CN113646234B - 一种用于自动加盖容器的机器和方法以及包括所述机器的包装线 - Google Patents

Abstract

一种用于加盖容器(101)的设备，包括多个移动运输单元(12A、12C、12E、12G；12B、12D、12F、12H)，可绕旋转主轴(Z)旋转定位，并拾取由供给线(103)单独供给的盖子(102)，将每个盖子放置在待加盖的相应的容器(101)上，并在运输线(109)上前进，其中每个运输单元(12A、12C、12E、12G；12B、12D、12F、12H)包括夹持盖子(102)的夹持头(30)，夹持头(30)能够被驱动围绕纵向发展轴(T)自身旋转，该设备还包括至少两个由相应的电机构件(28、29)驱动的运动组(13；14)，每个电机构件配置为在收缩状态(R)和伸展状态(E)之间移动相应的运输单元组(12A、12C、12E、12G；12B、12D、12F、12H)，在收缩状态(R)中所述运输单元(12A、12C、12E、12G；12B、12D、12F、12H)更靠近旋转主轴(Z)，在伸展状态(E)中所述运输单元(12A、12C、12E、12G、12B、12D、12F、12H)更远离旋转主轴(Z)。

Description

一种用于自动加盖容器的机器和方法以及包括所述机器的包 装线

技术领域

本发明的应用领域是用于自动加盖容器的机器和方法。具体地，但不仅如此，所述容器可以是塑料容器，用于容纳多个离散物品，例如糖果、口香糖、巧克力、饼干等甜食，或一般食品。本发明还涉及一种包装线，所述包装线能够用离散物品填充容器，并且包括在容器被填充后用于加盖容器的机器。

背景技术

目前已知的自动包装机器设有能够盖住先前填充有多个物品的容器的装置。

根据一些实施例，如专利文件WO 2010/140079 A1中所述，已知装置包括多个机械构件，所述机械构件拾取盖子并将其放置在要加盖的容器上，适当的推力器构件施加适当的推力，以稳定地将盖子约束到相应的容器上，从而关闭容器。

如上所述的机械构件通常包括一个或多个可旋转构件，每个可旋转构件围绕各自的旋转轴旋转，例如符合的星轮，其具有多个适当形状的基座，以便在加盖操作期间临时固定待加盖的容器。在现有技术已知的这些解决方案中，容器由第一轮驱动前进，所述第一轮根据逐步指数运动旋转。设有一个用于放置容器上的盖子的操作台，以及随后的一个加盖操作台，在所述操作台上，盖子被推进器构件压在容器口上，以关闭容器。

现有技术已知的该解决方案的一个缺点是，在每次改变盖子的形式时，需要长时间和费力的操作来调整机械部件。此初始设置步骤必须由专业技术操作员执行，可能导致机器停机时间长且成本高。

该解决方案的另一个缺点是星轮无法有效运输具有特殊形状和轮廓的容器和/或盖子。

现有技术已知的该解决方案的另一个缺点是，从机械角度来看，该解决方案非常复杂，特别是如果在不同垂直高度处布置的水平面上拾取盖子并将其输送到容器上。

为了克服这些缺点，还开发了现有技术中已知的其他解决方案，包括具有多个用于操纵盖子的工作轴的拟人手臂。

适合在用于自动加盖容器的设备中使用的拟人手臂示例包括工业自动化行业常用的机器人，称为Delta机器人，或称为SCARA(平面关节型机器人)的机器人。

现有技术中已知的机器人包括具有多个元件的铰接臂，每个元件根据所需自由度彼此铰接，并支撑工具(例如夹具)，用于拾取盖子并将其放置在相应的容器上。

该解决方案的一个缺点是与自动包装机器的高生产率不兼容。作为一个指标，该生产率的客观数字约为每分钟包装400个容器。

据估计，铰接臂以机器人通常的移动速度，在从拾取盖子的点到将其运送到相应容器上的点的轨迹上移动所需的时间，将允许达到每分钟包装100-120个容器的生产率值。

因此，需要四个机器人才能实现每分钟包装400个容器的目标值。

显然，该配置的一个缺点是非常昂贵和笨重，由于四个机器人需要大量的机动空间，因此包装机器的体积显著增加。

该配置的另一个缺点是，其控制起来非常复杂，因为有必要协调不同机器人的动作，以防止相互碰撞，或与包装机器的其他部分发生碰撞。

因此，需要提供用于自动加盖容器的加盖机器，并完善相应的加盖方法，其允许克服现有技术的至少一个缺点。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于自动加盖容器的机器，并完善相应的方法，通过克服现有技术的缺点，该机器快速可靠，能够以允许自动包装线达到高生产率值的速度操纵盖子。

本发明的另一个目的是提供一种用于自动加盖容器的机器，并完善相应的方法，该机器比现有技术中已知的解决方案更紧凑、更便宜。

本发明的另一个目的是提供一种用于自动加盖容器的机器，并完善相应的方法，该机器灵活，能够操作不同类型的盖子，并且仅需要简单快速的形式改变的操作，不会导致机器长时间停机。

本发明的另一个目的是提供一种用于自动加盖容器的机器，并完善相应的方法，该机器可以容易地集成到包装线中，以便能够提供机器部分，例如容器运输线，适用于与线路上的其他操作台交互，例如与容器填充操作台交互，以优化机器部件的体积、数量和布置，同时简化其结构。

申请人已设计、测试并实施本发明以克服现有技术的缺点并实现所述及其它目的和优点。

发明内容

本发明在独立权利要求中阐述和表征。从属权利要求描述了本发明的其它特征或主要发明构思的变体。

根据上述目的，提供了一种用于加盖容器的加盖机器，所述加盖机器包括一条盖子的供给线，所述供给线包括至少一个检测装置，所述检测装置配置为检测供给线上盖子的位置和/或方向；一条用于运输容器的线，以及一个包括多个运输单元的设备，所述多个运输单元围绕旋转主轴进行连续旋转运动；主致动器，配置为驱动所述运输单元围绕上述轴旋转，其中每个所述运输单元配置为拾取运输线上的相应盖子，并将其放置在运输线上需要加盖的相应容器上。根据可能的实施例，每个运输单元还包括能够自行驱动旋转的夹持头，以便围绕运输单元的纵向发展轴旋转安装。

根据本发明的一个特征方面，所述设备包括至少两个运动组，每个运动组被配置成根据沿位移准线的振荡运动来移动第一组运输单元和第二组运输单元，所述位移准线具有至少一个相对于旋转主轴的径向分量，在收缩状态(其中所述运输单元更靠近旋转主轴)和伸展状态(其中所述运输单元更远离旋转主轴)之间；每个运动组包括多个铰接运动装置，每个铰接运动装置承载各自的一个运输单元，以便根据收缩状态和伸展状态之间的交替运动移动运输单元。

根据本发明的另一个方面，所述设备还包括至少两个电机构件，每个电机构件配置为驱动相应的运动组以移动上述铰接运动装置，以便首先将所述运输单元相继带到拾取盖子的拾取位置，随后带入输送位置，在所述输送位置，盖子被输送到相应的容器上，其中运输单元分别布置在待拾取的盖子和待加盖的容器上方，基本上与它们垂直对齐；其中，参考上述径向分量，盖子的拾取和输送位置布置在缩回状态和伸展状态之间。

所述加盖机器包括可编程控制和管理单元，所述可编程控制和管理单元被配置为以协调的方式控制设备的移动，包括盖子的供给线的移动，以及可能包括容器的运输线的移动。

根据本发明的加盖机器的一个优点是其非常灵活，因为运输单元可以有利地被带到一个位置，使得它们在拾取位置与待拾取的盖子基本上对齐，并且在输送位置与待加盖的容器基本上对齐。由于有了控制和命令单元，供给盖子和运输容器的设备和线得到了有效和快速的驱动，从而使加盖机器能够可靠地运行并达到高生产率。

根据本发明的设备有利地允许调整运输单元的运动，以便容易地适应各种形式的盖子和/或容器。事实上，拾取和输送位置可以很容易地改变，因为为了改变它们，改变输送装置的运动(特别是轨迹和位移速度)就足够了，例如为了适应盖子的供给线的不同操作状态。

根据本发明的设备的另一个优点是，其非常紧凑，具有允许减小其体积的有限的径向伸展。

根据本发明的设备的另一个优点是，其不需要长时间和费力的形式改变的操作。事实上，用另一组形状与待运输的盖子的形式的形状相匹配的夹持头替换夹持盖子的夹持头就足够了。

在一个优选实施例中，所述运输单元全部围绕旋转主轴一起旋转，例如根据恒速的连续运动，全部由上述主致动器驱动；然而，关于所述振荡运动，由于两组运输单元的独立机动化，第一组运输单元在运动中从第二组运输单元中释放，例如，第一组运输单元处于收缩位置，第二组运输单元处于伸展位置。

根据一个优选实施例，包括在第一组中的运输单元与包括在第二组中的运输单元交替布置，使得两个连续的运输单元被约束到不同的运动组。

根据本发明提供的实施例，上述运动组被配置为铰接四边形。

每个运输单元沿其纵向发展轴延伸，所述纵向发展轴基本上平行于所述旋转主轴。

根据一些实施例，每个运输单元包括移动盖子的夹持头的致动器，所述盖子相对于运输单元本身是可移动的，特别是根据两个不同的自由度是可移动的。根据一些实施例，所述夹持头既可以围绕所述纵向发展轴旋转，也可以沿同一轴线性平移。

有利地，所述夹持头的线性平移运动允许其朝着所述盖子的供给线和所述容器的运输线下降，以拾取盖子并将其放置在容器上，并且在拾取和输送盖子后升高(可能与其所固定的盖子一起)。此外，所述致动器允许所述夹持头施加必要的推力动作，从而以稳定和永久的方式将所述盖子约束到相应的容器上。

由于所述夹持头可以围绕包括其的运输单元的纵向发展轴旋转，因此所述夹持头可以有利地旋转，以便根据在盖子的供给线上的所述盖子的布置，以角度定向能够接收所述盖子的基座，通过适当的光学检测装置，在所述盖子到达与拾取位置对应的位置之前检测布置。

所述夹持头围绕相应的运输单元的纵向发展轴旋转的可能性也有利地意味着夹持头能够有效地管理加盖操作，即使所述盖子是螺旋式盖子，因为上述旋转运动使其适合将这些盖子拧到相应的容器上。

根据一些实施例，所述设备包括用于固定所述盖子的与夹持头相关联的气动固定装置，所述气动固定装置施加能够固定盖子的低压。

根据本发明的另一个方面，提供了一种根据上述实施例的设备，所述设备与布置在其上游和下游的操作台协作，所述操作台不同于上述供给线和运输线，也可能在与上述加盖机器不同的自动机器的情况中。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于加盖容器的方法，特别是通过根据上述实施例的加盖机器，其中，在供给线上向前移动单独供给的盖子，以通过检测装置检测所述盖子的位置和/或方向，以驱动多个移动运输单元，每个移动运输单元配置为在拾取位置拾取一个盖子，并将其放置在运输线上前进的待加盖的相应的容器的输送位置中。驱动所述多个运输单元的步骤允许首先将运输单元相继地带到所述盖子的拾取位置中，然后带到所述盖子在相应的容器上的输送位置中，在所述位置中，所述运输单元分别布置在待拾取的盖子和待加盖的容器的上方，基本上与其垂直对齐。

根据本发明的方法的特征方面，在提供驱动步骤之前，通过加盖机器的控制和管理单元，根据通过检测装置检测到的所述盖子的位置，确定运输单元在拾取位置至少必须承担的位置，还有可能，在控制和管理单元计算出运输单元到达拾取位置的时刻后，修改供给线上盖子的供给速度，以便所述待拾取的盖子和运输单元达到彼此暂时协调的拾取位置。

根据本发明的方法的另一个特征方面，所述驱动步骤包括：

-根据连续的旋转运动，通过主致动器驱动多个运输单元围绕旋转主轴旋转，

-可能通过致动器使包括在每个运输单元中的盖子的夹持头自身旋转，所述致动器被配置为根据检测装置检测到的盖子的方向，围绕各自的运输单元的纵向发展轴旋转所述夹持头；

-通过至少两个运动组，沿着具有至少一个相对于旋转主轴的径向分量的位移准线，在收缩状态(其中所述运输单元更靠近旋转主轴)和伸展状态(其中所述运输单元更远离旋转主轴)之间，根据振荡运动移动相应的第一组和第二组运输单元；其中，每个运输单元连接到包括在两个运动组中的铰接运动装置，以便根据上述收缩状态和伸展状态之间的交替运动移动所述运输单元；其中，驱动至少两个电机构件，每个电机构件被配置为驱动相应的一个运动组，以便根据上述收缩状态和伸展状态之间的交替运动移动所述铰接运动装置，其中，参考径向分量，在这两个状态之间存在盖子的拾取位置和输送位置；

-将包括在第一组中的一个运输单元带到所述盖子的拾取位置，同时将包括在第二组中的一个运输单元带到在相应容器上的盖子的输送位置，或，反之亦然。

根据本发明的方法的一些实施例，通过致动器，下降与盖子的拾取位置和输送位置对应的运输单元的夹持头，分别拾取由供给线单独供给的盖子，并将其放置在运输线上前进的相应的容器上，随后，在分别拾取和放置所述盖子后，升高所述夹持头。

根据本发明的方法的一些实施例，在所述盖子的拾取位置，所述运输单元以与盖子的供给线的前进速度相关的速度(例如，以与形成供给线的传送带的前进速度相等的速度)移动，并且，在所述盖子的输送位置，所述运输单元以与容器的运输线的前进速度相关的速度(例如，以与运输线的前进速度相等的速度)移动。换言之，至少在与所述拾取位置对应的所述盖子被拾取时，所述运输单元和将所述盖子向前移动的传送带之间的相对速度为零，并且，类似地，至少在与所述输送位对应的所述盖子被输送时，所述运输单元和所述容器的运输线之间的相对速度为零。

根据本发明的另一个方面，提供了一种包装线，所述包装线能够用例如食品(例如，甜食、巧克力、口香糖)的离散物品填充容器，并且根据上述实施例，所述包装线包括用所述物品填充容器的操作台和加盖机器。

附图说明

通过以下对一些实施例的描述，本发明的这些和其他特征将变得显而易见，这些实施例作为参考附图的非限制性示例给出，其中：

-图1是根据本发明的用于自动加盖容器的设备的示意性局部透视图，其中包括所述设备的自动包装机器的部分也可见；

-图2示出的是图1的设备的不同的角度的示意性局部放大透视图；

-图3、3A和4是根据本发明的加盖容器的设备的示意性部分俯视图，其中所述设备以不同的操作配置显示，其中上述包装机器的部分也可见；

-图5和6是分别在上述两种运行配置中的图1的设备的细节放大的示意性俯视图；

-图7是与图5和图6类似的视图，显示出与先前不同的另一种操作状态的所述设备；

-图8是包括在图1的设备中的一些放大部件的示意性局部透视图；

-图9A-9D是根据本发明的设备的部分的示意性正视图，其显示了根据本发明的用于加盖容器的方法的操作顺序；

-图10是包括在根据本发明的设备中的部件的示意性横截面图，其中还显示了必须与相应的容器关联的盖子。

我们应当清楚，在本说明书和权利要求书中，术语“高”、“低”、“垂直”、“水平”、“上”、“下”、“内部”和“外部”及其偏差仅具有参考附图更好地说明本发明的功能，且不得以任何方式用于限制本发明的保护范围，或权利要求所定义的保护范围。

具体实施方式

参考附图，描述了用于用盖子102加盖容器101的加盖机器100(图1)，作为用于用离散物品填充容器的包装线的一部分。

加盖机器100包括设备10(在图2中放大可见)，设备10包括多个用于运输盖子102的运输单元12，其配置为与拾取位置P1相对应，从供给线103取下盖子102，将盖子102运输至容器101的运输线109，以及，与输送位置P2相对应，将盖子102放置在相应的容器101上。

加盖机器100包括供给盖子102的供给线103，供给线103包括例如一条或多条传送带104，具体地，传送带104是按顺序依次布置。

根据本发明描述的一些实施例，供给线103包括间隔设备105，间隔设备105将盖子102分布在线上，尤其以统一方式将盖子102分布在线上，以便适当地将其间隔，以便将其放置在适合随后由设备10，尤其是设备10的输送单元12拾取的位置，下面将更好地解释这一点。换言之，间隔设备105(图3和4)能够将每个盖子102与紧接在前和紧随其后的盖子之间间隔距离D，如图2-4和8所示，距离D平行于所述盖子的供给方向X测量。

根据一些实施例，供给线103包括一个或多个定位构件106，定位构件106被配置为修改供给线103上的盖子102的位置，例如，以便在精确和预定位置对齐所述盖子。在一个优选实施例中，定位构件106包括一对布置在传送带104之一上的支座元件107，以紧靠在所述线上前进的盖子102，并将其移动到指定区域内的预期位置。

在定位构件106的下游，供给线103包括光学检测设备108，例如被配置为高分辨率和高速数字摄像机，通常用于许多工业自动化应用中常见的视觉系统中。

所述光学检测设备108被配置为检测传送带104上的盖子102的位置和/或方向。具体地，所述光学检测设备108可以被配置为，例如，检测盖子102相对于确定基准(例如相对于拟拾取它的运输单元)的位置，以及盖子102相对于其中心的角度方向。

机器100包括一个或多个驱动构件(未示出)，所述驱动构件为现有技术中已知的类型，用于驱动传送带104以将盖子102供给到供给线103上。

所述机器100还包括用于运输容器101的运输线109。所述运输线109(部分如图1所示)可以具有闭环配置，并与已知类型(未示出)的装置或构件配合，所述装置或构件在容器101填充后将容器101装载到运输线109上，以及在容器101被根据本发明的设备10加盖之后，将容器101从运输线109卸载。

盖子102的输送位置P2定义在输送线109上，根据本发明的设备10将盖子102放置在相应的容器101上与此对应。

在一个实施例中，输送位置P2位于由沿运输轴Y延伸的输送线109形成的环的两个分支之一上。

如图3、3A和4所示，例如，运输轴Y相对于盖子102的供给方向X沿供给线103入射。

运输线109可以由已知类型且未示出的相应驱动装置驱动，或者，也可以由包括在设备10中的致动器构件(例如伺服电机)驱动。

运输线109包括多个组件110，可沿运输线109移动，如图2-4和8-9所示。每个组件110包括隔室111，其形状适于容纳相应的容器101。

隔室111的形状使得容器101在其沿运输线109运动期间能够稳定地固定。

应注意，当待加盖容器的形状和尺寸发生变化时，必须将组件110替换为具有隔室111的其他组件，隔室111的形状与待加盖容器102的形状相匹配。

设备10包括支撑装置11，例如，支撑装置11基本上呈圆柱形，内部中空。

支撑装置11任选地以轴对称方式围绕设备10的基本上垂直的旋转主轴Z延伸。

支撑装置11可包括用于固定的底座15和支撑构件16，支撑构件16相对于所述底座15可移动并围绕旋转主轴Z旋转。

支撑装置11以悬臂方式支撑多个运输单元12，并通过主致动器38将运输单元12围绕旋转主轴Z旋转，所述主致动器38为现有技术中已知的类型，如图2所示。

根据一个实施例，主致动器38包括电机39，电机39旋转齿轮40，齿轮40反过来驱动传动带41，传动带41旋转与支撑构件16一体的构件，从而使支撑构件16旋转。

根据本发明提供的一些实施例，设备10包括八个运输单元，在本发明和本描述中，将使标记号12对其进行一般性引用，而字母A到H将用于分别识别它们。

每个运输单元12主要沿相应的纵向发展轴T发展，其基本上垂直，并平行于旋转主轴Z。

设备10包括至少一个第一运动组13，一个或多个运输单元12被约束到所述第一运动组13。

在附图中描述和示出的实施例中，设备10还包括第二运动组14，一个或多个相应的运输单元12被约束到所述第二运动组14。

具体地，在此示例性实施例中，四个运输单元12A、12C、12E、12G形成约束到第一运动组13的第一组，而其余四个运输单元12B、12D、12F、12H形成约束到第二运动组14的第二组。通过这种方式，第一组的四个运输单元12A、12C、12E、12G与第二组的四个运输单元12B、12D、12F、12H交替布置，使得两个连续的运输单元被约束到不同的运动组13、14。

下文将详细解释的运动组13、14，允许在收缩状态R(图3)和伸展状态E(图4)之间移动运输单元12，在收缩状态R中运输单元12更靠近旋转主轴Z，在伸展状态E中运输单元12更远离旋转主轴Z。

在收缩状态R(图3)中，运输单元12的纵向发展轴T沿第一圆周C_MIN布置，所述第一圆周C_MIN限定了运输单元12和旋转主轴Z之间沿径向测量的最小距离。

另一方面，在伸展状态E(图4)中，运输单元12的纵向发展轴T沿第二圆周C_MAX布置，所述第二圆周C_MAX限定了运输单元12和旋转主轴Z之间沿径向测量的最大距离。

如本详细描述所述，运输单元12可布置在适当的位置，以使其分别垂直对齐在拾取位置P1中的待拾取的盖子102上方，和在输送位置P2中的待加盖的容器101上方，所述适当的位置在收缩状态R和伸展状态E之间是可变的。具体地，所述适当的位置是理想圆周分别与拾取位置P1中的供给方向X和/或输送位置P2中的运输方向Y基本相切的位置，所述理想圆周限定为运输单元12的纵向发展轴T所在点的位置，所述点连接到同一运动组13、14。上述的理想圆周是具有包括在第一圆周C_MIN的半径和第二圆周C_MAX的半径之间的半径的圆周。为了清楚起见，在图3中还示出了第二圆周C_MAX；而在图4中还示出了第一圆周C_MIN，以便在同一附图中显示运输单元12的最小和最大径向伸展极限。

根据一个实施例，运输单元12由支撑装置11的支撑构件16支撑。

在本发明提供的实施例中，支撑构件16包括多个叶状突起17，每个叶状突起用于支撑各自的运输单元12。

每个运输单元12都枢转至各自的叶状突起17，并由运动组13、14中的铰接运动装置移动，所述铰接运动装置由电机构件28、29驱动，如图2所示。

在附图中描述和显示的实施例中，第一运动组13和第二运动组14各自包括四个铰接运动装置，每个装置配置为在收缩状态R和伸展状态E之间，根据交替运动移动分别包括在第一或第二组运输单元中的相应运输单元12。

根据一些实施例，第一运动组13的四个铰接运动装置和第二运动组14的四个铰接运动装置都连接到相应的运动构件23，运动构件23依次由第一或第二电机构件28、29驱动围绕旋转主轴Z旋转，第一或第二电机构件28、29取决于是包括在第一或第二运动组13、14中的运动构件23。

每个铰接运动装置由多个相互铰接的部件构成，以允许相应的运输单元12执行上述交替运动。

如图5、6和8所示，其中仅放大显示了第一运动组13及其四个铰接运动装置，以及约束在铰接运动装置上的第一组运输单元12A、12C、12E、12G，为清晰起见，与设备10的其余部分隔离，叶状突起17设有通孔18，用于接收连接销19。

在附图中，未连接运输单元12的叶状突起17是用于接收被约束到第二运动组14(未示出)的第二组运输单元12B、12D、12F、12H的叶状突起。

显然，图5、6和8中所示的内容也可指第二运动组14、其四个铰接运动装置以及约束在铰接运动装置上的第二组运输单元12B、12D、12F、12H，完全类似于前者。

运输单元12包括主体20，两个连接翅片21从主体20向相应的叶状突起17伸出，两个连接翅片21的形状和尺寸使得其能够与各自的叶状突起17耦合，以便分别位于叶状突起17的上方和下方。

每个连接翅片21具有另一个孔22(图8)，孔22与通孔18对齐并构成其伸展部分，以便限定单孔，所述单孔的轴基本上平行于运输单元12的纵向发展轴T。

连接销19进入通孔18和两个连接翅片21的另一个孔22，并根据现有技术中已知的方法紧固。

通过这种方式，每个运输单元12可旋转地连接到支撑构件16，因为其通过连接销19的装置枢转至相应的叶状突起17。

第一运动组13包括运动构件23，例如十字形运动构件23，其具有四个臂24，并且围绕旋转主轴Z顺时针和逆时针旋转。

在一个实施例中，旋转主轴Z限定了运动构件23的对称轴。

根据一些实施例，运动构件23包括不同于四个的臂24的数量，但在任何情况下都等于连接到运动组13、14的运输单元12的数量。

现在将详细描述包括在第一运动组13中并将相应的运输单元12与运动构件23的一个臂24连接的铰接运动装置。

每个铰接运动装置包括杆25，括杆25配置为将臂24连接至相应运输单元12的主体20。

在一个实施例中，杆25在一侧连接至运动构件23，运动构件23与相应的臂24的末端24A对应，在另一侧连接至相应的运输单元12的主体20，相应的运输单元12的主体20与主体20的结合部26对应。

为了运输单元12的正确运动，相对于运输单元12的纵向发展轴T，结合部26位于相对于连接销19限定的支点的对边。

每个铰接运动装置还包括两个孔眼27(图8)，每个孔眼与杆25的相对端对应布置，旨在与相应的销接合，所述销均与末端24A对应，也与结合部26对应。为了允许孔眼27与相应的销结合，末端24A和结合部26都被确认为叉形，其中销在叉形的两个叉子齿之间延伸。

设备10包括第一电机构件28，用于驱动运动组13旋转。具体地，现有技术中已知类型的第一电机构件28驱动运动构件23旋转，以使其围绕旋转主轴Z执行确定的顺时针或逆时针旋转。第一电机构件28的动作使得运动构件23相对于支撑构件16可移动，支撑构件16又可如前文所述围绕相同的旋转主轴Z旋转。

由于上述运动组的构象，运动构件23围绕旋转主轴的旋转对应于连接到其上的运输单元12沿图5和6中箭头F指示的方向的振荡或倾斜运动。如上所述的振荡或倾斜运动使运输单元12在运动准线上移动，所述运动准线相对于旋转主轴Z至少有一个径向分量L。

关于运动组的相互布置，如图2-4所示，可以观察到，两个运动组13、14的运动构件23彼此共轴，并且相对于旋转主轴Z共轴，其中一个布置在上方，一个布置在下方，每个分别连接到其自身运动组的第一电机构件28和第二电机构件29。

在一个实施例中，现有技术中已知类型的第一电机构件28和第二电机构件29在结构和功能上彼此基本上相似，如图2所示。

作为非限制性示例，第一电机构件28和第二电机构件29各自包括各自的电机42，电机42旋转与其相关联的齿形元件43，齿形元件43上缠绕各自的传动带44。传动带44选择性地旋转包括在支撑装置11内的旋转元件，并且由于在附图中不可见的原因，旋转元件被约束到相应的运动构件23，以便以上述方式依次旋转运动构件23。

图7显示了由于第一运动组13和第二运动组14分别由第一电机构件28和第二电机构件29独立地指挥而可获得的设备10的另一运行状态。

图7中可见的附加运行状态显示了在收缩状态R中布置的第一运动组13的运输单元12A、12C、12E和12G，而在伸展状态E中布置的第二运动组14的运输单元12B、12D、12F和12H。

在所述另一个运行状态下，第一运动组13的运输单元12A、12C、12E和12G的纵向发展轴T因此布置在第一圆周C_MIN上，而第二运动组14的运输单元12B、12D、12F和12H的纵向发展轴T布置在第二圆周C_MAX上。

在完全等同于上文参考图7所述的实施例的替代实施例中，在进一步的运行状态下，可以设置成，第一运动组13的运输单元12A、12C、12E和12G布置在伸展状态E中，而第二运动组14的运输单元12B、12D、12F和12H布置在收缩状态R中。根据未示出但均属于本发明保护范围的替代实施例，可提供除两个以外的多个运动组，每个运动组可包括除四个以外的多个铰接运动装置，用于移动由除四个以外的多个单元组成的运输单元组，并且每个运动组可具有与上述不同的结构，仅作为示例，前提是其能够同样以技术等效的方式确定运输单元12的振荡运动。

根据一些实施例，每个运输单元12包括盖子102的夹持头30，在图10的截面中更清晰可见。

在一个实施例中，夹持头30包括用于接收盖子102的基座31，其形状与盖子的形状匹配。在这种情况下，当设备10必须放置在容器101上的盖子102的形状改变时，有必要用另一组具有与待处理盖子相关形状的基座31的夹持头来改变夹持头30。

在一个实施例中，夹持头30包括固定构件32，例如吸盘，以将盖子102固定在基座31内。

在本实施例中，提供了供给通道33，供给通道33使固定构件32在低于大气压力的压力下与气源进行流动连通，至少在盖子102从盖子供给线103移动到容器运输线109的过程中，供给通道33适于允许产生足够的凹陷，以确保夹持头30有效地固定盖子102。

在一个实施例中，用于接触盖子102的固定构件32的表面具有与盖子的形状匹配的形状。

根据一个实施例，固定构件32相对于纵向发展轴T成角度移动，以相对于盖子102倾斜拟接触盖子102的表面。本实施例特别适用于设备10必须运输具有特定形状的盖子102的情况，且必须使其与相对于水平面的倾斜表面相对应固定。

在未示出的替代实施例中，夹持头30不具有形状类似吸盘的固定构件32；然而，提供机械或机电或磁性固定装置作为上述气动固定构件32的替代物，从功能角度来看完全等效。

每个运输单元12包括致动器34，用于移动相应的夹持头30。

根据一些实施例，致动器34安装在主体20下方，并沿运输单元12的纵向发展轴T向下伸展。

在一个实施例中，致动器34包括市场上常见的现有技术中已知类型的伺服电机。

根据一些实施例，致动器34通过现有技术中已知的机构控制棒35的移动，本发明将不详细描述。

夹持头30连接到的棒35既可以沿纵向发展轴T线性滑动，也可以围绕纵向发展轴T旋转，从而使夹持头30相对于纵向发展轴T进行平移和旋转的组合运动。

每个运输单元12还包括多个附件36，例如线性或L形连接器，用于接收连接到能源(例如电或气动)的各个分配管道，以为运输单元中的各种部件(例如固定构件32或致动器34)提供动力。

设备10还包括布置在运输单元12上方的收集器37，收集器37根据现有技术中已知的方法，特别是关于包括设备10的机器100，在设备10的固定和移动部分之间提供功率和数据信号的传输。

加盖机器100包括可编程控制和管理单元45，其示意性地由图1中的虚线矩形指示，配置为控制其功能并控制加盖机器的移动，以便至少以与盖子102的供给线103以及容器101的运输线109协调的方式控制设备10。在一个优选实施例中，控制和管理单元45位于收集器37内。

现在将详细描述根据本发明的加盖机器100的功能，特别参考图9A-9D中所示的顺序。在下面的描述中以示例的方式提及运输单元12A，但显然，所有其他运输单元12B-12H的功能的操作顺序是完全类似的。

在供给线103上单独供给的盖子102到达拾取位置P1，拾取位置P1彼此之间间隔距离D，距离D与设备10的几何结构和位置相关，特别是与运输单元12在设备10上的布置和运输单元12的构象相关。

如图3A所示，在到达拾取位置P1之前，光学检测装置108已经检测到盖子102相对于必须拾取其的运输单元12的相对位置，其中，光学检测装置108下的盖子102以及必须拾取盖子的运输单元12已用虚线图案突出显示。

此时，控制和管理单元45在考虑盖子102和必须拾取盖子102的运输单元12的轨迹和相应的位移速度的情况下，估计盖子102和运输单元12在拾取时将位于的位置。

通过这种方式，比较所述估计与期望拾取位置P1，控制和管理单元45能够在图3A中的箭头A1、A2指示的两个正交轴的方向上提前计算任何相对偏差，所述相对偏差将导致待拾取的盖子102和相应的运输单元12之间与拾取位置P1对应的对准误差。

根据一些实施例，控制和管理单元45被配置为反馈地控制运输单元12和盖子102的供给线103，以确定它们在拾取位置P1中的相互对齐。具体地，控制和管理单元45首先确定运输单元12应当具有的位置，确定其应当位于何处(即，如前面参考图3和图4所解释的，其上的中间圆周包括在收缩位置R和伸展位置E之间，即，在圆周C_MIN和C_MAX之间)以在拾取位置P1处与盖子102的供给方向X相交，以及，知道运输单元12将在什么时候到达拾取位置P1，随后，控制驱动盖子102的供给线103的电机构件，可能适当地减慢或加速供给线103，以便盖子102到达拾取位置P1的时间基本上与相应的运输单元12到达拾取位置P1的时间相同。

根据一些实施例，光学检测装置108还检测盖子102的角度方向，以便控制和管理单元45基于检测方向控制致动器34，以使夹持头30可能围绕运输单元12A的纵向发展轴T旋转，运输单元12A正在到达拾取位置P1(图9A)，从而使基座31具有与待拾取的盖子102相同的方向。

随后，当运输单元12A已经到达拾取位置P1时，其处于垂直对齐状态，即，由于控制和命令单元对运输单元12和盖子102的供给线103的联合驱动，运输单元12A布置在待拾取的盖子102上方，如上所述(图9B)。

应注意的是，在拾取位置P1中，致动器34也已沿纵向发展轴T垂直向下平移了运输单元12A的夹持头30，其量，例如，使得夹持头30能够到达布置在传送带104上的盖子102。

随后，致动器34沿纵向发展轴T垂直向上平夹持头30，夹持头30将盖子102固定在沿路径的中间位置，如图9C所示，所述路径在盖子的拾取位置P1和输送位置P2之间。此时，固定构件32与盖子102结合，以便将其固定在基座31内。

此外，在图9C所示的位置，致动器34旋转夹持头30，以确保固定盖子102的基座31相对于相应的容器101的位置正确定向，在相应的容器101的位置上，盖子必须放置在输送位置P2中。

在输送位置P2(图9D)中，夹持头30垂直向下平移，其移动类似于上述参考盖子102的拾取位置P1的移动。

在输送位置P2，运输单元12A将盖子102放置在相应的容器101上，并将盖子102压在相应的容器101上一段确定的时间，在此期间，致动器34允许夹持头30施加足够的向下的推力。

在放置盖子102之后，运输单元12A沿着纵向发展轴T垂直向上平移，并在没有盖子102的情况下继续其围绕旋转主轴Z的旋转运动，直到其返回拾取位置P1，以拾取另一个盖子102，然后重复上述操作循环。

应注意，在图9A-9D的每个图中，显示了运输单元12，其在拾取位置P1拾取盖子102，运输单元12包括在连接到运动组13、14的运输单元组中，同时，另一个运输单元12在输送位置P2中的容器101上方输送盖子102，另一个运输单元12包括在连接到不同运动组14、13的另一运输单元组中。例如，在图9A、9B、9C和9D中，运输单元12B-12E、12A-12D、12H-12C和12F-12A分别拾取和输送盖子102。

通过这种方式，从供给线103拾取盖子102的运输单元12的位置从在容器101的运输线109上输送盖子102的运输单元12的位置释放，通过适当地驱动不同的运动组13、14，能够分别对应拾取位置P1和输送位置P2灵活布置。

还应注意，加盖机器100能够有效地管理故障，例如，在供给线103上待拾取的盖子102丢失的情况，或者来自相应组件110的容器101丢失的情况。在这些情况下，加盖机器100的控制和管理单元45将以与线103、109协调的方式控制设备10，例如，不从运输单元12拾取应放置在丢失的容器上的盖子102，或者，将拾取的盖子102在一个完整的循环固定，然后在下一个循环中运输单元12再次到达输送位置P2时将其放置。在其他情况下，也可以修改运输线109的供给速度，从而在盖子丢失时修改输送位置P2的位置。事实上，由于运动组13、14，运输单元12可以“跟随”容器101的运输线109的某一段，在所述段上必须放置盖子102，输送位置P2向下平移，但始终布置在收缩位置R和伸展位置E之间。

显然，在不脱离本发明的领域和范围的情况下，可以对加盖机器100和迄今为止所描述的相应方法进行修改和/或部分添加。

同样清楚的是，尽管已经参考一些具体示例描述了本发明，但本领域技术人员肯定能够实现许多其他等效形式的自动加盖容器的机器和/或方法以具备权利要求书中规定的特征，因此都属于权利要求书定义的保护范围。

Claims (13)

1.用于对容器(101)加盖的加盖机器，包括：

-供给线(103)，用于供给盖子(102)，

-运输线(109)，用于运输所述容器(101)，

-包括多个运输单元的设备(10)，可围绕旋转主轴(Z)连续旋转运动，以及配置成驱动所述运输单元围绕所述旋转主轴(Z)旋转的主致动器(38)，所述运输单元被配置为拾取由所述供给线(103)单独供给的盖子(102)，并将盖子(102)中的每一个放置在待加盖的相应的容器(101)上，并在所述运输线(109)上前进，其中，每个运输单元包括夹持盖子(102)的夹持头(30)，所述设备还包括至少两个运动组，每个运动组配置为根据沿位移准线的振荡运动，在收缩状态(R)和延伸状态(E)之间，移动各自的第一和第二组运输单元组，所述位移准线相对于所述旋转主轴(Z)具有至少一个径向分量(L)，在收缩状态(R)中所述运输单元更靠近旋转主轴(Z)，在伸展状态(E)中所述运输单元更远离旋转主轴(Z)，所述至少两个运动组中的每一个运动组包括多个铰接运动装置(25)，每个铰接运动装置根据所述收缩状态(R)和所述伸展状态(E)之间的交替运动，分别移动所述运输单元中的相应的一个，首先进入拾取盖子(102)的拾取位置(P1)，然后进入将盖子(102)输送到相应的容器(101)上的输送位置(P2)；其中，参考所述径向分量(L)，盖子(102)的拾取位置(P1)和输送位置(P2)位于所述收缩状态(R)和所述伸展状态(E)之间；其中，包括在所述第一组中的运输单元与包括在所述第二组中的运输单元交替布置，使得两个连续的运输单元分别被约束到不同的运动组，以及

-可编程控制和管理单元(45)，其被配置成以协调的方式控制所述设备(10)的运动，包括所述盖子(102)的所述供给线(103)的运动，以及可能的所述容器(101)的所述运输线(109)的运动，

所述加盖机器的特征在于，其包括至少一个检测装置(108)，所述检测装置被配置为检测所述供给线(103)上盖子(102)的位置和/或方向，并且特征在于，所述设备包括至少两个电机构件，每个电机构件被配置为驱动所述运动组中的相应一个，以移动所述铰接运动装置(25)，以便将所述运输单元相继带入所述盖子(102)的所述拾取位置(P1)和输送位置(P2)。

2.如权利要求1所述的机器，其特征在于，包括围绕所述旋转主轴(Z)延伸的支撑装置(11)，并包括用于固定的底座(15)和支撑构件(16)，支撑构件(16)相对于所述底座(15)可移动，并围绕所述旋转主轴(Z)旋转，由所述主致动器(38)驱动旋转。

3.如权利要求1或2所述的机器，其特征在于，所述运输单元由支撑装置(11)的支撑构件(16)支撑，所述支撑构件围绕所述旋转主轴(Z)旋转，并包括多个叶状突起(17)，每个叶状突起(17)用于支撑各自的运输单元(12)；其中，各自的运输单元(12)枢转至相应的叶状突起(17)，并通过连接至运动构件(23)的所述铰接运动装置(25)中的相应一个移动，以便执行所述振荡运动，所述运动构件(23)依次由驱动所述运动组的所述电机构件驱动围绕所述旋转主轴(Z)旋转。

4.如权利要求1或2所述的机器，其特征在于，每个运输单元主要沿相应的纵向发展轴(T)发展，其基本上垂直，并平行于所述旋转主轴(Z)，并包括致动器(34)，用于移动相应的夹持头(30)，夹持头(30)被配置为既沿所述纵向发展轴(T)线性滑动，也围绕所述纵向发展轴(T)旋转。

5.如权利要求1或2所述的机器，其特征在于，所述夹持头(30)包括用于接收盖子(102)且形状与所述盖子的形状匹配的基座(31)，并且还包括用于将盖子(102)固定在所述基座(31)内的固定构件(32)。

6.如权利要求5所述的机器，其特征在于，所述固定构件(32)被配置为吸盘，并且还提供了供给通道(33)，供给通道(33)使所述固定构件(32)在低于大气压力的压力下与气源进行流动连通，适于允许产生足够的凹陷，以确保盖子(102)由所述夹持头(30)固定。

7.如权利要求1或2所述的机器，其特征在于，所述供给线(103)包括间隔装置(105)和/或一个或多个定位构件(106)，定位构件(106)被配置为修改所述供给线(103)上的盖子(102)的位置。

8.如权利要求1或2所述的机器，其特征在于，用于拾取盖子的所述夹持头(30)围绕相应的运输单元的纵向发展轴(T)旋转安装。

9.如权利要求1或2所述的机器，其特征在于，在拾取和输送位置(P1、P2)，所述运输单元分别布置在待拾取的盖子(102)和待加盖的容器(101)上方，基本上与其垂直对齐。

10.包装线，所述包装线能够用离散物品填充容器，并且包括用所述物品填充所述容器(101)的操作台和如权利要求1或2所述的加盖机器(100)。

11.通过加盖机器(100)对容器(101)加盖的方法，其特征在于，在供给线(103)上向前移动单独供给的盖子(102)，以通过检测装置(108)检测盖子(102)的位置和/或方向，以驱动多个移动运输单元，每个移动运输单元配置为在拾取位置(P1)拾取一个盖子(102)，并将其放置在运输线(109)上前进的待加盖的相应的容器(101)上的输送位置(P2)中，其中所述驱动允许首先将所述运输单元相继地带到所述盖子(102)的所述拾取位置(P1)中，然后带到所述盖子(102)在相应的容器(101)上的所述输送位置(P2)中，在所述位置(P1，P2)中，所述运输单元分别布置在待拾取的盖子(102)和待加盖的容器(101)的上方，基本上与其垂直对齐，其中，在提供所述驱动之前，通过所述加盖机器(100)的控制和管理单元(45)，根据通过所述检测装置(108)检测到的所述盖子(102)的位置，确定所述运输单元在所述拾取位置(P1)中至少必须承担的位置，还有可能，在所述控制和管理单元(45)计算出所述运输单元到达所述拾取位置(P1)的时刻后，修改所述供给线(103)上的盖子(102)的供给速度，使得待拾取的盖子(102)和运输单元达到彼此暂时协调的所述拾取位置(P1)，其中，所述驱动包括：

-根据连续的旋转运动，通过主致动器(38)驱动多个运输单元围绕旋转主轴(Z)旋转，

-可能通过致动器(34)使包括在每个所述运输单元中的盖子(102)的夹持头(30)自身旋转，所述致动器(34)被配置为根据所述检测装置(108)检测到的盖子(102)的方向，围绕各自的运输单元的纵向发展轴(T)旋转所述夹持头(30)；

-通过至少两个运动组，沿着具有至少一个相对于所述旋转主轴(Z)的径向分量(L)的位移准线，在收缩状态(R)和伸展状态(E)之间，根据振荡运动移动相应的第一组和第二组所述运输单元，所述收缩状态(R)中所述运输单元更靠近所述旋转主轴(Z)，伸展状态(E)中所述运输单元更远离所述旋转主轴(Z)，其中每个所述运输单元连接到包括在所述至少两个运动组中的铰接运动装置(25)，以便根据所述收缩状态(R)和所述伸展状态(E)之间的交替运动移动所述运输单元；所述移动包括驱动至少两个电机构件，每个电机构件被配置为驱动所述运动组中的相应一个，以便根据所述收缩状态(R)和所述伸展状态(E)之间的交替运动移动所述铰接运动装置(25)，参考所述径向分量(L)，在这两个状态之间存在盖子(102)的所述拾取位置(P1)和所述输送位置(P2)；

-将包括在第一组中的一个运输单元带到所述盖子(102)的拾取位置(P1)，同时，将包括在第二组中的一个运输单元带到相应的容器(101)上的盖子(102)的输送位置(P2)，或，反之亦然。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，通过所述致动器(34)，下降与盖子(102)的拾取位置(P1)和输送位置(P2)对应的运输单元的夹持头(30)，分别拾取由供给线(103)单独供给的盖子(102)，并将其放置在运输线(109)上前进的相应的容器(101)上，随后，在分别拾取和放置所述盖子(102)后，升高所述夹持头(30)。

13.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，在盖子(102)的拾取位置(P1)，所述运输单元以与单独向前移动盖子(102)的供给线(103)的供给速度相关的速度移动，并且特征在于，在输送位置(P2)，所述运输单元以与容器(101)的运输线(109)的供给速度相关的速度移动。

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