CN109941540A - 用于包装产品的方法以及相应的包装生产线 - Google Patents

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Abstract

本发明描述的是一种经由工业设备而实施的包装方法，所述工业设备包括包装机(M1‑M4)的组，所述包装机的组被连续布置并且通过同一传送线(120)而被供给。所述方法包括将更下游的机器作为主机器运行并且将更上游的机器作为备用机器运行，并且在用于每个主机器的传送线上建立稳定的产品存在。

Description

用于包装产品的方法以及相应的包装生产线
技术领域
本发明涉及一种经由工业包装设备来包装产品的方法。
背景技术
图3是根据现有技术的包装设备的可能构造中的一种构造的示意图。该设备开发了用于生产待包装的产品的生产线的下游，所述生产线在附图中以附图标记10来表示，并且所述设备呈现沿着传送线200连续布置的包装机M10-M40的组(formation)，该传送线接收来自上游生产线的产品并且将它们供给到各个机器。这些机器通常彼此相同，但被操作地分为主机器以及备用机器(所述备用机器数量上通常为一个或两个)，所述主机器设计为以稳定且连续的方式运行，所述备用机器替代地设计成在可能的停机期间起作用。
产品通过传送线200输送到在相应的输送点D10-D40处的各个机器，其中传送机从传送线接收产品并且将所述产品供给到相应的包装机。
传送线200终止于再循环线220处，所述再循环线被设计成将已经到达传送线末端而没有在输送点中的任一个输送点中被拾取的产品供给回到上游的上述点中的一些点处，使得产品可以再次通过传送线200的一部分。
根据现有技术，这种类型的设备的操作设想根据输送优先级(其遵循沿生产线的布置的顺序)在各种包装机之间分配产品，并且同时考虑到沿着导向到各个机器的分支的处理可用性。
为了参考图2的线来举例说明该原理，针对产品P(从生产线10输出的所述产品被释放到传送线200并且到达输送点D10)，验证是否可以将所述产品直接发送到第一主机器M10，从而确定在相应的分支上是否存在接收所述产品的可用性。如果存在，则将产品转移到该分支上；否则，朝主机器M20供给所述产品，然后可以朝主机器M30供给等等，直到所述产品遇到其中存在可用性的包装机中的一个的分支。
因此，产品通常被供给到其沿着生产线所发现的“闲置”的第一台机器上。使得到达传送线的末端而没有找到任何可用性的产品在再循环线220上再循环，从而防止产品被丢弃。
上述操作模式带来一系列缺点。
首先，由于缺乏产品，在更下游处布置的主机器往往不会被使用。
这不仅仅是因为产品在可能的情况下被普遍地分配给上游机器。
在这方面，实际上应该注意的是，没有被上游机器拾取并且到达更下游机器的产品以完全不定且不可控的间隔到达所述更下游机器。
对于位于更下游的这些机器中的每个机器，因此可能发生的是，在彼此接近的连续时刻，各种新的产品通过相应的输送点，但是由于机器的有限的可用性，仅这些产品中的一些产品将被释放到机器的分支，以及可能发生的是，随后用于等待新产品抵达的时间也替代地被延长。
一旦相应的分支上的产品耗尽，机器将因此停机，尽管各种产品此时已经超过机器的输送点并且可能将被再循环。
因此，更下游机器的各种停机显然证明了产品分配的效果远非高效的。
此外，从上述示例中可以看出，这种传统的操作模式实际上涉及对再循环线的稳定使用，这一方面决定了产品中的很多产品在被包装之前要行进相对长的路段，并且同样决定了在产品的循环中可能产生堵塞，特别是在主传送线和再循环线之间的交叉处产生堵塞。
在最终分析中，该操作模式不能使机器和设备整体高效运行，并且最重要的是，不允许遵循“先进先出”类型的包装顺序。
发明内容
在这种情况下，本发明的目的是提供一种将克服上述缺点的包装方法。
上述目的是通过根据权利要求1的方法而实现。本发明的另一个目的是根据权利要求8的包装设备。
权利要求形成本文关于本发明所提供的技术教导的完整部分。
附图说明
本发明的其他特征和优点将从随后的参考附图的描述中而清楚地显现，所述附图仅作为非限制性的示例来提供，其中：
-图1是本发明所述的包装设备的优选实施方式的示意图；
-图2A、图2B、图2C和图2D示出了根据本发明所述的方法的图1的设备的操作的连续步骤；
-图3是根据现有技术的包装设备的示意图；和
-图4A和图4B分别是根据俯视图和侧视图的传送线120的路段的实施例的示意图。
具体实施方式
在随后的描述中，示出了旨在使得能够深入理解实施例的各种具体细节。可以在没有该具体细节中的一个或多个的情况下或者在其他方法、部件或材料等的情况下来提供实施例。在其他的情况下，未详细示出或描述已知的结构、材料或操作，从而不会模糊实施例的各种方面。
本文使用的参考仅仅是为了方便而提供的，因此不会限定保护范围或实施例的范围。
如上所述，本发明涉及经由工业设备来实施的包装方法。
图1示出了根据优选实施例的用于实施本文所述方法的工业设备。
参考图1，整体用附图标记100表示的包装设备再次被设置在用于生产产品P的生产线110的下游，并且所述包装设备包括传送线120，连续设置的机器M1-M4的组沿着所述传送线布置，正如在开头根据现有技术所描述的设备中的那样。
在生产线120上限定的是用于将产品P输送到各个机器的相应的点D1-D4，其中定位有将产品从输送点供给到相应机器的传送机T1-T4。
在每个输送点的上游处，生产线120设想了用于积累产品的相应的站S1-S4。优选地，这些站位于紧邻下游的对应的输送点的位置，而不会插置有该线的其他区段或站。在各种优选的实施例中，比如所示的实施例，上述积累站被构造成使得产品将在队列中被积累，所述队列根据与传送线的方向一致的方向而延伸。在单个站内，在队列中的产品朝向站的下游端移动，然后从那里所述产品在输出位置处朝下游的输送点供给。下面将讨论积累站的其他特征。
根据本文描述的设备的优选实施例，此外设想缓冲存储单元140，所述缓冲存储单元设置在生产线110和传送线120之间。下面将描述该单元的特征以及其操作。
通常，用于将产品传送到输送点以及此后用于将产品供给到包装机、积累站和缓冲存储单元的所示的传送装置可以是适于所示目的的任何已知类型的装置。
本文描述的包装方法基于与开头的根据现有技术所呈现的逻辑相反的逻辑。事实上，根据与机器沿生产线布置的顺序完全相反的优先级的标准而在设备的各种机器之间分配产品，即，使得位于更下游的机器优先于位于更上游的机器。
参考图1，这首先意味着，根据该方法，例如机器M4、M3和M2被认为是主机器，而机器M1被认为是备用机器。
显然，主机器和备用机器的数量可以根据各种应用的需求而变化，但是，不管它们的数量如何，这里描述的方法所遵循的标准在任何情况下都是：布置在生产线的末端处的机器将被视为主机器，布置在更上游的机器将被视为备用机器。
同时，本文描述的方法所设想的是，在主机器的输送点的上游的积累站中，将存在以受控数量呈现的产品的稳定供应，并且设想的是，根据下一个积累站中存在的产品数量，离开每个站并且被引导到对应输送点的产品将被供给到该输送点的机器或者被允许进一步向下游的机器前进。
特别地，该方法设想的是，如果下一个积累站中存在的产品的数量低于预设值，则到达输送点处的产品将被允许前往下一个积累站，而如果所述产品的数量对应于或高于所述预设值，所到达的产品将直接供给到其已到达的输送点的包装机。
应该注意的是，术语“产品”在本文中以广义使用，其表示由单个包装机进行处理的任何实体，其可以仅代表一种产品或者代表一系列产品，并且可以用作为机器的工作循环的衡量标准。所述产品或多个产品可以是裸露的或者已经被包裹在包装材料中。
图2A至图2D举例说明了上述产品的流动的控制模式，其聚焦在最后两个主机器M3、M4上。
首先，应该注意的是，两个站S3和S4不会输出任何产品，直到下游紧邻的分支T3、T4中存在新的可用性，或者仅参考站S3而言，直到在下一个站S4中存在新的可用性。
现在假设指定给单个积累站的预定数量的产品是四个，在图2A所示的情况中，在站S4处仅存在两个产品，离开站S3的产品P1到达输送点D3，然后所述产品朝下一个站S4和输送点D4前进。
这同样适用于在站S4中仅存在三个产品时的由站S3供给的产品P2(图2B)。
相反，当产品P3由站S3供给时(图2C)，在工位S4中目前存在四个产品，即，产品的数量等于上面提到的预设数量，所以这次当产品P3到达输送点D3时，它将被直接供给到包装机M3。
同时显然地，机器M3和M4连续运行，所述机器在产品沿着相应的分支T1-T4积累时对产品进行包装。每当在这些分支上存在可用性时，通过在上游设置的积累站将新的产品转移到分支上，从而在所述积累站中释放一个位置。
在这方面，图2D示出了其中在站S4中刚刚释放位置的情况。因此，紧接着由站S3供应的产品P4到达输送点D3并且进一步朝站S4和输送点D4前进。
上述产品的分配的逻辑应用于设备的每个机器和下一台机器之间。
鉴于之前所述，首先可以注意到的是，由于在主机器的输送点附近的积累站中所提供的产品的稳定存在，所述主机器被设置成以连续且稳定(显然，在从生产线输出的产品流动的波动的范围内)的方式运行。
事实上，这些站中的产品构成了向包装机立即供给新产品的保证。
此外，本文描述的操作方法保证了“先进先出”类型的产品的处理。
实际上，与根据现有技术的操作模式不同，在没有被任何包装机器拾取的情况下而到达传送线末端的产品是不存在的。
相反，由于本文所述方法的逻辑，通过给予下游的主机器的优先性，所述下游的主机器以完全状态工作，并且向其供给的产品肯定会被处理。当这些机器饱和时，在传送线上释放的新产品不会到达生产线的末端(在所述生产线的末端之后产品要么被丢弃要么再循环)，而是被直接发送到位于更上游的机器上，所述更上游的机器立即可用于处理产品。
应该再次注意的是，由于产品到给定机器的供给仅取决于下一台机器的输送点的上游队列中的产品数量，因此对各种产品流动的控制被显著简化到只要每个输送点知道下一个输送点的上游队列中的产品数量就足够了，而另一方面则可以完全无视该传送线的其他点的情况。
通过连接到设备的各种装置的控制单元而清楚地管理产品流动的控制。
现在参考图4，这是生产线120的路段的实施例的示意图。
如在上图中可以看到的，积累站S3、S4构成传送线120的所有起作用的部分。它们在生产线方向上的延伸量显然要取决于它们所需的最大积累容量。
上述站各自都预先布置有用于控制产品的流动的对应的组件，所述组件具有这样的功能：在站内形成产品的队列；在站内根据与上游的供给路段的前进运动所无关的移动(例如步进式移动)而供给所述产品；以及根据上述的模式，在输出位置处供给一个接一个地朝站的下游末端前进的产品。
通常，上面的组件可以设想为在参考的技术领域中所常规使用的已知类型的装置，用于在传送线上形成队列。例如，该组件可以包括可以以受控方式被激活的捕获构件，所述捕获构件沿着站串联布置并且被设计成在相应的预设位置中将沿着该生产线前进的产品停止。作为另一个例子，上述组件可以替代地呈现为一系列单独的传送带，所述一系列单独的传送带相互连续地布置并且间歇地运行。
替代地，在积累站下游的对应的输送点预先布置有适当的分配装置，例如偏转器构件，其用于引导正在到达的产品流动沿着分配线朝下游，或者朝向对应的包装机。在任何情况下，所提到的分配装置可以是适合于所示目的的任何已知的类型。
参考图4的示例，在输送点D3中设置有偏转器构件150，所述偏转器构件在竖直平面中、在水平位置与降低位置之间摆动，在所述水平位置中，所述偏转器构件沿着传送线120的其余部分供给到达的产品，在所述降低位置中，所述偏转器构件将产品供给到包装机M3的供给分支T3。
返回图1，用于实施本文所述方法的设备可以设想在生产线110和传送线120之间设置缓冲存储单元140。
缓冲存储单元140可以用于在包装机中的一个或多个包装机因任何原因停机(例如，用于维护或更换部件)并且其余的机器凭自身不能处理来自生产线的产品流动的情况下而临时积累从生产线下来的产品。
优选地，上述的缓冲存储单元被配置成在输入时具有至少等于生产线容量的产品接收容量，并且在输出时具有从0件/分钟至最大容量的产品供给容量，所述最大容量高于生产线的容量并且优选地高于或等于包装机的总容量。
以这种方式，在例如阻塞整个包装线的情况下，缓冲存储单元能够临时接收从生产线的输出的产品而不必停止所述生产线，并且一旦包装机器再次开始运行，所述缓冲存储单元能够在输出时产生在短时间内使包装机器以完全状态再次运行的产品流动。
所述的缓冲存储单元可以是区段中常规使用的任何类型。优选地，所述缓冲存储单元设置有旁支路线，当不需要缓冲存储单元的积累作用时，所述旁支路线能够使产品立即到达包装机的输送点。
在各种优选的实施例中，优选地在生产线需要该类型的站的情况下，所述的缓冲存储单元还可以被预先布置用于构成生产线的调节站(例如，冷却站)以便使产品保持在最佳状态。这带来了双重优势：
-一方面，减少了设备的总延伸量；和
-另一方面，即使产品必须被长时间保留在缓冲存储单元中，产品也被保持在预设的温度和湿度条件下。
回到本文描述的包装方法，应该再次注意的是，在设备运行期间，基于设备的实际运行条件，改变指定给积累站的上述的预设数量可以是有利的。
例如，伴随着包装机中的一个包装机的停止，有利的是增加上述的数量，以便提供额外的存储容量以利于整个生产线。这可以与备用机器的启动或设计用于替换暂时不运行的主机器的机器的启动而一起实施。一旦恢复了生产线的正常操作条件，就可以将预设数量恢复到机器停止前使用的“正常”值。包装线的这种控制模式为上游的生产线提供了更大的独立性。
当然，在不损害本发明原理的情况下，构造的细节和实施例可以相对于本文纯粹通过非限制性示例的方式所示的内容而变化(甚至显著地变化)，而不会因此脱离本发明的范围，所述范围如所附权利要求中所限定的那样。

Claims (15)

1.一种用于包装来自生产线的连续产品的方法，所述方法经由这样类型的包装设备，所述包装设备包括：
-包装机的组(M1-M4)，其包括至少一个包装用第一机器(M3)和一个包装用第二机器(M4)；和
-传送线(120)，所述传送线接收来自所述生产线的产品并且将所述产品供给到所述包装机的组，所述第一机器和所述第二机器沿所述生产线连续布置，使得所述第一机器相对于在所述传送线上的产品的流动位于所述第二机器的上游，
其中，在所述传送线(120)上具有：第一输送点(D3)，第一输送区段(T3)设置在所述第一输送点处，所述第一输送区段设计成将所述产品从所述第一输送点输送到所述第一机器(M3)；和第二输送点(D4)，第二输送区段(T4)设置在所述第二输送点处，所述第二输送区段设计成将所述产品从所述第二输送点(D4)输送到所述第二机器(M4)；
所述方法包括：
-在所述传送线上设置：位于所述第一输送点(D3)上游的第一积累站(S3)；和位于所述第一输送点(D3)下游且位于所述第二输送点(D4)上游的第二积累站(S4)；
-沿着所述传送线朝所述第一输送点(D3)和所述第二输送点(D4)供给产品；
-在所述第二积累站中提供稳定存在的产品，并且通过所述第二传送区段(T4)将所述产品连续地供给到所述第二机器；
-在所述第一积累站中提供稳定存在的产品，并且根据在所述第二积累站(S4)中存在的产品的数量朝所述第一机器(M3)或朝所述第二输送点(D4)供给所述产品。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括向所述第二积累站(S4)指定预设数量，以及基于所述第二积累站(S4)中存在的产品的数量与所述预设数量之间的比较，将所述第一积累站(S3)中的产品朝所述第一机器(M3)或朝所述第二积累站(S4)引导。
3.根据权利要求2所述的方法，所述方法包括如果所述第二积累站中的所述产品的数量低于所述预设数量，则将所述第一积累站(S3)中的产品朝所述第二积累站(S4)供给，相反，如果所述第二积累站(S4)中的所述产品的数量高于或等于所述预设数量，则将所述产品朝所述第一机器(M3)供给。
4.根据权利要求2或3所述的方法，所述方法包括根据所述设备的操作状况来改变所述预设数量。
5.根据权利要求4所述的方法，所述方法包括在所述包装机的组中的一个或多个机器停机的情况下增加所述预设数量，并且一旦所述机器已经恢复运行就将所述预设数量恢复到较低的值。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括仅操作所述组中的一套机器，所述一套机器布置在沿所述传送线更下游的位置处，并且替代地，使用所述组中的布置在更上游的位置处的一个或多个机器作为在所述一套机器中的一个或多个机器停机的情况下的辅助机器或备用机器。
7.根据权利要求6所述的方法，所述方法包括根据所述辅助机器的有效状态或失效状态来改变所述预设数量。
8.根据权利要求2或3所述的方法，所述方法还经由这样的设备来实施，所述设备包括缓冲存储单元(140)，所述缓冲存储单元设置在所述包装机的组(M1-M4)的上游并且能够被操作以便在所述生产线的输出位置处临时积累所述产品，所述方法包括根据所述缓冲存储单元(140)的填充程度来改变所述预设数量。
9.一种用于包装来自生产线的产品的设备，所述设备包括：
-包装机的组(M1-M4)，其包括至少一个包装用第一机器(M3)和一个包装用第二机器(M4)；
-传送线(120)，所述传送线接收来自所述生产线的产品并将所述产品供给到所述包装机的组，所述第一机器(M3)和所述第二机器(M4)沿所述传送线连续布置，使得所述第一机器相对于所述传送线(120)上的产品的流动位于所述第二机器的上游，
其中所述传送线(120)上具有：第一输送点(D3)，第一输送区段(T3)设置在所述第一输送点处，所述第一输送区段设计成将产品从所述第一输送点(D3)供给到所述第一机器(M3)；和第二输送点(D4)，第二输送区段设置在所述第二输送点处，所述第二输送区段设计成将产品从所述第二输送点(D4)供给到所述第二机器(M4)；
所述设备的特征在于，在所述传送线上设置：位于所述第一输送点(D3)上游的第一产品积累站(S3)；以及位于所述第一输送点(D3)下游且位于所述第二输送点(D4)上游的第二产品积累站(S4)，并且所述站(S3、S4)设置有用于控制产品的流动的相应控制组件。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述控制组件被构造成根据与所述站的上游的供给路段的前进运动无关的移动而在所述站内供给所述产品，并且所述控制组件构造成在输出位置处将产品一个接一个地供给到站的下游端。
11.根据权利要求9或10所述的设备，其中在所述第一输送点(D3)中设置分配器装置，所述分配器装置设计成朝所述第二积累站(S4)或朝所述包装用第一机器(M3)引导产品的流动。
12.根据权利要求11所述的设备，包括至少一个控制单元，所述至少一个控制单元构造成根据信号来控制所述第一积累站(S3)的所述控制组件和所述第一输送点(D3)中的所述分配器装置，所述信号代表存在于所述第二积累站中(S4)的产品的数量。
13.根据权利要求9所述的设备，包括在所述包装机的组(M1-M4)的上游的缓冲存储单元(140)，所述缓冲存储单元设计成在所述生产线的输出位置处临时积累所述产品。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述缓冲存储单元(140)构造成在输入时具有产品的接收容量，所述接收容量至少等于生产线的容量，并且构造成在输出时具有产品的供给容量，所述供给容量处于从0件/分钟到最大容量的范围，所述最大容量大于生产线的容量并且约等于所述包装机的组的总包装容量。
15.根据权利要求13或14所述的设备，其中所述缓冲存储单元(140)设计成构成产品的调节站。
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