ES2275940T3 - Sistema y metodo para aplicar dispositivos de apertura en envases. - Google Patents
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Abstract
Un sistema (1) para la aplicación continua de dispositivos de apertura (2) en envases (3) de productos alimenticios que pueden verterse, comprendiendo dicho sistema un transportador (6) de envases para hacer avanzar dichos envases a lo largo de una trayectoria (P) predeterminada y un aparato aplicador (13) para aplicar dichos dispositivos de apertura en dichos envases en dicho transportador de envases, caracterizado porque dicho aparato aplicador comprende una unidad (30) de detección óptica para detectar la posición de un agujero pre-estratificado en cada uno de dichos envases (20) en dicho transportador de envases y una unidad (36) de toma y colocación para recibir información sobre la aplicación con respecto a dicho punto de aplicación detectado a partir de la citada unidad de detección óptica, tomar uno de dichos dispositivos de apertura y ponerlo en el citado de dichos envases en dicho transportador de envases, gracias a dicha información sobre la aplicación.
Description
Sistema y método para aplicar dispositivos de
apertura en envases.
El presente invento se refiere a un sistema y a
un método para aplicar dispositivos de apertura en envases de
productos alimenticios que pueden verterse, comprendiendo dicho
sistema un transportador de envases para hacer avanzar los citados
envases a lo largo de una trayectoria predeterminada y un aparato de
aplicación para aplicar dichos dispositivos de apertura en dichos
envases en dicho transportador de envases.
Como es sabido, muchos productos alimenticios
que pueden verterse, tales como zumos de frutas, leche UHT (tratada
a temperatura ultra-alta), vino, salsa de tomate,
etc., se venden en envases fabricados de material de envasado
esterilizado.
Un ejemplo típico de un envase de esta clase es
el envase de forma paralelepipédica para líquidos o productos
alimenticios que pueden verterse conocido como Tetra Brik Aseptic
(Marca registrada), que se forma doblando y pegando una banda de
material de envasado estratificado. El material de envasar tiene una
estructura multicapa que comprende una capa de material fibroso,
por ejemplo papel, revestida por ambas caras con capas de material
plástico termosoldable, por ejemplo polietileno, y que, en el caso
de los envases antisépticos para productos que se almacenarán
durante largo tiempo, tales como la leche UHT, también comprende una
capa de material de barrera contra el oxígeno definida, por
ejemplo, por una película de aluminio, superpuesta sobre una capa
de material plástico termosoldable y que, a su vez, está cubierta
con otra capa de material plástico termosoldable que,
eventualmente, define la cara interna del envase en contacto con el
producto alimenticio. Como es sabido, tales envases se fabrican en
máquinas envasadoras totalmente automáticas, en las que se forma un
tubo continuo a partir del material de envasado alimentado en forma
de banda; la banda de material de envasado se esteriliza en la
propia máquina envasadora, por ejemplo aplicando un agente químico
de esterilización, tal como una solución de peróxido de hidrógeno,
que se elimina después de la esterilización, por ejemplo se le
vaporiza mediante calor, de la superficie del material de envasado;
y la banda de material de envasado así esterilizada es mantenida en
un ambiente estéril cerrado y se la dobla y se la une
longitudinalmente en relación de obturación para formar un tubo
vertical. Por supuesto, es posible utilizar otros métodos para
esterilizar el material de envasado.
El tubo se llena con el producto alimenticio
esterilizado o tratado estéril, y se cierra herméticamente y se
corta en secciones transversales equiespaciadas para formar envases
en forma de almohadillas que, luego, son plegados mecánicamente
para formar los envases terminados, por ejemplo de forma
sustancialmente paralelepipédica.
Alternativamente, el material de envasado puede
cortarse en piezas elementales a las que se les da forma de envases
en mandriles de conformación, y los envases resultantes se llenan
con el producto alimenticio y se cierran herméticamente. Un ejemplo
de un envase de esta clase es el denominado envase con parte
superior "a dos aguas", comúnmente conocido con la
denominación Tetra Rex (marca registrada).
Otro ejemplo de un envase para productos
alimenticios que pueden verterse es el envase de forma
paralelepipédica conocido como Tetra Brik (marca registrada). La
diferencia principal entre el Tetra Brik y el Tetra Brik Aseptic es
que el primero no comprende una capa de barrera contra el oxígeno,
ya que se utiliza, principalmente, para productos lácteos
pasteurizados "usuales".
Una vez formados, los envases del tipo antes
mencionado pueden ser sometidos a tratamiento ulterior, tal como a
la aplicación de un dispositivo de apertura que pueda volverse a
cerrar, que constituya la parte de vertido de un envase.
El dispositivo de apertura más comúnmente
utilizado comprende un marco que define una abertura y montado
alrededor de una parte perforable o retirable de la pared superior
del envase; y una tapa abisagrada o roscada en el marco y que puede
ser retirada para abrir el envase. También es conocida la
utilización de otros dispositivos de apertura, por ejemplo,
deslizables.
La parte perforable del envase puede estar
definida, por ejemplo, por un denominado agujero
"pre-estratificado", es decir, un agujero
formado en la capa fibrosa del material de envasado antes de unir la
capa fibrosa a la capa de barrera que, por tanto, está entera y
cierra el agujero para asegurar una obturación hermética, aséptica,
al tiempo que puede permite su fácil perforación.
La aplicación de un dispositivo de apertura en
un envase requiere un posicionamiento extremadamente preciso del
dispositivo de apertura con respecto al agujero
pre-estratificado. La aplicación del dispositivo de
apertura en una posición incorrecta puede tener como resultado la
aparición de varios problemas, tales como una mala adherencia del
dispositivo de apertura sobre el envase, dificultades a la hora de
abrir el envase, pérdidas del producto o salpicaduras cuando se
vierta el producto del envase.
En el caso de máquinas envasadoras antisépticas,
los dispositivos de apertura se montan, normalmente, de manera
continua directamente sobre los envases formados en las unidades de
aplicación en línea, aguas abajo de la máquina envasadora. La
aplicación es mecánica, es decir, los envases apoyan contra algún
tipo de medios de retención y se utilizan los bordes de los envases
para situar los dispositivos de apertura en posición sobre ellos,
encontrándose la posición de aplicación en cada envase a una
distancia predeterminada de sus bordes. Esto quiere decir que los
dispositivos de apertura se aplicarán en el mismo punto en todos los
envases. Por diversas razones, los envases que han de ser dotados
de dispositivos de apertura, no son idénticos. Esto significa que
la distancia desde el agujero pre-estratificado en
el envase hasta sus bordes, difiere de envase a envase. Así, en
muchos envases los dispositivos de apertura no se aplicarán con
precisión alrededor del agujero pre-estratificado,
provocando fallos del envase.
El documento EP 0 842 041 describe un método y
un dispositivo para unir picos de vertido a envases
paralelepipédicos, de parte superior plana, llenos con productos
que pueden fluir libremente. En el documento EP 0 842 041, envases
separados en una cinta transportadora son hechos avanzar
horizontalmente. Por encima de la cinta transportadora está
dispuesta una cadena de suspensión, estando provista dicha cadena de
suspensión de varios portadores de picos de vertido para unir los
picos de vertido a los envases, siendo la distancia existente entre
dichos portadores igual a la distancia entre dichos envases
separados en dicha cinta transportadora. Está previsto un detector
para percibir la presencia de un pico de vertido en un portador de
picos de vertido. Si el detector percibe dicha presencia, se carga
un envase en la cinta transportadora y se aplica adhesivo al pico de
vertido y se une éste al envase. Incluso en este caso, la
aplicación es mecánica, lo que puede hacer que los picos de vertido
se unan de forma imprecisa a los envases, ya que la unión tiene
lugar, en cada envase, en la misma posición con relación a los
portadores, con independencia de las posiciones de aplicación
correctas.
Un objeto del presente invento es proporcionar
un sistema y un método para aplicar dispositivos de apertura en
envases de productos alimenticios que pueden verterse, cuyo sistema
y cuyo método eliminan los problemas antes mencionados en relación
con la técnica anterior. El concepto básico del invento reside en el
uso de detección óptica para localizar dónde debe aplicarse un
dispositivo de apertura en un envase, es decir, para localizar un
punto de aplicación en el envase. El invento hace posible, así,
conseguir el posicionamiento extremadamente preciso del dispositivo
de apertura en el envase con independencia de su forma, en tanto sea
visible el punto de aplicación. Incluso si el envase, por alguna
razón, tiene una forma que se aparta de la ideal, será dotado del
dispositivo de apertura en el punto correcto ya que no se utiliza
parte alguna del envase como referencia para su colocación.
El sistema y el método para conseguir el
anterior objeto se definen en las reivindicaciones adjuntas y se
describen en lo que sigue.
El sistema de acuerdo con el presente invento
tiene un transportador de envases para hacer avanzar los envases en
sucesión siguiendo una trayectoria predeterminada. A lo largo de
esta trayectoria, los envases son sometidos a distintas
operaciones. El sistema incluye, además, un aparato aplicador para
aplicar continuamente los dispositivos de apertura en los envases.
El aparato aplicador está situado, de preferencia, junto al
transportador de envases, a fin de permitir la aplicación de los
dispositivos de apertura en los envases cuando estos pasan llevados
por el transportador de envases.
Para detectar un punto de aplicación en uno de
los envases, el aparato aplicador posee una unidad de detección
óptica. Mediante esta unidad de detección óptica, puede leerse el
punto de aplicación de manera fiable. Dado que el aspecto del
envase no afecta a la detección del punto de aplicación, no se
producirán interferencias debidas a factores perturbadores tales
como, por ejemplo, una deformación potencial del envase. Esto quiere
decir que, incluso un envase deformado, cuyas dimensiones sean
diferentes de las del envase ideal, será dotado de un dispositivo
de apertura exactamente en el punto de aplicación. Si no se ha
utilizado la detección óptica, es decir, si se en su lugar se ha
hecho uso de una fijación mecánica, el dispositivo de apertura
habría sido desplazado con respecto al unto de aplicación. Así, la
detección óptica también permite la aplicación de dispositivos de
apertura en envases de distintos tamaños, ya que el punto de
aplicación no se estima a partir de las dimensiones del envase.
El aparato aplicador tiene, además, una unidad
de toma y colocación para coger y colocar realmente los dispositivos
de apertura. La unidad de toma y colocación está dispuesta para
recibir información de aplicación relacionada con el punto de
aplicación detectado en un envase, a partir de la unidad de
detección óptica. Además, está dispuesta para coger uno de los
dispositivos de apertura y colocarlo en el envase merced a la
información acerca de la aplicación. La información sobre la
aplicación para un envase particular es única y depende de su
aspecto.
El punto de aplicación en un envase se define,
preferiblemente, mediante un agujero
pre-estratificado en el envase. Esto quiere decir
que el dispositivo de apertura, para una correcta aplicación, ha de
situarse encima del agujero pre-estratificado, para
rodearlo y cubrirlo.
La unidad de detección óptica tiene,
ventajosamente, una cámara para registrar una imagen de un envase,
cuya imagen contiene el punto de aplicación del envase. Esta imagen
puede utilizarse, entonces, para obtener la información sobre la
aplicación, única para el envase. La unidad de detección óptica
tiene, también, medios de tratamiento para producir la información
sobre la aplicación. Esto se hace comparando la imagen registrada
con una imagen de referencia que contiene un sistema de referencia y
obteniendo, luego, una localización del punto de aplicación con
respecto al sistema de referencia.
El sistema de referencia incluye,
preferiblemente, un punto de aplicación ideal, almacenado en
memoria, predeterminado, para un tipo de envase. El punto de
aplicación ideal está definido por la situación del punto de
aplicación en un envase perfecto. Por "envase perfecto" debe
entenderse un envase con las dimensiones deseadas, no deformado y
cuyo punto de aplicación está situado de forma óptima con respecto a
la función del envase.
Alternativamente, el sistema de referencia
incluye una situación ideal, almacenada en memoria, predeterminada,
del punto de aplicación en relación con una marca, cuya marca es
fija con respecto al transportador de envases. Asimismo, en este
caso, la situación ideal corresponde al punto de aplicación en un
envase perfecto.
La información sobre la aplicación contiene, de
preferencia, un patrón de movimiento único para que la unidad de
toma y colocación ponga el dispositivo de apertura en el envase.
Así, la unidad de toma y colocación coge el dispositivo de
apertura, recibe el patrón de movimientos y se mueve de acuerdo con
él para colocar el dispositivo de apertura en el envase.
La unidad de detección óptica está dispuesta,
ventajosamente, de manera enteriza con la unidad de toma y
colocación. La detección del punto de aplicación en el envase y la
aplicación del dispositivo de apertura en él, pueden hacerse
continuamente.
Como alternativa, la unidad de detección óptica
puede estar dispuesta junto al transportador de envases, separada
de la unidad de toma y colocación. En este caso, ha de conocerse la
velocidad del transportador de envases, de modo que pueda
calcularse la situación del punto de aplicación en el envase, en un
momento determinado, a fin de obtener la información sobre la
aplicación única para ese envase.
La unidad de toma y colocación tiene, al menos,
un robot con, al menos, un brazo robótico. Sin embargo, la unidad
de toma y colocación tiene, ventajosamente, al menos un robot con
tres brazos robóticos. Este robot puede trabajar en tres
dimensiones con el fin de permitir una libertad total de movimientos
de la unidad de toma y colocación.
De preferencia, el aparato aplicador incluye,
además, una unidad de pegado para aplicar pegamento sobre los
dispositivos de apertura antes de que sean cogidos por la unidad de
toma y colocación, para hacer que se adhieran sobre los envases.
El sistema tiene, además, un puesto de
suministro para alimentar los envases al transportador de envases.
En el puesto de suministro, los envases procedentes de la máquina de
llenado son predispuestos de manera que guarden una cierta
distancia entre ellos cuando son alimentados automáticamente, de uno
en uno, desde el puesto de suministro al transportador de
envases.
De preferencia, el sistema tiene, además, un
carril de soporte de envases para soportar los envases durante la
aplicación de los dispositivos de apertura. Esto se consigue
asegurando los envases entre el carril de soporte y el
transportador de envases. El carril de soporte de envases puede
ajustarse, preferiblemente, para permitir variar la distancia entre
él mismo y el transportador de envases, de forma que puedan
aplicarse los dispositivos de apertura a envases de
distintos
tamaños.
tamaños.
En el sistema están incluidos, preferiblemente,
varios dispositivos de guía separados para el guiado de los
envases. Los dispositivos de guía se fijan, entonces, al
transportador de envases y se mueven con él, con el fin de hacer
avanzar los envases a lo largo de la trayectoria predeterminada,
antes mencionada. Además de soportar y transportar los envases, los
dispositivos de guía también proporcionan medios para separar los
envases en una distancia apropiada a las operaciones que han de
realizarse sobre los envases en el transportador de envases. La
distancia entre los dispositivos de guía es, preferiblemente,
ajustable, para adecuarla a diferentes tamaños de envases.
Cada uno de los dispositivos de guía incluye,
ventajosamente, al menos un dedo portador para el soporte y el
transporte de los envases. Los dedos portadores tienen,
preferiblemente, una forma tal y están fijados al transportador de
envases de tal modo que resulten adecuados para el aspecto de los
envases. Por ejemplo, si los envases tienen forma paralelepipédica,
los dedos portadores pueden ser, simplemente, placas rectangulares
que sobresalgan radialmente del transportador de envases, apoyando
los envases contra las placas por una de las paredes.
Finalmente, el sistema incluye, además, un
aparato alimentador para alimentar los dispositivos de apertura al
aparato aplicador o, más particularmente, a la unidad de pegado, de
la cual son cogidos por la unidad de toma y colocación.
El método de acuerdo con el presente invento
comprende las operaciones de hacer avanzar los envases a lo largo
de una trayectoria predeterminada mediante un transportador de
envases y aplicar los dispositivos de apertura en los envases en el
transportador de envases. El método incluye, además, las operaciones
de detectar ópticamente un punto de aplicación en un envase en el
transportador de envases; producir, a partir del punto de aplicación
detectado ópticamente en el envase información sobre la aplicación
para controlar una unidad de toma y colocación; y tomar un
dispositivo de apertura y colocarlo en el envase situado en el
transportador de envases por medio de la unidad de toma y
colocación y de acuerdo con la información sobre la aplicación.
La figura 1 muestra un sistema de acuerdo con el
presente invento.
La figura 2 es una vista en planta desde arriba
de un envase.
La figura 3 es una vista en planta desde arriba
de un envase, de acuerdo con una realización alternativa del
invento.
La figura 4 es un diagrama de bloques que
ilustra el aparato de aplicación en un sistema de acuerdo con el
presente invento.
La figura 5 muestra la unidad de toma y
colocación en el aparato aplicador de la figura 4.
La figura 6 es una gráfica de proceso que
ilustra el método de acuerdo con el presente invento.
La Figura 1 es una vista en planta esquemática
de un sistema 1 para aplicar dispositivos de apertura 2 en envases
3 de productos alimenticios que pueden verterse.
Los envases 3 se fabrican en una máquina
envasadora (no mostrada) a partir de una banda de material de
envasado en forma de lámina que comprende una capa de material de
papel revestida, por ambas caras, con capas de material plástico
termosoldable, por ejemplo polietileno, y opcionalmente una capa de
material de barrera, por ejemplo aluminio, situada por el interior
de la capa de material de papel y revestida, a su vez, por el
interior con otra capa de material
plástico.
plástico.
Una cara superior 4 de cada envase 3 que, en el
ejemplo ilustrado, tiene una forma sustancialmente paralelepipédica,
posee una parte 5 perforable definida convenientemente por un
denominado agujero "pre-estratificado", es
decir, un agujero formado en la capa de papel del material de
envasado antes de unir la capa de papel a la capa de barrera, que
cierra así el agujero para asegurar una obturación hermética,
aséptica, al tiempo que permite que se le pueda perforar
fácilmente.
El sistema 1 comprende un transportador 6 de
envases que se desplaza a velocidad constante a lo largo de una
trayectoria definida por dos medios de accionamiento 7 y 8,
respectivamente. El transportador 6 de envases soporta varios
dispositivos de guía 9 para el guiado de los envases 3, cuyos
dispositivos de guía están fijados de manera equiespaciada al
transportador 6 de envases y sobresalen radialmente de él. Cada uno
de los dispositivos de guía 9 incluye dos dedos portadores 10a y
10b, respectivamente, para soportar y transportar un envase,
apoyando el envase contra los dedos portadores 10a-b
por dos paredes opuestas y contra el transportador 6 de envases
mediante una pared intermedia, siendo así la distancia entre dichos
dedos portadores esencialmente igual a la distancia existente entre
dichas paredes opuestas.
Los dispositivos de guía 9 reciben los envases 3
desde un transportador 11 de entrada, siendo alimentado un envase a
cada uno de los dispositivos de guía. El transportador 11 de entrada
está situado junto al transportador 6 de envases y tangente al
mismo en el puesto 12 de suministro. Transporta los envases 3 desde
la máquina de llenado (no mostrada) de manera equiespaciada y a una
velocidad constante, igual a la velocidad lineal de los
dispositivos de guía 9. Al girar junto con el transportador 6 de
envases, los dispositivos de guía 9 hacen avanzar los envases 3 a
lo largo de una trayectoria P a través de un aparato aplicador 13
para aplicar los dispositivos de apertura 2 en los envases 3,
estando situado el aparato aplicador 13 junto al transportador 6 de
envases. La trayectoria P comienza con el puesto 12 de suministro y
termina con un puesto de descarga 14 en donde los envases 3 son
retirados del transportador 6 de envases.
El aparato aplicador 13 comprende una unidad de
pegado 15 para aplicar pegamento sobre los dispositivos de apertura
2 y una unidad 16 de toma, a la cual se alimentan los dispositivos
de apertura tras la aplicación del pegamento.
El sistema 1 incluye un aparato alimentador 17
para alimentar los dispositivos de apertura 2 desde un clasificador
18 a la unidad de pegado 15 y, además, a la unidad de toma 16 del
aparato aplicador 13. El sistema 1 incluye, además, un carril 19 de
soporte de envases, para soportar los envases 3 durante la
aplicación de los dispositivos de apertura 2. El carril 19 de
soporte de envases está dispuesto, esencialmente, paralelo al
transportador 6 de envases a lo largo de la parte horizontal de la
trayectoria P y asegura los envases 3 entre él mismo y el
transportador 6 de envases. Para permitir la aplicación de los
dispositivos de apertura en envases de varios tamaños, el carril 19
de soporte de envases es ajustable en altura, es decir, la distancia
uniforme que existe entre el carril 19 de soporte de envases y el
transportador 6 de envases, es variable.
Las figuras 2 y 3 son dos vistas en planta de un
envase 20 que ilustran una parte perforable en forma de agujero 21
pre-estratificado. El centro 22 del agujero se
utiliza para definir la posición del mismo. La posición del agujero
pre-estratificado no es la misma en todos los
envases. El círculo 23 de línea interrumpida representa, en las
figuras, la posición ideal de un agujero
pre-estratificado, es decir, la posición del agujero
pre-estratificado en un envase perfecto.
En la figura 2, la posición ideal del agujero
pre-estratificado o, más particularmente, su centro
24, se utiliza como sistema de referencia para expresar la posición
del centro 22 del agujero 21 pre-estratificado real
en el envase 20. La desviación del agujero
pre-estratificado 21 respecto de la posición ideal
23 (muy exagerada para que sea más evidente), se representa
mediante la flecha 25 entre el centro 24 y el centro 22. La flecha
25 puede descomponerse en una componente horizontal 26 y una
componente vertical 27, que describen la desviación del agujero
pre-estratificado 21 en las direcciones horizontal y
vertical, respectivamente.
La figura 4 es un diagrama de bloques que
ilustra la construcción del aparato aplicador 13. Además de las
anteriormente descritas unidad de pegado 15 y unidad de toma 16, el
aparato aplicador 13 comprende una unidad 30 de detección óptica
para detectar el centro 22 del agujero
pre-estratificado 21 en cada uno de los envases
3.
La unidad 30 de detección óptica comprende, a su
vez, un perceptor 31 para generar una señal que le permita, a una
cámara 32, por ejemplo, una del tipo de CCD (dispositivo de carga
acoplada), registrar una imagen de la parte superior de cada uno de
los envases 3, mostrando la imagen el agujero
pre-estratificado en su centro. La unidad 30 de
detección óptica comprende, además, un memoria 33 para guardar una
imagen de referencia con un sistema de referencia representado por
la posición ideal anteriormente descrita, y medios de tratamiento
34 dispuestos para comparar la imagen registrada con la imagen de
referencia, más particularmente, el agujero
pre-estratificado de la imagen registrada con el
sistema de referencia. El resultado de esta comparación, es decir,
la desviación del agujero pre-estratificado respecto
de la posición ideal en las direcciones horizontal y vertical,
respectivamente, se utiliza después para producir la información
sobre la aplicación necesaria para conseguir la aplicación de los
dispositivos de apertura 2 en los envases 3. La unidad 30 de
detección óptica comprende, también, medios transmisores 35 para
transmitir esta información sobre la aplicación relacionada con el
agujero pre-estratificado detectado.
El aparato aplicador 13 comprende, además, una
unidad 36 de toma y colocación para coger los dispositivos de
apertura 2 de la unidad de toma 16 y ponerlos en los envases 3.
La unidad 36 de toma y colocación comprende, a
su vez, medios receptores 37 para recibir dicha información
transmitida sobre la aplicación y un robot 38. La información sobre
la aplicación contiene un patrón de movimientos para la unidad de
toma y colocación 36 que describe los movimientos que ha de realizar
la misma desde una posición de referencia para poner un dispositivo
de apertura sobre un envase de manera muy precisa, encima de su
agujero pre-estratificado.
En la realización preferida, el robot 38,
ilustrado adicionalmente en la figura 5, es un robot de toma, tipo
IRB 340, comercialmente disponible de ABB Flexible Automation AB, de
Västerås, Suecia. Tiene tres brazos robóticos 39a-c
que se unen entre sí en un extremo en 40, pudiendo el robot 38
trabajar en tres dimensiones. El robot 38 está provisto, en 40, de
mordazas 41 para tomar y colocar los dispositivos de apertura 2 en
los envases 3, cerrándose las mordazas 41 cuando se realiza la toma
de un dispositivo de apertura y abriéndose al colocarlo.
La unidad 30 de detección óptica está dispuesta,
preferiblemente, enteriza con la unidad 36 de toma y colocación,
estando dispuesta la cámara 32 junto a las mordazas 41.
La figura 6 es un diagrama de proceso que
ilustra el método de acuerdo con el presente invento. Cada recuadro
de la gráfica de proceso corresponde a una operación del método. Las
operaciones, evidentemente, se realizan de manera cíclica, en un
período igual al tiempo requerido por el transportador 6 de envases
para desplazarse en una distancia igual a la existente entre dos
envases 3 subsiguientes. En primer lugar, hay dos ramas en la
gráfica de proceso que, después, se unen en una sola. Los
dispositivos de apertura 2 se clasifican en el clasificador 18
(operación 42), son alimentados, por el aparato alimentador 17, del
clasificador 18 a la unidad 15 de pegado, en donde son dotados de
pegamento (operación 43) y, después, son alimentados a la unidad de
toma 16 (operación 44). Simultáneamente, los envases 3 procedentes
de la máquina envasadora se cargan en el transportador 11 de
entrada (operación 45) y, luego, son suministrados al transportador
6 de envases, que los lleva al aparato aplicador 13 (operación 46).
Uno de los dispositivos de apertura con pegamento aplicado es
tomado por la unidad 36 de toma y colocación (operación 47) de la
unidad de toma 16. Para evitar la adquisición y el tratamiento de
una cantidad excesiva de datos, el perceptor 31 genera un impulso de
disparo para habilitar la cámara 32 (operación 48). La cámara
registra entonces una imagen de la parte superior de uno de los
envases 3, mostrando dicha imagen el agujero
pre-estratificado y su centro (operación 49). En la
memoria 33 se almacena una imagen de referencia, que contiene el
sistema de referencia descrito anteriormente. Sobre la base de un
tratamiento de imágenes usual, se determina la desviación del
agujero pre-estratificado con respecto a su
posición ideal y, basándose en dicha desviación, se genera
(operación 50) un patrón de movimientos para el robot 38. El patrón
de movimientos es transmitidos desde la unidad 30 de detección
óptica y es recibido por la unidad 36 de toma y colocación
(operación 51). La unidad 36 de toma y colocación sigue el patrón de
movimientos partiendo de una posición de referencia y pone el
dispositivo de apertura de manera precisa encima del agujero
pre-estratificado del envase (operación 52).
Finalmente, los envases dotados de dispositivos de apertura son
descargados en el puesto de descarga 14
(operación 53).
(operación 53).
Como alternativa a lo que antecede, el sistema
de referencia requerido para la aplicación puede consistir en una
marca 29 en un dispositivo de guía 28. En la figura 3, se muestra el
envase 20 junto con parte del dispositivo de guía 28, estando
provisto dicho dispositivo de guía de la marca 29. La marca 29 y la
posición ideal del agujero pre-estratificado 23
constituyen, en esta realización alternativa, el sistema de
referencia. En un envase perfecto, la distancia entre la marca 29 y
la posición ideal del agujero pre-estratificado 23
o, más particularmente, su centro 24, viene dada por x_{0} e
y_{0} en las direcciones horizontal y vertical, respectivamente.
En la figura, la distancia entre la marca 29 y la posición del
centro 22 del agujero pre-estratificado 21 real
viene dada por x_{1} e y_{1} en las direcciones horizontal y
vertical, respectivamente, describiendo las expresiones
|x_{0}-x_{1}| e
|y_{0}-y_{1}| la desviación del agujero
pre-estratificado 21 respecto de la posición ideal
23, en direcciones respectivas.
Los ejemplos anteriormente descritos solamente
deben contemplarse como tales. Un experto en la técnica comprenderá
que las realizaciones descritas pueden hacerse variar de distintas
formas sin apartarse del concepto del invento.
Como ejemplo, los dispositivos de apertura no
tienen por qué pegarse en los envases. Alternativamente, los
dispositivos de apertura pueden calentarse y, luego, soldarse sobre
los envases.
La unidad de toma y colocación puede comprender
más de un robot, permitiendo más de una aplicación cada vez, con lo
que se acelera la producción.
La unidad de detección óptica y la unidad de
toma y colocación no tienen por qué estar dispuestas de manera
enteriza. De acuerdo con una realización alternativa, la unidad de
detección óptica está dispuesta junto al transportador de envases,
separada de la unidad de toma y colocación. Si se conoce la
velocidad del transportador de envases, puede determinarse la
posición del centro del agujero pre-estratificado en
un momento determinado y puede generarse la información sobre la
aplicación y transmitirla a la unidad de toma y colocación.
Claims (26)
1. Un sistema (1) para la aplicación continua de
dispositivos de apertura (2) en envases (3) de productos
alimenticios que pueden verterse, comprendiendo dicho sistema un
transportador (6) de envases para hacer avanzar dichos envases a lo
largo de una trayectoria (P) predeterminada y un aparato aplicador
(13) para aplicar dichos dispositivos de apertura en dichos envases
en dicho transportador de envases, caracterizado porque dicho
aparato aplicador comprende una unidad (30) de detección óptica
para detectar la posición de un agujero
pre-estratificado en cada uno de dichos envases
(20) en dicho transportador de envases y una unidad (36) de toma y
colocación para recibir información sobre la aplicación con
respecto a dicho punto de aplicación detectado a partir de la
citada unidad de detección óptica, tomar uno de dichos dispositivos
de apertura y ponerlo en el citado de dichos envases en dicho
transportador de envases, gracias a dicha información sobre la
aplicación.
2. Un sistema (1) como se reivindica en la
reivindicación 1, caracterizado porque dicha unidad (30) de
detección óptica comprende una cámara (32) para registrar una
imagen del citado de dichos envases (20), cuya imagen contiene
dicho punto de aplicación.
3. Un sistema (1) como se reivindica en la
reivindicación 2, caracterizado porque dicha unidad (30) de
detección óptica comprende, además, medios (34) de tratamiento para
producir dicha información sobre la aplicación comparando dicha
imagen con una imagen de referencia que contiene un sistema de
referencia, y obteniendo así una posición del citado punto de
aplicación con respecto a dicho sistema de referencia.
4. Un sistema (1) como se reivindica en la
reivindicación 3, caracterizado porque dicho sistema de
referencia incluye una posición ideal del punto de aplicación (23)
correspondiente al punto de aplicación en un envase perfecto.
5. Un sistema (1) como se reivindica en la
reivindicación 3, caracterizado porque dicho sistema de
referencia incluye una posición ideal del punto de aplicación (23)
con relación a una marca (29) fija con respecto a dicho
transportador (6) de envases, correspondiendo dicha posición ideal
al punto de aplicación en un envase perfecto.
6. Un sistema (1) como en una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha
información sobre la aplicación contiene un patrón de movimientos
para dicha unidad (36) de toma y colocación, para poner el citado de
dichos dispositivos de apertura en el mencionado de dichos envases
(20).
7. Un sistema (1) como se reivindica en una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
porque dicha unidad (30) de detección óptica está dispuesta
enteriza con dicha unidad (36) de toma y colocación.
8. Un sistema (1) como se reivindica en una
cualquiera de las reivindicaciones 1-6,
caracterizado porque dicha unidad (30) de detección óptica
está dispuesta junto a dicho transportador (6) de envases, separada
de dicha unidad (36) de toma y colocación.
9. Un sistema (1) como se reivindica en una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
porque dicha unidad (36) de toma y colocación comprende, al menos,
un robot (38) con, al menos, un brazo robótico
(39a-c).
10. Un sistema (1) como se reivindica en una
cualquiera de las reivindicaciones 1-8,
caracterizado porque dicha unidad (36) de toma y colocación
comprende, al menos un robot (38) con tres brazos robóticos
(39a-c), siendo capaz dicho al menos un robot de
trabajar en tres dimensiones.
11. Un sistema (1) como se reivindica en una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
porque dicho aparato aplicador (13) comprende, además, una unidad
(15) de pegado para aplicar pegamento sobre dichos dispositivos de
apertura (2) antes de su toma.
12. Un sistema (1) como se reivindica en una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
porque comprende, además, un puesto (12) de suministro para
alimentar dichos envases (3) a dicho transportador (6) de
envases.
13. Un sistema (1) como se reivindica en una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
porque comprende, además, un carril (19) de soporte de envases para
soportar dichos envases (3) durante la aplicación de dichos
dispositivos de apertura (2) asegurando dichos envases entre dicho
carril de soporte y dicho transportador (6) de envases.
14. Un sistema (1) como se reivindica en la
reivindicación 13, caracterizado porque dicho carril (19) de
soporte de envases es ajustable para permitir la aplicación de los
dispositivos de apertura (2) sobre envases (3) de diversos
tamaños.
15. Un sistema (1) como se reivindica en una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
porque comprende, además, varios dispositivos de guía (9) separados
para guiar dichos envases (3), estando fijados dichos dispositivos
de guía al citado transportador (6) de envases y moviéndose con él
con el fin de hacer avanzar dichos envases a lo largo de dicha
trayectoria (P) predeterminada.
16. Un sistema (1) como se reivindica en la
reivindicación 15, caracterizado porque cada uno de dichos
dispositivos de guía (9) comprende, al menos, un dedo portador (10)
para soportar y transportar dichos envases (3).
17. Un sistema (1) como se reivindica en una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
porque comprende, además, un aparato alimentador (17) para
alimentar dichos dispositivos de apertura (2) a dicho aparato
aplicador (13).
18. Un sistema (1) como se reivindica en la
reivindicación 11, caracterizado porque comprende, además, un
aparato alimentador (17) para alimentar dichos dispositivos de
apertura (2) a dicha unidad (15) de pegado, tras lo cual dichos
dispositivos de apertura son cogidos por dicha unidad (36) de toma y
colocación.
19. Un método para la aplicación continua de
dispositivos de apertura (2) en envases (3) de productos
alimenticios que pueden verterse, que comprende las operaciones de
hacer avanzar dichos envases a lo largo de una trayectoria (P)
predeterminada mediante un transportador (6) de envases y aplicar
dichos dispositivos de apertura en dichos envases en dicho
transportador de envases, caracterizado porque comprende,
además, las operaciones de detectar ópticamente la posición de un
agujero pre-estratificado en cada uno de dichos
envases (20) en dicho transportador de envases; producir, a partir
de dicho punto de aplicación detectado ópticamente, información
sobre la aplicación para controlar una unidad (36) de toma y
colocación; y coger uno de dichos dispositivos de apertura y ponerlo
en el citado de dichos envases en dicho transportador de envases
por medio de dicha unidad de toma y colocación y de acuerdo con
dicha información sobre la aplicación.
20. Un método como se reivindica en la
reivindicación 19, caracterizado porque comprende, además, la
operación de registrar una imagen del citado de dichos envases
(20), cuya imagen contiene dicho punto de aplicación.
21. Un método como se reivindica en la
reivindicación 20, caracterizado porque dicha información
sobre la aplicación se produce comparando dicha imagen con una
imagen de referencia que contiene un sistema de referencia, y
obteniendo una posición de dicho punto de aplicación con respecto a
dicho sistema de referencia.
22. Un método como se reivindica en la
reivindicación 21, caracterizado porque dicho sistema de
referencia incluye una posición ideal del citado punto de
aplicación (23) que corresponde al punto de aplicación en un envase
perfecto.
23. Un método como se reivindica en la
reivindicación 21, caracterizado porque dicho sistema de
referencia incluye una posición ideal del punto de aplicación (23)
en relación con una marca (29) que es fija con respecto a dicho
transportador (6) de envases, correspondiendo dicha posición ideal
al punto de aplicación en un envase perfecto.
24. Un método como se reivindica en una
cualquiera de las reivindicaciones 19-23,
caracterizado porque dicha información sobre la aplicación
contiene un patrón de movimientos para dicha unidad (36) de toma y
colocación para poner el citado de dichos dispositivos de apertura
en el citado de dichos envases (20).
25. Un método como se reivindica en una
cualquiera de las reivindicaciones 19-24,
caracterizado porque comprende, además, la operación de
aplicar pegamento a dichos dispositivos de apertura (2) antes de
cogerlos.
26. Un método como se reivindica en una
cualquiera de las reivindicaciones 19-25,
caracterizado porque comprende, además, la operación de
alimentar dichos envases (3) a dicho transportador (6) de
envases.
envases.
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