ITFI940162A1

ITFI940162A1 - Dispositivo e relativo metodo per raggruppare flussi casuali di prodotti in una sola via secondo una cadenza prestabilita e regolabile

Info

Publication number: ITFI940162A1
Application number: IT94FI000162A
Authority: IT
Inventors: Michele Decuzzi; Dario Guidetti
Original assignee: Ricciarelli Garibaldo Srl
Priority date: 1994-08-19
Filing date: 1994-08-19
Publication date: 1996-02-19
Also published as: ITFI940162A0; EP0697351A1; US5782332A; JPH08104423A; IT1269139B

Abstract

Viene descritto un dispositivo per allineare secondo un passo predeterminabile su una via di uscita (9; 19) una pluralità di prodotti (P11, P12, P21, P22) provenienti da almeno due vie di ingresso tra loro non correlate, comprendente: una pluralità di nastri trasportatori (1, 2) affiancati, in numero pari alle vie di ingresso; per ciascuno di detti nastri trasportatori (1, 2) un rispettivo sensore (F1, F2) che determina l'arrivo di un prodotto sul rispettivo nastro trasportatore (1, 2); per ciascun nastro trasportatore (1, 2) un attuatore (M1, M2) con un rispettivo trasduttore di posizione (E1, E2); ed un'unità di controllo (5) a cui sono collegati detti attuatori (M1, M2), detti sensori (F1, F2) e detti trasduttori di posizione (E1, E2), la quale controlla il movimento di detti nastri trasportatori (1, 2) in modo tale da disporre i prodotti in uscita secondo il passo pre - impostato predeterminabile.(Fig. 1).

Description

IIDispositivo e relativo metodo per raggruppare flussi casuali di prodotti in una sola via secondo una cadenza prestabilita e regolabile"

Descrizione

La presente invenzione riguarda un dispositivo ed un metodo per allineare secondo un certo passo su un organo trasportatore una pluralità di prodotti provenienti, in modo casuale, da almeno due sorgenti poste a monte del dispositivo.

Nella descrizione che segue, verrà fatto riferimento in particolare al problema delle macchine confezionatrici per prodotti alimentari, a cui il dispositivo offre una soluzione vantaggiosa, ma (come apparirà chiaro agli esperti del ramo) lo stesso dispositivo può trovare applicazioni anche in confezionatrici diverse od in altri settori dove si manifestano problemi analoghi di ordinamento su una sola linea o via di uscita di unità provenienti in modo casuale da due o più vie in ingresso.

Nell 'industria alimentare si manifesta fre quentemente il problema di convogliare prodotti da confezionare ad una macchina confezionatrice, in particolare, ma non esclusivamente, prodotti alimentari già confezionati in confezioni singole, che devono essere raggruppati in contenitori contenenti una pluralità di prodotti. Questi contenitori rappresentano le unità multipacco di vendita al pubblico. I singoli prodotti provengono da una prima macchina confezionatrice a monte, tipicamente una confezionatrice orizzontale di tipo "a cuscinetto', la cui velocità di produzione raramente raggiunge o supera le 300 confezioni al minuto e per particolari tipi di prodotto, che necessitano una più accurata protezione, la velocità di confezionamento non raggiunge le 150 unità al minuto.

Viceversa, le macchine confezionatrici che raccolgono i singoli prodotti pre-confezionati e li introducono nei contenitori adatti alla confezione multipacco, possono raggiungere velocità fino a 500 confezioni al minuto. In molti casi, quindi, si presenta la necessità di raggruppare il flusso di prodotti provenienti da due o più confezionatrici a monte per convogliarli su una sola macchina per il riempimento dei contenitori multipacco, allo scopo di ottimizzare lo sfruttamento della macchina a valle.

Le macchine confezionatrici a monte erogano i singoli prodotti ciascuna su una propria via, cioè su un proprio convogliatore, con una cadenza propria della macchina. La macchina a valle deve a sua volta essere alimentata con una serie di prodotti tra loro allineati su un nastro di ingresso e disposti con una interdistanza minima prestabilita.

Attualmente esistono sistemi che sommano più flussi di prodotti provenienti da più macchine a monte per convogliarli ad una singola macchina a valle, nei quali i prodotti vengono temporaneamente arrestati tramite barriere mobili, quando ciò si rende necessario per la corretta alimentazione dei prodotti stessi. Questi sistemi non sono soddisfacenti, tra l'altro perché interferiscono meccanicamente sul prodotto e possono provocare rallentamenti

Scopo della presente invenzione è la realizzazione di un dispositivo perfezionato che raccolga i flussi di prodotti provenienti da due o più vie in ingresso e che distribuisca i prodotti in uscita su una sola via, secondo un allineamento longitudinale e con una distanza minima predeterminata tra i singoli prodotti, per una corretta alimentazione della macchina a valle.

Il dispositivo deve operare tenendo conto del fatto che i flussi in arrivo sulle vie in ingresso sono tra loro completamente slegati e la somma dei prodotti in arrivo contemporaneamente dalle vie a monte non deve essere mai superiore alla capacità massima di assorbimento della macchina a valle.

Questo ed altri scopi e vantaggi, che appariranno chiari agli esperti del ramo dalla lettura del testo che segue, sono ottenuti con un dispositivo per allineare secondo un passo predeterminabile su una via di uscita una pluralità di prodotti provenienti da almeno due vie di ingresso tra loro non correlate, comprendente: una pluralità di nastri trasportatori affiancati, in numero pari alle vie di ingresso; per ciascuno di detti nastri trasportatori un rispettivo sensore che determina l'arrivo di un prodotto sul rispettivo nastro trasportatore; per ciascun nastro trasportatore un attuatore con un rispettivo trasduttore di posizione; ed un'unità di controllo a cui sono collegati detti attuatori, detti sensori e detti trasduttori di posizione, la quale controlla il movimento di detti nastri trasportatori in modo tale da disporre i prodotti in uscita secondo il passo pre-impost2.to.

In una possibile forma di realizzazione dell'invenzione, l’unità di controllo effettua le seguenti operazioni:

- determina, tramite il segnale generato da detti sensori, quando un primo prodotto arriva ad uno dei nastri trasportatori;

- comanda il rispettivo attuatore in modo tale per cui detto primo prodotto viene fatto avanzare di un'entità predeterminata sul rispettivo nastro trasportatore;

- blocca eventuali ulteriori prodotti in arrivo sugli altri nastri trasportatori fino a che detto primo prodotto è avanzato di detta entità predeterminata; - e fornisce il consenso all'avanzamento del successivo prodotto quando il primo prodotto è stato fatto avanzare di detta entità predeterminata.

Con questa disposizione, a valle dei nastri trasportatori i prodotti risultano tra loro allineati secondo un passo predeterminabile a piacere, tramite opportuna -programmazione dell'unità di controllo, qualunque sia la cadenza con cui i prodotti arrivano dalle macchine a monte alle vie di ingresso, purché tra i singoli prodotti in ingresso vi sia una distanza sufficiente (facilmente determinabile) per evitare un accumulo di prodotti all'ingresso dei nastri trasportatori. Questa distanza può essere garantita con l'eventuale interposizione di un nastro trasportatore intermedio.

In pratica, può essere previsto che l'unità di controllo faccia avanzare l'attuatore associato al nastro trasportatore, su cui si trova il primo prodotto, a passi successivi, e ad ogni passo verifichi l’eventuale arrivo di un ulteriore prodotto sulle altre vie di ingresso, bloccando l'avanzamento del rispettivo nastro trasportatore al verificarsi di questa circostanza.

Il dispositivo presenta una pluralità di nastri trasportatori affiancati. Può essere opportuno disporre tutti i prodotti secondo un allineamento comune, prima di alimentarli ad esempio ad una macchina confezionatrice a valle. A tale scopo, secondo una possibile forma di attuazione del dispositivo, a valle di detti nastri trasportatori possono essere disposti mezzi di allineamento longitudinale, che allineano longitudinalmente i prodotti in uscita da detti nastri trasportatori affiancati. I mezzi di allineamento possono assumere forme diverse. Essi possono comprendere ad esempio un deviatore, eventualmente in forma di organo flessibile motorizzato.

Ulteriori vantaggiose forme di attuazione del dispositivo e del metodo secondo l'invenzione sono indicate nelle allegate rivendicazioni.

Il trovato verrà meglio compreso seguendo la descrizione che segue, con riferimento agli annessi disegni, che mostrano una possibile forma di attuazione dell'invenzione. Nel disegno, mostrano: la

Fig.l una vista in pianta di una forma di attuazione del dispositivo secondo l'invenzione; la Fig.2 una vista laterale secondo II-II di Fig.l; la

Fig.3 uno schema a blocchi dell'elettronica di controllo; le

Figg.4A e 4B due condizioni di funzionamento, mostrate in modo molto schematico, per illustrare le modalità operative del dispositivo; e la

Fig.5 un diagramma di flusso della logica del sistema di controllo del dispositivo.

Con riferimento alle Figg.l e 2 verrà inizialmente descritta la parte meccanica del dispositivo. Nella descrizione che segue si fa riferimento ad un dispositivo che regola l'alimentazione di prodotti provenienti da due vie, ma il concetto può essere facilmente esteso anche a dispositivi più complessi, con più di due vie in ingresso.

Il dispositivo comprende una coppia di nastri trasportatori affiancati e paralleli 1 e 2, ciascuno controllato da un rispettivo motore brushless MI ed M2. A ciascun nastro trasportatore 1 e 2 è associata una fotocellula Fi ed F2, rispettivamente, che nella rappresentazione delle Figg.l e 2 sono indicate al di sopra dei rispettivi nastri 1 e 2. I motori MI ed.M2 sono dotati di un rispettivo encoder El, E2. Le fotocellule FI ed F2, i motori MI ed M2 e gli encoder El ed.E2 sono collegati ad una scheda di controllo 5 (Fig.3) con un microprocessore che controlla, secondo le modalità che verranno descritte nel seguito, le velocità dei motori MI ed M2 in funzione dei segnali provenienti dalle fotocellule FI ed F2 e dei segnali di posizione forniti dagli encoder E1 ed E2.

Per un corretto interfacciamento con le macchine a monte, i due nastri 1 e 2 sono preceduti da un convogliatore di ingresso 7 (o da una coppia di convogliatori paralleli) comandato da un motore M7. La velocità del convogliatore 7 è tale da garantire una certa distanza tra i singoli prodotti provenienti dalle macchine a monte. In Fig.l con PII e P21 sono indicati due successivi prodotti provenienti da una prima macchina su una prima via di ingresso e con P12 e P22 sono indicati due successivi prodotti provenienti da una seconda macchina a monte su una seconda via di ingresso.

A valle dei due nastri paralleli 1 e 2 è disposto un convogliatore di raccolta 9, comandato da un motore 10 e dotato di un vomere motorizzato, cioè di un sistema di nastri convogliatori 11, 13 rinviati attorno a rulli ad asse verticale 15 ed azionati da un motore 17. Il vomere motorizzato 11, 13 spinge i prodotti verso un lato del convogliatore di raccolta 9, in modo che essi escano da detto convogliatore di raccolta su un convogliatore di uscita 19 in condizioni di allineamento longitudinale. Il convogliatore di uscita 19 termina in corrispondenza dell'entrata della macchina confezionatrice a valle.

Le fotocellule FI ed F2 rilevano l'eirrivo dei prodotti PII, P12, P21, P22 che arrivano in modo casuale, e - in base ad una logica che verrà descritta nel seguito - li distribuiscono sui nastri 1 e 2 in modo che essi risultino tra loro distanziati di un passo costante per essere alimentati alla singola macchina confezionatrice a valle. Nelle Figg.4A e 4B sono indicate due situazioni tipiche che si possono verificare durante il funzionamento: in Fig.4A sul convogliatore di ingresso 7 sono posizionati quattro prodotti, due dei quali (PII e P21) provengono da una prima macchina a monte, .mentre gli altri (P12 e P22) provengono dall'altra macchina. Il prodotto PII è più avanzato del prodotto P12 e quindi la prima fotocellula che si oscura è la fotocellula FI. Il microprocessore controlla la velocità dei nastri 1 e 2 in modo tale per cui i prodotti sul convogliatore di raccolta 9 risultano tra loro distanziati di un passo sostanzialmente costante e disposti secondo la sequenza PII, P12, P21, P22. Per semplicità e chiarezza di rappresentazione i prodotti sono mostrati allineati lungo la mezzeria del convogliatore di raccolta 9, ma è evidente che lungo tale convogliatore essi assumono una posizione variabile a seconda di come è disposto il vomere motorizzato 11, 13 (non mostrato nelle Figg.4A e 4B).

In Fig.4B è mostrata la situazione in cui il prodotto più avanzato sul convogliatore di ingresso 7 è il prodotto P12. La sequenza dei prodotti in uscita è in questo caso P12, PII, P22, P21.

In entrambi i casi il passo tra i prodotti in uscita dal convogliatore di raccolta 9 è generalmente diverso dal passo dei prodotti sulle due file portate dal convogliatore di ingresso 7, in quanto la frequenza con cui i prodotti vengono scaricati dalle macchine a monte sul convogliatore di ingresso 7 è diversa dalla frequenza ottimale di alimentazione dei prodotti alla confezionatrice a valle.

.La logica di controllo del dispositivo sin qui descritto è riassunta nel diagramma di flusso di Fig.5.

Il controllo dei motori MI ed M2 avviene sulla base dei segnali provenienti dalle fotocellule Fi ed F2, degli impulsi degli encoders E1 ed E2 che forniscono indicazioni circa l'entità dell'avanzamento dei rispettivi nastri da un istante predeterminato, e con l'ausilio di due parametri o "Flag" di controllo, nel seguito indicati come "Flagl" e "Flag2" per i due nastri 1 e 2, che possono assumere valore "0" od "1" in funzione delle condizioni del sistema.

Il diagramma di flusso di Fig.5 verrà illustrato con riferimento alla situazione esemplificativa di Fig.4. Partendo dal blocco di START (blocco 101), il sistema opera come segue: viene inizialmente verificato se la fotocellula FI è oscurata (blocco 102), cioè se davanti alla fotocellula FI si è presentato un prodotto. Se la fotocellula FI non è oscurata il sistema passa a controllare la condizione della fotocellula F2 (blocco 103). Appena il prodotto PII (che nell'ipotesi di Fig.4A arriva prima del prodotto P12) arriva ad o scurare la fotocellula FI, il sistema legge la posizione del motore MI (blocco 104), in base al segnale del relativo encoder E1 ed assume questa posizione come riferimento per le successive operazioni. Viene quindi verificata l'eventuale condizione di oscuramento della fotocellula F2 (blocco 105). Se la fotocellula F2 non rileva la presenza di alcun prodotto il sistema continua ad operare sul motore Mi, senza interventi sulla parte di sistema che riguarda il nastro 2. Viceversa, se nel frattempo il prodotto P12 giunge alla fotocellula F2 oscurandola, il sistema verifica lo status del Flag2 (blocco 106), quindi pone pari a "1" il valore del Flag2, legge la posizione del motore M2 e lo ferma (blocco 107). Ciò fa sì che il prodotto P12 rimanga nella sua posizione all'inizio del nastro 2, mentre il sistema opera sul prodotto PII. Il sistema incrementa iterativamente di un passo angolare per volta la posizione angolare del motore MI (blocco 108) fino a che il motore MI non ha effettuato un numero di passi pari a LI (blocco 109) a partire dalla posizione letta all'istante in cui è stata rilevata la presenza del prodotto (blocco 104). Il numero di passi LI corrisponde alla distanza che deve esservi tra il prodotto PII ed il successivo quando tali prodotti escono dal dispositivo per essere alimentati alla macchina a valle.

Raggiunto il passo LI, il sistema pone il Flagl (relativo alla condizione del nastro 1) pari a "0" (blocco 110) ed avvia il motore M2 (blocco 111). Viene quindi controllato lo status del Flag2 (blocco 112) . Se esso è pari a "0", cioè se nel frattempo non è arrivato alcun prodotto alla fotocellula F2, il sistema ricomincia il controllo dal blocco 103, verificando se la fotocellula F2 è stata oscurata. Se, viceversa, durante la rotazione del motore MI dalla posizione letta nel blocco 104 fino al raggiungimento della rotazione di LI passi il prodotto P12 ha raggiunto la fotocellula F2, il Flag2 ha assunto il valore "1" (blocco 107) ed il motore M2 è stato inizialmente bloccato (blocco 107) e quindi riattivato (blocco 111). In questa seconda i potesi, il sistema passa alla procedura descritta nella parte inferiore del diagramma di flusso di Fig.5, che è sostanzialmente equivalente alla parte sinora descritta, salvo per il fatto che i motori MI, M2, le fotocellule FI ed F2 ed i parametri di controllo Flagl e Flag2 sono tra loro scambiati. Qualunque sia la risposta all'interrogativo del blocco 112, il sistema arriverà (attraverso il blocco 106 od attraverso il blocco 103) ad individuare una condizione di oscuramento della fotocellula F2 ed all'istante dell'oscuramento verrà rilevata la posizione del motore M2. Ciò può avvenire nel blocco 107, come già descritto, se la fotocellula F2 legge l'arrivo del prodotto P12 prima che il sistema abbia posizionato il prodotto PII, oppure nel blocco 113, se la risposta all'interrogativo di cui al blocco 112 è negativa.

In entrambi i casi il sistema di controllo arriva ad una condizione di fotocellula F2 oscurata, e procederà quindi (in modo analogo a quanto effettuato nel blocco 105 per la fotocellula FI) alla lettura dell'altra fotocellula, cioè in questo caso della fotocellula FI (blocco 114). Se nel frattempo la fotocellula FI si è nuovamente oscurata il sistema verifica lo status del Flagl (blocco 115) e lo pone pari a "1", legge la posizione del motore MI e lo arresta (blocco 116). Quindi la posizione del motore M2 viene incrementata in modo iterativo di un passo per volta fino a che esso ha compiuto un numero di passi pari ad L2 (blocchi 117, 118), che corrisponde alla distanza tra il prodotto P12 ed il prodotto PII. Durante questa procedura di avanzamento passo-passo del motore M2, ad ogni passo viene controllata la condizione della fotocellula FI, secondo i blocchi 114, 115, 116. Quindi il sistema cambia lo status del Flag2 ponendolo pari a "0" (blocco 119), avvia il motore Mi (blocco 120) se esso era stato precedentemente arrestato (con l'operazione di cui al blocco 116); quindi verifica lo status del Flagl (blocco 121). A seconda del valore di Flagl il sistema ricomincia la procedura dal blocco 102 (se Flagl = 0) oppure dal blocco 105 (per Flag2 = l).

Il risultato di questa procedura di controllo è illustrato in Fig.4A: i prodotti PII, P12, P21, P22 escono tra loro distanziati dei passi LI, L2, LI, rispettivamente. Per avere un passo costante tra i prodotti in uscita è sufficiente porre LI = L2.

E' inteso che il disegno non mostra che una esemplificazione data solo quale dimostrazione pratica del trovato, potendo esso trovato variare nelle forme e disposizioni senza peraltro uscire dall'ambito del concetto che informa il trovato stesso. L'eventuale presenza di numeri di riferimento nelle rivendicazioni accluse ha lo scopo di facilitare la lettura delle rivendicazioni con riferimento alla descrizione ed al disegno, e non limita l'ambito della protezione réippresentata dalle rivendicazioni.

Claims

Rivendicazioni 1. Dispositivo per allineare secondo un passo predeterminabile su una via di uscita (9; 19) una pluralità di prodotti (PII, P12, P21, P22) provenienti da almeno due vie di ingresso tra loro non correlate, comprendente: una pluralità di nastri trasportatori (1, 2) affiancati, in numero pari alle vie di ingresso; per ciascuno di detti nastri trasportatori (1, 2) un rispettivo sensore (FI, F2) che determina l'arrivo di un prodotto sul rispettivo nastro trasportatore (1, 2); per ciascun nastro trasportatore (1, 2) un attuatore (MI, M2) con un rispettivo trasduttore di posizione (El, E2); ed un'unità di controllo (5) a cui sono collegati detti attuatori (MI, M2), detti sensori (FI, F2) e detti trasduttori di posizione (El, E2), la quale controlla il movimento di detti nastri trasportatori (1, 2) in modo tale da disporre i prodotti in uscita secondo il passo pre-impostato predeterminabile.
2. Dispositivo come da rivendicazione 1, in cui a valle di detti nastri trasportatori (1, 2) sono disposti mezzi di allineamento longitudinale (19, 11, 13), che allineano longitudinalmente i prodotti in u scita da detti nastri trasportatori (1, 2) affiancati.
3. Dispositivo come da rivendicazione 2, in cui detti mezzi di allineamento comprendono un convogliatore di raccolta (9) al quale sono associati organi deviatori (11, 13) che deviano almeno alcuni dei prodotti secondo un allineamento comune.
4. Dispositivo come da rivendicazione 3, in cui detti organi deviatori (11, 13) comprendono almeno un organo flessibile rinviato attorno a rulli aventi un asse di rotazione perpendicolare a detto convogliatore di raccolta (9).
5. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni 2 a 4, in cui a valle di detti mezzi di allineamento è disposto un convogliatore di uscita (19).
6. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui a monte di detta pluralità di nastri trasportatori (1, 2) è disposto un convogliatore di ingresso (7), azionato da un proprio attuatore indipendente (M7).
7. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unità di controllo (5): - determina, tramite il segnale generato da detti sensori (FI, F2), quando un primo prodotto arriva ad uno dei nastri trasportatori (1, 2); - comanda il rispettivo attuatore (MI, M2) in nodo tale per cui detto primo prodotto viene fatto avanzare di un'entità predeterminata (LI, L2) sul rispettivo nastro trasportatore; - blocca eventuali ulteriori prodotti in arrivo sugli altri nastri trasportatori (1, 2) fino a che detto primo prodotto è avanzato di detta entità predeterminata ; - e fornisce il consenso all'avanzamento del successivo prodotto quando il primo prodotto è stato fatto avanzare di detta entità predeterminata (LI, L2).
8. Dispositivo come da rivendicazione 7, in cui detta unità di controllo fa avanzare l'attuatore associato al nastro trasportatore, su cui si trova detto primo prodotto, a passi successivi, e ad ogni passo verifica l'eventuale arrivo di un ulteriore prodotto sulle altre vie di ingresso, eventualmente bloccando l'avanzamento del rispettivo nastro trasportatore.
9. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente due vie di ingresso e due nastri trasportatori (1, 2).
10. Metodo per allineare secondo un passo predeterminabile su una via di uscita (9; 19) una pluralità di prodotti (PII, P12, P21, P22) provenienti da almeno due vie di ingresso (7) tra loro non correlate, comprendente le fasi di: a) rilevare l'arrivo del primo di detti prodotti su una di dette vie di ingresso; b) far avanzare detto primo prodotto per un percorso di un'entità predeterminata (LI, L2); c) bloccare l'avanzamento di ulteriori prodotti sulle restanti vie di ingresso fino a che detto primo prodotto non ha effettuato detto percorso; d) consentire l'avanzamento del successivo prodotto su una rispettiva via di ingresso quando detto primo prodotto ha effettuato detto percorso di entità predeterminata (Li, L2).
11. Metodo come da rivendicazione 10, in cui: - quando viene rilevato l'arrivo di detto primo prodotto su una di dette vie di ingresso, detto prodotto viene fatto avanzare per passi unitari successivi fino a completare detto percorso di entità predeterminata (LI, L2); - ad ogni passo viene verificata l'eventuale presenza di un prodotto sulle altre vie di ingresso.
12. Metodo come da rivendicazione 10 o il, in cui vengono previste due vie di ingresso.
13. Metodo, come da rivendicazione 10, 11, o 12, in cui per ciascuna via di ingresso viene previsto un nastro trasportatore (1, 2), comandato da un rispettivo attuatore (MI, M2), un sensore (LI, L2) per ciascuna via di ingresso determinando 1'arrivo di un prodotto (PII, P12, P21, P22) sulla rispettiva via di ingresso.
14. Metodo come da rivendicazione 13, in cui a valle di detti nastri trasportatori (1, 2) i prodotti provenienti da almeno uno di detti nastri trasportatori (1, 2) vengono fatti traslare trasversalmente al verso di avanzamento di detti nastri trasportatori per essere portati in allineamento longitudinale.