JP2009507730A - プラスチック予備成形品を段ボール箱に整然と収納するためのプロセスおよび自動システム - Google Patents

Abstract

本発明は、プラスチック予備成形品（２）を段ボール箱に整然と収納するためのシステムの分野で使用することができる。このシステムは、真空把持ヘッド（２３）と、充填するべき段ボール箱（１３）で分離装置（１２）を操作し、挿入する１つまたは複数のユニット（１０）とを有する操縦ユニット（６）を備える。
このヘッドは、予備成形品（２）の形状と一致する複数の区画（３０）を備え、この分離装置は、この側面の１つと平行な、少なくとも予備成形品の長さに対応する間隔を置いて均等に離隔された複数の仕切り（１２ａ）を有する。
【選択図】 なし

Description

本発明は、プラスチック予備成形品を段ボール箱に整然と収納するためのプロセスおよび自動システムに関する。

プラスチック容器、特にＰＥＴボトルは、特殊な予備成形品またはパリソンから吹き込み成形される。

予備成形用機械は必ずしも吹き込み用機械と同じ工場にあるわけではなく、またこのような予備成形用機械の生産速度が吹き込み用機械の生産速度とは異なっている場合が多いことから、予備成形品を、八角形基部を備えた平行六面体形状または角柱形状を有する段ボール箱で保管し、搬送しなくてはならない。

知られているように、プラスチック予備成形品は鋳型成形され、機械の鋳型が開かれるとベルトコンベア上に落下し、ベルトコンベアがこれらを段ボール箱の中へと搬送する。

予備成形品が重力によって箱の中に落下した後は、箱内で大量配置で保管される。

従来技術の欠点は、
―予備成形品の単位原価を上昇させる高い取り扱いコスト、
―予備成形品が次々と上に落下し、予備成形品の寸法と比較して積み重ねられた箱の高さが非常に高いことから、予備成形品は表面損傷および亀裂を受け、これがビンまたは容器の高い棄却率の原因となっていること、である。

上述の欠点を未然に防ぐ目的で、従来技術は、イタリア特許第１２８０７２９号明細書で記述され、示されているようなプロセスおよびシステムを提示している。

上述の特許で開示されているような段ボール箱に充填するプロセスでは、１つまたは複数の充填管または充填スリーブが段ボール箱内に導入され、ここでこれらを操作し、位置決めすることができる。

これらの管には予備成形品が充填される。

段ボール箱は傾斜位置で保持されて、充填が、段ボール箱の底部および側部から、予備成形品が充填された管からこれらを出すことによって行われるようになる。

段ボール箱には、現充填位置で、管に対する連続的な操作によって充填が行われるが、これは、充填が実質的にマトリックス配置によって行われるのを可能にするプログラマブル論理制御装置を使用して行われる。

このプロセスおよびシステムにもいくつかの欠点がある。

―予備成形品の寸法が変更されると全てのスリーブを交換しなくてはならない。

―予備成形品をスリーブ軸線に対して傾けさせる、予備成形品のネック部同士の配座のために、予備成形品がスリーブ内で詰まる傾向にある。

―予備成形品は常に同じ方向に挿入されて、ある層のネック部が次の層のネック部に隣接するために、利用可能な空間が縮小される。
イタリア特許第１２８０７２９号明細書

(発明の概要)
本発明の目的は、予備成形品の迅速かつ安全な収納を、これらの寸法に関わらず提供し、段ボール箱の利用可能な空間を最適化することにある。

本発明のプロセスおよびシステムによって達成される利点は、操作コストの大幅な削減と、予備成形品の低い棄却率とにある。

これらの目的および利点は、付属の請求項によって特徴付けられた本発明による、プラスチック予備成形品を段ボール箱に整然と収納するためのプロセスおよびシステムによって達成される。

この特徴および他の特徴が、好ましい実施形態についての以下の記述からより明らかとなろう。この実施形態を、これに限定せずに一例として添付の図面に示している。

図１を参照すると、参照符号１は、「パリソン(parisons)」としても知られている、この実施例では参照符号２によって示しているプラスチック予備成形品をパレットに載せるための自動システムの全体を示している。

システム１は、水平キャリッジ４が案内部５（ストリンガ３ａに対して静止している）で滑動する門形フレーム３から構成されている。

操縦ユニット６がキャリッジ４に取り付けられ、垂直案内部７を滑動する。

カルテシアン座標系ｘｙｚ（Cartesian coordinate system xyz）を参照すると、案内部５は操縦ユニット６のｙ方向での変位を可能にし、水平キャリッジは操縦ユニットの垂直方向ｘでの変位を可能にし、案内部７は操縦ユニットのｚ方向での変位を可能にする。

このように操縦ユニット６を、上述のカルテシアン座標に沿ってフレーム内の任意の点に容易に移動することができる。

図２を参照すると、門形フレーム３は２つの柱９をさらに有しているが、これらは、以下に説明する分離装置１２を操作し、挿入するためのユニット１０の一部である。

柱９は垂直方向、即ちｚ軸線に沿った操縦装置の変位方向に沿って延在し、自動パレタイザシステム１の門形フレーム３の基盤部に固定されている。

各柱には、電気モータ８と１対の直交し合うアーム１１とが設けられている。アーム１１は、２つの隣接し合う側に沿って延在して、システム１の上面図で見て、門形フレーム３の内側に面する「Ｌ」を画定している。

アーム１１の目的は、公知の手段によって適切にここに取り付けられている分離装置１２を支持し、これらをｚ方向に沿って電気モータ８によって移動させることにある。電気モータ８は、これに取り付けられている１対のアーム１１上で、チェーン、歯付きベルト、およびラック・ピニオン機構などの公知の機械的駆動装置によって動作する。

これらの分離装置１２はボックス様の薄壁要素であるが、これらは、予備形成品２が中に挿入され、パレットに載せられる段ボール箱１３内に導入されるように設計されている。

ここで示しているように、分離装置１２は多数の仕切り１２ａを有しており、これらは分離装置１２の側部の１つと平行であり、予備成形品２が２つの仕切り１２ａの間で垂直方向に挿入され、受け取られるのを可能にするような間隔を置いて均等に離隔されている。（これは、挿入後に、予備成形品２の軸線２ａが壁１２ａの平面に対して垂直となることを意味している。）
システム１は、２つの分離装置挿入ユニット１０を有し、これにより、段ボール箱でのパレット載せ作業中に、操作者が安全な条件下で隣接ユニットを用意することができる。

詳しくは、操作者は、明らかに対応する分離装置１２を持ち上げた後に、空の段ボール箱１３を、システム１内の正しい位置でパレット１４上に配置することになる。

次いで分離装置１２は柱９に沿って下げられ、段ボール箱１３内に導入され、ここで、次の予備成形品２のパレット載せステップ中、そのままになっている。

パレット載せ作業が完了した後は、分離装置１２が再度持ち上げられ、予備成形品が充填された段ボール箱は閉じられ、搬送される。

上述パレット載せ作業は図３および５で示している操縦ユニット６によって実行される。

操縦装置６は垂直方向に延在するアーム２０からなるが、アーム２０は独立型モータ駆動ユニット２１によってこの中心軸のまわりで回転することができる。

上述の通り、ユニット６はキャリッジ２２に取り付けられ、これを、対応する案内部７で垂直方向に（ｚ軸線に沿って）平行移動することができる。

アーム２０はこの下方端部にヘッド２３を有する。ヘッド２３は対応する蝶番点２４に蝶番式に取り付けられ、これによって上記蝶番点のまわりで回転できるようになる。

図３、５、３ａ、および５ａはヘッド２３の２つの可能な位置を示している。前者はアーム２０の方向に対して直交しており、後者はこれと平行である。

図４は、ヘッド２３が鏡面的位置にも、より詳しくはアーム２０の延在によって画定される垂直に対して±９０°の角度でも設定できることを示している。

ヘッド２３は、ここでは示していない周知の手段によって位置決めされている。ヘッド２３の回転装置の一実施形態によると、平行な２つのスプロケットがヘッド２３とアーム２０の両方に取り付けられ、歯付きベルトによって連結されている。このようなベルトは、アーム２０に取り付けられた水圧シリンダによって作動させることができる。水圧シリンダはベルト上で両方のベルト移動方向に動作して、両方向の所望の回転を引き起こす。

図面に戻ると、ヘッド２３を、把持するべき予備成形品２の形状に概ね一致する複数の区画３０を有するものとして示している。

図６で示しているように、ヘッド２３は中に空洞３１を有し、各区画３０は上記空洞３１に通じた穴３２を有する。

この空洞３１の目的は、隣接する区画３０内に陰圧を作り出し、これによって、公知のシステム取り付け条件で、空洞３１内に真空を生成して、ヘッド２３３を予備成形品２の吸込ヘッドに転換することができる。

予備成形品２はこのようにして、図１で参照番号４０によって示している搬送手段によって取り上げステーションに搬送されることになる。

より詳しくは、予備成形品２は垂直方向にコンベア上に受け取られ、ここで積み重ねられた構成で蓄積してゆき、取り上げられるようになる。これは、ヘッド２３を図３ａの回転された位置で（またはこれと反対の位置で）、吸い込まれる用意のできた予備成形品２の重なりに向けて移動させることによって行われる。真空システムが作動されるにつれて、予備成形品２はヘッド２３に対して引き込まれ、しっかりと保持される。

制御システムは、予備成形品が付いた操縦装置６を、充填するべき段ボール箱の上で移動させて、ヘッド２３が分離装置２の壁１２ａの方向と平行になるようすることによって、パレット載せステップの全体を制御する。

ここでヘッド２３が回転されて、それまで垂直であった予備成形品２が水平方向に配向されて、２つの仕切り１２ａの間に挿入される用意ができる。

次いでアーム６を分離装置内に下降させることができ、真空を解除して、段ボール箱内で予備成形品２を放すことができる。

段ボール箱が満杯になるまで、分離装置１２の区画の各列に対して上述の動作が連続して行なわれる。

このプロセスは上述の通り連続する。

この実施例では、予備成形品２が垂直方向に置かれることに言及したが、このパレット載せシステムは、異なった角度で配置される予備成形品２に対しても動作する。

したがってヘッド２３は、予備成形品２を適切に取り上げ、吸い込むことができるように位置決めされることになる。

予備成形品２を水平位置とは異なった位置で放すこともできる。

これは、現在広く使われている八角形基部を備えた角柱形状の段ボール箱（オットビン（ottobin））で特に有益である。この場合、適切に寸法決めされた分離装置が必要に応じて段ボール箱に位置決めされ、把持ヘッド２３を挿入することができない残りの自由空間が、予備成形品２をヘッドからの自由落下によって垂直または水平位置で受け取ることになる。

プラスチック予備成形品をパレットに載せるための自動システムの斜視図である。 図１のシステムに分離装置を導入するユニットの離隔図である。 予備成形品操縦装置の一動作構成での離隔図である。 図３の操縦ユニットの詳細図である。 走査装置の把持ヘッドの様々な可能な位置を示す図である。 予備成形品操縦装置の他の動作構成での離隔図である。 図５の操縦ユニットの詳細図である。 把持ヘッドの断面図である。

Claims (11)

1. プラスチック予備成形品（２）を段ボール箱に整然と収納するための自動システム（１）において、
   ａ．真空の把持ヘッド（２３）を有する操縦ユニット（６）であって、前記ヘッド（２３）は前記予備成形品（２）の形状と一致する複数の区画（３０）を備える操縦ユニット（６）と、
   ｂ．充填するべき前記段ボール箱（１３）内で分離装置（１２）を操作し、挿入する１つまたは複数のユニット（１０）であって、前記各分離装置（１２）が、これらの側面の１つと平行な、少なくとも前記予備成形品（２）の長さに対応する間隔を置いて均等に離隔された複数の仕切り（１２ａ）を有するユニット（１０）と
   を備えることを特徴とする、自動システム（１）。
2. 前記操縦ユニット（６）は垂直方向に延在するアーム（２０）を備え、前記アーム（２０）は把持ヘッド（２３）を有し、前記把持ヘッド（２３）はこの下方端部で、対応する蝶番点（２４）に取り付けられて、前記蝶番点まわりで回転できるようになることを特徴とする、請求項１に記載の自動システム（１）。
3. アーム（１０）が、この中心軸のまわりで回転するのを可能にする独立型モータ駆動ユニット（２１）を有することを特徴とする、請求項１に記載の自動システム（１）。
4. 前記把持ヘッド（２３）は、穴（３２）を介して前記各区画（３０）に通じた空洞（３１）を有し、前記空洞（３１）内に真空を生成する手段を有することを特徴とする、請求項１に記載の自動システム（１）。
5. 前記分離装置（１２）を挿入する前記各ユニット（１０）は、垂直方向に延在する柱（９）と、電気モータ（８）によって駆動される１対のアーム（１１）とを備え、前記１対のアーム（１１）は、２つの側部が前記アーム（１１）に固定されている前記分離装置（１２）を支持することを特徴とする、請求項１に記載の自動システム（１）。
6. アームが、隣接し合う２つの側面に沿って直交するように延在して、門形フレーム（３）の内側に面する「Ｌ」を画定することを特徴とする、請求項１に記載の自動システム（１）。
7. 電気モータ（８）が、１対のアーム（１１）上で、チェーン、歯付きベルト、およびラック・ピニオン機構などの機械的駆動装置によって動作し、前記作動によって、前記アーム（１１）は垂直方向に変位することを特徴とする、請求項１に記載の自動システム（１）。
8. 前記操縦ユニット（６）は、垂直方向の平行移動を可能にするキャリッジ（２２）に取り付けられ、前記キャリッジ（２２）は案内部（７）に係合され、次いで前記案内部（７）はこれに対して垂直の水平キャリッジ（４）に取り付けられ、前記キャリッジ（４）は前記システム（１）の門形フレーム（３）の案内部（５）に係合されていることを特徴とする、請求項１に記載の自動システム（１）。
9. 前記操縦装置（６）とこのパレットに載せる動作を制御するためのシステムを備えることを特徴とする、請求項１に記載の自動システム（１）。
10. プラスチック予備成形品を段ボール箱に整然と収納するためのプロセスであって、
    ａ．段ボール箱の垂直壁の１つと同じ寸法を有する、少なくとも前記予備成形品の高さと等しい幅の複数の垂直通路を作り出すことができる複数の分離装置または垂直仕切りを、段ボール箱に導入することと、
    ｂ．前記垂直通路に前記予備成形品の平坦な層を充填することであって、１つの層の前記予備成形品のネック部の位置は、後続層の前記予備成形品のネック部の位置の反対であることと、
    ｃ．全ての前記通路が充填された後に、前記複数の分離装置を前記段ボール箱から取り出し、これによって自由予備成形品を整然とした列に残すことと、
    を備えるプロセス。
11. 前記分離装置は、全ての前記通路が充填されるまで前記段ボール箱に残っていることを特徴とする、請求項１０に記載のプロセス。

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