ITUA20164310A1

ITUA20164310A1 - "BOX TRAINING MACHINE"

Info

Publication number: ITUA20164310A1
Application number: ITUA2016A004310A
Authority: IT
Inventors: Fulvio Giacobbe; Dario Parino; Andrea Antonini
Original assignee: Cavanna Spa
Priority date: 2016-06-13
Filing date: 2016-06-13
Publication date: 2017-12-13
Also published as: EP3263324A1; EP3263324B1

Description

"Macchina per la formazione di scatole" "Box forming machine"

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

Campo dell'invenzione Field of the invention

La presente invenzione riguarda una macchina per la formazione di scatole. The present invention relates to a machine for forming boxes.

In particolare, l'invenzione riguarda un sistema per semplificare il cambio di formato in una macchina per la formazione di scatole con punzoni e matrici di formatura intercambiabili. In particular, the invention relates to a system for simplifying the change of format in a machine for forming boxes with interchangeable forming punches and dies.

Descrizione della tecnica relativa Description of the related technique

Nel settore del confezionamento, i prodotti sono spesso disposti in scatole di cartone o di materiale plastico. Nelle linee di confezionamento sono quindi previste macchine per la formazione di scatole nelle quali sbozzi piani di cartone o di materiale plastico sono prelevati da una pila e alimentati ad una macchina per la formazione di scatole comprendente almeno un punzone movimentato da un manipolatore, quale ad esempio un robot o un attuatore lineare, e almeno una matrice portata da un telaio fisso. In the packaging sector, products are often arranged in cardboard or plastic boxes. In the packaging lines there are therefore machines for the formation of boxes in which flat blanks of cardboard or plastic material are taken from a stack and fed to a machine for the formation of boxes comprising at least one punch moved by a manipulator, such as for example a robot or a linear actuator, and at least one matrix carried by a fixed frame.

Per produrre scatole con diversi formati sulla stessa macchina solitamente si sostituiscono i punzoni e le matrici. Nel caso in cui la macchina è provvista di ugelli per la colla è anche necessario regolare la posizione degli ugelli per la colla dopo la sostituzione dei punzoni e delle matrici. To produce boxes with different formats on the same machine, punches and dies are usually replaced. If the machine is equipped with glue nozzles, it is also necessary to adjust the position of the glue nozzles after replacing the punches and dies.

Le operazioni di cambio formato richiedono un posizionamento preciso delle matrici rispetto al telaio. Le macchine per la formazione di scatole possono essere provviste di formazioni di riferimento che agevolano il posizionamento preciso delle matrici rispetto al telaio ma sono possibili errori di posizionamento che compromettono il corretto funzionamento della macchina. Format change operations require precise positioning of the dies with respect to the frame. The machines for forming boxes can be provided with reference formations which facilitate the precise positioning of the dies with respect to the frame but positioning errors are possible which compromise the correct functioning of the machine.

Scopo e sintesi dell'invenzione Purpose and summary of the invention

La presente invenzione si prefigge lo scopo di fornire una macchina per la formazione di scatole con punzoni e matrici intercambiabili che semplifichi le operazioni di cambio formato e elimini i rischi di posizionare in modo errato gli utensili di formatura. The present invention has the purpose of providing a machine for forming boxes with interchangeable punches and dies which simplifies the format change operations and eliminates the risks of incorrectly positioning the forming tools.

Secondo la presente invenzione, tale scopo viene raggiunto da una macchina per la formazione di scatole avente le caratteristiche formanti oggetto della rivendicazione 1. According to the present invention, this object is achieved by a machine for forming boxes having the characteristics forming the subject of claim 1.

Le rivendicazioni formano parte integrante dell'insegnamento somministrato in relazione all'invenzione. The claims form an integral part of the teaching administered in relation to the invention.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

La presente invenzione verrà ora descritta dettagliatamente con riferimento ai disegni allegati, dati a puro titolo di esempio non limitativo, in cui: The present invention will now be described in detail with reference to the attached drawings, given purely by way of non-limiting example, in which:

- la figura 1 è una vista prospettica di una macchina per la formazione di scatole, con alcuni componenti rimossi, - figure 1 is a perspective view of a box forming machine, with some components removed,

- la figura 2 è una vista prospettica in maggiore scala della parte indicata dalla freccia II nella figura 1 mostrante una fase del montaggio delle matrici - figure 2 is a perspective view on a larger scale of the part indicated by arrow II in figure 1 showing a step in the assembly of the dies

- la figura 2A è una vista prospettica illustrante una variante della figura 2, Figure 2A is a perspective view illustrating a variant of Figure 2,

- le figure 3 e 4 sono viste prospettiche illustranti un primo modo per il posizionamento degli ugelli per la colla, e - figures 3 and 4 are perspective views illustrating a first way of positioning the nozzles for the glue, e

- la figura 5 è una vista prospettica illustrante un secondo modo per il posizionamento degli ugelli per la colla. Figure 5 is a perspective view illustrating a second way of positioning the nozzles for the glue.

Descrizione dettagliata Detailed description

Con riferimento alla figura 1, con 10 è indicata nel suo insieme una macchina per la formazione di scatole. La macchina 10 comprende un manipolatore 12 includente una struttura di supporto 14 e una testa mobile 16. With reference to Figure 1, the number 10 indicates as a whole a machine for forming boxes. The machine 10 comprises a manipulator 12 including a support structure 14 and a movable head 16.

La macchina 10 comprende un telaio fisso 18 sul quale viene effettuata la formazione delle scatole. Il telaio fisso 18 comprende due guide parallele 20 estendentesi lungo una prima direzione orizzontale X. Sul telaio 18 sono destinate ad essere montate matrici di formatura nel modo che verrà descritto nel seguito. La testa mobile 16 del robot 12 porta uno o più punzoni intercambiabili 22 che sono destinati a cooperare con rispettive matrici fissate al telaio 18. The machine 10 comprises a fixed frame 18 on which the boxes are formed. The fixed frame 18 comprises two parallel guides 20 extending along a first horizontal direction X. Forming dies are intended to be mounted on the frame 18 in the manner which will be described below. The movable head 16 of the robot 12 carries one or more interchangeable punches 22 which are intended to cooperate with respective dies fixed to the frame 18.

Con riferimento alla figura 2, la macchina 10 comprende una o più matrici 24. Ciascuna matrice 24 comprende una piastra di base 26 e una sezione di formazione 28 fissata alla piastra di base 26. With reference to Figure 2, the machine 10 comprises one or more dies 24. Each die 24 comprises a base plate 26 and a forming section 28 fixed to the base plate 26.

La piastra di base 26 di ciascuna matrice 24 comprende due elementi di posizionamento 30 che impegnano le guide 20 in modo scorrevole nella direzione X. Nell'esempio illustrato, gli elementi di posizionamento 30 sono costituiti da nervature sporgenti dalla superficie inferiore della piastra di base 26 e che impegnano rispettive scanalature 32 delle guide 20. L'impegno fra gli elementi di posizionamento 30 e le guide 20 stabilisce un posizionamento preciso delle matrici 24 rispetto al telaio 18 lungo una seconda direzione orizzontale Y ortogonale alla prima direzione orizzontale X. The base plate 26 of each matrix 24 comprises two positioning elements 30 which engage the guides 20 in a sliding manner in the X direction. In the illustrated example, the positioning elements 30 consist of ribs protruding from the lower surface of the base plate 26 and which engage respective grooves 32 of the guides 20. The engagement between the positioning elements 30 and the guides 20 establishes a precise positioning of the matrices 24 with respect to the frame 18 along a second horizontal direction Y orthogonal to the first horizontal direction X.

La piastra di base 26 di ciascuna matrice 24 ha una prima formazione di riferimento 34 atta a impegnare un rispettivo punzone 22 per posizionare in modo preciso la matrice 24 rispetto al telaio 18 lungo la prima direzione orizzontale X. Nell'esempio illustrato nelle figure, la prima formazione di riferimento 34 è formata da un taglio a forma di C su una porzione di estremità della piastra di base 26. Il taglio ha due bordi 34 paralleli alla direzione Y che sono a contatto con rispettive superfici del punzone 22 parallele fra loro. La formazione di riferimento 34 dal punto di vista costruttivo potrebbe assumere forme diverse, ad esempio potrebbe essere costituita da una nervatura sporgente parallela all'asse Y che impegna una corrispondente scanalatura formata sul punzone 22. The base plate 26 of each matrix 24 has a first reference formation 34 adapted to engage a respective punch 22 to precisely position the matrix 24 with respect to the frame 18 along the first horizontal direction X. In the example shown in the figures, the first reference formation 34 is formed by a C-shaped cut on an end portion of the base plate 26. The cut has two edges 34 parallel to the Y direction which are in contact with respective surfaces of the punch 22 parallel to each other. From the constructive point of view, the reference formation 34 could take different forms, for example it could be constituted by a protruding rib parallel to the Y axis which engages a corresponding groove formed on the punch 22.

La testa 16 del robot 12 viene dunque utilizzata per il posizionamento preciso delle matrici 24 nella direzione X. Questa soluzione è vantaggiosa perché consente di avere sempre un allineamento preciso fra i punzoni 22 e le rispettive matrici 24 anche in caso di leggeri disallineamenti della testa 16 del robot dovuti a tolleranze, giochi, ecc.. The head 16 of the robot 12 is therefore used for the precise positioning of the dies 24 in the X direction. This solution is advantageous because it always allows precise alignment between the punches 22 and the respective dies 24 even in the event of slight misalignments of the head 16 of the robot due to tolerances, play, etc.

L'operazione di cambio formato prevede in una prima fase la sostituzione dei punzoni 22 sulla testa 16 del robot 12. Quindi, si posiziona la testa 16 in una posizione di riferimento prestabilita per il cambio formato, nella quale i punzoni 22 sono disposti a coordinate precise nella direzione X Quindi si effettua il montaggio delle matrici 24 utilizzando come riferimento geometrico per il montaggio delle matrici 24 le scanalature 32 delle guide 20 e i punzoni 22. Più precisamente, l'operatore esegue il montaggio delle matrici 24 impegnando le formazioni di riferimento 34 con i rispettivi punzoni 22 e inserendo gli elementi di posizionamento 30 nelle scanalature 32 delle guide 20. In questo modo, viene assicurato il corretto posizionamento delle matrici 24 rispetto al telaio 18 sia nella direzione X sia nella direzione Y. The format change operation involves in a first phase the replacement of the punches 22 on the head 16 of the robot 12. Then, the head 16 is positioned in a predetermined reference position for the format change, in which the punches 22 are arranged at coordinates precise in the X direction Then the dies 24 are assembled using the grooves 32 of the guides 20 and the punches 22 as geometric reference for the assembly of the dies 24. More precisely, the operator carries out the assembly of the dies 24 by engaging the reference formations 34 with the respective punches 22 and inserting the positioning elements 30 in the grooves 32 of the guides 20. In this way, the correct positioning of the dies 24 with respect to the frame 18 is ensured both in the X direction and in the Y direction.

Dopo aver effettuato il posizionamento delle matrici 24, si procede al fissaggio delle matrici 24 rispetto al telaio 18. Nell’esempio illustrato nella figura 2 per il fissaggio delle matrici 24 al telaio 18 si utilizzando viti 36 che si inseriscono attraverso fori 38 della piastra di base 26 ed impegnano corrispondenti fori filettati 40 formati su una delle guide 20. In alternativa, come illustrato nella figura 2A, le viti 36 impegnano rispettivi dadi a T 41 inseriti in modo scorrevole in una scanalatura a T 43 di una delle guide 20, parallela alla scanalatura 32. After positioning the matrices 24, the matrices 24 are fastened with respect to the frame 18. In the example shown in Figure 2, screws 36 are used to fix the matrices 24 to the frame 18, which are inserted through holes 38 in the plate. base 26 and engage corresponding threaded holes 40 formed on one of the guides 20. Alternatively, as illustrated in Figure 2A, the screws 36 engage respective T-nuts 41 slidably inserted in a T-slot 43 of one of the guides 20, parallel to groove 32.

Dopo aver posizionato e fissato le matrici 24, i punzoni 22 vengono disimpegnati dalle formazioni di riferimento 34 spostando la testa 16. After having positioned and fixed the dies 24, the punches 22 are disengaged from the reference formations 34 by moving the head 16.

Nel funzionamento, i fogli piani vengono posizionati al di sopra delle rispettive sezioni di formazione 28 delle matrici 24 e, successivamente, i punzoni 22 vengono inseriti con un movimento in direzione verticale dall'alto verso il basso nelle rispettive sezioni di formazione 28. La cooperazione fra i punzoni 22 e le sezioni di formazione 28 delle matrici 24 effettua la formazione delle scatole. In operation, the flat sheets are positioned above the respective forming sections 28 of the matrices 24 and, subsequently, the punches 22 are inserted with a vertical movement from top to bottom into the respective forming sections 28. between the punches 22 and the forming sections 28 of the matrices 24 it carries out the formation of the boxes.

Con riferimento alle figure da 3 a 5, la macchina 10 può essere provvista di ugelli per la colla 42 per l'applicazione di colla sui fogli piani prima che questi vengano posizionati sulle sezioni di formazione 28 delle matrici 24. Quando la macchina 10 è munita di ugelli per la colla 42 in occasione del cambio di formato è necessario posizionare in modo preciso gli ugelli per la colla 42 rispetto alle matrici 24. A questo scopo, la piastra di base 26 di ciascuna matrice 24 può essere provvista di almeno una seconda formazione di riferimento 44 per il posizionamento dei rispettivi ugelli per la colla 42. Gli ugelli per la colla 42 sono provvisti di rispettivi morsetti 46 che impegnano una barra 48 parallela alla direzione X. Gli ugelli per la colla 46 hanno rispettive porzioni di riferimento 50 che impegnano rispettive seconde formazioni di riferimento 44 della piastra di base 36. Gli ugelli per la colla 42 sono mobili lungo la barra 48 per regolare la posizione degli ugelli per la colla 42 rispetto alle matrici 24 nella direzione X. With reference to Figures 3 to 5, the machine 10 can be provided with glue nozzles 42 for applying glue to the flat sheets before these are positioned on the forming sections 28 of the matrices 24. When the machine 10 is equipped of glue nozzles 42 during the format change it is necessary to precisely position the glue nozzles 42 with respect to the matrices 24. For this purpose, the base plate 26 of each matrix 24 can be provided with at least a second formation reference 44 for positioning the respective glue nozzles 42. The glue nozzles 42 are provided with respective clamps 46 which engage a bar 48 parallel to the X direction. The glue nozzles 46 have respective reference portions 50 which engage respective second reference formations 44 of the base plate 36. The glue nozzles 42 are movable along the bar 48 to adjust the position of the glue nozzles 42 with respect to matrices 24 in the X direction.

Nell'esempio illustrato nelle figure, le seconde formazioni di riferimento 44 delle piastre di base 26 hanno la forma di tagli a C e le porzioni di riferimento 50 degli ugelli per la colla 42 hanno la forma di perni a sezione quadrangolare che impegnano i tagli 44. Le seconde formazioni di riferimento 34 potrebbero tuttavia essere realizzate in qualunque altro modo atto a stabilire un posizionamento degli ugelli per la colla 42 rispetto alla piastra di base 26. In the example illustrated in the figures, the second reference formations 44 of the base plates 26 have the shape of C-cuts and the reference portions 50 of the glue nozzles 42 have the shape of quadrangular section pins which engage the cuts 44 The second reference formations 34 could however be made in any other way suitable for establishing a positioning of the nozzles for the glue 42 with respect to the base plate 26.

Nella forma di realizzazione illustrata nelle figure 3 e 4, la barra 48 è girevole rispetto al proprio asse longitudinale fra una posizione di disimpegno (figura 3) e una posizione di lavoro (figura 4). Quando la barra 48 è nella posizione di disimpegno gli ugelli per la colla 42 possono essere spostati lungo l'asse della barra 48 per allineare le porzioni di riferimento 50 degli ugelli per la colla 42 con le rispettive seconde formazioni di riferimento 44 delle matrici 24. Dopo aver allineato gli ugelli per la colla 42, la barra 48 viene ruotata nella posizione di lavoro, nella quale le porzioni di riferimento 50 degli ugelli per la colla 42 impegnano le rispettive seconde formazioni di riferimento 44 e assicurano il corretto posizionamento degli ugelli per la colla 42 rispetto alle matrici 24. In the embodiment illustrated in Figures 3 and 4, the bar 48 is rotatable with respect to its longitudinal axis between a disengagement position (Figure 3) and a working position (Figure 4). When the bar 48 is in the disengagement position, the glue nozzles 42 can be moved along the axis of the bar 48 to align the reference portions 50 of the glue nozzles 42 with the respective second reference formations 44 of the matrices 24. After aligning the glue nozzles 42, the bar 48 is rotated into the working position, in which the reference portions 50 of the glue nozzles 42 engage the respective second reference formations 44 and ensure the correct positioning of the nozzles for the glue 42 compared to matrices 24.

In una forma di realizzazione alternativa illustrata nella figura 5 i morsetti 46 degli ugelli per la colla 42 possono essere aperti per permettere un movimento in direzione verticale degli ugelli per la colla 42 rispetto alla barra 48. I morsetti 46 vengono chiusi dopo aver posizionato le porzioni di riferimento 50 degli ugelli per la colla 42 in impegno con le rispettive seconde formazioni di riferimento 44. In an alternative embodiment illustrated in Figure 5, the clamps 46 of the glue nozzles 42 can be opened to allow vertical movement of the glue nozzles 42 relative to the bar 48. The clamps 46 are closed after positioning the portions. reference 50 of the nozzles for the glue 42 in engagement with the respective second reference formations 44.

Dalla descrizione che precede risulta evidente che il cambio di formato in una macchina secondo la presente invenzione esclude la possibilità che gli operatori commettano errori di posizionamento delle matrici e, se previsto, degli ugelli per la colla. Questo sistema di cambio formato determina in modo sistematico l'allineamento dei punzoni 22 e delle matrici 24 anche in presenza di eventuali giochi o tolleranze della testa del robot poiché utilizza la posizione dei punzoni già montati sulla testa 16 come posizione di riferimento per il montaggio delle matrici 24. Inoltre, per il posizionamento degli ugelli per la colla 42 si utilizzano le stesse matrici 24, per cui si assicura in cascata il posizionamento preciso delle matrici 24 rispetto ai punzoni 22 e degli ugelli per la colla 42 rispetto alle matrici 24 From the foregoing description it is evident that the change of format in a machine according to the present invention excludes the possibility that the operators commit errors in positioning the dies and, if foreseen, the glue nozzles. This format change system systematically determines the alignment of the punches 22 and the dies 24 even in the presence of any play or tolerances of the robot head since it uses the position of the punches already mounted on the head 16 as a reference position for mounting the matrices 24. Furthermore, for the positioning of the nozzles for the glue 42 the same matrices 24 are used, so that the precise positioning of the matrices 24 with respect to the punches 22 and of the nozzles for the glue 42 with respect to the matrices 24 is ensured in cascade.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione così come definito dalle rivendicazioni che seguono. Naturally, the principle of the invention remaining the same, the details of construction and the embodiments may be widely varied with respect to those described and illustrated without thereby departing from the scope of the invention as defined by the following claims.

Claims

CLAIMS 1. Box forming machine comprising: - a fixed frame (18) carrying at least one interchangeable die (24) having a forming section (28), and - a manipulator (12) having a movable head (16) carrying at least one interchangeable punch (22) cooperating with the forming section (28) of the respective die (24), in which the fixed frame (18) comprises a pair of guides parallel lines (20) extending along a first horizontal direction (X), in which said forming section (28) of said matrix (24) is fixed to a base plate (26) having a pair of positioning elements (30) which engage said guides (20) so as to precisely position the die (24) with respect to the fixed frame (18) along a second horizontal direction (Y) orthogonal to said first horizontal direction (X), and in which the base plate (26) of said matrix (24) has a first reference formation (34) adapted to engage the respective punch (22) to precisely position the matrix (24) with respect to the fixed frame (18) along said first horizontal direction ( X).

2. Machine according to claim 1, wherein said reference formation (34) has the shape of a cut with two parallel edges orthogonal to said first horizontal direction (X).

3. Machine according to claim 1, in which each die (24) is fixed to the frame (18) in the position defined by means of a screw (36) which passes through a hole (38) of said base plate (26) and engages a hole threaded (40) formed on one of said guides (20).

4. Machine according to claim 1, in which each die (24) is fixed to the frame (18) in the position defined by means of a screw (36) which passes through a hole (38) of said base plate (26) and engages a nut T-shaped (41) sliding in a T-shaped groove (43) formed on one of said guides (20).

5. Machine according to claim 1, comprising at least one glue nozzle (46) movable along a bar (48) parallel to said first horizontal direction (X) and having a reference portion (50) which engages a second reference formation (44) of said base plate (26).

6. Machine according to claim 5, wherein said bar (48) carrying said at least one nozzle for the glue (42) is oscillating around its longitudinal axis between a disengagement position and a working position.

7. Machine according to claim 5, wherein said at least one glue nozzle (42) is connected to the respective bar (48) by means of an openable clamp (46) which in the open position allows a vertical movement of the glue nozzle ( 42).