CN102083695A - 包装机和包装物品的方法 - Google Patents

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Abstract

一种包装机(10)包括两个或更多个包装子系统，每个包装子系统能够将物品(A)包装到箱盒中，其中各包装子系统共享待包装物品(11)的共用源，并且提供了至少一个转移机构(22)，用于将物品(A)从所述共用源转移到所述两个或更多个包装子系统中的任一个。

Description

包装机和包装物品的方法
技术领域
本发明涉及包装机和包装物品的方法。更具体地，但非排他性地，本发明涉及操纵物品流中的物品的方法和用于执行该方法的装置，并且涉及物理布局能够处理多种箱盒类型和形式的包装机。
背景技术
在包装领域中，经常需要向消费者提供包括多个初级产品容器的包装物，这种多重包装对于运输和配送以及展示宣传信息而言是可取的。
已知通过将初级产品容器放置到由箱盒坯材(或称坯料)形成的箱盒中而将初级产品容器自动包装到包装物中。
还希望生产这样的包装机，其能够联接到将产品放置到初级产品容器中的处理机的输出部，例如该处理机可以是装瓶机或装罐机。可能进一步希望重新组织初级产品容器的输出流，以便于放置到箱盒中。
本发明的进一步的目的在于提供一种包装机，其具有的物理布局能够处理各种不同形式的箱盒；例如：卷绕的箱盒、篮架、完全封装的箱盒，并且能够使选定的箱盒形式侧部或端部装载、顶部装载或底部装载初级产品容器。而且，希望能够快速改变包装机的形式或物理布局，以适应所需的箱盒形式或装载方法。
还希望生产一种包装机，其能够将包含初级产品容器的包装物放置到另外的包装物中，以便运输和配送多重包装。
还希望以松散形式将初级产品容器放置到三级包装物中，使得初级产品容器能够通过零售商个别地配送到消费者。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于向一个或多个物品施加箱盒坯材的包装子系统，该包装子系统包括：箱盒料斗，用于保持箱盒坯材；给料机构，用于将箱盒坯材从所述料斗移走并将箱盒坯材放置在第一输送器上；折叠机构，用于绕所述第一输送器折叠所述箱盒坯材的板片；以及转移机构，用于拾起呈大致倒U形的折叠箱盒坯材并将所述折叠箱盒坯材放置于正在第二输送器上传送的一个或多个物品周围。
优选地，所述第一或第二输送器或者所述第一和第二输送器两者是连续运动的。
优选地，所述第二输送器平行于所述第一输送器。
根据本发明的第二方面，提供一种用于布置包括至少一个物品道(lane)或列的输入物品流的包装子系统，其中该子系统包括物品拾起和放置机器人，用于从物品流拾起一个或多个物品并将所述一个或多个物品放置在输送器上，该拾起和放置机器人包括枢转地安装在所述输送器上方的臂以及枢转地联接到该臂的钩爪头，物品延迟机构被提供用于减慢在所述输送器上的物品，其中物品流从所述子系统输出，所述子系统已被布置成使得输出物品流包括的物品列或道比输入物品流的物品列或道至少多一个。
优选地，所述输入物品流包括两个道，所述输出物品流包括四个物品道。
优选地，所述输入物品流包括两个道，所述输出物品流包括三个物品道。
优选地，所述延迟设备包括联接到循环输送器的至少一个凸耳，所述凸耳被插入所述拾起和放置机器人下游的物品流中。
根据本发明的第三方面，提供一种包装机，其包括上述子系统。
根据本发明的第四方面，提供一种包装机，包括：物品输送器，用于提供待包装的物品流；第一料斗，用于存储第一箱盒坯材；第二箱盒料斗，用于储存第二箱盒坯材；第一给料机构，用于将所述第一箱盒坯材放置在第一输送器上；第二给料机构，用于将所述第二箱盒坯材放置在第二输送器上；第三输送器，用于从所述输入输送器接收成组物品；以及至少一个转移装置，其能够将物品从所述输入输送器移动到所述第一或第三输送器，使得所述物品可被分别包装在所述第一或第二坯材中。
优选地，所述包装机进一步包括第二转移机构，其能够将物品在所述输入输送器和所述第一输送器之间转移或者将箱盒坯材在所述第二输送器和所述第三输送器之间转移。
优选地，所述第一或第二转移机构包括可互换的头单元，从而允许它们处理不同箱盒类型或物品和/或在转移物品和转移箱盒之间切换。
根据本发明的第五方面，提供一种包装机，包括两个或更多个包装子系统，每个包装子系统都能够将物品包装到箱盒中，其中所述包装子系统共享待包装物品的共用源，并且至少一个转移机构被提供，用于将物品从所述共用源转移到所述两个或更多个包装子系统中的任一个。
优选地，所述两个包装子系统中的每一个将物品包装到不同箱盒类型或形式中。
优选地，由所述两个或更多个包装子系统中的一个包装子系统处理的箱盒被放置到由所述两个或更多个包装子系统中的另一个包装子系统处理的箱盒中。
根据本发明的第六方面，提供一种连续形成包装物的方法，包括：
在第一输送器上提供连续的箱盒坯材流；
在第二输送器上提供连续的物品流；
将所述箱盒坯材绕所述第一输送器折叠成倒U形结构；
随后拾起所述倒U形结构中的至少一个，并将其放置在所述第二输送器上的一个或多个物品周围；
折叠所述箱盒坯材的板片以完成围绕物品组的箱盒构造，从而形成连续的包装物流。
优选地，所述箱盒坯材在所述包装物的形成期间是连续运动的。
优选地，所述物品在所述包装物的形成期间是连续运动的。
根据本发明的第七方面，提供一种操纵物品流中的物品的方法，包括：
在输送器上提供连续的输入物品流，所述输入物品流包括至少一个物品列，所述输送器包括比物品列至少多一个的道，
从至少一个所述物品列中拾起至少一个物品，
将拾起的至少一个物品放置到所述至少多一个的道中的空道内，
延迟所述至少多一个的道中的所有道中的物品，从而使得形成的连续的物品输出流所包括的列比所述输入流的列至少多一个。
附图说明
现在将参照附图描述本发明的示例性实施例，其中：
图1为从上方观察的根据本发明第一实施例的包装机的透视图；
图2为从上方观察的处于第一操作模式的第一阶段的图1的包装机的输入端处的子系统的透视图；
图3为从上方观察的处于第一操作模式的第二阶段的图2的子系统的透视图；
图4为从上方观察的处于第一操作模式的图1的包装机的箱盒装填站的透视图；
图5为从上方观察的处于第二操作模式的第一阶段的图1的包装机的输入端处的子系统的透视图；
图6为从上方观察的处于第二操作模式的第二阶段的图5的子系统的透视图；
图7为从上方观察的处于第二操作模式的第三阶段的图5的子系统的透视图；
图8为从上方观察的处于第二操作模式的第四阶段的图5的子系统的透视图；
图9为从上方观察的处于第二操作模式的图1的包装机的箱盒装填站的透视图；
图10为从上方观察的处于第一操作阶段的根据第二本发明第二实施例的图4和图9的箱盒装填站的透视图；
图11为从上方观察的处于第二操作阶段的根据第二本发明第二实施例的图4和图9的箱盒装填站的透视图。
具体实施方式
参照图1，其示出包装机10的透视图，包装机10能够接纳初级产品的输入，初级产品例如但不限于瓶或罐，在下文中称为物品。
物品A在输入输送器11上如流水一样被传送到包装机10的输入端。箱盒坯材B被存储在料斗或装料台14中，并通过箱盒坯材给料机构16经由预成形器18从料斗14转移到箱盒输送器19中。箱盒坯材给料机构16从料斗14拾起箱盒坯材B，在第一实施例中三个箱盒坯材B被同时拾起，箱盒坯材B通过箱盒坯材给料机构16被推到预成形器18中。预成形器18驱使箱盒坯材B的侧部板片和端部板片被折叠成彼此为大致垂直关系且与箱盒坯材B的基部板片为大致垂直关系，由此由箱盒坯材B部分地形成箱盒C。部分形成的箱盒C能够在箱盒C完全组装好之前接收物品A。
箱盒坯材给料机构16从预成形器18移走部分组装的箱盒C并将其放置在箱盒输送器19上。箱盒输送器19被设置在输入输送器11旁边且大致平行于输入输送器11。
然后，在物品A的流被传送到箱盒装填站(在此处，它们被箱盒装填器设备22拾起并被放置到部分组装的箱盒C中)之前，可以通过物品操纵器12重新布置物品A的流，这将在下文更为详细的描述。装填好的箱盒C然后被传送到封装站，在该处箱盒封装器24将箱盒C的顶部板片折叠到适当位置，并将顶端活盖分别折叠和固定到箱盒C的侧部板片和端部板片。完全组装的包装物然后通过输出输送器26从包装机10传送以进一步处理(未示出)。
更为详细地回到物品操纵器12，图2和图3例示出处于第一操作模式的物品操纵器12的操作，在该操作模式下，物品操纵器12将输入物品A流从两个物品A的道转变为四个物品A的道。
物品操纵器12包括枢转地安装在输入物品A流上方的臂48。臂48被枢转地联接到钩爪头46，其在本实施例中能够抓住十二个物品A，一驱动装置被提供为使臂在输入物品A流上方往复旋转，另外的驱动装置被提供为将钩爪头46保持为从上方观察时的与输入输送器11平行的方位，可以设想到单独的驱动机构可针对两个功能被提供，或者可使用单一驱动机构。预期的是，驱动机构可通过伺服马达或其他合适的电动马达提供；然而在可替代实施例中可使用液压或气动机构。
改变物品A流中的物品A的道或列的数量通过从两个输入道的每一个拾起六个物品A，并将它们放置在两个另外的道中来实现，如图2和图3所示。物品操纵器12允许在两个输入道的每一个中的随后的六个物品A不受阻地通过。物品操纵器12然后接着十二个不受阻的物品A拾起十二个另外的物品A，并将它们放置在两个另外的道中。
为了提供包括四个物品A的道的连续的物品A流，有必要使物品操纵器12下游的物品A延迟。这通过将延迟凸耳56引入到重新组织的物品A流20中。延迟凸耳56被联接到设置在重新组织的物品A流20下面的循环输送器，如图4所示。延迟凸耳56沿与物品A相同的方向移动，但速度低于传送物品A的输送器11的速度。以此方式，当物品A与延迟凸耳56接合时，物品A减慢，流20中的随后的物品由于它们满足这些减慢的下游物品A也被减慢。以此方式，不受阻的物品A和传送的物品A形成包括四个物品A的道的连续的物品A流20。
优选地，包装机10包括设置在输入物品A流的任一侧上的一对星形轮44。星形轮44调整物品A流，并确保它们均匀地分隔，如图2和图3所示。这有利于通过钩爪头46拾起物品A。
再次参照图4，重新组织的包括四个道的流20中的物品A通过箱盒装填器22拾起。箱盒装填器22包括彼此枢转地联接的上臂21和下臂23。下臂23被枢转地联接到联接头50，联接头50被安装到移动头机构52，其接着被联接到钩爪头54。上臂21也被枢转地联接到框架(未示出)。
在图4所示的实施例中，三个钩爪头54被提供，其每一个能够拾起4x6阵列中的二十四个物品A。钩爪头54还能够相对于彼此移动，使得它们能够拾起成组的物品A，这些成组的物品A在位于输送器11上时彼此接触且将它们分割成一部分以匹配箱盒输送器19上的箱盒C的间隔和节距。
移动头机构52能够沿与输入输送器11和箱盒输送器19大致平行的线性运动方向D1往复移动，移动头52因而能够在包装机10内上游和下游移动。这允许箱盒装填器子系统22在包装机10的第一位置从输入输送器11拾起物品，并将它们放置在设置在第一位置下游的第二位置的箱盒C中。以此方式，输入物品A流和重新组织的物品A流20可沿由箭头D2表示的方向连续下游移动。移动头机构52在于2008年7月4日递交的共同未决的英国申请GB 0812201.2中进行更为详细地描述，该申请的内容并入本申请。
在该实施例中，箱盒C沿与物品A移动的方向D2相同的方向D3传送，然而，可以设想到箱盒C和物品A可通过例如在包装机10的相对端输入物品A流而沿相反方向传送。
图5例示出包装机10的第二操作模式，其中输入物品A流从具有两个道的输入物品A流被重新组织为三个道的流120。同样，星形轮44被提供为调整输入物品A流的流动和间隔。在该第二操作模式下，物品操纵器12交替执行如下(1)和(2)：
(1)从输入道之一拾起五个物品A的单列，并将其放置到另外的第三道，如图5和图6所示，使得在中心道中形成具有与五个移走的物品A的直径等同的长度的空置空间。
(2)拾起五个物品A的两道中的一组十个物品A，使得五个物品A被从两个输入道的每一个中拾起，并将它们放置为使得拾起的五个物品A的列中的第一列被放置在另外的第三道中，五个物品A的另外的(即第二)道被放置在所述第一列被拾起的道中，如图7和图8所示。
同样，物品A在物品操纵设备12的下游受到延迟，使得物品A重组为连续的三个物品A道的流120，如图9所示的延迟凸耳56对与其形成接触的物品A提供延迟或减速，类似的随后的上游物品A通过减慢移动的下游物品A被延迟。可以设想到在可替代实施例中，延迟凸耳56可由现有技术已知的飞杆替代，或者延迟凸耳56可被提供为联接到上方的输送器。
可选地，在该第二操作模式下，两个箱盒装填器22、128可被提供为代替先前所述的单一箱盒装填器22，如图9所示。第一箱盒装填器22利用钩爪头154拾起布置在3x5阵列中的十五个物品A的两组，并将每个组放置到相应的箱盒C的基部板片上。
第一箱盒装填器22允许与延迟凸耳56相邻的十五个物品A的两组(总共三十个物品A)不受阻地传送，并选择在第一个不受阻的十五个物品A的两组的上游拾起第二组三十个物品A，并将其组成十五个物品A的两组，且将十五个物品A的每一组放置到相应的箱盒C中。
同样，钩爪头154能够相对于彼此移动，以允许钩爪头154产生物品组并将每一组带到相应的箱盒C被装填的登记处。
如前所述，箱盒装填器22包括移动头机构52，用于允许箱盒装填器22从上游地点收集物品A并将它们安置在下游地点。
不受阻地通过箱盒装填器22的第一组的三十个物品A在输送器11上被传送到第二箱盒装填器128。第一组的三十个物品A然后与具有凸耳57的物品延迟设备接合，其完成将物品A传送到第二箱盒装填器128。可选地，第二物品延迟设备能够在一次接合多于一组的三十个物品A；在该实施例中，第二物品延迟设备在一次接合两个组，并可包括两组凸耳57。
箱盒装填器128在结构上类似于第一箱盒装填器22，可选地，其可另外包括插入钩爪60，用于拾起插件I并将插件I放置到箱盒C中。
插件I被存放在如图1所示的料斗或装料台126中，插件I通过插入给料机构136被供给到插入输送器134中。插入输送器134将插件I输送到装填站以被第二箱盒装填器128拾起。第二箱盒装填器128从插入输送器134拾起插件I，然后拾起经过第一箱盒装填器22的先前组的三十个物品A，第二箱盒装填器128然后将物品A分组为布置在3x5阵列中的十五个物品A的两组。第二箱盒装填器128然后将插件I放置到被第一箱盒装填器22部分地装填的箱盒C中，在通过第一箱盒装填器22安置在箱盒C内的第一层物品A的顶部。第二箱盒装填器128然后将一组十五个物品A放置到箱盒C中以在插件I的顶部形成第二层。
箱盒C然后如图1所示通过箱盒封装器24封装，且如前所述通过输出输送器26传送以进行进一步处理。
现在参照图1和图10和图11，包装机10可被使用在第三操作模式下，其中料斗或装料台126中装载有用来形成初级箱盒的初级箱盒坯材P，而不是如上所述的插件I。优选地，初级箱盒坯材P形成卷绕式箱盒，但现有技术已知的其他箱盒形式或样式可在可替代实施例中设想到。给料机构136将初级箱盒坯材P放置在第一输送器134上。
代替如前所述的将物品A放置到箱盒输送器19上的箱盒C中，箱盒装填器22将物品A放置到第二输送器133上，第二输送器133包括联接到循环输送器132的飞杆。传送的物品A沿与输入输送器11和箱盒输送器19的方向平行的方向D4被输送。
箱盒装填器22包括钩爪头(未示出)，其已适于拾起和放置六组的布置在2x3阵列中的六个物品A。第二箱盒装填器128的钩爪头54、60已被钩爪头62替换，钩爪头62适于拾起初级箱盒坯材P和将箱盒坯材P放置在第二输送器133上的组或物品A周围。
优选地，初级箱盒坯材P绕第一输送器134被折叠成大致倒U形结构，同时在第一输送器134上被输送，如图10和图11所示。
将理解的是，通过将初级箱盒坯材P折叠为倒U形，并还通过包装和放置处于该形状的初级箱盒坯材P，第一输送器134可被设置为紧密接近第二输送器133。
第二箱盒装填器128现在包括钩爪头62，其适于拾起和放置倒U形的初级箱盒坯材P并将它们放置在第二输送器133上的物品A的组上。
可以设想到，至少箱盒装填器22和第二箱盒装填器128的头单元可适于通过制造可互换的头单元而被容易地互换，所述可互换的头单元具有共用联接机构，从而允许头单元机械附接到这些子系统的主体并还用于将电力和/或液压或气动系统连接到头单元。
同样，箱盒装填器22和第二箱盒装填器128包括往复地可移动的头单元52，其允许商品、箱盒坯材或物品从上游位置被拾起并被放置在下游位置，而不必分别暂停或停止第一或第二输送器134、133的运动。连续运动的使用允许增加物品A的输出率。
一旦初级箱盒坯材P已被放置在第二输送器133上的物品组上面，则初级箱盒坯材P的组装通过围绕物品组折叠初级箱盒的基部并将其固定到适当位置而完成。
初级分组设备130从第二输送器133移走组装后的初级箱盒，并将它们放置在中间阶梯区域138，以形成初级箱盒组，最佳如图1所示。这些初级箱盒组然后通过包装物装填设备135拾起，包装物装填设备135将初级箱盒放置到箱盒输送器19上的二级箱盒C中。
如前文所述，二级箱盒C随后在第一操作模式和第二操作模式中被处理。
应该认识到，在本发明的范围内可以作出各种变化，例如，箱盒的尺寸和形状可被调整成适于容纳各种不同尺寸或形状的物品以及各种具有不同替代性数量和排列结构的物品组。还可预想到的是，包装机输送器中的一个或多个可以沿相反于已描述方向的方向操作。还要想到，联系一个实施例或操作模式描述的特征可与其他实施例或操作模式的特征组合或替换。还想到了，在本发明的另一实施例中，包装机可被改变成适于处理篮筐式携载器或全封闭式箱盒，它们可以是端装载式或顶装载式或底装载式的。例如，箱盒料斗126中可装填平的可折叠坯材，以便形成全封闭箱盒。第一箱盒装填器可被改变成适于使物品从输入流中滑动到部分地正立的具有管状结构的箱盒中。第二箱盒装填器可被改变成保证物品在管状结构的相反于装填端的那一端正确地排列。在另一个进一步的实施例中，物品操纵装置12可被禁用或休眠，以致输入流可无干扰地通过它，如图10和11所示。
还应意识到，本文所用的方向性用语例如“顶”、“底”、“前”、“后”、“末端”、“侧面”、“内”、“外”、“上”、“下”并不是要将各板块限制到这样的定向上，而是仅仅为了彼此区分这些板块。在提及铰链连接时都不应该将其理解成必须是指单折线，实际上可以想到的是，铰链连接可由以下各项中的一个或多个形成而不脱离本发明的范围，即：短缝槽、脆弱线或折线。

Claims (18)

1.一种用于向一个或多个物品施加箱盒坯材的包装子系统，该包装子系统包括：箱盒料斗，用于保持箱盒坯材；给料机构，用于将箱盒坯材从所述料斗移走并将箱盒坯材放置在第一输送器上；折叠机构，用于绕所述第一输送器折叠所述箱盒坯材的板片；以及转移机构，用于拾起呈大致倒U形的折叠箱盒坯材并将所述折叠箱盒坯材放置于正在第二输送器上传送的一个或多个物品周围。
2.根据权利要求1所述的包装子系统，其中所述第一或第二输送器或者所述第一和第二输送器两者是连续运动的。
3.根据权利要求1或2所述的包装子系统，其中所述第二输送器平行于所述第一输送器。
4.一种用于布置包括至少一个物品道或列的输入物品流的包装子系统，其中该子系统包括物品拾起和放置机器人，用于从物品流拾起一个或多个物品并将所述一个或多个物品放置在输送器上，该拾起和放置机器人包括枢转地安装在所述输送器上方的臂以及枢转地联接到该臂的钩爪头，物品延迟机构被提供用于减慢在所述输送器上的物品，其中物品流从所述子系统输出，所述子系统已被布置成使得输出物品流包括的物品列或道比输入物品流的物品列或道至少多一个。
5.根据权利要求4所述的包装子系统，其中所述输入物品流包括两个道，所述输出物品流包括四个物品道。
6.根据权利要求4所述的包装子系统，其中所述输入物品流包括两个道，所述输出物品流包括三个物品道。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的包装子系统，其中所述延迟设备包括联接到循环输送器的至少一个凸耳，所述凸耳被插入在所述拾起和放置机器人下游的物品流中。
8.一种包装机，包括根据权利要求1至7中任一项所述的子系统。
9.一种包装机，包括：物品输送器，用于提供待包装的物品流；第一料斗，用于存储第一箱盒坯材；第二箱盒料斗，用于储存第二箱盒坯材；第一给料机构，用于将所述第一箱盒坯材放置在第一输送器上；第二给料机构，用于将所述第二箱盒坯材放置在第二输送器上；第三输送器，用于从所述输入输送器接收成组物品；以及至少一个转移装置，其能够将物品从所述输入输送器移动到所述第一或第三输送器，使得所述物品可被分别包装在所述第一或第二坯材中。
10.根据权利要求9所述的包装机，其中所述包装机进一步包括第二转移机构，其能够将物品在所述输入输送器和所述第一输送器之间转移或将箱盒坯材在所述第二输送器和所述第三输送器之间转移。
11.根据权利要求9或10所述的包装机，其中所述第一或第二转移机构包括可互换的头单元，其允许它们处理不同箱盒类型或物品和/或在转移物品和转移箱盒之间切换。
12.一种包装机，包括两个或更多个包装子系统，每个子系统都能够将物品包装到箱盒中，其中所述包装子系统共享待包装物品的共用源，并且至少一个转移机构被提供，以用于将物品从所述共用源转移到所述两个或更多个包装子系统中的任一个。
13.根据权利要求12所述的包装机，其中所述两个或更多个包装子系统中的每一个将物品包装到不同的箱盒类型或形式中。
14.根据权利要求13所述的包装机，其中由所述两个或更多个包装子系统中的一个包装子系统处理的箱盒被放置到由所述两个或更多个包装子系统中的另一个包装子系统处理的箱盒中。
15.一种连续形成包装物的方法，包括：
在第一输送器上提供连续的箱盒坯材流，
在第二输送器上提供连续的物品流，
将所述箱盒坯材绕所述第一输送器折叠成倒U形结构，
随后拾起所述倒U形结构中的至少一个并将其放置在所述第二输送器上的一个或多个物品周围，
折叠所述箱盒坯材的板片以完成围绕物品组的箱盒构造，从而形成连续的包装物流。
16.根据权利要求15的连续形成包装物的方法，其中所述箱盒坯材在所述包装物形成期间是连续运动的。
17.根据权利要求15或16的连续形成包装物的方法，其中所述箱盒坯材在所述包装物的形成期间是连续运动的。
18.一种操纵物品流中的物品的方法，包括：
在输送器上提供连续的输入物品流，所述输入物品流包括至少一个物品列，所述输送器包括比物品列至少多一个的道，
从至少一个所述物品列中拾起至少一个物品，
将拾起的至少一个物品放置到所述至少多一个的道中的空道内，
延迟所述至少多一个的道中的所有道中的物品，从而使得形成的连续的输出物品流所包括的列比所述输入物品流的列至少多一个。
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