CN102015456A

CN102015456A - 用于接收容器和盖及用于封闭容器的抓取装置

Info

Publication number: CN102015456A
Application number: CN2009801141926A
Authority: CN
Inventors: K·布卢门施托克; M·西蒙
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Xingdeke Technology Co ltd
Priority date: 2008-04-21
Filing date: 2009-04-01
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2029-04-01
Also published as: CN102015456B; ATE515437T1; US20110030316A1; EP2279122B1; EP2279122A1; WO2009130114A1; DE102008001288A1; JP5328893B2; JP2011518090A

Abstract

本发明涉及一种用于接收和封闭容器(4)的抓取装置(1)，包括容器接收装置(2)和盖接收装置(3)，其中，所述容器接收装置(2)构造用于接收所述容器(4)，所述盖接收装置(3)构造用于接收盖(5)，所述盖接收装置(3)通过连接元件(6)与所述容器接收装置(2)连接，所述连接元件(6)允许容器接收装置(2)与盖接收装置(3)之间的相对运动(11)，以便以所述盖(5)封闭所述容器(4)。

Description

用于接收容器和盖及用于封闭容器的抓取装置

技术领域

本发明涉及一种用于接收容器和盖及用于封闭容器的抓取装置，该抓取装置能够实现对生产过程的柔性设计。

背景技术

由现有技术公知具有旋转式星形轮的包装机。通过这些星形轮分离和输送瓶状容器。在此，通过所谓的抓放(Pick and Place)单元完成所述封闭，该抓放单元设置在容器或星形轮上方。该抓放单元封闭容器，例如以塞借助环绕的、水平或竖直的塞轮或者通过环绕的、凸轮控制的塞安放装置来封闭容器。这种封闭引起格式件的显著耗费，因为星形轮和安放装置的结构由容器和盖预给定。此外，根据现有技术的装置不允许填充和封闭过程的工作流程的柔性设计。

发明内容

与之相比，具有权利要求1的特征的根据本发明的抓取装置具有以下优点：该抓取装置由于构造简单而可成本有利地制造。这能够实现用于各种容器和盖的抓取装置的柔性且经济的制造。此外，该抓取装置设计成模块并且由此构成生产线的封闭的、模块式的组成部分。该模块性允许抓取装置的灵活变化，而在此不必改变抓取装置前面或后面的生产线。附加地，抓取装置作为模块的设计实现了：在封闭过程期间整个抓取装置可以在生产线内部运动。由此，不但节省了生产时间，而且将仅设置用于输送容器的生产步骤集成到封闭过程中。这根据本发明通过以下方式达到：抓取装置包括容器接收装置和盖接收装置。在此根据本发明提出，所述容器接收装置能够可靠地保持填充的容器或瓶。所述盖接收装置设置用于保持盖。根据本发明的连接元件一方面将所述盖接收装置组合到所述容器接收装置上，另一方面允许容器接收装置与盖接收装置之间的相对运动。该相对运动用于将盖置放到容器上。根据本发明的构造允许抓取装置例如从填充站接收容器。在抓取容器的同时或在抓取容器之前或之后，由盖接收装置接收已备好的盖。根据本发明，抓取装置在接收过程之后和/或期间向生产线中的一个位置运动，在该位置上将搁放封闭的容器。也就是说，抓取装置在生产线内部输送容器。在该输送期间，抓取装置实施容器接收装置与盖接收装置之间的相对运动并且以盖封闭所述容器。由此，同时地输送和封闭容器。

从属权利要求示出本发明的优选扩展方案。

优选地，该连接元件包括导向元件。该导向元件对容器接收装置与盖接收装置之间的相对运动导向并且由此能够实现盖在容器上的精确配合的置放。

此外优选的是导向元件作为直线导向元件的实施方案，以便将盖直线地置放容器开口上。由此防止：例如塞在插入容器开口期间倾斜。优选地，该直线导向元件包括至少一根杆，其中，该相对运动通过该杆导向。作为杆的形状不但可想到空心的和实心的圆柱，而且可想到有棱角的轮廓。

为了在抓取装置始终运动的条件下接收盖，该盖接收装置有利地包括盖牵引单元。因此，该抓取装置能够在它在生产线中运动期间及由此没有时间损失地牵引已备好的盖。

在一种特别优选的实施方案中，所述盖牵引单元包括一个具有组合的凹部的面。该凹部的形状和尺寸对应于盖的外部尺寸。通过该凹部的直线的或弧形的开口，该抓取装置能够在它运动期间将盖接收到该凹部中。

此外优选的是，抽吸开口构造在容器接收装置和/或盖接收装置上。以负压加载这些抽吸开口，保证了容器或盖在抓取装置中的可靠保持。还可以通过消除负压或通过以过压加载抽吸开口实现以下两个方面：其一可以将盖搁放到容器上，其二可以在确定的时间点及由此在确定的位置上使容器从容器接收装置脱开。

此外根据本发明提出，容器接收装置和盖接收装置的抽吸开口分别独立地被供给负压。因此，一个开口上的负压与另一个开口上的可能的压力升高不相关。如果例如盖接收装置由于功能故障没有接收任何盖，或者盖从接收装置脱开，则盖接收装置的抽吸开口上的压力上升。通过容器接收装置的根据本发明的分开的负压供给，容器接收装置的抽吸开口上的负压保持不变并且容器不会从抓取装置脱开。当容器的内容物可能在倒出的情况下损坏周围的机器或伤害人体时，通过分开的负压供给的容器固定是特别有利的。

此外有利的是，盖接收装置下降以将盖置放在容器上。因此，容器接收装置相对于抓取装置不运动并且避免了容器的内容物的不必要的加速。这防止了例如液态内容物的溅出。优选地，该下降气动地运行。在此，可想到利用上述的负压。然而，该相对运动的驱动装置不限于气动装置并且同样可想到机械的或液压的驱动装置。

根据本发明还提出，抓取装置能够接收至少两个容器并且相应地也能够接收至少两个盖。因此，抓取装置可以与生产线的节拍相适配，生产效率可以得到优化。

此外优选的是，容器接收装置的造型根据容器构成，该造型保证了容器的形锁合接收。该形锁合可以与抽吸装置结合来改善容器的保持，或者但是也可以取代抽吸装置。

还优选的是利用塞作为盖。因此，可以例如通过根据本发明的抓取装置将成本有利的橡胶塞压入到容器中。

此外，根据本发明提出了一种用于接收容器和盖及用于封闭容器的操作单元。该操作单元包括至少一个根据本发明的抓取装置。因此，该操作单元可以使抓取装置在生产线内部从用于容器和盖的接收位置运动到用于已封闭的容器的搁放位置。附加地，该操作单元可以包括用于容器和盖的抽吸的负压源以及用于气动地驱动的封闭过程的压力源。变换地提出，该操作单元也将外部源的压力和负压供给继续引导到抓取装置。特别有利的是利用可自由编程的机器人或机械手作为操作单元。该机器人允许抓取装置在生产线内部的运动过程的柔性设计。

此外，根据本发明提出，在隔离器内部运行操作单元，其中，隔离器如罩元件一样设置在抓取装置上方。因此，也可以在保护气体下或在真空中封闭容器。

此外优选的是抓取装置和操作单元在制药工业中的应用。尤其在小批量和中等批量的范围中，根据本发明的抓取装置和根据本发明的操作单元提供了用于生产线的柔性设计的新可能性。

还有利的是，作为借助牵引运动接收盖的变换，可使盖的接收节拍化。也就是说，抓取装置停止、接收盖以及然后继续运动。

附图说明

下面参照附图描述本发明的优选实施例。在附图中：

图1是根据本发明的实施例的抓取装置的立体图，

图2是根据本发明的实施例的抓取装置的侧视图，

图3是根据本发明的实施例的制药设备的示意性俯视图。

具体实施方式

下面参照图1至3详细地描述根据本发明的优选实施例的抓取装置1。该实施例的抓取装置1与制药设备8内部的操作单元81一起使用。

如图1所示，该抓取装置1包括容器接收装置2、盖接收装置3和连接元件6。如结合图3的制药设备8所描述的那样，抓取装置1能够接收两个容器4和两个盖5并且能够输送这些容器和盖。在输送期间以这些盖5封闭这两个容器4。在这里应注意，视制药设备8所需的产量而定，抓取装置1根据本发明也可对于仅一个或多于两个容器4实施。此外，本发明不应限于使用圆的、瓶状的容器4。根据本发明也能使用有棱角的瓶、杯或容器。

在图1中为了使视图更清楚而隐藏了右边的容器4。但是示出了配属的盖5。

在图1中示出了左边的瓶状容器4，该瓶状容器包括容器体41、容器颈部42和容器凸缘43。容器体41向着容器颈部42逐渐缩小，而容器颈部42向着容器凸缘43逐渐扩宽，该容器凸缘对容器4的开口包边。此外示出了两个盖5，它们实施为橡胶塞5。每个橡胶塞5包括一个圆柱形的塞凸缘51以及一个缩小部52，该缩小部根据容器4的开口确定大小。

该橡胶塞5特别适合于容器4的可靠的、空气密封的封闭，该容器被填充制药物质。然而，盖5作为橡胶塞5的实施方式是示例性的。根据本发明同样可将盖5实施为所有材料的罩、旋转盖或塞。

该容器接收装置2借助第一形锁合轮廓22和第二形锁合轮廓23在容器4的两个不同的区域上保持瓶状容器4。在此，弧形的第二形锁合轮廓23围作用圆柱形的容器体41。为了保证可靠的保持，容器体41的大约超过一半的圆周被第二形锁合轮廓23围作用。此外，弧形的第一形锁合轮廓22直接在容器凸缘43下方围作用容器颈部42。因此，第一形锁合轮廓22构成容器4的两个形锁合保持结构。其一，容器颈部43支承在容器接收装置2上并且避免了容器4向下滑动。其二，第一形锁合轮廓22围绕容器颈部的大约超过一半的圆周围作用该容器颈部42。由此，第一形锁合轮廓22优选地夹紧容器4。根据本发明也可以仅构造这两个形锁合轮廓22、23中的一个。根据本发明，形锁合轮廓22、23还可适配于与所示的容器4的形状不同的容器形状。

盖接收装置3以板32的形式实施。该板32包括两个盖牵引单元31，这些盖牵引单元为各一个铣削出的、弧形的开口33和一个凹部35的形式。这两个弧形的开口33通入各一个凹部35中。盖牵引单元31的牵引功能结合图3描述。在图1中示出，橡胶塞5在塞凸缘51的高度上如何被凹部35形锁合地保持。

在该实施例中，该连接元件6将容器接收装置2与盖接收装置3连接，该连接元件6包括两个直线导向元件64和一个气动缸61。气动缸61将结合图2的实施方式描述。两个直线导向元件64实施为圆柱形的杆，这些杆固定地与板32连接。为了将橡胶塞5压入容器4的开口中，需要容器接收装置2与盖接收装置3之间的相对运动11。在该实施例中，该相对运动11通过板32在容器接收装置2的方向上下降来实施。为了将橡胶塞5以直的运动压入到容器4中，两个直线导向元件64精确配合地在两个通孔24中导向。这些通孔24在容器接收装置2的下端部各构成一个开口。有利的是，橡胶塞5下降到容器4上并且不使容器的内容物不必要地运动。然而，也可行的是，抬升容器接收装置2来实施相对运动11。

除了容器4和橡胶塞5的形锁合的固定之外，根据本发明的抓取装置1具有四个抽吸开口21，34。因此，在容器接收装置2中对于每个容器4各有一个第一抽吸开口21，而在盖接收装置中对于每个盖5各有一个第二抽吸开口34。这两个第一抽吸开口21实施为第二形锁合轮廓23中的孔并且由此处于容器体41的高度上。这两个第二抽吸开口34分别在凹部35中位于塞凸缘51上方。借助抽吸开口21，34以负压将容器4或橡胶塞5固定在抓取装置1上。作为组合的抽吸开口的变换，抓取装置也可以包括用于抽吸容器4和橡胶塞5的套装的抽吸设备。下面根据图2描述给抓取装置1供应负压。

应注意，容器4的负压抽吸21和形锁合的夹紧22，23也可变换地使用。因此可行的是，容器4要么仅通过形锁合轮廓22，23中的一个固定在容器接收装置2上，要么仅通过负压抽吸开口21固定在容器接收装置2上。这同样适用于橡胶塞5。橡胶塞也可以通过形锁合35、负压34或这两种可能性的组合固定在盖接收装置3上。

图2示出根据该实施例的按本发明的抓取装置1的侧视图，该抓取装置具有容器接收装置2、盖接收装置3、容器4、橡胶塞5和连接元件6。在容器4的左侧，左边的容器4的第一抽吸开口21位于容器接收装置2内部。在塞凸缘51上方，左边的橡胶塞5的第二抽吸开口34位于盖接收装置3或板32内部。即便图2仅示出左边的容器4的两个抽吸开口21，34，但如已经所述的那样该抓取装置1配设有四个抽吸开口21，34。这四个抽吸开口21，34中的每一个抽吸开口通过分开的负压管道7与外部的负压源72连接。在抓取装置1内部，这四个负压管道7中的各一个负压管道借助内部的负压分配管道71与这四个抽吸开口中的一个抽吸开口连接。因为用于盖接收装置3的两个第二抽吸开口34的负压管道7也通入到容器接收装置2中，所以该内部的负压分配管道71配设了位于直线导向元件64中的通道，以便将负压从容器接收装置2导通到盖接收装置3。

此外，图2示出了用于执行相对运动11的气动缸61。通过该直线的相对运动11将橡胶塞5压入到容器4中。该气动缸61包括中空缸，该中空缸配合到容器接收装置2中的孔内。气动缸61的活塞插入到该中空缸内。该气动缸61双作用地实施并且由此不但能够以压缩空气驱动地降低盖接收装置3而且可以抬升盖接收装置。由于双作用的实施方式，该气动缸61配设有两个气动管道62，这些气动管道将气动缸与外部的压力源63连接。在这里要注意，对于气动缸61而言仅一个气动管道62也就足够了。因此，用于抬升盖接收装置3的运动例如也可以通过一个组合在气动缸61中的弹簧承担。

值得一提的是，气动缸61变换地可以通过负压管道7连带供给，替代通过压力源63供给。该气动缸61还可以取代这两个直线导向元件64中的一个。在这种情况下，该气动缸61不仅承担上升和下降工作，而且与剩下的直线导向元件64结合来承担盖接收装置3的直线导向。作为相对运动11的气动驱动装置的变换，液压的或机械的驱动装置也是可行的。

图3示出根据本发明的实施例的制药设备8的示意性俯视图。该制药设备8在制药生产线中作为用于容器4的运输和封闭单元工作。在该制药设备8中，根据本发明的抓取装置1在操作单元81的机械手82上被运行。该机械手82使抓取装置1从准备位置86经由牵引位置85运动到搁放位置87。在此，该抓取装置1借助机械手82如在图3中通过箭头83(与箭头方向相反)所标出的那样执行弧形的牵引运动。分选装置84使橡胶塞5对齐并且将各两个橡胶塞5提供到牵引位置85上。橡胶塞5被对齐，由此使它们保持竖直并且塞凸缘51在缩小部52上方。

没有容器4和橡胶塞5的抓取装置1从搁放位置87(与箭头83相反地)向着牵引位置85的方向运动。在此，抓取装置1以弧形的牵引运动经过牵引位置85，以便牵引走橡胶塞5。在牵引过程期间，抓取装置1始终保持在运动中。盖牵引单元31的凹部35在该过程中正好位于塞凸缘51的高度上，因此橡胶塞5沿着弧形的开口33滑入到凹部35中。橡胶塞5借助第二抽吸开口34上的负压保持在凹部35中。接下来，抓取装置1向着准备位置86运动并且在那里接收两个填充了制药物质的容器4。这些容器4不但通过两个形锁合轮廓22，23而且通过两个第一抽吸开口21上的负压保持。在接收容器4之后，抓取装置1马上实施相对运动11并且由此封闭容器4。一旦橡胶塞5插入到容器4中，则可以消除两个抽吸开口34的负压。在封闭这些容器4的同时，机械手82使抓取装置1继续在搁放位置87的方向上运动。在搁放位置87上，消除第一抽吸开口21的负压，并且搁放下已封闭的容器4。因此，操作单元81在将容器4从准备位置86运输到搁放位置87期间没有时间损失地封闭这些容器4。

这些容器4直接地在准备位置86上被填充制药物质。在结束填充之后，该抓取装置1马上接收这些容器4并且立即开始封闭过程。通过这种非常快速的封闭，避免了制药物质被污染或者与周围环境的气氛反应。

作为借助牵引运动来接收橡胶塞5的变换，橡胶塞5的接收也可以是节拍式的。也就是说，抓取装置1保持在牵引位置83上、接收橡胶塞5以及然后继续向着准备位置86的方向运动。

此外根据本发明提出，制药设备8或操作单元81在隔离器88内部运行。为此，制药设备8、操作单元81以及抓取装置1的材料根据在隔离器88中使用的要求来选择。

Claims

1.用于接收和封闭容器(4)的抓取装置(1)，包括容器接收装置(2)和盖接收装置(3)，其中，所述容器接收装置(2)构造用于接收所述容器(4)，所述盖接收装置(3)构造用于接收盖(5)，所述盖接收装置(3)通过连接元件(6)与所述容器接收装置(2)连接，其中，所述连接元件(6)允许容器接收装置(2)与盖接收装置(3)之间的相对运动(11)，以便以所述盖(5)封闭所述容器(4)。

2.根据权利要求1的抓取装置，其特征在于，所述连接元件(6)包括导向元件(6)，该导向元件对所述相对运动(11)导向。

3.根据权利要求2的抓取装置，其特征在于，所述导向元件(6)是直线导向元件(64)。

4.根据以上权利要求之一的抓取装置，其特征在于，所述盖接收装置(3)包括盖牵引单元(31)，其中，所述盖牵引单元(31)构造用于将盖(5)从牵引位置(85)牵引走，所述盖牵引单元(31)在所述牵引过程中始终相对于所述牵引位置(85)运动。

5.根据权利要求4的抓取装置，其特征在于，所述盖牵引单元(31)包括具有弧形凹部(35)的板(32)，其中，所述弧形凹部(35)的尺寸对应于所述盖(5)的尺寸。

6.根据以上权利要求之一的抓取装置，其特征在于，所述容器接收装置(2)包括可被加载负压的第一抽吸开口(21)，和/或所述盖接收装置(3)包括可被加载负压的第二抽吸开口(34)，以便保持所述容器(4)或所述盖(5)。

7.根据权利要求6的抓取装置，其特征在于，所述第一抽吸开口(21)和所述第二抽吸开口(34)具有两个分开的管道(7，71)，这些管道分别相互独立地与负压源(72)连接。

8.根据以上权利要求之一的抓取装置，其特征在于，所述盖接收装置(3)是可下降的，尤其可气动运行地下降，以便以所述盖(5)封闭所述容器(4)。

9.根据以上权利要求之一的抓取装置，其特征在于，所述容器接收装置(2)构造用于接收至少两个容器(4)，所述盖接收装置(3)构造用于接收至少两个盖(5)。

10.根据以上权利要求之一的抓取装置，其特征在于，所述容器接收装置(2)具有与待接收的容器(4)相对应的轮廓(22，23)以形锁合地接收所述容器(4)。

11.根据以上权利要求之一的抓取装置，其特征在于，所述盖(5)是塞(5)。

12.用于接收和封闭容器(4)的操作单元(81)，其特征在于，所述操作单元(81)包括至少一个根据以上权利要求之一的抓取装置(1)。