CZ37047U1 - Linka pro řazení propisek v předtiskové přípravě - Google Patents

Description

Linka pro řazení propisek v předtiskové přípravě

Oblast techniky

Technické řešení se týká automatizace manipulace drobných předmětů, konkrétně řazení propisek do předloh vhodných k vložení do tiskového stroje.

Dosavadní stav techniky

V provozech, které se věnují sériovému zpracování drobných předmětů, jako je například potisk propisek, je základní vstupní podmínkou uspořádání produktů tak, aby mohly být strojově zpracovány.

V současném stavu techniky se podobné práce svěřují lidským pracovníkům, což pro výrobce značí personální náklady, omezenou rychlost práce, tedy omezenou produktivitu výroby, a taktéž riziko lidských chyb.

Proto se v podobných provozech stále častěji přistupuje k automatizaci práce, která je však omezena vlastnostmi rozpoznávací a manipulační soustavy. Pro každý konkrétní druh činnosti je pak potřeba sestavit nový stroj na základě konkrétních požadavků.

Konkrétně v případě předtiskové přípravy propisek je nutné, aby stroj uměl propisky separovat po jednom kusu, aby je uměl poskládat do tiskové šablony ve správné orientaci a také aby byl schopen pracovat s různými typy propisek.

Bylo by vhodné představit stroj, který splňuje všechny tyto požadavky.

Podstata technického řešení

Uvedené problémy řeší linka pro řazení propisek zahrnující pohon, řídicí jednotku linky, zásobník, dávkovač, držákový dopravník, robot s uchopovacím ramenem, kamerový systém robota, zásobník tiskových šablon pro seřazené propisky, vakuový podavač tiskových šablon a dopravník tiskových šablon vyznačující se tím, že zásobník zahrnuje deskový vyhazovací mechanismus pro jednu propisku, přičemž zásobník je ve směru deskového vyhazovacího mechanismu připojen k dávkovači, který zahrnuje hradlo a oponu pro podání právě jedné propisky do právě jednoho držáku umístěného na držákovém dopravníku, u jehož opačného konce je umístěn robot s uchopovacím ramenem a kamerovým systémem, přičemž koncovka uchopovacího ramene robota zahrnuje snímač vzdálenosti, v dosahu ramene robota je dále zařazen dopravník tiskových šablon se zásobníkem tiskových šablon s vakuovým podavačem, přičemž dopravník tiskových šablon je osazen optickým senzorem pro úpravu polohy tiskové šablony na dopravníku tiskových šablon.

Propiska postupně projde uvedená stanoviště. Operátor linky propisky stochasticky vloží do zásobníku, který zahrnuje deskový vyhazovací mechanismus, díky kterému je do dávkovače přenesena vždy právě jedna propiska. Zásobník je nakloněn směrem k dávkovači pro usnadnění pohybu propisek. Výhodně je zásobník vibrační, což dále napomáhá posunu propisek v zásobníku.

Deskový vyhazovací mechanismus je tvořen dvěma nebo více deskami, které přiléhají ke stěně zásobníku, jež sousedí s dávkovačem. Desky se pohybují nahoru a dolů v předdefinovaném schématu. V prvním kroku sjedou desky společně do spodní úvratě, kde vytvoří úžlabinu mezi dnem zásobníku a stěnou zásobníku, do které se skulí jedna až tři propisky. V druhém kroku desky vyjedou nahoru do polohy 2-4 cm pod horní úvratí poslední desky, která přiléhá ke stěně zásobníku, přičemž nesou propisky na svých hranách, tedy horních stěnách. Horní úvrať poslední desky je

- 1 CZ 37047 U1 níže, než je hrana stěny zásobníku. V dalším kroku zůstane první deska na místě a zbylé desky se posunou výše. Tento krok se opakuje, dokud se na svou horní úvrať nedostane poslední deska. Tímto pohybem desky vynesou jednu nebo až čtyři propisky z jinak neuspořádané zásoby propisek. Postupným vysouváním desek směrem nahoru, kdy deska směřovaná dovnitř zásobníku se zastaví a zbytek se pohybuje směrem nahoru, se zmenší základna opory propisek a přebytečné propisky tak odpadají. V posledním kroku je poslední deska vysunuta prudkým pohybem nahoru nad úroveň hrany stěny zásobníku, čímž je nesená propiska vyhozena z prostoru zásobníku. Přebytečné propisky propadnou otvorem po skluzavce nebo spadnou zpět do zásobníku propisek.

Propiska dopadá do vstupní zóny dávkovače, která je nakloněná směrem k dávkovači. Dávkovač zahrnuje dávkovací mechanismus a vstupní zónu tvořenou skluzavkou, po které propiska bez většího tření sklouzne k dávkovacímu mechanismu. Propiska sklouzne k oponě dávkovače, což je zarážka deskovitého tvaru s vertikálním otevíráním a šířkou větší, než je délka propisky. Před oponou dávkovače je zarovnávací hradlo, které propisku ležící rovnoběžně s oponou zarovná k jedné stěně dávkovače. Pod výstupem dávkovače je připravený držák, což jsou alespoň dva úchyty s prizmatem zabezpečujícím dostatečný úchop propisky. Po zarovnání propisky hradlem a zvednutí opony propiska propadne výstupním otvorem do držáku. Prostor, který obsluhuje hradlo, je snímán senzorem. Ve chvíli, kdy propiska opustí prostor hradla, deskový vyhazovací mechanismus připraví další propisku a držákový dopravník se posune o jednu pozici a přiveze pod výstupní otvor prázdný držák.

Držák je tvořen alespoň dvěma úchopy a je na svých bočních stranách doplněn utahovacím mechanismem, který sevře propisku na obou koncích, tedy ze strany hrotu i ze strany opačného konce. Utahovací mechanismus tvoří na jedné straně kluzná rotační spojka, na druhé straně servomotor. Utahovací mechanismus zajistí utažení propisky a natočení do správné polohy kolem podélné osy propisky.

Držákový dopravník postupně dopraví propisku k robotu, jehož uchopovací rameno přenese propisku do tiskové šablony položené na dopravníku tiskových šablon.

Tiskové šablony jsou ploché desky s otvory či prohlubněmi pro položení propisek. Šablony jsou uloženy v držáku tiskových šablon a jsou přemisťovány pomocí vakuového podavače na dopravník tiskových šablon. Po položení tiskové šablony na dopravník tiskových šablon kamerový set robota naskenuje polohu otvorů pro propisky a vygeneruje si jejich souřadnice. Uchopovací rameno robotu poté dle souřadnic z kamerového systému překládá propisky do jednotlivých otvorů z držáku na dopravníku propisek. Kamerový systém je systém provádějící optickou detekci zahrnující kamerový set. Kamerový set je soustava hardwarových součástí a zahrnuje alespoň jednu kameru a řídicí jednotku.

Po naplnění tiskové šablony propiskami je šablona odeslána do výstupní zóny dopravníku, kde ji odebere operátor linky.

Výhodně linka zahrnuje bezpečnostní scanner pro detekci pohybu v pracovní zóně uchopovacího ramene robota spojený s řídicí jednotkou linky. V případě, že se v zóně definované vzdálenosti od pracovního prostoru uchopovacího ramene pohybuje operátor, typicky kvůli vložení tiskových šablon do zásobníku, řídicí jednotka linky zastaví uchopovací rameno a spustí zásobník tiskových šablon do spodní polohy vhodné pro plnění. Pro aktivaci pokračování programu linky musí operátor zmáčknout tlačítko mimo zónu definované vzdálenosti od pracovního prostoru uchopovacího ramene.

Výhodně linka zahrnuje kamerový systém zásobníku, který snímá prostor horní úvratě deskového vyhazovacího mechanismu a kontroluje barvu a tvar propisky. Řídicí jednotka je na základě těchto dat schopna nastavit program pro konkrétní typ propisky. Pokud by zásobník propisek nadávkoval více než jednu propisku, kamerový systém poskytne řídící signál, aby systém dávkoval mimo

- 2 CZ 37047 U1 držáky propisek na dopravníku. Propisky mimo držáky jsou v dalším procesu zpracování ignorovány a propadají do zásobníku za dopravníkem propisek.

Výhodně je mezi deskovým vyhazovacím mechanismem a vstupní zónou dávkovače zahrnut otvor se skluzavkou pro vyloučené propisky. Skluzavkou je myšlena nakloněná hladká ohraničená plocha, která propisku ve skluzu směřuje do zásobní nádoby. V případě, kdy deskový vyhazovací mechanismus nabere více než jednu propisku, není schopen je vyhodit dostatečně daleko a takové propisky pak propadnou mezerou do zásobní nádoby. Operátor linky pak propisky ze zásobní nádoby vloží zpět do zásobníku.

Výhodně je systém doplněn o kamerový systém držákového dopravníku, který snímá propisky v držácích na držákovém dopravníku. Před tím, než propiska doputuje od dávkovače k robotu, je postupně provedeno několik operací s propiskou. Propiska je dotažena utahovacím mechanismem držáku pro případ, že by byl spoj uvolněný. Povrch propisky je zkontrolován kamerovým systémem. Orientace propisky je zkontrolována kamerovým systémem. Natočení ouška propisky je zkontrolováno kamerovým systémem. Propiska je natočena do požadované polohy. Tyto operace se provádí v době, kdy dopravník s držáky propisek stojí a čeká na podání další propisky. Mechanismy jsou tedy uspořádané podél držákového dopravníku v prostoru mezi dávkovačem propisek a robotem, který správně zorientované propisky překládá do tiskových šablon. Výstupem tohoto snímání je řídící signál linky nebo upozornění pro operátora linky. V případě, že je detekována poškozená propiska, řídicí jednotka předá robotovi informaci, robot tuto propisku neuchopí a propiska na konci dráhy držákového dopravníku vypadne do zásobní nádoby pod dopravníkem. Kamerový systém taktéž odesílá řídicí jednotce robota informace o orientaci propisky.

Objasnění výkresů

Podstata technického řešení je dále objasněna na příkladech jeho uskutečnění, které jsou popsány s využitím připojených výkresů, kde na:

obr. 1 je znázorněn znázorněna linka na řazení propisek;

obr. 2 je znázorněn detail zásobníku a dávkovače;

obr. 3 je znázorněn detail dávkovače;

obr. 4 je znázorněn detail držáku;

obr. 5 je znázorněn prostor robotu s tiskovou šablonou položenou na dopravníku tiskových šablon; a obr. 6 začátek dopravníku tiskových šablon se zásobníkem tiskových šablon.

Příklady uskutečnění technického řešení

Uvedená uskutečnění znázorňují příkladné varianty provedení technického řešení, která však nemají z hlediska rozsahu ochrany žádný omezující vliv.

Technické řešení bude dále objasněno na příkladech uskutečnění s odkazem na příslušné výkresy.

Příkladem uskutečnění je linka 1 pro řazení propisek 13 pro předtiskovou přípravu.

- 3 CZ 37047 U1

Linku 1 tvoří rám s kabelovými žlaby a prostorem pro pohon linky 1, řídicí jednotku linky, skříň robota 5, kompresor stlačeného vzduchu pro pohyb pneumatických částí a vývěvu pro vakuový podavač 16.

Linka 1 zahrnuje několik částí, kterými propiska 13 postupně během řadicího procesu projde. Propisky 13 jsou na začátku bez třízení vloženy do vibračního zásobníku 2 a pomocí deskového vyhazovacího mechanismu 8 jsou samostatně po jednom kusu odesílány do dávkovače 3, který zajistí, že do jednotlivých držáků 12 držákového dopravníku 4 je podána vždy jen jedna propiska 13.

Zásobník 2 je pasivně vibrační, nesený pružinami. Vibrace jsou způsobeny pohybem deskového vyhazovacího mechanismu 8. Zásobník 2 je nakloněn směrem k dávkovači 3, což usnadňuje pohyb propisek 13 směrem k deskovému vyhazovacímu mechanismu 8.

Zásobník 2 zahrnuje pneumatický deskový vyhazovací mechanismus 8, který je v tomto uskutečnění tvořen dvěma pohyblivými deskami přiléhajícími ke stěně zásobníku 2, která sousedí s dávkovačem 3. Hrana stěny zásobníku 2 zasahuje výš než hrany dvou pohyblivých desek. Druhá deska přiléhající ke stěně zásobníku 2 má tloušťku menší než jedna propiska 13 a větší než jedna polovina tloušťky propisky 13. První deska, směřující dovnitř zásobníku 2, má přibližně stejnou, nebo mírně větší tloušťku než druhá deska a pohybuje se taktéž cyklicky nahoru a dolů. V nejnižší poloze jsou obě desky ve stejné výšce nebo níže, než je dno zásobníku 2. Při pohybu nahoru naberou propisku 13, která se gravitací a vibracemi skulí do úžlabiny mezi dnem zásobníku 2 a vnější stěnou zásobníku 2, kterou vytvořily zasunuté pohyblivé stěny. Při pohybu stěn směrem nahoru zůstane první deska níže než druhá deska. Pokud byly deskami nabrány dvě propisky, přebytečná propiska se v tomto okamžiku skulí zpět do zásobníku 2. Druhá deska pak prudkým pohybem vzhůru, nad hranu stěny zásobníku 2, propisku 13 vyhodí do vstupní zóny 14 dávkovače 3. Pohyb desek je realizován pneumatickým pohonem.

Vstupní zóna 14 dávkovače 3 je nakloněná směrem ke vstupu do dávkovače 3, jenž je přepažen oponou 11. Propiska 13 sklouzne vstupní zónou 14 k oponě 11 a pohybem hradla 10 je zarovnána jedním svým koncem k jedné stěně dávkovače 3.

Hradlo 10 je vytvořeno jako zarážka, která je pohybována v příčném směru přes prostor vstupu do dávkovače 3, který zachytí příčně položenou propisku 13 a posune ji ke stěně dávkovače 3. Prostor vstupu do dávkovače 3 zahrnuje optický senzor snímající plochu obsluhovanou hradlem 10. Po usazení propisky 13 pohybem hradla 10 se zvedne opona 11 a propiska 13 vypadává do držáku 12, který je umístěn na držákovém dopravníku 4, a připraven přímo pod výstupem z dávkovače 3.

Výhodně linka 1 zahrnuje otvor pro vyloučené propisky, což znamená, že deskový vyhazovací mechanismus 8 není přímo spojen se vstupní zónou 14 dávkovače 3, ale zůstává mezi nimi otvor se skluzavkou. Skluzavka zajistí šetrnou manipulaci s propiskami z důvodu prevence mechanického poškození povrchu. V případě, že deskový vyhazovací mechanismus 8 nabere více než jen jednu propisku 13, nedokáže je vyhodit dostatečně daleko. Takové propisky 13 pak propadnou otvorem pro vyloučené propisky do zásobní nádoby a poté mohou být operátorem vráceny zpět do zásobníku 2.

Výhodně je linka 1 doplněna o kamerový systém snímající oblast horní úvratě deskového vyhazovacího mechanismu 8, kdy je snímán tvar a barva propisek 13 a řídicí jednotka linky 1 dokáže automaticky nastavit program pro konkrétní typ propisky 13. Kamerový set zahrnuje alespoň jednu kameru a řídicí jednotku s vyhodnocovacím software.

Držáky 12 držákového dopravníku 4 jsou v podobě adekvátně upravených úchopů a prizmat, každý držák 12 drží právě jednu propisku 13. Držákový dopravník 4 je tvořen samostatným řetězovým dopravníkem s unašeči držáků 12 propisek 13 a plastovým vedením řetězového soustrojí.

- 4 CZ 37047 U1

Propisky 13 jsou v držáku 12 uloženy ve správné pozici pro úchop robotem 5, ale nejednotně orientované. Držákový dopravník 4 je přiveze do dosahu uchopovacího ramene 6 robota 5. Držák 12 je dále vybaven utahovacím mechanismem, který uchopí oba konce propisky 13, utáhne její šroubový spoj a natočí ji do definované polohy.

Výhodně je systém doplněn o kamerový systém držákového dopravníku 4, který snímá propisky 13 v držácích 12 na držákovém dopravníku 4 a detekuje špatně orientované nebo poškozené propisky 13 nebo držák 12, který nese dvě propisky 13, případně poškození propisky 13. Informace jsou odeslány řídicí jednotce robota 5 a robot 5 poté tyto propisky neuchopí, nechá je projet na konec držákového dopravníku 4, kde spadnou do připravené nádoby.

Robot 5 má pohyblivé uchopovací rameno 6 s uchopovací koncovkou. Uchopovací koncovka má měřič vzdálenosti, který kontroluje, zda je v držáku 12 přítomna propiska 13. Uchopovací rameno 6 uchopí propisku 13, na základě dat z kamerového setu robota 5 ji orientuje správným směrem a přemístí ji do přichystané tiskové šablony 7 s otvory na propisky 13.

Tiskové šablony 7 s otvory pro propisky 13 jsou uloženy v zásobníku 15 tiskových šablon 7 a jsou vakuovým podavačem 16 automaticky podávány na dopravník 17 tiskových šablon 7. V okamžiku, kdy pohyblivý dopravník 17 tiskových šablon 7 posune tiskovou šablonu 7 na určenou pozici, senzor posílá informaci řídicí jednotce linky 1, která zastaví pohyb dopravníku 17 tiskových šablon 7.

Kamerový systém naskenuje polohu tiskové šablony 7 a vygeneruje souřadnice polohy jednotlivých otvorů v tiskové šabloně 7.

Po naplnění tisková šablona 7 odjíždí na dopravníku 17 tiskových šablon 7 do vyzvedávací zóny, kde ji odebere operátor linky 1 a přesune tiskovou šablonu 7 s propiskami 13 do tiskárny.

Výhodně linka 1 zahrnuje bezpečnostní scanner pro detekci pohybu v pracovní zóně uchopovacího ramene 6 robota 5 spojený s řídicí jednotkou linky 1. Pracovní zóna je zóna v blízkosti uchopovacího ramene 6 a v případě, že scanner detekuje pohyb operátora, zastaví pohyb uchopovacího ramene 6 a sníží zásobník 15 tiskových šablon 7 pro usnadnění doplnění tiskových šablon 7. Operátor musí pro opětovnou aktivaci programu zmáčknout tlačítko 9 umístěné v bezpečné vzdálenosti od pracovního prostoru uchopovacího ramene 6.

Claims (5)

1. Linka (1) pro řazení propisek (13), zahrnující pohon, řídicí jednotku linky (1), zásobník (2), dávkovač (3), držákový dopravník (4), robot (5) s uchopovacím ramenem (6), kamerový set robota (5), zásobník (15) tiskových šablon (7) pro seřazené propisky (13), vakuový podavač (16) tiskových šablon (7) a dopravník (17) tiskových šablon (7), vyznačující se tím, že zásobník (2) zahrnuje deskový vyhazovací mechanismus (8) pro jednu propisku (13), přičemž zásobník (2) je ve směru deskového vyhazovacího mechanismu (8) připojen k dávkovači (3), který zahrnuje hradlo (10) a oponu (11) pro podání právě jedné propisky (13) do právě jednoho držáku (12) umístěného na držákovém dopravníku (4), u jehož opačného konce je umístěn robot (5) s uchopovacím ramenem (6) a kamerovým systémem, přičemž koncovka uchopovacího ramene (6) robota (5) zahrnuje snímač vzdálenosti, v dosahu ramene (6) robota (5) je dále zařazen dopravník (17) tiskových šablon (7) se zásobníkem (15) tiskových šablon (7) s vakuovým podavačem (16), přičemž dopravník (17) tiskových šablon (7) je osazen optickým senzorem pro úpravu polohy tiskové šablony (7) na dopravníku (17) tiskových šablon (7).

2. Linka (1) pro řazení propisek (13) podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje bezpečnostní scanner pro detekci pohybu v pracovní zóně uchopovacího ramene (6) robota (5) spojený s řídicí jednotkou linky (1).

3. Linka (1) pro řazení propisek (13) podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že zahrnuje kamerový systém zásobníku (2), jenž snímá prostor horní úvratě deskového vyhazovacího mechanismu (8).

4. Linka (1) pro řazení propisek (13) podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že mezi deskovým vyhazovacím mechanismem (8) a vstupní zónou (14) dávkovače (3) je otvor se skluzavkou pro vyloučené propisky (13).

5. Linka (1) pro řazení propisek (13) podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že zahrnuje kamerový systém držákového dopravníku (4).