IT202000025204A1

IT202000025204A1 - LOADING AND UNLOADING SYSTEM FOR WRAPPING MACHINE

Info

Publication number: IT202000025204A1
Application number: IT102020000025204A
Authority: IT
Inventors: Lorenzo Ravasi
Original assignee: Lorenzo Ravasi
Priority date: 2020-10-23
Filing date: 2020-10-23
Publication date: 2022-04-23

Description

1.1 TITOLO 1.1 TITLE

DESCRIZIONE dell?invenzione avente per TITOLO: ?Sistema di carico e scarico automatico per macchina avvolgitrice? DESCRIPTION of the invention with TITLE: ?Automatic loading and unloading system for wrapping machine?

1.2 RIASSUNTO 1.2 SUMMARY

Sistema di carico e scarico automatico per macchina avvolgitrice costituito da un sistema robotico che manipola una attrezzatura complessa predisposta per caricare e posizionare in modo preciso, ordinato e sequenziale anime di diversa dimensione di altezza sulla macchina avvolgitrice e, dopo la fase di avvolgimento, scaricare le bobine, ovvero le anime avvolte da materiale nastriforme previo recupero e incollaggio della coda cadente. Automatic loading and unloading system for wrapping machine consisting of a robotic system that manipulates complex equipment designed to load and position cores of different heights in a precise, orderly and sequential manner on the wrapping machine and, after the wrapping phase, unload the reels, i.e. the cores wrapped in ribbon-like material after recovery and gluing of the falling tail.

1.3 DESCRIZIONE 1.3 DESCRIPTION

Le macchine che eseguono l?avvolgimento di materiale nastriforme (non adesivo , detta anche pellicola) su anime circolari in cartone o materiale simile, specialmente ma non criticamente con diametro da 3? a 6? e altezza da 50 mm a 250 mm , che conducono alla formazione di bobine , dispongono a fine linea di un tamburo rotante (Fig.1-1) su cui sono montati due o pi? alberi di avvolgimento (Fig.1-2) sul quale vengono disposte le anime (Fig.1-3) su cui , tramite la rotazione , viene avvolto il materiale nastriforme (Fig.1-6). Le anime devono essere posizionate sull?albero avvolgitore in modo preciso al fine di permettere che il materiale venga avvolto senza calare o sbordare dalle dimensioni dell?altezza dell?anima stessa se non per un valore programmato. Ovvero, se la macchina avvolgitrice dispone di piste multiple di materiale, le anime devo essere allineate con le corrispondenti piste (Fig.1-6). Machines that wrap web-like material (non-adhesive, also called film) on circular cores made of cardboard or similar material, especially but not critically with a diameter of 3? at 6? and height from 50 mm to 250 mm, which lead to the formation of coils, have a rotating drum at the end of the line (Fig.1-1) on which two or more coils are mounted. winding shafts (Fig.1-2) on which the cores are arranged (Fig.1-3) on which, through rotation, the web material is wound (Fig.1-6). The cores must be positioned on the winder shaft in a precise way in order to allow the material to be wound without lowering or overhanging the dimensions of the height of the core itself except for a programmed value. That is, if the wrapping machine has multiple tracks of material, the cores must be aligned with the corresponding tracks (Fig.1-6).

L?operazione di carico e posizionamento delle anime avviene, allo stato dell?arte, in modalit? manuale tramite un operatore che, con l?ausilio di un laser di puntamento, posiziona le singole anime sull?albero avvolgitore , ne comanda l?espansione per trattenere le anime in posizione. Al termine della fase di avvolgimento, ogni anima avvolta avr? il lembo finale del materiale non avvolto (Fig.1-5), detto coda cadente, per via della distanza tra stazione di taglio al volo del materiale e albero avvolgitore. L?operatore deve compiere manualmente il recupero della coda cadente, applicare un adesivo per bloccarlo in posizione. Questa operazione si ripete per ogni anima avvolta (esistono linee di avvolgimento con 12 e pi? piste, anche con bobine a differenti dimensioni di altezza). The loading and positioning of the cores takes place, at the state of the art, in manual by an operator who, with the help of a pointing laser, positions the individual cores on the winder shaft, controls its expansion to keep the cores in position. At the end of the wrapping phase, each wrapped core will have the final edge of the unwrapped material (Fig.1-5), called falling tail, due to the distance between the material flying cutting station and the winder shaft. The operator must manually recover the falling tail, apply an adhesive to lock it in position. This operation is repeated for each core wound (there are winding lines with 12 or more lanes, even with reels of different height dimensions).

L?invenzione si prefigge lo scopo di rendere completamente automatiche, programmabili e concentrate in un unico sistema le operazioni di carico delle anime, recupero e incollaggio della coda cadente e scarico in modo ordinato o alla rinfusa delle bobine (anime avvolte) per la successiva fase di lavorazione. The invention has the aim of making the operations of loading the cores, recovery and gluing of the falling tail and unloading of the reels (wrapped cores) in an orderly or random manner completely automatic, programmable and concentrated in a single system for the subsequent phase of processing.

L?invenzione ? composta dai seguenti gruppi e relativi sottogruppi: alimentatore di anime (Fig.2-2) composto da : slitta (Fig.2-1) per posizionare le piste vibranti di fronte al cadenzatore anime (Fig.2-3), gruppo di piste vibranti per ogni dimensione di fascia delle anime (Fig.2-2) , cadenzatore anime (Fig.2-3); posizionatore anime in pinza (Fig.2-4) composto da : pinza elettrica o pneumatica (Fig.2A-5), asse lineare controllato da servomotore (Fig.2A-6) pinza complessa (Fig.2-7) composto da: ganasce (Fig.3-1); separatori programmabili (Fig.3-2) in numero pari al numero massimo di anime da caricare pi? 1, composti da: pattino (Fig.4-1) , guida (Fig.3-7), motore con pignone (Fig.4-2) , cremagliera (Fig.3-8) , cilindro a steli guidati (Fig.4-3) , lamina spaziatrice di anime (Fig.4-4); incollatore della coda cadente (Fig.3-4) composto da: asse lineare (Fig.6-1) controllato da un servomotore (Fig.6-2) che movimenta l?ugello per la colla (Fig.6-3), asse elettrico programmabile per il movimento dell?ugello verso le anime avvolte (Fig.6-4), serbatoio per la colla (Fig.3-9), dosatore di colla (Fig.6-3); rullo pressore (Fig.3-6 ) composto da: rullo pressore (Fig.5-1), cilindro pneumatico per movimento rullo verso le anime avvolte (Fig.5-2); innesto rotante (Fig.3-3) composto da : slitta pneumatica (Fig.7-4), motoriduttore (Fig.7-1), Ingranaggio (Fig.7-2), ingranaggio montato sull?albero avvolgitore (Fig.-7-3); sistema robotico (Fig.2-8), logica programmabile (detto PLC) (Fig.3-10). The invention? composed of the following groups and related subgroups: core feeder (Fig.2-2) composed of: slide (Fig.2-1) to position the vibrating tracks in front of the core cadencer (Fig.2-3), group of tracks vibrating for each core band size (Fig.2-2), core cadencer (Fig.2-3); core positioner in gripper (Fig.2-4) composed of: electric or pneumatic gripper (Fig.2A-5), linear axis controlled by servomotor (Fig.2A-6) complex gripper (Fig.2-7) composed of: jaws (Fig.3-1); programmable separators (Fig.3-2) in a number equal to the maximum number of cores to be loaded plus? 1, composed of: slide (Fig.4-1), guide (Fig.3-7), motor with pinion (Fig.4-2), rack (Fig.3-8), cylinder with guided rods (Fig. 4-3), core spacer plate (Fig.4-4); falling tail gluer (Fig.3-4) composed of: linear axis (Fig.6-1) controlled by a servomotor (Fig.6-2) which moves the glue nozzle (Fig.6-3), programmable electric axis for the movement of the nozzle towards the wrapped cores (Fig.6-4), glue tank (Fig.3-9), glue dispenser (Fig.6-3); pressure roller (Fig.3-6 ) composed of: pressure roller (Fig.5-1), pneumatic cylinder for moving the roller towards the wound cores (Fig.5-2); rotating coupling (Fig.3-3) composed of: pneumatic slide (Fig.7-4), gear motor (Fig.7-1), gear (Fig.7-2), gear mounted on the winder shaft (Fig.- 7-3); robotic system (Fig.2-8), programmable logic (called PLC) (Fig.3-10).

Le fasi del processo sono le seguenti: le anime vengono caricate manualmente sulle piste vibranti (Fig.8-1) in base alla dimensione di altezza delle medesime oppure possono essere installati sistemi di orientamento automatico quali piatti centrifughi, tazze vibranti o elevatori a nastro allo scopo di aumentare l?autonomia di alimentazione delle anime. The stages of the process are the following: the cores are manually loaded onto the vibrating tracks (Fig.8-1) according to the height dimension of the same or automatic orientation systems can be installed such as centrifugal plates, vibrating bowls or belt elevators at the purpose of increasing the autonomy of feeding the cores.

Il gruppo di piste vibranti (Fig.8.1), cariche di anime di diversa altezza (Fig.8.7), si posiziona di fronte al cadenzatore (Fig.8.2) per singolarizzare l?anima (Fig.8.5) L?anima (Fig.8-5) portata dal gruppo posizionatore anime in pinza (Fig.8-6) viene posizionata aderente al primo separatore programmabile (Fig.8-9) con la lamina in posizione avanzata; il secondo separatore programmabile (Fig.9-1) estrae la lamina e si accosta all?anima precedentemente caricata, premendola contro il primo separatore e fungendo da spaziatore. Questa sequenza si ripete per tutte le anime che sono programmate per il carico (Fig.11). I separatori programmabili (Fig.8-6) vengono posizionati in modo automatico e programmabile secondo lo schema di produzione predisposto nella macchina avvolgitrice, ovvero saranno posizionati in modo che, al termine del carico, le anime si troveranno nella pinza complessa (Fig.8-4) allineate e correttamente spaziate come le piste della macchina avvolgitrice (Fig.-1-6), considerando anche una composizione di anime con dimensione di aletzza differenti. A questo punto le ganasce (Fig.11-1) si chiudono a consolidare il carico di anime trattenute tra i separatori e correttamente distanziate tra loro (Fig.11-2). Il sistema robotico (Fig.2-8)(Fig.12-4) movimenta la pinza complessa (Fig.-12-5) per allinearsi all?albero avvolgitore (Fig.2-9 Fig.12-3) e infila le anime sul medesimo fino ad una posizione programmata che corrisponde con il perfetto allineamento delle anime (Fig.12-6) con le piste della macchina avvolgitrice (Fig.1-6).Il PLC comanda alla macchina avvolgitrice l?espansione dell?albero per trattenere le anime in posizione, tutte le lamine dei separatori programmabili si retraggono (Fig.12-1) , le ganasce si aprono (Fig.12-2) , la pinza complessa viene spostata dal sistema robotico in posizione di riposo in attesa della fase di scarico. The group of vibrating tracks (Fig.8.1), loaded with cores of different heights (Fig.8.7), is positioned in front of the cadencer (Fig.8.2) to single out the core (Fig.8.5) The core (Fig. 8-5) carried by the core positioning unit in the gripper (Fig.8-6) is positioned adhering to the first programmable separator (Fig.8-9) with the plate in an advanced position; the second programmable separator (Fig.9-1) extracts the foil and approaches the previously loaded core, pressing it against the first separator and acting as a spacer. This sequence is repeated for all cores that are programmed for loading (Fig.11). The programmable separators (Fig.8-6) are positioned in an automatic and programmable way according to the production scheme set up in the wrapping machine, i.e. they will be positioned so that, at the end of the loading, the cores will be found in the complex gripper (Fig.8 -4) aligned and correctly spaced like the tracks of the winding machine (Fig.-1-6), also considering a composition of cores with different height dimensions. At this point the jaws (Fig.11-1) close to consolidate the load of cores held between the separators and correctly spaced between them (Fig.11-2). The robotic system (Fig.2-8)(Fig.12-4) moves the complex gripper (Fig.-12-5) to align itself with the winder shaft (Fig.2-9 Fig.12-3) and inserts the cores on the same up to a programmed position which corresponds with the perfect alignment of the cores (Fig.12-6) with the tracks of the wrapping machine (Fig.1-6). The PLC commands the wrapping machine to expand the shaft for hold the cores in position, all the programmable separator blades retract (Fig.12-1) , the jaws open (Fig.12-2) , the complex gripper is moved by the robotic system to the rest position waiting for the phase of discharge.

La macchina avvolgitrice ruota il tamburo (Fig.1-1) per portare le anime caricate nella zona di avvolgimento (Fig.1-7) e presentare nella zona di carico/scarico l?albero con a bordo bobine (Fig.1-4) e per ciascuna bobina la propria coda cadente (Fig.1-5). The wrapping machine rotates the drum (Fig.1-1) to bring the loaded cores into the wrapping area (Fig.1-7) and present the shaft with the reels on board in the loading/unloading area (Fig.1-4 ) and for each reel its own falling tail (Fig.1-5).

Il sistema robotico (Fig.13-2) movimenta la pinza complessa (Fig.13-3) allineandosi con l?albero della macchina avvolgitrice (Fig.13-1) in asse con le bobine stesse e allineata. Il sottogruppo rullo pressore (Fig.5 e Fig.14-3) scende per trattenere la pellicola a contatto delle bobine (Fig.14-5), Il sottogruppo innesto rotante (Fig.7) scende per portarsi a contatto con l?ingranaggio montato sull?albero avvolgitore (Fig.7-3), in stato di folle frizionato, e lo fa ruotare per recuperare la coda cadente (Fig.14-4) di tutte le bobine. Il sottogruppo incollatore (Fig.6 e Fig.14-1) si sposta per depositare una quantit? programmabile di colla (Fig.14-2) (a presa rapida) su ogni bobina, secondo la propria posizione e dimensione di altezza, ove la coda cadente si posizioner? tramite la rotazione dell?albero avvolgitore, di fatto fissando la coda cadente alla propria bobina nella posizione corretta e aderente, mantenendo tesa la pellicola avvolta. Il rullo pressore (Fig.15A-2) esercita una pressione sulla zona incollata (Fig.15A-1) per far aderire e completare il tempo di catalizzazione dell?adesivo stesso. Il rullo pressore ? ricoperto di materiale elastico tale per cui la pressione esercitata su ogni singola bobina (Fig.15-4) nella zona di adesione (Fig.15A-3) della coda cadente sia equivalente per tutte le anime. Al termine della fase di adesione , il sottogruppo incollatore si ritrae in zona di riposo, l?innesto rotante risale in posizione di riposo, le ganasce (Fig.16-1) della pinza complessa si chiudono per trattenere tutte le bobine , Il PLC comanda alla macchina avvolgitrice di annullare l?espansione dell?albero avvolgitore, lasciando le anime libere di essere trattenute dalle ganasce, La pinza complessa (Fig.16-5) tramite il Sistema robotico (Fig.16-2) sfila le bobine (Fig.16-4) dall?albero avvolgitore (Fig.16-3) e le deposita in modo ordinato o alla rinfusa nella zona delle successive lavorazioni (Fig.17). Il processo riprende per un nuovo carico di anime come descritto precedentemente. The robotic system (Fig.13-2) moves the complex gripper (Fig.13-3) aligning itself with the shaft of the wrapping machine (Fig.13-1) in axis with the reels themselves and aligned. The pressure roller sub-assembly (Fig.5 and Fig.14-3) descends to keep the film in contact with the reels (Fig.14-5), The rotating clutch sub-assembly (Fig.7) descends to come into contact with the gear mounted on the winder shaft (Fig.7-3), in the neutral frictioned state, and makes it rotate to recover the falling tail (Fig.14-4) of all the reels. The gluing subgroup (Fig.6 and Fig.14-1) moves to deposit a quantity? programmable glue (Fig.14-2) (quick-setting) on each reel, according to its position and height dimension, where the falling tail will position itself? through the rotation of the winder shaft, effectively fixing the falling tail to its reel in the correct and adherent position, keeping the wrapped film taut. The pressure roller (Fig.15A-2) exerts pressure on the glued area (Fig.15A-1) to make the adhesive adhere and complete the curing time. The pressure roller? covered with elastic material such that the pressure exerted on each single reel (Fig.15-4) in the adhesion area (Fig.15A-3) of the falling tail is equivalent for all the cores. At the end of the adhesion phase, the gluing sub-group withdraws to the rest area, the rotating coupling goes back to the rest position, the jaws (Fig.16-1) of the complex gripper close to hold all the reels, the PLC commands to the wrapping machine to cancel the expansion of the wrapping shaft, leaving the cores free to be held by the jaws, The complex gripper (Fig.16-5) through the robotic system (Fig.16-2) unthreads the reels (Fig. 16-4) from the winder shaft (Fig.16-3) and deposits them in an orderly or random manner in the area of subsequent processing (Fig.17). The process resumes for a new shipment of souls as described above.

Claims

1. Automatic core loading and unloading system for coils (wrapped cores) for wrapping machine including: core feeder (Fig.2-2), core cadencer (Fig.2-3), core positioner (Fig.2-4) , complex gripper (Fig.2-7) composed of: jaws (Fig.3-1); programmable separators (Fig.3-2) falling tail gluer (Fig.3-4) , pressure roller (Fig.3-6) , rotating coupling (Fig.3-3); robotic system (Fig.2-8) ; programmable logic (Fig.3-10).

2. System according to claim 1 characterized in that a single system allows carrying out the phases of selection and multiple loading of cores with different heights, controlled recovery and gluing of the tails falling to each single reel, unloading of the reels.

3. System according to the preceding claims characterized in that the cores are loaded according to a programmable scheme, with the possibility? to alternate cores of different heights and spaced apart in a programmable way.

4. System according to the preceding claims characterized in that the separating plates (Fig. 4.4), of any shape and material useful for the purpose, are movable, or in the state of use they are in an advanced position towards the axis of the cores, in the state of rest are set back so as not to interfere with the material wrapped on the cores themselves.

5. System according to the preceding claims characterized by the fact that the falling tail (Fig. 1.5) is recovered by means of a suitable rotation group (Fig. 7) by rotating the winding shaft of the wrapping machine, or, in modern machines, the rotation of the wrapping shaft could be managed by linking the programmable logic with that of the wrapping machine.

6. System according to the preceding claims characterized in that the falling tail is made to adhere to the reel by means of a suitable pressure roller (Fig.5) (Fig.15) (Fig.15A) to hold the web material on each reel (Fig.15A -3).

7. System according to the preceding claims characterized in that to hold the falling line (Fig.1-5) to the reel it is deposited in a precise position (Fig. 14-2), by the appropriate subgroup (Fig.6) (Fig .14-1), a quantity? of adhesive such that the falling tail remains glued, adherent and well taut to the coil itself.

8. System according to the preceding claims characterized in that the deposit of the adhesive is ? programmable for quantity, position and spacing in order to adhere the falling tails to its reel in any compatible combination of core band dimensions, reel diameter and spacing between the cores.

9. System according to the preceding claims characterized in that the cores loaded in a complex gripper (Fig. 11) are retained in the system itself by means of two synchronized and parallel closing jaws (Fig. 11-1) to form a gripper which fixes the position of the cores in the central axis of the same and in the reciprocal distance determined by the position of the spacer plates and, in the unloading phase, the same jaws allow to tighten all the reels (Fig.16), remove them from the winder shaft and deposit them by the subsequent processing (Fig.17).

10. System according to the preceding claims characterized in that the robotic system could be composed of two or more? degrees of freedom? according to different configurations of layouts of the wrapping machine, core magazines and reel unloading area.