CN1882485A - 装填和/或清空装有物品和/或需要装入物品的容器的设备及运送容器的操作装置 - Google Patents

装填和/或清空装有物品和/或需要装入物品的容器的设备及运送容器的操作装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可装填和/或清空装有物品和/或需要装入物品的托盘(13)的设备，主要包括：至少一个操作装置(11)，可在存储箱(15、16、17、18)和改变托盘(13)装填水平的装置(12、14)之间，运送已经装有物品和/或需要装入物品的托盘(13)；至少一个改变托盘(13)装填水平的装置(12、14)；和至少一个存储箱(15至18)，可容纳已装有物品和/或需要装入物品的托盘(13)，其特征在于，所述设备(10)设置成封闭单元，使得操作装置(11)被至少一个改变托盘装填水平的装置(12、14)和至少一个存储箱(15至18)以腔室方式包围。

Description

装填和/或清空装有物品和/或需要装入物品的容器的设备 及运送容器的操作装置
技术领域
本发明涉及一种装填和/或清空装有物品和/或需要装入物品的托盘的设备，主要包括：至少一个操作装置，用于在存储箱和可改变托盘装填水平的装置之间运送装有物品和/或需要装入物品的托盘；至少一个可改变托盘装填水平的装置；和至少一个存储箱，用于容纳装有物品和/或需要装入物品的托盘。此外，本发明还涉及一种操作装置，具体是作为上述设备组成部分的操作装置，其主要包括：操作臂，设计成可以若干自由度运动；夹送件，可活动地安装在操作臂的自由端；和至少一个直线导轨，带有可在直线导轨上移动的搬运件、托盘的保持件、以及使搬运件移动的驱动器。
背景技术
这种类型的设备和操作装置可以用于烟草加工工业。由于各种原因，通常必须将物品从加工生产线卸下并在稍后的时间重新放回生产线。举例来说，过滤嘴在连接到烟丝条或类似的物品前必须进行硬化。在另一个实例中，多余的香烟必须临时贮存起来。为此，过滤嘴、烟卷或其它物品在装填工位放入托架，即所谓的托盘中，然后用操作装置运送到存储箱中。当要将暂存在托架中的物品重新放回到生产线时，必须将托架从存储箱中取出并输送到卸料工位。
对于已知的设备，存储箱布置在改变托盘装填水平的装置区域，设备是敞开式设计，因此即使在设备工作过程中也可以接触操作装置。存储箱以及可改变托盘装填水平的装置也设置成，操作装置必须经过很长的输送距离来完成复杂的循环。已知的用于传递托盘的每种操作装置只能用于专门的托盘。
已知设备的缺点是，首先，必须要有相当大的移动距离才能将托盘从存储箱传递到改变托盘装填水平的装置，再传送回来，这会降低产量，也就是输送的物品生产能力。而且，敞开的设备对于操作人员是一个相当大的安全隐患。已知的传送托盘的操作装置的缺点是，只能在有限的范围内使用或者在结构上必须十分精密，以便能够适用于各种不同形状和尺寸的托盘。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种结构紧凑而又普遍适用的设备，它易于操作而且十分安全。本发明还有一个目的是提供一种易于操作而且普遍适用的操作装置。
这个目的的实现首先是通过上文中所提到的这种设备，所述设备设计成封闭单元，使得操作装置被至少一个改变托盘装填水平的装置和至少一个存储箱以腔室方式包围。通过形成封闭的腔室，可提供十分紧凑同时又很安全的设备，从而确保传递托盘时的运输距离很短。因此，可以缩短托盘更换时间。
所述存储箱朝着操作装置的内侧最好是可关闭的，这是通过将每个存储箱与能够选择开启或关闭的托架间隔件相连接来实现的。由于这种结构，可确保设备工作时能够更换存储箱。因此存储箱与实际腔室是分开或隔开的，从而能够防止意外接触操作装置。
操作装置最好设计成是通用的，能够在背离敞开存储箱的侧面的平滑局部表面夹持托盘。这使得能够灵活地应用设备，不必受托盘形状和设计方案的限制。
而且，本发明的目的还可通过具有上文中所提到特征的操作装置来实现，其中夹送件设计成，能够在背离存储箱的侧面的平滑局部表面夹持托盘。因此能够确保灵活应用操作装置，这基本上与普通托盘的构造和形状无关。
夹送件最好是在朝向托盘的侧面具有推动托盘和/或使托盘滑动的部件。因此，可以省去额外的夹送件和/或紧固件，从而简化操作装置的结构。而且，这种设计能够以十分简单的方式使操作装置具有通用性。
在本发明的优选实施例，夹送件具有至少一个，优选是两个吸盘，其具体用于拉出托盘，而且还具有至少一个，优选是两个缓冲件，其具体用于推进托盘。利用吸盘和缓冲件，运送的托盘只须满足最低的要求，即每个普通托盘具有很小的接触表面，因此能够用操作装置运送所有形状的普通托盘，不会造成额外的结构成本。
附图说明
通过所附权利要求和说明书，可对本发明的其它特征和优点及实施例了解更加清楚。下面将借助于附图更详细地介绍本发明的优选实施例。附图中：
图1是根据本发明的带有四个存储箱的设备的透视图；
图2是根据本发明的设备的某些部分的透视图；
图3是清空托盘的装置和装填托盘的装置构成的单元；
图4是图1设备的顶视图；
图5a，5b分别是沿侧后方和侧前方看去的停靠在托架间隔件的小车的透视图，其中托架间隔件是打开的；
图6a，6b是从侧后方和从侧前方看去的与托架间隔件分开的小车的透视图，其中托架间隔件是关闭的；
图7是三层小车的透视图，每层具有七个托盘间格；
图8是带有三个容器的容器小车的透视图；
图9a，9b，9c分别是存储箱的正视图、侧视图和顶视图；
图10a，10b，10c与图9a至9c的存储箱的视图相同，但存储箱下面有无人驾驶运送车；
图11是夹送件的放大视图；
图13a，13b是图12夹送件的顶视图和侧视图，带有从容器中取出的托盘；
图14是从侧前方看去的夹送件的透视图；
图15是图14夹送件的侧视图；
图16是夹送件的细部图；
图17是在运送托盘过程中的夹送件的透视图；
图18示出了夹送件的还有一个实施例；
图19示出了夹送件的还有一个实施例；
图20是图15夹送件的局部顶视图；
图21是图15夹送件的侧视图；
图22是图19夹送件的侧视图，其中托盘刚被释放，和
图23a，23b是夹送件另外实施例的顶视图和侧视图，带有可移动的支承件。
具体实施方式
所示设备用于清空、装填和贮存可装有物品或者需要装入物品的托盘。作为通用夹送系统的操作装置构成所述设备的一部分，并用来在设备各个组成部分之间传递托盘。
图1示出了设备10，其基本上包括中央操作装置11、清空托盘13的装置12、装填托盘13的装置14、以及四个存储箱15、16、17、18，装置12和13以及存储箱15至18通过围板19相互连接，形成工作腔20。操作装置11设置在工作腔20内因而与外界隔离。工作腔20大体上形成独立腔室，其中的操作装置11能够以若干自由度移动、转动或作其它运动。作为选择方案，清空和装填托盘13从而改变托盘13装填水平的装置12，14的数目以及存储箱15的数目可以变化。
存储箱15至18设计成朝着操作装置11或工作腔20的内侧是可关闭的。为此，与每个存储箱15至18相联的是托架间隔件，比可关闭的。为此，与每个存储箱15至18相联的是托架间隔件，比如可以设计成卷门21、22、23、24。卷门21至24在打开后可以重新关闭，使存储箱15至18与工作腔20分开。在图1中，卷门21是打开的，而卷门22至24是关闭的。存储箱15至18可以连接到托架间隔件或卷门21至24，如果有必要的话，可以重新分离，使得能够更换存储箱15至18。存储箱15至18可以固定于卷门21至24的框架25、26、27、28，使得能够确保牢固地定位，尤其是在设备10的工作过程中。固定是通过布置在框架25至28侧面的板条29、30来进行(可参见图5a和5b)。板条29、30可绕枢轴转动，而且当板条29、30绕枢轴向外转动时，可在切向和正交于卷门21至24开启方向进行固定。
装置12和14相邻布置。在清空托盘13的装置12前面是上皮带台31和下皮带台32。皮带台31用来存放满的托盘13并将它们输送至装置12。皮带台32用来存放在装置12清空的托盘13，并将它们从装置12运走。类似地，装填托盘13的装置14设有上皮带台33和下皮带台34，其中皮带台33用来存放空的托盘13，并将它们输送至装置14，而皮带台34用来存放在装置14装满的托盘13并将它们从装置14运走。皮带台31至34全都朝着同一方向，这使得托盘13能够横向其纵向长度输送，即托盘13的宽边在前面。
在图示实施例中，与装置12和14相关联的是两对存储箱15、16以及17、18。存储箱15和18与装置12或14偏置90°。这意味着托盘13在存储箱15和18与在皮带台31至34上的取向是相同的。存储箱16和17与存储箱15和18偏置90°，而且相对于装置12、14，位于操作装置11的另一侧。装置12和14可分别设计成所谓“顶端式装填”，从上面存取托盘13，或者设计成“前端式装填”，从前面或侧面存取托盘13。
存储箱15至18可以选择是固定或移动的。固定的存储箱比如可以是具有容纳托盘13的间格35的固定框架。在未示出的另一个实施例中，固定容器布置在搁架式存储器中，还可以设有皮带台，用于将托盘运送至操作装置11夹送区域。图5至10示出了不同的移动存储箱15至18。图5a示出了称作托盘小车的小车36。小车36在框架25的区域连接到卷门21并用板条29、30固定。卷门21是打开的(参见图5b)。图6b示出了卷门21的关闭状态。在图6中，小车36与卷门21脱开。卷门21可以处于不同的状态，即，首先处于图6b所示的完全关闭位置。在此位置可以将小车36移开或者驶入新的小车36。接着，卷门21的下缘可以大致齐平地靠在小车36上(参见图5b)，于是小车36可以开始工作。在还有一个位置(未示出)，卷门21的下缘被向上移动至极限。这一位置用于中断设备10的工作，以便能够进入腔室或工作腔20。
小车36(可参见图7)有三层37、38、39，每一层设有七个间格35。间格35具有略微倾斜的底部40以防止物品从部分敞开的托盘13中掉出。而且，间格35设计成，操作装置11能够接触布置在间格35中的托盘13的底侧，即朝向底部40的侧面。
图8示出了容器小车，在所示实施例中的容器小车41具有三个容器42。容器42可拆卸地安装或固定在容器小车41上。容器42中的间格35设计成，操作装置11不能接触布置在间格35中的托盘13的底侧，于是托盘13只有在部分拉出之后才能支承。
图9和10示出了存储箱15至18的其它实施例。其中所示的存储箱构建成与小车36类似的托盘框架43，其区别在于，脚轮被支柱状的脚柱44替代。脚柱44的高度可允许无人驾驶或无人操纵的运送系统45移动到托盘框架43下面以更换托盘框架43。从图9a和10a还可以看出，每个间格35中设有对应于倾斜底部40的导轨46。
操作装置11具有通用结构，托盘13能够在背离敞开的存储箱15至18的侧面的平滑局部表面上夹持住。通常每个托盘13在背离存储箱15至18的表面上具有至少一个细小接触面，能与夹送件接合。下面，将更加详细地介绍作为设备10的组成部分的操作装置11。
操作装置11主要由操作臂47和夹送件48组成。操作臂47以常见的方式制造，能够以若干自由度沿直线方向移动和绕枢轴转动。夹送件48可活动地安装在操作臂47的自由端49上。夹送件48本身主要包括框架状的直线导轨50、可移动的搬运件51、以及托盘13的保持件52。此外，夹送件48还具有使夹送件48作直线和旋转运动的驱动器53。
直线导轨50大致上是U形的。因此，轨道54两端可以具有两个框架件55和56，从轨道54开始向下延伸。搬运件51可以在轨道54上移动，用于吸住和从存储箱15至18中拉出托盘13以及将托盘13推入存储箱15至18。夹送件48以这样的方式构造，能够在背离存储箱15至18的侧面的平滑局部表面夹持住托盘13。为此，夹送件48设有推进和/或拉出托盘13的部件。拉出托盘13的部件设计成吸盘57。两个吸盘57最好在朝向托盘13的侧面间隔开布置，而且在搬运件51上一个吸盘位于另一个吸盘上方。推进托盘13的缓冲件58连接到各吸盘57，因此在搬运件51上设有两个隔开布置的缓冲件58，其中一个位于另一个的上方(可参见图15)。吸盘57连接到未示出的吸气管道。缓冲件58用弹性材料制成，具有几乎刚性的结构。
搬运件51设有支承托盘13底部的支承件59。在图15，支承件59可以是固定的，并沿与吸盘57及缓冲件58相同的方向从搬运件51延伸。然而，支承件59也可以设计成能够移动或者能够屈服(可参见图12b)。移动的支承件59是弹簧加载的，而且在屈服位置时克服弹簧力缩回到吸盘57和缓冲件58的后面(图12b)。在支承位置(比如参见图13b)，支承件59位于托盘13的底部60下面。
在夹送件48，搬运件51朝向托盘13的一侧最好设有至少一个传感器61。最好设有若干个，比如三个传感器61。传感器61可以用来测定托盘底平面以及托盘后壁平面的位置。此外，夹送件48还设有至少一个监视机构，优选是摄像机62。摄像机62布置在保持件52，能够确保监视托盘13的容纳物以及容纳物状态(可参见图16)。
从图16中还可以看出，保持件52包括可由压力缸64移动的压力板63。压力板63用于在运送过程中固定托盘13。托盘13在运送过程中夹在压力板63与条杆65之间，另外托盘13与条杆65相对的一侧还支承在支承件59上。压力板63在功能上与另一个同样也由压力缸64驱动的板66相连。板66用于固定托盘13里面的物品。
在图19所示的另外实施例中设有若干个摄像机67，用于检测托盘13里面的物品是否产生不希望的运动以及进行光学质量控制。为此摄像机67布置在所要运送的托盘13上方，使得能够从上面进行检查。
下面介绍本发明方法的主要原理，尤其是从存储箱15至18中取出托盘13的操作过程。当把容器小车41用作存储箱15至18时，从容器42的间格35中取出可以是满的托盘13的夹送件48放置在间格35的前面。吸盘57进入间格35。支承件59在这种情况下克服弹簧力缩回，因此在这种进入状态下支承件59起到限位件的作用。于是夹送件48能够进入间格35而不会与间格35的底部40抵触(比如参见图12b)。当托盘13至少部分从间格35中拉出时，由于弹簧力支承件59移动到托盘13的底部60下面(比如参见图13b)。从间格35中完全取出的托盘13接着由操作臂47移动到清空托盘13的装置12的区域。当仍然在夹送件48中的托盘13放置到皮带台31上方时，夹送件48张开，于是释放对托盘13的固定作用以及主要由支承件59提供的支承作用。图23示出了正好在传送到皮带台31之后或者刚好从下皮带台32接收空的托盘13之前处于打开状态的夹送件48。夹送件48的闭合按照与打开相反的顺序进行。
利用带有固定的不可移动支承件59的夹送件48从小车36中取出托盘13的过程如下。图14示出了夹送件48在带有托盘13的间格35前面的搜索运动。利用传感器61可测定托盘底平面以及托盘后壁平面的位置(参见图15)。当夹送件48被准确地放置在间格35的前面时，夹送件48朝托盘13的方向前进，直至支承件59移动到间格35内托盘13的底部60下面，于是托盘13靠在支承件59上。通过缩回夹送件48，将托盘13从间格中拉出。在图16中，托盘13已经部分从间格35拉出，且只有远端支承在间格35的底部40上。当托盘13拉出时，支承在条杆65上并由框架件56导向(为了清楚起见图16中的框架件56省去)。同时用摄像机62检查托盘13中物品的位置以及托盘13的整个清空过程。托盘13在运送过程中由其自身的底部60定位。后侧壁受横向导轨之间板的挤压(还可参见图20中的横截面)。前侧壁由吸盘57吸持并由固定支承件59从下面支承。图21示出了运输状态下的带有固定支承件59的夹送件48。当夹送件48已到达皮带台31上方卸下托盘13的位置时，放下托盘13然后夹送件48张开。为此，压力板63松开并略微提起。托盘13位于皮带台31上。搬运件51从托盘侧壁移开且操作装置11开始反向运动，但其运动范围小于搬运件51的运动范围，于是夹送件48打开。现在操作装置11可以绕枢轴转动并按照相反的工作顺序接收另一个托盘13。

Claims (24)

1.一种设备，用于装填和/或清空可装有物品和/或需要装入物品的托盘(13)，主要包括：至少一个操作装置(11)，用于在存储箱(15、16、17、18)和改变所述托盘(13)装填水平的装置(12、14)之间运送已装有物品和/或需要装入物品的托盘(13)；至少一个可改变所述托盘(13)装填水平的装置(12、14)；和至少一个存储箱(15至18)，可容纳已装有物品和/或需要装入物品的托盘(13)，其特征在于，所述设备(10)设计成封闭单元，使得所述操作装置(11)被至少一个可改变托盘装填水平的装置(12、14)和至少一个存储箱(15至18)以腔室方式包围。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备(10)，除了四个存储箱(15至18)外，还具有清空所述托盘(13)的装置(12)，和装填所述托盘(13)的装置(14)，通过围板(19)连接成环形腔室，形成工作腔(20)，所述操作装置(11)布置在所述工作腔(20)内。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述存储箱(15至18)朝着所述操作装置(11)的内侧是可关闭的。
4.根据权利要求1至3中任何一项所述的设备，其特征在于，所述每个存储箱(15至18)与能够选择开启或关闭的托架间隔件相连接。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述存储箱(15至18)能够与所述托架间隔件连接或分开。
6.根据权利要求4或5所述的设备，其特征在于，所述托架间隔件构建成卷门(21、22、23、24)。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述存储箱(15至18)可以固定于所述卷门(21至24)的框架(25、26、27、28)。
8.根据权利要求1至7中任何一项所述的设备，其特征在于，所述存储箱(15至18)是固定的或移动的。
9.根据权利要求1至8中任何一项所述的设备，其特征在于，所述存储箱(15至18)具有至少一个容纳所述托盘(13)的间格(35)，优选是具有若干个所述间格(35)。
10.根据权利要求1至9中任何一项所述的设备，其特征在于，所述存储箱(15至18)构建成小车(36)。
11.根据权利要求1至9中任何一项所述的设备，其特征在于，所述存储箱(15至18)构建成容器小车(41)。
12.根据权利要求10或11所述的设备，其特征在于，所述小车(36)或容器小车(41)通过可枢轴转动地布置在所述框架(25至28)的板条(29、30)固定在所述卷门(21至24)的区域。
13.根据权利要求1至12中任何一项所述的设备，其特征在于，所述操作装置(11)设计成通用的，能够在背离敞开的所述存储箱(15至18)的侧面的平滑局部表面夹持所述托盘(13)。
14.一种操作装置，具体是权利要求1至13中任何一项所述设备的组成部分，主要包括：操作臂(47)，设计成可以若干自由度运动；夹送件(48)，可活动地安装在所述操作臂(47)的自由端(49)；和至少一个直线导轨(50)，带有可在所述直线导轨上移动的搬运件(51)、所述托盘(13)的保持件(52)、以及使所述搬运件(51)移动的驱动器(53)，其特征在于，所述夹送件(48)设计成，能够在背离所述存储箱(15至18)的侧面的平滑局部表面夹持所述托盘(13)。
15.根据权利要求14所述的操作装置，其特征在于，所述夹送件(48)的朝向所述托盘(13)的侧面具有推动所述托盘(13)和/或使所述托盘(13)滑动的部件。
16.根据权利要求14或15所述的操作装置，其特征在于，所述夹送件(48)具有至少一个，优选是两个吸盘(57)，其具体用于拉出所述托盘(13)。
17.根据权利要求14至16中任何一项所述的操作装置，其特征在于，所述夹送件(48)具有至少一个，优选是两个缓冲件(58)，其具体用于推进所述托盘(13)。
18.根据权利要求17所述的操作装置，其特征在于，所述各吸盘(57)和/或缓冲件(58)布置在所述搬运件(51)的朝向所述托盘(13)的侧面。
19.根据权利要求14至18中任何一项所述的操作装置，其特征在于，在所述搬运件(51)设有支承所述托盘(13)底部(60)的支承件(59)。
20.根据权利要求19所述的操作装置，其特征在于，所述支承件(59)是可移动的。
21.根据权利要求20所述的操作装置，其特征在于，所述支承件(59)是弹簧加载的。
22.根据权利要求14至21中任何一项所述的操作装置，其特征在于，在所述搬运件(51)的朝向所述托盘(13)的侧面设有至少一个，优选是若干个传感器(61)。
23.根据权利要求14至22中任何一项所述的操作装置，其特征在于，在所述夹送件(48)，优选是在所述托盘(13)的保持件(52)区域，设有监视所述托盘(13)的容纳物以及容纳物状态的监视器。
24.根据权利要求14至23中任何一项所述的操作装置，其特征在于，至少所述托盘(13)的保持件(52)区域设有至少一个额外固定件，用于所述托盘(13)和/或用于所述托盘(13)的容纳物。
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