KR20230130615A - 개별 일차 패키징 용기를 핸들링하기 위한 시스템 - Google Patents
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Abstract
일차 용기 핸들링 시스템은 적어도 하나의 독립 모션 제어 무버 또는 부상 타일 상에 장착되는 적어도 하나의 용기 핸들링 유닛을 운송하는 운송 유닛을 포함하며, 상기 용기 핸들링 유닛은 개별 일차 용기의 3-차원 병진 및/또는 회전을 제공하도록 구성된다.
Description
본 발명은 일반적으로 패키지를 처리하기 위한 용기 핸들링 유닛을 구비한 운송 유닛을 포함하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 개별 일차 패키징 용기를 이송 및 배향하기 위한 용기 핸들링 유닛을 갖는 방법, 시스템 및 관련 머신에 관한 것이다.
일차 패키징 용기에 대한 핸들링, 취급, 로딩/언로딩 및 다른 그러한 처리 단계 예를 들어 충진, 린스, 캡핑, 라벨링, 검사를 수행하기 위해, 많은 처리 방법, 시스템 및 관련 아키텍처가 종래에 수행되어 왔다. 그러한 처리 시스템은 일반적으로 패키징 용기를 핸들링하는 종래의 수단을 구비한 하나 이상의 운송 유닛을 포함하고, 그것에 의해 하나의 장소에서 다른 장소로, 또는 하나의 머신에서 다른 머신으로, 또는 하나의 컨베이어에서 다른 컨베이어 등으로 패키징 용기의 피치 및 속도를 이동 및 설정 및 유지한다.
일차 용기에 대한 종래 아키텍처의 일반적인 문제는 그들이 일차 용기의 개별 제어를 반복적으로 획득하고 그 다음 이를 포기하고, 버퍼, 벌크(일괄), 멀티-레인, 단일 파일 핸들링의 기간 사이를 반복적으로 순환하고 그 다음 인피드 스크롤(웜)과 같은 타이밍 또는 피치 설정 디바이스를 통해 고정된 피치에서 프로세스를 통해 개별 일차 용기 핸들링으로 전환한다는 것이다. 후자는 스크롤(웜)과 같은 인피드(infeed) 타이밍 디바이스로부터 일반적으로 인피드를 위한 스타 휠 및 가이드로의 핸드 오프(hand-off), 회전 세척 또는 린스 장비, 액체 충진 머신, 캡핑 및 라벨링 머신과 같은 일차 용기 처리 머신을 통한 핸들링 및 이로부터의 아웃피드(outfeed)를 수반한다.
용기 핸들링 프로세스 시스템의 스크롤(웜), 스타 휠 및 가이드 아키텍처는 보통 부피가 크고, 특별히 고용량 머신의 경우, 큰 풋 프린트를 갖고, 복잡한 머신 구조 및 드라이브를 갖는다. 또한, 그러한 스크롤, 스타 휠 및 가이드 아키텍처는 직원들이 처리 머신의 다양한 부품 또는 구성요소를 액세스하는 것은 도전적이고, 더 많은 공간을 점유하고 부품의 검색 또는 변경의 용이함을 허용하지 않을 수 있다.
스크롤(웜), 스타 휠 및 가이드와 같은 종래의 일차 용기 핸들링 시스템의 두 번째 일반적인 문제는 그들이 일차 용기의 다양한 크기 및 형상을 구별할 수 없다는 것이다. 결과적으로, 부품의 변경은, 일차 패키징 용기의 각각의 상이한 직경, 스커트(skirt) 및/또는 숄더 높이 및 형상에 대해, 처리 시스템을 재구성할 시 필요한 단계가 되어, 생산 시간 손실을 야기하고 생산성에 영향을 미친다.
또한, 특히 스크롤, 스타 휠 및 가이드 아키텍처와 관련되는 추가적인 단점은 타이밍 스크롤(또는 웜)이 그들을 핸들링하는 동안 패키징 용기 표면 위에서 슬라이딩하는 경향이 있다는 것이다. 이것은, 특히 모래 또는 유리 파편이 부품 교환을 핸들링하는 용기의 표면에 내장되는 경우, 표면(특히 표면 처리된, 텍스처링된 표면 마감 예컨대 에칭(프로스팅)을 망치거나, 표면을 스크래칭하거나 표면 상의 라벨 등을 망치는 것을 야기할 수 있다. 게다가, 스크롤(웜) 및 스타 휠 및 가이드에 의한 라인 압력 대기, 진입 및 핸들링은 종종 용기 대 용기 및/또는 용기 대 용기 핸들링 부분 접촉의 높은 충돌 이벤트, 충격 및 경부하 내지 중부하를 야기하며 이는 벽 두께를 감소시키고 따라서 용기를 경량화하기 위한 시도를 제한한다.
일차 용기에 대한 스타 휠 기반 인피드 및 아웃피드 구성을 대체하기 위한 시도에서, US2013026005A1은 제1 및 제2 용기-핸들링 배열 사이에 배열되는 그것의 전체 길이를 갖는 운송 경로를 포함하고 이를 따라서 용기가 클램프와 같은 운송 요소에 의해 운송될 수 있는 운송 장치를 제공하며, 여기서 운송 요소의 피치 및 속도는 제1 및 제2 용기-핸들링 배열에서 용기의 운송의 속도에서의 차이를 보상한다.
위의 시도에서, 운송 요소는 제1 및 제2 용기-핸들링 배열의 피치 및 속도와 동기화되지만, 운송 요소는 여전히 다양한 패키징 용기의 다양한 크기 및 형상을 구별할 수 없다.
종래의 일차 용기 프로세스의 세 번째 일반적인 문제는, 처리 단계가 인피드, 예를 들어 라벨링에서의 방향 또는 상대적 위치와 다른 특정 일차 용기 방향 또는 상대적 위치를 필요로 하는 경우, 복잡한 툴링이 용량에서 필요한 방향 또는 상대적 위치를 획득하기 위해 일차 용기 처리 머신 내에서 요구된다는 것이다.
상기 내용을 고려하여, 본 발명의 제1 목적은 넓은 범위의 일차 패키징 유형, 형상 및 크기를 처리할 수 있고 부품 교환에 대한 필요성을 제거하는 유연하고, 효율적이고, 고용량이고, 공간 절약형이고, 생산성을 향상시키는 솔루션을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 그들이 (동기화된 모션 동안 프로세스를 수행하고 수송 중인 동안 프로세스를 실행할 수 있는) 정적이든 동적이든, 프로세스 스테이션 및/또는 다수의 프로세스 스테이션으로, 이를 통해서, 이와 대향하여, 이 사이에서 그리고 이로부터 확고하지만 부드러운 일차 용기 핸들링, 조작, 피치 및 속도 동기화된 운송, 배향, 포지셔닝 및 이동의 관점에서 동작 제약을 제거하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 처리되거나 동작될 제품의 유형에 따라 하나 이상의 처리 동작에서 하나 이상의 적응형 용기 핸들링 유닛을 구현할 수 있는 프로그램가능한, 레시피 기반의, 동적 핸들링 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 콤팩트하고, 적응형이고, 디지털화된 솔루션과 결합되고, 일차 용기 특정 부품 교환에 대한 필요성을 제거하는 전체 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 전체 처리 머신에서 소프트웨어 구동 유연성을 실현하기 위해 프로그래밍을 통해 쉽게 최적화할 수 있는 일차 용기 핸들링을 위한 스마트한, 적응형 툴링을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 피치 최적화된, 모션-제어 수송에서 동기화된, 적응형 용기 핸들링 유닛을 통해, 비-원형 단면 일차 용기의 핸들링을 포함하는, 예외적으로 넓은 범위의 일차 패키징 용기 유형, 형상, 크기, 형식 및 조립 순서의 효율적인 처리를 위한 용량에서의 민첩한 유연성을 달성하는 것이다.
본 발명의 목적은 개별 일차 용기를 취급하기 위한 패키징 및 취급 머신을 제공하는 것이다. 개별 취급의 결과는 추가로 또한 이송 및/또는 처리 동안 용기 대 용기 접촉이 감소되거나, 심지어 제거될 수 있고, 스크롤(웜) 및 스타 휠 및 가이드 구성이 회피될 수 있고, 따라서 용기가 충돌 및 충격으로 인한 극심한 힘을 받지 않고, 강제된 용기 대 용기 접촉이 제거되고, 핸들링 포스(handling force)가 전반적으로 상당히 감소되고 따라서 압력, 충격 및 전단력과 연관되어 회피되는 모든 연관된 손상 및 훼손이 제거된다. 이것을 달성하는 것은 패키징 재료 비용을 낮추고, 재료 소비를 감소시키고 지속가능성을 발전시키기 위한 조치의 일부로서 용기 경량화의 진전을 가능하게 할 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은 종래의, 상업적으로 이용가능한 솔루션에 의해 제공되는 스타일 및 형식의 제한된 범위 및 패키징 설계의 제약을 극복하기 위해 전통적인 처리 머신 및 시스템의 처리량, 범위, 비효율성 및 동작 제약을 제거하는 것이다.
본 개시에 따르면, 일차 용기 핸들링 시스템은 적어도 하나의 독립 모션 제어 무버(mover) 또는 부상(levitating) 타일 상에 장착되는 적어도 하나의 용기 핸들링 유닛을 운송하는 운송 유닛을 포함하며, 상기 용기 핸들링 유닛은 개별 일차 용기의 3-차원 병진 및/또는 회전을 제공하도록 구성된다.
용기 핸들링 유닛은 개별 일차 용기를 적어도 일시적으로 유지 및 해제하기 위한 그립퍼(gripper)를 포함할 수 있고, 선택적으로, 그립퍼는 일차 용기 넥 및/또는 본체 그립핑 및/또는 상단 그립핑 및/또는 하단 그립핑/서포팅을 위해 적응된다.
용기 핸들링 유닛은 복수의 그립퍼를 포함할 수 있으며, 각각의 그립퍼는 용기 핸들링 유닛 내에서 개별적으로 병진 및/또는 회전하도록 적응된다.
그립퍼는 한 세트의 핑거 또는 클로우를 포함하는 적어도 하나의 그립퍼 세트를 포함할 수 있으며 그 중 적어도 하나는 일차 용기를 동적으로 그립하거나, 클램핑하거나 유지하도록 작동된다.
본원에서 사용되는 경우, 3-차원 병진 및/또는 회전은 다음의 6개의 자유도 중 적어도 3개에서의 이동을 포함할 수 있다:
시스템의 머신 방향과 평행한, X 축을 따른 병진;
X 축에 수직인, Y 축을 따른 병진;
X 및 Y 축에 수직인, Z 축을 따른 병진;
X 축에 대한 회전;
Y 축에 대한 회전; 및
Z 축에 대한 회전.
개별 일차 용기의 3-차원 병진 및/또는 회전은 다음을 포함할 수 있다:
X 축을 따른 병진 및/또는 X 축에 대한 회전; 및
Y 축을 따른 병진 및/또는 Y 축에 대한 회전; 및
Z 축을 따른 병진 및/또는 Z 축에 대한 회전.
용기 핸들링 유닛은 이동이 임의의 다른 자유도에서의 이동과 독립적으로 제공되는 각각의 자유도에서 이동을 제공하도록 구성될 수 있다.
즉, 용기 핸들링 유닛은, 이동이 다른 자유도 중 하나에서 제공되는지 여부에 관계없이, 임의의 자유도, 또는 임의의 양으로 이동을 제공하도록 구성된다. 사용자는 다른 자유도와 독립적으로 각각의 자유도에서 핸들링 유닛의 이동을 제어할 수 있다.
병진 또는 회전의 정도(extent)는 가능한 병진 또는 회전의 연속 범위로부터 선택가능할 수 있다.
3-차원 병진 및/또는 회전은 용기 핸들링 유닛이 장착되는 적어도 하나의 독립 모션 제어 무버 또는 부상 타일에 상대적일 수 있다.
운송 유닛은 인접한 일차 용기 운송 유닛에 대해, 또는 일차 용기 처리 스테이션에 대해 이동하도록 구성될 수 있다.
용기 핸들링 유닛은 무선으로 제어가능하고/하거나 무선으로 전원 공급되고/되거나 위치 감지될 수 있다.
시스템은 인접한 일차 용기 운송 유닛에 대해, 또는 일차 용기 처리 스테이션에 대해 개별 일차 용기의 3-차원 이동의 제어를 가능하게 하는 제어 시스템을 포함할 수 있다.
용기 핸들링 유닛은 개별 일차 용기를 병진 및/또는 회전시키기 위해 명령을 수신하고 용기 핸들링 유닛을 작동시키도록 구성되는 제어 시스템을 포함할 수 있다.
추가로 본 개시에 따르면, 일차 용기 처리 시스템은 상기 클레임 중 임의의 클레임에 따른 일차 용기 핸들링 시스템을 포함하고 추가로 적어도 하나의 인접한 일차 용기 운송 유닛 및/또는 적어도 하나의 일차 용기 처리 스테이션을 포함하며; 여기서 운송 유닛은 일차 용기 처리 스테이션에 대해 이동하도록 구성된다.
일차 용기 처리 스테이션은 다수의 용기 처리 유닛을 운송하는 운송 유닛을 포함할 수 있으며, 그 각각의 용기 처리 유닛은 독립 모션 제어, 레일 장착, 무버, 또는 부상 타일 상에 장착되거나 이에 통합되고 각각의 용기 처리 유닛의 마운팅(mounting)은, 레일 장착 무버 또는 부상 타일에 대해, 개별 용기 처리 유닛의 최대 3-차원 병진 및/또는 배향을 위한 수단을 갖는다.
적어도 하나의 독립 모션 제어 무버 또는 부상 타일 상에 장착되는 적어도 하나의 용기 핸들링 유닛을 운송하는 운송 유닛을 포함하는 일차 용기 핸들링 시스템이 제공될 수 있으며, 상기 용기 핸들링 유닛은 개별 일차 용기의 3-차원 병진 및/또는 회전을 위한 수단을 갖는다.
개별 일차 용기의 3-차원 병진 및/또는 회전을 위한 수단은 일차 용기 X, Y, Z 축을 따라서 및/또는 그 주위에서 임의의 3-차원 변위를 가능하게 하도록 적응될 수 있다.
3-차원 병진은 수평축(X), 예를 들어 운송 유닛 머신 방향과 평행한 방향에서 위치의 가변성을 따른 병진, 및 수직축(Z), 예를 들어 운송 유닛에 대한 높이의 가변성을 따른 병진, 및 제2 수평축(Y), 예를 들어 운송 유닛 머신 방향에 수직인 방향에서 위치의 가변성을 따른 병진을 포함할 수 있다.
개별 일차 용기의 3-차원 병진 및/또는 회전을 위한 수단은 수평축(X)을 따른 병진 및/또는 이에 대한 회전, 및 수직축(Z)을 따른 병진 및/또는 이에 대한 회전, 및 제2 수평축(Y)을 따른 병진 및/또는 이에 대한 회전을 포함하는 개별 일차 용기의 임의의 3-차원 변위를 가능하게 하도록 적응될 수 있다.
개별 일차 용기의 임의의 그러한 3-차원 변위는 무버 또는 부상 타일에 대해, 및/또는 운송 유닛에 대해, 및/또는 인접한 일차 용기 운송 유닛에 대해 및/또는 일차 용기 처리 스테이션에 대해 상대적일 수 있다.
개별 일차 용기의 3-차원 병진 및/또는 배향을 위한 수단은 X, Y, Z 축을 따라서 일차 용기를 병진시키고/시키거나 축에 대해 용기를 회전시킴으로써, X, Y, Z 축 각각에 대한 피치(pitch), 요(yaw), 및/또는 롤(roll)을 제어하고, 이들의 임의의 조합으로, 일차 용기를 경사, 틸팅, 피봇, 쉐이크, 진동, 반전 또는 그렇지 않으면 회전 또는 심지어 스핀시키기 위해 적용될 수 있어서, 3-차원 관절화(articulation)을 야기한다.
3-차원 병진 및/또는 회전을 위한 수단은 개별 일차 용기를 적어도 일시적으로 유지 및 해제하기 위한 유지 수단 또는 그립퍼(gripper)를 포함할 수 있다. 그러한 유지 수단은 개별 일차 용기를 그립 또는 클램핑 또는 지지 또는 부양 또는 현가하기 위한 임의의 유형의 수단을 포함할 수 있다.
3-차원 병진 및/또는 회전을 위한 수단은 하나보다 많은 개별 일차 용기의 3-차원 병진 및/또는 회전을 동시에 가능하게 하는 복수의 유지 수단 또는 그립퍼를 포함할 수 있다. 각각의 유지 수단 또는 그립퍼는 용기 핸들링 유닛 내에서 개별적으로 병진 및/또는 회전하도록 적응되며, 그것에 의해 다수의 일차 용기를 선택하고(pick) 운송 동안 및 드롭(drop) 전에 용기 핸들링 유닛 내에서 그룹화 또는 재그룹화 및/또는 배향을 가능하게 한다.
유지 수단 또는 그립퍼는 일차 용기 넥 및/또는 본체 그립핑 및/또는 상단 그립핑 및/또는 하단 그립핑 또는 서포팅을 위해 적응될 수 있다.
유지 수단 또는 그립퍼는 한 세트의 핑거 또는 클로우를 포함하는 적어도 하나의 그립퍼 세트를 포함할 수 있으며 그 중 적어도 하나는 일차 용기를 동적으로 그립, 클램핑 또는 유기하기 위해 작동된다.
일차 용기 핸들링 시스템이 제공될 수 있으며 여기서 상기 유지 수단 또는 그립퍼는 그것의 X, Y, Z 축 중 하나 이상, 또는 이들의 임의의 조합에 대해(즉, X, Y, Z 축 각각을 따라서 및/또는 주위에서) 개별 일차 용기를 경사, 또는 틸팅, 또는 회전, 또는 스핀, 또는 힌지, 또는 반전, 또는 상승/하강, 또는 관절화/수축시키는 것을 포함하는 개별 일차 용기를 이동시키도록 적응된다.
용기 핸들링 유닛은 운송 유닛에 대해 6개의 자유도 내에서 개별 일차 용기를 이동시키는 것을 각각 가능하게 할 수 있다.
용기 핸들링 유닛은 개별 일차 용기를 방향 및/또는 식별 또는 품질 제어 감지, 배향, 검사, 계량, 조명, 가열, 냉각, 진동, 쉐이크, 가압, 강제, 또는 측정하거나, 이들의 임의의 조합을 위해 적응될 수 있다.
용기 핸들링 유닛은 용기 핸들링 엔드-이펙터(end-effector)의 크기 및 위치의 관점에서 자동으로, 자체-조정되거나 그렇지 않으면 레일 장착 무버의 트랙을 따라서 또는 부상 타일의 범위 내에 위치되는 하나 이상의 교환 스테이션(change station)을 통해 조정가능할 수 있음으로써, 상이한 크기, 형상 및 높이의 용기가, 부품 교환에 대한 필요성 없이, 쉽고, 효율적이고, 최적으로 수용될 수 있다.
운송 유닛은 바람직하게는 폐루프 운송 유닛(즉, 가상 폐루프 또는 그렇지 않으면 재순화 시스템을 포함하는 폐루프)일 수 있다.
일차 용기 핸들링 시스템이 제공될 수 있으며 이는 인접한 일차 용기 운송 유닛에 대해, 또는 동기화된 모션, 피치 및 속도로 동작하도록 이동식으로 구성되는 일련의 처리 스테이션 상에 장착되는 일차 용기 처리 스테이션 또는 운송 유닛에 대해 운송 유닛을 일차 취급 운송 유닛의 무버 또는 부상 타일의 그것으로, 또는 그 반대로 이동시키기 위한 수단을 가짐으로써, 동작은 수송 중에 발생한다. 그러한 경우, 운송 유닛 자체의 이동은 개별 일차 용기의 3-차원 병진 및/또는 회전에 기여할 수 있다. 대안적으로, 인접한 일차 용기 운송 유닛, 또는 일차 용기 처리 스테이션은 일차 용기 핸들링 시스템에 대해 이동하기 위한 수단을 가질 수 있다.
용기 핸들링 유닛은 무선으로 제어 및/또는 무선으로 전원 공급되고/되거나 위치 감지될 수 있다.
일차 용기 핸들링 시스템은 인접한 일차 용기 운송 유닛, 또는 다른 운송 유닛에 대해 또는 동기화된 모션으로 동작하도록 이동식으로 구성되는 일련의 처리 스테이션 상에 장착되는 일차 용기 처리 스테이션 또는 운송 유닛에 대한 개별 일차 용기의 3-차원 이동의 제어를 일차 취급 운송 유닛의 무버 또는 부상 타일의 그것으로, 또는 반도로 가능하게 하는 제어 시스템을 추가로 포함함으로써, 동작은 수송 중에 발생한다. 그러한 제어 시스템은 추가적으로 전술한 인접한 스테이션, 이송 또는 운송 유닛 중 임의의 것에 대한 운송 유닛의 이동의 제어를 가능하게 할 수 있다.
용기 핸들링 유닛의 수는, 개별 일차 용기가 수송 중인 동안, 방향 및/또는 식별 또는 품질 관리 감지, 배향, 라벨링, 코딩, 프린팅, 검사, 계량, 조명, 표면 처리, 에칭, 경화, 가열, 냉각, 진동, 가압, 강제, 또는 측정, 또는 이들의 임의의 조합을 위한 프로세스에 대향하여 일차 용기를 핸들링하기 위해 적응될 수 있다.
일차 용기 처리 시스템이 제공될 수 있으며 이는 본 텍스트 전체에 걸쳐 설명되는 바와 같은 일차 용기 핸들링 시스템을 포함하고 추가로 적어도 하나의 인접한 일차 용기 운송 유닛 및/또는 적어도 하나의 일차 용기 처리 스테이션을 포함한다. 그러한 일차 용기 처리 시스템은 개별 일차 용기를 린스, 충진, 캡핑, 배향, 장식, 검사, 스캐닝, 계량, 절단, 트리밍, 연마, 코팅, 경화, 에칭, 프린팅, 표면 처리, 프레싱, 강제, 가압/배기(evacuating), 진동, 가열, 냉각시키는 것 중 하나 또는 임의의 조합을 위한 머신의 일부일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 일차 용기 처리 시스템이 제공될 수 있으며 이는 본 텍스트 전체에 걸쳐 설명되는 바와 같은 일차 용기 핸들링 시스템 및 적어도 하나의 일차 용기 처리 스테이션을 포함하며, 여기서 상기 용기 처리 스테이션은 다수의 용기 처리 유닛을 운송하는 운송 유닛을 포함하며, 그것의 각각의 용기 처리 유닛은 독립 모션 제어 무버, 레일 장착, 무버 또는 부상 타일 상에 장착되거나 이에 통합되고 각각의 용기 처리 유닛의 마운팅은, 레일 장착 무버 또는 부상 타일에 대해, 개별 용기 처리 유닛의 최대 3-차원 병진 및/또는 배향을 위한 수단을 갖는다.
개별 용기 처리 유닛의 3-차원 병진 및/또는 배향을 위한 수단은, 그것의 X, Y, Z 축, 또는 이들의 임의의 조합을 따라서 및/또는 주위에서, 무버 또는 부상 타일에 대해, 개별 용기 처리 유닛의 임의의 3-차원 변위를 위해 적응될 수 있다.
무버 또는 부상 타일 장착 툴링에 의한 개별 용기 처리 유닛의 3-차원 병진 및/또는 배향을 위한 수단은 X, Y, Z 축 중 하나 이상을 따라서 개별 용기 처리 유닛을 병진시키고/시키거나 상기 툴링 축 중 하나 이상에 대해 용기를 회전시킴으로써, 피치, 요를 제어하고, 이들의 임의의 조합으로, 일차 용기를 경사, 틸팅, 피봇, 반전시키거나 그렇지 않으면 회전 또는 심지어 스핀시키기 위해 적용될 수 있어서, 3-차원 관절화를 야기한다.
개별 용기 처리 유닛은 무선으로 제어되고/되거나 전원 공급(언테더링)되고/되거나 위치 감지될 수 있다. 일차 용기 처리 시스템은 바람직하게는 폐루프 운송 유닛(즉, 가상 폐루프 또는 그렇지 않으면 재순환 시스템을 포함하는 폐루프)일 수 있다.
개별 용기 처리 유닛은 식별 또는 품질 관리 감지, 배향, 라벨링, 코딩, 프린팅, 검사, 계량, 조명, 표면 처리, 에칭, 경화, 가열, 냉각, 진동, 가압, 강제 또는 측정 등 또는 이들의 임의의 조합의 프로세스가 최적으로 실행되는 개별 일차 용기에 대한 개별 프로세스 디바이스 및/또는 센서의 적절하고 제어된 제시(presentation)를 위한 일차 용기 핸들링 시스템에 대향하여 적응될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일차 용기 처리 시스템을 예시한다. 처리 시스템은 인접한 일차 용기 운송 유닛 또는 일차 용기 처리 스테이션에 대해 일차 용기를 운송 및 배향하기 위한 일차 용기 핸들링 시스템을 포함한다.
도 2는 일차 용기 핸들링 시스템에서 사용하기 위한 예시적 용기 핸들링 유닛을 예시한다.
도 3a-3b-3c는 그것의 상단으로부터 병과 같은 일차 용기를 3-차원적으로 병진 및/또는 회전시키기 위한 일차 용기 핸들링 시스템에서 사용하기 위한 예시적 용기 핸들링 유닛을 예시한다.
도 4는, 각각 운송 유닛의 아웃피드 및 인피드 턴 동안, 무버 및 운송 유닛에 대한 용기 핸들링 유닛의 위치 및 경사를 예시한다.
도 5는 병진 및/또는 회전 동작을 수행하는 일차 용기 핸들링 시스템을 포함하는 일차 용기 처리 시스템을 예시한다.
도 6 내지 도 7은, 일차 용기의 반전과 같은, 병진 및/또는 회전 동작을 수행하는 일차 용기 핸들링 시스템을 포함하는 일차 용기 처리 시스템을 예시하는 상이한 뷰를 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 일차 용기 처리 시스템의 예시적 환경을 예시하는 저면도를 도시하며 여기서 일차 용기 핸들링 시스템은 인접 이송 유닛으로부터 일차 용기 처리 스테이션으로 일차 용기를 병진 및/또는 회전시키고 있으며, 여기서 인접한 일차 용기 운송 유닛 및 처리 스테이션은 상이한 평면에 있다.
도 2는 일차 용기 핸들링 시스템에서 사용하기 위한 예시적 용기 핸들링 유닛을 예시한다.
도 3a-3b-3c는 그것의 상단으로부터 병과 같은 일차 용기를 3-차원적으로 병진 및/또는 회전시키기 위한 일차 용기 핸들링 시스템에서 사용하기 위한 예시적 용기 핸들링 유닛을 예시한다.
도 4는, 각각 운송 유닛의 아웃피드 및 인피드 턴 동안, 무버 및 운송 유닛에 대한 용기 핸들링 유닛의 위치 및 경사를 예시한다.
도 5는 병진 및/또는 회전 동작을 수행하는 일차 용기 핸들링 시스템을 포함하는 일차 용기 처리 시스템을 예시한다.
도 6 내지 도 7은, 일차 용기의 반전과 같은, 병진 및/또는 회전 동작을 수행하는 일차 용기 핸들링 시스템을 포함하는 일차 용기 처리 시스템을 예시하는 상이한 뷰를 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 일차 용기 처리 시스템의 예시적 환경을 예시하는 저면도를 도시하며 여기서 일차 용기 핸들링 시스템은 인접 이송 유닛으로부터 일차 용기 처리 스테이션으로 일차 용기를 병진 및/또는 회전시키고 있으며, 여기서 인접한 일차 용기 운송 유닛 및 처리 스테이션은 상이한 평면에 있다.
핸들링 시스템은 복수의 독립 모션 제어 무버 또는 타일을 구비한 적어도 하나의 운송 유닛을 포함하며, 이는 다수의 용기 핸들링 유닛이 추가로 장착된다.
적어도 하나의, 바람직하게는 각각의 용기 핸들링 유닛은 운송 유닛 상에서 정지하거나 이동하는 개별 일차 용기의 최대 3-차원 병진 및/또는 회전을 위한 핸들링 수단을 갖는다.
무버 또는 타일은 운송 유닛에 대해 이동한다. 타일의 경우, 툴링은 타일에 대해 3-차원을 따라서 및/또는 이에 대해 이동할 수 있고 타일은 그 자체가 예를 들어 패키징 홀의 바닥에 서 있는 머신 프레임에 대한 임의의 평면에서의 방향으로 장착될 수 있고, 머신 프레임(패키징 홀 빌딩)에 대해, 글로벌 X, Y, Z 축 중 어느 하나를 따라서 및 이에 대해 추가로 더 자유롭게 형상화할 수 있는 부양 표면에 대해 3-차원으로 이동할 수 있다.
용기 핸들링 유닛은 개별 일차 용기를 적어도 일시적으로 유지 및 해제하기 위한 유지 수단, 또는 그립퍼를 포함한다. 그러한 유지 수단 또는 그립퍼는 개별 일차 용기를 그립핑 또는 클램핑 또는 지지 또는 부양 또는 현가하기 위한 임의의 유형의 수단을 포함할 수 있다. 유지 수단 또는 그립퍼는 일차 용기 넥 및/또는 본체 그립핑 및/또는 상단 그립핑 및/또는 하단 그립핑/서포팅을 위해 적응될 수 있다. 특히, 각각의 유지 수단 또는 그립퍼는 한 쌍의 핑거 또는 클로우를 포함하는 적어도 하나의 그립퍼 세트를 포함하며 그 중 적어도 하나는 용기를 동적으로 그립하기 위해 전원이 공급된다.
실시예에서, 유지 수단 또는 그립퍼는 일차 용기를 그립하거나 그렇지 않으면 그것의 넥 및/또는 본체 및/또는 상단 및/또는 하단 그립핑/서포팅으로부터 일차 용기에 (예를 들어 흡입에 의해) 부착한다.
운송 유닛은 레일 장착 독립 무버 기반 시스템 및/또는 부상 타일 기반 시스템일 수 있다.
유지 수단은 무버 또는 타일 장착형이고 바람직하게는 디바이스가 운송 유닛에 의해 독립 모션 제어 방식으로 운송됨에 따라 광범위한(far ranging), 언테더링된 동작이 발생할 수 있는 유도적으로 전원이 공급되고/되거나 무선으로 제어될 수 있는 맞춤형, 경량성, 내구성, 주문형 메커니즘이다.
용기 핸들링 유닛은 각각 레일 장착 독립 카트 또는 부상 타일 시스템의 무버 또는 타일 상에 부착(장착)되거나 그러한 유닛의 본체 구조에 통합될 수 있다.
운송 유닛은 개별 모션 제어 방식으로 복수의 무버 및/또는 타일을 구동한다.
각각의 독립적인, 모션 제어된, 레일 장착 무버 또는 부상 타일은 그 안에 장착되고/되거나 통합되는 스마트 용기 핸들링 유닛의 언테더링된 머신 자동화 제어를 가능하게 하는 매우 반응적이고, 결정론적인, 무선 클라이언트 송신기/수신기를 구비한다.
각각의 독립적인, 모션 제어된, 레일 장착 무버 또는 부상 타일은 그 안에 장착되고/되거나 통합되는 스마트 용기 핸들링 유닛에 전원을 공급하기 위한 유도 전원 장치에 의해 서비스된다.
용기 핸들링 유닛은 다수의 에너자이징된 구성요소 예컨대 모터, 펌프, 압축기, 진공 펌프, 솔레노이드, 전기 액추에이터, 히터, 냉각기, 여자기(진동 유도기), 진동 댐퍼(노이즈 및 진동 억제기), 레이저, 초음파 발생기, UV 광 방출기, 조명, 정전기(electro-static) 그립퍼 및 모든 방식의 피드백 측정 센서 송신기 및 스위치 등을 추가로 포함할 수 있다.
핸들링될 일차 용기의 유형, 형상 및 크기 및/또는 실행될 프로세스 동작에 따라, 핸들링 유닛은 수동, 반-자동, 또는 자동으로 교환될 수 있어서 독립적이고, 모션 제어되는, 레일 장착 무버 또는 부상 타일 상의 픽스츄어(fixture) 및/또는 에너자이징된 및 무선 제어된 디바이스는 목적에 더 적합하고 동일한 핸들링 시스템 내의 상이한 동작의 확장된 범위에 대해 최적화될 수 있다.
유지 수단에 더하여, 일차 용기 핸들링 유닛은, 하나 이상의 상이한 프로세스를 위한 일차 용기의 상이한 유형, 형상 및 크기를 처리하는 것을 수용하기 위해 교환 스테이션을 통해 자체 조정하거나 설정가능한, 추가적인 툴링을 선택적으로 포함할 수 있다.
무버 또는 타일과의 연결 시, 용기 핸들링 유닛 및 선택적 툴링은 전형적으로 프로세스 제어 시스템에 의해 자동-인식되고 그 안에서 이용가능한 전원 및 자동화제어 유틸리티에 자동으로 연결될 것이다.
용기 핸들링 시스템은 일차 용기에 대한 하나 이상의 유형의 운송 및 회전 동작을 수행하도록 적응되며, 예를 들어 용기 핸들링 유닛은 일차 용기에 대한 하나 이상의 처리 동작을 수행하기 위해 일차 용기를 그립, 클램핑, 또는 지지할 수 있다. 또한, 용기 핸들링 시스템은 운송 유닛에 대해 6개의 자유도 내에서 개별 일차 용기를 핸들링/이동할 수 있다.
하나 이상의 병진 및/또는 회전 동작은, 개별적으로 또는 조합으로, 그립핑, 클램핑, 지지, 티핑, 회전, 스핀, 반전, 상승/하강, 분절화/후퇴, 배향을 포함할 수 있고 이에 제한되지 않는다. 이와 같이, 일차 용기 처리 스테이션은 적절하게 배향된 일차 용기에 대한 하나 이상의 처리 동작을 수행하기 위해 인에이블된다. 처리 동작은 일차 용기를 세척, 린스, 충진, 캡핑, 라벨링, 프린팅, 표면 처리, 측정, 게이징, 검사, 건조, 장식, 가열, 냉각, 조명, 진동시키는 등과 같고 이에 제한되지 않는다. 하나 이상의 운송 및 회전 동작은 일차 용기 처리 스테이션으로 또는 그 사이의 인피드 및/또는 아웃피드 및/또는 이송을 포함할 수 있거나, 일차 용기 처리 스테이션을 통과하는 동안 일차 용기를 유지하는 것을 포함할 수 있다.
용기 핸들링 유닛은 사실상 동적이고 유연하고, 선택적 피드백 감지 메커니즘을 갖는 소프트웨어 프로그램을 사용하여 동적으로 제어될 수 있다. 일차 용기의 다양한 유형, 형상 및 크기에 기초하여, 용기 핸들링 유닛은 다양한 일차 용기에 대한 핸들링 및 처리 동작 각각을 수행하기 위해 그것의 핸들링 메커니즘 및 처리 메커니즘을 유연하고 동적으로 적응시킬 수 있다. 이것을 가능하게 하기 위해, 용기 핸들링 유닛은, 본 발명의 실시예에서, 제어 유닛과 통신하는 하나 이상의 센서를 포함하는 감지 메커니즘을 포함할 수 있다. 센서는 일차 용기의 형상 및 크기를 검출하여, 동일한 것을 제어 유닛에 통신하며, 이는 차례로 일차 용기의 유형에 따라 용기 핸들링 유닛의 핸들링 및 처리 메커니즘을 제어할 수 있다. 실시예에서, 감지 메커니즘 및 자동화의 특정 기능은 용기 핸들링 유닛에 국부적으로 설정될 수 있고 전체 동작을 담당하는 중앙 컨트롤러로부터 무선으로 통신되는 명령을 차례로 보고하고 이에 응답할 수 있다. 다른 실시예에서, 제어 유닛은 용기 핸들링 유닛에 원격으로 위치되고, 용기 핸들링 유닛은 따라서 원격으로 제어될 수 있다. 다른 실시예에서, 온 보드 감지는 시스템 무결성 및 상태 모니터링의 조언을 위해서 뿐만 아니라, 프로세스 확인, 상태 및 최적화를 위한 주요(key) 입력을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 결정론적 무선 머신 제어 시스템은 하나 이상의 정적으로 장착된 마스터 송신기/수신기와 하나 이상의 모바일 무선 클라이언트 사이의 동기화된 아나로그 입력 및 출력 신호 뿐만 아니라 동기화된 디지털 입력 및 출력 신호의 고려를 포함한다. 무선 원격통신은 하나 이상의 중앙에 위치된 안테나 및/또는 레일 장착 무버 및 또는 부상 타일의 경로와 평행하게 놓인 하나 이상의 방사 케이블 안테나에 의해 송신 및 수신된다.
다른 실시예에서, 제어 유닛은 다양한 일차 용기를 핸들링하는 용기 핸들링 유닛을 적응적으로 제어하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 알고리즘을 이용할 수 있다. 더욱이, 자동화 소프트웨어는 적절한 피드백 감지 및 측정 입력으로 소프트웨어 및/또는 소프트웨어 설정 포인트 및/또는 프로세스 제어 파라미터가 최적의 성능을 위해 자동으로 갱신되도록 머신 러닝을 구비할 수 있다. 다른 실시예에서, 그것의 핸들링 메커니즘 및 처리 메커니즘을 동적으로 적응시키기 위해, 용기 핸들링 유닛은 다양한 일차 용기를 핸들링하는 용기 핸들링 유닛을 적응적으로 제어하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 알고리즘을 추가로 이용할 수 있는 제어 유닛만을 포함할 수 있다.
용기 핸들링 유닛이, 임의의 방향 및 임의의 차원으로부터 그들에 대한 처리 동작을 결과적으로 수행하기 위해, 일차 용기를 3-차원적으로 핸들링, 운송 및 회전할 수 있고, 게다가 이동의 다수의 자유도 내에서 할 수 있기 때문에; 그리고 용기 핸들링 유닛이 상이한 유형의 일차 용기를 핸들링하기 위해 그것의 핸들링 및 처리 메커니즘에서 동적으로 유연하고 적응가능하기 때문에, 본 발명의 용기 핸들링 유닛은 다양한 일차 용기를 핸들링하기 위해 용기 핸들링 유닛의 구성요소, 부품, 및 툴의 빈번하고 규칙적인 변경을 필요로 하지 않는다.
도 1에 도시된 바와 같은 실시예에서, 운송 유닛(104)은 다수의 무버 또는 타일(106)을 포함하며 용기 핸들링 유닛(108)은 그 상에 장착되고/되거나 이에 통합된다. 용기 핸들링 유닛(108)은 인접한 일차 용기 운송 유닛 또는 처리 스테이션(102)에 대향하여 6개의 자유도 내에서 일차 용기의 이동을 가능하게 한다. 실시예에서, 용기 핸들링 유닛(108)은 한 쌍의 클로우(또는 핑거) 또는 그 이상을 추가로 포함하는 적어도 하나의 그립퍼 세트를 포함할 수 있으며, 그 중 적어도 하나의 클로우(또는 핑거)는 용기를 동적으로 그립하거나 달리 핸들링하기 위해 전원이 공급된다. 실시예에서, 적어도 하나의 그립퍼 세트는 개별 일차 용기에 대한 병진 및/또는 배향 동작을 수행하도록 적응되며, 병진 및 배향 동작은 X, Y, Z 축을 중심으로 개별 일차 용기를 병진, 또는 오프셋, 또는 경사, 또는 틸팅, 또는 회전, 또는 반전, 또는 힌지, 또는 스핀시키는 것을 포함하고 이에 제한되지 않는다.
다른 실시예에서, 용기 핸들링 유닛(108)은 개별 일차 용기에 대한 하나 이상의 처리 동작을 수행하도록 적응되며, 처리 동작은 수송 중에 일차 용기를 방향 감지, 배향된 또는 비-배향된 라벨링, 코딩, 프린팅, 검사, 식별, 계량, 취급, 표면 마감, 가열, 냉각, 조명, 진동 및/또는 측정하는 것, 또는 이들의 임의의 조합(예를 들어 라벨링을 위한 위치 배향 대 용기의 크라운에 대한 아트워크의 방향)을 포함하고 이에 제한되지 않는다.
상술한 바와 같은 용기 핸들링 유닛(108)의 설명에 더하여, 용기 핸들링 유닛(108)은 원격 제어 유닛 또는 제어 시스템(114) 및/또는 중앙 제어 시스템으로부터의 서브-루틴 명령에 응답하는 로컬 제어 기능을 통해 무접촉 전원 공급(언테더링)되고 무선으로 제어(언테더링)된다. 제어 시스템(114)은 무선 원격통신 채널(112)을 통해 용기 핸들링 유닛(108)을 무선으로 제어하고 이와 통신한다. 추가적인 실시예에서, 용기 핸들링 유닛(108)은 위치 감지된다. 적절한 정밀도와 반복성을 갖는 위치 감지는 광학적 또는 자기적 위치 감지의 방법을 이용하는 것을 포함하고 이에 제한되지 않는 임의의 확립된, 상업적으로 이용가능한 제품을 통해 실현될 수 있다.
또한, 무버 또는 타일(106)은 비접촉 방식으로 운송 유닛(104)과 자기적으로 결합될 수 있다. 이러한 실시예에서, 운송 유닛(104)은 또한 유도적으로 제어되고 전기 코일을 가질 수 있는 반면, 무버(106)는 운송 유닛(104)과 무버(106) 사이에 전자기 필드를 생성하기 위한 영구 자석을 구비할 수 있다. 따라서, 무버(106)는 운송 유닛(104)의 전자기 코일과 무버(106)의 영구 자석으로 인해 생성되는 전자기력의 영향 하에서 운송 유닛(104) 위를 독립 모션으로 자유롭게 이동한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 무버(106)는 운송 유닛(104)과 부착되고, 운송 유닛(104)은, 선형 드라이브 모터, 또는 독립 카트, 또는 슬라이드, 또는 트랙, 또는 독립적이고 제어된 방식으로 무버를 곡선으로 추진하도록 적응되는 임의의 다른 유형의 구동 수단과 같은, 이동 시스템을 구현하는 무버(106)를 구동한다.
실시예에서, 운송 유닛(104)은 유도 전력이 무버 또는 부상 타일(106)을 통해 용기 핸들링 유닛(108)으로 송신되는 유도성 케이블로 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예에서, 처리 시스템(100)은 적어도 하나의 일차 용기 처리 스테이션(102) 및 운송 유닛(104)을 포함할 수 있다. 일차 용기 처리 스테이션은 용기 핸들링 유닛(108)에 의해 개별적으로 3-차원적으로 운송 및 회전되는 일차 용기를 취급한다(예를 들어, 라벨, 검사 등). 용기 핸들링 유닛(108)은, 각각 원하는 방향으로, 개별 일차 용기(110)를 처리 스테이션에 인피드 및/또는 아웃피드하거나, 각각 원하는 방향으로, 용기를 처리 스테이션을 통해 통과시킬 수 있다.
실시예에서, 독립적인, 모션 제어된 레일 장착 무버 또는 부상 타일(106) 및 용기 핸들링 유닛(108)이 장착되는 동등하게 독립적인, 모션 제어된 레일 장착 무버 또는 부상 타일을 포함하는 처리 시스템(100)의 구성요소의 적어도 하나 또는 전부는, 메인 일차 용기 이송 유닛(102)의 마찬가지로 잠재적으로 독립적인, 모션 제어된 레일 장착 무버 또는 부상 타일 또는 일차 용기 처리 스테이션의 그것과 함께, 제어 유닛(114)에 의해 제어된다. 제어 유닛(114)은 처리 시스템(100)의 동작을 제어하기 위한 로컬 또는 원격 제어 디바이스 또는 그 조합일 수 있고, IPC(Industrial Process Controller), PLC(Programmable Logic Controller), 랩탑, 스마트폰, 휴대폰, 정보 패드, 태블릿, 패블릿을 포함하고 이에 제한되지 않는 것과 같은 임의의 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 제어 유닛(114)은 필요에 따라 유선 통신 프로토콜 또는 무선 통신 프로토콜을 구현하는 전체 처리 시스템(100)을 유선 및/또는 무선으로 제어할 수 있다. 유선 통신 프로토콜은 케이블 연결, 광섬유 케이블, 이더넷, LAN 등을 포함할 수 있고 이에 제한되지 않는다. 무선 통신 프로토콜은 단거리 무선, 예컨대 블루투스, 적외선, 마이크로파, 협대역 내지 광대역 원격통신, WLAN, WAN, 또는 인터넷 프로토콜 등을 포함할 수 있고 이에 제한되지 않는다.
제어 유닛(114)은 메인 일차 용기 이송 유닛(102)의 그것에 대해, 또는 일차 용기 처리 스테이션의 그것에 대해 용기 핸들링 유닛(108)의 6-자유도, 동기화된 이동을 제어한다.
무버 및/또는 부상 타일(106) 및 용기 핸들링 유닛(108)의 무선 동작 제어를 위한 실시예에서, 무버 및/또는 부상 타일(106)은 위에 언급된 통신 프로토콜 중 하나 이상을 통한 무선 통신을 위한 안테나를 갖는 무선 클라이언트(원격통신 송신기/수신기)를 구비한다. 무버 및/또는 부상 타일(106) 및 용기 핸들링 유닛(108)의 각각의 운송 유닛(104)은 전용 무선 네트워크를 형성할 수 있으며 그 내에서 무버 및/또는 부상 타일(106) 및 용기 핸들링 유닛(108) 및 운송 유닛(104)은 무버 및/또는 부상 타일의 폐루프, 가상 폐루프 또는 경로를 따르는 데이터 송신, 방사, 누설 케이블을 통해 무선으로 제어될 수 있다. 또한, 실시예에서, 용기 핸들링 유닛(108)은 그들 자신의 전용 무선 네트워크 내에서 독립적으로 무선으로 제어될 수 있다.
처리 시스템(100)의 구성요소는 통신 채널(112), 예를 들어 통신 필드버스(112)를 통해 제어 유닛(114)과 양방향으로 통신한다. 제어 유닛(114)은, 메인 일차 용기 이송 유닛(102) 및/또는 일차 용기 처리 스테이션과 함께, 무버 및/또는 부상 타일(106)을 갖는 운송 유닛(104) 및 용기 핸들링 유닛(108)을 포함하는, 전체 처리 시스템(100)의 동작을 모니터링하고, 제어하고 최적화하는 소프트웨어 어플리케이션(116)와 함께 설치된다.
또한, 하나 이상의 피드백 센서와 통신하는 소프트웨어 어플리케이션(116)은 또한 용기 핸들링 유닛(108)의 핸들링 메커니즘의 현재 위치 및 배열을 검출할 수 있고, 일차 용기의 크기, 형상 및 설계 및/또는 운행 중인 다른 일차 용기의 상태 및/또는 프로세스 스테이션 중 하나 이상의 상태에 따라 핸들링 메커니즘의 현재 위치, 경로 및/또는 배열을 적응 또는 변경시키도록 용기 핸들링 유닛(108)에 신호를 보낼 수 있다.
또한, 실시예에서, 전체적으로 운송 유닛(104)은 인접한 일차 용기 운송 유닛 또는 처리 스테이션(102)에 대해 다수의 자유도로 이동가능하다. 운송 유닛(104)은, 운송 및 회전 동작을 수행하기 위해, 인접한 일차 용기 운송 유닛(102)에 대해 또는 일차 용기 처리 스테이션에 대해, 6 자유도 내에서 이동할 수 있다. 실시예에서, 운송 유닛(104)은 X, Y, Z 축(피치, 요 및 롤) 중 하나 이상 및 이들의 모든 조합을 따라 병진하거나, 이를 중심으로 경사, 또는 틸팅, 또는 회전할 수 있다.
실시예에서, 운송 유닛(104)은 예를 들어 인접한 일차 용기 운송 유닛 또는 처리 스테이션(102)에 대한 높이의 가변성인 수직축(Z)을 따라 이동하고/하거나 이에 대해 회전하고, 예를 들어 인접한 일차 용기 운송 유닛 또는 처리 스테이션(102) 머신 방향과 평행한 방향에서의 위치의 가변성인 수평축(X)을 따라 이동하고/하거나 이에 대해 회전하고, 예를 들어 인접한 일차 용기 운송 유닛 또는 처리 스테이션(102) 또는 처리 스테이션 머신 방향에 수직인 방향에서의 위치의 가변성인 제2 수평축(Y)을 따라 이동하고 이에 대해 회전할 수 있다. 처리 시스템(100)의 운송 유닛(104)은 폐루프 또는 가상 폐루프이거나 그렇지 않으면 직렬, 병렬 또는 군집 효과의 재순환 시스템이고, 필요하지는 않지만 바람직하게는 독립 모션 제어 카트(무버)(예를 들어 선형 드라이브) 및/또는 부상 타일 기반일 수 있다.
도 2는 그것의 본체로부터 병과 같은 일차 용기를 병진 및/또는 회전시키기 위한 용기 핸들링 유닛(108)을 예시한다. 용기 핸들링 유닛(108)의 구성(200)은, 하나가 다른 하나 위에 위치되는, 한 세트의 2개의, 독립적으로 높이 조정가능한 클램핑 또는 그립핑 수단(202)을 갖는 용기 핸들링 유닛(108)을 도시한다. 클램핑 또는 그립핑 수단(202)은 그것의 본체로부터 일차 용기(즉, 병 또는 캔)를 핸들링/그립/클램프/유지하거나 그렇지 않으면 이에 일시적으로 부착하기에 적합하다. 용기 핸들링 유닛(108)은, 본 발명의 의미 및 범위로부터 벗어나는 것 없이, 처리 시스템(100)의 요건, 및 핸들링되거나 처리되는 패키징 용기의 유형에 따라 그것의 본체로부터 일차 용기를 병진 및/또는 회전시키기 위해, 하나의 클램핑 또는 그립핑 수단(202)을 포함하는, 임의의 적절한 수의 클램핑 또는 그립핑 수단(202)을 포함할 수 있다는 점이 당업자에 의해 이해될 수 있다.
실시예에서, 용기 핸들링 유닛(108)의 구성(200)에서 클램핑 또는 그립핑 수단(202) 중 하나는 그것의 하단으로부터 일차 용기(110)를 지지하거나, 이러한 클램핑 또는 그립핑 수단(202) 위에 일차 용기(110)를 배치하는 방식으로 용기 핸들링 유닛(108)의 하단에 부착된다. 따라서, 클램핑 또는 그립핑 수단(202)은 그것의 본체 및 그것의 하단의 어느 곳에서든 일차 용기(110)를 취급하기 위해 용기 핸들링 유닛(108)의 임의의 위치에 부착될 수 있다는 점이 당업자에 의해 이해될 것이다.
또한, 용기 핸들링 유닛(108)은 또한 클램핑 또는 그립핑 수단(202)을 제어 및 구동하기 위해 구동 메커니즘을 포함한다. 구동 메커니즘은 구동 모터일 수 있다. 또한, 구동 메커니즘은 제어 유닛(114)을 통해 무선으로 제어될 수 있으며, 차례로, 용기 핸들링 유닛(108)을 무선으로 제어한다. 운송 유닛(104)을 구동하는 유도 전력은 무버(106)를 통해 용기 핸들링 유닛(108)으로 송신되고, 최종적으로 구동 메커니즘을 통해 클램핑 수단(202)으로 송신된다.
실시예에서, 처리 시스템(100)은 서로 대향하는 2개의 운송 유닛(104)을 포함하고, 여기서 운송 유닛(104) 중 적어도 하나는 그것의 본체로부터 일차 용기(110)를 운송 및 회전시키기 위해 도 2의 용기 핸들링 유닛(108)과 함께 설치된다. 따라서, 2개의 용기 핸들링 유닛(108)은 2개의 대향 운송 유닛(104) 상에서 서로 반대로 구동되고, 그것에 병진 및/또는 회전을 제공하면서 수송 중에 하나의 운송 유닛으로부터 다른 운송 유닛으로 일차 용기(110)를 이송할 수 있다.
위의 예시적 환경에서, 2개의 운송 유닛(104)은, 본 발명의 의미 및 범위로부터 벗어나는 것 없이, 처리 시스템(100)의 요건에 따라, 00를 포함하는 임의의 각도에서 서로 또는 인접한 일차 용기 운송 유닛(102)에 경사될 수 있다는 점이 당업자에게 또한 명백할 수 있다.
용기 핸들링 유닛(108)의 클램핑 수단(202)은 제어 유닛 또는 구동 메커니즘을 갖는 그것의 감지 메커니즘을 사용하여 매우 유연하고, 적응가능하고 동적으로 제어되며, 이는 클램핑 수단(202)이 임의의 유형 및 크기 및 형상의 일차 용기(100), 예를 들어 상이한 크기 및 형상의 병, 캔, 박스 등을 핸들링/그립/유지하거나 그렇지 않으면 일시적으로 이에 부착하기 위해 그것의 핸들링 메커니즘을 적응시키고 제어할 수 있다는 것을 의미한다는 점이 주목되어야 한다. 구동 메커니즘은 클램핑 수단(202)을 회전 또는 스핀시킬 수 있으며 그것은, 차례로, 임의의 각도에서, 임의의 차원에서, 또는 임의의 평면에서 일차 용기(110)를 회전 및 스핀시킨다는 점이 또한 주목되어야 한다. 예를 들어, 구동 메커니즘은 클램핑 수단(202)을 회전 또는 스핀시킬 수 있으며 그것은, 차례로, 원하는 각도에서 일차 용기(110)를 회전시킨다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 그것의 상단으로부터 병과 같은 일차 용기를 병진 및/또는 회전시키기 위한 예시적 용기 핸들링 유닛(108)을 예시한다. 용기 핸들링 유닛(108)의 예시적 구성(300A 및 300B)은 클램핑 또는 그립핑 수단(302)을 갖는 용기 핸들링 유닛(108)을 도시한다. 클램핑 또는 그립핑 수단(302)은 그것의 상단, 예를 들어 캡, 코르크, 크라운, 또는 림 그립퍼, 또는 공압식 또는 전기식 튤립으로부터 일차 용기(즉, 병)를 핸들링/그립/클램프/유지하기에 적합하다. 클램핑 수단(302)을 갖는 구성의 사시도 및 저면도는 각각 구성(300A 및 300B)에서 볼 수 있다.
도 3C는 일차 용기를 3-차원적으로 병진 및/또는 회전시키기 위한 용기 유닛을 도시하며, 용기 핸들링 유닛(108)은 하나보다 많은 개별 일차 용기의 3-차원 병진 및/또는 회전을 동시에 가능하게 하는 복수의 클램핑 또는 그립핑 수단(302)을 포함한다.
구체적으로, 용기 핸들링 유닛은 X 방향으로 일차 용기를 병진시키도록 구성된다. X 방향은 수평축일 수 있으며, 이는 머신 방향과 평행할 수 있다. X 방향의 병진은 선형 모터 시스템을 사용하여 가능하게 될 수 있다. 예를 들어 용기 핸들링 유닛(108)의 일부를 형성하는 고정자 레일(303B) 상에 장착되는 선형 무버(303A)를 포함한다.
도 3c의 용기 핸들링 유닛(108)은 Y 방향으로(예를 들어 머신 방향에 수직일 수 있는, X 축에 수직은 수평축을 따라서) 일차 용기를 병진시키도록 더 구성된다. 본 예에서, 이것은 도 3c에 도시된 2개의 고정자 레일(303B)를 함께 그리고 서로로부터 더 멀리 이동시키도록 구성되는 메커니즘을 작동시킴으로써 달성된다. Y 방향의 이동은 또한 제2 선형 모터 시스템의 무버 상에 제1 세트의 고정자 레일(303B)을 장착함으로써 달성될 수 있다.
도 3c의 용기 핸들링 유닛(108)은 Z 방향으로 일차 용기를 병진시키도록 더 구성된다. Z 방향은 X 및 Y 축에 수직인 수직 방향이다. 이러한 수직 이동은 본원의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 달성될 수 있다. 예로서, 용기 핸들링 유닛(108)은 고정자 레일(303B)에 대해 개별 일차 용기를 상승 또는 하강시키기 위한 액추에이터를 포함할 수 있거나, 고정자 레일(303B)은 전체적으로 복수의 일차 용기를 동시에 상승시키도록 구성될 수 있다.
도 3c의 그립핑 수단(302)은 또한 Z 축(즉, 수직축)에 대해 일차 용기를 회전시키도록 구성된다. 이것은, 예를 들어, 그립퍼(302) 각각의 내부에 모터를 위치시킴으로써 달성될 수 있다.
일부 예에서, 도 3c의 그립핑 수단(302)은, 도시된 축(305)에 대해 선형 고정자 레일(303B)을 회전시키도록 배열되는, 용기 핸들링 유닛(108)의 하우징에 위치되는 (미도시된) 모터의 수단에 의해 X 축에 대해 회전가능할 수 있다. 다른 예에서, 대응하는 모터는 Y 축에 대해 선형 고정자 레일(303B)을 회전시키도록 위치될 수 있다.
상술된 이동 각각은 다른 이동과 독립적으로 실행되고 제어될 수 있다. 추가적으로, 각각의 이동의 정도는 지속적으로 변화될 수 있다. 즉, 사용자는, 제한된 수의 이산(discrete) 옵션으로부터 선택하도록 강제되기 보다는, 연속적인 범위로부터 각각의 이동의 정도를 선택할 수 있다.
각각의 클램핑 또는 그립핑 수단(302)은 바람직하게는 용기 핸들링 유닛에 통합되는 레일 장착 무버 상에 이동가능하게 고정되고, 각각의 일차 용기를 개별적으로 병진 및 회전시키도록 적응된다. 후자의 구성은 다수의 일차 용기를 선택하고 운송 중 및 드롭 전에 용기 핸들링 유닛 내에서 그것을 그룹화 또는 재-그룹화 및/또는 배향하는 것을 가능하게 할 수 있다. 다른 예에서, 용기 핸들링 유닛(108)은 단일 일차 용기를 취급하기 위해 단일 그립퍼만을 포함할 수 있다.
클램핑 수단(302)을 갖는 용기 핸들링 유닛(108)의 예시적 구성은 상단으로부터 용기(110)를 임베딩함으로써 병(110)과 같은 일차 용기를 핸들링하고 운송하기에 적합하다. 그러한 구성의 용기 핸들링 유닛(108)은 또한 구동 모터와 같은 구동 메커니즘을 포함할 수 있다. 구동 메커니즘은 클램핑 수단(302)을 회전 또는 스핀시킬 수 있으며 그것은, 차례로, 임의의 각도에서, 임의의 차원에서, 또는 임의의 평면에서 일차 용기(110)를 회전 또는 스핀시킨다. 예를 들어, 구동 메커니즘은 클램핑 수단(302)을 회전 또는 스핀시킬 수 있으며 그것은, 차례로, 일차 용기(110)를 거꾸로 스핀시킨다.
클램핑 수단(302)이 매우 유연하고 적응가능하고 동적으로 제어되기 때문에, 임의의 유형, 크기 및 형상의 일차 용기(110)는 클램핑 수단(302)을 구현하는 상단으로부터 핸들링될 수 있다.
용기 핸들링 유닛(108)은 또한 일차 용기(110)에 대한 병진 및/또는 회전 동작을 수행할 수 있는 관절식(articulating) 툴링을 포함한다. 이러한 실시예에서, 툴은 크로우 또는 핑거 유형의 그립핑 수단일 수 있으며, 이는 구동 메커니즘, 또는 구동 모터에 의해 제어된다. 관절은 구동 메커니즘, 또는 구동 모터에 의해 제어된다.
운송 유닛(104)을 구동하는 구동 유도 전력은 무버(106)를 통해 용기 핸들링 유닛(108)으로, 그리고 최종적으로 구동 메커니즘을 통해 크로우 유형 툴로 송신된다.
용기 핸들링 유닛(108)의 이러한 실시예의 관절식 툴링은 일차 용기(110)를 병진, 티핑, 경사, 반전, 또는 상승, 또는 하강시키는 것을 포함하고 이에 제한되지 않는 것과 같은 운송 및 회전 동작을 수행하기에 적합할 수 있다. 예를 들어, 구동 메커니즘을 갖는 크로우 또는 핑거 유형 툴은 일차 용기(110)의 티핑에 적합하다.
도 4는 각각 운송 유닛(104)의 아웃피드 턴 동안 무버(106)에 대한 및 운송 유닛(104)에 대한 용기 핸들링 유닛(108)의 위치 및 경사를 예시한다. 도 4는 운송 유닛(104)의 아웃피드 턴을 예시하는 환경(400)을 도시한다. 아웃피드 턴 동안 (내부 곡선에서) 가장 안쪽의 포인트인 'A' 포인트에서, 용기 핸들링 유닛(108) 및 무버(106)는 운송 유닛(104)의 곡선에서 일차 용기(110)를 견고하게 그립하기 위해 운송 유닛(104)에 대해 동일한 각도로 경사된다. 반면에, 아웃피드 턴 동안 (외부 곡선에서) 가장 바깥쪽 포인트인 'B' 포인트에서, 용기 핸들링 유닛(108) 및 무버(106)는 운송 유닛(104)에 대해 상이한 각도로 경사된다. 'B' 포인트에서, 무버(106)는 운송 유닛(104)에 의해 횡단되는 바와 같은 동일한 곡선을 횡단하기 위해 운송 유닛(104)의 외부 곡선을 따라 턴하는 반면, 용기 핸들링 유닛(108)은 (A 포인트로부터) 그것의 방향을 변경하였고 이제 수평 평면에 수평으로 위치되어, 일차 용기(110)의 이동의 평면과 평행하다. 이동하는 일차 용기(110)의 평행 평면에 있도록 용기 핸들링 유닛(108)의 방향에서의 이러한 변경으로 인해, 클램핑 수단은 일차 용기(110)에 대해 수평으로 위치되고 넥/칼라로부터 일차 용기(110)를 적절하게 그립할 수 있다.
실시예에서, 운송 유닛(104)의 인피드 턴을 위해, 인피드 턴 동안 (외부 곡선에서의) 가장 바깥쪽 포인트에서, 용기 핸들링 유닛(108) 및 무버(106)는 운송 유닛(104)에 대해 상이한 각도로 경사된다. 이러한 포인트에서, 무버(106)는 운송 유닛(104)에 의해 횡단되는 바와 같은 동일한 곡선을 횡단하기 위해 운송 유닛(104)의 외부 곡선을 따라 턴하는 반면, 용기 핸들링 유닛(108)은 일차 용기(110)의 이동의 평면과 평행한 수평 평면에 수평으로 위치된다. 이동하는 일차 용기(110)의 평행 평면에 있도록 용기 핸들링 유닛(108)의 방향에서의 이러한 변경으로 인해, 클램핑 수단은 일차 용기(110)에 대해 수평으로 위치되고 넥/칼라로부터 일차 용기(110)를 적절하게 그립할 수 있다. 반면에, 인피드 턴 동안 (내부 곡선에서의) 내부 포인트에서, 용기 핸들링 유닛(108)의 경사와 운송 유닛(104)에 대한 무버(106)의 경사 사이의 차이는 이러한 포인트에서의 경사 사이의 차이보다 더 감소하였고, 용기 핸들링 유닛(108)은 운송 유닛(104)의 곡선에서 일차 용기(110)를 견고하게 그립하기 위해 일차 용기의 이동의 평면에 따라 방향을 유지한다. 그것의 이점은 예를 들어 무버가 일차 용기의 고도(elevation)를 변경하는 반경 및 경사를 협상하는 동안 일차 용기가 수직으로 현가된다는 점이다. 피벗 동작은, 상승 또는 하강에 대한 경사가 수직인 경우, 모션 제어되거나 일차 용기의 질량에 대한 중력의 영향 하에서 단순히 작용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 병과 같은 일차 용기(110)에 대한 선택 및 그립핑, 상승 및 피칭을 포함하는 3-차원 병진 및/또는 회전 동작을 수행하는 처리 시스템(500)의 예시적 환경을 예시한다. 예시적 환경(500)은 다수의 용기 핸들링 유닛(108)이 장착된 다수의 무버(106)를 구비하는 하나의 운송 유닛(104)을 포함하는 처리 시스템(100)을 도시한다. 용기 핸들링 유닛(108)은 인접한 일차 용기 운송 유닛(102A)에서 이동하는 수송 중인 일차 용기의 선택 및 그립핑과 같은 병진 및/또는 회전 동작을 수행하고, 그 다음, 일차 용기(110)를 리프팅 또는 상승시키는 동안 회전의 핸들링 동작을 수행하여, 최종적으로 인접한 일차 용기 운송 유닛(102B)에서 일차 용기(110)를 피칭 및 드롭하는 핸들링 동작을 수행하도록 적응된다. 따라서, 처리 시스템(100)은, 예시적 환경(500)에서, 하나의 메인 일차 용기 이송 유닛(102A)의 더 낮은 상승된 평면으로부터 용기를 선택하고 다른 메인 일차 용기 이송 유닛(102B)의 더 높은 상승된 평면에 적절하게 배향된 용기를 상승 및 드롭한다.
처리 시스템(100)은 또한 하나의 메인 일차 용기 이송 유닛의 더 높은 고도로부터 용기를 선택하고 다른 메인 일차 용기 이송 유닛의 더 낮은 고도로 용기를 하강 및 드롭한다는 점이 당업자에게 명백할 수 있다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 일차 용기(110), 예를 들어 병을 반전시키는 동안 운송하는 것과 같은 병진 및/또는 회전 동작을 수행하는 처리 시스템(600 및 700)의 예시적 환경을 예시하는 상이한 뷰를 도시한다. 이러한 도면은 다수의 용기 핸들링 유닛(108)이 장착된 다수의 무버(106)를 구비한 하나의 운송 유닛(104)을 포함하는 일차 용기 처리 시스템을 도시한다. 환경(600)에서의 용기 핸들링 유닛(108)은 일차 용기(110), 예를 들어 병 또는 캔의 반전과 같은 병진 및/또는 회전 동작을 수행한다.
도 8은 일차 용기(110), 예를 들어 병 또는 캔의 반전과 같은 병진 및/또는 회전 동작을 수행하고, 동시에 일차 용기(110)를 인접한 일차 용기 운송 유닛(102B)으로부터 다른 인접한 일차 용기 운송 유닛 또는 처리 스테이션(102A)으로 운송하는 일차 용기 처리 시스템(800)의 예시적 환경을 예시하는 저면도를 도시하며, 여기서 102A 및 102B는 상이한 평면에 있다.
따라서, 유리하게는, 독립 제어 무버(106) 상에 장착되는 용기 핸들링 유닛(108)은 하나 이상의 병진 및/또는 회전 동작 예컨대 일차 용기(110)의 임의의 방향 또는 측면으로부터 그립하고 다수의 자유도로 이동시키는 것, 예컨대 임의의 각도에서 그립하고 회전시키는 것, 또는 인접한 일차 용기 운송 유닛 또는 처리 스테이션(102)에 대해 Z 축으로 그립하고 리프팅하거나 하강시키는 것, 또는 수평축(Y) 예를 들어 인접한 일차 용기 운송 유닛(102) 머신 방향에 수직인 방향으로 위치의 가변성을 따라 평면으로부터 더 가까이 또는 더 멀리 그립하고 이동시키는 것, 또는 예컨대 인접한 일차 용기 운송 유닛(102) 머신 방향으로 또는 이에 대향하여, 즉, 수평축(X)을 따라 그립하고 이동시키는 것을 수행할 수 있다. 게다가, 용기 핸들링 유닛(108)은 상이한 평면 내에서 일차 용기를 운송할 수 있다. 결과적으로, 용기 핸들링 유닛(108)은 개별 일차 용기 운송 및 회전을 필요로하는 세척, 린스, 충진, 캡핑, 라벨링, 프린팅, 코딩, 장식, 검사, 대조(collating), 라이닝(laning), 그룹화 등과 같은 다양한 처리 단계에서, 그리고 다수의 자유도에서 협력할 수 있다.
또한, 용기 핸들링 유닛(108)이 상이한 유형의 일차 용기, 상이한 직경, 형상, 크기, 높이 등의 일차 용기에 따라 매우 유연하고 적응가능하기 때문에, 처리 시스템(100)은 상이한 유형, 형상, 크기 등의 일차 용기에 따라 용기 핸들링 유닛(108)의 부품 또는 구성요소를 변경할 필요가 없다. 또한, 용기 핸들링 유닛(108) 및 다른 머신 아키텍처의 부품을 변경하는 것이 본 발명에서 회피되기 때문에, 그것은 아키텍처의 벌키성(bulkiness) 및 복잡성을 감소시키며, 따라서 머신 구성을 단순화하면서 처리 시스템(100)의 각각의 구성요소의 가시성 및 접근성을 개선한다.
본 개시는 더 작고, 더 빠르고, 매우 유연하고, 적응가능하고, 콤팩트한 유닛으로 다수의 이송 기능의 통합을 제공하여, 용량, 생산성, 품질, 및 성능을 개선하면서 공간을 절약하는 동안, 실시간 개별 제품 추적 능력 및 향상된 프로세스 제어를 가능하게 한다. 양식화된 제품의 더 큰 범위의 더 높은 처리량인 최종 결과는 머신의 수 및 감소된 크기에 대해 실현될 수 있다.
용기 핸들링 유닛(108)은 용기의 다양한 범위(패밀리)에 적합한 적용가능한 무버 및 툴링을 포함한다.
용기 핸들링 유닛(108)은, 수집, 이송, 전달, 대조, 라이닝, 분류, 오프셋, 그룹화, 피칭 등을 포함할 수 있는, 패키징 용기를 병진 및/또는 회전시키거나 이들의 임의의 조합과 같은, 다양한 기능을 제공한다. 용기 핸들링 유닛(108)은 또한 버퍼링, 정렬, 단일화, 분리, 그룹화, 피칭, 동기화, 분류, 병합, 재-배열, 시퀀스를 포함하는 것과 같은 패키징 용기에 대한 조작 동작을 수행하는 능력을 제공한다. 또한, 용기 핸들링 유닛(108)은 또한 그립핑, 조작, 이송, 회전, 정렬, 조정, 및 배향을 포함하는 것과 같은 패키징 용기에 대한 처리 동작을 수행하는 것을 제공한다.
용기 핸들링 유닛(108)이 매우 유연하고, 적응가능하고 동적으로 프로그램가능하기 때문에, 그들은, 일차 용기에 대한 충격 또는 갑작스러운 충돌을 회피하면서, 제어된 가속, 감속으로 패키징 용기를 부드럽게 핸들링함으로써 핸들링 및 처리 동작을 수행한다. 또한, 용기 핸들링 유닛(108)은 패키징 용기에 대한 전단력을 회피하고, 따라서 패키징 용기의 표면을 마찰, 또는 마멸 또는 파괴하는 것을 회피하며, 그것에 의해 또한 패키징 용기 상의 라벨을 보호한다. 또한, 용기 핸들링 유닛(108)은 패키징 용기를 압력 없이 부드럽게 이송 또는 운송하여, 기어링/스프라켓(gearing/sprocket) 효과를 회피한다.
운송 시스템 및 용기 핸들링 유닛(108) 및 무버 및 부상 타일(106)의 위치 및 경사, 및 범위는 자동으로 조정될 수 있다.
처리 시스템(100)은 단일 필러(filer), 스크롤 대체, 스타 휠 & 가이드 대체 및 페데스탈(pedestal) 제거를 포함하고 이에 제한되지 않는 것과 같은 종래의 프로세스를 대체할 수 있다. 처리 시스템(100)은, 프로세스 핸들링, 네트워킹(동적 스위칭, 분류, 라우팅), 버퍼링(선입, 선출)을 통해, 프로세스 대 프로세스 이송을 제공한다.
주로, 처리 시스템(100)은 넓은 범위의 어플리케이션에 적용가능한다. 독립적인, 모션 제어 무버, 부상 타일 및 툴링을 포함하는 용기 핸들링 유닛(108)은 넓은 범위의 유형, 형상, 크기 및 높이의 일차 제품 용기를 신속하게 수용하고 처리하기 위해 자동 조정되거나 자동 교환될 수 있으며, 또한 둥굴지 않거나 일정한 단면이 아닐 수 있다. 또한, 처리 시스템(100)은 실행이 HMI를 통한 전환 명령의 몇 초 내에 발생하고 완료되는 자동화된 전환을 제공한다. 무버 및 또는 부상 타일(106)은 처리될 일차 용기의 수정된 프로세스, 형식 및/또는 크기에 위치 조정된다.
더욱이, 처리 시스템(100)은 구현, 조정 및 갱신하기에 더 빠른 소프트웨어 프로그래밍을 통해 수용될 수 있는 새로운 형식에 적응할 수 있으며, 이에 더하여 장비 OEM과 독립적으로 구현될 수 있다. 또한, 처리 시스템(100)은, 새로운 도입, 변경, 및 갱신이 짧은 통지에서 그리고 짧은 타임 프레임 내에서 실행될 수 있기 때문에, 짧은 리드 타임을 가질 수 있다.
더욱이, 처리 시스템(100)은 감소된 핸드오버(handover)를 포함할 수 있으며, 여기서 하나의 디바이스로부터 다른 디바이스로의 일차 제품 용기의 핸드오버는 독립적인, 모션 제어 운송 시스템의 무버 및/또는 부상 타일 상의 툴링을 통한 용기 핸들링이 제품을 운송 시스템으로부터 머신으로 이송하고, 머신을 통해서 배출 운송 시스템 상으로 배출하거나, 일반 이송 디바이스에 대한 제어를 포기하고 (예를 들어, 컨베이어 이송, 속도 조절, 라인 압력에 대한 노출, 재순환, 하나 이상의 타이밍 스크롤 및 일련의 스타 휠 및 가이드 등의 추가 액션에 의한) 다음 프로세스로의 인피드를 위한 압력, 피치 및 타이밍 제어를 회복하는 것 없이 다른 머신으로 직접 핸드 오프함으로써 감소된다.
유리하게는, 처리 시스템(100)은, HMI 지시 자동 머신 조정이 직원 입력 또는 형식 특정 부품 교환의 변경 없이 몇 초 내에 실행됨에 따라, 더 빠른 전환, 더 높은 생산성을 제공한다. 또한, 본 스마트한 처리 시스템(100)의 독립적인 모션 제어 무버 또는 부상 타일은 위치 설정가능하다.
처리 시스템(100)이 패키징 용기의 특정 유형 및 형상 및 크기에 제한되지 않기 때문에, 그것은 또한 비-원형 일차 핸들링을 제공할 수 있다. 프로그램가능 머신 및 툴링 제어는, 일정한 기하구조가 아닌 형상 뿐만 아니라, 비-원형 일차 용기 및 패키징(예를 들어, 타원형(abround), 정사각형, 삼각형, 다각형, 사다라꼴 평행사변형 형상) 각각을 용이하게 취급하는 것을 가능하게 한다.
처리 시스템(100)은 더 빠르고, 더 콤팩트하고, 다용도이고, 다양한 속도 모션으로 정지, 가속, 감속, 이동하며, 또한 동기화하고, 바이패스할 수 있는 것과 같은 다양한 모션으로 실행하는 동안, 용기를 그립, 리프트/하강, 회전, 배향, 반전, 인텍스할 수 있으며, 이에 더하여 (중복을 갖는) 오작동 발생을 핸들링할 수 있다. 처리 시스템(100)은 라인 살균을 보장하며, 프로세스 추적 및 트레이싱에서, 즉석에서(on the fly) 전환을 제공하고 공장에 대한 접근을 차단하고 방대한 양의 공간을 차지하는 컨베이어를 제거할 수 있다.
Claims (15)
- 적어도 하나의 독립 모션 제어 무버 또는 부상 타일 상에 장착되는 적어도 하나의 용기 핸들링 유닛을 운송하는 운송 유닛을 포함하는 일차 용기 핸들링 시스템으로서, 상기 용기 핸들링 유닛은 개별 일차 용기의 3-차원 병진 및/또는 회전을 제공하도록 구성되는, 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 용기 핸들링 유닛은 개별 일차 용기를 적어도 일시적으로 유지 및 해제하기 위한 그립퍼를 포함하고, 선택적으로, 상기 그립퍼는 일차 용기 넥 및/또는 본체 그립핑 및/또는 상단 그립핑 및/또는 하단 그립핑/서포팅을 위해 적응되는, 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 용기 핸들링 유닛은 복수의 그립퍼를 포함하며, 각각의 그립퍼는 상기 용기 핸들링 유닛 내에서 개별적으로 병진 및/또는 회전하도록 적응되는, 시스템. - 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 그립퍼는 한 세트의 핑거 또는 클로우를 포함하는 적어도 하나의 그립퍼 세트를 포함하며 그 중 적어도 하나는 상기 일차 용기를 동적으로 그립, 클램핑 또는 유지하도록 작동되는, 시스템. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
3-차원 병진 및/또는 회전은 다음 6개의 자유도 중 적어도 3개에서의 이동을 포함하며,
상기 6개의 자유도는:
상기 시스템의 머신 방향과 평행한, X 축을 따른 병진;
상기 X 축에 수직인, Y 축을 따른 병진;
상기 X 및 Y 축에 수직인, Z 축을 따른 병진;
상기 X 축에 대한 회전;
상기 Y 축에 대한 회전; 및
상기 Z 축에 대한 회전인, 시스템. - 제5항에 있어서,
개별 일차 용기의 상기 3-차원 병진 및/또는 회전은:
상기 X 축을 따른 병진 및/또는 이에 대한 회전; 및
상기 Y 축을 따른 병진 및/또는 이에 대한 회전; 및
상기 Z 축을 따른 병진 및/또는 이에 대한 회전을 포함하는, 시스템. - 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 용기 핸들링 유닛은 상기 자유도 각각에서 이동을 제공하도록 구성되며, 상기 이동은 임의의 다른 자유도에서의 이동과 독립적으로 제공되는, 시스템. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
병진 또는 회전의 정도는 가능한 병진 또는 회전의 연속 범위로부터 선택가능한, 시스템. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 3-차원 병진 및/또는 회전은 상기 용기 핸들링 유닛이 장착되는 상기 적어도 하나의 독립 모션 제어 무버 또는 부상 타일에 대해 상대적인, 시스템. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 운송 유닛은 인접한 일차 용기 운송 유닛에 대해, 또는 일차 용기 처리 스테이션에 대해 이동하도록 구성되는, 시스템. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용기 핸들링 유닛은 무선으로 제어가능 및/또는 무선으로 전원 공급 및/또는 위치 감지되는, 시스템. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
인접한 일차 용기 운송 유닛에 대해, 또는 일차 용기 처리 스테이션에 대해 상기 개별 일차 용기의 상기 3-차원 이동의 제어를 가능하게 하는 제어 시스템을 포함하는, 시스템. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용기 핸들링 유닛은 명령을 수신하고 상기 개별 일차 용기를 병진 및/또는 회전시키기 위해 상기 용기 핸들링 유닛을 작동시키도록 구성되는 제어 시스템을 포함하는, 시스템. - 상기 청구항 중 어느 한 항에 따른 일차 용기 핸들링 시스템을 포함하고,
적어도 하나의 인접한 일차 용기 운송 유닛 및/또는 적어도 하나의 일차 용기 처리 스테이션을 더 포함하고,
상기 운송 유닛은 상기 일차 용기 처리 스테이션에 대해 이동하도록 구성되는, 일차 용기 처리 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 일차 용기 처리 스테이션은 다수의 용기 처리 유닛을 운송하는 운송 유닛을 포함하며,
각각의 용기 처리 유닛은, 독립 모션 제어 무버, 레일 장착, 무버 또는 부상 타일 상에 장착되거나 이에 통합되고 각각의 용기 처리 유닛의 장착(mounting)은, 상기 레일 장착 무버 또는 부상 타일에 대해, 개별 용기 처리 유닛의 최대 3-차원 병진 및/또는 방향을 위한 수단을 갖는, 일차 용기 처리 시스템.
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