PT2832680T

PT2832680T - Máquina para aplicar tampas roscadas a recipientes

Info

Publication number: PT2832680T
Application number: PT131976730T
Authority: PT
Inventors: Cirio Sergio
Original assignee: Arol Spa
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2017-05-19
Also published as: JP6750791B2; ES2624865T3; US20150033667A1; TWI601684B; EP2832680A1; US9623990B2; CN104340936B; CN104340936A; TW201504132A; JP2015027886A; ITTO20130644A1; HK1207356A1; JP2019142589A; EP2832680B1

Description

DESCRIÇÃO "MÁQUINA PARA APLICAR TAMPAS ROSCADAS A RECIPIENTES"

Campo da invenção A presente invenção refere-se a uma máquina para aplicar tampas roscadas a recipientes.

Descrição da técnica anterior

Uma técnica comum para fechar recipientes tais como frascos e outros semelhantes, prevê a formação de uma rosca externa no gargalo dos recipientes e a aplicação de tampas com uma rosca interna aos recipientes.

As máquinas geralmente utilizadas para aplicar tampas roscadas a recipientes, compreendem uma estrutura carrossel que pega nos recipientes a ser fechados e os faz avançar ao longo de um trajeto circular. A estrutura carrossel transporta uma pluralidade de cabeças para aplicar as tampas, cada uma das quais está equipada com um respetivo elemento de preensão de tampas. 0 elemento de preensão de tampas é conduzido com um movimento de rotação sobre um respetivo eixo longitudinal e um movimento de translação. 0 movimento de rotação e o movimento de translação do elemento de preensão são mutuamente sincronizados para aplicar um movimento de aparafusamento aas tampas.

Em soluções mais tradicionais, o movimento de aparafusamento das tampas nos recipientes para quando é alcançado um binário predefinido. As cabeças de aparafusamento limitam o binário máximo transmitido ao elemento de aplicação de tampas por meio de embraiagens, por exemplo do tipo magnético, ou graças a um motor elétrico limitado pela corrente.

Estas soluções não são totalmente satisfatórias, porque o aparafusamento das tampas baseado no binário máximo pode produzir uma certa percentagem de defeitos dos fechos.

Para ultrapassar estes inconvenientes, têm já sido propostos sistemas para aplicação de tampas roscadas que aplicam um curso de aparafusamento de amplitude angular predefinida que começa de uma condição de acoplamento incipiente entre a rosca da tampa e a rosca do recipiente. 0 documento EP-A1-1491490 descreve uma cabeça de aparafusamento equipada com um sensor de binário que deteta o binário de aparafusamento aplicado à tampa durante o aparafusamento ao recipiente. 0 binário medido aumenta rapidamente na posição em que as roscas da tampa e do recipiente entram em contacto mútuo, sinalizando desta forma a posição de acoplamento incipiente entre a rosca da tampa e a rosca do recipiente. A tampa é rodada num ângulo predeterminado relativamente à posição de acoplamento incipiente. 0 documento US2011/0083405-A1 descreve uma cabeça de aparafusamento que deteta a condição de acoplamento incipiente entre a tampa e o recipiente, medindo a corrente absorvida pelo motor que aciona a cabeça de aparafusamento.

Nestas soluções conhecidas, a condição de acoplamento incipiente entre as roscas é detetada depois de a tampa ser aplicada no recipiente. Uma parte do curso de trabalho da cabeça de aparafusamento é utilizada para o reconhecimento da posição de acoplamento incipiente entre a tampa e o recipiente, mais do que para o aparafusamento efetivo da tampa. Consequentemente, nestas soluções conhecidas está disponível um curso angular reduzido para o aparafusamento efetivo da tampa. 0 documento JP 2000 327086 divulga uma máquina para aplicar tampas roscadas a recipientes, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1, compreendendo uma cabeça de aplicar tampas e um controlador que controle um motor para rodar a cabeça de aplicar tampas um grau predeterminado, de uma posição em que as extremidades da rosca da tampa e do recipiente estão alinhadas uma com a outra. O controlador calcula a quantidade de desvio de ambas as extremidades da rosca, a partir de uma câmara que inspeciona a superfície exterior da rosca da tampa e do recipiente. 0 inconveniente destas soluções é que as tampas devem ser fornecidas com marcações na superfície exterior, que mostrem a extremidade da rosca.

Objetivo e sumário da invenção A presente invenção ambiciona disponibilizar uma máquina para aplicar tampas roscadas a recipientes que ultrapasse os problemas da técnica anterior.

De acordo com a presente invenção, este objetivo é alcançado através de uma máquina que tem as características que compõem o assunto da Reivindicação 1.

As reivindicações formam uma parte integrante da divulgação fornecida em relação à invenção.

Breve descrição dos desenhos A presente invenção será descrita agora em detalhe com referência aos desenhos em anexo, disponibilizados meramente a título de exemplo não limitativo, em que: a Figura 1 é uma vista de lado esquemática de uma máquina para aplicar tampas roscadas a recipientes, e - as Figuras 2 e 3 são vistas mais detalhadas das peças indicadas pela seta II na Figura 1.

Descrição detalhada da invenção

Relativamente à Figura 1, o número 10 indica uma máquina para aplicar tampas roscadas a recipientes C, como por exemplo frascos ou outros semelhantes. A máquina 10 compreende uma coluna central 12 rotativa sobre um eixo vertical A. A coluna central 12 é portadora de uma torre 14 equipada com uma pluralidade de meios para prender os recipientes C. Os meios para prender os recipientes C são conhecidos per se e podem ser de vários tipos dependendo do tipo de recipientes C. Geralmente, os meios de preensão dos frascos devem assegurar uma retenção radial e axial do frasco e devem também ter um elemento antirrotação que impeça a rotação do frasco sobre o seu eixo vertical.

No exemplo ilustrado, a torre 14 está equipada com uma guia externa 20 e garfos 22 configurados para receber os gargalos respetivos dos recipientes C, e equipados com os respetivos elementos antirrotação. Pretende-se que o sistema representado nas figuras seja apenas um exemplo de possíveis meios de preensão e que a invenção seja aplicável a qualquer outro sistema para prender os recipientes C.

Como ilustrado mais detalhadamente nas Figuras 2 e 3, os recipientes C são fornecidos com uma rosca externa 16 configurada para receber uma tampa roscada. Na base da rosca 16 dos recipientes C é formado uma orla saliente na direção radial 18 .

Relativamente à Figura 1, a máquina 10 compreende uma pluralidade de cabeças de aparafusamento 24. Cada cabeça de aparafusamento 24 está posicionada acima dos respetivos meios de preensão dos recipientes C. Cada cabeça de aparafusamento 24 compreende um veio 26 que suporta um elemento de preensão da tampa 28 na sua extremidade mais baixa. Cada cabeça de aparafusamento 24 tem um motor elétrico respetivo 30 que dá um movimento de rotação ao veio 2 6 sobre um respetivo eixo longitudinal B. O membro de preensão da tampa 28 é provido de um movimento de rotação sobre o eixo B e um movimento de translação no sentido do eixo B. O movimento de rotação e o movimento de translação estão sincronizados um com o outro, para que durante a operação as tampas presas pelos elementos de preensão 28 sejam providos com um movimento de aparafusamento. O movimento linear no sentido do eixo B do elemento de preensão da tampa 28 pode ser obtido por meio de um excêntrico mecânico ou eletrónico. A estrutura e o funcionamento das cabeças de aparafusamento 24 são conhecidos per se, mesmo e não requerem uma descrição mais detalhada visto que estão para além do âmbito da presente invenção. O binário máximo aplicado ao elemento de preensão da tampa 28 é limitado pela corrente fornecida ao motor 30.

Relativamente às Figuras 2 e 3, o elemento de preensão da tampa 28 de cada cabeça de aparafusamento 24, tem uma sede na forma de um tronco cónico 32 configurada para receber e reter uma tampa respetiva 34. A tampa 34 tem uma respetiva rosca interna 36 que é concebida para se unir com a rosca externa 16 do respetivo recipiente C. A máquina 10, de acordo com a presente invenção, compreende um sistema de visão 38 que é utilizado para detetar a posição angular das roscas 16 dos recipientes C e a posição angular das roscas 36 das tampas 34. Mais precisamente, o sistema de visão 38 é utilizado para detetar a posição angular dos pontos de inicio das roscas 16 e 36. O sistema de visão 38 pode compreender um primeiro dispositivo de visão 40 (Figura 2) para detetar a posição angular do ponto de inicio da rosca externa 16 de um recipiente C, e um segundo dispositivo de visão 42 (Figura 3) para detetar a posição angular do ponto de inicio da rosca interna 36, de uma tampa 34 segura pelo elemento de preensão 28. Cada dispositivo de visão 40 e 42 pode ser associado com um respetivo iluminador 44 e 46 disposto para iluminar a respetiva área da visão.

Como ilustrado nas Figuras 2 e 3, os dispositivos de visão 40, 42 e os iluminadores respetivos 44 e 46 podem ser instalados fora da torre 14. Alternativamente, os dispositivos de visão 40, 42 podem ser alinhados axialmente com as tampas 34 e os recipientes C. O sistema de visão 38 está numa posição fixa e deteta imagens das roscas 16 e 36 dos recipientes C e das tampas 34 que, periodicamente, passam na frente do sistema de visão 38. As imagens gravadas pelo sistema de visão 28 são enviadas para uma unidade de controlo eletrónica, indicada esquematicamente com o número 48 na Figura 1. A unidade de controlo eletrónica 48 tem um algoritmo que analisa as imagens detetadas pelos dispositivos de visão 40 e 42, e determina a posição angular em relação a um sistema de referência do ponto de início da rosca externa 16 do recipiente C, e do ponto de início da rosca interna 36 da tampa correspondente 34. A unidade de controlo eletrónica 48 é configurada para comandar os motores elétricos 30 das cabeças de aparafusamento 24, para fazer um ajustamento da posição angular das tampas 34 de acordo com a informação acerca da posição angular detetada das roscas 16 e 36. O ajustamento da posição angular das tampas 34 consiste numa rotação sobre o eixo B dos elementos de preensão 28. Este ajustamento pode ser realizado antes de aplicar as tampas 34 aos respetivos recipientes C.

Alternativamente, o ajustamento da posição angular das tampas pode ser realizado depois das tampas 34 terem sido colocadas nas roscas 16 dos respetivos recipientes C. Neste caso, é aplicado a cada tampa 34 um curso angular igual à soma do ângulo de aparafusamento das tampas e do ângulo de deslocamento entre a rosca da tampa e a rosca do recipiente. A finalidade do movimento de ajustamento é dispor as tampas 34 em relação aos recipientes C, para que as roscas 36 das tampas 34 estejam numa posição angular predefinida relativamente às roscas 16 dos respetivos recipientes C.

Partindo da posição em que as tampas 34 são justapostas aos recipientes C com as roscas 36 e 16, numa posição angular predeterminada, os motores 30 aplicam uma rotação angular sobre o eixo B, com uma amplitude predeterminada, aos respetivos elementos de preensão 28. Desta forma, o curso de aparafusamento das tampas 34 é determinado com base num critério geométrico em vez de em função do binário de aparafusamento. Isto permite que seja obtida uma maior precisão de aparafusamento e evitar defeitos no fecho dos recipientes devido a um binário de fecho excessivo ou insuficiente.

Paralelamente ao controlo dos motores 30 com base num curso de aparafusamento predeterminado, a unidade de controlo eletrónica 48 pode também efetuar uma deteção do binário de aparafusamento aplicado às tampas 34 através de um qualquer método conhecido de deteção de binário. A unidade de controlo eletrónica 48 pode ser programada para variar o curso de aparafusamento em relação ao valor predefinido estabelecido, caso o binário de fecho medido seja insuficiente ou excessivo. 0 sistema de visão 38 é capaz de reconhecer as roscas 36 de tampas com diferentes tamanhos, diferentes cores e diferentes números de fios de rosca (de 1 a n fios de rosca) . 0 sistema de visão 38 pode também reconhecer interrupções das roscas e os setores da rosca com inclinação zero. 0 sistema de visão 38 pode igualmente detetar a rosca de recipientes de vidro ou de plástico transparentes.

Naturalmente, sem prejuízo do princípio da invenção, os detalhes de construção e as incorporações podem variar amplamente relativamente aos descritos e ilustrados, sem sair do âmbito da invenção conforme definida pelas reivindicações seguintes.

DOCUMENTOS REFERIDOS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de documentos referidos pelo autor do presente pedido de patente foi elaborada apenas para informação do leitor. Não é parte integrante do documento de patente europeia. Não obstante o cuidado na sua elaboração, o IEP não assume qualquer responsabilidade por eventuais erros ou omissões.

Documentos de patente referidos na descrição • EP 1491490 Al [0007] • US 20110083405 Al [0008] • JP 2000327086 A [0010]

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Máquina para aplicar tampas roscadas a recipientes, compreendendo: - meios de preensão (20 e 22) configurados para segurar respetivos recipientes (C) , - pelo menos uma cabeça de aparafusamento (24) incluindo um elemento de preensão (28) configurado para segurar uma tampa respetiva (34), - pelo menos um motor elétrico (30) associado à referida cabeça de aparafusamento (24) e configurado para controlar um movimento de rotação do elemento de preensão mencionado (28) sobre um eixo longitudinal (B) , em que o referido elemento de preensão (28) é provido com um movimento de translação ao longo do eixo longitudinal mencionado (B), sincronizado com o movimento de rotação de modo que durante a operação, o referido elemento de preensão (28) se mova ao longo de um trajeto de aparafusamento, - um sistema de visão (38) configurado para detetar imagens das tampas (34) seguras pelo referido elemento de preensão (28) e fios de rosca (16) dos recipientes (C), e - uma unidade de controlo eletrónica (48) configurada para processar as imagens mencionadas e para determinar a posição angular do ponto de inicio da rosca (16) dos recipientes (C) e a posição angular do ponto de inicio da rosca (36) das tampas (34) e para controlar um ajustamento da posição angular das tampas (34) para realizar o aparafusamento das tampas (34) nos recipientes respetivos (C) com as roscas respetivas (16 e 36) dispostas numa posição relativa predefinida. caracterizada por o referido sistema de visão (38) compreender um primeiro dispositivo de visão (40) para detetar imagens das roscas (16) dos recipientes (C) e um segundo dispositivo de visão (42) para detetar imagens das roscas (36) das tampas (34).
2. Máquina de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os referidos dispositivos de visão (40 e 42) estarem associados com iluminadores respetivos (44 e 46) dispostos para iluminar as respetivas zonas da visão dos dispositivos de visão mencionados (40 e 42)
3. Máquina de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a referida unidade de controlo eletrónica (48) estar configurada para processar as imagens detetadas pelo dispositivo de visão mencionado, para determinar a posição angular do ponto de inicio da rosca (16) de um recipiente (C) e a posição angular do ponto de inicio da rosca (36) de uma tampa respetiva (34) relativamente a um sistema de referência comum.
4. Máquina de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a referida unidade de controlo eletrónica (48) estar também configurada para controlar o motor elétrico mencionado (30) da cabeça de aparafusamento referida (24) de acordo com a informação do binário de aparafusamento.