CN107207169B - 包括处理站和容器侧向转移装置的容器处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及容器处理设备(14)，容器处理设备包括处理站和至少一容器传送装置(10)，传送装置包括至少一活动的传送架(16)，传送架(16)包括：能够沿形成线路的一导轨(20)独立运行的第一穿梭装置(18)；和与该第一穿梭装置(18)机械地连接的容器抓握机构(22)。根据本发明，传送架(16)包括活动安装在导轨(20)上的第二穿梭装置(18)。所述容器抓握机构(22)通过包括成剪刀形互相铰接的至少两个连杆(24A、24B)的机构，与第一穿梭装置和第二穿梭装置(18)每一个机械地连接，第一连杆(24A)另外围绕转动轴线铰接在第一穿梭装置上，并且第二连杆(24B)围绕转动轴线铰接在第二穿梭装置上，使得容器抓握机构(22)的横向位置和轨迹能够根据两个穿梭装置(18)分开的距离和它们的移动速度被控制。本发明还涉及装置的使用方法。

Description

包括处理站和容器侧向转移装置的容器处理设备

技术领域

本发明涉及处理容器尤其是处理热塑材料制容器的容器处理设备，该容器处理设备包括处理站和容器传送装置，容器传送装置包括至少一活动的传送架，传送架包括：

-能够沿形成线路的一导轨独立运行的第一穿梭装置；

-以及与所述第一穿梭装置连接的容器抓握机构。

背景技术

已经知道通过初始或中间容器，如预先加热的容器预制品或预型件的吹制形成最终容器，如热塑材料的瓶子。

在下面的描述中，在不需要区分时，初始或中间容器(预制品或预型件)以及最终容器(瓶子或其它)将用一般词汇容器表示。否则将做区分。

通过包括几个处理站的设备实现最终容器的大批量生产和处理，在这些处理站中，有至少一预制品或预型件的加热站，和装有多个吹制模型的吹制站。可以通过各种其它站完善该设备，例如容器消毒站、最终容器贴标签站、最终容器充填站、充填容器堵塞站等。

在下面的描述中，除非需要区分，“处理”一词将无区别地用于最终容器的制造，或者它们的后处理中的一个或另一个(充填、拉伸、堵塞等)。

为了可以高速处理容器，已知使容器穿过每个站行进。为此，每个站都装有容器运输装置。

例如，吹制站包括多个例如由循环输送装置携带的模型，循环输送装置旋转，使得预型件在进入相关模型的相应进入点与将形成的预型件弹射到模型外的相应脱模点之间移动的过程中依次得到高速吹制。

根据另一例子，吹制站包括装有例如由链条形成预型件或预制品运输装置的加热隧道。链条的每个环节装有例如由转盘形成的输送机构。

容器通过传送装置依次从一个处理站输送到另一处理站。已知该处理装置由转移轮形成，转移轮的周边带有抓握机构，如安装在转移臂上的切口或钳子。

因此，传送装置的抓握机构沿封闭线路活动。同样，不同站的运输机构沿封闭线路活动安装。

转移轮和循环输送装置一般设置为，传送机构和和运输机构的轨迹相切，以便可以在每个传送装置与相关处理站之间转移容器。

但是，该相切设置必须在基本为点状转移区进行容器的转移。然而，转移区越小，需要的转移作业的时间越长。因此，为了保证容器在转移过程中不掉落，容器的行进速度受到限制。

为了解决该问题，已经提出给铰接臂装备转移轮，每个转移轮包括容器抓握机构，并且设置为抓握机构可以进行臂的转动、伸长、收缩、加速或减速运动结合的复杂运动。如抓握机构的轨迹(即移动曲线和速度)可以在比上述点状区域大的段上与相关处理站的运输机构的轨迹重合。例如在专利US 4,355,968中描述的这种臂用于申请人的所有机器中。

但是，该铰链臂包括许多活动机械零件。它们属于带有凸轮和滚轮的复杂机构，并带有磨损零件和/或需要频繁润滑的零件。因此，它们的制造和维护都很昂贵，并且必然不能适应清洁或消毒的环境。

另外，这些转移臂的重量限制了容器的行进速度。

另外，对每个处理站，现在需要设置给处理站提供容器的第一转移轮，和容器处理后卸载的第二转移轮。

因此，该设备昂贵、庞大。

发明内容

为了解决这些问题，本发明提出一容器处理设备，容器尤其是热塑材料制的容器，容器处理设备包括处理站和至少一上述类型的传送装置，装置的特征在于，传送架包括能够沿所述线路独立于第一穿梭装置运行的第二穿梭装置，第二穿梭装置活动安装在一导轨上，所述容器抓握机构通过包括成剪刀形互相铰接的至少两个连杆的机构，与第一穿梭装置和第二穿梭装置每一个机械地连接，第一连杆另外围绕转动轴线铰接在第一穿梭装置上，并且第二连杆围绕转动轴线铰接在第二穿梭装置上，使得容器抓握机构的横向位置和轨迹能够根据两个穿梭装置分开的距离和它们的移动速度被控制。

根据本发明的其它特征：

-每个穿梭装置和它的相关的导轨形成线性马达；

-线性马达是封闭线路状的；

-两个穿梭装置安装在共同的导轨上；

-两个穿梭装置安装在不同的导轨上；

-传送装置包括多个所述沿线路行进的传送架；

-每个传送架包括一对单独的相关穿梭装置；

-每个传送架包括单独一对相关的穿梭装置；

-每个传送架的第一穿梭装置由前面的传送架的第二穿梭装置形成，因此通过与容器抓握机构铰接的机械连接，使传送架连接成链。

本发明还提出使用处理热塑材料制容器的包括至少一容器处理站和至少一容器传送装置的按照本发明教导的容器处理设备的使用方法，容器处理设备包括至少一容器运输装置，容器运输装置沿一确定的处理路径从第一装载转移区到第二卸载转移区运输容器，容器运输装置包括沿一轨迹移动的至少一单个运输机构，其特征在于，控制传送架的穿梭装置的分离距离和它们的移动速度，使得在第一装载转移区和第二卸载转移区的至少一个转移区中，传送架的容器抓握机构的轨迹与容器运输装置的运输机构的一段轨迹重叠。

根据本发明形成的使用方法的其它特征：

-装载转移区沿传送架移动方向布置于卸载转移区的下游，容器抓握机构的轨迹与运输机构的轨迹相继地在卸载转移区中然后在装载转移区中重叠；

-容器在所述传送装置上装载和从所述传送装置卸载，在传送架移动方向在卸载转移区上游的传送架每隔一个是被释放的；

-运输装置由循环输送装置形成。

附图说明

在阅读下面的详细描述的过程中，可以了解本发明的其它特征和优点，为了理解该描述，将参照以下附图：

-图1是示意表示装有根据本发明形成的传送装置的容器制造设备的俯视图；

-图2是示意表示装有根据本发明的第二实施例形成的传送装置的容器制造设备的俯视图。

具体实施方式

在下面的描述中，具有相同结构或相似功能的零件用相同的参考数字表示。

在下面的描述中，非限定地采用单个附加至每个穿梭装置18的方位标。所述方位标根据穿梭装置18的移动方向具有从后向前的纵向方向，从下向上并与穿梭装置18的移动平面正交的竖直方向，和从线路内向外的横向方向。

图1表示尤其是热塑材料如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制的容器12A的容器传送装置10。该传送装置10用于设置在从预型件出发处理最终容器如瓶子的容器处理设备14中。

容器12A的传送装置10在此适用于无区别地运输最初容器(预型件)或中间容器或最终容器(瓶子或其它)。

传送装置10包括多个活动的传送架16，每个传送架16用于运输一容器12A。在图1所示例子中，传送装置10装有四个传送架16。

每个传送架16包括能够沿形成封闭线路的导轨20独立运行的第一穿梭装置18。传送架16沿封闭线路行进。

作为本发明的变型，导轨形成开放线路，因此传送架沿导轨进行往复运动。

传送架16还包括能够沿或封闭或开放的线路独立于第一穿梭装置18运行的第二穿梭装置18。第二穿梭装置活动地安装在所述导轨20上。

这里导轨20是两个穿梭装置18共同的。

第一穿梭装置18和第二穿梭装置18形成一个直接在另一个之后的一对穿梭装置18，它们之间没有插入另一穿梭装置。作为约定，这里第一穿梭装置18由参照穿梭装置移动方向的下游穿梭装置形成，而第二穿梭装置18由上游穿梭装置形成。

作为变型，一对穿梭装置的每个穿梭装置安装在一相关导轨上。在这种情况下，穿梭装置在两个不同高度上运行。

穿梭装置18和导轨20属于线性马达的一部分。在该马达中，导轨20形成包括一系列沿导轨20分布的线圈(未出示)的定子。每个线圈被单独控制，以便感应出与其它线圈独立无关地磁场。

每个穿梭装置18装有对每个线圈感应出的磁场做出反应的永磁体。另外，每个穿梭装置18被引导沿导轨20移动。

两个线圈之间的间距足够小，以便可以控制导轨20的线圈，以引起每个穿梭装置18的互相独立的移动：换句话说，可以以互相不同的速度操纵每个穿梭装置；每个穿梭装置的速度可以变化；最后每个穿梭装置的移动方向可以反向，尤其是当线路开放，并适于进行返回路径时，或用于改变两个穿梭装置之间的距离，如后面将要描述的。

例如Beckhoff公司以“XTS”为名销售的线性马达。为了更深入地涉及该技术的细节，可以参照文件US-A1-2013/0.119.897、US-A1-2013/0.035.784、WO-A1-2013/143.783、或WO-A1-2013/143.950。

总之，在本发明的范围内实施该技术可以使所有穿梭装置18在同一方向沿线路移动，这里是逆时针方向，但是可以通过电子控制单元(未出示)互相独立地控制每个穿梭装置18的移动速度，并且方向可以反向。

也可根据设计需要在开放线路和封闭线路上实现该技术。

每个传送架16装有与第一穿梭装置18和第二穿梭装置18机械地连接的容器抓握机构22。抓握机构22例如由能够自动从容器颈部抓住容器12A的钳子形成。

所述抓握机构22与第一和第二穿梭装置18每一个机械地连接，使得抓握机构22的横向位置取决于两个穿梭装置18沿导轨20的相对距离。

更确切地说，如图1所示，抓握机构22通过包括至少两个连杆24A、24B的机构与第一和第二穿梭装置18机械连接，连杆24A、24B成剪刀形互相铰接，第一连杆24A另外围绕第一穿梭装置18上的转动轴线铰接，第二连杆24B另外围绕第二穿梭装置18的转动轴线铰接。

因此，第一连杆24A的第一近端铰接安装在第一穿梭装置18上的转动轴线(图的垂直方向)周围，而所述第一连杆24A的第二远端以铰接方式携带抓握机构22。

同样，第二连杆24B的第一近端围绕转动轴线(图中也是垂直的)铰接安装在第二穿梭装置18上，而所述第二连杆24B的第二远端以铰接方式携带抓握机构22。

根据未出示的第一变型，两个连杆之一的远端直接铰接在另一连杆的主体上，而抓握机构位于所述另一连杆的远端。

根据未出示的第二变型，两个连杆通过它们的主体互相铰接，并通过其它连杆成伸缩仪式连接，直至抓握机构。

由于穿梭装置18和连杆24A、24B的这种设置，可以根据两个穿梭装置分开的距离和它们的移动速度控制抓握机构的横向位置和轨迹。

因此，当穿梭装置18互相远离时，抓握机构22将处于相对它靠近导轨20的第一横向位置。该叫做“正常”的姿态通过图1从左出发的第一、第二和第四传送架16表示。

当传送架16的两个穿梭装置18互相纵向靠近时，通过抓握机构22相对导轨向外横向移动导致抓握机构22远离。这种叫做“延伸”的姿态通过从图1左边出发的第三传送架16表示。

当两个穿梭装置18保持固定距离时，抓握机构22保持它相对导轨20的距离。

另外，很容易发现，抓握机构22的轨迹取决于穿梭装置18之间的相对的移动速度，和它们在它们的轨道上各自的移动速度。

穿梭装置18在它们的轨道上的移动速度和加速-减速顺序、固定速度、停止的无限组合可以对于抓握机构22得到数量无限的轨迹。

因此，可以通过相对下游穿梭装置减慢上游穿梭装置18，或者相对上游穿梭装置加速下游穿梭装置使传送架的两个穿梭装置分离。可以通过减慢上游穿梭装置，并且/或者加速下游穿梭装置得到这一点。也可通过减缓或加速两个穿梭装置得到这一点，条件是保持下游穿梭装置的速度大于上游装置的速度。

也可以通过停止上游穿梭装置18，同时使下游穿梭装置或者以同样的速度，或者加速或减缓继续前进，使同一传送架的两个穿梭装置分开。

可以通过使上游穿梭装置18后退并停止下游穿梭装置18使同一传送架的两个穿梭装置分开，或者使上游穿梭装置18后退，同时使下游穿梭装置18继续前进，或者以同一速度，或者使其加速或减缓。甚至可以使两个穿梭装置后退，条件是下游穿梭装置后退得没有上游装置快。

上述只是使同一传送架16的两个穿梭装置分开的可能的例子。

与此类似，可以通过上游穿梭装置18相对下游穿梭装置加速，或者使下游穿梭装置相对上游穿梭装置减速使传送架16的两个穿梭装置靠近。可以通过使上游穿梭装置加速并且/或者下游穿梭装置减速得到这一点。也可通过使两个穿梭装置减慢或加速得到，条件是保持下游穿梭装置的速度小于上游穿梭装置的速度。

也可通过停止下游穿梭装置18，同时使上游穿梭装置18或者以同一速度，或者加速或减速继续前进使同一传送架的两个穿梭装置靠近。

还可通过使上游穿梭装置18后退，并同时停止下游穿梭装置，或者通过使上游穿梭装置18后退，并同时使下游穿梭装置18以相同速度、或者加速或减速继续前进，使同一传送架的两个穿梭装置靠近。甚至可以使两个穿梭装置后退，条件是上游穿梭装置后退得没有下游快。

前面只是使同一传送架16的两个穿梭装置靠近的可能的例子。

人们发现，根据传送架的移动方向和它们各自的速度(或者加速或减速)，可以通过横向远离或靠近携带穿梭装置的轨道使抓握机构22经过确定的轨迹。

因此可以使抓握机构22在任何时刻以满足转移需要的速度经过完全确定的弯曲、直线、之字形等轨迹。

在图1所示的实施例中，每个传送架16的第一穿梭装置18由直接在前面的传送架16的第二穿梭装置18形成。因此传送架16通过连接穿梭装置18和相关抓握机构22的连杆24A、24B连接成链条。

作为变型，如图2所示，每个传送架16包括一对单个的相关穿梭装置18。因此每对穿梭装置18与唯一的抓握装置相关。

现在参照图1描述传送装置10的使用方法。这里传送装置10位于容器处理设备14中，这里是包括至少一容器处理站26的制造设备。

处理站26包括沿确定处理轨迹的容器运输装置。更特别的是，运输装置由转动安装在竖直的轴线“A”周围并顺时针方向循环的循环传送装置28形成。循环传送装置28的周边带有多个单个的容器运输机构30。因此每个运输机构30跟随围绕轴线“A”的圆形轨迹。

循环传送装置28能够从未处理容器12A的装载转移区32直到处理后容器的卸载转移区34运输容器。运输机构30从卸载转移区34到装载转移区32的空载移动沿着轨迹的一段叫做“无效行程”。

在轨迹的另一段，每个运输机构30用于携带要处理的容器。下面把该段称作“有效行程”。

装载转移区32最好位于卸载转移区34附近，以便尽可能减小无效(死)行程。

容器12用于在同一传送装置10上加载和卸载。这样可以得到比现有技术设备紧凑得多的制造设备14。

抓握机构22的轨迹相继与卸载转移区34然后与装载转移区32重叠。因此，装载转移区32按照穿梭装置18的移动方向位于卸载转移区34的下游。

更确切地说，传送装置10的抓握机构22的一段轨迹位于运输机构30的无效行程附近。

如图1所示，控制每个传送架16的穿梭装置18的距离，使抓握机构22的轨迹与循环输送装置28的运输机构30的轨迹在装载转移区和卸载转移区重叠。

已知装载转移区32按照传送架16的移动方向位于卸载转移区34的下游，在卸载转移区34上游传送架16每隔一个被释放。换句话说，传送架16每隔一个携带要处理的容器12A。

当如此装载要处理的容器12A的传送架16在装载转移区32的附近通过时，控制传送架16的两个穿梭装置18之间的纵向距离以及这两个穿梭装置18的速度，使传送架16的轨迹与相关运输机构30的轨迹重叠。因此，容器12A从抓握机构22更可靠地转移到运输机构30，尤其是在高速的情况下。因此被释放的抓握机构22结束它的行程，直到重新装载要处理的容器12A。

处理后，容器被仍是空的抓握机构之一抓住。因此，在包括在卸载转移区34与装载转移区32之间的轨迹段上，所有抓握机构22都被装载。抓握机构22每隔一个装载了未处理的容器12A，而其它抓握机构装载了处理后的容器。

当空的传送架16在卸载转移区34附近通过时，控制传送架16的两个穿梭装置18之间的纵向距离和它们的速度，使得传送架16的轨迹与相关运输机构30的轨迹重叠。因此，处理后的容器从运输机构30到抓握机构22的转移更可靠，特别是在高速情况下。

这样装载了处理后容器的抓握机构22继续它的轨迹，直至容器被最终转移到后面的传送部件。如此被释放的抓握机构22继续它的空载轨迹，直至卸载转移区34。

根据本发明一未出示变型，传送装置10装有根据抓握机构的测量或估算的横向位置控制穿梭装置移动的伺服部件，尤其是在装载和卸载转移区。例如通过摄像机或其它任何从现有技术已知的确定位置的方式确定抓握机构的横向位置。因此，可以在装载或卸载时动态矫正钳子位置相对运输机构位置的可能缺陷。例如这些位置缺陷是由于连接抓握机构和穿梭装置的连杆制造和组装公差。这样可以进一步提高容器的行进速度。

如图2所示，可以推广该使用方法，用于通过根据本发明形成的唯一传送装置10进行几个处理站的装载和卸载。

因此，图2所示的容器处理设备14包括预型件的加热站38、将预型件转换为最终容器的吹制站26A、充填站26B、和堵塞站26c。

不同站38、26A、26B、26C都布置于传送装置10的周围。

加热站38由与导轨20的第一部分平行的加热隧道形成。因此，抓握机构22在它们的轨迹的第一部分上在加热站内移动。为此控制两个穿梭装置18之间的纵向距离。

后面的站26A、26B、26C中的每一个都装有沿处理轨迹运输容器的循环输送装置。如前面已经描述的，抓握机构22每隔一个空载移动。因此，如已经描述的，能够用同一传送装置10从吹制站26A装载和卸载容器。在吹制站26A的下游，抓握机构22每隔一个装载最终容器，而其它抓握机构22空载移动。

因此，该形态可以以相同的方式通过所述传送装置10在充填站26B然后在堵塞站装载和卸载容器。

因此，同一传送装置10在吹制站38的上游将预型件装载到抓握机构22每隔一个上。所述穿梭装置10相继携带容器穿过加热站38，然后穿过吹制站26A、充填站26B、最后是堵塞站26C。

在堵塞站26C的出口，用充填和堵塞后的最终容器装载抓握机构22，容器被送往输出点，而其他抓握机构则空载移动。然后启动新的生产周期。

该构型有利地允许布置紧凑并且生产不昂贵的设备14。

带有独立穿梭装置18的传送装置10的设备可以改变抓握机构22每隔一个的轨迹，因此具有在同一处理站自由装载和卸载容器所必需的控制灵活性。

带有根据本发明形成的传送装置10的设备另外可摆脱凸轮系统来控制容器的横向位置。这样可以明显减少维修作业并解决清洁问题。

另外，当改变容器的形状时，需要进行更换凸轮的操作，以便使它们适应新的形状。由于根据本发明形成的传送装置的非常先进的结构，可以根据容器的形状采用容器的横向位置，不需要更换零件。实际上，只需改变穿梭装置的速度，以便根据容器的形状和设备的节奏采用抓握机构的横向速度和它们的速度，换句话说是它们的路径。

Claims (13)

1.容器处理设备(14)，容器处理设备包括传送容器的至少一容器传送装置(10)，容器传送装置(10)包括至少一活动的传送架(16)，传送架(16)包括：

-能够沿形成线路的一导轨(20)独立运行的第一穿梭装置(18)；

-以及与所述第一穿梭装置(18)机械地连接的容器抓握机构(22)；

其中，传送架(16)包括能够沿所述线路独立于第一穿梭装置(18)运行的第二穿梭装置(18)，第二穿梭装置(18)活动安装在一导轨(20)上，所述容器抓握机构(22)通过包括成剪刀形互相铰接的至少第一连杆(24A)和第二连杆(24B)的机构，与第一穿梭装置和第二穿梭装置(18)每一个机械地连接，其特征在于，容器处理设备包括处理站；并且，第一连杆(24A)围绕一单独转动轴线铰接在第一穿梭装置上，并且第二连杆(24B)围绕一单独转动轴线铰接在第二穿梭装置上，使得容器抓握机构(22)的横向位置和轨迹能够根据两个穿梭装置(18)分离距离和它们的移动速度被控制。

2.如权利要求1所述的容器处理设备(14)，其特征在于，每个穿梭装置(18)和它的相关的导轨(20)形成线性马达。

3.如权利要求2所述的容器处理设备(14)，其特征在于，线性马达是封闭线路状的。

4.如权利要求1-3中任一项所述的容器处理设备(14)，其特征在于，两个穿梭装置(18)安装在共同的导轨(20)上。

5.如权利要求1-3中任一项所述的容器处理设备(14)，其特征在于，两个穿梭装置(18)安装在不同的导轨(20)上。

6.如权利要求1-3中任一项所述的容器处理设备(14)，其特征在于，容器处理设备包括多个沿线路行进的传送架(16)。

7.如权利要求4所述的容器处理设备(14)，其特征在于，容器处理设备包括多个沿线路行进的传送架(16)。

8.如权利要求5所述的容器处理设备(14)，其特征在于，容器处理设备包括多个沿线路行进的传送架(16) 。

9.如权利要求1-3中任一项所述的容器处理设备(14)，其特征在于，每个传送架(16)包括单独一对相关的穿梭装置(18)。

10.如权利要求6所述的容器处理设备(14)，其特征在于，每个传送架(16)的第一穿梭装置(18)由前面的传送架(16)的第二穿梭装置(18)形成，因此通过与容器抓握机构(22)铰接的机械连接，使传送架(16)连接成链。

11.使用处理热塑材料制容器的包括至少一容器处理站和至少一容器传送装置(10)的按照上述权利要求中任一项的容器处理设备的使用方法，容器处理站包括容器运输装置(28)，容器运输装置沿一确定的处理路径从称为装载转移区(32)的第一转移区到称为卸载转移区(34)的第二转移区运输容器，容器运输装置(28)包括承载运输容器的至少一单个的运输机构(30)的循环输送装置，单个的运输机构沿一轨迹移动，

其特征在于，控制传送架(16)的穿梭装置(18)的分离距离和它们的移动速度，使得在装载转移区(32)和/或卸载转移区(34)中，传送架(16)的容器抓握机构(22)的轨迹与容器运输装置(28)的运输机构(30)的一段轨迹重叠。

12.如权利要求11所述的使用方法，其特征在于，装载转移区(32)沿传送架(16)移动方向布置于卸载转移区(34)的下游，容器抓握机构(22)的轨迹与运输机构(30)的轨迹相继地在卸载转移区(34)中然后在装载转移区(32)中重叠。

13.如权利要求12所述的使用方法，其特征在于，容器(12A)在所述容器传送装置(10)上装载和从所述容器传送装置卸载，在传送架(16)移动方向在卸载转移区(34)上游的传送架(16)每隔一个是被释放的。

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