CN103370260A - 带柔性塑料材料制造的覆盖件的托载货物机器人封装方法和机器 - Google Patents

Abstract

一种封装机器，包括传递和累积装置DTA，所述传递和累积装置DTA包括套筒的一部分绕在其上的蓄积器元件20，和用于在传递到覆盖工作站13之后执行套筒的开放端部展开的机构21。根据本发明，可编程控制装置34通过让传递装置DTA的控制与货物CH的位置数据同步而确定货物馈送轴线的位置和/或倾向角度。这实现根据待封装货物的空间位置定位所述传递装置。

Description

带柔性塑料材料制造的覆盖件的托载货物机器人封装方法和机器

技术领域

本发明涉及用于在托载货物（palletized load）上形成和放置封装覆盖件的方法和装置，所述覆盖件由用柔性塑料材料制造的套筒准备，所述套筒绕在至少一个存放卷轴上，所述方法包括：在传递和累积装置上存放预定长度的套筒，以构成在一个端部处封闭的覆盖件；和张紧（take up）相对的开放端部，且让覆盖件在待封装货物周围向下运动，经由其四个角部而保持覆盖件伸展打开。

背景技术

大部分常见的机器具有套筒打开装置，其被置于待封装货物上方，在覆盖操作期间，货物根据自动连续循环通过辊子或链驱动的输送机输送到机器中，且被精确定位在套筒打开装置下方。

在这些机器中，套筒存放卷轴被置于距地面不远处，且其轴线与待封装货物的传递输送机平行或以另一角度延伸。

在卷轴平行于输送机的情况下，被解卷绕的套筒（unwound sleeve）沿机器垂直地向上运动，以将其开放端部定位在待封装货物上方。

在卷轴的轴线以不平行于输送机的另一角度定位的情况下，在沿机器向上垂直地运动以将其开口定位在待封装货物的上方之前或之后，被解卷绕的套筒以一角度经过变速器装置。

在这两种情况下，套筒的横向馈送轴线与传递和累积装置的横向轴线、货物的横向轴线重合，且独立于货物固定。

文献EP1060988和EP1574433B1每一个描述了一种装置，用于通过用平坦绕在存放卷轴上的带角板的套筒准备的覆盖件对托载货物进行过封装（overpackaging）。抓持机器人包括累积系统，套筒的一部分在其上累积；用于将辊子传递到覆盖工作站的传递臂；和用于在货物向下运动期间展开覆盖件开口的机构。在沿横向方向被热密封之前，套筒被保持在垂直位置，同时通过定位手段将角板置于打开位置。机器人的臂朝向覆盖工作站进行至少一个水平平移运动，所述臂垂直于该覆盖工作站执行操作。

文献EP-A-395919涉及一种机器，其用于通过热收缩膜封装托载货物，包括四个垂直杆，所述杆配备有能在框架中向上和向下运动的膜的抓持构件。其进一步包括环形收回炉、一对水平交叉杆和两个托架，所述托架能沿交叉杆水平地运动。杆在托架朝向分配部分运动时朝向彼此运动，且在托架位于待封装货物上方时离开彼此运动。该机构还执行托盘覆盖。托架的运动还垂直与覆盖工作站发生。

在这类已知的系统中，覆盖工作站的横向轴线与从存放卷轴而来的套筒的馈送轴线相同。这有时造成套筒存放卷轴的位置约束，这与相对于待封装货物的馈送输送机的位置约束有关。

此外，待封装货物的纵向轴线被强迫地固定且对应于传递和累积装置的纵向轴线。这意味着覆盖工作站中待封装货物必须沿两个轴线精确定位。在大多数情况下，横向和/或纵向货物定心装置用在覆盖工作站中或在后者的上行线路中。

发明内容

本发明的第一目的包括，改进在待封装货物上执行覆盖件的准备和放置的方法，以限制相对于待封装货物的输送机的位置约束的、套筒存放卷轴的位置约束。

根据本发明的封装方法的特征在于下列中间步骤：

-确定待封装货物相对于套筒馈送轴线的横向中轴线的位置，

-让覆盖件的传递和累积装置运动到待封装货物，使得所述装置的定位控制与待封装货物的位置数据同步。

货物的定位可被测量以限定横向中轴线的所述位置，或被提前程控。机器人由此根据具体的测量值或参数设定而定位，且货物可位于输送机上任何位置。

在待封装货物的定位步骤期间，待封装货物的纵向轴线的位置被测量和/或程控，以实现覆盖件的传递和累积装置的纵向定位。这使得可以消除现有技术中使用的纵向定心装置。

还可以测量和/或程控待封装货物顶部平面的两个横向和纵向轴线的位置。覆盖件的传递和累积装置可随后根据这些轴线定位。这实现了可以使用这样的套筒，其周边被调整到待封装货物的周边。事实是，在这种情况下，套筒的周边根据待封装货物周边和覆盖件周边之间必要的功能性公差而计算。在大多数情况下，待封装货物存在变形，其通常是因货物顶部平面相对于底部平面的偏移而造成的。为了防止膜在待封装货物摩擦，套筒的周边货物的最大周边（根据待封装货物不同平面的地面上突出部的结合）而计算。根据货物顶部平面的轴线，在货物周围覆盖机构向下运动期间，覆盖件传递和累积装置的定位实现功能性公差尽可能最好地被平衡。还可以与具有一周边的套筒协作，所述参数调整待封装货物的参数由此实现使用的覆盖件的量被减小。

在覆盖件被张紧和展开的步骤期间，根据覆盖件的传递和累积装置的位置，覆盖机构的定位张紧和展开元件。

在货物周围向下运动的步骤中，根据待封装货物的位置，覆盖机构控制其张紧和展开元件的位置该待封装货物可以不被存放在覆盖区域。货物横向轴线的位置的测量在其被运输时被执行，从而覆盖机构控制覆盖件的张紧和展开元件的位置，从而它们也不断地跟随货物的位置。

还可以测量和/或程控待封装货物的两个横向和纵向轴线的角位置。在通过覆盖机构传递和张紧覆盖件的步骤期间，相对于垂直轴线按合适的角度发生旋转，以便确保相对于货物的好的位置。在实现了让覆盖件根据待封装货物沿最佳方向定位的可能，但是还调整货物的馈送轴线，使其不垂直于套筒的馈送轴线。

在通过覆盖机构传递和张紧覆盖件的步骤期间，装置可通过相对于垂直轴线的合适的角度执行旋转，以便确保张紧和展开指状物膜的正确插入。这实现使用适于待封装货物的膜来限制张紧和展开指状物尺寸的影响。

在通过覆盖机构传递和张紧覆盖件的步骤期间，装置安装相对于水平轴线的合适角度执行运动和旋转的组合，以便确保膜在张紧和展开指状物上的正确插入。这实现使用适于待封装货物的膜来限制张紧和展开指状物尺寸的影响。

覆盖件打开和吞吐装置定位在垂直平面上和在根据几个参数计算的高度，具体是货物的高度，以便确保膜的正确引导：

-在第一情况下的货物周围的覆盖机构的向下运动步骤期间。这实现覆盖件放置的更好控制，以便消除待封装货物上覆盖件的摩擦;

-在用于另一情况的指状物覆盖件的打褶步骤期间。这实现打褶指状物上摩擦的更好控制。

本发明的第二目的是提供一种机器，用于在托载货物上形成和放置封装覆盖件、限制相对于待封装货物的输送机的位置约束的套筒的存放卷轴位置约束，和能无差别地使用具有或不具有角板、和用或不用塑料材料制造的套筒。

机器包括传递和累积装置，其包括一部分套筒绕在其上的蓄积器元件，和用于在传递到覆盖工作站之后执行套筒开放端部展开的机构。根据本发明，通过使得传递装置的定位控制与货物位置测量数据同步，货物馈送的位置和倾向角度控制和/或测量装置能够根据待封装货物位置在空间中执行所述传递装置的定位。

其他特征可组合使用：

传递装置可被配置为使得新的角板套筒使用第一卷轴置于定位器件上，而其使用第二卷轴继续操作。

只要是相关位置，卷轴可以以完全自由的方式定位，但是也是沿相对于输送机平行的、垂直的或中立的轴线。

抓持器件可定位在限定高度水平处和在专用于维护的空间中，以实现维护操作的良好进行。

在覆盖阶段，抓持器件可准备新的覆盖件和预执行位于可操作范围内的其他覆盖框架的供应。

附图说明

从本发明实施例的下列描述中可更明显地了解其他优点和特征，所述实施例仅用于非限制例子且显示在附图中，其中：

图1到4显示了根据本发明的具有不同操作循环的封装机器;

图5显示了货物位置控制系统的机器人的平面视图;

图6到9是具有相对于输送机不同套筒馈送构造的平面视图;

图10和11显示了具有变形的待封装货物的传递和累积装置的正视图和侧视图;

图12和13显示了通过机器人臂在两个高度处定位的传递和累积装置的视图。

具体实施方式

在图中，托载货物CH的封装机器10包括由用柔性塑料材料制造的膜形成的覆盖件12的第一准备和形成工作站11、用于使覆盖件12置于货物CH上的第二覆盖工作站13、和两个工作站11、13之间的传递装置14。

输送机32将货物CH以预定速率输送到覆盖工作站13。

传递装置14的控制通过具有4轴线或5轴线类型的多方向促动臂16的机器人15执行，例如FANUC（注册商标）机器人，其通过具有可编程处理器的控制电路控制。

封装覆盖件12通过管状套筒形成，所述管状套筒通过柔性塑料材料制造的膜形成，所述柔性塑料材料例如聚乙烯或任何其他热收缩或可伸展柔性塑料材料。塑料套筒包括双V形式的角板，且在第一工作站11中在绕一个或两个存放卷轴17、18卷绕之后折叠平坦。套筒从经由辊子19通过的一个卷轴17解卷绕，且在第一工作站11中保持在垂直位置，其中角板被迫置于拉伸位置。

带角板的膜还可被没有角板的简单的管状套筒替代，所述管状套筒也在卷轴17、18上折叠平坦。

在具有热收缩或薄膜覆盖件的封装机器的两种情况下，第一准备工作站11的方式是相同的，仅放置臂的指状物被改变。在热收缩膜的情况下，放置臂设置有形成和夹紧指状物。在薄膜的情况下，放置臂包括与电动机驱动的辊子相关的打褶和展开指状物，以在指状物底部上执行覆盖件的多道褶裥。

通过蓄积器元件20和具有四个摇臂22的拉伸机构21形成的传递和累积装置DTA装配为在机器人15的促动臂16上旋转。蓄积器元件20包括例如电动机驱动旋转辊子31，套筒的一部分被卷绕在其上，其通过整合在辊子31中的固定抓持部而固定。拉伸机构21的四个摇臂22配备有抓持部23，以引导和抓住覆盖件12。套筒被横向焊接，以形成热焊接接头，且积累元件20存放在套筒的预定长度上，以形成覆盖件12。

图1到4示出了在覆盖件12的准备、传递和货物CH的覆盖被执行时的几个操作循环。这些图例如涉及具有薄膜套筒的封装机器。

在图1中，第一准备工作站11包括两个存放卷轴17、18，且机器人15被置于两个卷轴17、18之间的支撑件24上，且面向第二覆盖工作站13。机器人15的促动臂16通过绕支撑件24的旋转基部26上的垂直轴线25 360°旋转而被装配。促动臂16还可绕水平轴线27旋转，以允许向上和向下运动。由此，促动臂16可以在两个工作站11、13上方多方向运动。

图2示出了将卷绕在蓄积器元件20上的覆盖件12传递到第二覆盖工作站13。四个摇臂22被促动到分开位置，以使得覆盖件12的底部自由端部打开。指状物28可沿放置臂29水平地分开，以便将他们自己置于摇臂22的抓持部23下方。放置臂29可通过垂直平移控制机构30而沿向上和向下方向运动。

在图3中，覆盖件12的端部通过放置臂29的指状物28而被张紧在第二覆盖工作站13中。所述放置臂29的指状物28此时准备好开始其向下运动，以逐渐用覆盖件12包封货物CH。

图4显示了覆盖操作的结尾，货物CH完全被覆盖件12包裹。放置臂29位于下方位置，机器人15已经让蓄积器元件20运动到第一准备工作站以准备新的覆盖件。

在图5中，待封装货物CH通过输送机输送到覆盖区域。控制系统34测量货物CH在停止时的位置。控制系统34设置有几个光学电子传感器35，所述传感器根据货物CH顶部上方表面的特定网络布局布置。不同传感器35通过连接导线36电连接到机器人15的控制电路33。

根据一变化例，货物CH的定位可在特定参数已经存储在控制电路中之后提前被程控。货物停止在预定位置且机器人本身置于程控位置，而不需要任何预先测量。

在图6中，可以注意到，货物CH的横向中轴线a1垂直于输送机32的纵向轴线a2，且与来自卷轴17的套筒的馈送通道（feed access）a3分开距离D1。所述卷轴17以垂直于于输送机32的运动方向的方式放置。在这种情况下，传感器35测量待封装货物的横向中轴线a1相对于套筒的馈送轴线a2的位置。机器人15的控制电路33使得覆盖件的传递和累积装置DTA运动到货物CH上方的位置，使得所述装置的定位的控制与待封装货物的位置测量数据同步。

在图7中，卷轴17运动过90°，以平行于输送机32的方式延伸。角度变换器37将套筒重新定向到准备工作站38，且套筒的馈送轴线a3的方向与图6中的相同。

在图8中，货物CH的纵向中轴线a4与输送机32的纵向轴线a2不同。控制系统34测量待封装货物CH的纵向中轴线a4的位置，以实现覆盖件12的传递和累积装置DTA的纵向定位。这使得可以消除现有技术中使用的纵向定心装置。

在图9中，输送机32的纵向轴线a2与套筒的馈送轴线a3形成差值为90°的角度A。在待封装货物CH的位置的控制和/或测量步骤期间，传感器35随后执行货物CH两个轴线a1和a2的角位置的测量，以使得传递和累积装置DTA相对于垂直轴线旋转合适的角度。这可以实现让覆盖件12根据待封装货物CH沿最佳方向定位，还可以实现调整不垂直于套筒馈送轴线的货物馈送轴线。

指状物10和11显示了存在变形的货物CH，所述变形通常是货物的顶部平面相对于底部平面偏移的结果。控制系统34执行对货物CH顶部平面两个（横向和纵向）轴线位置的测量。覆盖件12的传递和累积装置DTA可随后根据这些轴线被定位，且使得在货物周围的覆盖机构向下运动期间尽可能最佳地平衡功能性公差。还可以与具有一参数的套筒协作，所述参数被调整至待封装货物的参数，且因此减少使用的覆盖件的量。

在图12和13中，传递和累积装置DTA可通过机器人15的臂16定位在限定的水平高度处和在专用于维护的空间中，实现对于维护操作的良好利用。

Claims (9)

1.用于在托载货物（CH）上形成和放置封装覆盖件（12）的方法，所述覆盖件从用柔性塑料材料制造的套筒准备，所述套筒绕在至少一个存放卷轴（17、18）上，所述方法包括：

在传递和累积装置（DTA）上存放预定长度的套筒，以构成在一个端部封闭的覆盖件（12），

张紧相对的开放端部，且让覆盖件（12）在待封装货物（CH）周围向下运动，经由其四个角部保持其伸展打开，

特征在于下列中间步骤：

确定货物（CH）的横向中轴线（a1）相对于套筒馈送轴线（a3）的位置，和

让覆盖件（12）的传递和累积装置（DTA）运动到货物（CH）上方，使得所述传递和累积装置（DTA）的定位控制与货物（CH）的位置数据同步。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，货物（CH）的定位通过横向中轴线（a1）的所述位置的测量而执行。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，货物（CH）的定位被程控，以将机器人置于预定位置。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，货物（CH）的纵向中轴线（a4）的位置被测量和/或程控，以调整覆盖件（12）的传递和累积装置（DTA）的纵向定位。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，货物（CH）顶部平面的横向中轴线（a1）和纵向中轴线（a4）的位置被测量和/或程控，以调整覆盖件（12）的传递和累积装置（DTA）的位置。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于待封装货物（CH）的两个横向（a1）和纵向（a4）轴线的角位置的测量和/或程控。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，覆盖机构将放置臂（29）的指状物（28）调整到传递和累积装置（DTA）的传递位置和货物（CH）的位置。

8.一种通过机器人（15）控制的封装机器且包括：

-传递和累积装置（DTA），覆盖件绕在其上，

-机构（21），用于在传递到覆盖工作站（13）之后将覆盖件（12）的开放端部分开，

其特征在于，其包括具有传感器（35）的控制系统（34），所述传感器设计为测量货物的馈送轴线的位置和倾向角度，使传递和累积装置（DTA）的定位控制与货物（CH）的位置测量数据同步。

9.如权利要求8所述的封装机器，其特征在于，传递和累积装置（DTA）相对于水平轴线通过合适角度执行运动和旋转的组合，以便确保膜正确引入在张紧和展开指状物（28）上。

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