CN1197753A - 按要求排列方向包装多个小物件的自动包装机 - Google Patents

Abstract

一种自动包装机将按要求方向排列的小物件,如包糖的口香糖插入盒子。先将该小物件扫入置于运料机板上的各贮料器的格子。然后将此格子在具有缝的插料盘之上反转,该缝是接收小物件而不破坏此合乎要求的排列方向的。整个盘插入盒子,而后从盒中抽出。靠近所述的缝形成一隆起部,以便在该盘插入此盒的同时将面对小物件的盒的一侧提高,从而在小物件和盒子之间几乎无摩擦,这还有助于保持合乎要求的排列方向。在抽出此盘时小物件受阻,使之以要求的排列方向置于盒底上。

Description

按要求排列方向包装多个 小物件的自动包装机

本申请是取代1996年5月24日申请的S.N.60/018,296先前申请的正式申请，它本身又是1996年5月16日申请的先前申请S.N.60/017,757的部分延续。

本申请涉及一种自动包装机，尤其是涉及将以要求的排列方向排列的小物件置于容器内的机器。

糖包覆的口香糖(如以“CHICLETS”为商标出售的)是使用本发明的机器包装的小物件的例子。为便于表述起见，在下文中将这些，及类似的物件统称为“小物件”。

这些小物件的特点之一是它们应以整齐有序的，并列的方向置于盒子或其它容器中。它们应被计数，以便每个盒子包含数目正确的物件。操作应柔和，因若处理粗鲁，它们会破裂；比如包在“CHICLETS”上的糖容易破裂。最后是，当该小物件在送往纸板盒的途中用该包装机处理时，在以“CHICLETS”为例子的情况下，少量糖覆层和碎屑会被同时包装。应将这些碎屑从产品流中筛分出去，只将完整的和未破碎的小物件包起来。

另一问题是，传统的包装机是将产品推入盒子或其它容器中的。如果这样地推所述类型的小物件，则它们会丧失其排列方向，使前面的物件排列元序，结果使后面的物件堆起来，而后拥塞或破碎。

其它的问题将会被本领域中的普通技术人员所想见。

因此，本发明的目的在于克服上述问题，及类似的问题。

与本发明的情况一致，小物件的入料流在开始部位被倒入一个料堆。该料堆增高到被传感器监测的程度。由多块顺次排列而每块又具有贮物格子的板构成的运料机在此料堆下通过，从而将该小物件收集在该贮物器中。从那里，该运料机在一扫帚下载带着有贮物器格子的板，该扫帚将该板表面上携载的任何遗落的小物件扫回料堆。这种扫动这使小物件以其在纸盒中将具有的排列方向装入贮物器中。接着将装满的贮物器置于插料盘上的两个槽中，其方式是要保持小物件在贮物器中所具有的排列方向。一道狭窄的光束在插料盘中的小物件上扫过，以使每个小物件反射出光，该光是以一种脉冲发出的。对此脉冲进行计数和分析，以确定在插料盘上小物件的数目正确和排列方向适宜。然后，将带有处于该槽中的小物件的整个插料盘插入盒中。一个脱离器插入此槽中，从而在将该盘从该盒中抽出时将小物件留在盒中。

参阅以下的说明书及与之相关的附图将会最好地理解本发明，其中：

图1是展示本发明的包装机的平面图；

图1A示出波浪状的凸轮导轨，用于在将小物件载入纸盒中之前使之振动就位；

图2是图1的包装机的正视图；

图3A是将小物件推离载带它们的贮物器板的装置的透视图；

图3B是贮物器板的横剖面图，该板举例性地带有两列贯穿两贮物器的小柱，从而保证排出其内的小物件；

图4是图2的包装机的有创造性的端部的放大的正视图；

图5是取自图4的排列方向运料机的背部的透视图；

图6展示了用于将小物件扫入构成排列方面运料机的板中的贮物器，及用于将多余的小物件扫回起始供料流的示例性的两个清扫刷；

图7展示了在运料机绕一链轮运行时，用于捕捉在排列方面的贮料器中的小物件的捕捉/导向器；

图8是沿图7中的8-8线所取的，该捕捉/导向器的主体透视图；

图9是插料盘组件的分解立体图；

图9A是导轨板和插料盘的透视图；

图10是在插入盒中之前的插料盘的透视图；

图11与图9同，但插料盘已伸入盒子；

图12展示了使插料盘伸入和不伸入的凸轮导轨或槽；

图13和14示意性地展示了插料盘中的正确排列方向的小物件满载时的光探测方式。

图1和2示出整个自动包装机，它具有带有凹槽或溜槽24的料斗状的输入部20，用于将小物件运往小物件排列方向为26中的装料机部位。如此处所示，有两个在贮料器由第一料斗装载时未装满的情况下保证装满全部贮料器的这类料斗。已按方向排列的小物件在区段28中被改在插料盘上(图2)。传感器30数出该插料盘中的小物件，从而保证在每个纸盒中置有正确数目的小物件。

纸盒的坯板贮于储料室32中，以使在区段34中形成盒子。在36处，小物件靠在插料盘上，从而可将它们插入已形成的纸盒中。分离器38使小物件在插料盘从纸盒中抽出时留在纸盒中。从那里以常规方式，将纸盒密封，然后排入区段40中。注意，小物件是被载入，而不是推入纸盒中的。

在图4中更详细地展示了排列方向段26。图5以透视的方式展示了排列方向段26。在各图中可用相同的标号标示零件。

开始时，以任何适宜的方式将小物件置于料斗22中。比如使用制造工序的输出端携带产品的运料机。用计量轮42使小物件流入贮料器42中，该轮的转动直到传感器43探测到堆到适当高度的小产品时为止。

为了将小物件以相当于其将在纸盒中所具有的排列方向进行排列，设置了一种装置。尤其是，用与链轮相连的，多块长的，相间而平行的贮料板45(图5)构成了运料机94。每块板都有多个按一定方向排列的贮料穴(贮料器)46，所述的方向与预期在纸盒中的小物件的排列方向一致。在这一点上，贮料器的形状为具有两行、三或六列凹穴六列的格子状，但其它的布局也可采用。该贮料穴可为带有底部开口的框子，从而该框子可保持住小物件，而碎屑，如糖覆层的破碎小块则通过此开口的底落下。其目的在于将单个的小物件的正确的排列方向装入每个贮料器中，然后以相应的排列方向将成行成列的小物件置于纸盒内。

运料机44的取向为相对水平线向上倾斜约12-15°(图4)。此角度是根据小物件的物理特性选择的，以便由重力作用装入贮料器，而且能使多余的小物件滑回在计量轮42处的装料位置。在运料机44上方有三个运料机48、50、52。这些运料机可以不同的速度有选择地驱动，其方向可相反或相同，这取决于包装小物件的需要。这些运料机中的每一个都带有多个以相等间隔隔开的刷子54。这些刷子连在绕链轮58环链56上，并由其载带(图6)。举例来说，图6展示了这类例子54中的两个，它们分别装在运料机48、50上。

刷子54(图4)将未放在贮料器46中的小物件扫去。这些扫动作用还将任何空的贮料器装满及将剩余的小物件移向计量轮42。在运料机48、50之间设有具有相当坚固的叶片的叶轮60，以便帮助清扫可能已堆积在运料机44中的破碎的小物件的碎屑。比如，当该小物件是包糖的口香糖时，此碎屑可能是破碎下来的小块包糖覆层和其一部分。

靠近运料机44的端部，设有从运料机宽度一侧伸展的转动刷62，以便扫去来处于贮料器46中的任何物品。现在，涂贮料器46中的小物件外，在运料机44上不应有任何东西，而且每个贮料器中部应装有正确排列的小物件。

在运料机44的末端(即运料机44对面的装料端)设有转向器64(图7和8)。该转向器系由几个隔开的平行的板，如66，68(图8)构成。这些板靠近得足以形成这样的间隙70，它窄得不使任何有正确排列方向并堆在贮料器46中的小物件通过，而其宽度足以使位于运料机44上的碎屑通过，而且可能使贮料器中排列方向不正确的任何小物件通过。

如在图7中清楚地看到的那样，这些间隔开的板66、68构成了一个中凹的表面，它和运料机44离得很近，足以在板66、68反转时将小物件留在贮料器46中。举例来说，已展示运料机44的单板45穿过了转向器64的凹陷处。展示了两个小物件72、74被间隔的反转向器板66、68留在贮料器76、78中的样子。全部构成运料机44的贮料器板45以类似的方式经过转向器64。当运料机44从转向器64中露出之后，使贮料器板45反转，从而使任何留下来的碎屑在小物件被由转向器板64的端部80伸出的底板持续地保留在原处的同时落下。

在运料机44的对端，有一共用段28，反转的贮料器板45在此处经过，并与由连在环链上的连接的插料盘组件，如插料盘组件88构成的运料机82对准(图9-11)。

图3A和3B展示了轮子91，它具有许多自其表示突出的排列一线的小柱体93，该轮是装在轴95上的，轴本身又是支撑在支承97、97上的。有一对小柱体93的行，在不可分的成对的小柱体间的间距相当于板45中的贮料器46间的间距(图5)。当运料机44载带着轮91下的贮料器板45时，为了将小物件推出贮料器，每个贮料器都被一个小柱体93穿过。比如，图3B展示了分别穿透贮料器46a的小柱体93a、93b。

看图9则可最清楚地理解插料盘组件，该图示出该组件的主要零件，如导轨链板节96和产品插料盘件108。链板节96用螺栓97与另外的固定装置98、100相连，螺栓本身又有利于链板节96与环链运料机82的连接(图4)。链板节96有一位于中心的被相对的侧壁104，106包围长缝102。产品输料件108是一个滑动件，其尺寸能使其在链板节96的侧壁104，106间滑动。滑块110被螺栓111连在插料盘滑动件108上，而且它具有一个在缝102中滑动的，并被其导引的突节113。

在图9中展示了“灵活的销子”，而且它还被展示在现有技术，比如，US 4,856,566的图5和6中。尤其是，销子112在埋在插料盘件108的孔115和滑块110的孔116中的青铜支承座114中上、下滑动。在“灵活的销子”上的两道环缝118、120咬住一个偏斜的弹簧掣子121，它将该销保持在或上升或下降的部位。

图9A详细地展示了产品插料盘的滑动件108。小物件被载于两道缝90、92以便插入纸盒。这些专门设计的产品插料盘对小物件，如“CHICLETS”提供了最有效和最积极的运送。但，为装载其它的小物件也可设置有其它形状的盘。

产品插料盘108的缝是与“CHICLETS”或另外的小物件的三维形状相匹配的。还有，插料盘108的外形与纸盒120的内尺寸相匹配(图10)。因此，插料盘108的外侧的三维轮廓有助于形成此存放盒，它是对将插料盘插入该盒很敏感的矩形。

插料盘108的中央隆起部93比插料盘的进入纸盒的顶表面的其余部分高。升高的隆起部93将其遇到的纸盒的顶板125形成王冠状，以便防止纸盒引起与按一定方向排列的小物件在其插入或离开纸盒时的摩擦或干涉。

图10展示了在滑板96上的，处于回缩位置，并对准纸盒120的开口端的插料盘108。此插料盘108已装了数目正确的小物件。然后它向进入纸盒120的方向移动(图11)，而隆起部93将其顶板125稍微提高，同时随着插料盘载带着载于缝90、92中的小物件。在38处(图1)展示了滑板96和产品插料盘108，它们正向装料处伸出。

将被注意到的是：插料盘上的每个缝90、92(图10)止于凹口122或124处。被运料机皮带125载带的合适的分离器的突起(见图4的121处)进入这些凹口122、124。然后，插料盘108从图11中所示部位回缩至图10中所示部位，同时分离器的突起防止了小物件从纸盒120中移出。这种分离功能将以前在缝90、92中的小物件置于纸盒120中。当插料盘108将小物件留在纸盒120中时，通过其回缩运动而将突起物121从凹口中抽出。

说到另一种方法，每个插料盘组件88(图9)循着一条沿运料机段82的途径而行(图3)。在其中的产品欲被插入纸盒的运料机段38中。整个插料盘组件88被向前推入。在该向前推入位置的同时，装有产品的插料盘108由于在轨板96上的滑动，自回缩位置(图10)移向延伸位置(图11)，然后进入纸盒120。接着抽出空的插料盘108，使之缩回到图10的回缩位置。此后，整个插料盘组件88从图3中所示的38处的向前推入位置缩回。插料盘组件88的前推和回缩运动受“灵活销子”127的控制。轨板96上的产品插料盘108的运动受另一“灵活的销子”112的控制(图9)。

在插入位置38(图1)上游的任何适宜和方便的点，由传感器30(图3，4，12，13)检测缝90，92是否装有数目正确的小物件，如140，146处所示(图13，14)。这种传感器包括发光二极管128，130(图13)，它们将一束窄的光136，138射向小物件。

在这里，小物件是作为“CHICLETS”包糖口香糖，如140展示的，比如，它们有反射光的白色的糖覆层。光电管142、144收集自每片“CHICLETS”口香糖块反射来的光。从每个光电管142、144输出的是一序列脉冲，这如图14(A和B)所示。每个单个的脉冲是由各缝90、92中的单块的“CHICLETS”的反射产生的。

虽然它们通常是均匀成型的有规则地隔开的物体，但为了展示，作为小物件，“CHICLETS”可能成形不规则，随机地间隔，而且可能在该缝中倾斜，因而慎重地画出了图13。比如，图13表明一块“CHICLETS”146是在一个相对其余的“CHICLETS”转子约90°(或大或小)的位置排列的。这种随意的情况以图14A和14B中的脉冲序列被反射出来。因此，比如，两块“CHICLETS”间的大的间隙148(图13)引起光电管142的输出中的两个脉冲间的，相应的宽的间隔150。类似地，交叉状态的“CHICLETS”146在光电管144的输出了产生相应的，宽的脉冲152。

要点在于：传感器30的唯一要求是该脉冲必须适合于计数。因此，该自动包装机数出图14(A和B)的脉冲数，而且知道有两行、每行中有6块“CHICLETS”，进而还知道当盘108插入纸盒时，两块“CHICLETS”将是一块一块相并列的。

当插料盘108到达传感器30时，“灵活销子”112(图3和9)在上升位置。如果光电管142、144(图13)所产生的脉冲序列不具有正确的及合乎要求的脉冲数，则使上升位置中的销子112提供，在此处它被靠在环缝120中的加载弹簧掣子固定。另一方面，若来自光电管的脉冲序列有数目正确的脉冲，则传感器触发线圈153(图9)。随后将“灵活销子”下推，从而将掣子121自缝120中排出，而进入缝118，从而将销子112固定于低位之中。

在处于该低位的同时，销子112循着位于运料机的插入区36(图3)中的凸轮轨154(图12)而行。更详细地说，支座或轮156(图9)与销子112的底158相连，从而它可在凸轮轨154之中及沿其滚动。在凸轮轨的区160中，滚动轴承156使插料盘108向外移动并移入装载区(如于图3中所示)和纸盒之中(图11)。在小物件被装入插料盘92之后和在它们到达纸盒之前，在该区域中灵活销子112的凸轮轨T变成波浪形，从而使插料盘振动得足以将小物件震落到合乎要求的装载位置。

在凸轮轨的区域162中(图12)，分离柱体38(图12)进入凹口122，124(图11)。在凸轮轨的区域164中，滚动轴承156将插料盘108拉出纸盒，并拉回图10的回缩位置。

在凸轮轨的区域166中，凸轮轨的底板向上倾斜，从而将“灵活的销子”112提升到其升高位置，以便下一次运料机将相关的插料盘呈现于传感器30之前。掣子121(图9)猛地卡入缝120中，从而将销112固定在该升高位置中。

以这种方式，该自动包装机每分钟可装高达约500个纸盒(6000“CHICLETS”)。

本技术领域中的普通技术人员将会明了按本发明所作出的改进。因此，后附权利要求应覆盖落入本发明的范围和精神之中的全部等同结构。

Claims (11)

1.一种自动包装机，它包括将小物件输入装载位置的位置、按要求的方向排列此小物件的装置，所述的排列装置包括一种限定出多个单个开口的格子结构，在每个开口中放有单个的所述小物件，所述的格子结构还包括多个贮料器，每个所述的贮料器是一带有开口底的框子、用于在所述贮料器卸载时穿过所述开口底，以保证从中排出小物件的装置、将所述小物件插入纸盒的插料盘装置，将来自所述的排列装置的按方向排好的小物件放在所述插料盘装置上，同时保持所述要求方向的装置、将所述插料盘装置从所述纸盒中抽出，同时阻止所述小物件被带出，借此使所述小物件以所述的合乎要求的排列方向被置于所述纸盒内的装置。

2.如权利要求1所述的机器，其中所述的插料盘装置具有至少一条位于其表面上的槽缝，在将所述的盘装置插入纸盒时，所述的小物件放在至少一条槽缝中，该盘还具有于其表面上的并且与所述缝平行的隆起部，它用于将邻近所述小物件的所述纸盒的一侧升高，以便使所述的升高侧和在所述缝中的所述小物件之间在所述的插入过程中基本上无摩擦。

3.如权利要求2所述的机器，其中所述插料盘装置的所述表面有至少两条平行隔开的所述的槽缝，位于所述的至少两条槽缝间的所述隆起部。

4.如权利要求1所述的机器及将所述小物件扫入各自相关的所述开口及将多余的所述小物件扫出所述盘装置的所述刷子装置。

5.如权利要求4所述的机器，其中所述盘装置有缝，它与所述的开口位置相一致，从而可使所述的小物件从所述的格子结构运往所述的缝而不干扰所述的合乎要求的布置。

6.如权利要求5所述的机器和使在所述插料盘中的所述小物件以波浪形的运动移动，从而将其震成合乎要求的排列方向的布置。

7.如权利要求5所述的机器及邻近所述缝的，用于在所述盘装置位于所述纸盒中的同时使所述纸盒一侧升高的隆起部。

8.如权利要求5所述的机器及照射所述小物件的光源，感应从所述小物件反射的所述光的光检测器装置，和促使或阻止所述盘装置插入所述纸盒，从而使所述小物件仅在其于所述盘装置中有正确数目时才插入所述纸盒的响应所述光检测器的装置。

9.如权利要求1所述的机器，其中所述的将所述小物件放在所述插料盘上的装置包括在所述排列装置反转的同时将所述小物件留在所述排列装置中的多块平行隔开的板，使所述的反转过来的排列装置与所述的插料盘装置成面对面状态的装置，所述的平行的板间隔足够地近，以便将所述小物件按所述的合乎要求的排列方向保持，而间隔的宽度足以使碎屑在处于所述反转位置的同时从所述排列布置中落下。

10.如权利要求1所述的机器及对所述插料盘上的所述小物件计数的装置、响应正确的计数而选择性地使所述插料盘移入所述纸盒的装置、及响应不正确的计数而阻止所述插料盘移入所述纸盒的装置。

11.如权利要求10所述的机器，及具有上和下位置的销子、响应正确计数而使所述销子位于第所述位置的装置、响应不正确的计数而使所述销子位于第二所述位置的装置，及仅位于所述位置之一的，所述销子后面的凸轮轨，它用于控制所述的移动及插料盘，借此控制使所述插料盘选择性移动的装置及阻止其移动的装置。

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