FI92170B - Tarttuja päätylappuihin tarttumiseksi - Google Patents

Description

92170

Tarttoja päätylappuihin tarttumiseksi Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen kaksipuolinen tarttuja päätylappujen asettamiseksi paperirullien päätyihin.

5

Paperirullia pakattaessa niiden päätyihin asetetaan ensin sisäpäätylaput, jonka jälkeen rullan ympärille kääritään tarvittava määrä käärettä, jonka päädyt taitetaan rullan päissä sisäpäätylappujen päälle. Taitetun kääreen pään ja sisälapun päälle liimataan tavallisesti kuumasaumaamalla ulkopäätylappu. Sisäpäätylappu on tavallisesti melko 10 paksu ja se suojaa rullan päätyä mekaanisilta vaurioilta. Ulkopäätylappu puolestaan on ohuempi ja sen tehtävänä on sitoa pakkaus rullan päädyssä ja suojata rullaa kosteudelta. Usein ulkopäätylapun värityksellä ja kuvioinnilla pyritään saamaan rullalle siisti ulkonäkö.

15 Pääty laput voidaan asettaa rullien päätyihin monella tavalla. Lappujen asettaminen käsin on vanhin menetelmä, ja se soveltuu vieläkin hyvin pakkauslinjoille, joiden kapasiteetti on kohtuullisen pieni tai käyttökohteisiin, joissa automaatioasteen nostamiseen ei ole tarvetta. Tällöin pakkaaja yksinkertaisesti asettaa sisälaput käsin rullan päätyihin ja vastaavasti ulkolaput lämpöpuristuslevyille, jotka painavat ulkolaput 20 kiinni rullan päätyihin. Sisälappuja pidetään rullan päädyssä erillisillä varsilla kääreen reunojen päiden taittamisen ajan. Ulkolaput puolestaan kiinnitetään puristinle-vyille alipaineella imemällä.

• · ·

Erilaisia automaattisia päätylappujen asettajia on käytetty jo pitkään ja niitä on ole-25 massa useita erilaisia. Yhteistä lähes kaikille automaattisille taputtajille on se, että rullan kumpaakin päätyä varten on tarttujan käsittävä laite, joka siirtää lapun lappu-pinosta rullan päätyyn. Yhdessä tunnetussa lapunasettajassa on pystysuoralle johteelle sijoitettu kääntyvä varsi, jonka päässä on kääntyvä alipainetarttuja lappuihin tarttumiseksi. Tällaista lapunasettajaa käytetään tavallisesti erilaisten asettajan viereen sijoi-30 tettujen lappuhyllyjen kanssa. Laput asetetaan tällä laitteella rullan päätyyn siten, että tarttujan varsi siirretään pystyjohdetta pitkin sen hyllyn korkeudelle, jolla on oikean suuruisia päätylappuja. Tarttujan vartta ja tarttujaa käännetään, kunnes tarttuja on 2 92170 hyllytason suuntainen, jonka jälkeen lappu poimitaan hyllyltä ja siirretään vartta ja tarttujaa kääntämällä ja johdetta pitkin liikuttamalla rullan päätyyn.

Eräässä toisessa järjestelmässä päätylaput on asetettu pinoihin tehdassalin lattialle ja 5 ne siirretään rullien päätyihin portaalitoimisilla lapunasettajilla. Siirtoportaali on rakennettu lappupinojen yläpuolelle ja lapunasettajat on asennettu yleensä samalle poikittaissuuntaiselle siirrettävälle johteelle. Siten kutakin tarttujaa varten on oltava oma pino tietyn kokoisia päätylappuja.

10 Edellä kuvattujen ratkaisujen suurin heikkous on se, että rullan kumpaankin päätyyn tarvitaan oma lapunasettaja ja lappuhylly tai lappupino. Käytettävät laitteet ovat yksinomaan päätylappujen käsittelyyn tarkoitettuja, joten niiden käyttöohjelmistot on suunniteltu yksinomaan kulloistakin käyttöympäristöä varten. Siten laitteiston toimintatavan muuttaminen on työlästä ja vaatii erikoistunutta suunnittelutyötä.

15

Edellä olevien haittojen vähentämiseksi päätylappujen käsittelyssä voidaan käyttää vakiomallista usean vapausasteen teollisuusrobottia. Tällainen robotti voidaan sijoittaa pakkauslinjan yhteyteen siten, että sillä voidaan sijoittaa päätylappu kumpaankin rullan päätyyn. Jotta robotti saataisiin toimimaan tehokkaasti, siinä on käytettävä 2 0 kaksipuolista tarttujaa, jolla voidaan poimia tarttujaa välillä kääntämällä molempien päätyjen laput peräkkäin, jolloin ei tarvita kahta noutoliikettä. Sisälappujen asettami-nen tavallisella kaksipuolisella tarttujalla ei ole kuitenkaan mahdollista. Kun sisälap-pu painetaan rullan päätyyn, sitä vasten kääntyy pitovarsi, joka pitää sisälappua rullan päätyä vasten. Jos nyt käytettäisiin kaksipuolista tarttujaa, jossa noudetut laput 25 ovat samalla akselilla, pitovarsi osuisi ensin rullasta poispäin osoittavaan lappuun ja saattaisi rikkoa tämän tai irrottaa sen tarttujasta. Pitovarsi ei myöskään pääsisi kääntymään rullan päätyä vasten olevaa lappua vasten, jolloin jo asetettu lappu irtoaisi rullasta.

30 Tästä syystä tarttujassa on oltava mekanismi, joka siirtää ainakin toista tarttujan tarrainelimistä siten, että tarrainelimet asettuvat epäsymmetrisesti ja pitovarsi pääsee 3 92170 kääntymään ensin rullan päätyä vasten sijoitettua lappua vasten. Mekanismi voidaan toteuttaa johteen ja siirtomoottorin avulla taikka erityyppisillä nivelmekanismeilla.

On selvää, että siirtomekanismin toteuttaminen on tarttujassa erittäin ongelmallista.

5 Robotin tarttujan olisi oltava mahdollisimman toimintavarma ja lisäksi kevyt, koska tarttujan massa vaikuttaa käsiteltävään hyötykuormaan, toimintanopeuteen ja tarkkuuteen. Erilaiset mekanismit lisäävät tarttujan massaa ja vaativat oman johdotuksen voimansiirtoaan ja ohjaustaan varten. Johdotusten vetäminen robotin tarttujalle on tunnetusti hankalaa. Siten yksinkertaisenkin siirtomekanismin toteuttaminen tarttujas-10 sa saattaa johtaa huomattaviin teknisiin ongelmiin. Lisäksi on huomattava, että siirto-mekanismi lisää järjestelmään yhden vapausasteen lisää, mikä vaikeuttaa ohjelmiston sovittamista käyttökohteeseen ja lisää ohjelmointityötä.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan yksinkertainen kaksipuolinen tarttuja 15 paperirullien sisälappujen käsittelyyn.

Keksintö perustuu siihen, että tarttujan tarrainelimet sijoitetaan kiinteästi ja epäsymmetrisesti tarttujaan siten, että tarraimeen kiinnitettyjen lappujen keskipisteiden kautta kulkevat suorat ovat välimatkan päässä toisistaan.

20 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle tarttujalle on tunnusomaista se, ‘ mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.

25

Kaksipuolinen tarttuja on välttämätön, jos päätylaputuksessa halutaan käyttää vain yhtä robottia. Yksipuolista tarttujaa käytettäessä laputuksen vaiheaika tulisi liian pitkäksi, jolloin kalliin teollisuusrobotin aiheuttama investointi ei olisi perusteltavissa. Lyhyt vaiheaika on ehdoton vaatimus nopeilla pakkauslinjoilla ja siihen voidaan 30 päästä vain silloin, kun laputtajarobotin liikkeiden määrä pidetään mahdollisimman pienenä. Tämän keksinnön avulla on mahdollista toteuttaa kaksipuolinen tarttuja 4 92170 erittäin yksinkertaisesti ja edullisesti. Tarttujan molemmat tarraimet voivat olla samanlaisia ja kiinnitetty tarttujaan virhetilanteessa joustavilla kiinnityselimillä, jolloin tarraimen vaurioituminen estyy ja kiinnityselinten koijaus on yksinkertaista ja nopeaa. Mitään tarrainten siirtomekanismeja ei tarvita. Siten tarraimen valmistamiseen 5 tarvitaan vain vähän erilaisia osia ja siitä saadaan mahdollisimman toimintavarma, kevyt ja yksinkertainen.

Keksintöä selitetään seuraavassa tarkemmin oheisten piirustusten avulla.

10 Kuvio 1 esittää päätylapun asettamista robotilla keksinnön mukaista tarttujaa käyttäen.

Kuvio 2 esittää päätylapun asettamista pakattavan rullan sivulta katsottuna.

15 Kuvio 3 esittää ensimmäisen päätylapun asettamista pakattavan rullan päädystä katsottuna.

Kuvio 4 esittää toisen päätylapun asettamista pakattavan rullan päädystä katsottuna.

2 o Seuraavassa keksinnön yksityiskohtaisessa selityksessä ensimmäisellä päätylapulla tarkoitetaan sitä lappua, joka asetetaan ensin pakattavan rullan päätyyn. Päätylaput on esitetty kuvioissa ääriviivoin, jotta tarttujan rakenne jäisi esille.

Kuviossa 1 on oikealla päätylappupino 1 ja vasemmalla kantoteloille 17 tuotu pa-25 kattava rulla IS kääreen päiden taittolaite 15 ja päätylapun pitovarsi 16. Keskelle on sijoitettu teollisuusrobotti 2, jolla päätylaput siirretään pakattavan rullan 18 päihin. Robotin 2 liikealuetta on kuvattu lappupinon 1 puolella katkoviivoin rajatulla alueella 3. Tätä aluetta kutsutaan noutoalueeksi. Rullan 18 puoleista liikealuetta 4 kutsutaan puolestaan luovutusalueeksi. Liikealueiden 3 ja 4 rajaviiva määräytyy robotin uloim- 3 0 man nivelen 19 liikealueen mukaan. Tarttuja on kiinnitetty tähän pääteniveleen 19.

5 92170

Tarttuja koostuu varresta 14, jonka toinen pää on kiinnitetty robotin pääteniveleen 19 ja jonka toisessa päässä kaksi samansuuntaista, poispäin toisistaan osoittavaa tar-rainelintä 11, 12. Kummassakin tarrainelimessä 11, 12 on runkolevy ja useita levyyn kiinnitettyjä joustavia imukuppeja 13. Kummallekin tarrainelimelle 11, 12 voidaan 5 määrittää tarrainpiste T, jolla tarkoitetaan sitä pistettä, jonka kautta oikein poimitun päätylapun keskipisteen kautta kulkeva normaali 20, 21 kulkee. Tarrainelimet 11, 12 on kiinnitetty varteen 14 siten, että ensimmäisen tarrainelimen 12 tarrainpiste Tl on varren 14 pituusakselin suunnassa mitattuna kauempana robotin 2 päätenivelestä 19 kuin toisen tarrainelimen 11 tarrainpiste T2. Tarrainelimet 11, 12 on siten kiinnitetty 10 varteen 14 epäsymmetrisesti ja epäsymmetrisyys on s.

Epäsymmetrisen asennuksen edut käyvät ilmi seuraavasta robottilaputtajan toimin-taselostuksesta. Toimintakierros alkaa päätylapun poiminnalla lappupinosta 1. Tämä robotin asento on kuvattu viitenumerolla 5 osoitetulla kuvion 1 osalla, jossa lappu 9 15 poimitaan täydestä pinosta 1. Viitenumerolla 7 on kuvattu asento, jossa lappu poimitaan lähes tyhjästä pinosta. Kuvion 1 tapauksessa tarttujalla on poimittu ensin toinen lappu 9, eli se lappu, joka asetetaan jälkimmäisenä rullan 18 päätyyn. Toinen lappu 9 poimitaan aina toisella tarrainelimellä 11, jonka tarrainpiste T on lähempänä robotin pääteniveltä 19. Seuraavaksi tarttujaa nostetaan hieman ylöspäin ja sitä kierretään 20 180° varren 14 pituusakselin ympäri. Tarttujan asento kierron puolivälissä on esitetty viitenumerolla 6 osoitetussa kuvion 1 kohdassa. Kun tarttuja on käännetty, poimitaan ensimmäinen lappu 10 ensimmäiseen tarrainelimeen 12.

Seuraavaksi tarttuja lappuineen 9, 10 viedään pakattavan rullan 18 viereen ja laput 25 asetetaan rullan päätyihin. Kuvion 1 viitenumerolla 8 merkityssä kohdassa on esitetty tarttujan ja robotin 2 asema ennen lappujen 9, 10 asettamista rullan 18 päätyihin.

• Varsinainen lappujen 9, 10 vienti rullan päätyihin on esitetty kuvioissa 2-4.

Kuvio 2 esittää kantotelojen 17 varassa olevaa rullaa 18 ja katselusuunta on kuvion 1 30 mukaan robotin 2 puolelta. Rullan oikeaan päätyyn asetetaan siten ensimmäinen päätylappu 10 ja vasempaan toinen päätylappu 9. Vaikka molempien lappujen asetta- 921 70 6 minen on esitetty samassa kuviossa, ne asetetaan todellisuudessa peräkkäisissä vaiheissa.

Ensimmäistä päätylappua 10 asetettaessa tarttuja viedään kuvion 2 oikean puolen 5 osoittamaan asemaan. Tällöin ensimmäinen tarrainelin 12 siihen kiinnitettyine lappui-neen 10 osoittaa rullan 18 päätyä kohti ja lappu 10 on rullan 18 päädyn suuntainen. Korkeussuunnassa lappu 10 ei ole aivan rullan 18 päädyn kohdalla, vaan hieman sitä ylempänä. Lappu 10 irrotetaan tässä asemassa tarraimesta 12, jolloin se putoaa kantotelojen 17 päälle, minkä jälkeen pitovarsi 16 kääntyy kuvion 2 osoittamalla 10 tavalla lappua 10 ja rullan päätyä vasten tukemaan lappua 10 kääreen käärinnän ajaksi. Kun pitovarsi 16 on kääntynyt lappua 10 vasten tarttuja voidaan nostaa pois rullan 18 päädystä ja viedä sen vastakkaiseen päätyyn, jossa toinen tarrainelin 11 ja toinen päätylappu 9 viedään samaan asemaan päädyn suhteen kuin ensimmäinen lappukin. Tässä päädyssä ensimmäinen tarrainelin 12 on alempana kuin rullan 18 15 päätyä kohti osoittava tarrainelin 11, mutta koska siinä ei ole enää kiinni päätylappua 10, pitovarsi 16 pääsee kääntymään toista lappua 9 vasten sitten, kun se on pudotettu kantoteloille 17.

Kuviossa 3 on esitetty ensimmäisen pääty lapun asettaminen rullan päädyn suunnasta 20 katsottuna ja kuviossa 4 vastaavasti toisen päätylapun 9 asettaminen.

Kuten edellä olevasta selityksestä käy ilmi, lappua ei ohjata tarkalleen oikeaan asemaan rullan 18 päätyyn, vaan se pudotetaan kantotelojen 17 varaan. Näin on meneteltävä siksi, että tarrainelinten välistä etäisyyttä s ei voida kasvattaa niin suureksi, 25 että ensimmäisen lapun 10 pitovarsi pääsisi kääntymään tarttujassa vielä kiinni olevan lapun 9 reunan ohi kaiken kokoisilla lapuilla. Jos epäsymmetrisyyttä kasvatettai-• siin liian suureksi, ensimmäinen tarrainelin 12 saattaisi jäädä pienimmillä lapuilla toisen lapun 9 pitovarren tielle tai se voisi osua jopa kantoteloihin. Lisäksi tarrainelinten välistä etäisyyttä s kasvatettaessa lisääntyvät samalla tarttujan äärimitat, 30 mikä hankaloittaa tarttujan käsittelyä robotilla 2. Toisaalta lappua ei voida pudottaa kovin korkealta, koska se tällöin saattaa vaurioitua, pudota väärään kohtaan tai jopa 7 92170 pois kantoteloilta tai kääntyä vinoon rullan päätyä vasten, jolloin lappu taittuu pito-varren osuessa siihen. Tarttujan epäsymmetrisyys ja lappujen pudotuskorkeus on siten pyrittävä optimoimaan käytettävälle lappukokoalueelle sopivaksi siten, että epäsymmetrisyys ja pudotuskorkeus jäävät mahdollisimman pieniksi.

5

Edellä kuvatun lisäksi tällä keksinnöllä on muitakin suoritusmuotoja. Tarrainelinten rakenne voidaan valita vapaasti, mutta edellä esitetyn kaltainen tarrain, jossa lappuun tartutaan useilla joustavilla imukupeilla, on osoittautunut aikaisemmissa tarttujasovel-luksissa varmatoimiseksi ja luotettavaksi. Jos tarttujan liikuttamiseen käytetään usean 10 vapausasteen robottia, tarttujan epäsymmetrisyyden, eli tarrainpisteiden välisen etäisyyden, ei tarvitse olla välttämättä tarttujan varren 14 suuntainen, vaan se voi olla suorassa tai vinossa kulmassa varren akseliin nähden, koska tarttujaa voidaan liikuttaa robotilla 2 halutulla tavalla. Varren 14 sijasta tarttujan runko voidaan toteuttaa muutenkin, esimerkiksi kehysmäisenä putkirakenteena tai kotelorakenteena.

15 Keksinnön mukaista tarttujaa voidaan käyttää myös portaalirakenteeseen perustuvissa laputtajissa, jos laput asetetaan vain yhdellä tarttujalla. Tällöin on edullista, että noudettavat laput sijoitetaan pystyasentoon reunojensa varaan tai hieman vinoon asentoon pystytasosta.

2 o Tarttuja varustetaan tietenkin käyttökohteeseen sopivalla anturoinnilla.

/ *

Claims (3)

92170

1. Tarttuja päätylappuihin (9, 10) tarttumiseksi siirrettäessä lappuja lappupinosta (1) pakattavan rullan (18) päätyyn, joka tarttuja käsittää: 5 - runkorakenteen (14), joka voidaan kiinnittää tarttujan siirtolaitteeseen (2), ja - ensimmäisen (12) ja toisen (11) runkorakenteeseen kiinteästi liitetyn 10 tarrainelimen päätylappujen kiinnittämiseksi tarttujaan, jotka tarraineli- met (11, 12) on kiinnitetty runkoon (14) siten, että niiden tartuntaelimet (13) osoittavat toisistaan poispäin, ja joilla on määrätty tarrainpiste (Tl, T2), 15 tunnettu siitä, että - tarttuja on epäsymmetrinen siten, että ensimmäisen ja toisen tarrainelimen (11, 12) tarrainpisteiden (Tl, T2) kautta kulkevat normaalit ovat välimatkan päässä toisistaan. 20

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tarttuja, tunnettu siitä, että tarttujan runko on pitkänomainen varsi (14) ja tarrainpisteiden (Tl, T2) kautta kulkevien normaalei-den (20, 21) välille piirretty kohtisuora jana (s) on likimain varren (14) pituusakselin suuntainen. 25

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tarttuja, tunnettu siitä, että tarttujan runko on pitkänomainen varsi (14) ja tarrainpisteiden (Tl, T2) kautta kulkevien normaalei-den (20, 21) välille piirretty kohtisuora jana (s) muodostaa kulman varren (14) pituusakselin kanssa. 30 92170