IT202000025492A1 - Metodo e macchina integrata per il confezionamento e l’impilamento di imballaggi - Google Patents

Metodo e macchina integrata per il confezionamento e l’impilamento di imballaggi Download PDF

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Gianluca Scaramuzza
Emanuele Troni
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Description

DESCRIZIONE
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo
?Metodo e macchina integrata per il confezionamento e l?impilamento di imballaggi?
La presente invenzione ? relativa ad un metodo e ad una macchina integrata per il confezionamento e l?impilamento di imballaggi. Tipicamente tali imballaggi sono scatole di cartone contenenti prodotti che possono essere di varia natura.
Sono noti sistemi di movimentazione di scatole che prevedono la formatura delle scatole, il loro riempimento, la chiusura delle stesse e la palletizzazione. A questo proposito le scatole vengono movimentate lungo un nastro trasportatore. La palletizzazione viene eseguita in corrispondenza di una stazione di scarico del nastro trasportatore. A questo proposito ? presente un robot pick and place che preleva le scatole in arrivo posizionandole al di sopra di una paletta (nel settore tecnico la paletta ? ben nota e dunque non ulteriormente descritta; viene anche chiamata pallet o bancale).
Scopo della presente invenzione ? mettere a disposizione un metodo e una macchina integrata per il confezionamento e l?impilamento di imballaggi che permetta di minimizzare le contaminazioni dei prodotti confezionati. Altro scopo ? legato ad una ottimizzazione dei flussi. Ulteriore importante scopo ? quello di minimizzare gli ingombri della macchina.
Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un metodo e una macchina integrata per il confezionamento e l?impilamento di imballaggi comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o pi? delle unite rivendicazioni.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di un metodo e una macchina integrata per il confezionamento e l?impilamento di imballaggi come illustrato negli uniti disegni in cui:
- figura 1 mostra una vista in pianta di una macchina secondo la presente invenzione;
- figura 1a mostra una vista schematica della macchina illustrata in figura 1;
- figura 1b mostra una vista schematica laterale di una porzione della macchina di figura 1a;
- figura 2 mostra una vista laterale della macchina di figura 1;
- figura 3 mostra una vista prospettica della macchina di figure 1 e 2;
- figura 4 mostra un sistema integrante la macchina di figura 1.
Nelle unite figure con il numero di riferimento 1 si ? indicata una macchina integrata per il confezionamento e l?impilamento di imballaggi. Tale macchina 1 comprende una stazione 12 di introduzione di prodotti negli imballaggi. Nel settore tecnico ? talvolta definita anche stazione di riempimento. Eventualmente (soluzione non preferita) possono essere presenti pi? stazioni di introduzione dei prodotti negli imballaggi (ad esempio per introdurre nel medesimo imballaggio diverse tipologie di prodotti). Nella stazione 12 di introduzione un robot preleva i prodotti da posizionare (che opportunamente provengono dalla linea 120 di carico) e li inserisce negli imballaggi. Opportunamente nella stazione 12 gli imballaggi vengono riempiti in successione. Opportunamente a monte della stazione 12 di introduzione dei prodotti negli imballaggi la macchina 1 comprende mezzi 11 di formatura degli imballaggi. Essi permettono di sagomare gli imballaggi. In tal modo ciascun imballaggio viene a definire un alloggiamento per consentire di accogliere i prodotti. Opportunamente i mezzi 11 di formatura sono integrati in una singola stazione di formatura, ma potrebbero anche essere distribuiti in pi? stazioni di formatura disposte in successione. I mezzi 11 di formatura opportunamente comprendono mezzi di piegatura di una lastra (blank) destinata a formare l?imballaggio.
Opportunamente la macchina 1 comprende anche mezzi di applicazione di collante agli involucri. Ci? per collegare stabilmente differenti parti degli involucri consentendo la sagomatura degli stessi. Anche i mezzi 11 di formatura fanno dunque parte di detta macchina 1.
Opportunamente la macchina 1 comprende anche una stazione 30 di impilamento senza paletta degli imballaggi. Ad esempio la stazione 30 di impilamento potrebbe comprendere un robot 300, preferibilmente di tipo ?pick and place?. Tale robot 300 pu? avere ad esempio 4 o pi? assi. Tale stazione 30 di impilamento ? posta a valle della stazione 12 di introduzione di prodotti. La stazione 30 di impilamento ? priva di un sistema di carico delle palette. Infatti la stazione 30 di impilamento provvede alla formatura di un gruppo di imballaggi senza posizionarli su una paletta. La stazione 12 di introduzione di prodotti in imballaggi e la stazione 30 di impilamento fanno parte di una medesima macchina e non di due macchine distinte.
Opportunamente tra la stazione 12 di introduzione e la stazione 30 di impilamento la macchina 1 comprende una stazione 13 di chiusura degli involucri. Essa permette ad esempio di chiudere una bocca di accesso che, nella stazione 12 di introduzione ha permesso l?inserimento dei prodotti negli involucri. Ad esempio la stazione 13 di chiusura consente di piegare e/o incollare lembi degli involucri.
Opportunamente la macchina 1 comprende un primo basamento di sostegno della stazione 12 di introduzione dei prodotti in detti involucri e/o di detta stazione 13 di chiusura. Opportunamente la macchina 1 comprende anche un secondo basamento di sostegno della stazione 30 di impilamento (o comunque del robot 300). Opportunamente il primo e il secondo basamento sono adiacenti uno all?altro e opportunamente sono vincolati reciprocamente. In una soluzione alternativa il primo e il secondo basamento potrebbero trovarsi l?uno dall?altro ad una distanza minore di 3 metri. Essi potrebbero essere in tal caso collegati mediante un nastro trasportatore che collega la stazione 12 e/o la stazione 13 con la stazione 30. Anche in tal caso essi definiscono una unica macchina (rispondono quindi ad una medesima unit? di controllo che ? comune e non hanno due unit? di controllo differenti come nel caso di due macchine distinte e assemblate tra loro). Opportunamente la stazione 12 e/o la stazione 13 e/o la stazione 30 si trovano in un unico box 100 macchina.
Come accennato in precedenza la macchina 1 comprende una unit? di controllo che ? comune sia alla stazione 12 di introduzione di prodotti negli imballaggi sia alla stazione 30 di impilamento. Opportunamente tale unit? di controllo permette il controllo anche dei mezzi 11 di formatura. Opportunamente l?unit? di controllo permette di eseguire regolazioni sul funzionamento sia della stazione 12 di introduzione di prodotti negli imballaggi sia della stazione 30 di impilamento. L?unit? di controllo comanda quindi la stazione 12, la stazione 30 e la sincronizzazione tra la stazione 12 e la stazione 30.
La macchina 1 comprende un?interfaccia 8 utente (ad esempio un PLC) comune sia per la stazione 12 di introduzione di prodotti sia per la stazione 30 di impilamento. L?utente riesce quindi ad avere un controllo della macchina 1 da tale interfaccia 8 utente. Opportunamente non ? presente una interfaccia utente di controllo della stazione 30 di impilamento separata da una interfaccia utente di controllo della stazione 12 di introduzione dei prodotti negli imballaggi.
Preferibilmente detta stazione 30 di impilamento e detta stazione 12 di introduzione di prodotti sono distanti meno di 5 metri (in linea d?aria o lungo il percorso dagli imballaggi), preferibilmente sono distanti meno di 3 metri (in linea d?aria o lungo il percorso degli imballaggi). Tale distanza fa riferimento ad una distanza minima.
Opportunamente la stazione 30 di impilamento e detta stazione 13 di chiusura degli imballaggi sono distanti meno di 5 metri (in linea d?aria), preferibilmente sono distanti meno di 3 metri (in linea d?aria). Anche in tal caso la distanza fa riferimento ad una distanza minima.
Opportunamente la macchina 1 comprende una linea 9 di avanzamento degli imballaggi. La stazione 30 di impilamento opportunamente impila gli imballaggi su una porzione di detta linea 9 di avanzamento degli imballaggi. Ci? agevola la movimentazione degli stessi senza pallet.
Opportunamente tale linea 9 di avanzamento transita dalla stazione 12 di introduzione e dalla stazione 30 di impilamento. Opportunamente tale linea 9 di avanzamento transita anche in corrispondenza dei mezzi 11 di formatura e/o della stazione 13 di chiusura.
Opportunamente la macchina 1 comprende un sistema 33 di carico di lastre (blanck) che dovranno essere sagomate per definire gli imballaggi. Tale lastre sono in cartone. La linea 9 di avanzamento opportunamente inizia in corrispondenza del sistema 33 di carico di lastre. Opportunamente la macchina 1 comprende una stazione 32 di evacuazione di un gruppo di imballaggi impilati. Opportunamente la linea 9 di avanzamento termina in corrispondenza di detta stazione 32 di evacuazione.
Ad esempio la macchina 1 (o pi? in dettaglio la linea 9 di avanzamento) comprende un motore 90 lineare lungo cui si muovono una pluralit? di trasportatori 91 per convogliare gli imballaggi. Opportunamente i trasportatori 91 comprendono mezzi di generazione di un campo magnetico (tipicamente uno o pi? magneti permanenti) che interagiscono con il motore 90 lineare per determinare uno spostamento lineare dei trasportatori 91 lungo il motore lineare 91. Opportunamente sono altres? presenti mezzi di alimentazione elettrica di utenze elettriche poste su corrispondenti trasportatori 91 (le utenze elettriche vantaggiosamente non sono responsabili dello spostamento dei trasportatori); tali mezzi di alimentazione elettrica comprendono mezzi contactless di alimentazione elettrica di ciascun trasportatore 91 (essi sfruttano il principio dell?induzione magnetica). Il motore 90 lineare e i trasportatori 91 sono del tipo descritti nelle privative brevettuali 102019000003895 e 102019000003899.
Il motore 90 lineare presenta uno sviluppo anulare; opportunamente lungo il motore 90 lineare si affacciano: il sistema 33 di carico di lastre e/o i mezzi 11 di formatura degli imballaggi (che tipicamente avvengono con la lastra da sagomare posta sul trasportatore) e/o la stazione 12 di introduzione dei prodotti negli imballaggi e/o la stazione 13 di chiusura involucri.
Opportunamente la linea 9 di avanzamento pu? comprendere anche un singolo nastro trasportatore o pi? nastri trasportatori. Ad esempio potrebbe essere presente un primo nastro 911 trasportatore che dal motore 90 lineare si protende verso la stazione 30 di impilamento. Opportunamente ? presente un sistema 19 di prelievo degli imballaggi dai trasportatori 91 e il posizionamento sul primo nastro trasportatore 91. Opportunamente ? presente un secondo nastro 912 trasportatore (distinto dal primo) che dalla stazione 30 di impilamento si sviluppa in allontanamento dalla stazione 30 di impilamento (tipicamente verso una stazione 32 di evacuazione meglio definita in seguito). Opportunamente in tal caso il robot 300 trasferisce gli imballaggi dal primo nastro 911 trasportatore (o da una rulliera 913 posta al termine del primo nastro 911 trasportatore) al secondo nastro 912 trasportatore.
Oggetto della presente invenzione ? inoltre un sistema 10 comprendente: -una macchina 1 presentante una o pi? delle caratteristiche descritte in precedenza;
-un veicolo 4 destinato a ricevere un gruppo di imballaggi da detta macchina 1.
Opportunamente tale veicolo 4 ? un veicolo semovente. Opportunamente esso ? un veicolo a guida autonoma. Nel settore tecnico ? anche noto come AGV. E? dunque assente un guidatore (inteso come persona) a bordo del veicolo 4. Il veicolo 4 comprende un sistema di controllo che movimenta il veicolo 4 in funzione di un segnale proveniente da remoto (preferibilmente in modalit? wireless) o prememorizzato in una unit? di memoria posta a bordo del veicolo.
Il veicolo 4 ? dotato di ruote (opportunamente almeno una ruota motrice e una ruota sterzante; tale ruota sterzante potrebbe eventualmente anche coincidere con una ruota motrice). Opportunamente il veicolo 4 comprende un supporto (ad esempio una piattaforma) che riceve detto gruppo di imballaggi dalla stazione 32 di evacuazione. Opportunamente detto veicolo 4 in almeno una configurazione del sistema 1 ? posto immediatamente a valle della stazione 32 di evacuazione in modo da ricevere il gruppo di imballaggi. Opportunamente detto supporto del veicolo 4 ? posto sostanzialmente alla medesima altezza assunta dalla linea 9 di avanzamento in corrispondenza della stazione 32 di evacuazione. Ci? permette il trasferimento del gruppo di imballaggi senza pallet e senza danneggiamenti.
Il veicolo 4 pu? dunque trasportare il gruppo di imballaggi fino ad una stazione di scarico, che ad esempio ? posta in un magazzino.
Oggetto della presente invenzione ? anche un metodo di confezionamento e impilamento di imballaggi. Tali imballaggi sono tipicamente scatole e/o blank destinati alla formatura delle scatole. Tipicamente le scatole sono scatole di cartone (tenendo comunque presente che vi possono essere inserti non in cartone oppure vi pu? essere colla per trattenere nella forma prestabilita lembi della scatola).
Opportunamente il metodo comprende la fase di eseguire una introduzione dei prodotti negli imballaggi. Ci? avviene in una stazione 12 di introduzione.
Il metodo comprende le fasi di eseguire la chiusura di imballaggi 2 contenenti prodotti. Questo pu? ad esempio prevedere di ripiegare lembi che ostruiscono una apertura di accesso agli imballaggi. I prodotti che possono essere inseriti nella scatola sono i pi? variegati, a titolo esemplificativo: prodotti alimentari, prodotti cosmetici, manufatti in genere ecc.
Preferibilmente, ma non necessariamente i prodotti posti in un imballaggio sono prodotti tra loro identici.
Opportunamente il metodo comprende una fase di eseguire una formatura di uno di detti imballaggi a partire da una lastra; detta formatura essendo eseguita a monte di detta stazione 12 di introduzione.
Il metodo comprende la fase di impilare a strati gli imballaggi 2 chiusi ottenendo un gruppo 20 di imballaggi. Opportunamente la fase di impilare gli imballaggi 2 avviene in una stazione 30 di impilamento che fa parte di una medesima macchina di cui fa parte la stazione di riempimento.
Opportunamente ogni strato di imballaggi pu? comprendere un singolo o una pluralit? di imballaggi.
La fase di impilare gli imballaggi 2 prevede di posizionare uno strato 21 inferiore in una zona 31 di impilamento senza poggiarlo su una paletta. Preferibilmente, ma non necessariamente la fase di impilare a strati gli imballaggi 2 ? eseguita da un robot 300 ?pick and place?; in una soluzione alternativa non preferita potrebbe ad esempio avvenire sollevando o abbassando la zona 31 di impilamento
Lo strato 21 inferiore ? posto su un supporto senza l?interposizione di una paletta (che dunque non viene utilizzato in questa fase). Come spiegato in seguito tale supporto pu? essere un nastro trasportatore. Tipicamente lo strato 21 inferiore ? posto su un nastro trasportatore, tipicamente ? posto direttamente sul nastro trasportatore. Lo strato 21 inferiore pu? definire ad esempio uno strato a pianta quadrilatera, tipicamente rettangolare o quadrata. Il metodo comprende anche la fase di posizionare almeno uno strato 22 addizionale al di sopra di detto strato 21 inferiore. Ci? avviene in detta zona 31 di impilamento. Tale strato 22 addizionale pu? essere costituito da uno o pi? imballaggi. Opportunamente lo strato 22 addizionale ha in pianta lo stesso sviluppo dello strato inferiore. Tra lo strato 22 addizionale e lo strato 21 inferiore ? assente una paletta.
Opportunamente al di sopra dello strato 21 inferiore ? possibile posizionare una pluralit? di strati addizionali.
Il metodo comprende inoltre la fase di trasferire il gruppo 20 di imballaggi gi? impilato su un veicolo 4. In questo modo si posiziona il gruppo 20 sul veicolo 4 senza poggiarlo su una paletta.
La zona 31 di impilamento si trova preferibilmente in corrispondenza di mezzi 3 di avanzamento del gruppo 20. In particolare si trova su mezzi 3 di avanzamento del gruppo 20. I mezzi di avanzamento del gruppo 20 possono comprendere un nastro trasportatore oppure rulli girevoli con uno spintore/trascinatore del gruppo 20. La zona di posizionamento ? ad esempio posta in corrispondenza di detto nastro trasportatore o di detti rulli.
La fase di eseguire una chiusura degli imballaggi 2 contenenti i prodotti ? completata in una stazione 13 di chiusura. La stazione 13 di chiusura ? posta a valle di detta stazione 30 di impilamento. Opportunamente la stazione 13 di chiusura e/o la stazione 12 di introduzione dei prodotti negli imballaggi ? posta a meno di 5 metri, preferibilmente a meno di 3 metri dalla zona 31 di impilamento. Opportunamente la stazione 12 di introduzione dei prodotti negli imballaggi ? posta a meno di 5 metri, preferibilmente a meno di 3 metri dalla zona 31 di impilamento. Opportunamente ? presente una linea 9 di movimentazione degli imballaggi dalla stazione 13 di chiusura verso la zona 31 di impilamento. Il metodo comprende la fase di movimentare i mezzi 3 di avanzamento spostando il gruppo 20 dalla zona 31 di impilamento su una base 50 di appoggio. La base 50 di appoggio ? ricavata sul veicolo 4 parcheggiato in una zona predeterminata in corrispondenza di una zona 32 di rilascio dei mezzi 3 di avanzamento.
Opportunamente sul veicolo 4 ? assente una qualunque paletta. In particolare la paletta non ? interposta tra il veicolo 4 e il gruppo 20 di imballaggi.
Il metodo comprende la fase di movimentare detto gruppo 20 di imballaggi mediante detto veicolo 4 fino ad una stazione 5 di scarico degli imballaggi 2 posti sul veicolo 4.
La fase di movimentare il gruppo 20 di imballaggi mediante detto veicolo 4 avviene mediante un veicolo a guida automatica. Come accennato in precedenza esso ? anche noto nel settore tecnico come AGV.
Opportunamente in detta stazione 5 di scarico il gruppo 20 di imballaggi ? posto su una paletta.
La stazione 5 di scarico si trova in un magazzino 7.
La presente invenzione consegue importanti vantaggi.
Innanzitutto consente di evitare di introdurre palette in corrispondenza di una zona di impilamento ricavata in una medesima macchina in cui avviene il confezionamento di prodotti. Questo consente di minimizzare contaminazioni legate all?introduzione di palette, tipicamente in legno e che vengono veicolate in moltissimi luoghi, anche sporchi. Ulteriore vantaggio ? legato al fatto che non ? necessario posizionare le palette nella macchina 1 semplificando dunque i flussi del materiale. Altro vantaggio ? legato al fatto che l?integrazione in un?unica macchina di un sistema di confezionamento degli involucri con un sistema di impilaggio consente di minimizzare gli ingombri della macchina 1.

Claims (12)

RIVENDICAZIONI
1. Metodo di confezionamento e impilamento di imballaggi di prodotti comprendente le fasi di:
-eseguire una introduzione dei prodotti negli imballaggi in una stazione (12) di introduzione;
-impilare a strati gli imballaggi (2) ottenendo un gruppo (20) di imballaggi; la fase di impilare a strati gli imballaggi (2) avvenendo in una stazione (30) di impilamento che fa parte di una medesima macchina di cui fa parte la stazione di riempimento; la fase di impilare a strati gli imballaggi comprende le fasi di posizionare uno strato (21) inferiore in una zona (31) di impilamento senza poggiarlo su una paletta e posizionare almeno uno strato (22) addizionale al di sopra di detto strato (21) inferiore.
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di:
-trasferire detto gruppo (20) di imballaggi gi? impilato su un veicolo (4) posizionando detto gruppo (20) sul veicolo (4) senza poggiarlo su una paletta;
-movimentare detto gruppo (20) di imballaggi mediante detto veicolo (4) fino ad una stazione (5) di scarico degli imballaggi (2) dal veicolo (4).
3. Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la fase di movimentare il gruppo (20) di imballaggi mediante detto veicolo (4) avviene mediante un veicolo (4) a guida automatica.
4. Metodo secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che in detta stazione (5) di scarico il gruppo (20) di imballaggi ? posto su una paletta.
5. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 2 a 4, caratterizzato dal fatto che detta zona (31) di impilamento si trova su mezzi (3) di avanzamento del gruppo (20) di imballaggi; detto metodo comprendendo la fase di movimentare i mezzi (3) di avanzamento spostando detto gruppo (20) dalla zona (31) di impilamento fino a una base (50) di appoggio ricavata sul veicolo (4) che ? parcheggiato in corrispondenza di una zona (32) di rilascio dei mezzi (3) di avanzamento.
6. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di eseguire una chiusura degli imballaggi (2) contenenti i prodotti; detta fase di eseguire una chiusura degli imballaggi (2) contenenti i prodotti ? completata in una stazione (13) di chiusura posta a meno di 5 metri dalla zona (31) di impilamento; detta stazione (13) di chiusura si trova a valle di detta stazione (12) di introduzione.
7. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti imballaggi (2) sono scatole di cartone.
8. Macchina integrata per il confezionamento e l?impilamento di imballaggi comprendente:
-una stazione (12) di introduzione di prodotti negli imballaggi;
-una stazione (30) di impilamento senza paletta degli imballaggi posta a valle della stazione (12) di introduzione; detta stazione (30) di impilamento essendo priva di un sistema di carico di palette.
9. Macchina secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto di comprendere una unit? di controllo comune sia alla stazione (12) di introduzione di prodotti negli imballaggi sia alla stazione (30) di impilamento.
10. Macchina secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzato dal fatto di comprendere un?interfaccia (8) utente comune sia per la stazione (12) di introduzione di prodotti sia per la stazione (30) di impilamento.
11. Macchina secondo una qualunque delle rivendicazioni da 8 a 10, caratterizzato dal fatto che detta stazione (30) di impilamento e detta stazione (12) di introduzione di prodotti sono distanti meno di 5 metri.
12. Macchina secondo una qualunque delle rivendicazioni da 8 a 11, caratterizzato dal fatto di comprende mezzi (3) di avanzamento degli imballaggi; detta stazione (30) di impilamento impilando gli imballaggi su detti mezzi (3) di avanzamento.
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