CN116367992A - 用于组装包装的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于处理组装式包装的系统，包括：主运输单元(102)；以及机械手运输单元(104)，其具有至少一个操纵单元(110)，所述操纵单元安装在至少一个独立运动受控的移动器(108)上，并且适于操纵存在于主运输单元处的组装式包装件(106)的材料部件，其中，所述操纵单元包括接合装置(112)，接合装置用于临时接合正在被运送的组装式包装件的材料部件。

Description

用于组装包装的系统和方法

技术领域

本发明总体上涉及组装和包装方法、装备组件和系统。更具体地，本发明涉及具有多个运输单元的组装和包装系统、方法和相关机器，所述多个运输单元配备有多个操纵单元，所述多个操纵单元用于对在运送中的诸如二级包装的包装执行一个或更多个包装处理。此外，本发明还提供了用于组装和包装任何其他物品的系统、方法和机器。

背景技术

为了搬运、组装、折叠、处理和在包装(例如二级包装)上执行其它这样的处理功能，已经设计了许多组装方法和系统。这样的组装和包装系统通常包括一个或更多个运输单元，该运输单元配备有用于移动、搬运和组装包装的常规装置。常规的机构通常被构造成将包装从一个地方移动到另一个地方，或者从一个机器移动到另一个机器，或者从一个驱动轨道移动到另一个驱动轨道。

运输系统在制造业中起着重要作用，用于将部件和/或产品从一个地方移动到另一个地方和/或将部件和/或产品移动通过制造过程。通常使用的驱动轨道、辊和/或带式输送机通常由常规的AC或DC马达或伺服驱动器驱动，并且通常导致机器的俯仰固定。

特别地，许多包装组装线使用线性运动驱动轨道来移动组装式初级包装件、组装式二级包装件或组装式三级包装件，采用执行制造操作的一种或更多种常规的装置，而包装件由线性驱动轨道来输送。

常规的制造装置通常采用诸如具有固定的或有限的调节轮廓的导向件、犁、凸轮、模具或轨道之类的装置，以在通过或沿着制造过程推进包装件时逐步地引起动作发生。这些方法通常需要更多的线性长度，引起对变化零件的需求，并且最适合于有限范围的产品和形式。

另一种常规的方法包括沿着主驱动轨道使用分度机构，其中组装式包装件间歇地移动并且在每次包装操作必须发生时保持静止。

还有其它常规的机械化方法包括从线性运输系统移交到用于执行特定操作的特定包装机械以及从特定包装机械移交。

上述常规方法在一个或更多个特征上受到严重限制。常规的机械化和自动化方法在初级产品和包装类型、样式、尺寸和形式范围方面受到限制，并且在购买时具有一定程度的固定执行，当引入新的SKU时需要获取昂贵的且前置期长的、特定于包裹的变化零件，并且在这种机器架构内可能的情况方面仍然受到严重限制。

对产品和特定于包裹的变化零件的需要以及在机器更换时必须更换这些变化零件的负担降低了生产率并限制了产品多样性。

为了试图提供一种使得能够在正在被运送中的组装式包装件上进行包装操作的解决方案，WO2019007923A1提供了一种部分灵活的处理站，该处理站用于对由第一传送装置的传输单元运输的物品执行工作过程。本发明规定，利用呈长定子线性马达形式的第二输送装置的运输单元将处理单元移动到物品上，并且规定利用呈长定子线性马达形式的第一输送装置使运输单元移动，其中，第二输送装置的运输单元在重叠区域中的移动至少有时与第一输送装置的运输单元的移动同步，并且在与处理单元的移动同步期间，在物品上进行工作过程。

然而，这些包装系统仍然必须根据待包装产品的类型改变用于包装的包装工具；例如改变其形状、尺寸和重量，因此，这些系统是特定于包装件的。这进一步降低了生产率。

因此，本发明的一个目的是通过可编程动态制造过程实现包装件设计的自由度和满负荷的制造灵活性，所述可编程动态制造过程覆盖特别宽范围的包装件和产品、类型、尺寸、形状和形式，能够搬运和应用一系列包装材料和部件，并且能够在包装件在运送中时以高度灵活、可编程的方式执行优化的组装顺序，所有这些都不需要包装形式或特定于产品的变化零件。

本发明的另一个目的是在运送中实现同步的、高度灵活的、大范围的、定制的满负荷的制造操作。

本发明的另一个目的是提供一种方法驱动的和/或动态包装系统，其可以根据待包装的产品或对其操作的产品的类型来实现一个或更多个包装部件和包装操作或制造操作。

本发明的另一个目的是提供一种整体包装机，该整体包装机是紧凑的、自适应的、与数字化解决方案相结合的，并且不需要改变特定于产品和/或包装件的部件或工具。

本发明的另一个目的包括强力支持整体包装机中的工具适应性和可优化的、软件驱动的灵活性。

本发明的另一个目的是实现满负荷的灵活的灵活性，以在俯仰优化的、运动受控的运送中通过同步的、自适应的制造过程实现用于特别宽范围的产品以及包装件类型、形状、形式和组装顺序的高效组装。

发明内容

在本发明的一个方面，提供了一种用于处理组装式包装的系统，所述系统包括传输至少一个操纵单元的机械手运输单元，所述操纵单元安装在至少一个独立运动受控的移动器上，并且适于操纵存在于主运输单元处的组装式包装件的材料部件，其特征在于，所述操纵单元包括用于在运送时临时附接和释放组装式包装件的材料部件的装置。

根据本公开，提供了一种用于处理组装式包装的系统，包括：主运输单元；以及机械手运输单元，其具有至少一个操纵单元，所述操纵单元安装在至少一个独立运动受控的移动器上，并且适于操纵存在于主运输单元处的组装式包装件的材料部件，其特征在于，所述操纵单元包括接合装置，接合装置用于临时接合在运送中的组装式包装件的材料部件。

接合装置可以是用于临时附接和释放包装件的材料部件的装置。

接合装置可以用于临时附接到在运送中的组装式包装件的材料部件和从其释放。

在实施例中，本发明可以通过一个或更多个独立运动受控的操纵单元单独地或与相对于独立运动受控的移动器的组装式包装件的运动同步组合地利用同步运动受控的包装材料操纵，操纵单元安装在该独立运动受控的移动器上或与该独立运动受控的移动器集成。(也就是说，在包装材料上产生的最终动作可以是机械手铰接件相对于移动器沿着和/或围绕x轴、y轴、z轴和移动器本身相对于由主运输单元输送的组装式包装件的同步组合。

在本发明的一个方面中，操纵单元可以支承于或临时附接、保持和/或操纵和释放包装材料的一部分或单个包装材料部件，以及经由操纵单元的3维铰接件或工具(末端执行器)，沿着和/或围绕操纵单元的x轴、y轴、z轴，相对于其安装在其上的移动器，以期望的方式操纵和/或形成或成形和/或定位包装材料部分或部件。

在本发明的一个方面，所述操纵单元可适于对包装材料部件进行拾取、折叠、形成、成形、缠绕、弯曲、拉伸、推动、按压、施力、偏移、压缩、打褶、拉动、旋转、切割、折痕、刻痕、压塌、插入、对齐、锁定或其任何组合。

组装式包装件可以包括二级包装(例如盒子、纸箱、板条箱等)或三级包装(例如托盘等)。包装材料部件可以包括这种二级包装的部件(例如可折叠的包装坯料、手柄组件、隔板、加强件、带等)或这种三级包装的部件(例如箔等)。

此外，根据本发明的系统可以包括操纵驱动机构，操纵驱动机构用于相对于其安装在其上的移动器沿着和/或围绕操纵机构的x轴、y轴、z轴驱动所述操纵单元，所述操纵驱动机构包括任何类型的致动机构，所述致动机构包括直接驱动器(马达和/或致动器)和/或动力传动装置的任何组合，并且不限于此，所述动力传动装置经由联动件、枢轴、滑动件、齿轮和/或齿条和小齿轮传动装置、线缆、滑轮和/或线缆和护套装置、或杠杆和/或钟形曲柄装置由机械手单元上的马达或致动器直接或间接驱动或者通过改变由任何致动单元动力传输装置连接的两个或更多个所述独立运动受控的移动器之间的相对距离来驱动。

在本发明的一个特定方面中，操纵单元包括：基部；机械手部分，其附接到基部并且能够围绕基部旋转；其中，操纵驱动机构包括用于驱动机械手部分的旋转的旋转驱动机构，并且其中，用于临时附接和释放组装式包装件的材料部件的装置位于机械手部分上和/或基部上。接合装置可以用于提供临时附接和释放。

在本发明的一个方面，操纵单元的机械手部分能够充分旋转，以在相对于组装式包装件的角度上改变用于临时附接和释放的装置的位置。

在本发明的另一方面中，操纵单元的机械手部分能够充分平移(即，远离基部的线性运动)，可选地或除了能够旋转之外，以相对于组装式包装件在线性方向上改变用于临时附接和释放的装置的位置。

在本发明的一个方面中，操纵单元的旋转驱动机构包括适于将力保持在所述材料部件上的联动机构。

在本发明的一个方面中，安装在移动器上的机械手适于从包装材料供应源拾取包装材料部件，形成、定向、对准、插入、保持、按压和释放附加的包装材料部件到在运送中的组装式包装件。这些包装部件可以包括但不限于将包装件手柄、手柄组件、带、分隔件或加强件供应和应用于正在组装的包装件的主体。

本发明的一个方面提供如上所述的系统，并且该系统还包括如上所述的机械手运输单元，该机械手运输单元传输一对或更多对操纵单元，该一对或更多对操纵单元从相反方向或从各个方向操纵材料部件。

在本发明的一个方面中，机械手运输单元是闭环运输单元。

在本发明的一个方面中，操纵单元被无线控制和/或无线供电(例如滑轨或感应地)和/或位置感测(例如磁性或光学感测)。

在本发明的一个方面中，感应供电和无线控制的服务被用于对诸如但不限于线性和/或旋转致动器、活塞、泵、压缩机、真空泵、螺线管、阀、开关、夹持器、灯、电磁体、超声波发生器、振动发生器、加热器、电子冷却器、鼓风机、风扇、激光器等以及所有离散的和模拟传感器和发射器的装置供电和进行控制，从而能够对机械手工具进行可编程控制并实现状态和状况反馈。

在实施例中，机械手运输单元的独立运动受控的移动器安装在导轨或轨道上并在其上移动(即，线性马达或任何其他类型的基于导轨或基于轨道的独立运动受控的移动器系统)。可替代地，机械手运输单元是磁性驱动表面，并且其独立运动受控的移动器是悬浮片。悬浮片可以以与线性马达类似的方式使用磁悬浮来操作。多个固定线圈可以位于静态片中，并且可移动的永磁体可以位于移动器中。线圈和永磁体布置在水平平面中。片中的线圈是电活性的并且产生电磁场，该电磁场使移动器悬浮在片上方。

主运输单元也可以是线性马达或任何其他类型的基于导轨或基于轨道的独立运动受控的移动器推进系统，或者可选地，它可以包括磁性驱动表面，并且其独立运动受控的移动器(即包装件移动器)是悬浮片。

在根据本发明的另一实施例中，主运输单元和一个或更多个机械手运输单元都包括磁性驱动表面，其中，独立运动受控的移动器是悬浮片。

本发明的另一方面提供如上所述的系统，该系统还包括至少两个机械手运输单元的总成，该总成用于从主运输单元上的组装式包装件的每一侧进行操纵(例如，在主输送单元的每一侧的两对包装件竖立单元)。

在根据本发明的另一实施例中，如上所述，一个或更多个机械手运输单元的布置通过主运输单元设定的俯仰和步调围绕正在运输的组装式包装件可以是水平地向左、向右、竖向地在主运输单元(以及因此在组装式包装件)上方，并且也可以在它们之间的任何倾斜度(即，以在水平之上和水平之下的任何倾斜度处向左或向右，直到在运送中的包装件的路线的竖直上方和竖直下方)，其可以物理地布置成适合。

在根据本发明的另一实施例中，如上所述，具有一个或更多个机械手运输单元，其包括一个或更多个机械手单元，其围绕组装式包装件的主运输单元轨道周围定位，并且组装式包装件被集成到包裹运输平台中的工具作用，同时每个机械手运输单元的一个或更多个机械手单元与在运送中的组装式包装件相对或横跨该组装式包装件进行供给、施加和/或作用(形成包裹)(即，围绕运送的包装件进行供给、施加、作用于左侧和右侧、上角和下角、前侧和后侧和/或边缘、或以其它方式围绕运送的包装件进行操作)，关于运送的组装式包装件建立制造单元。

在根据本发明的另一实施例中，如上所述，在机械手运输单元相对于机器基准和主运输单元的位置是可设定的并且独立移动器的俯仰在机器方向上是可变的的情况下，被组装的包裹的宽度、高度和长度的特殊范围可以适应于机械手单元的相同的工具(末端执行器)。即，制造单元的尺寸(体积)可以被缩放到被组装的包装件的尺寸，使得能够针对给定的机械手工具执行而广泛地应用系统。

本发明的又一方面提供了如上所述的系统，该系统还包括控制系统，该控制系统能够使安装在操纵单元上的移动器的步调和俯仰以及机械手单元工具的动作与在主运输单元上的组装式包装件的运输同步。

主运输单元可以包括单独运动受控的移动器和在单独运动受控的移动器上的工具；其中主运输单元的单独运动受控的移动器上的工具被配置为向所述给定的组装式包装提供包装处理操作，并且其中，所述控制单元使得能够控制操纵单元和所述工具，以同时操纵所述给定组装式包装的材料部件。也就是说，主运输单元也可以具有单独运动受控的移动器。这些移动器(主运输单元的)可以具有工具，并且这些工具可以被配置为向组装式包装提供包装处理操作。

在本发明的一个方面中，主运输单元包括在单独运动受控的移动器上的工具，所述工具向给定的组装式包装提供包装处理操作，并且其中，控制单元能够控制操纵单元，以与主运输单元工具的动作一起同时操纵给定的组装式包装的材料部件。

在本发明的一个方面中，如上所述，所述系统包括多个机械手运输单元，并且其中，所述控制系统还能够控制所述操纵单元，以便同时拾取、操纵和应用在运送中的组装式包装件的包装材料部件和/或在运送中的组装式包装件的包装材料。

本发明的另一方面提供如上所述的系统，并且还包括转换站，转换站用于装载和/或接收和存储不活动的操纵单元和/或用于操纵单元的适配和/或调整。转换站可以是系统的指定区域，其中，操纵单元可以位于该指定区域中，并且避开活动的操纵单元。例如，如果机械手运输单元包括操纵单元围绕其行进的闭环，则转换站可以是闭环外部的平行区段，其中，可以储存不活动的操纵单元，直到它们变得活动并转移到闭环。

本发明的一个方面提供了一种用于组装包装件的组装方法，包括以下步骤：将给定的组装式包装件提供到主运输单元上，供给(拾取、形成、定向和施加)包装材料部件，以及在组装式包装在运送中时使用上述权利要求中任一项所述的系统操纵所述给定的组装式包装件的主包装材料。

本发明的另一方面提供了一种使用如上所述的系统组装包装件的方法，其中，所述操纵包括：i)将一个或更多个材料部件或其一部分移动到给定方向上；ii)旋转组装式包装件或最终组装的包装件；iii)对组装式包装件的材料部件进行加速、减速、附接、插入、按压、保持、缠绕、折叠、打褶、偏移、平移、旋转、推动、按压、倾斜、拉伸、压缩、压塌、竖立、胶合、锁定及这些操作的所有组合。

在实施例中，待操纵的材料部件是基于可折叠的坯料的包装件的一部分。

应当理解，在处理、组装和包装包装件的上下文中，在整个文本中描述的所有方面和实施例、系统、机器和方法同样能够适用于处理任何其他制品的上下文，特别是汽车部件、医疗装置、玩具和消费电子产品。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例的组装和包装系统；

图2示出了根据本发明实施例的机械手运输单元的操纵单元的实施例；

图3示出了根据本发明实施例的组装和包装系统，其包括具有多个操纵单元的机械手运输单元，所述多个操纵单元从顶部对在底部的主运输单元上移动的多个包装进行操作；

图4示出了根据本发明实施例的组装和包装系统；

图5示出了根据本发明实施例的操纵单元的示例；

图6示出了根据本发明实施例的类似于图4所示的系统的配置，包括在一个二级包装上进行操作的多个操纵单元；

图7示出了根据本发明实施例的示例性操纵单元的折叠和封闭装置；

图8示出了根据本发明实施例的用于封闭包装的如图7中所示的操纵单元的示例；

图9示出了根据本发明的实施例的包括在一个主运输单元上执行操作的一个机械手运输单元的系统。

图10示出了根据本发明实施例的操纵单元的另一示例。

具体实施方式

本发明提供了一种组装和包装系统，以及用于对组装式包装件执行一个或更多个组装和包装操作的相关方法。在实施例中，当包件装在运送中时，组装和包装系统对组装式包装执行一个或更多个组装和包装操作。在实施例中，组装和包装系统可以对初级、二级和/或三级类型的包装执行一个或更多个组装和包装操作。

图1示出了根据本发明实施例的组装和包装系统。在示例性环境中所示的本发明的一个方面中，组装和包装系统100包括至少一个主运输单元102和至少一个机械手运输单元104。

主运输单元102包括多个移动器或悬浮片103，用于以独立的、运动受控的、俯仰和步调设置的方式传输每个组装式包装106。包装件在可选地长度可调节的包装支撑平台105上支撑、定位和传输，该包装支撑平台从一个或更多个移动器或悬浮片103安装并且可选地与一个或更多个移动器或悬浮片集成。包裹机械手单元107可以可选地安装在构件上或集成在构件中，该构件支撑平台105离开移动器或悬浮片。该布置使得与动态、同步的支撑平台105长度调节和附接或嵌入的机械手单元107的动作相结合，主运输单元不仅以独立的、运动受控的、俯仰和步调设置的方式传输组装式包装通过制造过程，而且还与任何相邻的三维位置可设置的运输系统上的机械手单元一起参与组装过程。包装106可以是装载有或将要装载有初级容器的二级包装。在实施例中，包装106可以是装载有二级包装或将要装载有二级包装的三级包装。

机械手运输单元104配备有多个独立的、运动受控的移动器或悬浮片108，其进一步与一个或更多个操纵单元110安装或集成。操纵单元110适于操纵二级包装的主包装材料和/或用于拾取、形成、定向、对准、插入、保持、按压和释放附加包装材料部件到存在于主运输单元102处的组装式二级包装件106。在本发明的一个方面中，操纵单元110包括独立的移动器或悬浮片安装的定制工具，该定制工具包括基部；附接到基部202的机械手部分112，其中的任一个可能包括一个或更多个操纵驱动机构和多个电动的和可控制的装置以及反馈传感(感应地或滑轨通电地且双向无线地控制)，并且其中用于临时附接和释放组装式包装件的材料部件的装置位于机械手上和/或基部上。用于临时附接和释放包装件的材料部件的装置可以是接合装置。

在本发明的上下文中，临时附接可以通过各种不同的材料搬运/附接装置获得，例如但不限于夹紧夹持器、抽吸夹持器、伯努利抽吸头、针夹持器、壁虎(范德华力)夹持器、静电或磁性粘附、重复使用的粘附夹持器等。

在本发明的实施例中，机械手单元可以(或可以不)临时连接到包装材料上，并且通过定制工具的适当灵活性，折叠、缠绕、弯曲、成形、拉伸、推动、按压、压缩、打褶、偏移、拉动、旋转、切割、对准、插入、折痕、锁定或以其他方式操纵包装材料部件和/或坯料的目标面板、翼片或特征。

在本发明的实施例中，定制工具的基部可以集成到机械手运输单元的移动器或悬浮片的主体中。

在本发明的一个方面中，所述一个或更多个操纵驱动机构可以包括与马达或致动器的直接联接，并且通过皮带、链轮、链条、轴、线缆、滑轮、齿轮、齿条和小齿轮、联动件、枢轴、滑动件、连杆和/或钟形曲柄装置等的所有方式和组合来执行动力传递。

操纵驱动机构可以由机载马达或致动器驱动，或者经由移动器-移动器或片-片或片-移动器联动件或其任何组合驱动，经由所述两个或更多个移动器和/或悬浮片之间的相对距离的变化来驱动，即经由一个或更多个(移动器-移动器)、(片-片)或(片-移动器)机械联动件、齿条和小齿轮、钟形曲柄、内/外线缆或线缆和滑轮布置来驱动，其中，致动是经由各个节距或所述移动器和/或片中的两个或更多个相对于彼此的动态的受控的变化来实现的。

此外，操纵单元的基部和/或机械手部分上的通电的装置和受控的装置可包括但不限于小型线性致动器和/或旋转致动器、马达、泵、真空泵、压缩机、灯、螺线管、阀、开关、夹持器、电磁体、超声波发生器、振动发生器、加热器、电子冷却器、鼓风机、风扇、激光器等。

在实施例中，操纵单元的基部和/或机械手部分上的通电的和受控的传感器可以包括但不限于数字传感器和模拟传感器；开关(限制、压力/真空、温度、流量、力、位置、速度、加速度/减速度、振动、照明等)；发射器(位置压力/真空、级别、温度、力、流速、速度、加速度/减速度、振动水平、照明强度、颜色等)

每个操纵单元110具有用于在运输中临时附接和释放组装式包装件的材料部件的装置112。在本示例中，用于在运输中临时附接和释放组装式包装件的材料部件的装置112是接合装置。装置112可以包括但不限于夹持装置、夹紧装置、抽吸装置、折叠装置、齿形折叠装置、搬运装置或其任何组合。

在本发明的上下文中，在用于临时附接的装置是抽吸装置的情况下，所需的相对真空可以例如通过真空泵产生并直接施加或通过内置在机械手单元的主体中的真空室施加。激活可以例如由电磁阀触发，并且可以经由真空开关或发射器给出操作反馈，确认成功附接。在实施例中，移动器108仅支撑操纵单元110，或者支撑若干操纵单元110，其可选地适于根据所需的操作不同地执行不同的操作。

在另一实施例中，一个操纵单元110可以由几个移动器108支撑。例如，移动器108相对于彼此的单独移动和支撑一个操纵单元110可以导致操纵单元110移动，例如铰接或缩回。此外，每个操纵单元110可以具有一个或更多个包装装置112。

机械手运输单元104的移动器108上的操纵单元110执行组装和包装操作，例如折叠和按压诸如纸箱的二级包装106的面板，以便封闭纸箱的面板。对于该示例性情况，操纵单元110可以具有一个或更多个装置112，例如抽吸装置和折叠夹持器装置。抽吸装置可以将二级包装106的面板牢固地保持在适当位置，然后折叠夹持器装置可以沿着折叠轴线折叠面板并在折叠的面板上施加小的力以保持面板中的折叠。应当注意，这仅仅是示例性情况，并且操纵单元110可以在运送中或未运送时对组装式二级包装件106执行各种组装和包装操作。

在实施例中，包括移动器108、操纵单元110和装置112的机械手运输单元104的每个模块能够在与主运输单元102相对操作的三维中进行位置设定。

所有独立运动受控的移动器108或机械手运输单元104、主运输单元102的独立运动受控的移动器103、移动器103上的支撑件105上的移动器安装的组装式包装的工具107的动作以及操纵运输单元的移动器108安装的操纵单元110的操纵部分112的铰接处于精确控制的同步运动中，经由滑轨或非接触式感应电源以不受限制、运动不受约束的方式被供电，并且由控制系统经由同样不受限制、运动不受约束的方式通过双向无线通信和无接触位置感测与之通信，以实现期望的无线自动化机器控制。

组装和包装操作包括在组装中通过操纵单元110临时附接和释放二级包装106的材料部件或部分，并且组装和包装操作还可以包括但不限于保持、对准、插入、附接、按压、缠绕、折叠、弯曲、成形、旋转、推动、倾斜、拉伸、压缩、压塌、竖立、锁定、胶合组装式包装件的材料部件，或者将一个或更多个材料部件或其部分沿给定方向移动或移动到期望位置，以及其所有组合。

对于本领域普通技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的含义和范围的情况下，该系统可能需要在包装上执行不同的公知的组装和包装操作，并且本发明的系统能够通过配备有操纵单元的组装运输单元来执行这些公知的组装和包装操作。

本发明能够实现同步的、运动控制的制造操作，该操作包括考虑包装件运输车内的集成工具，围绕运送中的组装式包装件的基部、侧面、角部、前侧和后侧以及边缘以及顶部进行操作。

此外，本发明有助于包装机的模块化和可编程执行，该包装机具有宽的尺寸调节范围(线性驱动器的位置、高度和宽度)、包装系列工具的能力、以及操作顺序的灵活性，操作顺序的灵活性进一步提升包装设计的深刻自由度。

在实施例中，待操纵的材料部件是基于可折叠坯料的包装件的一部分。

机械手运输单元104相对于主运输单元102定位，使得操纵单元110能够对二级包装106执行一个或更多个组装和包装操作。

主运输单元102和机械手运输单元104能够在一个或更多个维度上相对于彼此移动。两个单元都可以包括移动系统，例如导轨或轨道或滑动件或线性马达或机器人，或高架框架或高架机器人，其独立于主运输单元或与主运输单元集成，或者集成在系统框架或机器框架中。

此外，在实施例中，主运输单元102还可以具有一个或更多个独立运动受控的包装件移动器，二级包装件106可以在该包装件移动器上方相对于机械手运输单元104安装和运输。在另一实施例中，主运输单元102还可以具有安装在一个或更多个独立运动受控的包装件移动器上的一个或更多个搬运单元。其中搬运单元可以搬运、定向和传输二级包装件106。在这样的实施例中，搬运装置还可以使二级包装件106相对于主运输单元102和机械手运输单元104以多个方位、角度和位置定向，使得机械手运输单元104的操纵单元110可以从任何和/或所有侧面和维度并且以多个自由度对二级包装件106执行组装和包装操作。

二级包装件106可包括但不限于纸盒、盒子、板条箱等，其中可包装初级容器，例如包括但不限于瓶、罐、小桶、玻璃器皿，促销物品和营销信息可被装入。

在操作中，主运输单元102在运送组装式包装件时利用集成到参与制造过程的包装支撑件105中的工具107传输包装106通过组装过程。机械手运输单元104相对于主运输单元102是位置可调节的。机械手运输单元104传输移动器108，可以被称为操纵移动器108，每个操纵单元110安装在其中的一个或更多个移动器上。每个移动器108安装有操纵单元110，操纵单元110包括基部和操纵部分112。具有包装装置112的操纵单元110对主运输单元102处的单个组装式包装106执行一个或更多个所需的操作。此外，在实施例中，每个操纵单元110具有操纵装置112，操纵装置112可以在3维中操作或搬运或组装二级包装106的元件。此外，为了从二级包装106的每一侧和每个维度进行工作，机械手运输单元104还从相反的方向传输操纵材料部件的一对或更多对操纵单元110。因此，在实施例中，系统100还可以具有两个相对的机械手运输单元104，每个机械手运输单元具有从二级包装106的相对侧(例如，在包裹的左侧或右侧，前角和后角，或前侧和后侧)对二级包装进行工作的相对的成对的操纵单元110，并且其中二级包装106在两个或更多个相对的机械手运输单元104之间运输，其中相对的成对的操纵单元110同时作用在左侧、右侧和/或顶侧和/或前侧和后侧和/或边缘上。

在实施例中，在不脱离本发明的含义和范围的情况下，根据在系统100中执行的组装和包装操作的要求和设计，两个相对的机械手运输单元104可以彼此平行或不平行。

在示例性情况下，一对相对的操纵单元110对在其之间传输的二级包装件106执行组装和包装操作。在另一示例性场景中，两对相对的操纵单元110对在其之间传输的二级包装件110执行组装和包装操作。在一个示例中，作为操纵装置110的两对竖立装置位于主运输单元102上的包裹106的每一侧处，作用于、形成和封闭组装式包装件的每一侧和角部。

此外，二级包装件106可以相对于主运输单元102和机械手运输单元104的操纵单元110以不同的方位、角度、旋转、位置并以多个自由度传输。例如，二级包装件106可以在主运输单元102上以直立位置传输，或者在主运输单元102上以倒置位置传输，或者从可以从机械手运输单元104以倒置位置悬挂，机械手运输单元104相对于主运输单元102位于顶部。在另一示例中，完成组装的包裹可以经由高架传送单元从主运输单元卸载，该高架传送单元具有独立的移动器安装的工具，该工具作用在封闭纸箱的顶部上或者与组装的纸箱搬运箱或篮子的手柄接合(例如，通过高架传送单元经由附接到包裹的顶表面的抽吸垫夹持包裹或者通过接合在包裹或篮子的手柄中的机械手机构从主运输单元运送包裹)。

此外，在实施例中，该系统可以具有一个或更多个机械手运输单元104，其从所有侧面，(例如顶部、底部和两侧)一次或以不同的所需组合包围主运输单元102，以在这些机械手运输单元104之间对主运输单元102上的二级包装件106执行操作。

在另一实施例中，该系统可以具有一个或更多个主运输单元102，该主运输单元从所有侧面(例如顶部、底部和两侧)一次或以不同的所需组合包围机械手运输单元104，使得在机械手运输单元104之间的这一个上的操纵单元110对围绕机械手运输单元104的多个主运输单元102上的多个二级包装件106执行操作。

此外，移动器108和安装的操纵单元110是自动控制的，操纵单元通常是定制的、重量轻的、坚固的、可调节的、电动的和受控的以及动态可编程的工具。

在实施例中，主运输单元102将二级包装件106传输或运送到安装在机械手运输单元104上的操纵单元110。在另一实施例中，机械手运输单元104将操纵单元110传输或运送到主运输单元102上的二级包装件106，用于对二级包装件106执行操作。在另一实施例中，当操纵单元110在组装式二级包装件106处执行一个或更多个操作时，以及当二级包装件106在运送中时，主运输单元102和机械手运输单元104都相对于彼此移动。

在本发明的一个方面中，机械手运输单元104可相对于主运输单元102进行3维移动。在实施例中，机械手运输单元104能够围绕X、Y、Z轴及其所有组合中的一者或更多者平移和/或旋转(通常称为俯仰、偏航和滚动)。

在实施例中，机械手运输单元104能够沿着和/或围绕竖直轴(Z)移动，例如相对于主运输单元102的高度和/或角度对准的可变性，沿着和/或围绕水平轴(X)移动，例如在平行于主运输单元102机器方向的方向上的位置和/或角度对准的可变性，并且沿着和/或围绕第二水平轴(Y)移动，例如在垂直于主运输单元102机器方向的方向上的位置和/或角度对准的可变性。

在实施例中，机械手运输单元104相对于主运输单元102以各种角度或位置放置，并且位置可以以六个自由度设置，使得机械手运输单元104能够在三维和多个自由度上对主运输单元102上的包装件106执行操作。因此，系统100能够实现最大程度的灵活性和动态地将对包装件的包装操作提供到主运输单元102上。

在本发明的实施例中，系统100可以包括至少三个机械手运输单元104，其从至少三个侧面包围主运输单元102，以任何合适的角度(包括00)相对于主运输单元102倾斜，位于距主运输单元102任何合适的距离处，并且相对于主运输单元102在三个维度上独立地移动，从而以最大自由度覆盖围绕主运输单元102的移动。在不脱离本发明的含义和范围的情况下，使系统100在对主运输单元102上的包装件106执行操作时具有巨大的灵活性。

在另一实施例中，系统100可以包括多个主运输单元102，其从至少三个侧面包围机械手运输单元104，以任何合适的角度(包括00)相对于机械手运输单元104倾斜，位于距机械手运输单元104任何合适的距离处，并且相对于机械手运输单元104在三个维度上独立地移动，从而从所有侧面覆盖机械手运输单元104。在这种情况下，主运输单元102可以根据需要以任何方位从任何一侧将包装106运输到机械手运输单元104上的操纵单元110，例如甚至以倒置方位，或者在与机械手运输单元104相关的X维度上传输以一定角度倾斜的包装。因此，在不脱离本发明的含义和范围的情况下，本发明的这些方面给予系统100在对主运输单元102上的包装件执行操作方面的巨大灵活性。

在实施例中，系统100的至少一个或所有部件由控制单元114的中央控制系统114控制，所述至少一个或所有部件包括推进独立移动器103和安装有工具107的移动器103的主运输单元102和/或推进独立移动器108和安装有操纵单元110(安装有操纵装置112)的移动器108的机械手运输单元104。控制单元114可以是用于控制系统100的操作的本地或远程控制装置，并且可以是工业控制器、PLC和/或IPC，其中可以经由任何类型的用户接口装置(例如，智能电话、平板电脑、平板手机等)访问HMI接口。控制单元114可以有线和/或无线连接以控制整个系统100，从而根据需要实现有线通信协议和/或无线通信协议。有线通信协议可以包括但不限于电缆连接、光纤电缆、以太网、LAN等。无线通信协议可以包括但不限于双向短程无线，诸如蓝牙、红外、窄至宽带通信或WLAN、WAN或互联网协议等。

在用于系统100的部件的无线操作控制的实施例中，部件可以配备有用于经由诸如窄至宽带的、低延迟、确定性、通信、WLAN或WAN等的无线通信链路进行无线通信的天线。在这样的实施例中，推进移动器108的机械手运输单元104和/或具有集成包装装置112的操纵单元110可以形成专用无线网络，在该专用无线网络内，操纵单元110可以经由跟随着每个轨道/移动器路线的闭环或虚拟闭环的数据传输电缆进行无线控制。此外，在实施例中，操纵单元110可以在它们自己的专用无线网络内被独立地无线控制。另外，也可以根据所使用的运输单元的类型，对主运输单元和/或机械手运输单元的移动器进行无线控制。

系统100的组件经由例如通信现场总线118的通信信道118与控制单元114双向通信。控制单元114安装有软件应用116，其监测、控制和优化整个系统100的操作，包括主运输单元102、机械手运输单元104及其模块，例如二级包装件106、移动器108、操纵单元110和包装装置112。

软件应用116可以分析机械手运输单元104和主运输单元102的模块的定位测量，并向控制单元114提供整个系统100的优化路径、或定位、或轨道管理功能，以进一步监视和控制系统100的部件的位置和移动。控制单元114还能够使操纵单元110的步调和间距与二级包装106在主运输单元102上的传输的步调和俯仰同步。控制单元114系统还能够控制操纵单元110相对于二级包装件106的相对运动。

同步可以包括移动器或悬浮片相对于组装式包装件的局部平移(随着机械手单元的动作)，从而，在组装式包装在运送中时，工具发生一个或更多个致动和同时平移动作，以实现期望的运动几何形状，并因此在包装材料或完整包裹上产生动作。

此外，同步可以包括移动器或悬浮片组装过程中相对于包装件的局部3维平移和/或旋转(随着机械手单元的动作)，从而，在组装式包装在运送中时，与由一个或更多个移动器-移动器、片-片或片-移动器联动件或其任何组合之间的相对距离的变化驱动的动作的全部或部分相结合地发生一个或更多个致动和同时平移动作。

此外，与一个或更多个传感器通信的软件应用116还可以检测包装装置112的当前位置和布置，并且可以向操纵单元110发信号，以根据二级包装件106的尺寸、形状和设计来适应或改变包装装置112的当前位置和布置。

在实施例中，控制单元114控制机械手运输单元104、操纵单元110和包装装置112相对于二级包装件106的移动。另外，控制单元114还可以控制二级包装件106在主运输单元102上的移动，或者二级包装件106相对于初级容器机械手运输单元或操纵单元的移动。

在实施例中，机械手运输单元104包括在单独运动受控的移动器108上的一个或更多个工具，其向给定的组装式包装106提供包装处理操作，并且控制单元114还能够控制操纵单元110以同时操纵给定的组装式包装106的材料部件。

在实施例中，控制单元114还能够控制操纵单元110、机械手运输单元104的3维运动，以便同时将一个或更多个材料部件提供给给定的组装式二级包装件106和/或同时将包装操作提供给给定的组装式包装106。

系统100还可以包括至少一个主运输单元102和为闭环(包括虚拟闭环)的至少一个机械手运输单元104。

此外，系统100还可以包括转换站，用于从移动器和/或包括安装有工具和/固定装置的移动器的整个移动器接收、调整、储存、交换、检查、测试、适配和插入工具，或将工具接收、调整、存储、交换、检查、测试、适配和插入到移动器和/或包括安装有工具和/固定装置的移动器的整个移动器。

在实施例中，所描述的系统100能够将悬浮在包装件移动器上或在线性开放、闭合或虚拟闭环轨道上驱动的单个二级包装件106传输到多个机械手运输单元104并通过多个机械手运输单元104，其中机械手运输单元104还可以包括在二级包装件106上执行包装操作的一个或更多个机器。

因此，系统100包括具有包装装置112的多个操纵单元110，所述包装装置是可编程的机器人定制工具并且安装在机械手运输单元104的移动器108上。机械手运输单元104可以是位置可调节的线性驱动器。主运输单元102也可以是位置可调节的线性驱动器。机械手运输单元104可以被配置和最佳地控制以在跟随着主运输单元102的运动轨迹的同时在包装件106上进行操作，并且因此与在主运输单元102处被操作的包装件106一起行进。

在实施例中，系统100是包括多个系统100的机器，并且主运输单元102是通过多个系统100的连续运输单元。

在实施例中，系统100中的所有软件控制的组件可以被重新编程和交换或升级，以适合于正在被操作的大范围(系列)的二级包装件106，从而确保系统100保持相关并且适合于优化的性能。

在本发明的另一实施例中，主运输单元102还可以磁性地驱动一个或更多个独立运动受控的包装件移动器，其中每个包装件移动器以非接触方式与主运输单元102磁性耦合。在该实施例中，主运输单元102也是感应控制的并且可以具有电线圈，而包装件移动器可以配备有永磁体，用于在主运输单元102和包装件移动器之间产生电磁场。因此，在由主运输单元102的电磁线圈和包装体移动器中的永磁体产生的电磁力的作用下，包装件移动器在主运输单元102上以飞行运动的方式自由地移动。包装件移动器用作悬浮片以保持二级包装件106用于传输。

在实施例中，机械手运输单元104可以用感应电缆实现，感应功率通过移动器108从该感应电缆传输到操纵单元110。

图2示出了根据本发明实施例的机械手运输单元104的操纵单元110的实施例。操纵单元110的实施例200示出了操纵单元110，其包括基部202；机械手部分204，其附接到基部202并且可围绕基部202旋转；旋转驱动机构206，其驱动机械手部分204的旋转；以及用于临时附接和释放组装式包装件106的材料部件的装置112，其位于机械手部分204上。

操纵单元110安装在移动器108上，移动器进一步安装在机械手运输单元104中。在实施例中，操纵单元110还可以包括感应功率拾取单元，操纵单元110可以经由该感应功率拾取单元从感应电源电缆接收功率，感应电源电缆跟随着其上安装有操纵单元110的移动器的轨道/路径。

在实施例中，操纵单元110还可以包括无线装置(无线客户端)，该无线装置使得操纵单元110及其组件能够经由与一个或更多个无线客户端(发射器接收器装置)无线通信的主发射器接收器装置与控制系统进行无线机器控制通信。

在另一实施例中，操纵单元110还可以包括无线装置(客户发射器接收器)，该无线装置具有安装在无线主设备的辐射电缆天线附近并与其直接相对的天线，跟随着其上安装有操纵单元110的移动器的轨道/路径。

机械手部分204可充分旋转，以在相对于组装式包装件106在一定角度上改变临时包装材料附接/接合装置112的位置。机械手部分204可以具有用于在单个包装106上执行各种包装操作的一个或更多个装置112。在实施例中，整个机械手部分204连同附接到其上的装置112可在宽范围的角度和位置方位中旋转，并且能够相对于基部202以及移动器108围绕X、Y、Z轴中的一个或更多个及其所有组合倾斜或旋转。在另一实施例中，机械手部分204是固定的，而附接到其上的装置112是可旋转的，并且能够相对于机械手部分204以宽范围的角度和方位围绕X、Y、Z轴及其所有组合中的一个或更多个倾斜或旋转。

在另一实施例中，机械手部分204可以沿着竖直轴(Z)相对于基部202和移动器108移动，沿着机器方向上的水平轴(X)相对于基部202和移动器108移动，以及沿着垂直于机器方向的第二水平轴(Y)相对于基部202和移动器108移动。因此，机械手部分204可以移动得更靠近和更远离基部202和移动器108，或者相对于基部202和移动器108以任何角度移动。

在另一实施例中，如上所述，整个操纵单元110在运转中能够相对于移动器108运动和旋转。

此外，机械手部分204相对于基部202和移动器108移动和旋转的能力归因于驱动机构。驱动机构包括在机械手部分204和基部202之间并且进一步在基部202和移动器108中的驱动机构。该驱动机构可以包括任何类型的致动机构，该致动机构包括但不限于直接驱动器(马达和/或致动器)的任何组合和/或经由联动件、枢轴、滑动件、齿轮和/或齿条和小齿轮传动装置、线缆、滑轮和/或线缆和护套布置、或杠杆和/或钟形曲柄布置的动力传动装置，其由机械手单元上的马达或致动器直接或间接地驱动，或者通过改变由任何致动单元动力传动装置连接的两个或更多个所述独立运动受控的移动器之间的相对距离来驱动。

另外，还存在用于驱动机械手部分204的装置112的驱动机构。机械手部分204的运动中的力被传递到装置112的驱动机构，以最终驱动装置112。装置112的该驱动机构包括适于在装置112对二级包装件106的部件或部分执行包装和组装操作时将力保持在二级包装件106的材料部件上的机构。该驱动机构可以包括任何类型的致动机构，该致动机构包括但不限于直接驱动器(马达和/或致动器)的任何组合和/或经由联动件、枢轴、滑动件、齿轮和/或齿条和小齿轮传动装置、线缆、滑轮和/或线缆和护套布置、或杠杆和/或钟形曲柄布置的动力传动装置，其由机械手单元上的马达或致动器直接或间接地驱动，或者通过改变由任何致动单元动力传动装置连接的两个或更多个所述独立运动受控的移动器之间的相对距离来驱动。

因此，装置112经由该驱动机构附接到机械手部分204，并且可相对于机械手部分204旋转或在多个维度和多个自由度上移动。

在实施例中，用于装置112的驱动机构附接到机械手部分204，并且用于机械手部分204本身的驱动机构由包括在操纵单元110中的致动装置(例如致动马达)致动。该致动装置可以经由感应电源电缆从机械手运输单元104接收电力，该感应电源电缆跟随着其上安装有操纵单元110的移动器的轨道/路径。

例如，装置112可包括具有吸盘的折叠装置，所述吸盘夹持(暂时地)并折叠包装106的面板。具有吸盘的折叠装置经由一系列铰接且可旋转的连杆、臂、桨或构件连接到机械手部分204(或操纵单元110的基部202)。这些铰接的且可旋转的连杆、臂、桨或构件为折叠装置112提供驱动和连杆机构。因此，具有吸盘的折叠装置可以在任何所需方向、任何所需方位和任何所需维度上旋转和移动。

为了折叠包装106的面板，折叠装置中的吸盘可以夹持和保持面板，而折叠装置可以旋转和折叠面板，这是由于其由于一系列铰接和可旋转的连杆、臂、桨或构件而旋转。折叠装置可以沿着折叠线折叠面板。此外，可以通过具有吸盘的折叠装置在折叠面板上施加小的力，使用一系列铰接和可旋转的连杆、臂、桨或构件的联动机构，以将折叠保持在适当位置。

此外，在折叠动作中或为了在包装106上执行任何其它组装和包装操作，具有操纵单元110的装置112的机械手部分204临时附接和释放正在运送的组装式包装106的材料部件或部分。

在实施例中，装置112和机械手部分204以及它们各自的驱动机构可以经由感应电源电缆从机械手运输单元104接收电力，该感应电源电缆跟随着其上安装有操纵单元110的移动器的轨道/路径。

图3示出了根据本发明实施例的组装和包装系统100，其包括具有多个操纵单元110的机械手运输单元104，所述多个操纵单元从顶部对在底部的主运输单元102上移动的多个包装106进行操作。示例性环境300示出了系统100的布局，其包括承载诸如纸箱的两个包装106的一个主运输单元102；以及一个机械手运输单元104，其具有从顶部对包装106进行操作的两个操纵单元110。在实施例中，主运输单元102和机械手运输单元104可以彼此平行或不平行。应当注意，图3仅是示例性图示，并且在不脱离本发明的含义和范围的情况下，系统100可以包括用于以不同的其他方式对包装106执行操作的不同的其他示例性环境。

布局300中的操纵单元110可以在单独的包装106上一起操作，或者可以各自单独地在单独的包装106上操作。

图4示出了根据本发明实施例的组装和包装系统100。示例性环境400示出了包括彼此相对的两个机械手运输单元104的布局400，其中每个机械手运输单元104具有多个操纵单元110。由于两个机械手运输单元104的相对配置，操纵单元110也彼此相对。在图4的本示例中，在两个相对的机械手运输单元104之间是运输包装106的主运输单元102。

在图4中，在实施例中，两个相对的机械手运输单元104可以位于主运输单元102的顶部和底部，覆盖包装106的顶侧和底侧。在另一实施例中，两个相对的机械手运输单元104可以定位在主运输单元102的两个相对侧，覆盖包装106上的两个相对侧。

在又一实施例中，两个机械手运输单元104可以彼此平行或不平行。因此，两个机械手运输单元104可以定位在主运输单元102的两个相邻侧，覆盖包装106上的两侧。

在图4的本示例中，两个相对的机械手运输单元104的两个相对的操纵单元110从顶部和底部对在主运输单元102上移动的多个包装106进行操作。也可以是图4的情况，两个相对的机械手运输单元104的两个相对的操纵单元110从两个相对侧对在主运输单元102上移动的多个包装106进行操作。

布局400中的操纵单元110可以在单独的包装106上一起操作，或者可以各自单独地在单独的包装106上操作。

图5示出了根据本发明实施例的操纵单元110的示例。操纵单元110的示例500可以是用于在系统100中竖立和成形包装106的竖立和成形操纵单元110。竖立和成形操纵单元110附接到或集成到移动器108的主体中的基部，并且从移动器108或经由跟随着安装有操纵单元110的移动器的轨道/路径的感应电源电缆接收电力。

操纵单元110还包括用于操纵单元110及其部件或零件的无线通信和无线控制的无线客户端装置。无线客户端装置也可以外部连接到操纵单元110。

此外，操纵单元110(基部和/或操纵部分)可以包括一个或更多个包装临时附接和/或接合装置112，例如包括但不限于吸盘502、折叠机构延伸部504，并且还可以具有可嵌套的包装支撑面，例如齿梳等，以在由操纵单元的操纵部分进行成形时支承、引导、限制或以其他方式控制包装材料的任何弯曲、挠曲或变形。此外，诸如铰接机构506的联动机构包括在操纵单元110中，用于连接和旋转装置112。

此外，操纵单元110包括驱动机构，例如用于连接和移动和/或旋转操纵单元110的整个机械手部分204的钟形曲柄机构508，整个机械手部分204包括装置112。钟形曲柄机构508由诸如致动马达的致动装置致动。该致动装置可以经由移动器108从机械手运输单元104接收电力。

对于本领域技术人员显而易见的是，在不偏离本发明的含义和范围的情况下，操纵单元100可以具有一个或更多个任何类型的用于组装和包装二级包装件的组装和包装装置112，其具有连接并围绕操纵单元110旋转装置112的任何类型的联动机构，以及可以驱动联动机构的任何类型的驱动机构，而不限于图5所示的那些。

图6示出了根据本发明实施例的系统100的配置，类似于图4所示，包括在一个包装106上操作的多个操纵单元110。示例性环境示出了包括彼此相对的两个机械手运输单元104的布局600，其中每个机械手运输单元104具有多个操纵单元110。操纵单元110可以是图5的示例中的竖立和成形操纵单元110。

由于两个机械手运输单元104的相对构造，竖立和成形操纵单元110也彼此相对。在两个相对的机械手运输单元104之间将是传输包装106的主运输单元102。

在布局600中，竖立和成形操纵单元110可从包装106的两个相对侧操作，例如包装106的顶部和底部，或包装106的两个相对的右侧和左侧。

图7示出了根据本发明实施例的用于折叠和封闭如图7所示的二级包装件的面板的示例性操纵单元110的折叠和封闭装置。示例700示出了示例性折叠和封闭操纵单元110的折叠和封闭装置702，其包括在铰接机构706处连接的铰接构件704，该铰接机构又由驱动机构驱动。为了夹持二级包装件106以在包装件106上执行组装和包装操作，铰接构件704中的一个或两个可以具有夹持装置708。夹持装置可以包括但不限于吸盘。

在实施例中，这种折叠和封闭操纵单元110附接到移动器108上，并且从移动器108接收电力，或者经由包括在操纵单元110中的感应电力拾取单元接收电力，感应电力供应电缆跟随着其上安装有操纵单元110的移动器的轨道/路径。

封闭操纵单元110包括用于封闭(例如)纸箱的顶板的装置112。装置112可以是折叠和封闭装置702。折叠和封闭装置702可以具有在铰接机构706处彼此连接的两个铰接构件704。两个铰接构件706可以围绕铰接机构706相对于彼此以一定角度旋转。在实施例中，围绕两个铰接构件704之间的铰接机构706的旋转角度可以在0度至180度之间变化。在另一实施例中，围绕两个铰接构件704之间的铰接机构706的旋转角度可以从0度到360度变化。

此外，封闭操纵单元110可包括驱动铰接机构706的驱动机构。驱动机构可以包括任何类型的致动机构，其包括但不限于直接驱动器(马达和/或致动器)的任何组合和/或经由联动件、枢轴、滑动件、齿轮和/或齿条和小齿轮传动装置、线缆、滑轮和/或线缆和护套布置、或杠杆和/或钟形曲柄布置的动力传动装置，其由机械手单元上的马达或致动器直接或间接地驱动，或者通过改变由任何致动单元动力传动装置连接的两个或更多个所述独立运动受控的移动器之间的相对距离来驱动。两个铰接构件704可以附接到驱动机构，因此驱动机构可以围绕铰接机构706移动和旋转铰接构件704。

驱动机构可以从包括在封闭操纵单元110中的致动马达接收动力。

因此，致动马达可以根据封闭面板的要求驱动驱动机构，该驱动机构又使铰接构件704围绕铰接机构706旋转。因此，当被铰接构件704中的任何一个或两个夹持时，包装106的任何面板可以由于由驱动机构产生的力而被折叠或封闭或打开，该驱动机构行进到铰接构件704以使它们围绕其铰接机构706移动和旋转。

图8示出了根据本发明的实施例的实现如图7所示的用于封闭系统100中的二级包装106的操纵单元110的示例的示例性环境。图8示出了步骤800，其示出了对其之间的一个二级包装件106进行操作的两个相对的封闭操纵单元110。在实施例中，二级包件装106可以由主运输单元102从顶部保持。在步骤800中，封闭操纵单元110中的一个的折叠和封闭装置702折叠和封闭二级包装106的顶板。从图8中可以看出，铰接构件704(a)、704(b)中的一个已经夹持二级包装件106的一侧以在封闭时牢固地夹持，并且铰接构件704(b)已经通过使用驱动机构围绕铰接机构相对于夹持铰接构件704(a)旋转到一定角度。由此，封闭二级包件装106的顶部面板。在实施例中，在封闭面板之后，旋转并封闭面板的铰接构件704(a)退回到其原始位置。原始位置可以在直立位置与夹持铰接构件704(b)成180度对准，或者它可以在夹持铰接构件704(b)的顶部上平行对准。原始位置可以在任何位置，并且角度不限于如这里所解释的。

在实施例中，如图7所示，示例性封闭操纵单元110可具有多个铰接构件704，用于在包装106上执行夹持、折叠和封闭操作。

图9示出了根据本发明的实施例的包括在一个主运输单元102上执行操作的一个机械手运输单元104的系统100的示例性环境。在示例性环境900中，系统100与上面图3中所示的类似地工作。这里的系统100在示例性环境900中具有一个机械手运输单元104，其具有多个操纵单元110，这些操纵单元从顶部对在底部的主运输单元102上传输的多个二级包装件106进行操作。在示例性环境900中，操纵单元110折叠和封闭包装106的面板。

布局900中的操纵单元110可以在单独的包装106上一起操作，或者可以各自单独地在单独的包装106上操作。

此外，在系统100的实施例中，如图5至图9所示，二级包装件106可以在主运输单元102上相对于主运输单元102和机械手运输单元104的操纵单元110两者以不同的方位、角度、旋转、位置和多个自由度运输。例如，二级包装106可以在主运输单元102上以直立位置运输，或者在主运输单元102上以倒置位置运输，或者从可以相对于机械手运输单元104位于顶部的主运输单元102以倒置位置悬挂。

对于本领域技术人员显而易见的是，在不偏离本发明的含义和范围的情况下，300、400、600、800和900中的布局可以包括任何类型的操纵单元110，用于从包装106的一侧或所有侧和方向对包装106进行组装和包装操作，覆盖多个维度和多个自由度。

图10示出了根据本发明实施例的操纵单元110的另一个例子。操纵单元110的示例1000示出了装置112，诸如吸盘112。具有这种装置112的操纵单元110配备有一对基部202，每个基部安装在运动受控的移动器上，其中一对基部彼此附接，同时配备在机械手运输单元104上。一对基部以及一对移动器通过联动机构1002彼此连接，例如一系列铰接且可旋转的连杆、臂或构件(联动件)。这些铰接的且可旋转的连杆1002为移动器提供驱动和连杆机构，并最终驱动装置112。

在本实施例中，通过将连接的一对移动器108彼此靠近和远离地移动，可以沿着轴线上下驱动抽吸装置112。通过利用联动机构1002来执行移动器108朝向和远离彼此的这种移动。此外，为了使用这种抽吸装置112夹持包装106的面板，抽吸装置112可以夹持并保持面板，并且由于其由于一系列铰接且可旋转的连杆的驱动，可以夹持/搬运/拾取面板。装置112可以夹持/搬运/拾取面板。而且，可以通过具有吸盘的装置112使用一系列铰接且可旋转的连杆的联动机构在面板上施加小的力，以将面板保持在适当位置。

对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的含义和范围的情况下，为了驱动一个操纵单元110的一个或更多个装置112，可以存在一个操纵单元110，其安装在一对连接的移动器108上，或者安装在两个以上的连接的移动器108上，这两个以上的移动器可以通过联动机构彼此连接。在图10中，支撑和致动操纵单元110的操纵部分的联动装置被布置成使得机械手部分保持平行于两个移动器上的基部202，而机械手部分在z轴上的高度(偏移)通过经由其上安装有基部的两个移动器的俯仰的变化来改变两个基部的相对俯仰而变化。在图10的替代实施例中，通过适当的联动件将操纵部分安装到三个或更多个移动器上，不仅可以执行沿着垂直于移动器轨道的z轴的偏移，而且还可以执行附接装置接近包装材料的角度，因为其上安装有操纵单元的移动器组沿着操纵运输单元的轨道行进。对于本领域技术人员来说还可以显而易见的是，在不脱离本发明的含义和范围的情况下，可以存在一个或更多个操纵单元110，其安装在一对连接的移动器108上，或者安装在可以经由联动机构彼此连接的多于两个的连接的移动器108上，以便驱动一个或更多个操纵单元110的一个或更多个装置112。

有利地，本系统100包括具有智能操作和受控的装置112的操纵单元110，并且独立于移动器108的动态精度而被致动。而且，具有装置112的操纵单元110可以在不在移动器108上施加外部(致动)负载的情况下被致动。具有装置112的操纵单元110还可以提供自动化反馈感测(状态、达到的限制、故障、状况监测)。

另外，具有装置112的操纵单元110可以执行各种动作(不仅仅是一次致动)，并且可选地同时执行它们。它们还可以通过安装有微型移动器108的液压泵(例如液压致动器)而受益于液压的可用性。此外，它们还可以通过安装有压缩机(例如气动活塞)的微型移动器108而受益于气动的可用性，同时还可以通过安装有真空泵(例如吸盘)的微型移动器108而受益于真空的可用性。

此外，具有装置112的操纵单元110可以受益于电力、动力的可用性，例如包括和利用诸如马达(步进马达、伺服马达、AC/DC)的部件；线性致动器；螺线管；(例如，用于加热、冷却、超声波、激光的)电动装置；机载本地控制系统(本地逻辑)；(用于振动、压力、温度、位置、距离等的)反馈传感器(DIO、AIO)；以及用于状态和状况监测的反馈。

具有装置112的操纵单元110还可以具有板载微处理(向中央控制系统114指示和报告)，并且可以是动态灵活的、可调节的、可优化的(响应AI/机器学习优化)

另外，具有装置112的操纵单元110还可以具有独立于线性驱动马达功率、移动器和工具+有效载荷重量的响应时间

具有带有装置112的操纵单元110的系统100可以独立于移动器-移动器接近而操作，并且移动器可以灵活地与其他移动器的动作同步。

系统100的具有装置112的操纵单元110可以是操作特定的、逐个包的、运动轮廓调节的/致动优化的。此外，它们可以激活和控制各种不同的材料搬运/附接装置，诸如(例如)夹紧夹持器、抽吸夹持器、针夹持器、壁虎(范德华力)、电磁粘附。

具有装置112的操纵单元110也是自调节的和高度可适应的。它们也可以通过可编程的更换站来调整/定位在线性驱动器的轨道周围的一个或更多个位置处。此外，它们也可以是灵活的、变速运动控制的，并且与其他机载动作以及其他工具上的动作同步。

而且，具有装置112的操纵单元110可以安装在一个或更多个移动器108上(例如，用于附加的重量承载能力)，并且可以与移动器-移动器致动的关节结合使用。

具有装置112的操纵单元110也可以与外部凸轮结合使用(如果出于例如动力/冲程的原因，我们是最好的解决方案)。此外，它们可以被配置用于手动、半自动或自动定制工具交换，其可以包括无工具转换、自动ID(通过例如RFID)并与安装在移动器上的位置和安全保持工具集成，并与移动器机载服务(例如电力、控制、气动、液压、真空)连接。

Claims (15)

1.一种用于处理组装式包装的系统，包括：

主运输单元；以及

具有至少一个操纵单元的机械手运输单元，所述操纵单元安装在至少一个独立运动受控的移动器上，并且适于操纵存在于所述主运输单元处的组装式包装件的材料部件，其特征在于，所述操纵单元包括接合装置，所述接合装置用于临时接合正在被运送的组装式包装件的材料部件。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述接合装置用于临时附接到正在被运送的所述组装式包装件的所述材料部件和从正在被运送的所述组装式包装的所述材料部件释放。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统，其中所述操纵单元适于对所述包装材料部件进行拾取、折叠、形成、成形、缠绕、弯曲、拉伸、推动、按压、施力、偏移、压缩、打褶、拉动、旋转、切割、折痕、刻痕、压塌、插入、对齐或锁定或其任何组合。

4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，包括用于驱动所述操纵单元的操纵驱动机构，所述操纵驱动机构包括任何类型的联动机构、枢轴、滑动件或钟形曲柄，所述任何类型的连杆机构、枢轴、滑动件或钟形曲柄由所述机械手单元上的马达或致动器驱动，或者通过改变所述独立运动受控的移动器中的至少两个独立运动受控的移动器之间的相对距离来驱动。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述操纵单元包括：

基部，

机械手部分，其附接到所述基部并且能够围绕所述基部旋转，

其中，所述操纵驱动机构具有驱动所述机械手部分的旋转的旋转驱动机构，并且其中，所述接合装置位于所述机械手部分上和/或所述基部上。

6.根据上述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述机械手运输单元输送一对或更多对所述操纵单元，所述一对或更多对所述操纵单元从相反方向或从各个方向操纵所述材料部件。

7.根据上述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述操纵单元被无线控制和/或无线供电和/或位置感测。

8.根据上述权利要求中任一项所述的系统，包括至少两个机械手运输单元的总成，所述至少两个机械手运输单元的总成用于从所述主运输单元上的所述组装式包装件的每一侧进行操纵。

9.根据上述权利要求中任一项所述的系统，包括控制系统，所述控制系统能够使所述操纵单元的步调和俯仰与所述组装式包装件在所述主运输单元上的输送同步。

10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述主运输单元包括单独运动受控的移动器和在所述单独运动受控的移动器上的工具；其中，所述主运输单元的所述单独运动受控的移动器上的所述工具被配置为向给定的所述组装式包装提供包装处理操作，并且其中所述控制单元使得能够控制所述操纵单元和所述工具以同时操纵所述给定的组装式包装的材料部件。

11.根据上述权利要求中任一项所述的系统，包括多个所述机械手运输单元，并且其中所述控制系统还使得能够控制所述操纵单元，以同时操纵所述给定的组装式包装的材料部件。

12.根据上述权利要求中任一项所述的系统，还包括转换站，所述转换站用于装载和/或接收和储存不活动的操纵单元和/或用于所述操纵单元的适配和/或调整。

13.一种用于组装包装件的方法，包括以下步骤：将给定的组装式包装件提供到主运输单元上；以及使用上述权利要求中任一项所述的系统操纵所述给定的组装式包装件的材料部件。

14.根据权利要求13所述的用于组装包装件的方法，其中，所述操纵包括：

i)将一个或更多个材料部件或其一部分移动到给定方向上，

ii)旋转所述组装式包装件或最终组装的包装件；

iii)对组装式包装件的材料部件进行加速、减速、附接、插入、按压、保持、缠绕、折叠、打褶、偏移、平移、旋转、推动、按压、倾斜、拉伸、压缩、压塌、竖立、胶合、锁定及这些操作的所有组合。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，待操纵的所述材料部件是基于可折叠的坯料的包装件的一部分。

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