CN116171372A - 容器的称重方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供在生产线(10)对多个容器(C)进行称重的方法,所述生产线(10)包含用于填充和称重所述多个容器(C)的一站点(12),所述方法提供同时拾取多个容器(C),所述多个容器最初被称重以确定皮重,随后以一顺序方式依序填充,确定计量到每个容器(C)的产品重量。
Description
技术领域
本发明涉及一种称重方法,其能够对一个或多个容器进行称重,所述一个或多个容器被配置为容纳各种类型的产品,包含液体、固体和粉末,例如药物、食品或饮料。
本文描述的方法可以在生产线的填充和称重的站点进行,所述生产线可以包含多个其他处理站,例如,还包含用于空容器的至少一个存储站和用于封盖或闭合填充后的容器的后续站。
本文描述的方法适合于例如与用于填充所述多个容器的机器和/或用于将所述多个容器自动运输到一个或多个处理站和从一个或多个处理站自动运输所述多个容器的机器相关联。
术语“产品”或“物质”是指任何液体、半固体、凝胶或固体成分,在这种情况下,可以是粉末或颗粒,也可以是植物和/或动物和/或化学来源。
仅作为非限制性示例,根据本发明的方法可用于医药、化妆品、保健、化学品和/或食品领域。
背景技术
在容器的自动填充的工业领域中,各种设备或机器是已知的,其被配置为生产线,一个或多个容器在所述生产线内被移动到一个或更多个处理站和从一个或更多个处理站移动,有利地连续地定位。
处理站可以包含例如用于多个空容器的存储站、一个或多个称重站、用于填充所述多个容器的站、用于闭合每个容器的站以及用于包装填充的容器的站,这些容器准备好交付或存储在成品仓库中。
已知类型的生产线的一个示例,依次包含用于多个空容器的第一称重站、用于通过配置有多个喷嘴的填充单元的方式填充所述多个容器以输送产品的站点、用于填充后的多个容器的称重站和用于闭合所述多个容器的站点,被描述在已公开的美国专利申请案公开第US-A1-2015/0034207号中。此已知的生产线提供用于确定在第一称重站中待填充的多个容器的皮重,并在第二称重站中秤重填充后的多个容器,以验证输送的产品的重量是否与预期重量相对应,可能考虑到一定的公差范围。如果检测到存在一个或多个容器中的产品量低于预期,则通过机器臂的方式移动填充单元,以与已经填充的容器的第二称重站相对应。此处,只有与产品重量少于预期的容器相对应地设置的喷嘴被选择性地激活,以输送缺失量的产品。
此生产线的一个缺点是移动填充单元的复杂性,其需要多个柔性管将产品馈到多个喷嘴,以及多个蠕动泵可以独立地激活以确定仅从一个或多个喷嘴选择性地输送产品。本发明所讨论的容器可以是烧瓶,例如瓶子,或者在任何情况下,容器具有类似或可比的形状并且能够容纳流体产品,特别是液体,或者固体和粉末或凝胶产品。
所述多个容器在多个处理站之间以及能够在所述多个处理站内部的移动通常是通过机械和机动运输装置或设备来进行,其包含例如传送带、转盘或旋转料架、齿轮、链条、滑道、升降机、机械臂、可能的机器人和其他机械构件。
无论使用哪种类型的运输装置,都必须通过合适的拾取构件单独或成组地拾取多个容器,以用于随后的填充、称重和闭合操作,所述多个容器至少最初可以放置在容器保持托盘的合适位置。
然后,多个容器被拾取并移动到随后的处理站,特别是用于填充和称重。
事实上,这些填充机器的一个重要方面是,需要在填充之前、填充之后以及可能在填充步骤期间对多个容器进行称重,以便准确地确定计量到每个容器中的产品量。此外,特别是在某些行业,例如制药行业,为了实现正确的剂量,每次称重都必须非常准确和精确,公差甚至在1毫克量级。
通常,在这种情况下,多个称重元件或计量秤被使用,例如多个称重传感器,在每个上放置有一空容器。典型地,多个计量构件被提供,每个计量构件被配置为将确定量的产品计量到相应的空容器中。在实践中,一旦测量了一个容器的皮重,就将产品计量到所述容器中,然后对这样填充后的容器进行称重,并根据相对于皮重的差值确定计量产品的净重。对所有待处理的容器重复这样多个操作的序列,无论它们是单独供应还是成组供应,这大大增加了处理时间,并降低了填充机器和整体生产线的生产率。
此外,使用多个称重元件(每个称重元件用于对单独容器中的特定一个容器的皮重和毛重进行称重)可能涉及由于使用多个秤重元件而导致的测量误差的倍增,以及相关的大量测量误差和至少要进行的大量称重操作。计量产品确切数量的测量差异和不确定性的扩展也可能发生,特别是通过使用不同的称重元件,在同一容器中测量皮重和毛重的准确性和重复性。
例如,在制药行业或类似行业中,这一方面更为关键,其中要计量的组分的量通常是最小的,要求的公差也是最小的。
需要考虑的另一个方面是,通常,容器根据所谓的“梅花形”空间配置在容器保持托盘中供应,其提供交错相邻的多个行的容器,以优化体积的占用。
这种空间布置虽然允许最大化地布置在容器保持托盘中的容器的数量,但使得难以拾取它们,因此,在现有技术中,每次只能拾取放置在同一行中的少量容器。这反映在拾取的容器的随后填充、称重和封闭的步骤中,这些步骤仅在少量容器上进行。
此外,这一方面大大增加了给定容器组的处理时间,因为一次只能移动几个容器,从而降低了整体生产率。此外,这一方面显著增加了移动的次数,从而导致的是能源消耗的增加,相关移动设备的机动单元的更大磨损和过热。
因此,有必要完善一种在生产线上对多个容器秤重的方法,所述方法可以克服现有技术的至少一个缺点。
特别地,本发明的一个目的是完善一种对多个容器进行秤重的方法,所述方法减少了测量重量时可能出现的误差的数量。
本发明的另一目的是提供一种称重方法,所述方法不受重量测量中的不确定性或差异的影响,或者在任何情况下使其最小化。
本发明的另一目的是提供一种称重方法,其减少了给定容器组的处理时间。
本发明的另一个目的是提供一种称重方法,其使必要运动次数最小化。
申请人已经设计、测试和实施了本发明,以克服现有技术的缺点,并获得这些和其他的目的和优点。
发明内容
本发明在独立权利要求中阐述和表征,而从属权利要求描述了本发明的其他特征或主要发明构思的变体。
根据上述目的,本文描述的一些实施例涉及一种在生产线中对多个容器进行秤重的方法,所述生产线包含用于填充和称重所述多个容器的至少一个站点,设有填充装置和称重装置,所述称重装置包含支撑一称重板的一计量秤。
所述称重板设有多个定位座,每个定位座被配置为接收和支撑相应的容器。
上述方法包含以下步骤:
从一拾取站拾取多个空容器,并将所述多个空容器移向填充和称重的站点;
将如上所述的多个容器中的每个容器定位在如上所述的多个定位座的相应座中;
通过如上所述的计量秤的方式对插入所述多个定位座的所述多个容器的总皮重进行称重;特别是通过对最初存在于所述称重板的相应的多个定位座中的所有空容器进行称重;
通过所述填充装置的方式以一预定剂量的产品依次填充到所述多个容器中的每一个,其中此依序填充的步骤在多个容器保持容纳在称重板的多个定位座中的同时进行,而在如上所述进行总皮重称重的步骤之后不将所述多个容器从计量秤上移开;
测量计量到如上所述的多个容器中的一第一容器中的产品的重量,将从填充所述第一容器的步骤结束时测定的总重量减去先前的皮重称重步骤中测量到的总皮重的值;之后
在所述第一容器之后,测量计量到每个容器中的产品的重量,将从每个容器的填充结束时测定的总重量减去在紧接的前一个容器的填充结束时测量的总重量的值。
有利地,首先,所有的这方法允许一次性移动比用现有技术的方法可移动的容器数量更多的容器,从而允许减少所涉及的移动次数以及整体的移动时间,并提高生产率。
特别地,减少移运次数是有利的,因为这除了带来减少操作时间之外,还降低能量消耗、以及所涉及的移运设备的机动化单元的更少的磨损和更少的过热。例如,在由自动化或机器人设备的方式进行移动的情况下,这是更有利的。
此外,对于存在于与特定计量秤相关联的一称重板的相应多个定位座中的一给定组的容器,仅进行一次皮重称重,也减少了测量计量到每个容器中的产品重量的误差。这主要是因为使用单个计量秤来秤重设置在称重板的相应多个定位座中的多个容器,而不是使用多个称重元件,每个称重元件专用于秤重单个容器。事实上,由于每个填充操作的净重有利地通过在特定填充操作之前和之后以相同计量秤进行两次重量测量之间的差值来计算,因此任何测量误差都被减去,而不是像现有技术中那样被加在一起。此外,减少了对于要处理的给定数量的容器执行的称重操作的次量。
其他实施例还涉及一种用于填充和称重多个容器的站点,所述站点包含用于从容器保持托盘提取所述多个容器的容器提取装置、填充装置和称重装置。称重装置包含一计量秤,所述计量秤支撑设有多个定位座的一称重板,每个定位座被配置成接收和支撑相应的一容器。如上所述的提取装置被配置为相对于所述填充装置和称重装置移动所述多个容器,或者,可选地,提供了可能的支撑板,以相对于所述填充装置和称重装置移动所述多个容器。
根据本文提供的一个实施例,用于填充和称重多个容器的站点包含称重装置,所述称重装置包含计量秤,所述计量秤支撑设有多个定位座的称重板。其中每个定位座被配置为接收和支撑相应的容器,以及填充装置被配置为在填充和称重的站点中用一产品依次填充如上所述的多个容器中的每一个。后者还包含可编程中央控制单元,可操作地连接到如上所述的称重装置,并配置为:
i)首先,从计量秤获取插入在如上所述的多个定位座中的多个容器的所有容器的总皮重的测量值,
ii)随后,驱动填充装置,以在所述多个容器保持容纳在如上所述的称重板的多个定位座中的同时,用一预定的剂量的产品依次填充如上所述的多个容器中的每一个,以及
iii)随后,再次从所述计量秤获取计量到每个容器中的产品重量的测量值,所述测量值通过从每次填充所获得的总重量的测量值减去在紧接着的前一次填充时所获得的总重量的测量值来获得,在如上所述的多个容器中的一第一容器被填充的情况下,则此重量与总皮重一致。
其他进一步的实施例涉及处理多个容器的生产线,包含用于存储和拾取所述多个容器的站点和用于填充和称重所述多个容器的站点,如本文所述。
附图说明
本发明的这些和其他方面、特征和优点将从以下对一些实施例的描述中变得明白易懂,这些描述参考附图作为非限制性示例,其中:
图1是处理多个容器的生产线的示意俯视图,其中根据本文描述的一些实施例的称重多个容器的方法是至少在用于存储和拾取所述多个容器的站点和用于填充和称重所述多个容器的站点之间执行;
图2是可以在本文描述的实施例中使用的容器的截面图;
图3是本文描述的实施例中的容器保持托盘和提取装置之间的协作步骤的透视图;
图4是本文描述的实施例中的容器保持托盘和提取装置之间的协作步骤的俯视图;
图5是沿着图4的线VI-VI的截面图;
图6是根据本文描述的一些实施例的支撑板,多个容器定位在所述支撑板上与提取装置协作的透视图;
图7是根据本文描述的一些实施例的支撑板的俯视图;
图8是根据本文描述的一些实施例的称重方法的步骤的示意截面图;
图9是根据本文描述的一些实施例的称重方法的另一步骤的示意截面图;
图10是根据本文描述的一些实施例的支撑板,多个容器定位在所述支撑板上与根据本文所述的一些实施例的称重装置协作的透视图;
图11是根据本文描述的一些实施例的称重板的透视图;
图12是根据本文描述的一些实施例的称重装置的示意俯视图;
图13是根据本文描述的一些实施例的称重装置的部分截面示意侧视图;
图14是根据本文描述的其他实施例的称重板的透视图;
图15是示出根据本文描述的一些实施例的由称重装置检测到的重量(y轴)随时间(x轴)的趋势的图。
为了便于理解,在可能的情况下,使用了相同的附图标记来标识附图中相同的共同元件。应当理解,一个实施例的元件和特征可以方便地结合到其他实施例中,而无需进一步澄清。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的可能实施例,其中一个或多个示例在附图中示出。通过本发明的说明来提供每个示例,以便提供与实施例、构造细节、措辞和术语相关的非限制性示例。例如,所显示或描述的一个或多个特征,只要是一个实施例的一部分,就可以在其他实施例上改变或采用,或与其他实施例相关,以产生另一个实施例。应当理解,本发明应包含所有这些修改和变型。
本文使用附图描述的实施例涉及在生产线10中对多个容器C进行称重以处理多个容器C的方法、用于填充和称重多个容器C的站点12以及用于处理多个容器的生产线10。
除了填充和称重的站点12之外,生产线10还可以包含用于存储和拾取多个空容器的站点11和其他可能的处理站14,例如用于封闭或封盖容器C的站点、包装站或被配置为执行其他操作的其他点站(例如参见图1)。
根据可能的实施例,生产线10还可以包含多个移动装置39,如图1所示意性的示出。移动装置39可以例如至少与处理站11、12相对应地定位。
移动装置39被配置为相对于如上所述的处理站在空间中移动多种托盘、多种板或其他设备或装置,通常能够优选地以稳定和限定的方式支撑和定位多个容器C,以下将详细描述。
例如,移动装置39可以例如从包含自动移动装置、机器人移动装置(特别是拟人机器人)、磁性或电动移动装置或其他已知装置或这些装置的组合的群组中选择。
填充和称重的站点12可以包含(或与之相关联,或远程连接到)命令和控制单元50,所述命令和控制器50被配置为控制和管理至少填充和称重站12的功能。
例如,命令和控制单元50可以控制和命令移动装置39的驱动,特别是以与工作循环一致的方式,所述工作循环在每种情况下都是预先设定和/或可选择的,并且可以作为控制和命令要计量的产品和要处理的一批容器C的作用。
申请人还希望指出在本文和在本说明书中,填充和称重的站点12可以被理解为,除了填充之外,秤重操作可以被执行在容器填充之前(皮重)(当容器为空时)和之后(毛重)都进行称重操作的站点。在这种特定情况下,称重的整体目的是检测计量到每个容器C中的产品的净重;通常,一旦产品被计量到容器C中,就测量毛重,并且由于在填充之前测量的重量是已知的(例如单个容器C),因此可以使用在填充之前测得的此重量作为参考或皮重,并且在每种情况下,通过相对于毛重的差值来计算,计量到每个容器C中的产品的净重。这种重量检测和计量产品的净重的测定可以由命令和控制单元50管理和控制,所述命令和控制单元50接收与所执行的重量测量相关的信号。
还希望澄清,在本说明书中使用的表达方式填充和称重的站点12不应被认为是限制性的。例如,这种表达方式可以考虑填充和称重的站点12配备有彼此直接协作和接近设置的称重装置和填充装置的情况,也可以考虑填充和称重的站点12提供两个区域或子站点,彼此相隔一定距离、分开或相距远离的情况,其中第一个区域设置有用于称量多个容器C的皮重的称重装置,第二个区域设置有填充装置和称重装置,用于填充和称量计量到每个容器C中的产品量。
此外,根据本文描述的一些实施例,作为非限制性示例,将参考例如在图2中更清晰可见的多个容器C的类型,其中容器C被配置为能够容纳流体产品(特别是液体,或固体和粉末或凝胶产品)的烧瓶或瓶子。在这些可能的实施例中,容器C具有从容纳主体42突出的颈部41和口部43。相对应于口部43,颈部41在上部处具有突出的环形边缘44,而在相反的位置具有底端45。显然地,容器C也可以具有其他形状和尺寸,甚至可能与烧瓶或瓶子的形状和尺寸不相似或不相称。
根据一些实施例,所述方法提供使用容器保持托盘20(图1、3和4)。容器保持托盘20可与存储和拾取站11和/或填充和称重的站点12(图1)相关联。
移动装置39可以有利地设置并配置成移动容器保持托盘20。
在容器保持托盘20上预先定位有确定数量(甚至是几个单位或几十个单位的)的空容器C,以便根据图3的定位矩阵M1形成有序的容器组C。定位矩阵M1例如通过根据容器保持托盘20中的多个容器C的行和列的图案的布置来定义。本文和在本说明书中,为了识别容器C的行或列,还可以使用术语“行(row)”(例如,参见图3和4中的行I、II),其中行意味着彼此对齐的一系列元件,在这种特定情况下是指多个容器C。这种图案例如可以是提供一行的多个容器C相对于相邻两行的容器偏移,即,一行的一个元件设置在后一行或前一行的两个元件之间的空间中,以便优化空间布置并确保容器保持托盘20能够容纳尽可能多数量的容器C。容器C的这种空间布置,典型的是这种区域,在术语中也称为“梅花形(quincunx)”配置。
容器保持托盘20设置有容纳和定位多个容器C的多个容纳座21。所述多个容纳座21根据定位矩阵M1的配置往复地设置,并配置成相对于其底端45接收和支撑相应的容器C,特别是这样的容器C具有口部43的一侧面朝向上。
容器保持托盘20,特别是相应的多个容纳座21,可以以各种方式被配合。
在一个可能的示例性实施例中,容纳座21能够确定可以放置容器C的精确且限定的空间,但优选地,而不具有用于容器C的任何横向支撑功能。例如,在“梅花形”布置中,尽管多个容器C没有定位为相接触,但其彼此非常接近,在碰撞的情况下彼此自支撑。
替代地,在另一示例性实施例中,容纳座21可以制成容器保持托盘20的厚度,并且具有一深度,以便有利地在容器C被置于其中时地对容器C进行侧向支撑。例如,容纳座21具有与容器C的基本圆柱形形状一致的圆形截面。容纳座21可以具有比容器C的横向尺寸稍大的横向尺寸,以有利地允许其定位稳定,但具有一些间隙以便于其后续拾取。
此处,发明人希望指出,多个容器C以上述的方式和方向设置在容器保持托盘20中,这是因为它们已经以这种方式供应,或者是因为它们经历了从口部43朝下到口部43朝上的翻转状态的翻转操作。
本文描述的称重方法提供了提取装置22的使用,提取装置22被配置为接合设置在容器保持托盘20上的多个容器C的至少一部分,以便提取多个这样的容器C并将其运输并使其可用于填充和称重的站点12。这些提取装置22可以与存储和拾取站11和/或填充和称重的站点12相关联,和/或至少可以在这些站之间移动。
在一些实施例中,提取装置22被配置为在拾取方向W上(例如在基本水平的平面上)相对于容器保持托盘20可往复移动(图3和图4)。根据可能的实施例,此拾取方向W尤其可以与定位矩阵M1的相应行的容器C横向,更特别地是正交。在这种特定情况下,拾取方向W可以是横向的,更特别地,正交于容器保持托盘20的周界。
在可能的实施例中,提取装置22适于拾取设置在定位矩阵M1的至少一个相应行上的至少两个容器C。
在其他可能的实施例中,所述提取装置22适于从所述容器保持托盘20拾取设置在所述定位矩阵M1的两个平行且连续的行I、II中的至少两个容器C,其中一第一容器C位于一第一行I中,且一第二容器C位于一第二行II中。参考拾取方向W,在定位矩阵M1中,第一行I相对于第二行II位于更外部(参见例如图3和图4)。以这种方式,当所述提取装置22沿所述拾取方向W朝向所述容器保持托盘20移动时,所述提取装置22首先遇到待拾取的第一容器,然后遇到待拾取所述第二容器,所述第二容器因此位于更下游。
根据一些实施例,提取装置22包含(或者被配置为)例如图3和图4中所示的提取夹具22a。
提取装置22可以包含移动装置39中的特定一个,或者与移动装置38中的特定一个相关联,适于根据要求移动提取夹具22a,如下所述。例如,在一个实施例中,提取装置22可以与配置为自动机械臂的移动装置相关联。
根据可能的实施方案,提取装置22被配置为相对于容器保持托盘20进行接合的至少第一相对运动,以接合设置在容器保持托盘20的容纳座21中的一组容器C的至少一部分,通过提取夹具22接合将容器C保持。特别地,提取装置22被配置为,从至少一行的容器C、或从至少两个平行且连续的容器C行I、II中拾取容器C。替代地,不排除通过相对于提取夹具22a移动容器保持托盘20来实现如上所述的第一相对移动。
优选地,由于其构造,提取夹具22a能够同时拾取行I的一个以上的容器C,特别是两个以上,甚至更特别地三个以上或更多,能够拾取甚至行I的所有容器C,以及能够拾取与行I平行且连续的行II的一个以上的容器C,特别是两个以上,甚至更特别地三个以上或更多,能够拾取甚至与行I平行且连续的行II的所有容器C,以减少处理和移动时间以及移动次数。尽管本文描述了从一行、或两行I、II中拾取,但是应该清楚的是,本发明可以应用于甚至从两行以上,例如三行、四行、五行、六行或甚至六行以上,甚至从容器保持托盘20的所有行中拾取容器C。
提取夹具22a还被配置为相对于容器保持托盘20执行至少第二相对运动,以便从容器保持托盘20中提取位于容纳座21中的容器C,以便将其移动到下一个处理站,在这种特定情况下,移动到填充和站点12。在可能的实施方式中,为此目的,提取夹具22a可以通过提升运动来移动,或者替代地,提取夹具22a可以保持静止,并且容器保持托盘20可以被移动,特别是通过向下运动。
如上所述,提取夹具22a可以通过与其相关联的移动装置或装置39移动,允许在提取夹具22a相对于容器保持托盘20移动的情况下,相对于接合和拾取的容器C的相对运动,以及在空间中的移动,以便到达容器C的填充和秤重的站点12。
根据一些实施例,至少在如上所述的接合的第一相对运动中,提取夹具22a被配置为相对于容器保持托盘20的定位矩阵M1的行(row)、线(line)或列(column)可操作地对齐,以便在其内部容纳相应行的容器C,如图4所示。
在一些实施例中,填充和称重的站点12包含称重装置33,下面将详细描述(图8至14)。
此外,填充和称重的站点12可以包含填充装置40,被配置为用计量的量填充(图1中示意性示出并且在图8和9中也可见)每个容器C。填充装置40可以是例如多种喷嘴或类似的输送或计量装置。
例如,填充装置40可以是位于固定位置的单个输送或计量装置,或设置在多个固定位置的多个输送或计量装置的阵列,或定位为可移动的一个或多个输送装置,以便与待填充的相应容器C相对应地移动。例如,作为示例,图8示出了填充装置40,图9示出了具有实线的填充装置40和具有虚线的可能的多个填充装置40。
此外,尽管在图1、8、9中示出了填充装置40作为示例,填充装置40基本上与称重装置33相对应,使得事实上,在秤重皮重、填充和秤重毛重的操作过程中,相同的容器C至少相对于称重装置33是静止的,本发明还可以设想这样的实施例,其中总是在如本说明书中所定义的填充和称重的站点12的范围内,填充装置40相对于例如用于进行皮重称重的称重装置33被定位成隔开和/或远离,因此,相同的容器C可以相对于设置用于称重皮重的称重装置33移动,并相对于填充装置40和称重装置33移动来秤重毛重,从而获得计量产品的净重。
例如,可以设置与填充装置40隔开的自主称重装置33,并且一旦多个容器C的皮重如本文所述仅被称重一次,相同的容器C就可以与填充装置30相对应地移动,其中一定量的产品被计量到一个特定的容器C中。
后者随后被移动到称重装置33,其中对填充后的所述特定的容器C的进行毛重称重,由此获得净重。随后,多个容器C再次被移动到填充装置40,在那里另一容器C被进行另一填充。最后,多个容器C再次移动到称重装置33,其中对特定的其他填充后的容器C的进行毛重称重,以这种方式逐渐进行,直到给定的容器组C的所有容器都被填充和称重。
有利地,在本文描述的所有实施例中,称重装置33和填充装置40也可以由命令和控制单元50管理和控制,也可以与往复操作相关。命令和控制单元50可以根据本文描述的方法,也可以根据在填充和称重的站点12,特别是通过填充装置40和称重装置33的方式执行的各种操作和它们的特定顺序,协调多个容器C的移动。
根据可能实施例,填充和站点12也可以包含支撑装置(特别是支撑板30),或者与支撑装置相关联或协作,支撑装置被配置为从提取装置22接收容器C,在此特定情况下从提取夹具22a接收容器C并至少在填充和称重操作期间支撑容器C。
如果提供或使用的话,还可以提供移动装置39以移动支撑板30。
根据支撑装置配置为支撑板30的实施例,支撑板30设置有多个支撑座31,支撑座31根据由定位矩阵M1限定的配置往复地设置,以便接收由提取夹具22a移动的容器组C。
在提供使用支撑板30作为用于使多个容器C与填充装置40和称重装置33协作的装置的实施例中,每个支撑座31(在底表面上)具有成形孔32,以允许与称重装置33的协作,这将在下面详细描述(例如参见图8至11)。
在考虑使用支撑板30的实施例中,提取夹具22a相对于支撑板30进行第一对准运动,以便相对于定位矩阵M1将容器C与下面的支撑座31垂直对准。此外,提取夹具22a还被配置为进行第二运动(向下移动),使得容器C被插入到支撑座31中(图6),然后基本上以与前一个相反的移动,缩回以使容器C脱离,因此容器C保持由支撑板30的支撑座31容纳。替代地,支撑板30也可以相对于提取夹具22a移动。
支撑座31可以制成支撑板30的厚度,并且具有一深度,以便在容器C被置于其中时地对容器C进行侧向支撑。在本文描述的示例中,支撑座31具有与容器C的基本圆柱形形状一致的圆形截面。支撑座31可以具有比容器C的横向尺寸稍大的横向尺寸,以允许其定位稳定,但具有一些间隙,以便于其后续拾取。
如上所述,在其中设置使用支撑板30作为移动装置的实施例中,为了使多个容器C与填充和称重的站点12的填充装置40和称重装置33相协作,如下面详细描述的,每个支撑座31(在底表面上)具有成形孔32(图7、8、9),以允许与称重装置33协作,称重装置33也是适当成形的(图8、9、10、11)。例如,成形孔32可以具有三个成角度的臂离开中心区域这样的构造,例如,这些臂相对于彼此成约120°的相等角度,特别是能够呈现三角星的形状。
在一些实施例中,可以与本文描述的所有实施例相结合,称重装置33(图8、9、10、11、12、13、14)包含至少一个计量秤33a和与所述至少一个计量秤33a相关联的相应的一称重板34。所述至少一个计量秤33a可以包含例如称重传感器或其他重量检测器。相应的称重板34安装在具有多个定位座34a的至少一个计量秤33a上。以此方式,所述方法因此提供了通过相关联的计量秤33a(图8、9、10、11、12、13、14)的方式对由同一称重板34支撑的多个容器C进行称重。
在一些实施例中,因此,称重方法和连接的填充和称重的站点12能够在多个容器C为空时首先称重容器C的皮重,然后在一个容器C已被填充时测量毛重。特别地,对于定位于计量秤33a的称重板34的多个定位座34a中的多个容器C,仅对总皮重进行一次称重,之后逐个填充所述多个容器C,并且对于每次填充,通过相对于在先前填充中检测到的毛重的差值来获得计量产品的净重(除第一次填充外,根据上述皮重单次称重计算差值)。
特别地,在使用图7、8、9、10、11、12、13、14描述的实施例中,并且可以与本文描述的所有实施例相结合,多个定位座34a中的每个有利地与相应的容器C的定位相配合(优选地以稳定的方式),以用于对由填充装置40引入的计量的定量产品进行称重。
称重装置33可以包含本文描述的类型的一个或多个计量秤33a。例如,称重装置33可以包含单个计量秤33a,其支撑具有多个定位座34a的称重板34,或者它们可以包含多个这样的计量秤33a,每个计量秤都配备有具有多个定位座34a的称重板34。
在一些实施例中,可以为每个计量秤33a设置一个或一个以上的填充装置40,但在任何情况下,都少于相应计量秤33a的相应定位座34a的数量。在这种情况下,这样的一个或多个填充装置40可以以至少两个自由度移动,即,至少横向移动和提升/降低,以服务于相应计量秤33a的多个定位座34a。替代地,可以为每个计量秤33a设置多个填充装置40,其数量等于相应的定位座34a的数量,并且在这种情况下,填充装置40可以以一个自由度移动,即提升/降低。
此处,发明人希望指出,根据本发明,提取装置22(或者替代地,支撑板30或者可能能够拾取多个容器C的其他装置)可以拾取多个容器C,无论它们属于容器保持托盘20的单行或多行,其数量(有利地成倍数)等于或大于所提供的计量秤33a和填充装置40的数量(有利地成倍数)。
在使用图8至14描述的实施例中,每个称重板34的定位座34a的数量可以有利地为两个或更多,例如三个、四个、五个、六个或甚至六个以上。基于它们的数量和操作要求,这些定位座34a也可以设置在几个连续的行上,在这种情况下,每行能够提供两个或更多定位定位座34a,例如三个、四个、五个、六个或甚至六个以上。
如上所述,所述称重方法可以通过支撑板30或直接通过提取装置22的方式移动多个容器C,通过支撑板30或直接通过提取装置22的方式,多个容器C已经从容器保持托盘20或其他合适的拾取和移动装置被拾取。在可能的变型中,多个容器C被支撑的方式的模式可以被改变,例如,它们可以借助于支撑板30的多个支撑座31被支撑在底部45上,或者通过将颈部41的突出环形边缘44保持在提取夹具22a上而保持从上方悬挂。这种不同的支撑模式还可以意味着所使用的称重板34的不同构造,特别是如何制造或限定多个定位座34a,使得它们分别与支撑板30或提取夹具22a或其他拾取和移动装置的构造兼容。
特别地,图8、9、10用于描述支撑板30相对于填充装置40以及相对于配备有(参考图8至11描述)的合适的多个称重板34的称重装置33定位多个容器C的实施例。替代地,为此目的,也可以直接使用提取装置22,在这种情况下,使用例如参照图12至15描述的称重板34。根据另一替代方案,也可以使用其他拾取和移动装置,例如真空类型的,诸如吸盘等。
在任何情况下,能够拾取和移动多个容器C的优点是显而易见的,所述多个容器C然后通过称重装置33的方式进行填充和称重,所述称重装置33设置有具有多个定位座34a的称重板34的多个计量秤33a:事实上,由于称重操作的次量和所使用的计量秤33a的数量都减少了,由于甚至可以对于给定的多个容器C使用配备本文描述的称重板34的单个计量秤33a,可以减少重量测量误差的数量。此外,可以消除或减少皮重测量中的不确定性或差异,从而减少计量产品秤重的不确定性或差异,减少给定容器组的处理时间,并使必要的移动次数最少化。
例如,图8、图9、图10以示例的方式示出了一些实施例,其中支撑板30相对于填充装置40(仅在图9和图10中示出)并且与称重装置33相关联地定位多个容器C。在这种情况下,支撑板30也可用于在容器C存在于称重装置33中由称重装置33进行的称重操作期间支撑容器C。
在这种情况下,使用图8、9、10、11描述的称重板34的实施例可以有利地与支撑板30结合使用。特别地,在这些实施例中,称重板34具有支撑杆35,支撑杆35在其一端支撑定位板36,所述定位板36特别地横向于支撑杆35设置。多个定位座34a设置在定位板36上。支撑杆35安装在或连接到相应的计量秤33a上。
在这些实施例中,多个杆件37从定位板36突出,每个杆件支撑适当成形的支撑元件38。每个支撑元件38具有定义相应定位座34a的上表面。多个支撑元件38有利地以与支撑板30的多个孔32的形状相匹配的方式适配或成形。在可能的实施方式中,多个支撑元件38可以被成形为多个径向臂,例如图8至11中的三个。
特别地,在这些实施例中,由于多个支撑元件38从定位板36突出,由相应的杆37支撑,因此可以使多个支撑元件38选择性地穿过支撑板30的多个孔32,使得每个容器C可以(优选地以稳定的方式)定位在相应的定位座34a上。
在其他实施例中,未示出但是本领域技术人员容易理解其实施方式,不使用支撑板30且提取装置22(特别是提取夹具22a)相对于填充装置40并且与称重装置33相关联地直接定位多个容器C。在这种情况下,提取装置22(特别是提取夹具22a)也可用于在容器C存在于称重装置33中由称重装置33执行称重操作期间支撑容器C。
因此,在这种进一步的情况下,使用图12、13、14描述的称重板34的实施例可以有利地与提取装置22(特别是提取夹具22a)结合使用。关于这些实施例,此处发明人仅描述相对于图8至11的实施例的称重板34的差异,而其他部件或组件相同,除非另有说明。因此,在这些实施例中,不存在由从定位板36突出的多个杆件37支撑的多个支撑元件38,但是定位板36具有多个定位座34a,所述多个定位座34a在定位板36中制成中空或内凹。
特别地,在这些实施例中,由提取装置22携带的多个容器C可以从上方自由地插入到相应的定位座34a中,部分地容纳在它们内部并且(优选地以稳定的方式)搁置在它们的底部上。
在一些实施例中,使用图14描述并且也可以与图8至11和12至13的实施例相结合,称重板34可以具有与每个定位座34a相对应地设置的多个突出销钉36a。有利地,销钉36a的设置和构造旨在具有定位在相应定位座34a中的多个容器C的居中和径向容纳的功能。销钉36a可以例如从相应的称重板36突出并围绕每个定位座34a设置,如图14中的示例所示,并且在参考图12和13描述的实施例中也是可能的。
如上所述,在图9、10、11的实施例中也可以提供具有与上述相同功能的销钉36a。在这种情况下,多个销钉36a从相应的多个支撑元件38中的每一个突出,事实上围绕相应的定位座34a设置。例如,在多个支撑元件38成形为多个径向臂的情况下,销钉36a可以设置在每个径向臂的多个端部。
此外,在使用图12、13、14描述的实施例中,相应的称重板34的多个定位座34a例如被设置成彼此相对齐;然而,发明人不排除多个定位座34a也可以设置为具有偏移或交替的空间配置,例如如图8、9、10、11所示的“梅花形(quincunx)”或其他空间配置或定向。例如,如图11所示,定位板36可以以与期望的配置匹配的方式适当地成形,在这种情况下为“梅花形”。根据设置在使用图8、9、10、11、12、13、14描述的称重板34中的多个定位座34a的设置,承载容器C的支撑板30,或者如果不使用支撑板30,提取夹具22a适当地相对于称重装置33适当地移动,从而在容器C和多个定位座34a之间存在协调和对准。
根据本文描述的称重方法的一些实施例,使用支撑板30或替代地直接使用提取夹具22a或其他合适的拾取和移动装置,多个容器C同时定位在称重装置33的相应计量秤33a的称重板34的多个定位座34a中每一个中。
例如,每个称重板34的多个定位座34a可以被设置,以便为了称重目的而与由支撑板30供应的一行、两行或更多行的多个容器C相协作,而不从容纳它们的相应支撑座31中提取,或者替代地由相同的提取夹具22a供应。
在本文描述的实施例中,例如参见图8至11,并且在作为支撑板30的替代物,替代使用参照图12至14的提取装置22的情况下也是有效的,支撑板30被配置为相对于称重装置33执行至少第一对准运动,以便相对于定位矩阵M1(图8)将成形孔32与多个称重板34中的每个的多个定位座34a垂直对准。在这种情况下,使用图8至11描述的称重板34,其中有利的是,每个都具有相应的多个定位座34a的多个突出支撑元件38与相应的多个成形孔32配合,使得支撑元件38可以穿过它们。此外,支撑板30被配置为还执行第二运动,在这种情况下,所述第二运动涉及多个支撑元件38和相应的多个定位座34a通过孔32,使得多个容器C由于孔32的存在而被放置,每个容器都位于相应的定位座34a中(图9),然后再次上升,以便使支撑元件38脱离,并将容器C从相应的定位座34a移除。
在图8至11的实施例的情况下,并且对于图12至14的实施例也是有效的,通过适当地使用提取装置22而不是支撑板30,重复此移动序列,使得支撑板30以逐步的方式渐进前进,与多个列的容器C和多个定位座34a之间相对于称重装置33的距离相协调,以使支撑板30上存在的所有容器C逐步地设置在相应的定位座34b中。此处,对存在于称重板34上的多个容器C的一群组的皮重进行一次称重,之后对每个容器C进行填充。在填充一特定容器C的每个操作结束时,测量存在于称重板34上的所述多个容器C的总重量,并基于与前一步骤中测量的重量(最初是所述多个容器C的皮重,另一方面,在接下来的步骤中则是在前一次填充中测量的毛重)的差值,计算计量到特定容器C的产品净重。在其他有利的实施例中,也可以仅执行一次上述移动序列,因为由于在相应的称重板34上存在至少等于容器C数量的多个定位座34a的总数,有可能同时对存在于支撑板30上或提取装置22上的所有容器C进行皮重称重,以便随后对插入多个定位座34a的所有容器C中计量的产品量进行依序填充和称重。对于每一次填充,在第一次填充的情况下,基于与最初测定的皮重的差值,或者与在前一次填充中检测到的毛重的差值,可以在每次情况下确定计量到每个容器C中的产品的净重。此确定可以有利地由命令和控制单元50执行。
在本文描述的实施例中,特别地,提供了对设置在称重板34的相应的多个定位座34a中的所有容器C仅进行一次皮重称重的操作,因此,通过一次移动更多数量的容器C,有利地可以减少容器C的皮重称重的次数,或者使用较少数量的计量秤33a来处理多个容器C的称重操作。
特别地,根据本文描述的实施例,通过称重装置33的方式,其中每个计量秤33a设置有具有多个定位座34a的一特定称重板34,有利地可以使皮重称重步骤更快、更准确,因此,显著提高了称重过程的生产率和精度,从而提高了整个加工周期。
事实上,通过设置有多个定位座34a的称重板34的方式,可以将由与相应的计量秤33a相关联的称重板34支撑的多个容器C定位,并且在确定的一组容器C的称重周期开始时,仅对所有这样的容器C的进行一次皮重称重。
还参考图15,图15示出了由计量秤33a逐步地检测到的重量(y轴)随时间(x轴)的趋势图,可以看出,在时间t0,当例如所有容器C都定位在其相应的定位座34a中并且是空的时(即,在填充之前),由计量秤33a在时间t0检测到的重量表示所有空容器C的重量(即皮重),或者在任何情况下为参考值,或者为零。此皮重是初始重量值,随后对通过填充装置40的方式填充的第一容器C进行称重的操作参考此初始重量值。在图15的图中,在时间t0,皮重由P0表示。
随后,在时间t1,将一定量的产品计量到多个容器C中的一个容器中并检测重量P1,之后在时间t2,将一定量产品计量到多个容器C中的另一个并检测到重量P2,依此类推,渐进地重复这些重量测量,直到次数“m”等于每个称重板34的定位座34a的数量,也就是说,等于要在相同的计量秤33a上填充和称重的容器C的数量。
除了在填充开始的之前检测到的第一重量(即存在于与相应的计量秤33a相关联的每个称重板34的定位座34a中的所有“m”个容器C的皮重)之外,随后检测到的所有重量均为毛重,作为将产品依次计量到每个容器C中的结果。因此,例如,计量到第一容器C中的产品的净重将由检测到的毛重P1和最初检测到的皮重P0之间的差值给出,而计量到被填充的第二容器C中的产品的净重将由检测到的毛重P2和先前的毛重P1之间的差值给出,等等。因此,可以说明,在容器C为空时的第一次皮重称重操作之后,在给定称重操作中检测到的毛重实际上代表参考重量,在随后的毛重称重操作中,给定的后续操作中计量的产品净重是相对于所述参考重量计算的。
因此,在一些实施例中,计量到容器C中的产品的重量是通过测量计量秤33a在第一次填充时由计量秤33a检测到的重量与最初由计量秤33a检测到的多个容器C的总皮重之间的差值来确定,以及随后通过计量秤33a在另一次填充时由计量秤33a检测到的重量与由计量秤33a在紧接着前一次的填充时检测到的重量之间的差值来确定。
因此,一般而言,在时间i+1的瞬间由所述填充装置40计量到一给定容器C中的产品的净重N(i+1)是通过所述计量秤33a检测到的当前重量P(i+1)与通过同一计量秤33a在时间i执行先前填充时检测到的重量P(i)之间的差值来定义:
N(i+1)=P(i+1)-P(i)
其中i是从0到m的自然数,m是设置并支撑在与计量秤33a相关联的相应称重板34的定位座34a中的容器C的数量。
因此,由于上文所述的结果,图15的图可以被视为重量相对于时间的“阶梯形”图,其中每个步骤表示由计量秤33a检测到的重量增加,并且每个步骤的实体实际上对应于在特定填充中计量的产品的净重;因此可以说,本文描述的称重方法是“步进式(step-type)”称重方法。
在一些实施例中,因此,所述称重方法提供:
同时从容器保持托盘20拾取多个空容器C,并将多个容器C移向填充和称重的站点12;
通过提取装置22的方式或通过支撑板30的方式,其中容器C已经被通过提取装置22转移到支撑板30中,将空的容器C定位在与相应的一计量秤相关联的每个秤重板34的多个定位座34a中,使得每个容器C(优选地以稳定的方式)定位相应的称重板34的特定定位座34a中;
仅进行一次皮重的称量,将初始存在于称重板34的相应的定位座34a中的所有空容器C称重。
依次填充所述多个容器C中的每个,在每个填充步骤(即,在每个填充步骤之后),通过计量秤33a逐步确定计量到一特定容器C中的产品的重量,而无需对要填充和称重的给定组的多个容器C的每个容器的进行皮重称重。
如上所述,拾取步骤可以由自动机械臂来执行。
根据本文描述的方法的一些实施例,填充步骤依序地提供以激活填充装置40以输送预定剂量的产品,直到达到由计量秤33a测量的预先设定的重量;当达到预先设定的重量时,中断向多个容器C中的每个容器中的产品输送。
如果称重装置33包含多个计量秤33a,仅进行一次皮重称重以及依次对每个称重板34的容器C进行填充和称重的步骤可以有利地对所提供的多个计量秤33a中的每个并行进行。
如上所述,为了确定通过计量秤33a计量到特定容器C中的产品的重量,在每次填充s后,在时间i+1瞬间由填充装置40计量的产品的净重N(i+1)由在此时间i+1瞬间检测到的重量P(i+1)与在前一时间i瞬间检测到重量P(i)之间的差值给出。
因此,很明显地,通过本文描述的称重方法的实施例获得的一个优点是,可以为多个容器C中的每个递增地测量毛重,并且从这里得出净重N,因为已经测量了皮重,特别是有利地,在称重循环开始时,用相同的计量秤33a对所有要称重的“m”个容器C不单独进行皮重称重,而是仅进行一次皮重称重。因此,在这些实施例中,节省了对容器C进行m-1次皮重称量和m-1次移动操作,在时间、减少移动装置的磨损、减少所用自动移动系统的能源消耗和减少过热方面有很大的优势。
获得的另一个优点是,相对于现有技术的状态,每个计量秤都提供有其自身的称重板,所述称重板具有单个定位座以容纳待填充和称重的相应容器,从而实现更大的称重准确度。事实上,使用单个计量秤通过相应的称重板34对多个容器C进行称重,防止了多个测量误差的累积,另一方面,如果使用多个计量秤则可能会发生这种情况。因此,还可以减少由于所使用的各种计量秤的皮重称重的准确度阈值的设置而产生的误差。此外,本文描述的方法允许具有更少的测量误差,因为在要称重的容器C的相同数量m的情况下进行了更少的测量,因此误差的概率更低。特别是,使用本文描述的方法,实际进行了m+1次测量,以称量m个净重,也考虑到了初始皮重的称量,而用本领域的目前最先进的方法,进行了2*m次测量,意味着对m个容器中的每个容器进行皮重和毛重的称重。
因此,本发明提供了用单个计量秤33a和单次操作一次称量多个容器C的皮重,由于具有多个定位座34a的相应称重板34的构造,从而减少了由于待秤重的给定组容器C的皮重的称重而引入误差的风险,特别是通过不同的计量秤33a。
换言之,由于本发明,有可能进行较少次数的皮重称量,最好是对给定的一组容器C进行一次称量,并且就现有技术而言,还可以使用较少数量的计量秤,因此,减少了由于使用较多数量的计量秤而导致的皮重称量误差的可能性。
这对于最小和精确数量的计量产品尤其重要,如在制药领域中,因为皮重的称重是用单一计量秤同时对多个容器进行的,从而防止了由于所用的多个计量秤之间的皮重的不同阈值或设置而在现有技术中发现的误差的扩展。
同时,利用本发明,由于可以通过提取夹具22a或替代地通过支撑板30同时供应和移动如上所述的多个容器C,因此也可以称量更多数量的容器C。
申请人还希望指出,在任何情况下,使用支撑装置,在这种特定情况下,支撑板30可以是可选的。事实上,在可能的实施例中,容器C的填充和称重可以通过使用提取装置22(特别是提取夹具22a)更具体地通过移动由提取夹具22a保持在适当位置的容器C来直接进行,以便将它们与填充装置40或与称重装置33协作放置。
在此处所描述的实施例中,例如涉及提取装置22和可能的支撑板30或其他拾取和移动装置的使用,通过提取装置22(有利地提供有提取夹具22a)移动从容器保持托盘20拾取的多个容器C(甚至可能是存在其中的所有容器),并且通过支撑板30或提取装置22本身移动的额外优点是明显的。特别是,这就减少了与称重操作相关的容器C的移动次数,从而提高了生产线10的整体生产率,降低了能耗,减少了相应移动装置的过热和磨损。
根据一些实施例,为了从容器保持托盘20拾取和移动多个容器C,称重方法包含:
供应一容器保持托盘20,所述容器保持托盘20含有多个容器C,所述多个容器C按照由一定位矩阵M1定义的一图案以一有序地方式设置,
相对于容器保持托盘20在拾取方向W上移动提取装置22,并且通过移动这些提取装置22,从容器保存托盘20拾取至少设置在定位矩阵M1的至少一行(可能在定位矩阵M1的至少两个平行且连续的行I,II)上的至少两个容器C。
在从多个平行行拾取的情况下,这些容器C中第一容器C位于第一行I中,第二容器C位于第二行II中,其中(在定位矩阵M1中)第一行I相对于第二行II(相对于拾取方向W)位于更外部。
拾取和移动这样一组容器C,包含至少如上所定义的至少一行或可能两个平行且连续的行中的第一容器C和第二容器C,可以加快移动,并且一般来说减少容器C在处理站之间的位移、移动时间、移动次数、减少移动部件的磨损、过热和能源消耗,并且提高了生产线10的整体生产率。事实上,以这种方式,在每次情况下,较少次数的移动就足以拾取设置在容器保持托盘12中的所有容器C,并将它们运输到填充和称重的站点12。
根据本文描述的实施例,容器保持托盘20和/或提取夹具22a可以通过相应的移动装置39相对于彼此移动,以便拾取多个容器C。例如,提取夹具22a相对于容器保持托盘20进行至少第一相对接合运动(拾取方向W,图3和4),以便接合设置在容器保持托盘20的容纳座21中的一组的多个容器C的至少一部分,从而保持所述多个容器C。也可以替代地,翻转托盘20根据相对于提取夹具22a的接合的第一相对运动而移动。
一旦容器C被接合,可以在提取夹具22a和翻转托盘20之间进行第二相对运动,例如横向于并且特别是垂直于拾取方向W,以便从容器保持托盘20中提取容器C。例如,在可能的实施方式中,提取夹具22a还可以相对于容器保持托盘20进行至少第二相对提升运动,所述第二相对提升运动横向于,并且特别是垂直于拾取方向W,以便从容器保持托盘20提取保持在提取夹具22a中的容器C,以便将它们移动到下一个填充和称重的站点12(图5)。或者,替代地,提取夹具22可以保持静止,并且容器保持托盘20可以被移动,特别是横向于,并且特别是垂直于拾取方向的下降运动。
随后,本文所述方法可以提供通过提取夹具22a将容器C朝着填充和秤重的站点12移动,特别是朝向支撑板30移动(如果提供的话),以便将容器C放置在支撑板30的相应支撑座31中(图9),或直接朝向填充装置40和相关联的称重装置33。。然后,可以如上参照图8、9、10所述进行填充和称重。在任何情况下,支撑板30都以这样的方式构造,以允许容器C的填充和称重,而无需将这些容器C从支撑板30本身取出和/或移除,在操作时间方面具有明显的优势,并且具有较低的移动次数。如上所述,作为支撑板30的替代方案,可以直接使用提取夹具22a,选择例如图12、13、14所示的合适类型的称重板34。
此外,关于在填充之前(皮重称重)和填充之后进行的称重操作,支撑板30(如果设置)朝向称重装置33移动,否则可以直接使用提取夹具22a。
在使用本文描述的实施例中,存在于支撑板30中的一行或多行容器C与称重装置33的相应计量秤33a对齐,使得与一行或多列给定的待称重容器C相对应的成形孔32与每个计量秤33a相关联的每个秤重板34的相应的定位座34a相对齐。如果使用支撑板30,支撑元件38(其上存在定位座34a的称重板34)与成形孔32配合,因此支撑元件38可以穿过成形孔32,使得容器C放置在定位座34a上,以便在如上所述的皮重称重的单个操作过程期间确定多个容器C的重量,并且随后还确定在通过适当的填充装置40(图9)进行的依序填充的每次情况下测定计量在容器C中的产品的重量。
当存在于支撑板30中的一行或多行容器C与称重板34的相应定位座34a垂直对齐时,支撑板30和称重板34进行使它们彼此靠近的运动,使得容器C被定位在定位座34a中,由于支撑板30(图9)的相应成形孔32的存在,以便进行称重操作,以及随后的移动使它们彼此远离,从而使支撑板30从称重板34释放。在图8、9、10所示的可能方案中,支撑板30是可移动的,而称重板34是固定的;支撑板30朝向称重板34移动,使得容器C(由于支撑板30的相应成形孔32)定位在相应称重板34的定位座34a中,以便进行称重操作,并远离称重板34移动,以便将容器C从定位座34a上提升和移除。然而,另一方面,本发明不排除称重板34可垂直移动以通过成形孔32接合容器C的实施例。在任何情况下,在所描述的支撑板30用于称重目的的实施例中,容器C可以部分地或完全地从支撑板30释放。在完全释放的情况下,意思是每个容器C的下平面终止于支撑板30的上平面。
如上所述,在其他实施例中,取代支撑板30,提取装置22(特别是提取夹具22a)将容器C朝向填充和秤重的站点12移动,以与设置在填充和称重的站点12中的填充装置40相协作,从而使存在于提取夹具22a中的容器C的一个或多个行与填充装置40垂直对齐。此外,提取夹具22a也朝向与填充和称重的站点12相关联的称重装置33移动,在这种情况下,包含一个或多个计量秤33a,每个计量秤都配备有根据使用图12、13、14描述的实施例的相应的称重板34。称重装置33实际上可以基本上与填充装置40对齐或在任何情况下与填充装置40相对应。在这种情况下,设置成将提取夹具22a中存在提取夹具22a中的一行或多行容器C与相应的称重装置33垂直对齐,以便将多个容器C与每个计量秤33a上存在的每个称重板34的对应的多个定位座34a对齐(图12、13、14)。
此外,发明人不排除提取夹具22a可以与参照图8至11描述的计量秤33a的实施例结合使用,特别是提供容器C可以从上方定位在这些实施例中描述的特定称重板34的相应定位座34a上。
因此,在本文描述的实施例中,支撑板30(或者替代地提取装置,特别是提取夹具22a,或者可能提供的其他拾取和移动装置)相对于设置有具有多个定位座34a的称重板34的称重装置33移动一组待填充和称重的多个容器C。在这种情况下,一数量的容器C(例如沿着一行布置并且有利地等于定位座34a的数量)被定位在那里,之后进行皮重称重的单次操作,随后,通过填充装置40的方式,将产品逐步计量到每个容器C中,测量每次情况的重量,如上文参考图15所述。将一组容器C定位在定位座34a中、初始的皮重称重、给定组的每个容器C的逐步填充以及毛重的相应称重的上述操作,以便通过差值计算计量到特定填充的容器C中的产品净重,重复的次数与要称量的容器C的行或与要称量的容器C的行数的倍数相同,也是基于称重板34上提供的定位座34a的数量和设置,例如参照图8至14描述。
此外,发明人希望指出,在作为替代的支撑板30的实施例中,提取装置22(特别是提取夹具22a)直接用于移动容器C,优选的,为了通过称重装置33的方式进行称重,容器C从提取夹具22a适当地释放,以便在称重步骤本身中不扭曲重量或传递振动;这可以通过使用图12至14描述的多个定位座34a的特定构造来实现。在填充和称重操作结束时,可以将填充和能够称重的容器C从支撑板30或从提取夹具22a转移到后续的处理站14,如上所表明。
如上所述,发明人希望指出,在任何情况下,在可能的实施例中,多个容器C可以通过其他合适的拾取和移动装置的方式从容器保持托盘20拾取,不必要配置为提取装置22或支撑板30,例如通过真空拾取装置或其他装置的方式,拾取并移动多个容器C,保持它们从上方被抓住。
此外,根据其他实施例,本文描述的称重方法可以包含通过光学采集装置(特别是图像或视频)进行控制或检查的步骤,以便检查容器C的存在或不存在和/或容器C的正确数量和/或容器C至少相对于称重板34的多个容纳座的正确定位。
为此,可以提供至少一个合适的光学检查组件60(图1、4、8至10),所述光学检查组件与填充和秤重的站点12相关联,并且可能还与存储和拾取的站点11相关联,例如包含摄像机或类似的光学或视频检查装置。光学检查组件60可以有利地连接到命令和控制单元50,向命令和控制单元50提供采集信号,所述采集信号被处理以提供关于所进行的检查的反馈;可选地,作为检查结果的功能,命令和控制单元50可以向操作员(无论是自动化的、机器人化的还是人工操作员)提供信号或警告,以可能地进行干预并解决问题(例如可能缺少容器C或不正确的定位)。
光学检查组件60可以适当地定位在待检查的感兴趣区域上,其中存在待运输、称重和填充的一组容器C,使得光学检查组件60的可视区域可以检查这组容器C。
特别地,此控制或检验步骤可以针对由提取装置(图4)拾取的容器C执行,或者验证容器C从提取装置22到支撑板30的正确转移(图6),或者也可以针对容器C在称重板34的多个定位座34a上的布置(图8、9、10)执行。
例如,根据一种可能的实施方式,当提取装置22或其他拾取和移动装置从容器保持托盘20(见图4)拾取一组容器C时,可以通过光学检查组件60执行此控制步骤。在这种情况下,控制或检验步骤可以有利地旨在验证提取装置22是否已经拾取了所有容器C。
根据可以与本文描述的其他示例相结合的另一示例,如果容器C通过提取装置22转移到支撑板30,则可以执行控制或检验步骤,在这种情况下,例如也可以验证所有容器C的存在(见图6)。
根据还可以与本文描述的其他示例相结合的另一示例,当提取装置22(或支撑板30、或其他适于拾取和移动的装置)将容器C定位在称重装置33的相应称重板34的多个容纳座34a上时,可以执行控制或检验步骤,以便检查所有的容器C都设置在相应的定位座34a中(见图8、9、10)。因此,在这种情况下,有利的是可以检查相应的容纳座34a上容器C的存在,以验证相对于所拾取的容器C没有容器C丢失。可能的是,在这种情况下,还可以验证容器C相对于容纳座34a的正确定位,以防止它们处于不利于称重和/或填充的位置。
应当清楚的是,在不脱离如权利要求书所限定的本发明的领域和范围的情况下,可以对如上所述的在生产线中称重容器的方法、填充和秤重站和相应的生产线进行修改和/或添加步骤和/或部件。
还应当清楚的是,虽然已经参考一些具体示例描述了本发明,但是本领域技术人员肯定能够实现在生产线中称重容器的方法、填充和称重站和相应的生产线的许多其他等效形式(具有权利要求书中所述的特征),因此所有这些特征都在权利要求书所限定的保护范围内。
在以下权利要求中,括号中的引用的唯一目的是为了便于阅读:不得将其视为特定权利要求中所要求保护领域的限制性因素。
Claims (15)
1.一种在生产线(10)中对多个容器(C)进行称重的方法,所述生产线包含至少一个填充和称重的站点(12),所述填充和称重的站点(12)设有填充装置(40)和称重装置(33),所述称重装置包含一计量秤(33a),所述计量秤(33a)支撑一称重板(34),其特征在于,所述称重板(34)提供有多个定位座(34a),每个定位座被配置为接收和支撑相应的一容器(C),并且所述方法包含以下步骤:
从一拾取站拾取多个空容器(C),并将所述多个空容器(C)移向所述填充和称重的站点(12);
将所述多个容器(C)中的每个容器定位在所述多个定位座(34a)的相应座中;
通过所述计量秤(33a)的方式对插入所述多个定位座(34a)中的所述多个容器(C)中的所有容器的总皮重进行称重;随后:
通过所述填充装置(40)的方式以一预定剂量的产品依次填充所述多个容器(C)中的每个,所述填充步骤依次进行,同时所述多个容器(C)保持容纳在所述称重板(34)的所述多个定位座(34a)中,因此在进行总皮重的秤重步骤之后,无需将所述多个容器(C)从计量秤(33a)移开;
测量计量到所述多个容器(C)中的一第一容器(C)中的产品的重量,将从填充所述第一容器(C)的步骤结束时测定的总重量减去先前进行的皮重称重步骤中检测到的总皮重的值;然后
在所述第一容器(C)之后,测量计量到每个容器(C)中的产品的重量,将从每个容器(C)的填充结束时测定的总重量减去在紧接的前一个容器(C)的填充结束时测量的总重量的值。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述的依序填充步骤中,每个容器的重量是通过测量第一次填充时由所述计量秤(33a)检测到的重量与最初由所述计量秤(33a)检测到所述容器(C)的总皮重的重量之间的差值,及随后通过测量由所述计量秤(33a)在另一次填充时检测到的重量与由所述计量秤(33a)在紧接着的前一次填充中检测到的重量之间的差值来确定。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在时间i+1的瞬间由所述填充装置(40)计量到一给定容器(C)中的产品的净重N(i+1)是通过所述计量秤(33a)检测到的当前重量P(i+1)与通过所述计量秤(33a)在时间i执行先前填充时检测到的重量P(i)之间的差值来定义:
N(i+1)=P(i+1)-P(i)
其中i是从0到m的自然数,m是设置并支撑在与所述计量秤(33a)相关联的相应称重板(34)的所述多个定位座(34a)中的多个容器(C)的数量。
4.如前述权利要求任一项所述的方法,其特征在于,所述的拾取步骤由自动机械臂来进行。
5.如前述权利要求任一项所述的方法,其特征在于,在所述的依次填充步骤中,提供激活所述填充装置(40)以输送预先设定的产品剂量,直到由所述计量秤(33a)测量到达到一预先设定的重量,当达到所述预先设定的重量时,中断向所述多个容器(C)中的每个容器中的产品输送。
6.如前述权利要求任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包含:
供应一容器保持托盘(20),所述容器保持托盘(20)按照由一定位矩阵(M1)定义的一图案含有以一有序地方式设置的所述多个容器(C),
相对于所述容器保持托盘(20)在一拾取方向(W)上移动提取装置(22),并且通过移动所述提取装置(22),从所述容器保持托盘(20)拾取至少设置在一行的多个容器(C)上的至少两个容器(C),可能在所述定位矩阵(M1)的至少两个平行且连续的行(I,II)上。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,为了将所述多个容器(C)朝向所述填充和称重的站点(12)移动,并将所述多个容器(C)定位在所述多个定位座(34a)中,所述提取装置(22)被使用,或一支撑板(30)被使用,其中通过所述提取装置(22)转移所述多个容器(C)。
8.如前述权利要求任一项所述的方法,其特征在于,所述方法包含一控制或检查步骤,所述控制或检查步骤通过光学采集的方式,以检查多个容器(C)的存在或不存在、和/或多个容器(C)的正确数量、和/或至少相对于所述称重板(34)的所述多个定位座(34a)的定位,所述多个容器(C)的正确定位。
9.一种用于填充和称重多个容器(C)的站点,其特征在于,所述站点包含:
拾取装置(22),被命令从一拾取站拾取多个空容器(C),并将所述多个空容器(C)移向一填充和称重的站点(12);
所述填充和称重的站点(12)包含:
称重装置(33),包含一计量秤(33a),所述计量秤(33a)支撑设有多个定位座(34a)的一称重板(34),每个定位座(34)被配置成接收和支撑相应的一容器(C),以及
填充装置(40),被配置为在所述填充和称重的站点(12)中用一产品(P)依次填充所述多个容器(C)中的每一个;
一可编程命令和控制单元(50),至少可操作地连接到所述称重装置(33)和连接到所述填充装置(40),并且被配置为:
i)首先从所述计量秤(33a)获取插入在所述多个定位座(34a)中的所述多个容器(C)的所有容器的总皮重的测量值,
ii)随后,驱动所述填充装置(40),以在所述多个容器(C)保持容纳在所述称重板(34)的所述多个定位座(34a)中的同时,用一预先设定的剂量的产品依次填充所述多个容器(C)中的每一个,以及
iii)随后,再次从所述计量秤(33a)获取计量到每个容器(C)中的产品重量的测量值,所述测量值通过从每次填充所获得的总重量的测量值减去在紧接着的前一次填充时所获得的总重量的测量值来获得,如果所述多个容器(C)中的一第一容器被填充,则此重量与上述的总皮重一致。
10.如权利要求9所述的填充和称重的站点,其特征在于,所述称重板(34)具有一支撑杆(35),所述支撑杆(35)在其一端处支撑一定位板(36),在其上设置有所述多个定位座(34a),所述支撑杆(35)连接或安装在所述计量秤(33a)上。
11.如权利要求10所述的填充和称重的站点,其特征在于,所述填充和称重的站点还包含一支撑板(30),设置有多个通孔(32),并被配置为相对于所述填充装置(40)移动所述多个容器(C),并且所述称重板(34)具有从所述定位板(36)突出的多个杆件(37),每个杆件支撑一支撑元件(38),所述支撑元件(38)具有定义所述多个定位座(34a)的一个相应的定位座(34a)的一上表面,多个所述支撑元件(38)以与所述支撑板(30)的所述多个孔(32)的形状匹配的方式适配,以便穿过所述多个孔(32)并允许所述多个容器(C)靠在相应的定位座(34a)上。
12.如权利要求10所述的填充和称重的站点,其特征在于,所述称重板(34)的所述定位板(36)具有多个所述定位座(34a),所述多个定位座(34)在所述定位板(36)中制成中空或内凹的,使得所述多个容器(C)可以通过所述提取装置(22)的方式从上方插入。
13.如权利要求12所述的填充和称重的站点,其特征在于,用于提取多个容器(C)的装置(22)可以与一自动机械臂相关联。
14.如权利要求9至13任一项所述的填充和称重的站点,其特征在于,所述填充和称重的站点还包含一光学检查组件(60),被配置为检查多个容器(C)的存在或不存在、和/或多个容器的正确数量(C)和/或至少相对于所述称重板(34)的所述多个定位座(34a)的定位,所述容器(C)的正确定位。
15.如权利要求9至14任一项所述的填充和称重的站点,其特征在于,所述多个定位座(34a)彼此对齐或以偏移或交替的空间配置,特别是梅花形。
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