PL219233B1 - Chwytak do paletyzacji produktów w opakowaniach szklanych i plastikowych o różnych wymiarach, połączonych zgrzewaną folią - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest chwytak do paletyzacji produktów w opakowaniach szklanych i plastikowych o różnych wymiarach, połączonych w pakiety zgrzewaną folią, przeznaczony do mocowania na ramieniu robota przemysłowego.

W wielu dziedzinach przemysłu, głównie w przemyśle spożywczym i chemicznym, szeroko stosuje się opakowania szklane, jak słoiki i butelki oraz opakowania plastykowe, o zróżnicowanych wymiarach i kształtach. Ponadto, w niektórych produktach np. w zniczach parafinowych naczynie szklane jest integralną częścią wyrobu, otwartego od góry. Powszechne wykorzystywanie palet do transportu i magazynowania materiałów i produktów wymaga przy wprowadzaniu kompleksowej automatyzacji wytwarzania przyjęcia zrobotyzowanej paletyzacji gotowych wyrobów, jako ostatniego etapu kończącego proces produkcji.

Znane i rozpowszechnione są liczne, coraz bardziej specjalizowane rozwiązania chwytaków realizujących zrobotyzowane układanie warstw produktów na paletach. W ofertach czołowych producentów światowych brak dotychczas urządzeń spełniających równocześnie wszystkie wymagania występujące w masowej produkcji, na tej samej linii, szerokiej gamy opakowań szklanych i plastikowych o różnych wymiarach szerokości lub średnicy, długości i wysokości, zgrzewanych folią w dowolnych zestawach. Zrobotyzowane stanowiska do paletyzowania powinny zapewniać szybką programowo realizowaną adaptację chwytaka do zróżnicowanych kształtów i rozmiarów foliowanych zestawów opakowań, uwzględniać kruchości opakowań szklanych i łatwej odkształcalności opakowań plastikowych, co wyklucza podnoszenie i przenoszenie zestawów opakowań za pomocą poziomego zaciskania, uwzględniać brak górnej powierzchni (pokrywki) w niektórych produktach szklanych, co z kolei uniemożliwia wykorzystanie wielkogabarytowych programowo, segmentowanych ssawek podciśnieniowych. Ponadto, powinny zapewniać realizowanie przez chwytak dodatkowego zadania - pobierania z magazynu i układania przekładek pomiędzy warstwami, w tym także przekładek z wysoko uniesionymi ściankami bocznymi (tac), gdyż ekonomia czasu wyklucza automatyczne wymienianie chwytaka w toku procesu, a dodatkowy manipulator wieloosiowy układający przekładki na kolejne warstwy rosnącego stosu wprowadza potencjalne zagrożenie kolizją maszyn i znacznie powiększa koszty instalacji, a także zabezpieczać przenoszone przez chwytak opakowań przed wysunięciem się, czy wypadnięciem. Zrobotyzowany proces paletyzacji powinien charakteryzować się wysoką wydajnością odpowiadającej wydajności poprzedzającej linii produkcyjnej i pakującej w folię zgrzewaną.

Zakładając, że ustawienia mechanizmów chwytaka są wykonywane w trakcie ruchów robota, to wydajność procesu paletyzacji zależy od czasu trwania cyklu robota i liczby jednorazowo paletyzowanych opakowań.

Celem wynalazku jest opracowanie chwytaka do paletyzacji spełniającego jednocześnie wszystkie powyżej sformułowane wymagania funkcjonalne i ekonomiczne.

Istota wynalazku polega na tym, że chwytak jest wyposażony w ramę do łączenia z ramieniem robota i jest zaopatrzony w zespół podbierający sprzężony z układem napędowym, zwłaszcza z napędem elektrycznym mającym silnikiem z pozycyjnym układem sterowania, zawierającym enkoder bezwzględnego pomiaru kąta obrotu, przy czym ruch obrotowy silnika jest przenoszony przez koła zębate i zamknięty pasek zębaty na dwie trapezowe śruby pociągowe, które przesuwają dwie karetki zespołu podbierającego po czterech prętach prowadzących.

W celu zagłębiania części zestawu równoległych noży do wnętrza tacy z podniesionymi brzegami przy podejściu prostopadłym, zestaw ten posiada pojedynczą przerwę.

Chwytak jest zaopatrzony w płytę dociskową przesuwną pionowo, za pomocą dwóch liniowych siłowników pneumatycznych sprzężonych ze sobą i z płytą dociskową za pomocą mechanizmu krzyżowego (15). Chwytak posiada cztery ssawki podciśnieniowe, z których dwie ssawki, zamocowane do karetek zespołu podbierającego są pionowo opuszczane do pozycji roboczej lub podnoszone za pomocą siłowników liniowych z zabezpieczeniem przed obrotem, natomiast dwie pozostałe ssawki mocowane do płyty dociskowej są opuszczane i podnoszone po trajektorii kołowej za pomocą siłowników wahadłowych o zakresie ruchu 90°.

Konstrukcja według wynalazku gwarantuje bezpieczne chwytanie i przenoszenie robotem, z dużą szybkością grup opakowań szklanych lub plastikowych. Nie ma ryzyka wypadnięcia poszczególnych zestawów opakowań, bądź zmiażdżenia lub odkształcenia opakowań. Zapewnia się także manipulowanie opakowaniami w dużym zakresie średnic i wysokości.

PL 219 233 B1

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przykład wykonania chwytaka, w widoku perspektywicznym, a fig. 2 - zespół podbierający w widoku perspektywicznym.

Chwytak jest zbudowany w ramie 1 z profili lekkich, która jest mocowana do ostatniej osi ramienia robota paletyzacyjnego, za pośrednictwem płyty nośnej 2 i tulei łączącej 3. Do ramy 1 jest trwale zamocowana ściana oporowa 4. Główną częścią funkcjonalną chwytaka jest zespół podbierający złożony z płyty 5 zespołu podbierającego, równoległych noży 6 i dwóch karetek 7. Długość zespołu podbierającego i długość zespołu noży 6 są równe długości używanych palet, a długość noży maksymalnie wysuniętych przed ścianę oporową 4 jest równa połowie szerokości palety. W jednej trzeciej długości zespołu noży 6 jest usytuowana przerwa. Każda z obu karetek 7 jest zaopatrzona w łożyskowania dwóch prętów prowadzących 8 i luźną nakrętkę współpracującą z trapezową śrubą pociągową 9.

Zespół podbierający jest przesuwany przez układ napędowy, złożony z silnika elektrycznego 10 z przetwarzaniem częstotliwości, z dołączonym enkoderem, dwóch trapezowych śrub pociągowych 9, paska zębatego 11 przenoszącego moment obrotowy z silnika na obie śruby pociągowe za pośrednictwem koła zębatego 12 silnika, zespołu przewijania 13 i kół zębatych na śrubach pociągowych 9. Ponadto, chwytak jest wyposażony w płytę dociskową 14 z mechanizmem krzyżowym 15 poruszanym dwoma siłownikami liniowymi 16. Od dołu chwytak jest wyposażony w cztery ssawki podciśnieniowe. Dwie ssawki 17, opuszczane pionowo, są zamocowane do tłoczysk siłowników liniowych 18 z zabezpieczeniem przed obrotem, które to siłowniki są zawieszone na karetkach 7 zespołu podbierającego. Pozostałe dwie ssawki 19 powiązane z płytą dociskającą 14 są opuszczane i podnoszone po trajektorii kołowej za pomocą siłowników wahadłowych 20 o zakresie ruchu 90°.

W procesie paletyzacji robot przemysłowy za pomocą chwytaka zamocowanego na swoim ramieniu układa na palecie kolejne warstwy złożone z tacy tekturowej i grup opakowań. Przy paletyzacji każdej z warstw najpierw chwytak pobiera tacę z magazynu tac, za pomocą wysuwanych w dół czterech ssawek podciśnieniowych 17 i 19 rozmieszczonych w pobliżu naroży obrysu palety i układa tacę na palecie lub na poprzedniej warstwie opakowań. W tym celu układ napędowy przesuwa zespół podbierający z karetkami 7 i parą ssawek 17 do pozycji pośredniej, wyznaczonej do pobierania i przenoszenia tacy z zachowaniem symetrycznego obciążenia względem osi robota. Płyta dociskowa 14 wraz z parą ssawek 19 jest opuszczona całkowicie do pozycji najniższej mechanizmem krzyżowym 15 z siłownikami 16. Ponadto, siłowniki par ssawek 17 i 19 są aktywowane, co powoduje zajęcie przez ssawki dolnych pozycji umożliwiających uchwycenie tacy.

Podciśnienie podane do ssawek powoduje uchwycenie tacy. Gdy robot przeniesie tacę na stos paletyzacyjny, ssawki są dezaktywowane odpowiednimi zaworami podciśnienia, taca pozostaje na stosie, a w czasie ruchu robota nad stół manipulacyjny płyta dociskowa oraz ssawki 17 i 19 są podnoszone do pozycji górnych za pomocą odpowiednich siłowników 18, 20, 16. W tym samym czasie zespół podbierający zostaje ustawiony za pomocą układu napędowego z silnikiem 10, sterowanego cyfrowo w ten sposób, że noże 6 zostają wysunięte przed płytę oporową 4 o wymiar szerokości zestawu opakowań przygotowanego na stole manipulacyjnym. W tej operacji ruch obrotowy silnika 10 jest przenoszony przez koło zębate 12 i zamknięty pasek zębaty 11, na dwie śruby pociągowe 9 zespołu podbierającego. Po takim ustawieniu zespołów chwytaka robot pobiera ze stołu manipulacyjnego odpowiednio przygotowany zestaw opakowań, w ten sposób, że wprowadza wysunięte noże zespołu podbierającego pomiędzy listwy stołu manipulacyjnego. Listwy te mają ten sam moduł odległości jak noże. W następnym ruchu robot podnosi za pomocą noży zestaw opakowań i przenosi na stos paletyzacyjny. Stabilność pobranych opakowań w czasie ich przenoszenia robotem (ze znaczną dynamiką) zapewnia ruchoma płyta dociskowa 14, poziomo opuszczana i potem stale dociskana do górnych powierzchni opakowań za pomocą dwóch siłowników liniowych 16 pracujących w krzyżowym układzie dźwigni 15. Po przemieszczeniu przez robot chwytaka nisko nad paletę, układ napędowy wycofuje noże 6, ściana oporowa 4 zatrzymuje opakowania, które z małej wysokości osuwają się na wyznaczoną część palety. Aby optymalnie zapełnić produktami całą powierzchnię palety, np. standardowej europalety 1200 x 800 mm, przy różnych wymiarach opakowań szklanych i różnych wymiarach grup opakowań po foliowaniu, chwytak może dochodzić nad stos równolegle lub prostopadle.

Przy dochodzeniu równoległym chwytak pobiera ze stołu manipulacyjnego i odkłada na tacy zestawy opakowań o długości równej całej długości palety. Natomiast szerokość zestawu zależy od wysunięcia noży 6. Przy maksymalnym wysunięciu noży chwytak przenosi zestaw opakowań o szerokości równej połowie szerokości palety, czyli 400 mm. Przy mniejszym wysunięciu noży chwytak może pobierać i odkładać zestawy opakowań o zadanej szerokości mniejszej od połowy szerokości palety.

PL 219 233 B1

Przy dochodzeniu prostopadłym chwytak pobiera ze stołu manipulacyjnego i odkłada na tacę zestawy opakowań zajmujące pełną szerokość palety, a więc równą 800 mm przy stosowaniu europalety. Przerwa między nożami w dwóch trzecich długości zestawu noży pozwala opuścić noże z leżącymi na nich opakowaniami do wnętrza tacy mimo zagiętego do góry obrzeża tacy.

Claims (5)

1. Chwytak do paletyzacji produktów w opakowaniach szklanych i plastikowych o różnych kształtach i wymiarach, najczęściej połączonych zgrzewaną folią, przy czym w toku paletyzacji kolejne warstwy produktów są ustawiane na tacach tekturowych o zagiętych do góry wysokich brzegach, znamienny tym, że składa z ramy (1) oraz jest zaopatrzony w zespół podbierający z równoległymi nożami (6) sprzężony z układem napędowym.

2. Chwytak według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że układ napędowy jest napędem elektryczny z silnikiem (10) z pozycyjnym układem sterowania, zawierającym enkoder bezwzględnego pomiaru kąta obrotu, przy czym ruch obrotowy silnika jest przenoszony przez koła zębate i zamknięty pasek zębaty (11) na dwie trapezowe śruby pociągowe (9), które przesuwają dwie karetki (7) zespołu podbierającego po czterech prętach prowadzących (8).

3. Chwytak według zastrzeżeń 1 i 2, znamienny tym, że w celu zagłębiania części zestawu równoległych noży (6) do wnętrza tacy z podniesionymi brzegami przy podejściu prostopadłym, zestaw ten posiada pojedynczą przerwę.

4. Chwytak według zastrzeżeń 1 i 2, znamienny tym, że jest zaopatrzony w płytę dociskową (14), przesuwną pionowo, za pomocą dwóch liniowych siłowników pneumatycznych (16) sprzężonych ze sobą i z płytą dociskową (14) za pomocą mechanizmu krzyżowego (15).

5. Chwytak według zastrzeżeń 1, 2 i 4, znamienny tym, że posiada cztery ssawki podciśnieniowe (17 i 19), z których dwie ssawki (17) zamocowane do karetek (7) zespołu podbierającego (6) są pionowo opuszczane do pozycji roboczej lub podnoszone za pomocą siłowników liniowych (18) z zabezpieczeniem przed obrotem, natomiast dwie pozostałe ssawki (19) mocowane do płyty dociskowej (14) są opuszczane i podnoszone po trajektorii kołowej za pomocą siłowników wahadłowych (20) o zakresie ruchu 90°.