MX2008003402A - Procedimiento y sistema automatico para empaquetar ordenadamente preformas de plastico en cajas de carton. - Google Patents

Abstract

La invencion encuentra aplicacion en el campo de los sistemas para empaquetar ordenadamente las preformar de plastico en cajas de carton; el sistema comprende una unidad manipuladora (6), que tiene un cabezal de agarre al vacio (23) y una o mas unidades (10) para manipular e insertar los separadores (12) en la caja de carton (13) que se va a llenar; el cabezal (23) comprende una pluralidad de compartimientos (30) que se ajustan a la forma de las preformas (2) mientras que el separador (12) tiene una pluralidad de divisiones (12a) paralelas a uno de sus lados y separadas de igual manera a una distancia al menos correspondiente a la longitud de la preformas (2).

Description

PROCEDIMIENTO Y SISTEMA AUTOMÁTICO PARA EMPAQUETAR ORDENADAMENTE PREFORMAS DE PLÁSTICO EN CAJAS DE CARTÓN MEMORIA DESCRIPTIVA Esta invención se refiere a un procedimiento y un sistema automático para empaquetar ordenadamente preformas de plástico en cajas de cartón. Los contenedores de plástico y particularmente las botellas de PET se moldean por soplado a partir de preformas moldeadas especiales o moldeo de preforma. Las máquinas de moldeo de preforma no siempre están localizadas en la mismas fábricas que las máquinas de soplado y debido a que el índice de salida de tales máquinas de moldeo de preforma es generalmente diferente al índice de salida de las máquinas de soplado, las preformas tienen que almacenarse y llevarse en cajas de cartón que tienen una forma de paralelopípedo o una forma prismática con una base octagonal. Como se conoce, las preformas de plástico se moldean y mientras los moldes de la máquina están abiertos, éstos caen en una correa transportadora la cual los lleva hacia la caja de cartón. Una vez que las preformas caen en la caja por gravedad, éstas se almacenan en la misma en una disposición de bulto. Las desventajas de la técnica antecedente son: Los costos altos de manejo, los cuales aumentan el costo de unidad de preforma; Las preformas caen una sobre la otra y debido a la altura considerable de las cajas comparada con el tamaño de la preforma, éstas están sujetas a dañar y quebrar la superficie lo cual lleva a índices de rechazo del contenedor o botella. En un intento por obviar las desventajas anteriores, la técnica antecedente ha propuesto un procedimiento y un sistema como se describe y muestra en la patente italiana 1280729. En el procedimiento de llenado de las cajas de cartón como se describe en la patente anterior, uno o más tubos o manguitos de llenado se introducen en la caja de cartón y pueden manipularse y colocarse en el mismo. Los tubos se llenan con preformas. Las cajas se sostienen en una posición inclinada para que el llenado suceda desde la parte inferior y desde un lado de la caja de cartón, al descargar los tubos llenos de preforma. La caja de cartón se llena por operaciones de manejo de tubo sucesivas en la posición de llenado actual, utilizando un controlador lógico programable el cual permite el llenado con una disposición sustancialmente de matriz. Este procedimiento y sistema también tiene ciertas desventajas, por ejemplo: Todos los manguitos tienen que reemplazarse cuando el tamaño de la preforma cambia; Las preformas probablemente puedan amontonarse en los manguitos debido a la conformación de los cuellos de preforma los cuales causan que se inclinen con respecto al eje de manguito; Las preformas siempre están insertadas en la misma dirección con los cuellos de una capa adyacente a los cuellos de la siguiente capa con lo cual se reduce el espacio disponible. El objetivo de esta invención es proveer el empaquetado fácil y seguro de preformas a pesar de su tamaño y mejorar el espacio disponible en las cajas de cartón. Las ventajas logradas gracias al procedimiento del sistema de esta invención consiste en una reducción considerable de los costos de manejo y en los índices de rechazo bajos de la preforma. Estos objetivos y ventajas se logran por el procedimiento y sistema para empaquetar ordenadamente las preformas de plástico en cajas de cartón de acuerdo con esta invención, las cuales se caracterizan por las reivindicaciones anexas. Estas y otras características serán evidentes a partir de la siguiente descripción de una modalidad preferida, la cual se muestra a manera de ejemplo y sin limitación en los dibujos anexos en los cuales: La figura 1 es una vista en perspectiva de un sistema automático para entarimar las preformas de plástico; La figura 2 es una vista aislada de la unidad para introducir separadores en el sistema de la figura 1 ; La figura 3 es una vista aislada del manipulador de preforma en una configuración operadora del mismo; La figura 3a muestra un detalle de la unidad manipuladora de la figura 3; La figura 4 muestra varias posiciones posibles del cabezal de agarre del manipulador; La figura 5 es una vista aislada del manipulador de preforma en otra configuración operadora del mismo; La figura 5a muestra un detalle de la unidad manipuladora de la figura 5; La figura 6 es una sección del cabezal de agarre. Con respecto a la figura 1 , el número 1 generalmente designa un sistema automático para entarimar preformas de plástico, también conocido como "preformas moldeadas" y está designado por el número 2 en el ejemplo. El sistema 1 está compuesto de un bastidor de portal 3 en el cual un carro horizontal 4 se desliza en las guías 5 (las cuales son estacionarias con relación a las vigas 3a). Una unidad manipuladora 6 está ajustada al carro 4, y se desliza en una guía vertical 7. Con respecto al sistema de coordenadas cartesianas xyz, las guías 5 permiten el desplazamiento de la unidad manipuladora 6 en la dirección y, el carro horizontal permite el desplazamiento del mismo en la dirección perpendicular x y la guía 7 permite el desplazamiento del mismo en la dirección z. Por lo tanto, la unidad manipuladora 6 puede moverse fácilmente hacia un punto dentro del bastidor, a lo largo de las coordenadas cartesianas anteriormente mencionadas. Con respecto a la figura 2, el portal 3 además tiene dos postes 9 los cuales son parte de una unidad 10 para manipular e insertar los separadores 12 como se describe de aquí en adelante. Los postes 9 se extienden verticalmente, es decir a lo largo de la dirección de desplazamiento del manipulador a lo largo del eje z, y están fijas a la base del bastidor de portal 3 del sistema entarimador automático 1. Cada poste está equipado con un motor eléctrico 8 y un par de brazos ortogonales 11 que se extienden a lo largo de dos lados adyacentes para definir, como se vio en la vista superior del sistema 1 , una "L" colocada hacia la parte interior del portal 3. El propósito de los brazos 11 es soportar los separadores 12, los cuales están unidos adecuadamente al mismo por los medios conocidos, y para moverlos verticalmente a lo largo de la dirección z, por medio del motor eléctrico 8 que funciona en el par de brazos 11 unido al mismo por medio de los impulsores mecánicos conocidos, tales como cadenas, correas dentadas y mecanismos de cremallera y piñón.

Estos separadores 12 son elementos similares a cajas de paredes delgadas los cuales están diseñados para ser introducidos en las cajas de cartón 13 en las cuales las preformas 2 se insertarán y entarimarán. Como se muestra, el separador 12 tiene un número de divisiones 12a, paralelas a uno de sus lados y espaciadas de igual manera a tal una distancia para permitir que la preforma 2 se inserte y reciba perpendicularmente entre dos divisiones 12a (lo cual significa que, después de la inserción, el eje 2a de la preforma 2 es perpendicular al plano de la pared 12a). El sistema 1 tiene dos unidades separadoras de inserción 10, para que durante el entarimado en una caja de cartón, un operador pueda preparar la unidad adyacente en condiciones seguras. Particularmente, el operador colocará la caja de cartón vacía 13 en una tarima 14 en la posición correcta dentro del sistema 1 , obviamente después de elevar el separador correspondiente 12. Así, el separador 12 se bajará a lo largo del poste 9 y se introducirá en la caja de cartón 13, en donde permanecerá durante el siguiente paso de entarimado de la preforma 2. Después del entarimado, el separador 12 se eleva nuevamente y la caja de cartón se llena con preformas, se cierra y se transporta. El entarimado anterior se realiza por medio de la unidad manipuladora 6 como se muestra en las figuras 3 y 5.

El manipulador 6 consiste en un brazo 20 que se extiende verticalmente, el cual puede girar sobre su eje central gracias a una unidad impulsora de motor independiente 21. Como se mencionó anteriormente, la unidad 6 está montada a un carro 22 el cual puede trasladarse verticalmente (a lo largo del eje z) en una guía correspondiente 7. En su extremo inferior, el brazo 20 tiene un cabezal 23 el cual está articulado en los puntos de articulación correspondientes 24, permitiendo que gire sobredichos puntos de articulación. Las figuras 3, 5, 3a y 5a, muestran dos posiciones posibles del cabezal 23, la primera es ortogonal a la dirección del brazo 20, la última es paralela al mismo. La figura 4 muestra que el cabezal 23 puede también estar en posiciones idénticas, más particularmente en ángulos de ±90° con respecto a la vertical definida por la extensión del brazo 20. El cabezal 23 está colocado por medios conocidos, que no se muestran aquí; de acuerdo con una modalidad del dispositivo giratorio del cabezal 23, dos ruedas dentadas paralelas están montadas en el cabezal 23 y en el brazo 20 y están conectadas por una correa dentada: tal correa puede activarse por medio de un cilindro hidráulico montado en el brazo 20 el cual funciona en la correa en ambas direcciones de movimiento de la correa, con lo cual causa el giro deseado en ambas direcciones.

Nuevamente con respecto a las figuras, el cabezal 23 tiene una pluralidad de compartimientos 30 ajustándose aproximadamente a la forma de la preforma 2 que se va a agarrar. Como se muestra en la figura 6, el cabezal 23 tiene una cavidad 31 en la misma, y cada compartimiento 30 tiene un agujero 32 conectado a dicha cavidad 31. El propósito de esta cavidad 31 es crear presión negativa en los compartimientos adyacentes 30, con lo cual, en las condiciones de montaje de sistema conocido, se puede generar el vacío en la cavidad 31 para girar el cabezal 23 hacia un cabezal de succión de la preforma 2. Por lo tanto, las preformas 2 deben transportarse hacia una estación de levantamiento con medios de transporte designados por el número 40 en la figura 1. Más particularmente, las preformas 2 se reciben verticalmente en los transportadores donde se acumulan en una disposición apilada para el levantamiento. Esto sucede al mover el cabezal 23 en la posición girada de la figura 3a (o una posición opuesta al mismo) hacia el apilamiento de las preformas 2 que están listas para succionarse: mientras el sistema de vacío se activa, las preformas 2 se atraen y sostienen firmemente contra el cabezal 23. Un sistema de control controla el paso completo de entarimado, al mover el manipulador 6 con las preformas unidas al mismo sobre la caja de cartón que se va a llenar para que el cabezal 23 sea paralelo a la dirección de las paredes 12a del separador 2. Ahora, el cabezal 23 gira para que las preformas anteriormente verticales 2 se orienten horizontalmente y estén listas para insertarse entre las dos divisiones 12a. El brazo 6 puede entonces descender hacia el separador y el vacío se puede aliviar para liberar las preformas 2 en la caja de cartón. El funcionamiento continúa como se describió anteriormente para cada fila de compartimientos de los separadores 12 hasta que la caja de cartón se llene. El procedimiento continúa como se describió anteriormente. Dado que se hace referencia en este ejemplo a las preformas 2 que se instalan verticalmente, el sistema de entarimado también funciona con preformas 2 colocadas en diferentes ángulos. Por lo tanto, el cabezal 23 se colocará de tal manera que sea posible elevar y succionar adecuadamente las preformas 2. Las preformas 2 pueden también liberarse en una posición diferente a la posición horizontal. Esto es particularmente útil para las cajas de cartón que tienen forma prismática con una base octagonal (ottobin), las cuales actualmente son utilizados en el mundo: en este caso, un separador de tamaño adecuado está colocado como se desea en la caja de cartón mientras que los espacios libres restantes, en los cuales el cabezal de agarre 23 no puede insertarse, recibirán las preformas 2 por medio de caída libre desde el cabezal, ya sea en una posición vertical u horizontal.

Claims (6)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un sistema automático (1 ) para empaquetar ordenadamente preformas de plástico (2) en cajas de cartón caracterizado porque comprende: a) una unidad manipuladora (6) que tiene un cabezal de agarre al vacío (23), dicho cabezal (23) comprende una pluralidad de compartimientos (30) que se ajustan a la forma de las preformas (2); b) una o más unidades (10) para manipular e insertar los separadores (12) en la caja de cartón (13) que se va a llenar, cada separador (12) tiene una pluralidad de divisiones (12a) paralelas a uno de sus lados y separadas de igual manera a una distancia al menos correspondiente a la longitud de la preforma (2).

2.- El sistema automático (1 ) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la unidad manipuladora (6) comprende un brazo que se extiende vertícalmente (20) que tiene un cabezal de agarre (23) montado en su extremo inferior a los puntos de articulación correspondientes (24) que permiten que el cabezal (23) gire sobre dichos puntos de articulación.

3.- El sistema automático (1 ) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el brazo (10) tiene una unidad impulsora de motor independiente (21 ) la cual permite que gire sobre su eje central.

4.- El sistema automático (1 ) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el cabezal de agarre (23) tiene una cavidad (31 ) en la misma, la cual está conectada a cada compartimiento (30) a través de agujeros (32) y tiene medios para generar el vacío en la cavidad (31 ).

5.- El sistema automático (1 ) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque cada unidad (10) para insertar los separadores (12) comprende un poste que se extiende verticalmente (9), y un par de brazos (11 ) impulsados por un motor eléctrico (8) el cual soporta el separador (12), cuyos dos lados están fijos a los brazos anteriores (11 ).

6.- El sistema automático (1 ) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los brazos se extienden ortogonalmente a lo largo de dos lados adyacentes para definir una "L" orientada hacia la parte interior del portal 3. 1.- El sistema automático (1 ) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el motor eléctrico (8) funciona en el par de brazos (11 ) por medio de impulsores mecánicos, tales como cadenas, correas dentadas y mecanismos de cremallera y piñón, dicha activación causa que los brazos (11 ) se desplacen verticalmente. 8.- El sistema automático (1 ) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la unidad manipuladora (6) está montada a un carro (22) que permite el movimiento de traslación vertical , el carro (22) se acopla en una guía (7), dicha guía (7) está a su vez montada a un carro horizontal (4) perpendicular al mismo; dicho carro (4) está acoplado en guías (5) en un bastidor de portal (3) del sistema (1 ). 9.- El sistema automático de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende un sistema para controlar el manipulador (6) en sus operaciones de entarimado. 10.- Un procedimiento para empaquetar ordenadamente las preformas de plástico en cajas de cartón caracterizado porque comprende los siguientes pasos: a) introducir una pluralidad de separadores o divisiones verticales en la caja de cartón, los cuales tienen el mismo tamaño que una de las paredes verticales del contenedor y pueden crear una pluralidad de canales verticales cuyo ancho es al menos igual a la altura de la preforma; b) llenar los canales verticales con capas planas de preformas, la posición de los cuellos de preforma de una capa es opuesta a la posición de los cuellos de preforma de la capa siguiente; c) una vez que todos los canales se han llenado, se remueve la pluralidad de separadores de la caja de cartón con lo cual dejan preformas libres en filas ordenadas. 11.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque los separadores permanecen en la caja de cartón hasta que todos los canales se han llenado.