CN101263057B - 用于塑料预制件在纸板箱中的整齐装箱的方法和自动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明应用于塑料预制件在纸板箱中的整齐装箱的系统中。所述系统包括具有真空抓取头部(23)的机械手单元(6)和一个或多个用于在待装填的纸板箱(13)中装卸和插入分隔器(12)的单元(10)。所述抓取头部(23)包括多个与预制件(2)的形状相适应的隔间(30)，而所述分隔器(12)具有多个与分隔器的一个侧面平行并以至少等于预制件(2)的长度的距离等距离地相间隔的分隔件(12a)。

Description

用于塑料预制件在纸板箱中的整齐装箱的方法和自动系统 
技术领域
本发明涉及一种用于塑料预制件在纸板箱中的整齐装箱的方法和自动系统。 
背景技术
塑料容器、特别是PET瓶由特殊模制的预制件或型坯吹塑成型。 
由于预制件成型机不总与吹塑机位于同一工厂中，并且由于这种预制件成型机的输出率通常与吹塑机的输出率不同，所以预制件必须在具有平行六面体形状或带有八边形底部的棱柱形状的纸板箱中被储存和运送。 
众所周知，塑料预制件被模制，并且，当机器的模具打开时，塑料预制件落至传送带上，并被传送带运送到纸板箱中。 
一旦预制件在重力作用下落入箱中，它们将松散/散装排列地储存在其中。 
现有技术的缺点在于： 
-高的装卸成本(handling cost)，从而增加了预制件单位成本； 
-预制件一个落到另一个上，并且由于与预制件尺寸相比相当大的箱的高度，预制件容易表面受损和破裂，这导致高的瓶或容器的废品率。 
为了避免上述缺点，现有技术已经提出了一种方法和系统，如在意大利专利1280729中进行描述和示出。 
在上述专利所公开的用于装填纸板箱的方法中，在纸板箱中引入一个或多个装填管或装填套筒，它们可在纸板箱中被装卸和定位。 
用预制件装填所述管。 
将所述箱保持在倾斜位置，从而装填从纸板箱的底部和一侧开始—— 通过卸下装有预制件的管。 
使用可编程逻辑控制器通过在当前装填位置的连续的管装卸操作装填纸板箱，所述可编程逻辑控制器使得装填能基本按矩阵排列发生。 
这种方法和系统也具有一定的缺点，例如： 
-当预制件的尺寸发生改变时必须更换所有的套筒； 
-由于预制件颈部的构造导致预制件相对于套筒轴线倾斜，从而预制件可能会堵塞在套筒中； 
-预制件总是沿相同的方向被插入，使得一层的颈部与下一层的颈部相邻，从而减小了可用空间。 
发明内容
本发明的目的在于实现预制件的快速和安全的装箱而不管预制件的尺寸如何，以及使纸板箱中的可用空间最优化。 
由于本发明的方法和系统所能获得的优点在于装卸成本的显著减少和较低的预制件废品率。 
通过根据本发明的用于塑料预制件在纸板箱中的整齐装箱的方法和系统实现所述目的和优点。 
为此，本发明提供了一种用于塑料预制件在纸板箱中的整齐装箱的自动系统，该自动系统包括： 
a.具有真空抓取头部的机械手单元，所述抓取头部包括多个与预制件的形状相应的隔间； 
b.一个或多个用于在待装填的纸板箱中装卸和插入分隔器的单元，每个分隔器具有多个与分隔器的一个侧面平行并以至少等于预制件长度的距离等距离地相间隔的分隔件。 
本发明还提供了一种用于塑料预制件在纸板箱中的整齐装箱的方法，该方法包括以下步骤： 
a.在纸板箱中引入多个分隔器或竖直分隔件，它们具有与纸板箱的一个竖直壁相同的尺寸，并能形成多个其宽度至少等于预制件长度的竖直槽 室； 
b.用整平层的预制件装填竖直槽室，一层预制件颈部的位置与下一层预制件颈部的位置相对； 
c.一旦所有槽室已被装满，则从纸板箱中拆除所述多个分隔器，从而留下整齐成排的不受约束的预制件。 
附图说明
从下面对在附图中以示例性而非限制的方式示出的优选实施例的说明中将可以显见上述和其它特征，在附图中： 
图1是用于码垛塑料预制件的自动系统的透视图； 
图2是图1的系统中用于引入分隔器的单元的单独的视图； 
图3是预制件机械手/操作装置在一种操作构型下的单独的视图； 
图3a示出图3的机械手单元的细部； 
图4示出机械手的抓取头部的各种可能的位置； 
图5是预制件机械手在另一操作构型下的单独的视图； 
图5a示出图5的机械手单元的细部； 
图6是抓取头部的断面视图。 
具体实施方式
参考图1，标号1总体指示用于码垛塑料预制件的自动系统，所述塑料预制件也已知为“型坯”，并在本示例中用标号2指示。 
系统1包括门架3，在该门架上，水平滑架4在导轨5中滑动(所述导轨相对于桁条3a静止)。 
滑架4上安装有机械手单元6，该机械手单元在竖向导轨7中滑动。 
参照笛卡尔坐标系xyz，导轨5允许机械手单元6沿y方向移位，水平滑架允许其沿垂直的x方向移位，而导轨7允许其沿z方向移位。 
这样，机械手单元6可沿上述笛卡尔坐标被容易地移至门架中任一点。 
参考图2，门架3还具有两个立柱9，它们是用于装卸和插入分隔器 12的单元10的一部分，如下文所述。 
所述立柱9沿竖向、即沿机械手沿z轴移位的方向延伸，并固定在自动码垛系统1的门架3的基部。 
每个立柱装配有电机和一对正交的臂11，该正交的臂沿两相邻侧面延伸，以限定出从系统1的俯视图看去面向门架3内部的“L”形。 
臂11的用途是支承通过已知的方式与其适当地联接的分隔器12，并通过电机沿z方向竖直地移动这些分隔器，所述电机在与其相联的所述一对臂11上借助于已知的机械驱动装置如链条、锯齿带以及齿条和齿轮机构操作。 
所述分隔器12是箱状薄壁元件，并设计用于引入预制件2将被插入和码垛于其中的纸板箱13中。 
如图所示，分隔器12具有多个分隔件12a，这些分隔件平行于分隔器12的一个侧面，并以使预制件2能够被垂直地插入和接纳在两分隔件12a之间的距离等距地相间隔(这意味着，在插入之后，预制件2的轴线垂直于壁12a的平面)。 
系统1具有两个分隔器插入单元10，从而使得在对一纸板箱码垛时，操作员可在安全的情况下准备邻近的单元。 
具体地，操作员将把空的纸板箱13放置在位于系统1中适当位置处的货盘上——显然在提升起相应的分隔器12之后。 
然后，使分隔器12沿立柱9下降并被引入纸板箱13中，在接下来的预制件2的码垛步骤期间，分隔器12将停留在所述纸板箱13中。 
一旦码垛完成，分隔器12被再次提升起，而装满预制件的纸板箱被关闭和运走。 
上述码垛过程通过如图3和5所示的机械手单元6来完成。 
机械手6包括竖向延伸的臂20，该臂20由于独立的马达驱动单元21而能围绕其中心轴线旋转。 
如上所述，所述单元6安装在可在相应的导轨7中沿竖向(沿z方向)平移的滑架22上。 
臂20在其较低端具有铰接在相应的铰接点24上从而能够围绕所述铰接点转动的头部23。 
图3、5、3a和5a示出头部23的两个可能的位置，前一位置与臂20的方向正交，后一位置与其平行。 
图4示出头部23还可设定在镜像位置上，更特别地与由臂20的延伸所限定的竖向成±90°角。 
头部23通过已知的方式定位(这里未示出)；根据头部23转动装置的一个实施例，在所述头部23和臂20上均安装有两个平行的链轮，它们通过锯齿带相连；所述带可通过安装在臂20上的液压缸致动，液压缸在两个带运动方向上对带操作，由此在两个方向上均产生所希望的转动。 
回到图中，所示头部23具有多个与将被抓取的预制件20的形状近似相应的隔间30。 
如图6所示，在头部23中具有空腔31，每个隔间30具有连接到所述空腔31的孔32。 
空腔31的用途是在邻近的隔间30中产生负压，借以在已知的系统安装条件下可在空腔31中产生真空，以使头部23成为预制件2的吸入头部。 
这样，预制件2将通过在图1中用附图标记40表示的运送装置被运送到捡拾站。 
更具体地，预制件2垂直地接收在传送带上，并在传送带上堆栈排列地堆积以供捡拾；通过使位于图3a的转动位置(或与之相对的位置)的头部23朝向将被吸入的预制件2堆运动进行捡拾：当真空系统被致动时，预制件2被吸引并被牢固地保持成贴靠头部23。 
控制系统通过使附接有预制件的机械手6运动到待装填的纸板箱上方、从而使头部23平行于分隔器2的壁12a的方向来控制整个码垛步骤。 
现在转动头部23以使先前竖直的预制件2沿水平定向，以准备好被插入在两分隔件12a之间。 
然后可使臂6下降到分隔器中，并可解除真空以将预制件2释放到纸板箱中。 
对分隔器12的每排隔间继续上述操作，直到纸板箱被装满。 
该过程如上所述地继续。 
尽管在本示例中涉及沿竖向放置的预制件2，但是，所述码垛系统也可对以不同角度排列的预制件2进行操作。 
这时，头部23将定位成使得能够准确地捡拾和吸入预制件2。 
预制件2也可在不同于水平位置的其它位置被释放。 
这对于目前广泛使用的具有八边形底面的棱柱形状的纸板箱(ottobin)特别有用：在该情况下，在纸板箱中如所希望地定位尺寸适当的分隔器，而余下的抓取头部23不能插入其中的自由空间将通过从头部的自由下落来接收预制件2——或者在垂直位置或者在水平位置。 

Claims (11)

1.一种用于塑料预制件(2)在纸板箱中的整齐装箱的自动系统(1)，其特征在于，该自动系统包括：
a.具有真空抓取头部(23)的机械手单元(6)，所述抓取头部(23)包括多个与预制件(2)的形状相应的隔间(30)；
b.一个或多个用于在待装填的纸板箱(13)中装卸和插入分隔器(12)的单元(10)，每个分隔器(12)具有多个分隔件(12a)，这些分隔件与分隔器(12)的一个侧面平行并等距离地相间隔，所述距离使得预制件能垂直于分隔件的平面被插入和接纳在两分隔件之间。
2.根据权利要求1所述的自动系统(1)，其特征在于，所述机械手单元(6)包括竖向延伸的臂(20)，该臂(20)在其较低端具有安装在相应的铰接点(24)上的抓取头部(23)，使得该抓取头部(23)能围绕所述铰接点转动。
3.根据权利要求2所述的自动系统(1)，其特征在于，所述臂(20)具有独立的马达驱动单元(21)，该马达驱动单元(21)使得所述臂能够围绕其中心轴线旋转。
4.根据权利要求1所述的自动系统(1)，其特征在于，在所述抓取头部(23)中具有空腔(31)，该空腔通过孔(32)与各隔间(30)相连，并具有用于在空腔(31)中产生真空的装置。
5.根据权利要求1所述的自动系统(1)，其特征在于，所述用于插入分隔器(12)的各单元(10)包括竖向延伸的立柱(9)和通过电机驱动的一对臂(11)，所述一对臂支承其两侧固定在上述一对臂(11)上的分隔器(12)。
6.根据权利要求5所述的自动系统(1)，其特征在于，所述一对臂(11)沿两相邻侧正交地延伸，以限定出面向门架(3)内部的“L”形。
7.根据权利要求5所述的自动系统(1)，其特征在于，所述电机借助于机械驱动装置对所述一对臂(11)进行操作，所述驱动作用导致所述一对臂(11)沿竖向移位。
8.根据权利要求7所述的自动系统(1)，其特征在于，所述机械驱动装置选自链条、锯齿带以及齿条和齿轮机构。
9.根据权利要求1所述的自动系统(1)，其特征在于，所述机械手单元(6)安装在使其能竖向平移运动的滑架(22)上，该滑架(22)接合在导轨(7)中，所述导轨(7)转而安装在与其垂直的水平滑架(4)上；所述滑架(4)接合在位于系统(1)的门架(3)上的导轨(5)中。
10.根据权利要求1所述的自动系统(1)，其特征在于，该系统包括用于控制机械手单元(6)及其码垛操作的系统。
11.一种用于塑料预制件在纸板箱中的整齐装箱的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a.在纸板箱中引入多个分隔器或竖直分隔件，它们具有与纸板箱的一个竖直壁相同的尺寸，并能形成多个竖直槽室，这些竖直槽室的宽度使得预制件能垂直于分隔件的平面被插入和接纳在该竖直槽室中；
b.用整平层的预制件装填竖直槽室，一层预制件颈部的位置与下一层预制件颈部的位置相对；
c.一旦所有槽室已被装满，则从纸板箱中拆除所述多个分隔器，从而留下整齐成排的不受约束的预制件。
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