FI117796B - Menetelmä ja laite materiaalirainarullan käsittelyyn - Google Patents

Description

1 117796

MENETELMÄ JA LAITE MATERIAALIRAINARULLAN KÄSITTELYYN

Keksintö koskee menetelmää ja laitetta materiaalirainarullan/ rullaryhmän kuljetukseen, sekä kuljetuksen yhteydessä tapahtuviin operaatioihin: käärintään, tunnisteiden lukuun, kiqoittamiseen ja merkintään sekä erilaisiin mittauksiin. Tämä keksintö täydentää aiemmassa patenttihakemuksessa FI 20040237 kuvattua keksintöä liittyen paperirullan kuljettamiseen siirrettävän rampin varassa.

Paperitehtailla paperirullat pakataan yleisimmin asettamalla päätyihin päätylaput ja käärimällä vaipan ympärille kraftia tai muovikalvoa tai molempia. Tunnettua tekniikkaa on kuvattu mm seuraavissa patenttijulkaisuissa: FI 83858, US 3863425, US 6347498, GB 1429445, FI 111834 ja US 2893191 sekä hakemuksessa FI 20020658.

Täydelliseen kuljetus-ja pakkausjäijestelmään sisältyy tyypillisesti seuraavat työvaiheet: - Rullan/rullaryhmän kuljetus pakkausalueelle - Rullan kuljetus eri työasemien välillä - Viivakooditunnisteen luku - Rullan halkaisijan ja leveyden mittaus - Mustesuihkumerkintä : - Rullan nosto pyöritystelastolle * · ··. j - Sisäpäätylappujen kuljetus ja asennus •\· - Kääreen syöttö ·;··· - Kääreen taitto ·;1 - Ulompien päätylappujen kuljetus ja asennus ···· - Päätyjen paisto - Etikettien tulostus, kuljetus, liimaus ja asennus pakkaukseen ·· • 2·· - Punnitus, ennen pakkausta ja/tai sen jälkeen • · # - Pakkauksen edelleenkuljetus · · · · ... • · 2 :3: Tulevaisuudessa RFID-tunnisteiden odotetaan korvaavan nykyisin käytössä olevia tunnisteita.

* · « 1 · • · • · · - ' * · • · 3 2 117796

Tila- ja/tai kapasiteettisyistä edellä mainitut työvaiheet joudutaan usein jakamaan suoritettaviksi useissa työasemissa. Tästä seuraa paljon laitteistotarvetta: kuljettimia, nostolaitteistoja, pyöritystelastoja ja vastaavia, joita on toistuvasti useissa työasemissa.

Päätylappujen sekä etiketin siirtoon/asennukseen käytetään yleisesti teollisuusrobotteja.

Sisä-ja ulkopuolisia päätylappuja tarvitaan molempia noin 100 mm halkaisijaportain eli suuri valikoima. Päätylappupinot joudutaan levittämään laajalle alueelle.

Rajallisen ulottuvuutensa vuoksi päätylappurobotit joudutaan siksi usein sijoittamaan lineaariliikeyksikön päälle. Toinen tunnettu ratkaisu on käyttää laajan alueen hallitsevia portaalirobotteja. Eräs vaihtoehto on tuoda päätylaput kuljettimilla lappuvarastosta käärintäasemiin.

Tunnetut ratkaisut on usein vaikeasti sijoitettavissa ahtaisiin tiloihin. Ahtaudesta seuraa hankaluuksia myös päätylappujen ja käärerullien täydennyksen järjestämisessä. Suuresta laitemäärästä seuraa korkeat investointi-ja kunnossapitokustannukset.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan kompakti siirto- ja palkkausjärjestelmä, jossa samoja liikeyksiköitä hyödynnetään useanlaisissa tehtävissä. Keksinnön mukaiseen järjestelmään saadaan sisällytettyä jopa kaikki operaatiot, jotka ovat tarpeen pituusleikkurin ja varaston välillä. Suuri osa prosessitehtävistä voidaan hoitaa rullan siirron aikana. Edellä mainituista syistä laitteistomäärässä saavutetaan huomattava vähennys. Kun operaatiot tapahtuvat ", siirtolaitteen samassa otteessa, vähenee käsittelyjen määrä ja mahdollisuudet vahingoittaa arkaa • · · 1 tuotetta.

···*« • * . Keksinnölle on tunnusomaista se, mitä on esitetty itsenäisten patenttivaatimusten • · · tunnusmerkkiosissa.

* *

Seuraavassa keksintöä selitetään oheisiin piirustuksiin viittaamalla.

• · · Φ • * · • * • · • * ·

Kuvio 1 esittää keksinnön yhtä suoritusmuotoa rullan kuljetussuuntaan katsottuna, osittain leikattuna.

···* ·*"· Kuvio 2 esittää keksinnön tyypillisen suoritusmuodon layoutratkaisua.

• * · .1·, Kuvio 3 esittää keksinnön vaihtoehtoista suoritusmuotoa rullan kuljetussuuntaan katsottuna, • « · #···, osittain leikattuna.

• ♦ ··· • # Kuvio 4 esittää keksinnön toista vaihtoehtoista suoritusmuotoa rullan kuljetussuuntaan • f «** • · katsottuna, osittain leikattuna.

• · · • · 117796 i 3

Seuraavassa kuvataan kuvioiden 1 ja 3 mukaiset suoritusmuodot.

Kuljetuslaitteen 37 johteiden 4 ohjauksessa liikkuvaan kelkkaan 3 kiinnittyy siirto- ja operaatiomoduuli 2 edullisesti vaakaelementtien 25 ja/tai kiertoyksikön 5 välityksellä Myöhemmässä siirto- ja operaatiomoduulia kutsutaan operaatiomoduuliksi. Operaatiomoduulin 2 yhdellä laidalla sijaitsee kannatin 6, jonka yläosaan on nivelöity pystytasossa kääntyväksi työnnin 9. Kannatin 6 koostuu rungosta, joka on edullisimmin noin yhden metrin leveintä rullaryhmää 1 leveämpi.

Kannattimen rungon molemmissa päissä on oleellisesti pystysuorat levyt. Näiden väliin, alas on kiinnitetty pyörityselin, jota käyttävää voimalaitetta ei ole kuvattu. Pyörityselimen rinnalla voi olla vieritysramppi 8, joka myöskin kiinnittyy päistään kannattimeen 6. Pyörityselin on edullisimmin tela 32. Pehmeästä ja/tai arasta materiaalista koostuvaa rullaa 1 käsiteltäessä pyörityselin koostuu edullisesti hihnasta/hihnarivistä tai vastaavasta. Vastaavasti työntimessä 9 voi olla kosketuselimenä tela 33 tai hihna/hihnarivi 10 tai vastaava . Pyörityselin ja työntimcn kosketuselin toimivat materiaalirainarullan/rullaryhmän 1 kannatuseliminä, joiden varassa materiaalirainarulla/rullaryhmä lepää ja tarvittaessa pyörii operaation niin vaatiessa. Esimerkiksi rullan nouto- ja/tai jättö tilanteessa työnnin 9 pystyy nostamaan kosketuselimen 10,33 rullan 1 yläpuolelle, jolloin rulla voi vieriä esteettömästi kosketuselimen alitse. Myöhemmässä materiaalirainarullasta/rullaryhmästä 1 ja pakkauksesta käytetään myös lyhennystä rulla.

Kuljetuslaitteen 37 kelkkaan 3 tai kiertoyksikön 5 runkoon on kiinnitetty johteet 12, joiden . . ohjauksessa liikkuu vaakasuunnassa lcelkka/kelkat 13. Kelkkaan on laakeroitu pystysuunnassa • · · • i· * liikkuvaksi varsi 14, jonka alapäähän kiinnittyy edullisesti kahden kääntöelementin 15, 16 • · ^ . välityksellä tarttuja 11, jossa on tartuntaelimet, edullisesti imukupit 17, päätylappuun 19 • ·* tarttumista varten. Työnnin 9 on tarttujan 11 liikealueella avoin. Tarttujassa 11 voi olla • · ,·, tartuntaelimet yhdellä tai kahdella puolella. Päätylappujen käsittelylaitteistoja, ,···, päätylappumanipulaattoreita 36, on yksi tai edullisimmin kaksi ja ne kulkevat kuljetuslaitteen 37 • · • · · mukana.,

Operaatiomoduuleita 2 voi liikkua samoissa johteissa 4 useampiakin kuin yksi.

·«!· .···. Kuljetuslaitteeseen 37 ja/tai sen operaatiomoduuliin 2 voi olla sijoitettu useanlaisia ·*· ,1· operaatioyksiköitä, esimerkiksi seuraavia: • · · m m · - Kääreen taittoyksiköt 21.

• · ’·* t - Viivakoodin lukija 34, joka voi vaihtoehtoisesti sijoittua myös päätylapputarttujaan.

[ 't - Mustesuihkukiijoitin 22.

• > · • ·· * · 4 117796 - Rullan fyysisten suureiden mittalaite/ mittalaitteet 23.

Laadunvalvontaan liittyvät mittauslaitteet kuten kovuusmittauslaite 24.

- Radiotaajuinen kirjoitin/tunnistin 35, joka RFID- tekniikkaa hyödyntäen siirtää informaation rullaan 1 , edullisimmin hylsyn sisälle, sijoitettuun tunnisteeseen ja/tai lukee tunnisteeseen talletetun informaation.

Useimmat operaatioyksiköt liittyvät liike-elimiin, jotka mahdollistavat tarpeelliset operaatioyksiköiden liikkeet lähinnä rullan 1 pyörähdysakselin suunnassa ja pystytasossa. Liike-elimet ovat tunnettua tekniikkaa, eikä niitä ole kuvattu. Luettavuussyistä myöskin operaatioyksiköiden sijoitukset ovat osittain todellisista poikkeavissa asemissa.

Kuviossa 2 on kuvattu keksinnölle tyypillinen layoutratkaisu. Rullaa kuljettava/kuljettavat Operaatiomoduuli/-moduulit liikkuu/liikkuvat johteiden 4 suunnassa, ja matkan varrelle on sijoitettu ympäryslaitteita, jotka suorittavat operaatioita sekä tarvikeasemia. Kyseisen järjestelmän toiminta voi käsittää kaikki tai osan seuraavanlaisista operaatioista.

Rulla/rullaryhmä 1 noudetaan esimerkiksi kuljettimelta 30, tai vaihtoehtoisesti rulla tulee noutoasemaan vierittämällä. TyÖnnin 9 kahmaisee rullan/rullaryhmän 1 noutoasemassa ja työntää sen, ramppia 8 myöden tai suoraan pyörityselimen 7,32 päälle niin, että rulla/rullaryhmä 1 jää pyörityselimen ja työntimen kosketuselimen kannatukselle. Operaatiomoduuli 2 ryhtyy siirtymään johteiden 4 suunnassa ja kääntää tarvittaessa samalla rullan orientaation niin, että sen pyörähdysakseli tulee johteiden 4 suuntaiseksi.

- Viivakoodin lukija 34 lukee tunnisteen.

- Mittalaite 23 mittaa rullan 1 fyysiset suureet.

*:**: - Mittalaite 24 mittaa rullan 1 laatuominaisuuksia kuten kovuuden. ' • * :.*·· - Vaaka 25 punnitsee rullan 1 ja/tai pakkauksen painon.

- Mustesuihkukirjoitin 22 tekee merkinnän.

- RFID- yksikkö kirjoittaa ja/tai lukee tunnisteen.

• · · ·...· - Operaatiomoduuli 2 pysähtyy sopivan kokoisia päätylappuja sisältävän päätylappuaseman 20 kohdalle, ja tarttuja/tarttujat noutaa/noutavat pinosta päätylaput 19. Edullisimmin « ·♦« ...! operaatiomoduulin 2 siirtyessä seuraavaan operaatioasemaan päätylappumanipulaattori/-• · · • · ’···* manipulaattorit 36 siirtää/siirtävät päätylaput 19 asemasta posl asemaan pos2 ja painaa laput * · · : päin rullan 1 päätyjä.

• · · - Operaatiomoduuli 2 siirtyy kääreensyöttöyksikön kohdalle. Pyörityselintä 7,32 aletaan :·*; pyörittää, jolloin myös rulla 1 alkaa pyöriä. Kääreensyöttöyksiköstä syötetään käärettä pyörityselimen ja rullan 1 väliseen nippiin. Kääre kietoutuu rullan 1 ympärille.

* 5 117796 KääreensyöUöyksiköitä voi olla useitakin ja ne on toteutettu sinänsä tunnetulla tekniikalla. Esimerkiksi seuraavia käärintämenetelmiä voidaan soveltaa: A. Kääreensyöttöyksikkö 27 kääntyy vaakatasossa ja mahdollistaa spiraalikäärinnän. Rullaa 1 siirretään operaatiomoduulilla 2 käärinnän aikana.

B. Kääreensyöttöyksikkö on asennossa, jossa käärerullan ja materiaalirainarullan 1 pyörähdysakselit ovat samansuuntaiset. Tällöin keskeiskäärinnässä operaatiomoduuli 2 siirtää materiaalirainarullan 1 symmetrisesti kääreensyöttöyksikön kohdalle. Käärintä tapahtuu materiaalirainarullan 1 pyöriessä paikallaan.

C. Limikäärintä tapahtuu kääreensyöttöyksikön ollessa samassa asennossa kuin keskeiskäärinnässä B mutta kahdessa tai useammassa vaiheessa. Käärintävaiheiden välillä operaatiomoduuli 2 siirtää materiaalirainarullaa 1 sen pyörähdysakselin suunnassa matkan, joka = käärerullan leveys - limitys.

D. Kääreensyöttöyksikössä 26 on muovikäärettä, jolla voidaan kääriä muovikääre.

E. Jos kääreensyöttöksikössä 27 on kraft-käärettä ja yksikössä 26 muovikäärettä, voidaan materiaalirainarulla kääriä kombikääreeseen.

Ennen käärinnän alkua imukupit 17 irrottavat otteensa, ja tarttujan keskellä oleva talla 18 painaa päätylapun vasten materiaalirainarullan päätyä. Näin estetään myös rullan 1 vaeltaminen käärinnän aikana.

- Operaatioyksikkö 2 siirtää rullan 1 etiketöintiasemaan, jossa etikettiannostelija 28 syöttää : etiketin/etiketit pyörityselimen ja'rullan väliseen nippiin, jolloin rullan pyöriessä etiketti "**: valssautuu vaipan pintaan.

* · !,'· - Edullisimmin samanaikaisesti muiden operaatioiden kanssa taittoyksiköt 21 taittavat kääreen "*"· rullan 1 päät ylittävät osuudet.

..II* - Operaatioyksikkö 2 siirtää käärityn rullan paistopuristimen 29 kohdalle, jossa pakkauksen • · · päät paistetaan. Puristus ja paisto tapahtuu edullisimmin sektorin muotoisella paistolevyllä useassa vaiheessa kiertäen rullaa näiden välillä. Tämä on mahdollista suorittaa pakkauksen ··· ··" ollessa vielä operaatioyksikön 2 otteessa. Operaatioyksikkö 2 voi myös jättää pakkauksen • * t • · *·;·* paistopuristimeen, jolloin puristus ja paisto voi tapahtua normaalilla tavalla yhdessä « · * · vaiheessa.

* * · - Edullisimmin viimeisessä asemassa ennen kuin operaatioyksikkö 2 jättää pakkauksen, vaaka ·;··· 25 punnitsee sen bruttopainon. Samoin, ennen pakkauksen jättöä, se voidaan orientoida :*·.· pyörähdysakselin suhteen, jotta etiketti tulee jatkokäsittelyä varten oikeaan asentoon.

* · 6 117796

- Operaatioyksikkö 2 jättää pakkauksen jättöasemaan, esimerkiksi kuljettimelle 31. I

Operaatioyksikkö 2 voi poistaa pakkauksen tai rullan otteestaan missä tahansa asemassa liikealueellaan. Rulla voidaan päästää vierimään mihin tahansa suuntaan vaakatasossa, minne vain on esteetön pääsy. Näin esimerkiksi hylkyrullat voidaan jättää sopivaan asemaan sopivassa asennossa trukin edelleenkuljetusta varten.

Ainakin osa pakkaukseen liittyvistä ja/tai muista operaatioista tehdään kuljetuksen kanssa, ainakin joiltakin osin samanaikaisesti. Kuljetus-, pakkaus- ja muut operaatiot suorittava järjestelmä toimii edullisimmin automaattisesti.

Nouto- ja jättöasemien välinen etäisyys on yleensä vähintään 10 metrin luokkaa, mutta voi olla yli 20 metriäkin. Edullisimmin 15 - 20 m matkalle saadaan sijoitettua tarvittavat ympäryslaitteet ja tarvikeasemat, eikä jaksoaika tule vielä liian pitkäksi.

Koska yksittäiset operaatiot suoritetaan sinänsä tunnettua tekniikkaa soveltaen, ei toimintoja ole kuvattu yksityiskohtaisesti, esimerkiksi liimauksia ei ollenkaan. Operaatiot voivat tapahtua myös edellä kuvatusta poikkeavassa jäqestyksessä. Monenlaiset muutkin suoritusmuodot ovat , mahdollisia. Esimerkiksi muovikäärinnässä voi olla edullista sijoittaa kääreen syöttöyksikkö (26) kulkemaan kuljetuslaitteen (37) mukana. Tällöin kääreensyöttöyksikkö pitää varustaa omalla lineaariliikelaitteistollaan.

Kuvion 4 mukaisessa suoritusmuodossa johteet 4 on sijoitettu lattiaan. Kyseinen vaihtoehto ei ole aivan yhtä joustava soveltaa kuin aiemmin kuvatut suoritusmuodot, joissa johteet on sijoitettu operaatioyksiköiden ja ympäryslaitteiden yläpuolelle. Toisaalta alajohteisen *:**: suoritusmuodon etuna on erittäin tukeva rakenne.

Keksinnöllä on vielä suoritusmuoto ( ei kuvattu ), jossa ei ole tavanomaisia, mekaanisen kosketuksen kautta ohjaavia johteita ollenkaan. Operaatioyksikköä siirtävää vaunua, sen Φ ..*** pitämiseksi ajoradalla, ohjataan sähköisesti mittaamalla sijainti ja tekemällä tarvittavat • · · ·...· koqausliikkeet. Kyseinen ohjaustekniikka on tunnettua vihivaunuista. Tämä, toimintojen suhteen edellä kuvattuja rajoitetumpi suoritusmuoto, voidaan toteuttaa liittämällä ··· ...

pyörityselimet vihivaunun nostohaarukkaan. Kyseinen ratkaisu on erittäin joustava erilaisten • * · • · *...* layoutien suhteen. Ympäryslaitteet on sijoitettavissa varsin vapaasti vihivaunun kulkureitin 1/. : varrelle.

• * · ί.,.ϊ Keksinnön puitteissa voidaan ajatella myös yllä kuvatuista suoritusmuodoista poikkeavia ..... ratkaisuja.

• * • · · • · · » *

Claims (12)

117796

1. Menetelmä materiaalirainarullan/rullaryhmän (1) kuljettamiseksi noutoasemasta jättöasemaan, joiden asemien välinen etäisyys on vähintään kymmenen metrin luokkaa, ja asemien välillä materiaalirainarulla/mllaryhmä (1) kääritään pakkausmateriaaliin ja siihen kohdistetaan ainakin osa seuraavista operaatioista: - tunnisteen luku - tunnisteen/tunnisteiden kirjoitus ja merkintä fyysisten suureiden mittaus - punnitus tunnettu siitä, että materiaalirainarullan/rullaryhmän (1) kuljetuksen, käärinnän ja muiden operaatioiden aikana materiaalirainarulla/mllaryhmä (1) lepää kuljetuslaitteen (37) kannatuselinten varassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin osa pakkaukseen liittyvistä ja/tai muista operaatioista tehdään kuljetuksen kanssa, ainakin joltakin b osin, samanaikaisesti.

3. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että radiotaajuinen kirjoitin/tunnistin (35) kulkee kuljetuslaitteen (37)mukana.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että *:**: materiaalirainarullan/rullaryhmän (1) kuljetuksen ja muut operaatiot suorittava järjestelmä t · : toimii automaattisesti. I ( • · ..li'

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • * * päätylappujen käsittelylaitteistoja, päätylappumanipulaattoreita (36), on yksi tai edullisimmin kaksi ja ne kulkevat kuljetuslaitteen (37) mukana.

• · · ···· • · · • · *···’ 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ··« : j : kääreen syöttöyksikkö (26) kulkee kuljetuslaitteen (37) mukana.

· · • · • · · ....| 7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että työntimen (9) kosketuselin (10,33) nousee materiaalirainarullan/rullaryhmän (1) yläpuolelle. • · 8 117796

8. Laite materiaalirainarullan/rullaryhmän (1) kuljettamiseksi noutoasemasta jättöasemaan, joiden asemien välinen etäisyys on vähintään kymmenen metrin luokkaa, ja asemien välillä materiaalirainarulla/rullaryhmä (1) kääritään pakkausmateriaaliin ja siihen kohdistetaan ainakin osa seuraavista operaatioista: - tunnisteen luku - tunnisteen/tunnisteiden kiqoitus ja merkintä ja/tai luku fyysisten suureiden mittaus - punnitus tunnettu siitä, että kuljetuslaitteessa (37) on elimet, joiden varassa materiaalirainarulla/mllaryhmä (1) lepää kuljetuksen, käärinnän ja muiden operaatioiden aikana.

9. Automaattisessa järjestelmässä toimiva, patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että radiotaajuinen kiqoitin/tunnistin (35) on sijoitettu kuljetuslaitteen (37) yhteyteen.

10. Jorikin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että vähintään yksi päätylappujen käsittelylaitteisto, päätylappumanipulaattori (36), on sijoitettu kuljetuslaitteen (37) yhteyteen.

11. Jorikin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että kääreen syöttöyksikkö (26) on sijoitettu kuljetuslaitteen (37) yhteyteen. · · · · • I

·.**: 12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että työntimessä * *:**· (9) on elimet kosketuselimen (10,33) nostamiseksi materiaalirainarullan/rullaryhmän (1) ...Γ yläpuolelle. • · · * · • · • · · ··· ···.. * · « · • 1 * · * 1 1 ♦ · · * · · ··· ··· • · • · ····· • · · • · · • · · • · 117796 Fatentkrav