ITBO20110019A1 - MACHINE AND METHOD TO ORIENT ITEMS IN A PREDETERMINED DIRECTION - Google Patents
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Description
Descrizione di Brevetto di Invenzione Industriale avente per titolo: Description of Industrial Invention Patent entitled:
"MACCHINA E METODO PER ORIENTARE OGGETTI IN UNA DIREZIONE PREDETERMINATA". "MACHINE AND METHOD FOR ORIENTING OBJECTS IN A PREDETERMINED DIRECTION".
CAMPO TECNICO DELL'INVENZIONE TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
La presente invenzione si riferisce ad una macchina e un metodo per orientare oggetti in una direzione predeterminata. Gli oggetti da orientare devono avere almeno un lato su cui poggiare, con caratteristiche di attrito diverse da ogni altra possibile superficie di appoggio, per esempio possono essere oggetti a forma di coppa, vaschetta, calotta, oppure oggetti dotati di una cavità delimitata da un bordo con determinate caratteristiche geometriche, come per esempio alcuni tipi di tappi di plastica. The present invention relates to a machine and a method for orienting objects in a predetermined direction. The objects to be oriented must have at least one side on which to rest, with friction characteristics different from any other possible support surface, for example they can be objects in the shape of a cup, tray, cap, or objects with a cavity delimited by an edge with certain geometric characteristics, such as some types of plastic caps.
STATO DELLA TECNICA ANTERIORE STATE OF THE PRIOR ART
Determinati oggetti, come per esempio i tappi di bottiglia o le capsule per le macchine automatiche per il caffè, non possono giungere alle-macchine confezionatrici o riempitrici, o le altre macchine che elaborano tali oggetti, in modo caotico e orientati a caso. Le macchine che elaborano tali oggetti sono progettate per ricevere gli oggetti con un orientamento prestabilito e uguale per tutti, onde eseguire efficientemente operazioni ripetitive. Da qui deriva l'esigenza di realizzare macchine di selezione e ordinamento per gli oggetti, in modo da alimentare correttamente le macchine che elaborano tali oggetti. Certain objects, such as for example bottle caps or capsules for automatic coffee machines, cannot reach the packaging or filling machines, or other machines that process such objects, in a chaotic and randomly oriented way. The machines that process such objects are designed to receive the objects with a predetermined orientation that is the same for everyone, in order to efficiently perform repetitive operations. Hence the need to create sorting and sorting machines for objects, in order to correctly feed the machines that process such objects.
Varie macchine di selezione usano un disco rotante per discriminare gli oggetti. Various sorting machines use a spinning disk to discriminate objects.
Nel documento FR 2547 286 è decritta una macchina in cui si discriminano delle scatole secondo il lato di appoggio. Le scatole sono portate su una tavola rotante e spinte per forza centrifuga contro una parete circolare ai piedi della quale è ricavata una scanalatura a spirale. Se le scatole riescono a infilarsi in tale scanalatura, le scatole stesse sono espulse tangenzialmente dalla tavola rotante; mentre le altre scatole sono rimesse in circolo da una spazzola che le ribalta. La resa di separazione di questa macchina è bassa, perché le scatole, o gli oggetti, devono percorrere per forza tutta la scanalatura prima del punto di espulsione, e tutti in fila. In document FR 2547 286 a machine is described in which boxes are distinguished according to the support side. The boxes are carried on a rotating table and pushed by centrifugal force against a circular wall at the foot of which a spiral groove is obtained. If the boxes manage to fit into this groove, the boxes themselves are tangentially ejected from the rotary table; while the other boxes are put back into circulation by a brush that overturns them. The separation yield of this machine is low, because the boxes, or objects, have to go through the entire groove before the ejection point, and all in a row.
Anche la macchina descritta in GB 1404 330 utilizza un disco rotante per selezionare delle chiusure secondo 1'orientamento . Le chiusure, più larghe che alte, sono portate sopra il disco e quelle che vi poggiano sulle basi maggiori sono spinte dalla forza centrifuga dentro uno spazio anulare periferico, di altezza insufficiente per farle entrare di taglio. Dallo spazio anulare le chiusure sono poi guidate verso un meccanismo di ordinamento, che scarta quelle messe su una specifica base maggiore delle due possibili. Come nel caso precedente questa macchina ha una resa limitata, perché le chiusure devono prima raggiungere circolarmente il punto di espulsione. Inoltre è necessario un secondo complicato stadio per separare le chiusure nel verso giusto da quelle rovesciate. The machine described in GB 1404 330 also uses a rotating disk to select closures according to the orientation. The locks, wider than they are high, are carried above the disc and those which rest on the larger bases are pushed by the centrifugal force into a peripheral annular space, of insufficient height to allow them to enter by cutting. From the annular space the closures are then guided towards a sorting mechanism, which discards those placed on a specific basis greater than the two possible. As in the previous case, this machine has a limited output, because the closures must first reach the ejection point circularly. Furthermore, a second complicated stage is necessary to separate the closures in the right direction from the reversed ones.
SCOPI DELL'INVENZIONE. AIMS OF THE INVENTION.
Scopo principale dell'invenzione è fornire una macchina e un metodo per l’orientamento di oggetti, in particolare oggetti comprendenti superfici di appoggio con diverse caratteristiche di forma, o scabrosità o attrito, che consenta un'elevata produttività. The main purpose of the invention is to provide a machine and a method for the orientation of objects, in particular objects comprising support surfaces with different characteristics of shape, roughness or friction, which allows high productivity.
Uno scopo ulteriore è fornire una macchina e un metodo facilmente realizzabile. A further object is to provide an easily achievable machine and method.
Uno scopo ulteriore .è fornire una macchina di semplice costruzione, di elevata selettività e che generi pochi errori di selezione. A further object is to provide a machine of simple construction, of high selectivity and which generates few selection errors.
Gli scopi sono ottenuti con un metodo e una macchina per attuarlo come alle allegate rivendicazioni. The objects are achieved with a method and a machine for carrying it out as per the attached claims.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS.
Le caratteristiche e vantaggi dell' invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione esemplificativa di una macchina selezionatrice secondo l'invenzione, insieme agli allegati disegni in cui: The characteristics and advantages of the invention will become evident from the exemplary description of a sorting machine according to the invention, together with the attached drawings in which:
la figura 1 mostra una vista in pianta della macchina; la figura 2 mostra una vista in sezione della macchina secondo il piano II-II. Figure 1 shows a plan view of the machine; Figure 2 shows a sectional view of the machine according to the II-II plane.
FORME DI ATTUAZIONE DELL'INVENZIONE FORMS OF IMPLEMENTATION OF THE INVENTION
La macchina è indicata complessivamente con 10 e comprende essenzialmente una stazione di selezione 50 per separare degli oggetti CM secondo il loro orientamento. Per portare gli oggetti CM non ancora orientati alla stazione di selezione 50 è prevista un'unità di alimentazione 20, e per l'uscita degli oggetti CM già orientati un'unità di scaricamento 80 per gli oggetti CM selezionati. L'unità di alimentazione 20 e l'unità di scaricamento 80 sono illustrate solo per chiarire il funzionamento della macchina, ma non fanno parte della presente invenzione. The machine is indicated as a whole with 10 and essentially comprises a selection station 50 for separating CM objects according to their orientation. In order to bring the CM objects not yet oriented to the selection station 50, a supply unit 20 is provided, and for the output of the CM objects already oriented an unloading unit 80 for the selected CM objects. The feeding unit 20 and the unloading unit 80 are shown only to clarify the operation of the machine, but they are not part of the present invention.
La stazione 50 presenta un telaio 52 comprendente un disco 54 che è alloggiato girevolmente nel suddetto telaio 52. Tramite un motore M, il disco 54 è messo in rotazione con velocità angolare col attorno un asse X perpendicolare al piano del disco 54. The station 50 has a frame 52 comprising a disk 54 which is rotatably housed in the aforementioned frame 52. By means of a motor M, the disk 54 is made to rotate with angular speed with around an axis X perpendicular to the plane of the disk 54.
L'unità di alimentazione 20 comprende un ingresso in forma di scivolo o tramoggia 12 da cui degli oggetti CM possono arrivare in modo disordinato verso la stazione di selezione 50. The feeding unit 20 comprises an inlet in the form of a chute or hopper 12 from which objects CM can arrive in a disorderly manner towards the selection station 50.
Gli oggetti CM arrivano quindi sul piano del disco 54, la cui superficie comprende delle setole (non illustrate) , per esempio organizzate in ciuffi, oppure setole disposte in modo uniforme in relazione agli oggetti da trattare. Lungo i bordi del disco 54, la parete circolare 56 di contenimento si interrompe in corrispondenza dell'uscita 62. L'ampiezza dell'uscita 62 corrisponde ad un multiplo, per esempio due o tre, della dimensione trasversale di un oggetto CM nella posizione corretta di selezione. The objects CM then arrive on the plane of the disk 54, the surface of which comprises bristles (not shown), for example organized in tufts, or bristles arranged uniformly in relation to the objects to be treated. Along the edges of the disk 54, the circular containment wall 56 is interrupted at the outlet 62. The amplitude of the outlet 62 corresponds to a multiple, for example two or three, of the transverse dimension of an object CM in the correct position selection.
La parete 56 ha un'altezza circa uguale, o poco superiore, a quella degli oggetti CM quando sono nella loro posizione corretta di selezione. Sopra alla parete 56, ad una distanza H dalla superficie del disco 54, è montata in modo regolabile su supporti 60 una corona o anello circolare 58 superiore di contenimento. The wall 56 has a height approximately equal to, or slightly higher than, that of the objects CM when they are in their correct selection position. Above the wall 56, at a distance H from the surface of the disc 54, an upper containment crown or circular ring 58 is mounted in an adjustable manner on supports 60.
La distanza H è tale che l'anello circolare 58 è poco sopra la parete 56, e in modo da chiudere dall'alto l'uscita 62 per formare un canale di altezza H. The distance H is such that the circular ring 58 is just above the wall 56, and so as to close the outlet 62 from above to form a channel of height H.
Per esempio, l'altezza H viene regolata affinché sia leggermente maggiore dell'altezza di un oggetto CM, quando è appoggiato nella posizione corretta di selezione, ma inferiore alla larghezza (o diametro) dell'oggetto CM, cioè quando per esempio è disposto di taglio . For example, the height H is adjusted so that it is slightly greater than the height of an object CM, when it is placed in the correct selection position, but less than the width (or diameter) of the object CM, that is, when for example it is disposed of cut .
Il diametro esterno dell'anello circolare 58 deve essere almeno pari a quello della parete 56, il diametro interno è funzione delle dimensioni e delle caratteristiche geometriche del disco 54 e degli oggetti CM da trattare. Secondo una versione della presente invenzione (non illustrata) l'anello circolare 58 e la parete 56 possono essere collegati fra loro oppure realizzati in un unico pezzo. The external diameter of the circular ring 58 must be at least equal to that of the wall 56, the internal diameter is a function of the dimensions and geometric characteristics of the disc 54 and of the objects CM to be treated. According to a version of the present invention (not shown) the circular ring 58 and the wall 56 can be connected to each other or made in a single piece.
All'esterno del disco 54, oltre l'uscita 62, opera l'unità di scaricamento 80, per esempio formata da un nastro trasportatore 82 a traslazione orizzontale destinato a portare gli oggetti CM già orientati verso una zona di accumulo oppure a uno stadio di ulteriore elaborazione. Outside the disc 54, beyond the outlet 62, the unloading unit 80 operates, for example formed by a conveyor belt 82 with horizontal translation intended to carry the objects CM already oriented towards an accumulation zone or to a stage of further processing.
Può essere inoltre previsto un braccio 70, illustrato solo in figura 1, disposto secondo una direzione radiale sopra al disco 54 e ad una certa distanza dal disco stesso. Il braccio 70 comprende delle setole o frange 72 rivolte verso la superficie del disco 54, ed ha la funzione di rimescolare o ribaltare gli oggetti CM che si trovano sul disco, in particolare quelli orientati male. Per favorire ulteriormente l'azione di rimescolamento o ribaltamento degli oggetti CM, il braccio 70 può anche essere rotante attorno all'asse X con velocità angolare ω2 e con verso di rotazione opposto al verso di rotazione del disco 54, oppure può avere la forma di spazzola cilindrica allungata secondo la direzione radiale ed essere rotante attorno al proprio asse. An arm 70 can also be provided, shown only in Figure 1, arranged in a radial direction above the disc 54 and at a certain distance from the disc itself. The arm 70 comprises bristles or fringes 72 facing the surface of the disc 54, and has the function of stirring or overturning the objects CM which are on the disc, in particular those which are badly oriented. To further facilitate the mixing or overturning action of the objects CM, the arm 70 can also be rotating around the X axis with an angular speed ω2 and with a direction of rotation opposite to the direction of rotation of the disc 54, or it can have the shape of cylindrical brush elongated in the radial direction and rotating around its own axis.
In aggiunta al braccio girevole 70, o al suo posto, si può usare una spazzola rotante sopra il disco 54 come organo di ribaltamento per gli oggetti CM. L'asse di rotazione della spazzola è preferibilmente parallelo alla superficie del disco 54, per esempio con asse disposto radialmente. La spazzola ruotando intercetta gli oggetti ancorati alle setole e li ributta sul disco 54 ribaltati per subire un altro ciclo di selezione. In addition to the pivot arm 70, or in its place, a rotating brush above the disk 54 can be used as a tipping member for the objects CM. The axis of rotation of the brush is preferably parallel to the surface of the disc 54, for example with the axis arranged radially. The brush, rotating, intercepts the objects anchored to the bristles and throws them back onto the overturned disc 54 to undergo another selection cycle.
Eventualmente, quando il braccio 70 ha la forma di spazzola cilindrica, può avere due rotazioni combinate, cioè una rotazione attorno all'asse X con velocità angolare ω2 e una rotazione attorno al proprio asse con velocità angolare ω3. Optionally, when the arm 70 has the shape of a cylindrical brush, it can have two combined rotations, ie a rotation around the X axis with angular velocity ω2 and a rotation around its own axis with angular velocity ω3.
Il processo di selezione e ordinamento degli oggetti CM avviene come ora spiegato. The process of selecting and sorting the CM objects takes place as explained above.
Arrivando in modo disordinato dallo scivolo 12, o dall'ingresso laterale 62b, gli oggetti CM si appoggiano sul disco 54 con orientamento casuale. In particolare un oggetto CM può cadere di taglio, appoggiato sulla superficie o sul lato relativo al corretto orientamento oppure sulla superficie oppure su un altro lato relativo all'orientamento sbagliato. Arriving in a disordered way from the chute 12, or from the side entrance 62b, the objects CM rest on the disc 54 in a random orientation. In particular, a CM object can fall by cutting, resting on the surface or on the side relative to the correct orientation or on the surface or on another side relative to the wrong orientation.
Per esempio, nel caso di tappi di plastica, il corretto orientamento può corrispondere all'appoggio sulla superficie chiusa del tappo, mentre nel caso di capsule per caffè il corretto orientamento può corrispondere all'appoggio sul lato aperto con la parte concava rivolta verso la superficie di appoggio sul disco 54. For example, in the case of plastic caps, the correct orientation can correspond to the support on the closed surface of the cap, while in the case of coffee capsules the correct orientation can correspond to the support on the open side with the concave part facing the surface. resting on the disc 54.
In ogni caso, il fattore importante è la forza che si sviluppa nel contatto fra i possibili lati di appoggio dell'oggetto CM e la superficie con le setole del disco 54. Nel caso che il lato di appoggio dell'oggetto CM sia quello di corretto orientamento, la forza dovuta al contatto fra il suddetto lato e la superficie con le setole del disco 54 deve essere sufficientemente bassa per permettere che l'oggetto scivoli, a causa della forza centrifuga, sul disco 54 verso l'uscita 62. In any case, the important factor is the force that develops in the contact between the possible support sides of the object CM and the surface with the bristles of the disk 54. In the event that the support side of the CM object is the correct one orientation, the force due to the contact between said side and the surface with the bristles of the disc 54 must be low enough to allow the object to slide, due to the centrifugal force, on the disc 54 towards the outlet 62.
Nel caso che il lato di appoggio dell'oggetto CM sia quello sbagliato, la forza di contatto fra il suddetto lato e la superficie con le setole del disco 54 deve essere abbastanza elevata per impedire che l'oggetto scivoli, anche se soggetto alla forza centrifuga. Perciò, l'oggetto CM permane sul disco 54 fintanto che non interviene una qualunque causa - per esempio un urto con gli altri oggetti oppure l'azione del braccio 70 - che lo ribaltano sul lato corretto. In the event that the supporting side of the CM object is the wrong one, the contact force between said side and the surface with the bristles of the disc 54 must be high enough to prevent the object from slipping, even if subjected to centrifugal force. . Therefore, the object CM remains on the disk 54 until any cause intervenes - for example a collision with the other objects or the action of the arm 70 - which overturns it on the correct side.
Inoltre, se l'oggetto CM cade di taglio, in breve il movimento del disco 54 e gli urti con gli altri oggetti CM lo fanno ribaltare in una delle altre due posizioni possibili, e in ogni caso l'anello circolare 58 ad altezza prestabilita impedisce che l'oggetto possa arrivare all'uscita 62 in posizione di taglio. Furthermore, if the object CM falls by cutting, in a short time the movement of the disc 54 and the collisions with the other objects CM cause it to overturn in one of the other two possible positions, and in any case the circular ring 58 at a predetermined height prevents that the object can reach the exit 62 in the cutting position.
La forma specifica degli oggetti CM da orientare non è critica, purché abbiamo almeno un lato di appoggio con caratteristiche diverse da ogni altro possibile lato di appoggio. La differenza può essere dovuta per esempio alla particolare forma geometrica, alla diversa rugosità o scabrosità, alla presenza di bordi o spigoli, alle diverse lavorazioni o finiture che hanno le superfici dell'oggetto, ed anche alla diversa natura della superficie di contatto, cioè il materiale o altro. The specific shape of the CM objects to be oriented is not critical, as long as we have at least one support side with different characteristics from any other possible support side. The difference may be due, for example, to the particular geometric shape, to the different roughness or roughness, to the presence of edges or edges, to the different processes or finishes that the surfaces of the object have, and also to the different nature of the contact surface, i.e. the material or other.
Gli oggetti CM orientati correttamente si accumulano a ridosso della parete 56 in corrispondenza dell'uscita 62, la attraversano e finiscono sul nastro 82 per essere evacuate dallo stadio 50. Gli oggetti CM trattenuti sul disco 54 finché non incontrano le setole 72 del braccio 70, che le rimescola e le ribalta. Una buona percentuale degli oggetti rimescolati finiranno sul disco 54 con orientamento favorevole alla loro deriva verso l'uscita 62 . Si noti che gli oggetti CM sul disco 54 potrebbero anche rimbalzare o saltare, ma l'anello circolare 58 evita traboccamenti o allontanamenti dalla superficie rotante . The correctly oriented CM objects accumulate close to the wall 56 at the outlet 62, pass through it and end up on the belt 82 to be evacuated by the stage 50. The CM objects held on the disc 54 until they meet the bristles 72 of the arm 70, that mixes and overturns them. A good percentage of the scrambled objects will end up on disk 54 with an orientation favorable to their drift towards exit 62. Note that the CM objects on the disk 54 could also bounce or jump, but the circular ring 58 prevents overflowing or moving away from the rotating surface.
Inoltre, l'altezza H è regolata per impedire che gli oggetti messi di taglio possano transitare lasciando passare invece solo gli oggetti appoggiati sul lato maggiore, quindi il nastro 82 riceverà sempre oggetti orientati correttamente nonostante qualche oggetto di taglio possa arrivare in prossimità dell'uscita 62. Furthermore, the height H is adjusted to prevent the cut objects from passing by letting only the objects resting on the longer side pass through, therefore the belt 82 will always receive objects oriented correctly even though some cutting object may arrive near the exit. 62.
L'orientamento degli oggetti avviene con elevata produttività. Gli oggetti orientati non correttamente vengono messi in ricircolo molto velocemente e hanno un tempo di permanenza sul disco 54 molto basso. The orientation of the objects takes place with high productivity. The incorrectly oriented objects are recirculated very quickly and have a very low residence time on the disc 54.
Gli oggetti orientati correttamente lasciano rapidamente il disco 54 senza ulteriori selezioni, anche più di uno alla volta (è sufficiente un'uscita 62 di opportuna larghezza) e senza formare code sul bordo del disco 54. La macchina non richiede complicati o costosi meccanismi, ha una semplice costruzione che richiede pochi componenti. The correctly oriented objects quickly leave the disc 54 without further selections, even more than one at a time (an outlet 62 of suitable width is sufficient) and without forming queues on the edge of the disc 54. The machine does not require complicated or expensive mechanisms, it has a simple construction that requires few components.
La selettività del disco 54 sugli oggetti riesce ad essere molto alta, perché sfrutta l'accelerazione centrifuga a cui l'oggetto non può sottrarsi. The selectivity of the disc 54 on objects is able to be very high, because it exploits the centrifugal acceleration which the object cannot escape from.
L'adattamento della macchina ai diversi formati degli oggetti si ottiene molto semplicemente regolando l'altezza H, agendo sui supporti regolabili 60. The adaptation of the machine to the different formats of the objects is obtained very simply by adjusting the height H, acting on the adjustable supports 60.
La parete 56 può essere anch'essa regolabile in altezza, o, come già accennato, collegata o di pezzo con la corona 58 e quindi regolabile con quest ultima. The wall 56 can also be adjustable in height, or, as already mentioned, connected or in one piece with the crown 58 and therefore adjustable with the latter.
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IT000019A ITBO20110019A1 (en) | 2011-01-21 | 2011-01-21 | MACHINE AND METHOD TO ORIENT ITEMS IN A PREDETERMINED DIRECTION |
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