ES1289179U - Estacion de empaquetado - Google Patents

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Abstract

Estación de empaquetado caracterizada por que comprende: - un soporte (1) sobre el que está montada una base (2), basculante alrededor de un eje horizontal (3), sobre la que se dispone una caja (4) que va a ser empaquetada/desempaquetada; - una pared frontal (5) y paredes laterales (6), metálicas, entre las que se genera una zona de lectura en la que se encuentra la base (2); - unas prolongaciones laterales (7) que se extienden desde un extremo superior de las paredes laterales (6), hacia la zona de lectura y una prolongación frontal (8) que se extiende desde un extremo superior de la pared frontal (5) hacia dicha zona de lectura; - unas antenas (9) dispuestas en el soporte (1), orientadas verticalmente, en correspondencia con la pared frontal (5) y con las paredes laterales (6); - unos medios de apantallamiento de la señal de las antenas (9) dispuestos en una sección superior de la pared frontal (5) y de las paredes laterales (6).

Description

DESCRIPCIÓN
ESTACIÓN DE EMPAQUETADO
OBJETO DE LA INVENCIÓN
El objeto de la presente invención se enmarca en el campo técnico de las estaciones de empaquetado y más concretamente presenta una estación de empaquetado que comprende una serie de antenas para lectura y codificación de etiquetas RFID que permite realizar una supervisión en tiempo real de los artículos que están siendo empaquetados.
PROBLEMA TÉCNICO A RESOLVER Y ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Una estación de empaquetado es una instalación, generalmente incluida en una cadena de empaquetado, configurada para que un operario rellene una caja o elemento similar con al menos un producto.
En las estaciones de empaquetado, un operario está dispuesto, generalmente de pie aunque en algunos casos podría estar sentado, en una posición concreta a la que llega una caja que tiene que ser rellenada. En otras realizaciones posibles el operario ya dispone de la caja a rellenar y lo que va recibiendo son diferentes productos para su empaquetado. Un problema que se produce de forma generalizada en las estaciones de empaquetado es que los operarios adquieren malas posiciones corporales, lo cual repercute en la velocidad a la que realizan su trabajo y, en algunos casos, en dolores debido a esa mala higiene postural. Estos dolores pueden derivar posteriormente en bajas médicas, lo cual afecta todavía más a los tiempos y costes de empaquetado. En empresas en las que se realizan empaquetados de manera puntual o de pocos productos esto puede no ser un problema pero en empresas dedicadas, por ejemplo a la logística, estos problemas repercuten en costes muy elevados.
Por otra parte, en muchos casos, los operarios encargados de realizar el empaquetado reciben una gran cantidad de tareas diferentes, con distintos tipos de producto asociados a diferentes cajas (por ejemplo cuando se realiza un envío de una tienda de ropa de venta por internet). En algunos casos es fácil que el operario mezcle diferentes pedidos y esto provoca que las cajas finales lleven en su interior productos que no se corresponden con lo que el usuario había comprado.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La invención se refiere a una estación de empaquetado, que preferentemente se utiliza en procesos de empaquetado manual, y que comprende un sistema RFID integrado para supervisión en tiempo real de los artículos empaquetados. El sistema contrasta cada artículo individual que está siendo empaquetado con el listado teórico del pedido en curso, avisando al operario, por ejemplo de forma acústico-sonora, en caso de que un artículo sea erróneo, haya un artículo no esperado o haya una cantidad excesiva de artículos.
La clave de la estación de empaquetado propuesta es que permite colocar la caja en una posición ergonómica para el operario y, en dicha posición, se consigue reducir significativamente las zonas de no lectura de las etiquetas RFID de los artículos y reducir también las lecturas externas, con lo que se aumenta la fiabilidad de dichas lecturas.
La estación de empaquetado comprende un soporte sobre el que está montada una base que bascula alrededor de un eje horizontal y que está configurada para recibir una caja que va a ser empaquetada/desempaquetada. Gracias al movimiento de basculación la base se eleva por uno de sus extremos para inclinar la caja y orientarla hacia el operario de manera que este pueda trabajar más cómodamente. La estación comprende asimismo una pared frontal y paredes laterales, metálicas, entre las que se genera una zona de lectura en la que se encuentra la base y que es donde se dispondrá la caja durante el empaquetado y durante las operaciones de lectura de las etiquetas. Las paredes se extienden superiormente, en dirección vertical, desde el soporte.
Asimismo, para garantizar que las señales quedan confinadas en la zona de lectura la estación dispone de unas prolongaciones laterales que se extienden desde un extremo superior de las paredes laterales, hacia la zona de lectura y una prolongación frontal que se extiende desde un extremo superior de la pared frontal hacia dicha zona de lectura. Asimismo comprende unos medios de apantallamiento, para completar la función de confinar las señales a la zona de lectura. Dichos medios de apantallamiento están dispuestos en una sección superior de la pared frontal y de las paredes laterales, para permitir que en la sección inferior se produzcan los rebotes necesarios de la señal y su correcta lectura y evitar que las señales se escapen por la parte superior que está expuesta.
Para realizar la lectura de las etiquetas, la estructura comprende unas antenas dispuestas en el soporte, orientadas verticalmente (eje Z), en correspondencia con la pared frontal y con las paredes laterales. Dichas antenas trabajan preferentemente a una potencia de 21 dB.
Si las antenas se disponen en las paredes laterales de la estación a una altura en correspondencia con la zona de lectura, es decir, donde se coloca la caja, no se obtienen resultados aparentes. Además aumenta la zona de no lectura cerca de las paredes laterales, se necesita aumentar más la potencia de las antenas para conseguir cubrir esa zona y por lo tanto aumenta mucho el riesgo de lecturas externas.
Por otra parte, si se colocan las antenas en la zona de lectura, en la parte central de dicha zona de lectura o cercanas a la pared frontal y enfocadas hacia arriba también aumenta significativamente el área de lectura externa, aumentado gravemente las lecturas externas en la zona en la que se encuentra el operario.
Si las antenas se disponen en el soporte pero inclinadas un determinado ángulo hacia la zona de lectura, se agranda dicha zona de lectura en dirección de la salida de la estación de empaquetado (la zona opuesta a donde se coloca el usuario, donde no hay pared). Esto aumenta el riesgo de que las ondas RF emitidas por las antenas hagan alguna reflexión en dicha zona y se produzcan lecturas no deseadas.
La clave es proporcionar un equilibrio entre zona de lectura óptima, que admita la detección de varias orientaciones de las etiquetas, al tiempo que se evitan lecturas en la zona externa del área de empaquetado (es decir, donde está la caja) o al menos que la zona de lectura quede acotada al máximo.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Para completar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a esta memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, un conjunto de dibujos en dónde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1 representa una vista en perspectiva de una estación de empaquetado.
La figura 2 representa una vista de perfil de una estación de empaquetado.
La figura 3 representa una vista posterior de una estación de empaquetado.
La figura 4 muestra una vista esquemática de un ejemplo de realización de la estación de empaquetado de la invención con sus correspondientes antenas del sistema RFID.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
En la figura 1 se puede observar una vista en perspectiva de la estación de empaquetado. La clave de esta estación de empaquetado es que permite la basculación de una base (2) sobre la que se dispone la caja (4) que se va a empaquetar/desempaquetar para inclinarla hacia el operario encargado de realizar dicha tarea y mejorar así su comodidad y su salud postural.
El problema técnico que surge al inclinar la caja en el interior de la estación de empaquetado es que las señales RFID que se emplean para confirmar si los productos que están siendo empaquetados son los correctos, se escapan más fácilmente de la zona de lectura (en la que se encuentra la caja durante la operación de empaquetado/desempaquetado). Adicionalmente, al estar el operario manipulando productos en el interior de la zona de lectura (los productos a empaquetar), se crean "sombras”, es decir, zonas en las que se absorben las señales emitidas para la lectura de las etiquetas RFID. Estos dos condicionantes pueden provocar errores en la lectura de las etiquetas.
La estación de empaquetado propuesta comprende un soporte (1) sobre el que está montada una base (2), basculante alrededor de un eje horizontal (3), sobre la que se dispone una caja (4) que va a ser empaquetada/desempaquetada. Mediante la basculación de la base (2) la abertura de la caja (4) se orienta hacia el operario, mejorando así su comodidad durante el tiempo de trabajo.
La estación de trabajo comprende asimismo una pared frontal (5) y unas paredes laterales (6) entre las que se genera una zona de lectura en la que se encuentra la base (2). Cuando la caja (4) está en dicha zona de lectura (se corresponde con cualquier posición posible de la base (2), independientemente de su inclinación respecto a la posición horizontal) la emisión de señales de lectura por parte de unas antenas (9) y la lectura de las etiquetas RFID de los productos que están siendo empaquetados permite determinar si se están empaquetando los productos correctos o si hay algún producto que se esté colocando por error en la caja (4).
En un ejemplo de la invención la estación de trabajo comprende dos antenas de conteo, configuradas para realizar el conteo de los artículos a empaquetar. Asimismo, en el exterior de la estación de trabajo se puede disponer una antena adicional o antena de resta. Si el operario se equivoca y coloca un artículo erróneo en la zona de lectura y, al realizar la lectura se detecta dicho error, el operario retira el artículo y la antena de resta, dispuesta fuera de la estación de lectura detecta la correspondiente etiqueta y la descuenta del conjunto de etiquetas de la zona de lectura, es decir, descuenta el artículo del conjunto de artículos empaquetados.
Para evitar lecturas erróneas, la estación de trabajo comprende unas prolongaciones laterales (7) que se extienden desde un extremo superior de las paredes laterales (6), hacia la zona de lectura y una prolongación frontal (8) que se extiende desde un extremo superior de la pared frontal (5) hacia dicha zona de lectura. Asimismo, para realizar las lecturas de las etiquetas RFID de los artículos, la estación de trabajo comprende unas antenas (9) dispuestas en el soporte (1).
En una realización preferente, las antenas (9) se sitúan en la zona inferior del soporte (1), cerca de las paredes laterales (6), y cerca de la pared frontal (5), paralelas al eje Z, es decir, están dispuestas verticalmente. De este modo se obtienen buenas lecturas en la zona de lectura de los artículos (donde se sitúa la caja vacía) porque se puede aumentar la potencia de las antenas (9). Además, se puede obtener respuesta desde varias orientaciones de etiquetas, ya que gracias a la parte del haz que se refleja en la zona de lectura (en la base (2) y el interior de las paredes laterales (6) y frontal (5)), se incide en las etiquetas con ángulos variados.
En otro posible ejemplo de realización, las antenas (9) están orientadas verticalmente, en correspondencia con la pared frontal (5) y con las paredes laterales (6) y comprende unos medios de apantallamiento de la señal de las antenas (9) dispuestos en una sección superior de la pared frontal (5) y de las paredes laterales (6). Los medios de apantallamiento pueden comprender un material absorbente de las ondas emitidas por las antenas (9) para evitar lecturas de etiquetas en puntos cercanos a la zona de lectura en los que se detecten figuras directas de las ondas.
También en un ejemplo de realización se puede disponer una antena (9) de bajo alcance focalizada en la zona en la que se encuentra el operario, orientada hacia la caja (4) que se encuentra en la base (2) en la zona de lectura. Otra opción para disminuir las fugas de ondas puede ser la de bajar la potencia de las antenas dispuestas en el soporte (1) para evitar posibles lecturas cruzadas y aumentar la fiabilidad de las lecturas.
Como se puede ver en las figuras, especialmente en la figura 2, las paredes laterales (6) tienen su extremo superior inclinado en descenso hacia la pared frontal. Esto permite que, incluso cuando se bascula la base (2), la caja (4) siga quedando en el interior de la zona de lectura. Preferentemente, las paredes laterales (6) y la pared frontal (5) están fijas.
En una posible realización, la caja (4) llega hasta la estación de empaquetado preferentemente a través de al menos un primera cinta transportadora, a la que se reenvía posteriormente cuando ya se ha completado la operación de empaquetado y/o desempaquetado.
Como se ha descrito previamente, la basculación de la base (2) de la estación permite colocar la caja (4) en una posición ergonómica para el operario que va a rellenarla con los artículos correspondientes. Preferentemente la basculación se realiza gracias a unos mecanismos de elevación (10) que están dispuestos en correspondencia con un extremo de la base (2), de manera que, al accionarse dichos mecanismos de elevación (10), elevan el correspondiente extremo de la base (2), que queda a una altura mayor que un extremo opuesto de dicha base que se mantiene fijo y que es sobre el que bascula la base (2). El extremo fijo de la base (2) está dispuesto en correspondencia con el eje horizontal (3). El mecanismo de elevación permite modificar la inclinación de la base (2) en función de la operación que se realiza en cada momento.
En las figuras 1 a 3 se ha representado la base (2) en posición elevada. Preferentemente la inclinación de la base (2) respecto a la horizontal se encuentra entre los 0° (es decir, está dispuesta horizontal) y los 70°. Más preferentemente la inclinación de la base (2) se regula entre los 0° y los 67,5°. La inclinación preferida de la base (2) durante las operaciones de empaquetado es de 30° respecto a la horizontal. Cuando se han empaquetado o desempaquetado todos los artículos, los mecanismos de elevación (10) se accionan de nuevo, bajando el extremo de la base (2) que se había elevado, hasta colocar la base (2) en posición horizontal. En un ejemplo de realización como el mostrado en las figuras, el mecanismo de elevación (10) comprende unos cilindros neumáticos.
La base (2) puede comprender adicionalmente una segunda cinta transportadora (11) que permite la recepción de la caja (4), por ejemplo desde la primera cinta transportadora, y su acercamiento al extremo fijo de la base (2), para acercar la caja (4) al operario y que este pueda trabajar más cómodamente. Cuando se han terminado las operaciones de empaquetado/desempaquetado, los elementos de elevación (10) llevan la base (2) a la posición horizontal y, mediante la segunda cinta transportadora (11), moviéndose en sentido inverso, se aleja la caja (4) del operario y se desplaza hacia la primera cinta transportadora y/o hacia otros medios de transporte (línea de transporte de salida) que permitan seguir desplazándola hacia la siguiente estación.
En las figuras 1 a 3 también se aprecia que el eje horizontal (3) puede estar además accionado mediante un motor (12) para controlar el movimiento (y la dirección del movimiento) de la segunda cinta transportadora (11).
En la figura 4 se muestra una vista esquemática de un ejemplo de realización de la estación de empaquetado. En este caso la estación de empaquetado comprende dos antenas (9), una de ellas dispuesta en la pared frontal (5) y otra antena (9) dispuesta en el soporte (1), orientada horizontalmente. En una realización posible, la antena (9) dispuesta en la pared frontal (5) está orientada con la misma inclinación que dicha pared frontal (5). En otra realización posible, la antena (9) dispuesta en la pared frontal (5) está orientada verticalmente (en dirección del eje Z). En este ejemplo de realización la potencia de las antenas es, preferentemente, de 22 dB.
Preferentemente la estación de empaquetado comprende unos sensores de presencia, configurados para detectar la presencia de la caja (4) en la base (2) de la estación. Cuando se detecta que hay una caja (4) en la estación, se accionan los mecanismos de elevación (10) para balancear la base (2) (con la caja (4) sobre ella) hasta que queda dispuesta con una inclinación predeterminada, que preferentemente es de 30° respecto a la horizontal. La inclinación es ajustable y puede depender por ejemplo del tamaño del operario, del tamaño de la caja, del momento concreto de la operación de empaquetado y/o del tamaño de los artículos que se van a empaquetar. Gracias a dicha inclinación se resuelve uno de los problemas técnicos del estado de la técnica que es la mejora de la comodidad del operario durante el empaquetado.
Sin embargo, dicha posición inclinada de la caja (4) y el hecho de que el operario esté trabajando en la zona de lectura, dificulta la lectura de las etiquetas RFID de los artículos por lo que es esencial que la estación de trabajo cumpla los requisitos previamente descritos de posición de la antenas, proyecciones de las paredes laterales y de posicionamiento de los medios de apantallamiento. De esta manera se resuelve el problema técnico de errores de lectura de las etiquetas RFID de los artículos provocado por la mejora en la ergonomía de la estación de empaquetado.
Las paredes laterales (6) y la pared frontal (5) deben ser metálicas para contener la señal de las antenas. Asimismo, el hecho de que las paredes laterales y frontal (6, 5) sean metálicas permite crear rebotes indirectos en la zona de lectura. Esto permite la lectura de las etiquetas RFID de los artículos que no pueden ser leídas por el lóbulo directo de la antena por encontrarse en el interior del compartimento metálico en una zona de "sombra” de dicho lóbulo. El lóbulo directo es el lóbulo principal de la antena, es decir, el margen angular en torno a la dirección de máxima radiación. Las sombras de los lóbulos se generan cuando queda algún artículo dispuesto entre una etiqueta RFID a leer y la antena correspondiente con la que se está realizando una lectura.
En un ejemplo de realización de la invención, las proyecciones laterales (7) se extienden 10 cm hacia el interior de la zona de lectura y la proyección frontal (8) se extiende 20 cm hacia el interior de la zona de lectura. Tanto las proyecciones (7, 8) como los medios de apantallamiento forman parte de un conjunto de apantallamiento que permite evitar que las señales se escapen de la zona de lectura y puedan provocar errores de lectura e incluir en dicha lectura productos que estén fuera de la caja (4).
La prolongación frontal (8) es más larga que las prolongaciones laterales (7) ya que parte inferior de la zona de lectura es especialmente crítica para la lectura debido a que es donde está el usuario manipulando los artículos y en la que se dispone de una menor altura de las paredes, permitiendo que la señal pueda escapar más fácilmente.
Los medios de apantallamiento son elementos que absorben las señales por lo que solo se deben disponer en la sección superior de las paredes (en la cara de las paredes orientada a la zona de lectura) para evitar que apantallen señales para lectura de productos que sí están en el interior de la caja (4) y que deben leídos.
Con la potencia adecuada de las antenas (9) para emisión de señales se crea un área delimitada que determina hasta dónde llegan las ondas para la lectura de las etiquetas (figura 4), asegurando una zona de lectura delimitada en la propia estación de empaquetado. En caso de que se quiera hacer una lectura de mayor número de productos a la vez, dicha potencia puede aumentarse. En un ejemplo de realización, para la lectura de hasta 50 artículos sería suficiente con emplear una potencia de antena (9) de 21 dB. En un ejemplo de realización la potencia de las antenas (9) está entre los 18 dB y los 21 dB, más preferentemente es de 21 dB.
La estación de empaquetado puede comprender un dispositivo capaz de sujetar las solapas frontal y trasera de las cajas (4) más grandes.
La estación de empaquetado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende un módulo de control y al menos un elemento de alarma tal que, si se detecta un artículo erróneo en la zona de lectura, el módulo de control está configurado para accionar el elemento de alarma para emitir una señal sonora y/o visual.
En una posible realización de la invención los elementos de alarma visuales son unas luces, que pueden tener diferentes colores en función del tipo de alarma que se emite, por ejemplo cuando se detecta que se ha incluido un artículo erróneo un la caja (4), si se detecta que la caja (4) no está correctamente posicionada, etc.
La estación de empaquetado puede comprender también una pantalla (display) a través de la que el operario puede actuar sobre el módulo de control para seleccionar por ejemplo la inclinación de la base (2) o el accionamiento/parada de la segunda cinta transportadora (11). Dicha pantalla está preferentemente dispuesta en la estación de empaquetado en una posición accesible para el operario donde dicha posición puede seleccionarse en función de las necesidades del propio operario.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Estación de empaquetado caracterizada por que comprende:
- un soporte (1) sobre el que está montada una base (2), basculante alrededor de un eje horizontal (3), sobre la que se dispone una caja (4) que va a ser empaquetada/desempaquetada;
- una pared frontal (5) y paredes laterales (6), metálicas, entre las que se genera una zona de lectura en la que se encuentra la base (2);
- unas prolongaciones laterales (7) que se extienden desde un extremo superior de las paredes laterales (6), hacia la zona de lectura y una prolongación frontal (8) que se extiende desde un extremo superior de la pared frontal (5) hacia dicha zona de lectura;
- unas antenas (9) dispuestas en el soporte (1), orientadas verticalmente, en correspondencia con la pared frontal (5) y con las paredes laterales (6);
- unos medios de apantallamiento de la señal de las antenas (9) dispuestos en una sección superior de la pared frontal (5) y de las paredes laterales (6).
2. Estación de empaquetado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que las antenas (9) trabajan a una potencia de entre 18 y 22dB.
3. Estación de empaquetado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende unos medios de elevación (10) configurados para controlar la basculación de la base (2).
4. Estación de empaquetado según la reivindicación 3 en la que los medios de elevación (10) están vinculados a un extremo móvil de la base (2) tal que dichos medios de elevación (10) desplazan hacia arriba o hacia abajo el extremo móvil de la base (2) para controlar el ángulo de inclinación de la base (2).
5. Estación de empaquetado según la reivindicación 3 o 4 en la que los medios de elevación son unos cilindros neumáticos.
6. Estación de empaquetado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que la base (2) bascula entre una posición horizontal y una posición en la que está inclinada como máximo 70° respecto a la horizontal.
7. Estación de empaquetado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que las paredes laterales (6) tienen un extremo superior inclinado y la altura de las paredes laterales (6) y la inclinación de dicho extremo superior es tal que la caja (4) se mantiene en la zona de lectura con cualquier inclinación posible de la base (2).
8. Estación de empaquetado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que la base (2) comprende una segunda cinta transportadora (11) configurada para alejar o acercar la caja (4) de la pared frontal (5) donde se coloca el operario.
9. Estación de empaquetado según la reivindicación 8 en la que la cinta transportadora (11) está controlada por un motor (12) vinculado al eje horizontal (3).
10. Estación de empaquetado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que las proyecciones laterales (7) se extienden 10 cm hacia el interior de la zona de lectura y la proyección frontal (8) se extiende 20 cm hacia el interior de la zona de lectura.
11. Estación de empaquetado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende un módulo de control y al menos un elemento de alarma tal que, si se detecta un artículo erróneo en la zona de lectura, el módulo de control está configurado para accionar el elemento de alarma para emitir una señal sonora y/o visual.
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