ES2233608T3 - Dispositivo para apilar cajas plegadas planas. - Google Patents

Abstract

Máquina para construir una pila de artículos planos rígidos, que incluye: un dispositivo alimentador de entrada (1) para introducir un flujo horizontal de artículos planos (90) parcialmente solapados en una disposición oblicua que se desplazan en una primera dirección; un mecanismo de empuje (3) que encaja uno de los lados de los objetos planos (90) y dispone una pluralidad de estos artículos planos (90) en una pila vertical (100) en una ubicación inicial; caracterizada porque: el mecanismo de empuje incluye: un dispositivo con un carro deslizante que se mueve en la primera dirección; un mecanismo de empuje por abajo (3a) montado sobre el carro, y un mecanismo de empuje por arriba (3b) montado sobre el carro. la máquina incluye además: un dispositivo de control para controlar los movimientos de los mecanismos de empuje por abajo y por arriba, para que el funcionamiento de los mecanismos de empuje por arriba y/o por abajo sea tal que: si los artículos del flujo horizontal se apilan por arriba, el mecanismo de empuje por abajo encaja un lado de uno de los artículos planos (90) y dispone una pluralidad de estos artículos planos (90) en una pila vertical (100), y si los artículos del flujo horizontal se apilan por abajo, el mecanismo de empuje por arriba separa al menos una pluralidad de estos artículos planos (90) para formar una pila vertical (100).

Description

Dispositivo para apilar cajas plegadas planas.

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere a un método y un dispositivo automáticos para la fabricación de artículos rígidos planos como, por ejemplo, cajas planas plegadas, que se desplazan en forma de un flujo de artículos planos dispuestos en oblicuo y en solapamiento parcial para formar una pila, así como a un dispositivo para el recuento del número de artículos planos que forman dicha pila.

Fundamentos de la invención

En la producción de cajas de cartón ondulado, las tablas de cartón ondulado que produce una máquina son cortadas convenientemente para conseguir unas láminas con la forma deseada, cuya superficie puede ser luego estampada o acabada de cualquier otro modo. A continuación, una máquina, comúnmente conocida como máquina encoladora y plegadora, pliega las láminas y las encola para formar las cajas.

A la salida de la máquina plegadora y encoladora, las cajas ya encoladas y plegadas quedan apiladas en una disposición oblicua de solapamiento parcial. El apilamiento puede hacerse por abajo o por arriba. El apilamiento es por abajo cuando existe una caja que precede y una caja que sigue, cada una con una cara anterior y una posterior (con respecto a la dirección del movimiento de algún mecanismo móvil, como una cinta transportadora), y la caja que precede se deposita sobre el mecanismo móvil antes que la caja que sigue de modo que la cara anterior de la caja que sigue queda en dicho mecanismo móvil debajo de la cara posterior de la dicha caja precedente. Por el contrario, el apilamiento por arriba es cuando existe una caja que precede y una caja que sigue, de nuevo cada una con una cara anterior y una posterior, y la caja que precede se deposita sobre el mecanismo móvil antes que la caja que sigue de modo que la cara anterior de la caja que sigue queda en dicho mecanismo móvil encima de la cara posterior de la caja precedente.

Este flujo de artículos en disposición oblicua se hace pasar sobre cintas de secado a presión, donde se comprimen bien unas contra otras y se las deja un tiempo suficiente para que la cola se seque y evitar que las cajas de desplieguen antes de que estén bien pegadas. Al abandonar la cinta de secado a presión, los paquetes, generalmente controlados, que comprenden una o varias de las pilas hechas en una máquina de empaquetar a partir de este flujo de cajas individuales plegadas, se hacen pasar por una máquina o sección de confección de fardos para, por fin, ser fácilmente apilados sobre pallets.

Para conseguir un apilamiento estable sobre el pallet, todos los paquetes deberán tener las mismas dimensiones y los lados opuestos de cada paquete deberán ser paralelos entre sí. Por este motivo, la máquina empaquetadora deberá formar pilas que contengan todas el mismo número de cajas plegadas, alinearlas y, cuando sea aplicable, compensar los posibles ángulos de desviación que pudieran aparecer al colocar otra pila encima, girada 180º o cualquier otro ángulo adecuado (por ejemplo, 90º), para formar el paquete.

En años recientes, los suministradores de máquinas de tratamiento de cartón ondulado han proporcionado innovaciones significativas, sobre todo en el ámbito de las máquinas encoladoras y plegadoras, cuya velocidad de proceso y flexibilidad en cuanto a los formatos y tipos de cajas que pueden tratar, han crecido considerablemente. Asimismo, el tiempo de ajuste que requieren estas máquinas ha disminuido considerablemente, lo cual ha permitido su uso para series de tiradas cortas. Sin embargo, como siempre, el eslabón más débil de la cadena determina el nivel de aprovechamiento, y el eslabón más débil hoy en día es la máquina empaquetadora o la instalación de empaquetado, que continúa siendo una labor intensiva y restringida al procesamiento de sólo determinados formatos y tipos de cajas. Aparentemente, el desarrollo subsiguiente de otras máquinas (como, por ejemplo, la máquina empaquetadora) se ha quedado atrás a pesar del hecho de que la inversión ya efectuada para la obtención de máquinas encoladoras y plegadoras justificaría normalmente una mayor optimización de la cadena de montaje. Estas necesidades han llevado a algunos fabricantes de máquinas a intentar suplir esta demanda. Por desgracia, los modelos conocidos no cubren toda la gama de productos y diferencias de formato, los requisitos que imponen los cortos intervalos de tiempo de ajuste, las limitaciones de espacio para su instalación y, por último, aunque no menos importante, una amplia gama de precios.

El incremento de la velocidad de proceso de las máquinas encoladoras y plegadoras (hasta más de 15.000 cajas por hora), requiere un sistema extremadamente dinámico para la máquina empaquetadora, hasta el punto que actualmente sobrepasa el límite de la servotecnología. La flexibilidad respecto a las dimensiones y formas del producto incrementa aún más la dificultad de obtener una máquina que haga paquetes a partir de un flujo continuo de suministro de cajas de cartón plegadas. El hecho de que el apilamiento por abajo se emplee cada vez más, y de que las nuevas máquinas encoladoras y plegadoras lo posibiliten, significa que se requiere una aproximación especial para formar pilas a partir del flujo de artículos planos dispuestos oblicuamente, sin despreciar la más tradicional forma de apilamiento conocida como apilamiento por arriba.

Se han investigado los diversos mecanismos ya existentes empleados para separar cajas plegadas y formar pilas:

1.

Aceleración de una caja, que se empuja bajo las otras para formar la pila, o se deja caer sobre las demás para formar la pila.

2.

Aceleración por abajo de un grupo de cajas dispuestas oblicuamente, que van a formar la pila, para dejarlas caer todas a la vez una sobre otra sobre una cubeta de recepción colocada en un nivel inferior.

3.

Inserción de un apuntalador de separación en una pila donde pueda quedar separación y movimiento posterior de un puente, donde el paquete se coloca directamente contra una bandeja vertical que actúa de tope. Un ejemplo de este método se describe, por ejemplo, en US-5493104.

4.

Aceleración a la vez de la cara inferior y la cara superior de las cajas dispuestas oblicuamente para que caigan en una cubeta de recepción colocada más abajo.

5.

Elevación y disposición de las cajas apiladas oblicuamente para que caigan individualmente en una cubeta de recepción donde podrán apilarse posteriormente después de ser contadas.

Todas estas soluciones presentan el inconveniente de que o bien las cajas planas han de suministrarse a la máquina empaquetadora una por una, o bien que el flujo continuo de cajas planas en disposición oblicua ha de pararse, situaciones ambas que ralentizan el proceso.

Es más, las cajas de cartón ondulado no siempre presentan una estructura rectangular cuando se pliegan (por ejemplo, cierres de bloqueo para la tapa inferior) y/o no siempre se encolan simétricamente (por ejemplo, una caja con tapa inferior automática presenta cinco gruesos de lámina de cartón donde descansa la tapa inferior de la caja doblada, pero sólo dos allí donde descansa la tapa superior de la caja). Como resultado, un número de cajas dispuestas unas sobre otras en el mismo sentido forman una pila cuya parte superior es irregular y, al apilar las pilas para su procesado o almacenamiento, tenderán a volcar si todos los paquetes de cajas se apilan en el mismo sentido. Para poderlas apilar en un bloque compacto, se emplea el conocido método de girar una segunda pila 180º respecto al plano horizontal o vertical. Esto se denomina compensación. Según la forma del producto, el paquete formado será más o menos inestable (por su movimiento en acordeón).

Para compensar las pilas y eliminar los desalineamientos debidos a los bordes oblicuos se conocen diversos métodos:

1.

La pila de cajas se gira a mano 180º y se coloca sobre otra pila de cajas anterior.

2.

Las cajas caen sobre una placa de recepción y forman una pila. Esta placa está acoplada longitudinalmente al centro de un tambor, la pila se mantiene fija y el tambor gira 180º sobre su eje longitudinal de modo que la cara inferior de la placa de recepción queda ahora hacia arriba. El conjunto de cajas que formarán la siguiente pila cae sobre ésta. Un mecanismo de empuje desplaza lateralmente las dos pilas a la vez fuera del tambor de modo que éstas caen la una sobre la otra y juntas forman un paquete compensado.

3.

Una especie de carrusel gira en el plano horizontal (como un tiovivo). En cuatro puntos (opuestos dos a dos) se acoplan unos brazos en el borde exterior. Sobre estos brazos se monta un sistema de apuntaladores, entre los cuales puede fijarse una pila. El sistema de apuntaladores mantiene la pila firmemente sujeta por dos lados opuestos. La pila puede girarse 180º sobre su eje horizontal. El carrusel gira siempre 90º en cada ciclo, y cada dos ciclos una pila se deposita y otra se desprende, de modo que las pilas se van disponiendo una sobre otra alternativamente giradas y sin girar y forman un paquete compensado.

4.

Una especie de carrusel gira en el plano vertical (como un molino de viento). En cuatro puntos (opuestos dos a dos) se acoplan unos brazos en el borde exterior. Sobre estos brazos se monta un sistema de abrazaderas. Cuando se empuja un paquete entre estas abrazaderas (que reposan sobre una de las aspas horizontales) el carrusel gira 90º (el aspa queda arriba). En esta posición, el sistema de abrazaderas gira sobre su eje vertical. El carrusel gira otros 90 grados (el aspa vuelve a quedar horizontal) y empuja su carga sobre una pila no girada previamente colocada.

Otra forma de realización posible de este giro en el plano vertical se describe en US-3970202, la cual consiste en dos estaciones de recepción de cajas situadas en planos a distinta altura. Están provistos medios para girar una pila de cajas plegadas depositadas en una primera estación receptora y depositada en una segunda estación, encima de otra pila de cajas plegadas anteriormente depositada allí.

Todas estas maneras de compensación de pilas no regulares presentan el inconveniente de que la compensación requiere mucho tiempo o bien mucho espacio.

Asimismo, es necesario prestar una atención añadida al problema del ajuste. Hay una tendencia creciente a tener cada vez menos producto de reserva en stock. Ello significa que el fabricante de cajas de cartón recibe pedidos de menor cantidad de cajas. Y puesto que el fabricante también desea tener un stock reducido, la producción de series de tiradas cortas ha de resultar económica. Por este motivo, las máquinas de producción modernas presentan una producción máxima para tiempos de ajuste cortos, y todo ello preferiblemente automatizado. Los fabricantes de máquinas encoladoras y plegadoras han avanzado mucho en el tratamiento de todo tipo de cajas a una gran velocidad de trabajo. Estas máquinas encoladoras y plegadoras sólo pueden presentar una eficiencia máxima si las máquinas siguientes en el proceso, como por ejemplo las máquinas empaquetadoras, también pueden trabajar con el mismo tipo de cajas y a la misma velocidad elevada.

El documento AT-343150 describe un dispositivo para separar y apilar productos de impresión. Este dispositivo consta de una barra inferior, la cual es un mecanismo de fijación, que sólo puede funcionar con flujos de productos planos orientados en una misma dirección. Sin embargo, dicho mecanismo no permite trabajar indistintamente con artículos planos apilados por arriba o por abajo.

Es un objetivo de la presente invención, superar los problemas arriba mencionados y proporcionar una máquina que cubra las demandas del mercado del modo más completo posible. Para lograrlo, esta máquina debería preferentemente ser capaz de procesar grandes cantidades de producto bruto de un modo muy dinámico y ofrecer un sistema de gran flexibilidad.

Es un objetivo de la presente invención, alcanzar uno o más de los requisitos siguientes:

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El sistema debería ser capaz de obtener un paquete cada 5 segundos.

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Las dimensiones propuestas han de oscilar entre un mínimo de 180 mm x 180 mm y un máximo de 1.400 mm x 1.400 mm.

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El sistema debería ser capaz de procesar la más amplia variedad formas del producto posibles. Ello significa que ha de permitir la compensación de paquetes.

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Asimismo, deberían contemplarse los problemas del apilamiento por arriba y por abajo.

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Los paquetes deberían ir guiados durante todo el proceso para evitar su posible inestabilidad.

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Los ajustes manuales deberían ser los mínimos y lo más simples posible, de modo que el tiempo total de ajuste sea siempre inferior a 10 minutos.

En particular, es un objetivo de la presente invención, proporcionar un método y un dispositivo para confeccionar paquetes estables de cajas plegadas a partir de un flujo continuo de cajas plegadas dispuestas en oblicuo en solapamiento parcial, sin interrumpir el flujo.

Sumario de la invención

Una máquina que cumple los objetivos arriba mencionados es una máquina como la que se presenta en la siguiente invención para la producción de pilas de artículos rígidos planos tales como cajas de cartón plegadas. La máquina comprende un dispositivo de alimentación de un flujo horizontal de artículos rígidos planos tales como cajas de cartón plegadas dispuestas en solapamientos oblicuos que se desplazan en una primera dirección, un mecanismo de empuje que encaja con un lado de uno de los artículos planos y que dispone un conjunto de artículos planos en una pila vertical en una primera posición. El mecanismo de empuje consiste en un sistema de guías con carro deslizante que se mueve en una primera dirección; un mecanismo de empuje inferior montado sobre el carro; y un mecanismo de empuje superior montado sobre el carro. La máquina comprende además un dispositivo para el control de los movimientos de los mecanismos de empuje inferior y superior, que controla el funcionamiento de los mecanismos de empuje inferior y/o superior como, por ejemplo, que el mecanismo de empuje inferior encaje con un lado de uno de los artículos planos y disponga una pluralidad de artículos planos en una pila vertical, si los artículos planos se apilan por arriba; o que el mecanismo de empuje superior empuje por lo menos un conjunto de artículos planos para formar la pila vertical, si los artículos planos se apilan por abajo. Si se dispone de ambos mecanismos de empuje inferior y de empuje superior en una misma máquina, una única máquina permite tratar ambas formas de apilamiento.

La máquina puede estar diseñada de modo que cuando los artículos planos se apilen por abajo, el mecanismo de empuje inferior se desplace hacia arriba y se encargue de la formación de la pila en lugar del mecanismo de empuje por abajo.

La máquina puede estar diseñada de modo que cuando los artículos planos se apilen por abajo, el mecanismo de empuje superior encaje con un lado de uno de los artículos planos y disponga la pluralidad de artículos planos en una pila vertical.

La máquina de acuerdo con la presente invención también puede incluir opcionalmente un dispositivo que eleve la pila y la transporte a una segunda posición de modo que, entre la elevación desde su primera posición y su transporte a la segunda posición, se efectúe el giro de la pila en un ángulo predeterminado; preferentemente, el giro se efectúa respecto al eje vertical.

Según la presente invención, el movimiento del mecanismo de empuje puede ser controlado al tiempo y por el espacio, es decir, por medio de algún sistema de control por software o, por ejemplo, por algún dispositivo de control manual. Preferentemente se dispondrá de un dispositivo de control como una computadora, un ordenador personal, un PLC, un FPGA o cualquier otro dispositivo de control programable. Preferentemente, el mecanismo de empuje se accionará de modo que efectúe un desplazamiento hacia la posición inicial en relación con un movimiento acelerado en relación con el movimiento del flujo horizontal de cajas plegadas. Preferentemente, recibe una señal o señales adecuadas desde el dispositivo de control para controlar el tiempo de inicio, la aceleración y el instante en que la aceleración debería pararse. La posición o ubicación horizontal y la altura del movimiento del mecanismo de empuje pueden ser controlados en función de una dimensión de las cajas plegadas, a saber: cuanto más gruesas sean las cajas plegadas que se vayan a apilar, más arriba se moverá el mecanismo de empuje. Este movimiento se controla por medio de señales adecuadas recibidas desde el dispositivo de control.

La formación de pilas de cajas plegadas a partir de una disposición de éstas en solapamiento oblicuo, en lugar de tenerlas que ir colocando una por una, agiliza enormemente su procesamiento en comparación con las anteriores máquinas conocidas.

Una máquina de acuerdo con la presente invención presenta tiempos cortos para ajustes simple con pocos aunque fácilmente accesibles controles de seguridad y medios flexibles para el procesamiento de cajas de cartón ondulado en el sentido más amplio de la palabra: cajas pegadas por 4/6 puntos, costuras largas y variedad de dimensiones y formas para los cierres de bloqueo de la tapa inferior. La modularidad se obtiene dividiendo la máquina en tres unidades básicas de procesamiento.

El ciclo funcional de la máquina por estaciones puede ser el siguiente:

-

Las cajas llegan por la cinta de secado a presión de la máquina encoladora y plegadora a la máquina empaquetadora en una disposición oblicua cualquiera. Son contadas una por una y al alcanzar una cantidad predeterminada, se las separa del resto con un movimiento acelerado. La pila formada se deposita contra una placa y queda en reposo. Esta primera parte se denomina colector para el recuento de paquetes.

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Con algunos tipos de cajas, los fardos o paquetes requieren una cierta compensación para facilitar su procesamiento. Esto se consigue si sobre una primera capa (pila) se coloca una segunda capa (pila) que se gira -90º, +90º ó 180º antes de colocarla sobre la primera. Este sistema de giro/compensación consiste preferentemente en un robot de brazos articulados a cuatro ejes.

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Los fardos o paquetes ya formados (y compensados) pueden alinearse en un túnel de salida. El túnel de salida consiste en un conjunto de placas laterales y de mecanismos de empuje que mueven el paquete y lo depositan, por ejemplo, en una siguiente máquina fajadora.

En la siguiente descripción de una forma de realización específica del método y la instalación para apilar cajas plegadas planas de acuerdo con esta invención pueden verse más características y ventajas de la invención. Dicha descripción se ofrece a título de ejemplo solamente, y no debe tomarse como una limitación del ámbito de esta invención. Las figuras citadas más abajo corresponden a los diagramas adjuntos a este documento.

Breve descripción de los diagramas

La Fig. 1 es una vista esquemática desde arriba de un sistema de acuerdo con una forma de realización de la presente invención, la cual comprende una sección de entrada, un sistema de giro por robot, una unidad de descarga y una sección de salida.

La Fig. 2 es una vista transversal de una sección vertical de la sección de entrada y del sistema de giro por robot según la línea II-II' de la Fig. 1.

Las Fig. 3A-3D son vistas esquemáticas de diferentes posiciones de un mecanismo de empuje inferior en funcionamiento de acuerdo con una forma de realización de la presente invención.

Las Fig. 4A-4D muestran diferentes etapas por las que ha de pasar un dispositivo para la formación de una pila de cajas plegadas planas de acuerdo con una primera forma de realización de la presente invención, en la cual las cajas se suministran para un apilamiento por arriba.

Las Fig. 5A-5E muestran diferentes etapas por las que ha de pasar un dispositivo para la formación de una pila de cajas plegadas planas de acuerdo con una segunda forma de realización de la presente invención, en la cual las cajas se suministran para un apilamiento por arriba.

Las Fig. 6A-6D muestran diferentes etapas por las que ha de pasar un dispositivo para la formación de una pila de cajas plegadas planas de acuerdo con una tercera forma de realización de la presente invención, en la cual las cajas se suministran para un apilamiento por abajo.

Las Fig. 7A-7F muestran diferentes etapas por las que ha de pasar un sistema de rotación/compensación para mover una pila de cajas plegadas planas desde una primera posición hacia una segunda posición, de acuerdo con una primera forma de realización de la presente invención.

Las Fig. 8A-8E muestran diferentes etapas por las que ha de pasar un sistema de rotación/compensación para mover una pila de cajas plegadas planas desde una primera posición hacia una segunda posición, de acuerdo con una segunda forma de realización de la presente invención.

La Fig. 9 muestra en detalle algunas de las partes móviles de la sección de entrada de acuerdo con una forma de realización de la presente invención.

La Fig. 10 es una vista detallada del cabezal de agarre del sistema robot de acuerdo con una forma de realización de la presente invención.

En todas las figuras, el mismo número se refiere al mismo elemento o análogo.

Descripción de las formas de realización ilustrativas

Aunque la descripción de la presente invención se va a llevar a cabo con respecto a unas formas de realización particulares y con referencia a unos diagramas determinados, éstos no pueden representar una limitación de la invención, sino solamente las reivindicaciones. Los diagramas descritos son solamente esquemáticos y no limitantes. La tecnología necesaria para llevar a cabo los diversos componentes representados en los diagramas es bien conocida en la industria de sistemas de suministro. Muchos de los elementos estructurales individuales, divulgados en una forma determinada, admiten otras formas de realización con resultados funcionales equivalentes. Por ejemplo, los sistemas de cinta transportadora pueden ser funcionalmente equivalentes a un sistema de rodillos. El funcionamiento de los dispositivos actuadores puede ser eléctrico o neumático. Los sistemas mecánicos pueden ser manejados por transmisión directa o por motores eléctricos, o bien por control remoto mediante correas y poleas y activados por medio de pedales activados mecánica o eléctricamente. En las figuras se representan esquemáticamente algunas de las estructuras de apoyo, y otras, en cambio, se ocultan para permitir una visualización más clara de los elementos operativos. Cualquier diseñador de equipo competente está capacitado para realizar el diseño de estas estructuras.

En la Fig. 1 se representa esquemáticamente una máquina 10 para construir un paquete de cajas de empaquetar plegadas planas 90, que incluye:

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una sección de entrada 15 que comprende un alimentador 1 y sistema de guías con carro deslizante 2 que suministra una corriente horizontal de cajas plegadas planas 90 en disposiciones de solapamiento oblicuo,

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un mecanismo de empuje 3 que, encajando con un lado de una de las cajas plegadas 90, convierte una pluralidad de cajas plegadas en una pila vertical 100 en una primera posición,

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un dispositivo de transferencia, como por ejemplo un sistema robot 4, que eleva la pila 100 y la transporta hasta una segunda posición 6; dicho sistema de transferencia 4 está adaptado para poder girar la pila 100 un ángulo determinado entre la elevación de ésta y su descarga en la segunda posición 6,

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un punto de descarga 6 en donde se ensambla un paquete 200 a partir de una pluralidad de pilas 100 y se traslada hacia una sección de salida 16, y

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una sección de salida 16 que comprende un túnel de salida 7 en donde el paquete se alinea 200 y se dispone para un dispositivo de fajado 8, y el dispositivo de fajado mismo.

Cada una de estas partes principales se describen por separado a continuación.

1. Sección de entrada 15

Una corriente de cajas plegadas en disposición oblicua 90 llega por una cinta de secado a presión al alimentador de entrada 1 de la máquina de recuento/apilamiento 10 de la Fig. 1, y a partir de ese punto las cajas 90 se trasladan, por ejemplo, por una cinta transportadora síncrona. La Fig. 2 muestra una vista en sección transversal vertical de una sección de entrada 15 y el sistema robot 4, según la línea II-II' de la Fig. 1.

En el alimentador de entrada 1, las cajas plegadas 90 (no representadas en la Fig. 2) son transportadas al nivel de trabajo 21, que en general queda a un nivel más alto que el suelo 22, por debajo de una guía superior de transmisión y entre placas guía laterales o un marco guía 95 (representado en la Fig. 9).

Un sistema continuo 23 cuenta las cajas 90 una por una por, posiblemente tanto por el borde inferior como por el borde superior de la corriente de cajas en disposición oblicua. Tras alcanzar una cantidad predeterminada de cajas plegadas, las etapas siguientes vienen determinadas por el método de apilamiento (por arriba o por abajo) de las cajas plegadas 90. El sistema de recuento 23 que se emplee puede ser cualquier tipo de sistema de recuento conocido por cualquier persona experta en la materia. Sin embargo, el recuento de cajas 90 en disposición oblicua por arriba y por abajo se realiza preferentemente según la forma de realización que se expone en la presente invención. El recuento puede llevarse a cabo en ambos casos por el mismo mecanismo, cuyo principio se basa en la medición de un movimiento lineal. En el caso representado en la Fig. 2, esto se consigue por medio de una guía lineal fija vertical ligera 23a y un rodillo 23b en su parte inferior en contacto con la corriente de cajas plegadas 90. La guía lineal 23a está acoplada por una combinación de engranajes y piñones de plástico (véase módulo 0.5) a un codificador de recuento de revoluciones (no representado) con una resolución de, por ejemplo, 1.000 impulsos por revolución. El rodillo 23b es empujado por la corriente de cajas oblicuas 90 en movimiento. El valor de los impulsos depende de la posición vertical del rodillo 23b en cada momento. Dado que cada caja 90 de la corriente oblicua siempre es un umbral significativo, tras un filtrado y una interpretación de las señales obtenidas por el codificador, es posible distinguir cada caja individual 90 de la corriente de cajas y, por lo tanto, contarlas con un cierto nivel de fiabilidad.

La salida del codificador de revoluciones se recibe en una entrada rápida de recuento de revoluciones de algún dispositivo de control de entrada como, por ejemplo, un PLC, en donde la señal se filtra e interpreta antes de pasarse a una electrónica de recuento. Cuando el solapamiento es aproximadamente igual para todas las cajas 90, las variaciones de impulso registradas durante una parte del camino que recorren se ignoran (la señal se anula). Esto hace referencia al trayecto recorrido por la corriente de cajas ya que las cajas 90 se solapan siempre para un valor constante mayor o menor. En los apilamientos por arriba se ignoran los impulsos con valores más pequeños que el anterior. En los apilamientos por abajo se ignoran los impulsos con valores más grandes que el anterior.

En los apilamientos por arriba, un aumento brusco del impulso en la medición siguiente ha superar una cantidad mínima (umbral). En los apilamientos por abajo, una caída brusca del impulso en la medición siguiente ha de superar una cantidad mínima (umbral).

El recuento en sí se efectúa en el alimentador de entrada 1. Para un control más adecuado del mecanismo de recuento 23 en esta forma de realización preferente, pueden llevarse a cabo además algunas intervenciones mecánicas de la corriente de cajas en posición oblicua 90. La parte del alimentador 1 desde la entrada hasta el mecanismo de empuje 3 puede tener en su centro varias cintas transportadoras más con un asidor mejorado (no representado).

Por encima de la corriente de cajas en posición oblicua se dispone de otra guía de transmisión superior síncrona 29 que mueve la corriente de cajas oblicuas 90 fuertemente prensadas juntas pasada la posición de reposo o posición de inicio del sistema de guías con carro deslizante 2. Preferentemente, esta guía superior 29 se halla mecánicamente conectada a la cinta transportadora del dispositivo 10. Alternativamente, la guía superior puede recibir señales adecuadas desde un dispositivo de control para moverse sincronizadamente con la cinta transportadora del dispositivo 10.

La corriente de cajas plegadas planas 90 se mueve sobre la cinta transportadora entre las partes superior e inferior del sistema de guías con carro deslizante 2. El sistema de guías con carro deslizante, representado con detalle en la Fig. 9, consta de por lo menos una guía, preferentemente dos guías 26, y opcionalmente más de dos, para el transporte del carro 25, que puede deslizarse sobre las guías 26 en ambos sentidos de la dirección del movimiento del flujo de cajas plegadas 90, indicada como "x" en los diagramas. El carro 25 puede consistir en una placa o plataforma, o puede ser una estructura más compleja. El mecanismo de empuje 3 va montado sobre el carro 25 y forma parte de la estructura deslizante 2. Este mecanismo de empuje 3 puede consistir en un mecanismo de empuje inferior 3a y/o un mecanismo de empuje superior 3b. Incluso si se montan los dos mecanismos de empuje inferior 3a y superior 3b a la vez en el carro 25, sólo uno de ellos se utiliza en cada momento, según si las cajas 90 se introducen en el alimentador en apilamiento por abajo o por arriba. El operario se encarga de elegir el mecanismo de empuje por abajo 3a o por arriba 3b que se va a emplear, y en cada caso el mecanismo de empuje por abajo 3a o por arriba 3b recibe las señales de mandato correspondientes desde el dispositivo de control. Las partes móviles del mecanismo de empuje por abajo 3a actúan en sentido vertical, es decir, en una dirección de 90º respecto al plano en el que se mueve la corriente de cajas plegadas 90, que se corresponde con el eje "z" de los diagramas. Las partes móviles del mecanismo de empuje por arriba 3a también actúan en sentido vertical, es decir, en una dirección de 90º respecto al plano en el que se mueve la corriente de cajas plegadas 90, que se corresponde con el eje "z" de los diagramas. Si el carro se desplaza en la dirección "x", tanto el mecanismo de empuje por abajo 3a como el mecanismo de empuje por arriba 3b se desplazarán solidariamente con éste en la dirección "x". Los mecanismos de empuje por abajo 3a y por arriba 3b también pueden, al tiempo que se desplazan sobre la dirección "x", efectuar movimientos en la dirección "z" independientes o bien definidos por alguna relación predeterminada respecto al movimiento en la dirección "x". El dispositivo de control se encarga de enviar las señales apropiadas para dichos movimientos verticales.

El sistema deslizante completo 2 puede ser movido en ambos sentidos de la dirección de movimiento de la corriente de cajas plegadas 90, es decir, en la dirección y los sentidos que indican las flechas A y B de la Fig. 2. El sistema puede consistir, por ejemplo, en un carro 25 conducido por dos correas de transmisión dentadas que corran sobre una polea de, por ejemplo, un diámetro de 125,45 mm y un servomotor 94. El sistema 2 en sí es preferentemente una construcción de aluminio con un peso total estimado de 380 kg. Presenta una posición de inicio de referencia fija (posición de arranque) en el punto P1, dada por un conmutador inductivo. También dispone de conmutadores inductivos de final de carrera. Como protección mecánica, dispone de amortiguadores de choque hidráulicos. Un dispositivo de control, por ejemplo un programa PLC, calcula la posición de parada frontal del carro 25 en un punto P2 cercano al sistema robot 4 a partir de los datos sobre el formato del producto, y se transmite al dispositivo de control del motor 94 del sistema deslizante 2. El intercambio de información entre el dispositivo de control, por ejemplo el PLC, y el control del motor, se efectúa preferentemente vía Profibus, una familia de protocolos independientes de fabricante para el control de buses de campo, dispositivos de medición de niveles y controladores de celdas, para uso en fabricación y diseño de equipos de automatización y procesos de control, estandarizados según la norma europea para buses de campo EN 50 170. Utilizan una red sin tensión a dos hilos (RS485).

El carro 25 es dirigido preferentemente por un servomotor 94 síncrono. Preferentemente dispone de un analizador que le proporciona su posición en todo momento por retroalimentación. Es posible utilizar el servocontrol como una protección contra presiones para las placas de paro 30 de modo que el motor 94 se pare si el cartón ejerce demasiada presión sobre las placas de paro 30. Esta es una protección contra un ajuste electrónico incorrecto. El motor 94 también dispone de un freno externo que puede mantener el carro en su posición de inicio (origen de referencia) en el punto P1.

En la Fig. 4A, el sistema deslizante 2 se halla en su posición de inicio P1.

2. Mecanismo de empuje 3

De acuerdo con una forma de realización de la presente invención, se dispone de dos mecanismos de empuje 3 diferentes: un mecanismo de empuje inferior 3a que se empleará cuando las cajas plegadas 90 se introduzcan en el alimentador apiladas por arriba, y un mecanismo de empuje superior 3b que se utilizará cuando las cajas plegadas 90 se introduzcan en el alimentador apiladas por abajo.

El mecanismo de empuje por abajo 3a y diferentes formas de realización de su uso, se describen en las Fig. 3A-3D, Fig. 4A-4D y Fig. 5A-5E. El mecanismo de empuje por arriba 3b y una forma de realización de su uso, se describen en las Fig. 6A-6D.

Una primera forma de realización del uso de un mecanismo de empuje por abajo 3a se describe en las Fig. 4A-4D. El mecanismo de empuje por abajo 3a se monta sobre el sistema deslizante 25. Es una parte móvil de movimiento vertical independiente del movimiento del carro 25. Este movimiento vertical se gobierna mediante señales adecuadas recibidas desde una unidad de control, con las cuales se controla la temporización del movimiento y la posición vertical del mecanismo de empuje por abajo 3a.

El mecanismo de empuje por abajo 3a es preferentemente una construcción de aluminio. Está montado o suspendido del carro 25 que circula sobre las guías 26. Estas guías lineales pueden ser, por ejemplo, varillas dentadas con un paso de 50 mm y dirigidas por un servomotor con freno 94. Dispone preferentemente de dos conmutadores inductivos de final de carrera (no representados), y uno más como conmutador de referencia.

El mecanismo de empuje por abajo 3a se muestra con mayor detalle en las Fig. 3A-3D. Consta de por lo menos un mecanismo de empuje, preferentemente más de uno, que consisten en barras erguidas 31 de, por ejemplo, unos 40 mm de ancho. Un cabezal 32 en el extremo de dicha barra 31 puede moverse, controlado por señales adecuadas recibidas desde una unidad de control, independientemente de la barra de empuje 31 en sí misma, en dirección vertical en ambos sentidos, es decir, a lo largo del eje "z" en las Fig. 3A-3D, por ejemplo, 30 mm por encima del extremo fijo de la barra 31, y horizontalmente, es decir, a lo largo del eje "x" en las Fig. 3A-3D, por ejemplo 20 mm hacia de la barra 31, como puede verse en particular en la Fig. 3B. De este modo se consigue una especie de gancho 33 que, cuando el gancho 33 está erguido y el carro 25 se mueve hacia adelante, puede situarse entre las cajas 90. Además, esta última caja trasera 90 puede agarrarse con firmeza si el gancho 33 tira ligeramente hacia abajo. Para aumentar el resultado y la probabilidad de situar el gancho entre dos cajas 90a, 90b, una lengüeta móvil 34 vertical hacia arriba se monta detrás de este mecanismo de empuje 3a sobre la parte fija del dispositivo, pero al mismo nivel que el mecanismo de empuje 3a, cuya lengüeta 34 empuja hacia arriba el flujo de cajas 90, más en concreto, la caja 90b, como puede observarse en la Fig. 4B.

En la Fig. 4A, el sistema deslizante 2, compuesto por el carro 25 y el mecanismo de empuje por abajo 3a, se hallan en sus posiciones iniciales. La posición inicial del mecanismo de empuje por abajo 3a se muestra con mayor detalle en la Fig. 3A. La barra de empuje 31 está bajada y el cabezal 32 retraído.

Cuando por el mecanismo de empuje por abajo 3a han pasado un número predeterminado de cajas 90, la lengüeta 34 se levanta, tal y como se representa en las Fig. 3B y 4B, y se sitúa entre dos cajas 90a y 90b. El cabezal 32 del mecanismo de empuje por abajo 3a se mueve hacia adelante y hacia arriba durante un intervalo de tiempo determinado. El carro 25 se mueve rápidamente hacia adelante (a mayor velocidad que la corriente de cajas) dirigido por señales adecuadas recibidas desde un dispositivo de control. Con esta secuencia de movimientos se separan un número determinado de cajas de la corriente 90, como se muestra en la Fig. 4C.

Tan pronto como el mecanismo de empuje por abajo 3a, y por lo tanto el carro 25, alcanza una posición predeterminada P3, el mecanismo de empuje por abajo 3a inicia un movimiento hacia arriba con respecto al carro 25, es decir, en la dirección del eje "z", como se representa en las Fig. 3C y 4C. Este movimiento está controlado por medio de señales adecuadas procedentes de un dispositivo de control. El mecanismo de empuje por abajo 3a está mecánicamente montado sobre el carro 25 y se puede mover 90º con respecto a la dirección del movimiento del carro 25, que resulta en un movimiento a lo largo del eje "z" en las Fig. 3A-3D. La velocidad vertical hacia arriba (en la dirección del eje "z") del mecanismo de empuje por abajo 3a dependerá de la velocidad de desplazamiento hacia adelante (en la dirección del eje "x") del carro 25 según su ajuste (desde el menú de configuración), la cual depende del tipo de cajas que se procesen, a partir de cuya configuración el dispositivo de control genera las señales adecuadas para gobernar el mecanismo de empuje por abajo 3a en la dirección vertical. Por ejemplo, la velocidad vertical hacia arriba del mecanismo de empuje por abajo 3a podría hallarse entre el 5% y el 30%, preferentemente en torno al 10%, de la velocidad de desplazamiento hacia adelante del carro 25, según el formato de cajas 90 que se procesen. La velocidad vertical hacia arriba del mecanismo de empuje por abajo 3a podría ser superior al 30% de la velocidad de desplazamiento hacia adelante del carro 25, pero no debería ser demasiado alta con el fin de que las cajas 90 no se levanten con demasiada rapidez, con lo que podrían caer e impedir la formación de más pilas. Gracias a los movimientos combinados vertical hacia arriba del mecanismo de empuje por abajo 3a y de desplazamiento hacia adelante del carro 25 sobre el cual está montado el mecanismo de empuje por abajo 3a, las cajas 90 se agrupan y se forman las pilas 100.

Cuando el carro 25 alcanza una segunda posición P4 predeterminada, el mecanismo de empuje por abajo 3a se levanta hacia arriba hasta el final de carrera, independientemente del movimiento del carro 25, como se muestra en las Fig. 3D y 4D. El mecanismo de empuje por abajo recibe las señales de mandato adecuadas desde un dispositivo de control. Mientras tanto, el carro 25 continúa su desplazamiento hacia adelante, en la dirección del eje "x" en la Fig. 4D, y forma una pila 100. Las cajas 90 son empujadas contra una o más placas de paro 30. Si todas las cajas 90 son empujadas entre la o las placas de paro 30 y el mecanismo de empuje 3a, se forma una pila impecable 100.

Las placas de paro 30 se hallan durante la puesta en marcha en una posición P5, y el mecanismo de empuje 3a se mueve hacia adelante, transportado por el carro 25, hasta la posición P6. La posición P5 puede estar, por ejemplo, a una distancia de media caja más allá del final de carrera del mecanismo de empuje 3a, en cuyo caso el mecanismo de empuje 3a se desplaza hasta la posición "final de carrera menos la longitud de media caja". También son posibles otras maneras de situar las placas de paro 30 y calcular la posición P6 hasta donde ha de moverse el mecanismo de empuje 3a. Las placas de paro 30 pueden colocarse a mano o automáticamente. Si las placas de paro 30 se colocan automáticamente, desde un dispositivo de control se envían señales apropiadas que recibe algún dispositivo controlador de ubicación de las placas (no representado).

Por ambos lados, de toda la trayectoria descrita por las cajas 90 en las Fig. 4A-4D, y preferentemente también por arriba, se dispone preferentemente de unas placas de guía 95 o una estructura de guía (representada en la figura 9). La distancia entre las placas de guía 95 se ajusta manualmente. La finalidad de las placas de guía 95 es, además de servir de guía para las cajas 90, servir de apoyo para la formación de la pila 100 al ajustar el rozamiento que se ejerce sobre las cajas 90, y por lo tanto, la tensión que actúa sobre ellas. El ajuste de las placas de guía 95 es empírico y fuertemente dependiente de la clase de cajas 90 que se vayan a apilar.

Las Fig. 5A-5E muestran una segunda forma de realización para el apilamiento de cajas planas plegadas 90, de acuerdo con la presente invención, dispuestas en el alimentador para un apilamiento por arriba. En esta forma de realización, durante la puesta en marcha, las placas de paro 30 se hallan en una posición P7, que depende de la longitud de las cajas 90 que se van a apilar, y que esta vez no está debajo del sistema robot 4, al contrario que en la forma de realización descrita en las Fig. 4A-4D. El objetivo de situar las placas de paro 30 en esta posición P7 es conseguir formar pilas 100 desde dos lados a la vez y evitar que las cajas que forman la parte superior de la pila resbalen y caigan.

En la Fig. 5A, el carro 25 y el mecanismo de empuje por abajo 3a se hallan en sus posiciones iniciales. La posición inicial del mecanismo de empuje por abajo 3a, que ya se ha descrito, se muestra con más detalle en la Fig. 3A.

Cuando por el mecanismo de empuje por abajo 3a han pasado un número predeterminado de cajas 90, la lengüeta 34 se levanta, tal y como se representa en las Fig. 3B y 5B, y se sitúa entre dos cajas 90a y 90b. El cabezal 32 del mecanismo de empuje por abajo 3a se mueve hacia adelante y hacia arriba durante un intervalo de tiempo determinado. El carro 25 se mueve rápidamente hacia adelante (a mayor velocidad que la corriente de cajas). El movimiento del mecanismo de empuje por abajo 3a es dirigido por señales adecuadas recibidas desde un dispositivo de control. Con esta secuencia de movimientos se separan un número determinado de cajas de la corriente 90, como se muestra en la Fig. 5C.

Tan pronto como el mecanismo de empuje por abajo 3a, y por lo tanto en carro 25, alcanza una posición predeterminada P3, el mecanismo de empuje por abajo 3a inicia un movimiento hacia arriba, como se representa en las Fig. 3C y 5C, controlado por medio de señales recibidas desde un dispositivo de control. El mecanismo de empuje por abajo 3a está mecánicamente montado sobre el carro 25 y se puede mover 90º con respecto a la dirección del movimiento del carro 25, que resulta en un movimiento a lo largo del eje "z" en las Fig. 3A-3D en el que el carro 25 se mueve a lo largo del eje x. La velocidad vertical hacia arriba (en la dirección del eje "z") del mecanismo de empuje por abajo 3a dependerá de la velocidad de desplazamiento del carro 25 según su ajuste (desde el menú de configuración), la cual depende del tipo de cajas que se procesen. Gracias a los movimientos combinados vertical hacia arriba del mecanismo de empuje por abajo 3a y de desplazamiento hacia adelante del carro 25 sobre el cual está montado el mecanismo de empuje por abajo 3a, las cajas 90 se agrupan y se forman las pilas 100. Por la combinación de los movimientos del mecanismo de empuje 3a y de desplazamiento del carro 25, las cajas de más abajo 90c de la corriente empujan contra las placas de paro 30; de este modo, las capas más bajas también participan en la formación de una pila, como es el caso en la forma de realización descrita en relación con las Fig. 4A-4D.

El mecanismo de empuje por abajo 3a se mueve hacia arriba dirigido por señales adecuadas recibidas desde un dispositivo de control hasta que se llega a una altura ligeramente inferior a la altura total de la pila 100 que se forma, tal como se representa en la Fig. 5D. Esta es una pequeña diferencia con respecto a la primera forma de realización, en que mecanismo de empuje 3a se movía hacia arriba hasta el final de carrera. La ventaja de esto es que se corre menor riesgo de que el mecanismo de empuje por abajo 3a alce en su movimiento vertical una o varias de las cajas plegadas 90 que forman la parte más alta de la pila con demasiada fuerza y éstas vuelvan a caer, lo cual impediría que se continuaran formando pilas de cajas.

Cuando el mecanismo de empuje 3a se halla a una distancia predeterminada de las placas de paro 30 equivalente a la longitud de las cajas 90, las placas de paro 30 también empiezan a moverse sincronizadas con el mecanismo de empuje 3a, cuyo movimiento se dirige por medio de señales adecuadas recibidas desde un dispositivo de control, hasta que el centro de la pila 100 queda situado justo debajo del centro del cabezal de la grúa articulada 41 del sistema robot 4, tal como se representa en la Fig. 5E. A la práctica, las placas de paro 30 se empiezan a mover un poco antes para limitar la aceleración de las placas de paro 30. Entonces, la sincronización se obtiene cuando la distancia entre las placas de paro 30 y el mecanismo de empuje 3a es igual a la longitud de las cajas 90.

De nuevo, en esta forma de realización también se dispone preferentemente de placas de guía 95 por todo el camino que recorren las cajas 90, como en la primera forma de realización.

El carro 25 se diseña de modo que en caso de apilamiento por arriba, la corriente de cajas se separa y la pila 100 se forma por combinación de un movimiento horizontal y uno vertical. El carro 25 se mueve hacia adelante mientras los mecanismos de empuje por abajo 3a montados encima o suspendidos de él se mueven hacia arriba. Mientras tanto, un sistema de prensado, cuyo movimiento está sincronizado con la cinta transportadora, mantiene la pila 100 bajo control en el borde superior.

Una tercera forma de realización se describe en relación con las Fig. 6A-6D, y muestra cómo las cajas 90 se apilan si se introducen en el alimentador por abajo. Con el fin de tratar este tipo de alimentación, se construye un mecanismo de empuje por arriba 3b en la estructura del carro deslizante 25. El mecanismo de empuje por arriba 3b es una estructura de aluminio fija suspendida sobre piezas verticales del carro situadas a ambos lados del carro 25.

El mecanismo de empuje por arriba 3b está integrado en el sistema de guías con carro deslizante 2 y forma parte del mismo. Los elementos de empuje 35 del mecanismo de empuje por arriba 3b consisten en un conjunto de barras. Mientras el proceso está en marcha, estas barras se hallan siempre entre las placas laterales o placas de guía 95, y se pueden mover juntas por todo el ancho de la máquina 10, que en los diagramas queda a lo largo de la dirección del eje "y". Un vástago de émbolo por transmisión neumática (no representado) garantiza que los elementos de empuje 35 puedan moverse una distancia fija hacia adelante y hacia atrás, es decir, en la dirección y sentidos que indican las flechas A y B, respectivamente, en la Fig. 6A. El movimiento del vástago de émbolo se controla por señales adecuadas recibidas desde un dispositivo de control. Por medio de este movimiento, el mecanismo de empuje por arriba 3b puede llevarse a su estado inicial o posición de reposo, que es la posición P1 en la Fig. 6A.

En la posición de inicio P1, cuando un número predeterminado de cajas plegadas planas 90 ha pasado por el mecanismo de empuje por arriba 3b, los elementos de empuje 35 han de moverse una distancia fija hacia abajo con el fin de apartar un conjunto de cajas 90, tal como se representa en la Fig. 6A. En realidad, es el propio carro 25 lo que aparta las cajas, el cual desplaza consigo el mecanismo de empuje por arriba 3b, y por lo tanto los elementos de empuje 35, mientras que los elementos de empuje 35 se mueven hacia abajo, es decir, en la dirección y sentido que indica las flecha C que puede verse en la Fig. 6B. Para garantizar un funcionamiento seguro de los elementos de empuje 35, es necesario respetar una distancia de seguridad desde el centro de la máquina 10. También se dispone de un dispositivo de paro mecánico. Para detectar la posición de los movimientos, se dispondrá preferentemente de sensores de estado IN y estado OUT. Si no se utiliza este mecanismo, los elementos de empuje 35 deberán mantenerse tan alejados como fuere posible del centro de la máquina 10, la cual se ha de mover primero a su posición de reposo. Por motivos de seguridad, se dispondrá preferentemente de un sensor de posición de referencia instalado en la posición a la cual el mecanismo ha de ser movido, o de lo contrario la máquina no funcionará.

El mecanismo de empuje por arriba 3b, y por lo tanto los elementos de empuje 35, se mueven hacia adelante en la dirección y sentido que indica la flecha A, dirigidos por señales adecuadas recibidas desde un dispositivo de control, tal como se representa en la Fig. 6C, empezando así a formar una pila con las cajas apartadas.

Durante el desplazamiento hacia adelante del carro 25, se empleará preferentemente un sistema de prensado que mantendrá fijo el resto de cajas 90 y evitará que se tuerzan por efecto de las fuerzas de rozamiento. Este sistema de prensado consistirá preferentemente en una placa (no representada) que presionará las placas que se van a apilar desde arriba. Para evitar su bloqueo y, por lo tanto, la acumulación de cajas 90, esta placa se mueve solidariamente con ellas al tiempo que ejerce presión sobre ellas. La placa de prensado se mueve hacia abajo gracias a un vástago de émbolo neumático dirigido por señales adecuadas recibidas desde un dispositivo de control. Para ajustar el nivel de presión de la placa, se emplea en una primera etapa el estado OUT del sensor, por lo que se va a disponer de diversos sensores de estado OUT instalados. Se puede conseguir un movimiento hacia adelante de la placa de prensado sincronizado con la cinta transportadora, por ejemplo, por medio de un eje con una correa de transmisión dentada movida por un servomotor, cuyo carro se mantenga inmóvil mientras el eje se mueve. Por medio de un analizador y un servocontrol asociado, se puede conocer en todo momento la posición de la placa de prensado en el plano horizontal. En el eje se dispondrá también de dos conmutadores inductivos de final de carrera y uno de referencia. La posición de la placa de prensado en el plano vertical se determina por los sensores de estado IN y OUT del vástago de émbolo.

El carro 25 empuja por último la pila en formación contra una o más placas de paro 30 situadas en la parte de atrás por medio de algún tipo de control de posición (un servomotor y un dispositivo de control que controle el alimentador del carro 25), tal como se representa en la Fig. 6D. Esta o estas placas 30 pueden ajustarse en su posición correcta por medio de un servomotor. En un modo de funcionamiento semiautomático, la placa o placas 30 pueden desplazarse hacia abajo por algún sistema neumático, de modo que permita retirar la pila 100 a mano. Estos cilindros neumáticos sin vástago pueden indicar su posición arriba o abajo por medio de sensores de relé de resonancia para la detección de estados IN y OUT.

De acuerdo con una cuarta forma de realización (no representada), si hay espacio suficiente entre dos cajas 90a y 90b, como se muestra en la Fig. 6B, los mecanismos de empuje por abajo 3a se levantan para la formación de paquetes en lugar de los mecanismos de empuje por arriba 3b, que se alzan y retraen de nuevo (movidos en la dirección y sentido que indica la flecha B en la Fig. 6A). Un sistema de prensado que se mueve sincronizado con la cinta transportadora ejecuta la misma función que en el apilamiento por arriba.

Los mecanismos de empuje por arriba 3b pueden situarse a mano a una anchura determinada. La placa de prensado de cilindro neumático dispone de diversos relés de resonancia que permiten conocer su posición aproximada. La altura de la placa de prensado se determina eligiendo uno de estos sensores como el sensor de final.

3. Dispositivo de transferencia 4

Una pila 100 transportada por el sistema deslizante 2 hacia una primera posición se eleva y se deposita en una segunda posición, que puede estar girada o no respecto al plano horizontal. Esto se representa en las Fig. 7A-7F y Fig 8A-8F. El dispositivo de transferencia 4 se muestra con detalle en la Fig. 10.

El dispositivo de transferencia es un sistema robot de 4 ejes (X-Y-Z- \Theta) con una grúa articulada 41, representada en la Fig. 10. Todos los ejes corren paralelos entre sí. Ello posibilita el movimiento de una carga pesada a alta velocidad con una relativa exactitud de repetibilidad (\pm1 mm). Un servomotor 40 controla los movimientos sobre todos los ejes por medio de señales adecuadas recibidas desde un dispositivo de control. Para los movimientos en la dirección del eje "z" se dispone de un servomotor 40 con freno. Un giro de un ángulo \Theta se consigue con un engranaje reductor giratorio especial 43 con un eje sobresaliente de diámetro grande. Sobre cada eje "x", "y" y "z" hay conmutadores inductivos de final de carrera y un conmutador de referencia. El movimiento más crítico aquí es el movimiento según el eje "z", pues ha de alcanzarse una altura mínima antes de que puedan empezar los movimientos según los demás ejes. El cabezal de la grúa articulada 41 del dispositivo de transferencia 4 puede mover su carga con seguridad por encima de las placas de paro 30 y de otros posibles obstáculos. En consecuencia, preferentemente se dispone de un sensor secundario, por ejemplo, un sensor inductivo o un fotosensor, que marca la altura independientemente del servocontrol. El ángulo de giro se marca mejor respecto a un punto de referencia (0º, 90º, 180º, -90º). El punto de referencia es preferentemente el punto cero (0º).

Un dispositivo de control, como por ejemplo un programa PLC, determina la disposición de los ejes a partir de los datos de formato del producto y pasa estos datos al control del motor 40. La información se intercambia entre el dispositivo de control, por ejemplo, el PLC, y el control del motor, por ejemplo, vía Profibus.

La grúa robot de transferencia 4 tiene un cabezal articulado 41 que consta de una estructura horizontal de soporte con 4 brazos de aluminio 42, barras de por ejemplo 160 x 40 mm cruzadas unas sobre otras, cuyo centro va montado sobre un engranaje reductor giratorio especial 43. Debajo de cada brazo 42 se acopla un perfil de guía 45, sobre el cual se mueve el agarre de posicionamiento del carro 46, por ejemplo con un engranaje dentado, dirigido por señales adecuadas recibidas desde un dispositivo de control. Montado en la parte de abajo del agarre de posicionamiento del carro 46 penden propiamente los brazos 44 de la grúa articulada. En éstos se distinguen tres partes: un soporte 47, unas placas laterales 48 y los dedos 49. Los ocho dedos 49, dos en cada lado, se alargan y se encogen gracias a vástagos neumáticos dirigidos por medio de señales adecuadas recibidas desde un dispositivo de control. Las placas laterales 48 de los brazos de la grúa 44 pueden alargarse y encogerse neumáticamente en 20 mm para ofrecer mayor juego a los cuatro lados en torno a una pila ensamblada 100. Para minimizar los posibles deslizamientos de las cajas cuando están suspendidas, en el brazo 44 de atrás de la grúa se coloca una guía recta vertical que cuelga libremente con un peso en su parte baja. Cuando el cabezal de la grúa 41 se mueve hacia abajo, este peso empuja automáticamente la parte anterior de la pila de cajas 100.

Aunque los cuatro brazos de la grúa 44 pueden tener movimientos independientes si reciben las señales adecuadas desde el dispositivo de control, la posición de cada brazo de la grúa 44 es relativamente crítica en esta aplicación, por lo que el ajuste de los brazos está bastante automatizado, y se basa en el principio del estacionamiento. Un motor de posicionamiento de corriente continua (CC) con una interfaz de acoplamiento especial para el engranaje de la grúa asegura las posiciones de ajuste, una por una, de los brazos de la grúa 44. El cabezal de la grúa 41 siempre es devuelto hacia una interfaz de posicionamiento.

El giro de cualquier pila 100 de cajas que requiera compensación se ejecuta en el plano horizontal con la ayuda de un engranaje reductor giratorio especial 43 que hay en el centro la estructura del cabezal de la grúa 41.

En la Fig. 7A y en la Fig. 8A hay una pila 100 de cajas lista en una primera posición. El cabezal de la grúa 41 bajará. Los brazos del cabezal 44 se cerrarán, dirigidos por señales adecuadas recibidas desde un dispositivo de control, y abrazarán la pila de cajas 100. Tras cerrarse los brazos 44, el cabezal de la grúa 41 se eleva de nuevo y la pila 100 se traslada hacia una segunda posición, el punto de descarga 6, donde la pila 100 se va a depositar, tal como se representa en las Fig. 7B y Fig. 8B. Durante este movimiento hacia la segunda posición, el cabezal 41 puede girar un ángulo determinado, dirigido por señales adecuadas desde un dispositivo de control, con el objetivo de colocar la pila de cajas 100, girada un cierto ángulo (90º, 180º o -90º)), sobre otra pila anterior ya presente en el punto de descarga 6 y formar así un paquete compensado 200.

4. Punto de descarga 6

El punto de descarga 6 proporciona un volcado y una descarga seguros de cada una de las pilas 100. La posibilidad de ajustar manualmente la anchura de las barras 61 permite que las cajas 100 tengan un apoyo correcto, sean cuales fueren las dimensiones de las cajas plegadas planas 90 en la pila 100. Para centrar las pilas de cajas 100, los perfiles angulosos pueden moverse a mano en dirección longitudinal. En las Fig. 7B y 8B, el cabezal de la grúa 41, dirigido por señales adecuadas recibidas desde un dispositivo de control, ha depositado la pila 100 de cajas en el punto de descarga 6. A continuación, el cabezal 41 puede regresar a su posición de partida. En el punto de descarga 6 se forma un paquete compensado 200, listo para ser fajado.

Un tabique móvil controlado (sensores IN-OUT) por medios neumáticos constituye un sistema de empuje 62 que sirve para empujar un paquete compensado 200 en dirección hacia un túnel de salida 7. Un servomotor que recibe señales adecuadas desde un dispositivo de control gobierna preferentemente dicho sistema de empuje 62, que dispone de conmutadores de final de carrera. El dispositivo de control, por ejemplo un programa PLC, calcula la posición delantera del tabique de empuje 62 (posición de partida) a partir de los datos de formato del producto, y pasa los datos al control del motor. El tabique de empuje 62 también puede colocarse de modo que impida que los paquetes 200 resbalen. Este método de posicionamiento también puede utilizarse para la parte de atrás, pero la posición final es fija, puesto que el extremo del túnel de salida se halla en una posición fija. La información se intercambia entre el dispositivo de control (por ejemplo un PLC y el control motor; por ejemplo, vía Profibus. Como protección mecánica, se dispone de un amortiguador hidráulico de choques. Por detrás, un poste puede ser articulado por medios neumáticos desde los dos extremos (sensores IN-OUT), para que el paquete 200 pueda acceder libremente al túnel de salida 7. Una vez más, la posición del eje "z" es crítica para la distribución de los paquetes 200 y su posible rotación, de modo que aquí también es mejor instalar un sensor indicador de altura.

Las barras de descarga 61 pueden moverse 50 mm hacia arriba y hacia abajo por medios neumáticos, de modo que se reduce la altura de caída de la pila 100 en el proceso de descarga.

El tabique de empuje del sistema de descarga 62 puede sustituirse por dos placas laterales de acero inoxidable sobre la suspensión móvil de las compuertas giratorias, de modo que el paquete 200 se mantiene sujeto entre las dos placas verticales durante el movimiento del sistema de descarga 62 hacia el túnel de salida 7.

El sistema de descarga 62 empuja el paquete de descarga 200 hacia un túnel de salida 7, tal como se representa en la Fig. 7C. En la Fig. 7D, el tabique de descarga 62 ha alcanzado su posición extrema. Un tabique 71 de un sistema de salida se alza 70 para detener el movimiento de empuje del sistema de descarga. A continuación, el tabique de empuje del sistema de descarga 62 puede regresar a su posición inicial. Asimismo, el tabique de empuje 71 del sistema de salida 70 puede moverse hacia adelante, es decir, en la dirección del eje "y" en la Fig. 7D, empujando el paquete 200 por el túnel de salida 7.

Según otra forma de realización representada en la Fig. 8B, cuando el cabezal de la grúa 41 ha depositado la pila 100 y se ha formado el paquete compensado 200 en el punto de descarga 6, se abre una compuerta y un par de tenazas 80 se desplazan hasta el punto de descarga 6. El par de tenazas 80 consta de una media tenaza inferior 81 y una media tenaza superior 82. La distancia entre ambas, 81 y 82, puede ajustarse según la altura del paquete 200, por ejemplo, entre 115 mm y 1.400 mm, y este ajuste se lleva a cabo por señales adecuadas recibidas desde un dispositivo de control. La media tenaza inferior 81 puede moverse sólo una corta distancia, cuyo principal objetivo es levantar el paquete 200 en el punto de descarga 6. La media tenaza superior 82 es la parte que atenaza del par de tenazas 80. La presión que ejerce esta media tenaza superior 82 se controla para ajustar la fuerza de agarre.

Una vez que las tenazas se han dispuesto rodeando el paquete 200, la media tenaza inferior 81 se levanta para alzar el paquete 200 por encima del punto de de descarga 6. Seguidamente, la media tenaza superior 82 se cierra para agarrar el paquete 200, tal como se representa en la Fig. 8C.

A continuación, el par de tenazas 80 gira 180º sobre un eje de rotación 83, como se representa en la Fig. 8D, y empieza a moverse hacia adelante.

5. Sección de salida 16

La sección de salida de la forma de realización descrita incluye un túnel de salida 7 y un dispositivo fajador 8.

En la primera forma de realización, descrita en las Fig. 7D-7F, el túnel de salida 7 se construye a mano ajustando unas placas laterales (no representadas), y preferentemente dispondrá de una guía superior (no representada) con ajuste de altura manual. Unos tabiques de empuje 71 (provistos de sensores IN-OUT) accionados por un vástago de émbolo neumático 72 dirigido por señales adecuadas recibidas desde un dispositivo de control empujan el paquete 200 desde detrás. Un servomotor provisto de unos conmutadores de final de carrera se encarga de accionar el movimiento hacia adelante de los tabiques de empuje 71 en la dirección del dispositivo fajador 8. El dispositivo de control, por ejemplo, un programa de PLC, calcula la disposición de los tabiques 71 a partir de los datos de formato del producto y del tipo de fajado y pasa estos datos al control motor. La información se intercambia entre el dispositivo de control (por ejemplo, el PLC) y el control del motor, por ejemplo, vía Profibus.

Cuando el sistema de salida 70 ya ha alcanzado su posición extrema, como se muestra en la Fig. 7E, un sistema de expulsión 75 se encarga del paquete 200. Mientras tanto, el sistema de salida 70 puede volver a su posición de partida. Detrás del paquete, un sistema neumático accionado por un vástago de émbolo neumático 77 dirigido por señales adecuadas recibidas desde un dispositivo de control mueve el tabique de empuje 76 del sistema de expulsión 75 hacia abajo detrás del paquete 200. El movimiento hacia adelante se consigue, por ejemplo, por medio de un eje móvil con una correa de transmisión dentada, donde se fija el carro. Este eje se mueve hacia adelante por medio de un servomotor que recibe señales adecuadas desde un dispositivo de control. Un analizador y un servocontrol asociado permiten conocer la posición del tabique de empuje 76 en cada momento. El eje móvil dispone de dos conmutadores de final de carrera y un conmutador de referencia. La posición del tabique de expulsión 76 en el plano vertical se determina por los sensores IN-OUT del vástago de émbolo.

El sistema de expulsión 75 puede ajustar el paquete 200 en una posición adecuada para que sea fajado por el dispositivo de fajado 8, como se representa en la Fig. 7F, o bien puede mover el paquete 200 fuera de la máquina 10, por ejemplo, hacia una unidad de distribución en pallets (no representada), en donde se apilan diversos paquetes 200.

La ventaja más importante que presenta el sistema de expulsión 75 es el ahorro de tiempo, sobre todo si se emplea el fajado: el sistema de salida 70 vuelve a su posición de partida mientras el sistema de expulsión 75 lleva a cabo su tarea.

A lo largo de todo el sistema de expulsión 75 se disponen preferentemente placas de guía (no representadas) con la finalidad de que actúen de guía para los paquetes 200 y proporcionen un cierto rozamiento que evite que los paquetes 200 se desmonten por los movimientos acelerados o desacelerados a los que están sometidos durante el proceso. Las placas de guía se pueden ajustar a mano.

Los tabiques de empuje 71 y 76 de la sección de salida 16 se activan y desactivan automáticamente. Para ello se coloca a un lado una fotocélula analógica, que detecta la distancia de la placa lateral desde sus posiciones mínima y máxima. Todos los tabiques de empuje que quedan por debajo y por fuera de estas placas laterales (salida de detección del lateral de la placa) se desactivan. Un ajuste manual también permite la desconexión de estos tabiques de empuje 71 y 76 entre las placas laterales.

Para la segunda forma de realización, que se muestra en las Fig. 8D-8E, el par de tenazas 80 se desplaza por el túnel de salida 7. Al extremo de éste, el par de tenazas 80 puede llevar el paquete 200 hasta una máquina fajadora 8 (que en este caso debe ser de un tipo especial) para su fajado. Una vez fajado, o cuando el par de tenazas 80 se halla al final de este circuito, la media tenaza superior 82 y la media tenaza inferior 81 se abren al máximo, dirigidas por señales adecuadas recibidas desde un dispositivo de control, y el paquete 200, fajado o no, se deposita sobre la línea de proceso siguiente (por ejemplo, un dispositivo de distribución en pallets). El par de tenazas 80 regresa a su posición de partida, como se representa en la Fig. 8A.

Preferentemente, la máquina entera 10 está completamente encapsulada por paredes de plástico desmontables controladas por interruptores de seguridad, que aumentan la seguridad del sistema.

La máquina está diseñada para procesar una amplia gama de productos con eficiencia y sin sobrecargar al operario con sistemas de ajuste demasiado complejos.

Aunque la invención se ha mostrado y descrito en referencia a unas formas de realización preferentes, será de entender por los expertos en la materia que es posible efectuar cambios o modificaciones en la forma y los detalles sin escapar del ámbito de la invención.

Claims (11)

1. Máquina para construir una pila de artículos planos rígidos, que incluye:

un dispositivo alimentador de entrada (1) para introducir un flujo horizontal de artículos planos (90) parcialmente solapados en una disposición oblicua que se desplazan en una primera dirección;

un mecanismo de empuje (3) que encaja uno de los lados de los objetos planos (90) y dispone una pluralidad de estos artículos planos (90) en una pila vertical (100) en una ubicación inicial;

caracterizada porque:

el mecanismo de empuje incluye:

un dispositivo con un carro deslizante que se mueve en la primera dirección;

un mecanismo de empuje por abajo (3a) montado sobre el carro, y

un mecanismo de empuje por arriba (3b) montado sobre el carro.

la máquina incluye además:

un dispositivo de control para controlar los movimientos de los mecanismos de empuje por abajo y por arriba, para que el funcionamiento de los mecanismos de empuje por arriba y/o por abajo sea tal que:

si los artículos del flujo horizontal se apilan por arriba, el mecanismo de empuje por abajo encaja un lado de uno de los artículos planos (90) y dispone una pluralidad de estos artículos planos (90) en una pila vertical (100), y

si los artículos del flujo horizontal se apilan por abajo, el mecanismo de empuje por arriba separa al menos una pluralidad de estos artículos planos (90) para formar una pila vertical (100).

2. Máquina de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque, cuando los artículos planos se apilan por abajo, el mecanismo de empuje por abajo está adaptado para moverse hacia arriba y dejar que el mecanismo de empuje por arriba se encargue de la formación de las pilas.

3. Máquina de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque, cuando los artículos planos se apilan por abajo, el mecanismo de empuje por arriba encaja un lado de uno de los artículos planos (90) y dispone una pluralidad de estos artículos planos (90) en una pila vertical (100).

4. Máquina de acuerdo con cualesquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye además un dispositivo de transferencia (4) para elevar la pila (100) y trasladarla hasta una segunda posición (6); opcionalmente, dicho dispositivo de transferencia (4) estará adaptado para efectuar rotaciones de la pila (100) según un ángulo predeterminado entre la elevación de la pila (100) en la primera posición y trasladarla a la segunda ubicación (6).

5. Máquina de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque el dispositivo de transferencia (4) está diseñado para efectuar una rotación de la pila (100) sobre un eje vertical.

6. Máquina según cualesquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el movimiento del mecanismo de empuje (3) se controla en todo momento y cualquier posición por el dispositivo de control.

7. Máquina de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque el instante de inicio del movimiento del mecanismo de empuje, la relación de la aceleración de éste y el momento en que ésta finaliza, se controlan desde el dispositivo de control.

8. Máquina de acuerdo con cualesquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el mecanismo de empuje (3) se desplaza hacia la primera ubicación con un movimiento acelerado con respecto al movimiento del flujo horizontal de artículos planos (90).

9. Máquina de acuerdo con cualesquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la posición y la altura a las que el mecanismo de empuje (3) efectúa su movimiento se controlan desde el dispositivo de control, según el tipo de artículos planos (90) que se van a apilar.

10. Máquina de acuerdo con cualesquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye además un elemento de guía fijo (23a) con un rodillo (23b) que empuja el flujo de artículos planos en disposición oblicua (90), y un codificador de revoluciones conectado al rodillo.

11. Máquina de acuerdo con cualesquiera de las reivindicaciones 4 a 10, caracterizada porque el dispositivo de transferencia dispone de un cabezal de grúa con brazos articulados que pueden adaptarse para abrazar la pila (100).