CN1070813C - 产品操纵系统 - Google Patents

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Abstract

用于操纵产品(2)的系统(1)，其中输送装置(3)具有至少一个工作头(4)，用于沿一条围绕输送装置(3)的转动轴线(A1)延伸并通过多个操纵台(5)的输送路线(P1)供送产品(2)；工作头(4)是一个可定方位的工作头，并在每个操纵台(5)与一个固定方位的工作头(7)配合，工作头(7)可沿工作路线(P2)运动，工作路线(P2)至少在相应的操纵台(5)处沿输送路线(P1)延伸。

Description

产品操纵系统
本发明涉及一种产品操纵系统。
更具体地，本发明涉及用于操纵象食品(如糖果、巧克力)和/或用于食品或其他各种产品的包装盒这样的产品的系统，这些产品要受到各种操纵，以便形成包装或对产品进行简单的表面处理。
已知的产品操纵系统通常包括一个输送装置，它具有至少一个输送头，用于将各个产品沿着一条穿过多个操纵台的给定输送路线供送；对于每个操纵台，都有一个操纵装置，它具有一个可沿各自工作路线运动的工作头。
这种已知的操纵系统的输送头是被动型的，即，它只能沿着输送路线输送相应的产品，而不能改变自身的方向；而每个工作头是自适应型的，即，利用相应的定向装置使工作头如此运动，以使工作头和工作路线的方向与输送头和相应产品在相关操纵台上运行的输送路线相适应。
上述类型的已知的操纵系统具有一些技术上和功能上的缺点。首先，给每个操纵台配备一个工作头和相应的定向装置会使整个系统设计复杂化，制造起来既困难又费钱。另外，为了协调同步输送头和工作头，需对每个工作头进行各种非常复杂的调整，在使用期间还要做大量的维护。
本发明的目的是要提供上述类型的操纵系统，它被设计成能克服上述的缺点。
根据本发明，提供了这样一种用于操纵产品的系统，它包括：一个输送装置，它具有至少一个用于沿着一条第一给定输送路线供送相应产品的第一工作头，第一路线围绕输送装置的第一转动轴线延伸并通过多个操纵台；和一个操纵装置，对于每个操纵台，它都包括一个可沿一工作路线运动的第二工作头；其特征是包括与第一工作头相关联的定向装置，以便沿着第一路线和至少在每个操纵台相对于第一路线改变第一工作头的方 位；所述工作路线绕着平行于第一轴线的相应固定轴线延伸；而且所述第二工作头是固定工作头，其方位相对于相应的工作路线不变。
下面参照附图以举例的方式描述本发明的一个非限制性的实施例。附图中：
图1是本发明的一个优选实施例的示意图，其中，为了清楚起见去掉了部分零件；
图2是图1所示系统的部分剖面图，其中，为了清楚起见去掉了部分零件。
在图1中，标号1表示用于操纵产品2的系统，该系统包括一个输送装置3，该输送装置具有至少一个用于沿着输送路线P1供送相应的产品2的工作头4，输送路线P1围绕着输送装置3的转动轴线A1延伸并通过多个操纵台5(图中仅示出一个)。
系统1还包括一个操纵装置6，操纵装置6本身对于每个操纵台5都有另外一个工作头7，工作头7沿着一条围绕着工作头7的固定转动轴线A的工作路线P2运行，转动轴线A与转动线A1相平行。对于每个操纵台5，路线P1提供一个部分T，此部分T至少在操纵台5处与相应的路线P2重叠和重复；而工作头7的方向相对于路线P2至少在部分T处保持不变。
在图1所示的实施例中，工作头4具有一个用于可释放地保持产品2的抓取工具8；而且每个工作头7可以完成多个给定的操作，例如对产品2进行包装或表面处理操作。更具体地，工作头4是可定向的头，它至少在每个操纵台5可适配于每个工作头7在相应操纵台5上占据的位置，以便将相应的产品2设置在适于配合工作头7的位置上。为此，输送装置3包括一个用于至少在操纵台5相对于路线P1和P2调整工作头4的方位的定向装置9。
定向装置9包括两个在平行于轴线A1并与其间距给定距离I1的转动轴线A2处相互铰接的曲柄10和11。曲柄10绕轴线A1枢转，而曲柄11位于曲柄10和工作头4之间并支承工作头4，使工作头4可绕另一个与轴线A2平行并与之相距一小于距离I1的给定距离I2的轴线A3转动。
如图2更清楚地所示，装置3包括一个框架12，框架12本身包括两个管形轴13和14，它们相互套插成位于固定位置并相互间隔一给定的径向距离，且与轴线A1同轴。轴13具有两个伸出轴14的端部15和16，在端部15一侧装有一固定齿轮17，齿轮17由多个螺钉18(图中仅示出一个)连到一个装在轴14上并构成框架12的一部分的管形体19。
曲柄10由轴13和14可转动地支承，并由一个管形轴20限定，该管形轴20在轴13和14间延伸并相对于它们可转动且轴向固定，而且管形轴20具有分别在两端部15和16处的两端部21和22。
曲柄10还由一个刚性连到轴20的端部21的圆筒形箱体23，箱体23与轴线A1同轴并在轴线A1和A2之间径向延伸。
箱体23包括一个从端部21延伸的前壁24、一个从前壁24延伸的与轴线A1同轴的圆筒形外壁26和一个从外壁26延伸的后壁27，该前壁24横过轴线A1并且具有一个与轴线A2同轴的通孔25，该后壁27横过轴线A1并且基本上与一个形成在轴14的外侧上的挡肩28相接触，挡肩28用作管形体19的轴向止挡。
箱体23还包括一个内隔板29，内隔板29位于壁24和27之间且与它们平行，并从壁26向齿轮17延伸，齿轮17插入一个成形在隔板29中并与轴线A1同轴的通孔30。隔板29还有另一个与轴线A2同轴的通孔31。
利用一个构成定向装置9一部分的驱动装置32，使曲柄10绕轴线A1作第一连续圆周转动，驱动装置32包括一个固定到轴20的端部22的皮带轮33、一条绕过皮带轮33的皮带34和另一个驱动皮带轮(未示出)。
曲柄11由一个在轴线A2和A3之间延伸的基本圆筒形的箱体35限定，并且由一基本圆筒形管轴36以可相对于曲柄10转动的方式安装在曲柄10上，轴36与轴线A2同轴，并从箱体35以可转动且轴向固定的方式通过孔25和31延伸进箱体23中。
更具体地，箱体35包括一个后壁37和一个前壁38。后壁37面对壁24并基本与之接触，且构成轴36的端部凸缘。前壁38平行于后壁37且具有一个管形的圆锥体39，圆锥体39与轴线A3同轴延伸，并位于壁38的与壁37相反的一侧，其内部以无转动的、轴向固定的方式与一管形轴40接合，其位于圆锥体39外侧的自由端41与工作头4装配。
利用由装置32控制并构成给工作头4定向的装置9的一部分的驱动装置42，使曲柄11绕轴线A2做第二连续的圆周运动，且转动相位(周向，rotation phase)为F。装置42包括两个相互啮合且可相对轴向运动的斜(螺旋)齿轮43和44，它们装在箱体23中并位于壁24和隔板29之间；装置42还包括另一个与齿轮44连成整体并与齿轮17啮合的齿轮45。更具体地，齿轮43装在轴36上，而齿轮44和45可转动地装在轴46上，轴46的轴线47与轴线A1平行，并以可相对壁24和隔板29轴向滑动的方式装到壁24和隔板29上。
由于装置42装在曲柄10的箱体23之内并通过齿轮45与固定齿轮17相连，所以曲柄10绕轴线A1的转动将致动装置42，以使曲柄11绕轴线A2转动，因此曲柄11绕轴线A2的转动相位F取决于曲柄10绕轴线A1的转动相位，以及取决于包括有齿轮17、45、44和43的机构的传动比。
另外，为了在系统工作期间改变相位F，以及进而改变曲柄11相对于曲柄10的角位置，装置9包括一个用于使齿轮44和45相对于齿轮43和17轴向运动的校正装置48，它包括一个形成在围绕轴线A1的管形体19的外周面上的周向槽49，和一个随行滚50，随行滚50以滚动方式与槽49内侧接合并以可转动的方式装在轴46的端部51，轴46穿过隔板29上的通孔52。
装置48还包括一个用于阻止滚50绕轴线47转动的防转滚53，防转滚53连到端部51并与滚50同轴，且以可滚动的方式装在槽54的内部；槽54平行于轴线A1，成形在与隔板29刚性连接的板55中，板55从隔板29朝向壁27伸出。
在使用中，当滚50绕轴线A1转动时由槽49施加的滚50的轴向运动，改变了齿轮44相对于齿轮43的轴向啮合位置，使得齿轮43绕轴线A2的连续的圆周运动进而曲柄11绕轴线A2的圆周运动，将由齿轮43的进一步转动而重叠，这根据齿轮44如何移位来改变相位F和曲柄11相对于轴线A2的角位置，因此也改变工作头4相对于轴线A2的角位置。
因此，工作头4可绕两轴线A1和A2转动，并且还可利用驱动装置56绕轴线A3作第三种圆周运动，该驱动装置56也由装置32控制，并构成用于给工作头4定向的装置9的一部分。
除了轴40以外，装置56还包括：另一个轴57，它与轴线A2同轴，它相对于轴36以可转动和角度固定的方式穿过轴36，并穿过箱体35的壁37及箱体35内部的隔板58；一个位于轴40和57之间并装在箱体35内的齿轮传动装置59，它还位于壁38和隔板58之间；和一个完全控制(正控制)装置60，它连在轴57的端部61，位于隔板29和壁27之间，用于使轴57绕轴线A2转动。
传动装置59包括一个装在轴57的与端部61相反的端部64上的齿轮62，一个装在轴40上的齿轮63和另一个位于壁38和隔板58之间的用于连接齿轮62和63的齿轮(未示出)。
装置60包括一个围绕轴线A1延伸并位于凸缘66前面的环形槽65，凸缘66与管形体19为一整体并位于箱体23的壁27和板55的自由端之间的固定位置。装置60还包括一个与槽65滚动接合的滚67，滚67由一连杆68与轴57偏斜地连接，连杆68的自由端与滚67转动连接，其另一端装到轴57的端部61。
装置60与校正装置48相配合，以便随着曲柄10绕轴线A1的转动来绕轴线A3转动和确定工作头4的方位。更具体地，槽49和65各自具有围绕轴A1的给定形状(轮廓)，并且成形为：沿着路线P1的每一部分T，如前所述，工作头4可以被定向成让产品2的位置能最适合地与工作头7相配合。
最后，工作头4包括一个控制装置69，用于控制抓取工具8可释放地抓取相应的产品2。更具体地，在图1和2所示的实施例中，工具8包括两个可相对于工作头4以及彼此可相对运动的夹持件70，和一个位于两夹持件70之间用于协助释放产品2的活塞件71(在图2中未示出)。
装置69包括：一个轴72，它插在轴40中，相对于轴40可轴向滑动且角度固定；一个套筒73，它插在轴36和57之间，且相对于它们可轴向滑动且角度固定，并且轴向连到轴72的一端；和一个齿轮传动装置74，它位于工作头4的内部，用于将轴72连到夹持件70。
装置69还包括一个围绕着轴A1、位于槽49和凸缘66之间的、形成在管形体19外周面上的周向槽75，和一个摇臂杆76，摇臂杆76可运动地穿过板55中的开口77，绕着装在开口77中的销78枢转，以便绕着横向于轴线A1的轴线转动；摇臂杆76本身包括两个从销78的相反侧径向伸出的臂79和80。臂79的自由端以可转动的方式与一个随动滚81装配，该随动滚81以可滚动的方式接合在槽75内；而臂80的自由端与另一个位于周向槽83内的滚82装配，槽83形成在一个以可转动和可轴向滑动的方式与轴57装配的套筒84的周围，套筒84位于轴57和连杆68之间且轴向连到套筒73。
传动装置74包括一个成形在轴40的与套筒73轴向接合的一端的相反端的螺旋齿轮85，和对于每个夹持件70都有装在相应轴87上的另一个螺旋齿轮86；轴87本身以可转动和轴向固定的方式装在工作头4内的相应支座88上，并与相应夹持件70的一端相连。
两齿轮86-其中只有一个与齿轮85转动连接-由另外一对位于工作头4内两齿轮86之间的已知的螺旋齿轮(未示出)彼此转动连接，这对螺旋齿轮使两齿轮86朝相反方向转动，以便当轴40和套筒73通过摇臂杆76绕销78摆动而轴向移动时，使夹持件70的自由端彼此移近和移离。
从上述说明中可清楚地理解系统1的工作情况。然而应指出的是，通过组合曲柄10绕轴线A1、曲柄11绕轴线A2和工作头4绕轴线A3的三种转动，通过利用校正装置48校正曲柄11绕轴线A2的转动相位F，和通过适当地成形槽65的形状来调整工作头4绕轴线A3的转动，可以调整工作头4的方位，从而以任何方式调整相应产品2的方位，以便至少在操纵台5使工作头4的方位适配于工作头7的路线P2，并适配于工作头7的方位。
以举例的方式，图1示出一条叶形路线P1，其每个部分T最好但不是必须由一段与相邻部分T连接的圆弧限定，圆弧的中心位于相应工作头7的转动轴线A上。
鉴于利用系统1所能提供的调整，部分T当然也可以是直线形的。

Claims (13)

1．一种用于操纵产品(2)的系统(1)，它包括：一个输送装置(3)，它具有至少一个用于沿着一条给定的输送路线(P1)供送相应产品(2)的第一工作头(4)，该输送路线(P1)围绕着所述输送装置的第一转动轴线(A1)延伸并通过多个操纵台(5)；和一个操纵装置(6)，对于每个操纵台(5)，它包括一个可沿一条相应的工作路线(P2)运动的第二工作头(7)；其特征是包括与第一工作头(4)相关联的定向装置(9)，用于相对于输送路线(P1)和至少在每个操纵台(5)相对于每条工作路线(P2)改变第一工作头(4)的方位；所述工作路线(P2)绕着平行于所述第一轴线(A1)的相应固定的轴线(A)延伸；并且所述第二工作头(7)是固定的工作头，其方位相对于相应的工作路线(P2)是不变的。
2．根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述输送路线(P1)包括一系列至少在所述操纵台(5)处延伸的给定的基本为弧形的部分(T)，每个所述部分(T)至少在相应的操纵台(5)处与相应的工作路线(P2)重叠。
3．根据权利要求2所述的系统，其特征是，每个所述部分(T)的中心位于对应于相应的操纵台(5)的固定轴线(A)上。
4．根据上述任一权利要求所述的系统，其特征是：所述定向装置(9)包括相互铰接在第二转动轴线(A2)处的第一和第二曲柄(10,11)；第二曲柄(11)在第三转动轴线(A3)处以可转动的方式连到第一工作头(4)，并且位于第一工作头(4)和第一曲柄(10)之间；第一曲柄(10)可在第一轴线(A1)处枢转；而且所述第一、第二和第三转动轴线(A1,A2,A3)相互平行。
5．根据权利要求4所述的系统，其特征是：所述定向装置(9)包括分别与第一曲柄(10)和第二曲柄(11)关联的第一和第二驱动装置(32,42)，用于分别给第一曲柄(10)施加一个绕第一轴线(A1)的第一转动，和在第一转动的同时给第二曲柄(11)施加一个绕第二轴线(A2)的第二转动；第一和第二转动是连续的转动；而且第二转动具有一个给定的相位(F)。
6．根据权利要求5所述的系统，其特征是，所述定向装置(9)包括与所述第二驱动装置(42)关联的校正装置(48)，以校正所述相位(F)。
7．根据权利要求5或6所述的系统，其特征是，所述定向装置(9)包括与所述第一工作头(4)关联的第三驱动装置(56)，用于给第一工作头(4)施加一个绕所述第三转动轴线(A3)的第三转动；该第三驱动装置(56)依附于所述第一驱动装置。
8．根据权利要求7所述的系统，其特征是，所述第二驱动装置(42)包括两个彼此可相对轴向运动的斜齿轮(43,44)；所述校正装置(48)与两齿轮(43,44)之一相连。
9．根据权利要求8所述的系统，其特征是，所述校正装置(48)包括一个第一完全控制装置(48)，该控制装置(48)由一个周向槽(49)和一个与所述槽(49)内部滚动接合的随行滚(50)构成，所述槽(49)围绕着第一转动轴线(A1)在一个固定位置中延伸，并且该控制装置与所述两齿轮(43,44)之一相连，以使两齿轮(43,44)彼此相对运动。
10．根据权利要求7所述的系统，其特征是，所述第三驱动装置(56)包括一个第二完全控制装置(60)，该控制装置(60)由一个围绕所述第一转动轴线(A1)在一个固定位置中延伸的环形槽(65)和一个可滚动地接合在环形槽(65)内部的随行滚(67)构成。
11．根据权利要求4所述的系统，其特征是，所述第一工作头(4)包括一个与相应产品(2)配合的工具(8)。
12．根据权利要求11所述的系统，其特征是，所述工具(8)是一个夹持工具，它包括两个彼此可相对运动的夹持件(70)，以可释放地夹持相应的产品(2)。
13．根据权利要求12所述的系统，其特征是，包括一个与所述工具(8)相连的控制装置(69)，以使所述两夹持件(70)彼此移近和移离，所述控制装置(69)由所述第一曲柄(10)驱动。
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