drei Achsen frei programmierbaren Handhabungsautomaten, mittels welchem die Gegenstände von dem Bereich der Zuführungseinheit aufnehmbar, in vorbestimmter Richtung ausrichtbar und in regelmässigen Abständen auf der Fördereinrichtung absetzbar sind.
Die Erfassungseinrichtung, bei welcher es sich vorzugsweise um eine optische Lageerkennungseinrichtung handelt, erkennt die räumliche Position und die Lage der Gegenstände, während sie langsam unter der Einrichtung hindurchgeführt werden. Die Positions- und Lagedaten werden von dem Erkennungssystem dem Rechner der Steuerung des Handhabungsgerätes übermittelt, welcher die optimale Abnahmereihenfolge für die einzelnen Gegenstände errechnet. Der Handhabungsautomat nimmt dann in der jeweils errechneten Reihenfolge die Warenstücke auf, richtet sie aus und setzt sie in räumlich immer gleichbleibende Ablageposition auf der Fördereinrichtung ab, die die Gegenstände dem Einlegebereich zuleitet. Der Gegenstand wird also während der Übergabebewegung gleichzeitig in die Lage gedreht, in der er später in die Verpackungseinheit eingelegt werden soll.
Zu diesem Zweck ist der an dem Handhabungsautomaten gehaltene Sauger bzw. Greifer drehbar gelagert. Der Drehwinkel wird zweckmässigerweise motorisch, entsprechend den Daten des Erkennungssystems, verstellt.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Zufuhreinheit aus einem langsam geregelten Zufuhrband. Auf dieses Band werden die Gegenstände von einem Tablett aufgeschoben. Sie bewegen sich langsam unter dem Lageerkennungssystem hindurch, bevor sie dem Aufnahmebereich des Handhabungsautomaten zugeführt werden.
Andererseits kann die Zufuhreinheit aus einer Fördervorrichtung für Tabletts bestehen, die aus einem Speicher auf die Fördervorrichtung absetzbar sind. Bei diesem Speicher handelt es sich bevorzugt um einen Paternoster, von welchem die Tabletts zur Weiterförderung auf Zahnriemen geführt werden, die die Tabletts unmittelbar langsam unter dem Lageerkennungssystem hindurchführen. Das Handhabungsgerät kann somit die Gegenstände direkt von den Tabletts abnehmen.
Beide Ausgestaltungen gewährleisten eine schonende Handhabung der Gegenstände, die weder durch Reiben aneinander noch Anstossen an Schikanen eine Oberflächenschädigung erleiden.
Das Handhabungsgerät legt die Gegenstände immer in einer räumlich fixen Position auf der Fördereinrichtung ab, die sich zweckmässigerweise in der Mitte des Bandes befindet. Hierdurch wird der Rangierweg im Vergleich zum Einlegeroboter, der direkt in die Verpackungseinheit eingelegt, stark verkürzt. Die Legeleistung des einzelnen Handhabungsgerätes und damit die Leistung einer ganzen Einlegestrasse kann somit wesentlich gesteigert werden.
Durch die schmalen Beschickungsbänder lassen sich mehrere Einlegevorrichtungen zu kompakten Einlegestationen für mehrere unterschiedlich ausgestaltete Gegenstände zusammenfassen. So ist es beispielsweise in der Praxis möglich, eine derartige Einlegestation für acht unterschiedliche Einzelgegenstände auszuführen, die von einer einzelnen Bedienungsperson überwacht und beschickt werden kann.
Der unmittelbare Einlegevorgang, bei welchem die Gegenstände von der Fördereinrichtung abgenommen und in die Verpackungseinheit eingelegt werden, kann über herkömmliche Einlegemechanismen erfolgen. Hierfür bietet sich etwa ein kurvengesteuerter Einlegemechanismus mit einer Mehrzahl von Saugern bzw. Greifern für mehrere Gegenstände gleichzeitig an, da eine enge Zusammenführung der Gegenstände am Abnahmeort mit den schmalen Bändern möglich ist. Eine geeignete Einlegevorrichtung ist in der europäischen Patentanmeldung 841 047 962 erläutert. Die dort beschriebenen Einlegeköpfe erlauben eine wahlfreie Positionierung der Gegenstände in der Verpackungseinheit, womit der Aufbau einer vollkommen flexiblen Einlegestrasse möglich ist.
Gemäss einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Fördereinrichtung als Saugband mit hierin mittig im Abstand voneinander angeordneten Löchern ausgebildet, die mit einer unter dem Band gehaltenen Vakuumschiene in Verbindung stehen. Hierdurch wird gewährleistet, dass sich die Gegenstände auf dem Förderband nicht verdrehen oder verschieben können. sie werden auf dem Förderband lagerichtig zugeführt, so dass eine Drehung des Saugers oder Greifers am Einlegekopf nicht erforderlich ist.
Der Antrieb des Saugbandes erfolgt zweckmässig über eine Stachelwalze, deren Stacheln die mittig im Förderband vorgesehenen Löcher durchgreifen. Der formschlüssige Eingriff sichert einen positiven Bandantrieb und dient gleichzeitig der Zentrierung wie auch der Freihaltung der Löcher bei möglichen Verschmutzungen.
Einem einzelnen Handhabungsautomaten können auch zwei Fördereinrichtungen zugeordnet sein, die jeweils gleichzeitig beschickt werden. Dies kann entweder über einen jeweils individuellen Arbeitsgang des Handhabungsautomaten erfolgen, oder es können diese auch jeweils mit zwei Saugköpfen oder Greifern ausgestattet sein, worin eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung zu sehen ist.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei es sich nur beispielhaft um das Einlegen von Pralinen handelt, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigt im einzelnen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Einlegevorrichtung in schematischer Darstellung mit einzelnen Einlegeköpfen;
Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung, ebenfalls schematisch dargestellt;
Fig. 3 die Draufsicht auf die Einlegevorrichtung, entsprechend der Fig. 1, mit Mehrfacheinlegekopf;
Fig. 4 die schematische Darstellung einer Einlegestation mit acht Einlegeeinheiten;
Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch eine als Saugband ausgebildete Fördereinrichtung;
Fig. 6 die Vorderansicht einer Ausführungsform der Zufuhreinheit mit einem Speicher für die die Gegenstände tragenden Tabletts, und
Fig. 7 eine Seitenansicht des in Fig. 6 gezeigten Speichers.
Die Darstellung gemäss Fig. 1 zeigt eine Zusammenstellung von drei Zufuhreinheiten, die jeweils insgesamt mit der Bezugsziffer 10 gekennzeichnet sind, und über vier Förderbänder 11 bis 14 die Einlegestelle bedienen. Die Zufuhreinheit besteht gemäss einer Ausführungsform aus einem sich langsam fortbewegenden Transportband 15, auf welchem, in einer nicht näher dargestellten Weise etwa von Tabletts, die Gegenstände, in diesem Fall Pralinen 16, deponiert werden. Die ungeordnet auf dem Transportband 15 liegen den Pralinen 16 werden langsam unter einem schematisch dargestellten und hinsichtlich seines Aufbaues und seiner Wirkungsweise hinlänglich bekannten optischen Lageerkennungssystem 17 hindurchgeführt.
Dem Lageerkennungssystem 17 ist ein in drei Achsen frei programmierbarer Handhabungsautomat 18 nachgeordnet. Der Handhabungsautomat 18 trägt am äusseren Ende des Armes einen Sauger oder Greifer 19 für die Handhabung der Pralinen 16. Die Positions- und Lagedaten werden vom Erkennunngssystem einem nicht dargestellten Rechner der Steuerung des Handhabungsautomaten übermittelt, der die optimale Reihenfolge für die einzelnen Pralinen errechnet. Der Handhabungsautomat 18 nimmt dann mit seinem Sauger oder Greifer 19 in der jeweils errechneten Reihenfolge die Pralinen von dem langsam laufenden, geregelten Zufuhrband ab und setzt sie in räumlich immer gleichbleibender Ablageposition auf dem zum Einlegebereich führenden Förderband 11 bis 14 ab.
Während dieser Übergabebewegung werden die Pralinen, entsprechend der Darstellung in Fig. 1 gleichzeitig in die Lage gedreht, in der sie später in die Verpackungseinheit eingelegt werden sollen. Zu diesem Zweck ist der Sauger oder Greifer 19 des Handhabungsautomaten 18 drehbar gelagert. Der Drehwinkel wird motorisch, entsprechend den übermittelten Daten des Erkennungssystems, eingestellt.
Wie die Fig. 1 zeigt, ist bei einer entsprechenden Leistung des Handhabungsautomaten 18 dieser in der Lage, gleichzeitig zwei Transportbänder 11 und 12 zu belegen.
Die Förderbänder 11 bis 14 führen die Pralinen 16 auf die Einlegestelle zu, wo sie auf eine Fördereinheit 20 treffen, die die Behälter oder Trays 21 im wesentlichen rechtwinklig in Richtung des Pfeils 22 fortbewegt. Die Fördereinheit 20 umfasst eine oder mehrere Ketten 23 mit Anschlägen oder Rastnasen 24, an welchen die Behälter 21 positionsgenau anliegen.
Im Einlegebereich ist bei der dargestellten Ausführungsform jedem Förderband 11 bis 14 ein Einlegekopf 25 zugeordnet. Die Einlegeköpfe 25 überführen die Pralinen 16 etwa mittels kurvengesteuerter Sauger oder Greifer von den jeweiligen Förderbändern 11 bis 14 in die vorbestimmte Position innerhalb des Trays 21.
Das Aufsetzen der Pralinen 16 von dem Transportband 15 auf die Förderbänder 11 bis 14 durch den Handhabungsautomaten 18 sowie das Einlegen der Pralinen 16 in die Trays 21 durch die Einlegeköpfe 25 kann jeweils während eines kurzen Halts der Förderbänder 11 bis 14 erfolgen.
Die Fig. 2 zeigt die Vorrichtung in Seitenansicht. Die Vorrichtung ist von einem Gestell 26 getragen. Der vom Einlegekopf 25 geführte Sauger 27 überführt entlang der in Fig. 2 durch eine strichpunktierte Linie angegebenen Bewegungsbahn die Pralinen 16 von dem Förderband 11 in den Behälter 21, der von den Ketten 23 getragen und weiterbewegt wird. Das Lageerkennungssystem 17 erfasst die gesamte Breite des Transportbandes 15 der Zuführeinheit 10. In Fig. 2 ist lediglich eine Zuführeinheit 10 dargestellt, wobei jedoch eine Einlegestelle beispielsweise etwa acht Förderbänder 11 bis 14 mit jeweils zugeordneten Zufuhreinheiten 10 umfassen kann.
Die Förderbänder 11 bis 14 sind als Saugbänder ausgeführt, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 5 erläutert werden soll.
Unterhalb des Förderbandes 11 befindet sich eine im Querschnitt U-förmige Vakuumleiste 28, die über einen entsprechenden Anschluss 29 mit einem nicht dargestellten Unterdrucksystem in Verbindung steht. Das Transportband 11 ist als Zahnriemen ausgeführt, mit einer Verzahnung 30 unterhalb des Bandes, die dem Eingriff einer Antriebseinheit dient. Das Band 11 ist mittig in regelmässigen Abständen mit Löchern 31 versehen, die jeweils die Aufsetzpunkte für die Pralinen 16 durch den Handhabungsautomaten 18 bilden. Die Vakuumleiste 28 ist auf beiden Stirnseiten abgeschlossen, so dass an den im Leistenbereich geführten Löchern 31 eine Saugwirkung vorliegt. die Pralinen 16 werden dementsprechend während ihres Transports zur Einlegestelle hin drehfest und rutschsicher gehalten.
Wie der Fig. 2 entnehmbar ist, wird das Förderband 11 über eine Stachelwalze 32 geführt, wobei die Stacheln 33 einen Umfangsabstand voneinander besitzen, der dem linearen Abstand zwischen den Löchern 31 des Bandes 11 entspricht. Die Stacheln 33 greifen in die Löcher ein und dienen dem Antrieb wie auch der Zentrierung des Bandes 11. Gleichzeitig werden die Löcher durchstossen und somit von Verschmutzungen freigehalten. Bei angetriebener Stachelwalze 32 kann auch die Verzahnung 30 als Antriebsmittel entfallen.
Die Vorrichtung gemäss Fig. 3 entspricht im wesentlichen dem Aufbau, wie er anhand der Fig. 1 erläutert wurde, worauf hiermit Bezug genommen wird, so dass eine eingehende Beschreibung an dieser Stelle entfallen kann. Eine Besonderheit bildet ein Doppelsauger oder -greifer 34, mit welcher einer der Handhabungsautomaten 18 ausgerüstet ist. Der Handhabungsautomat 18 ist somit in der Lage, gleichzeitig zwei Förderbänder 11 und 12 zu bedienen.
Als weitere Besonderheit ist bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ein Mehrfach-Einlegekopf 35 vorgesehen, der in der Lage ist, kruvengesteuert die über die Förderbänder 11 bis 14 herangeführten Pralinen 16 positionsgenau in das Behältnis 21 einzulegen.
Die Fig. 4 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Einlegestelle, in welcher raumsparend acht Förderbänder 11 bis 14 und 36 bis 39 einer Einlegestelle zugeordnet sind. Die Förderbänder sind um einen Arbeitsplatz 40 gruppiert, so dass eine Bedienungsperson in der Lage ist, die Einlegestelle mit acht Zuführungen zu überwachen und zu beschicken. Es können Einzeleinlegeköpfe 25 oder aber auch Mehrfacheinlegeköpfe vorgesehen sein.
Eine andere Ausführungsform der Zuführeinheit ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Das optische Erkennungssystem 17 und der Handhabungsautomat 18, der die Pralinen 16 auf das Förderband 11 überführt, entsprechen der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Statt des Zufuhrbandes 15 sind jedoch bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel Förderketten 41 vorgesehen, die unmittelbar einem Speicher 42 entnommene Tabletts 43 mit den hierauf befindlichen Pralinen 16 langsam unter dem Erkennungssystem 17 hindurchführen. Der Speicher 42 ist als Paternoster ausgeführt. Die Tabletts 43 liegen auf Winkellaschen 45 auf, die an Vertikalbändern gehalten sind. Im Anforderungsfall werden die Vertikalbänder 44 in Tätigkeit gesetzt und bewegen sich in Richtung der in Fig. 7 dargestellten Pfeile 46 vor. Hierbei wird jeweils das nächste Tablett 43 auf den Förderketten 41 abgesetzt.
Es ergibt sich somit insgesamt eine raumsparende Einlegevorrichtung, die mit hoher Betriebsgeschwindigkeit und Funktionssicherheit zu arbeiten vermag.
The invention relates to a method and a device for fully automatic insertion of objects, in particular chocolates, in a predetermined orientation in the same positions of a packaging unit. Such a device comprises at least one feed unit for the objects, conveyor devices for transporting the objects to the insertion location, and an insertion device for the objects from the conveyor device in predetermined positions of the packaging unit.
In a known device of this type, the objects are pushed from a tray onto a conveyor belt and pulled apart on them with the help of chicanes and arranged in a row, so that finally the objects can be transferred in a defined position one behind the other from wide separation belts onto a narrow loading belt. The foremost item of goods is centered on this by a stop and, from this precisely defined position, is inserted into the packaging unit by a mechanically driven insertion head by means of a suction device or a gripper. Such a device is inevitably associated with a number of serious disadvantages. For example, the insertion head can only be switched to another storage position by means of complex mechanical retrofitting.
In practice, the changeover times for converting an insertion line with 20 to 40 insertion heads can take up to several days, with corresponding negative effects on packaging costs. In addition, the location of a single insertion arm can only be varied within very narrow limits with the suction cup or gripper held thereon, due to the process by mechanical adjustments. A free choice of the storage position is not possible. Furthermore, in the case of the separating belts, the objects rub against one another and on the side guides of the baffles and the feed belts, as a result of which the quality of surface-sensitive objects, such as chocolates, can be adversely affected.
Finally, with certain floor plan shapes of the objects, such as a triangular floor plan, reliable automatic separation using baffles is not possible.
On the other hand, the arrangement of the objects on the tray or on a conveyor belt onto which the objects are pushed off the tray has already been registered by means of an optical system and analyzed by a computer. With the help of a robot, the objects are removed directly from the tray or the conveyor belt and placed in the packaging unit in the appropriate position. Although the objects are protected and the place of insertion can be freely selected at the push of a button, this arrangement also has unavoidable, serious disadvantages. If they want to reach every position of the packaging unit, the machines need a work area that is at least as large as the floor plan of the packaging unit.
In practice, a robot needs approx. 1500 to 2000 mm from the transport route of the packaging unit as a work area. As a result, the insertion lines, which can comprise 20 to 40 machines, inevitably become very long and therefore require a great deal of effort from operating and control personnel. In addition, the cycle time, i.e. the performance of an insertion route, determined by the robot that has to cover the longest insertion path. This is the weakest link in the chain for which the other machines have to "wait". Optimizing the insertion performance is therefore only possible to a limited extent.
Knowing this problem, the invention is based on the object of designing the method or the device of the type mentioned at the outset in such a way that, while avoiding the disadvantages indicated, the objects of the insertion device are gentle, correct and in a predetermined position with high operating speed and safety Spacing.
This object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of patent claim 1, reference being made to the features of the dependent claims with regard to preferred embodiments of the invention.
According to the invention, the spatial position of the objects in the loading area is recorded mathematically, the objects are aligned in a predetermined manner and transferred at regular intervals to a conveyor device which feeds the objects to the loading area. In the area of the feed unit, the device provides a detection device by means of which the position and orientation of the objects can be determined, as well as a handling machine freely programmable in three axes, by means of which the objects can be picked up from the area of the feed unit, aligned in a predetermined direction and at regular intervals are deductible from the conveyor.
The detection device, which is preferably an optical position detection device, detects the spatial position and the position of the objects as they are slowly passed under the device. The position and position data are transmitted from the detection system to the computer of the control of the handling device, which calculates the optimal order of acceptance for the individual objects. The handling machine then picks up the items of goods in the respectively calculated sequence, aligns them and places them in the storage position that is always the same in terms of space on the conveyor device, which feeds the objects to the loading area. The object is thus simultaneously rotated into the position during the transfer movement in which it is later to be inserted into the packaging unit.
For this purpose, the suction device or gripper held on the handling machine is rotatably mounted. The angle of rotation is expediently adjusted by a motor in accordance with the data of the detection system.
According to a preferred embodiment of the invention, the feed unit consists of a slowly regulated feed belt. The objects are pushed onto this belt from a tray. They move slowly under the position detection system before they are fed into the receiving area of the handling machine.
On the other hand, the feed unit can consist of a conveyor device for trays, which can be placed on the conveyor device from a storage device. This storage device is preferably a paternoster, from which the trays are guided on toothed belts for further conveyance, which trays the trays immediately and slowly under the position detection system. The handling device can thus remove the objects directly from the trays.
Both configurations ensure gentle handling of the objects, which do not suffer any surface damage by rubbing against one another or bumping into chicanes.
The handling device always places the objects in a spatially fixed position on the conveyor, which is expediently located in the middle of the belt. This greatly shortens the maneuvering distance compared to the insertion robot that is inserted directly into the packaging unit. The laying performance of the individual handling device and thus the performance of an entire insertion line can thus be significantly increased.
The narrow loading belts allow several insertion devices to be combined into compact insertion stations for several differently designed objects. For example, it is possible in practice to carry out such an insertion station for eight different individual objects, which can be monitored and loaded by a single operator.
The immediate insertion process, in which the objects are removed from the conveyor and inserted into the packaging unit, can be carried out using conventional insertion mechanisms. For this purpose, for example, a cam-controlled insertion mechanism with a plurality of suction cups or grippers for several objects is suitable at the same time, since the objects can be brought together closely at the point of removal with the narrow belts. A suitable insertion device is explained in European patent application 841 047 962. The insertion heads described there allow the objects to be positioned anywhere in the packaging unit, which enables the construction of a completely flexible insertion line.
According to an advantageous embodiment of the invention, the conveying device is designed as a suction belt with holes centrally arranged here at a distance from one another, which are connected to a vacuum rail held under the belt. This ensures that the objects cannot twist or move on the conveyor belt. they are fed in the correct position on the conveyor belt, so that rotation of the suction device or gripper on the insertion head is not necessary.
The suction belt is expediently driven by a spiked roller, the spikes of which extend through the holes provided in the center of the conveyor belt. The positive engagement ensures a positive belt drive and at the same time serves to center as well as to keep the holes free in case of possible contamination.
A single handling machine can also be assigned two conveyor devices, each of which is loaded simultaneously. This can either be done via an individual operation of the handling machine, or it can also be equipped with two suction heads or grippers, which is a further advantageous embodiment of the device according to the invention.
Further details, advantages and features essential to the invention result from the following description of an exemplary embodiment of the invention, it being only an example of the insertion of chocolates, with reference to the accompanying drawings. The individual shows:
Figure 1 is a plan view of an embodiment of the insertion device according to the invention in a schematic representation with individual insertion heads.
Fig. 2 is a side view of the device shown in Fig. 1, also shown schematically;
3 shows the top view of the insertion device, corresponding to FIG. 1, with a multiple insertion head;
4 shows the schematic representation of an insertion station with eight insertion units;
5 shows a vertical section through a conveyor device designed as a suction belt;
Fig. 6 is a front view of an embodiment of the feed unit with a storage for the trays carrying the items, and
Fig. 7 is a side view of the memory shown in Fig. 6.
The illustration according to FIG. 1 shows a compilation of three feed units, each of which is identified in total by the reference number 10, and which operate the insertion point via four conveyor belts 11 to 14. According to one embodiment, the feed unit consists of a slowly moving conveyor belt 15, on which the objects, in this case chocolates 16, are deposited, in a manner not shown in detail, for example by trays. The chocolates 16 lying in disorder on the conveyor belt 15 are slowly passed under an optical position detection system 17 which is shown schematically and is well known in terms of its structure and mode of operation.
The position detection system 17 is followed by a freely programmable handling machine 18 in three axes. The handling machine 18 carries at the outer end of the arm a sucker or gripper 19 for handling the chocolates 16. The position and position data are transmitted from the detection system to a computer, not shown, of the control of the handling machine, which calculates the optimal sequence for the individual chocolates. The handling machine 18 then uses its sucker or gripper 19 to remove the chocolates from the slow-moving, regulated feed belt in the order calculated and places them in the storage position that is always the same on the conveyor belt 11 to 14 leading to the loading area.
During this transfer movement, the chocolates, as shown in FIG. 1, are simultaneously rotated into the position in which they are later to be placed in the packaging unit. For this purpose, the sucker or gripper 19 of the handling machine 18 is rotatably mounted. The angle of rotation is set by a motor in accordance with the transmitted data of the detection system.
As shown in FIG. 1, the handling machine 18 is capable of occupying two conveyor belts 11 and 12 at the same time if the handling machine 18 has a corresponding output.
The conveyor belts 11 to 14 lead the chocolates 16 to the insertion point, where they meet a conveyor unit 20 which moves the containers or trays 21 essentially at right angles in the direction of the arrow 22. The conveyor unit 20 comprises one or more chains 23 with stops or locking lugs 24, against which the containers 21 rest in a precise position.
In the loading area, in the embodiment shown, an insertion head 25 is assigned to each conveyor belt 11 to 14. The insertion heads 25 transfer the chocolates 16 from the respective conveyor belts 11 to 14 into the predetermined position within the tray 21, for example by means of cam-controlled suction devices or grippers.
The placement of the chocolates 16 from the conveyor belt 15 onto the conveyor belts 11 to 14 by the handling machine 18 and the insertion of the chocolates 16 into the trays 21 by the insertion heads 25 can take place during a short stop of the conveyor belts 11 to 14.
2 shows the device in a side view. The device is carried by a frame 26. The suction head 27 guided by the insertion head 25 transfers the chocolates 16 from the conveyor belt 11 into the container 21, which is carried by the chains 23 and moved on, along the movement path indicated by a dash-dotted line in FIG. 2. The position detection system 17 detects the entire width of the conveyor belt 15 of the feed unit 10. Only one feed unit 10 is shown in FIG. 2, but an insertion point can comprise, for example, about eight conveyor belts 11 to 14, each with associated feed units 10.
The conveyor belts 11 to 14 are designed as suction belts, as will be explained below with reference to FIGS. 2 and 5.
Below the conveyor belt 11 there is a vacuum strip 28 with a U-shaped cross section, which is connected via a corresponding connection 29 to a vacuum system, not shown. The conveyor belt 11 is designed as a toothed belt, with a toothing 30 below the belt, which serves to engage a drive unit. The band 11 is provided with holes 31 in the center at regular intervals, each of which forms the placement points for the chocolates 16 through the handling machine 18. The vacuum strip 28 is closed on both end faces, so that there is a suction effect on the holes 31 guided in the strip area. The chocolates 16 are accordingly held in a rotationally fixed and non-slip manner during their transport to the insertion point.
As can be seen in FIG. 2, the conveyor belt 11 is guided over a spiked roller 32, the spikes 33 being at a circumferential distance from one another which corresponds to the linear distance between the holes 31 of the belt 11. The spikes 33 engage in the holes and serve to drive and center the band 11. At the same time, the holes are pierced and thus kept free of dirt. When the spiked roller 32 is driven, the toothing 30 as drive means can also be omitted.
The device according to FIG. 3 essentially corresponds to the construction as was explained with reference to FIG. 1, to which reference is hereby made, so that a detailed description can be omitted here. A special feature is a double suction device or gripper 34 with which one of the handling machines 18 is equipped. The handling machine 18 is thus able to operate two conveyor belts 11 and 12 simultaneously.
As a further special feature, a multiple insertion head 35 is provided in the embodiment shown in FIG. 3, which is capable of inserting the chocolates 16, which are brought up via the conveyor belts 11 to 14, into the container 21 in a precisely controlled position.
4 shows a schematic illustration of an insertion point, in which eight conveyor belts 11 to 14 and 36 to 39 are assigned to one insertion point in a space-saving manner. The conveyor belts are grouped around a work station 40 so that an operator is able to monitor and load the loading point with eight feeders. Single insertion heads 25 or multiple insertion heads can be provided.
Another embodiment of the feed unit is shown in FIGS. 6 and 7. The optical recognition system 17 and the handling machine 18, which transfers the chocolates 16 onto the conveyor belt 11, correspond to the previously described embodiment. Instead of the feed belt 15, however, conveyor chains 41 are provided in the exemplary embodiment described here, which slowly pass trays 43 directly removed from a storage 42 with the chocolates 16 located thereon under the detection system 17. The memory 42 is designed as a paternoster. The trays 43 rest on angle brackets 45 which are held on vertical belts. If required, the vertical belts 44 are activated and move in the direction of the arrows 46 shown in FIG. 7. Here, the next tray 43 is placed on the conveyor chains 41.
The overall result is a space-saving insertion device which can work with high operating speed and functional reliability.