RU2220888C2

RU2220888C2 - Device for group stacking of articles

Info

Publication number: RU2220888C2
Application number: RU2001122767/13A
Authority: RU
Inventors: А.С. Горлатов; Е.Н. Шадрина
Original assignee: Калининградский государственный технический университет
Priority date: 2001-08-13
Filing date: 2001-08-13
Publication date: 2004-01-10

Abstract

FIELD: packing facilities. SUBSTANCE: proposed device for group stacking of articles contains rotor installed on shaft, additional shafts secured on rotor in parallel with its shaft and furnished with periodical rotation drive, cam-and-lever mechanisms whose driving cams are rigidly secured on corresponding additional shafts and outlet members are made for movement in plane square to longitudinal axis of rotor shaft by means of additional shafts and cam-and-lever mechanisms and rigidly fastened on said outlet members. Working profile of each driving cam on sections of forward and backward travel of pusher is made in from of Archimedean spiral and it has constant radius- vector on section separating two above-indicated sections. Outlet member of each cam-and- lever mechanism is made in form of rocker mounted on axle parallel to rotor shaft and coupled with cam pusher through connecting rod, said axle being rigidly secured on rotor. EFFECT: improved quality of stacking and increased capacity of device. 5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к упаковочному оборудованию и может быть использовано преимущественно в рыбоконсервном и пресервном производствах для укладки банок в ящики и на поддоны. The invention relates to packaging equipment and can be used mainly in canning and canning industries for packing cans in boxes and on pallets.

Известно устройство для укладки штучных предметов в тару (авт. св. СССР 878654, опубл. в Б.И., 1981. - 41), содержащее питатель предметов, укрепленный на горизонтальном валу ротор с радиальными поворотными захватами, укрепленными на дополнительных валах, механизмы для сообщения захватам возвратно-поступательного движения перпендикулярно оси, параллельной валу ротора, опорное приспособление для тары и привод. A device for laying piece objects in containers (ed. St. USSR 878654, publ. In B.I., 1981. - 41), containing a feeder items mounted on a horizontal shaft rotor with radial rotary grips, mounted on additional shafts, mechanisms for communication to the captures of the reciprocating movement perpendicular to the axis parallel to the rotor shaft, the support device for the container and the drive.

Основным недостатком данного устройства является то, что усложнена реализация движения захвата после укладки предметов в тару. При выходе из ящика захват совершает сложное движение: вращательное (поворот на 360^o) относительно оси соответствующего дополнительного вала и возвратно-поступательное перпендикулярно оси, параллельной валу ротора. При выходе из ящика и последующем возвращении в рабочее положение захват движется по сложной траектории, осуществление которой значительно ограничивает его скорость. Это приводит к увеличению периода рабочего цикла и снижению производительности устройства.The main disadvantage of this device is that it is complicated to implement the capture movement after placing objects in a container. When leaving the box, the gripper makes a complex movement: rotational (360 ^o rotation) relative to the axis of the corresponding additional shaft and reciprocating perpendicular to the axis parallel to the rotor shaft. When leaving the box and then returning to the working position, the gripper moves along a complex path, the implementation of which significantly limits its speed. This leads to an increase in the period of the working cycle and lower productivity of the device.

Известно также устройство для групповой укладки изделий, содержащее установленный на горизонтальном валу ротор, дополнительные валы, закрепленные на роторе параллельно его валу и снабженные приводом периодического вращения, кулачково-рычажные механизмы, ведущие кулачки которых жестко закреплены на соответствующих дополнительных валах, а выходные звенья выполнены с возможностью сложного движения в плоскости, перпендикулярной продольной оси вала ротора, захваты, кинематически связанные с валом ротора посредством дополнительных валов и кулачково-рычажных механизмов и жестко закрепленные на выходных звеньях механизмов (патент РФ 2142391, опубл. в Б.И., 1999. - 34 - прототип). Данное устройство является средством того же назначения, что и предлагаемое изобретение. A device for group stacking of products is also known, comprising a rotor mounted on a horizontal shaft, additional shafts mounted on the rotor parallel to its shaft and provided with a periodic rotation drive, cam-lever mechanisms, the drive cams of which are rigidly fixed to the respective additional shafts, and the output links are made with the possibility of complex movement in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the rotor shaft, grips kinematically connected with the rotor shaft by means of additional shafts in and cam-lever mechanisms and rigidly fixed to the output links of the mechanisms (RF patent 2142391, publ. in BI, 1999. - 34 - prototype). This device is a tool for the same purpose as the invention.

Основным недостатком прототипа является то, что в начале выхода захвата из ящика он контактирует со стенкой ящика, обращенной к ротору. В результате взаимодействия захвата с ящиком имеют место внецикловые потери рабочего времени (простои устройства, связанные с устранением брака). Упомянутое контактирование имеет место, поскольку захват после укладки изделий в ящик начинает двигаться по кривой, направленной вверх и в сторону ротора. Контактирование особенно ощутимо после укладки первых слоев изделий, когда захват заходит глубоко в ящик. Незначительное контактирование захвата с ящиком при укладке верхних слоев изделий (например, четвертого, пятого и шестого) также приводит к деформированию ящика и снижению качества укладки. The main disadvantage of the prototype is that at the beginning of the output of the capture from the box, it contacts the box wall facing the rotor. As a result of the interaction of the capture with the box, there are off-cycle losses of working time (device downtime associated with the elimination of marriage). Mentioned contacting takes place, since the capture after laying the products in the box begins to move along a curve directed up and towards the rotor. Contacting is especially noticeable after laying the first layers of products, when the capture goes deep into the box. Insignificant contacting of the gripper with the box when laying the upper layers of the product (for example, the fourth, fifth and sixth) also leads to deformation of the box and a decrease in the quality of laying.

Задачей настоящего изобретения является повышение качества укладки и производительности. An object of the present invention is to improve styling quality and productivity.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для групповой укладки предметов, содержащем установленный на горизонтальном валу ротор, дополнительные валы, закрепленные на роторе параллельно его валу и снабженные приводом периодического вращения, кулачково-рычажные механизмы, ведущие кулачки которых жестко закреплены на соответствующих дополнительных валах, а выходные звенья выполнены с возможностью движения в плоскости, перпендикулярной продольной оси вала ротора, и захваты, кинематически связанные с валом ротора посредством дополнительных валов и кулачково-рычажных механизмов и жестко закрепленные на упомянутых выходных звеньях, рабочий профиль каждого ведущего кулачка на участках прямого и обратного хода толкателя выполнен в виде спирали Архимеда, а на участке, разделяющем два вышеуказанных, имеет постоянный радиус-вектор, выходное звено каждого кулачково-рычажного механизма выполнено в виде коромысла, смонтированного на оси, параллельной валу ротора, и связанного с толкателем кулачка посредством шатуна, при этом упомянутая ось жестко закреплена на роторе. The solution to this problem is achieved by the fact that in the device for group stacking of objects containing a rotor mounted on a horizontal shaft, additional shafts mounted on the rotor parallel to its shaft and equipped with a periodic rotation drive, cam-lever mechanisms, the leading cams of which are rigidly fixed to the respective additional shafts and the output links are arranged to move in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the rotor shaft, and the grips kinematically connected with the rotor shaft along by means of additional shafts and cam-lever mechanisms and rigidly fixed on the mentioned output links, the working profile of each drive cam in the forward and reverse plunger sections is made in the form of an Archimedes spiral, and on the section separating the two above, has a constant radius vector, the output link of each cam-lever mechanism is made in the form of a beam mounted on an axis parallel to the rotor shaft and connected to the cam follower by means of a connecting rod, while the said axis is rigidly fixed hen on the rotor.

Каждое коромысло выполнено двуплечим, при этом одно плечо коромысла шарнирно связано с шатуном, а захват закреплен на другом плече. Each rocker arm is made of two shoulders, while one arm of the rocker arm is pivotally connected to the connecting rod, and the gripper is mounted on the other shoulder.

Закон движения выходного звена удовлетворяет зависимости:

где β - текущий угол поворота выходного звена, отсчитываемый от линии центров вращения кулачка и качания коромысла;
d - расстояние между центром качания выходного звена и шарниром, связывающим шатун с толкателем, при положении последнего на границе прямого и обратного хода;
l - длина шатуна;
b - длина плеча выходного звена;
х - приращение пути толкателя: при прямом ходе d + х; при обратном ходе d+ s - х;
s - максимальный ход толкателя, s = ∑ x.
Кулачки снабжены центрально расположенными толкателями, подвижно сопряженными с направляющими, жестко закрепленными на роторе.The law of movement of the output link satisfies the dependencies:

where β is the current angle of rotation of the output link, counted from the line of centers of rotation of the cam and rocker rocker;
d is the distance between the center of swing of the output link and the hinge connecting the connecting rod with the pusher, when the latter is at the border of the forward and reverse stroke;
l is the length of the connecting rod;
b - shoulder length of the output link;
x - increment of the pusher path: with a forward stroke d + x; at the return stroke d + s - x;
s is the maximum stroke of the pusher, s = ∑ x.
The cams are equipped with centrally located pushers movably mated to guides rigidly mounted on the rotor.

В каждом кулачково-рычажном механизме плоскости осей вращения кулачка и качания коромысла совпадают с плоскостью толкателя. In each cam-lever mechanism, the planes of the axes of rotation of the cam and rocker rocker coincide with the plane of the pusher.

Заявляемое устройство отличается от прототипа иной формой связи захватов с валом ротора, а также иной формой выполнения выходных звеньев, несущих захваты. The inventive device differs from the prototype in a different form of connection of the grippers with the rotor shaft, as well as in a different form of output links carrying grippers.

В отличие от прототипа, в котором выходные звенья, несущие захваты, совершают сложные движения (при движении их относительно ротора), так как они шарнирно связаны непосредственно с толкателями соответствующих кулачков, в предлагаемом устройстве каждое выходное звено, несущее захват, выполнено в виде коромысла, связанного с толкателем соответствующего кулачка посредством шатуна и совершающего простое возвратно-поворотное движение относительно оси, закрепленной на роторе. Наличие шатуна между толкателем и коромыслом, несущим захват, является отличием заявляемого устройства от прототипа по форме связи захватов с валом ротора. При такой кинематической связи обеспечивается движение захвата относительно ротора по дуге постоянного радиуса, при котором исключается его взаимодействие с ящиком. Кроме того, выполнение профиля ведущего кулачка на участке движения толкателя в виде спирали Архимеда обеспечивает быстрое нарастание скорости захвата при выходе его из ящика и последующее его равномерное движение. Такой характер перемещения захвата также способствует его бесконтактному выходу из ящика. Наличие между упомянутыми участками профиля кулачка участка с постоянным радиус-вектором обеспечивает выстаивание захвата после прямого хода (после поворота на заданный угол) до начала обратного хода. Этим достигается бесконтактное прохождение захвата мимо опорного приспособления для тары. In contrast to the prototype, in which the output links carrying the grippers make complex movements (when moving relative to the rotor), since they are pivotally connected directly to the pushers of the respective cams, in the proposed device, each output link bearing the gripper is made in the form of a rocker arm, connected to the pusher of the corresponding cam by means of a connecting rod and performing a simple reciprocating motion about an axis fixed to the rotor. The presence of a connecting rod between the pusher and the yoke bearing the gripper is the difference between the claimed device and the prototype in the form of coupling grippers with the rotor shaft. With such a kinematic connection, the capture movement relative to the rotor along an arc of constant radius is provided, at which its interaction with the box is excluded. In addition, the implementation of the profile of the leading cam in the area of movement of the pusher in the form of a spiral of Archimedes provides a rapid increase in the capture speed when it leaves the box and its subsequent uniform movement. This nature of the movement of the capture also contributes to its non-contact exit from the box. The presence between the sections of the cam profile of the section with a constant radius vector ensures the holding of the grip after the forward stroke (after rotation by a predetermined angle) before the start of the reverse stroke. This achieves contactless passage of the capture past the supporting device for containers.

Выполнение коромысла, несущего захват, двуплечим удовлетворяет требованию технологичности компоновки захвата в составе ротора. При переносе предметов от питателя к ящику пальцы захвата занимают радиальное положение относительно ротора, при этом плоскость размещения пальцев совпадает с плоскостью соответствующего толкателя и плоскостью центров поворотного движения кулачка и коромысла. Это способствует бесконтактному входу захвата с предметами в наполняемый ящик. The implementation of the rocker bearing the capture, two shoulders satisfies the requirement of manufacturability of the layout of the capture in the rotor. When transferring objects from the feeder to the box, the gripping fingers occupy a radial position relative to the rotor, while the plane of the fingers coincides with the plane of the corresponding pusher and the plane of the centers of the rotary movement of the cam and rocker. This contributes to the contactless entry of the capture with objects into the filled box.

Формула (1) представляет собой функцию положения выходного звена предложенного кулачково-рычажного механизма. Наличие аналитической зависимости дает возможность для расчета перемещения захвата с высокой степенью точности. Это, в конечном счете, важно для повышения качества укладки предметов в тару. Formula (1) is a function of the position of the output link of the proposed cam-lever mechanism. The presence of analytical dependence makes it possible to calculate the movement of the capture with a high degree of accuracy. This, ultimately, is important to improve the quality of packing items in containers.

Центральное расположение толкателей ведущих кулачков дает возможность для реализации равновеликих законов движения при прямом и обратном ходах выходных звеньев с захватами. Кроме того, кулачки с центральным расположением толкателей при прочих равных условиях имеют более благоприятную функцию углов давления (более благоприятную функцию силовой работоспособности). The central location of the pushers of the leading cams makes it possible to implement equal-sized laws of motion with forward and reverse strokes of the output links with grippers. In addition, cams with a central location of the pushers, ceteris paribus, have a more favorable function of pressure angles (a more favorable function of power performance).

Расположение толкателя и осей вращения кулачка и качания коромысла в одной плоскости значительно упрощает компоновку каждого из механизмов в системе вращающегося ротора, упрощает переналадку и обслуживание устройства. При такой геометрии каждый механизм имеет минимальные габариты, легко выписывается и встраивается в площадь окружности ротора. The location of the pusher and the axes of rotation of the cam and rocker rocker in one plane greatly simplifies the layout of each of the mechanisms in the system of a rotating rotor, simplifies readjustment and maintenance of the device. With this geometry, each mechanism has minimal dimensions, is easily written out and built into the circumference of the rotor.

Обоснование преимуществ заявляемого устройства показывает, что улучшение качества укладки предметов и повышение производительности достигается в результате выполнения выходного звена каждого кулачково-рычажного механизма в виде коромысла, совершающего возвратно-поворотные движения с выстоем между интервалами движения прямого и обратного ходов. Решению поставленной задачи способствует также выполнение рабочих профилей ведущих кулачков в виде спирали Архимеда и оптимальная компоновка звеньев и кинематических пар кулачково-рычажных механизмов в системе ротора устройства. The justification of the advantages of the claimed device shows that improving the quality of laying objects and increasing productivity is achieved as a result of the output link of each cam-lever mechanism in the form of a rocker arm performing reciprocating movements with a dwell between the intervals of forward and reverse strokes. The solution of this problem is also facilitated by the implementation of the working profiles of the leading cams in the form of an Archimedes spiral and the optimal arrangement of links and kinematic pairs of cam-lever mechanisms in the rotor system of the device.

Предлагаемое устройство для групповой укладки предметов поясняется чертежами. The proposed device for group packing of objects is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображено устройство, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - то же, вид слева; на фиг.4 - то же, вид справа; на фиг.5 - то же, вид сзади; на фиг.6 - кулачково-рычажный механизм захвата; на фиг.7 - схема механизма к определению законов движения. In FIG. 1 shows a device, front view; figure 2 is the same, a top view; figure 3 is the same, left view; figure 4 is the same, right view; figure 5 is the same, rear view; figure 6 - cam-lever gripping mechanism; 7 is a diagram of a mechanism for determining the laws of motion.

Устройство содержит ротор 1, укрепленный на горизонтальном валу 2, с радиальными захватами 3, питатель 4 предметов, опору 5 для тары и привод 6. Каждый захват 3 жестко закреплен на конце двуплечего коромысла 7, которое в средней части шарнирно соединено с ротором. Другое плечо коромысла шарнирно соединено с шатуном 8, свободный конец которого шарнирно связан с толкателем 9 ведущего кулачка 10. Кулачок закреплен на соответствующем дополнительном валу 11, который расположен параллельно валу 2 ротора 1 и смонтирован в подшипниковых опорах, расположенных внутри ротора. На конце вала 11 размещены фиксатор 12 для взаимодействия с тормозным диском 13 и шестерня 14 для взаимодействия с зубчатым сектором 15. При этом, тормозной диск закреплен на опоре 16 (фиг.1 и 5) вала ротора 1, а зубчатый сектор 15 смонтирован на диске. The device comprises a rotor 1 mounted on a horizontal shaft 2, with radial grippers 3, a feeder 4 objects, a support 5 for containers and a drive 6. Each gripper 3 is rigidly fixed to the end of the two-shouldered rocker arm 7, which in the middle part is pivotally connected to the rotor. The other arm of the beam is pivotally connected to the connecting rod 8, the free end of which is pivotally connected to the pusher 9 of the driving cam 10. The cam is mounted on the corresponding additional shaft 11, which is parallel to the shaft 2 of the rotor 1 and mounted in bearing bearings located inside the rotor. At the end of the shaft 11 there is a latch 12 for interacting with the brake disc 13 and a gear 14 for interacting with the gear sector 15. Moreover, the brake disc is mounted on the support 16 (Figs. 1 and 5) of the rotor shaft 1, and the gear sector 15 is mounted on the disc .

Захват 3 выполнен вилкообразным и закреплен на стержне 17 (фиг.5 и 6), который жестко соединен с концом плеча коромысла 7, выходящим за пределы ротора 1. Пальцы захвата 3 расположены относительно стержня 17 под прямым углом. Расположение коромысла 7 и стержня 17 в пространстве таково, что пальцы в рабочем положении захвата направлены нормально поверхности ротора 1. Рабочий профиль кулачка 10 на участках удаления (прямой ход) и приближения (обратный ход) толкателя 9 выполнен в виде спирали Архимеда, причем между упомянутыми участками расположен участок с постоянным максимальным радиус-вектором. Рабочее положение захвата 3 соответствует положению толкателя 9 при минимальном радиус-векторе кулачка. Фиксатор 12 выполнен в виде тормозной колодки со сквозным отверстием для посадки на вал 11, причем колодка имеет фасонный вырез, радиус кривизны которого равен радиусу тормозного диска 13, а в теле колодки по периметру сквозного отверстия имеются сквозные пазы для шлицевых зубьев вала 11. На фиксаторе 12 со стороны его фасонного выреза смонтирован приводной ролик для взаимодействия с пазом 18 тормозного диска 13. Рабочая поверхность тормозного диска 13 имеет форму круглого цилиндра, паз 18 (фиг.4 и 6) для роликов фиксаторов выполнен в теле диска по его рабочей поверхности, а профиль паза выполнен криволинейным. При этом один участок паза соответствует интервалу поворота дополнительных валов 11 с кулачками 10 на угол, равный 360^o, а другой участок - интервалу движения захвата в рабочем положении. Первый участок паза 18 совмещен с зубчатым сектором 15, при этом зубчатый сектор прикреплен к тормозному диску 13 со стороны, противоположной ротору 1. Тормозной диск 13 имеет центральное отверстие, служащее для свободного прохода вала 2 ротора 1, и сквозные вырезы в виде дуг для крепления диска к опоре 16 с возможностью поворота его при монтаже и наладке.The gripper 3 is fork-shaped and mounted on the rod 17 (FIGS. 5 and 6), which is rigidly connected to the end of the arm of the rocker arm 7 that extends beyond the rotor 1. The fingers 3 are located relative to the rod 17 at right angles. The arrangement of the rocker arm 7 and the rod 17 in space is such that the fingers in the working position of the grip are directed normally to the surface of the rotor 1. The working profile of the cam 10 in the areas of removal (forward stroke) and approximation (reverse stroke) of the pusher 9 is made in the form of an Archimedes spiral, between In sections, a section with a constant maximum radius vector is located. The working position of the gripper 3 corresponds to the position of the pusher 9 with a minimum radius vector of the cam. The latch 12 is made in the form of a brake shoe with a through hole for landing on the shaft 11, and the shoe has a shaped cut-out, the radius of curvature of which is equal to the radius of the brake disc 13, and in the body of the shoe along the perimeter of the through hole there are through grooves for the splined teeth of the shaft 11. On the lock 12, a drive roller is mounted on the side of its shaped cutout for interacting with the groove 18 of the brake disk 13. The working surface of the brake disk 13 has the shape of a round cylinder, the groove 18 (Figs. 4 and 6) for the clips of the clips is made in the body of the disk on about the working surface, and the groove profile is made curved. In this case, one section of the groove corresponds to the interval of rotation of the additional shafts 11 with the cams 10 by an angle equal to 360 ^o , and the other section corresponds to the interval of movement of the capture in the working position. The first section of the groove 18 is aligned with the toothed sector 15, while the toothed sector is attached to the brake disk 13 from the side opposite to the rotor 1. The brake disk 13 has a central hole serving for free passage of the shaft 2 of the rotor 1, and through cutouts in the form of arcs for mounting the disk to the support 16 with the possibility of rotation during installation and commissioning.

Пальцы захватов 3 и стержни 17 выполнены трубчатыми из материала с малой массовой плотностью, при этом полости пальцев и стержня 17 каждого захвата сообщаются между собой. Пальцы захватов 3 снабжены вакуум-присосами 19, выполненными из эластичного материала. Полости пальцев связаны с источником вакуума через пустотелый стержень 17 посредством герметичной трубки, закрепленной скобами на коромысле 7 и валу 2 ротора 1, и коллектора 20. Подшипниковые опоры дополнительных валов 11 смонтированы на радиально расположенных спицах, жестко связанных с валом 2 ротора 1, при этом опоры имеют в основаниях продольные вырезы для болтов и укреплены на спицах с возможностью перемещения их в радиальном направлении. Этим обеспечивается регулировка расстояния между продольной осью вала 2 ротора 1 и продольной осью каждого из дополнительных валов 11 при наладке устройства. В цилиндрической стенке ротора 1 имеются сквозные вырезы 21, через которые проходят захваты 3 при выполнении ими прямых и обратных ходов. Фиксаторы 12 и шестерни 14 закрыты защитным кожухом 22 цилиндрической формы, который днищем крепится к опоре 16 вала 2 ротора 1. The fingers of the grippers 3 and the rods 17 are made tubular of a material with a low mass density, while the cavities of the fingers and the rod 17 of each gripper communicate with each other. The fingers of the grippers 3 are equipped with vacuum suction cups 19 made of elastic material. The finger cavities are connected to the vacuum source through the hollow shaft 17 by means of a sealed tube fixed with brackets on the beam 7 and the rotor shaft 1 2, and the manifold 20. The bearing supports of the additional shafts 11 are mounted on radially spokes rigidly connected to the rotor shaft 2 2, while the supports have longitudinal cutouts for the bolts in the bases and are mounted on the spokes with the possibility of moving them in the radial direction. This ensures the adjustment of the distance between the longitudinal axis of the shaft 2 of the rotor 1 and the longitudinal axis of each of the additional shafts 11 when setting up the device. In the cylindrical wall of the rotor 1 there are through cutouts 21 through which the grippers 3 pass when they perform forward and reverse strokes. The latches 12 and gears 14 are closed by a protective casing 22 of a cylindrical shape, which is attached to the bottom to the support 16 of the shaft 2 of the rotor 1.

Питатель 4 состоит из накопителя 23 (фиг.2), формирователя 24 и ворошителя 25 предметов. Накопитель изделий выполнен в виде прямоугольного стола с полированной плоской рабочей поверхностью, укрепленного с наклоном в сторону формирователя 24 предметов. При этом стол закреплен с возможностью регулирования его высоты при помощи винтовых муфт. Формирователь 24 ряда предметов выполнен в виде вилки, основание которой состыковано с накопителем 23 и закреплено на его раме. Каждый палец формирователя состоит из двух перпендикулярно расположенных одна относительно другой направляющих, горизонтальной и вертикальной. При этом рабочие поверхности горизонтальных направляющих всех пальцев формирователя расположены в одной плоскости, нормальной поверхности ротора, причем в теле горизонтальных направляющих выполнены сквозные фигурные вырезы для прохода вакуум-присосов 19, смонтированных на пальцах захватов 3. Формирователь 24 укреплен с возможностью установки его на различной высоте по нормали относительно поверхности ротора 1. Для этого вилка выполнена поворотной относительно оси крепления ее на раме накопителя 23, а стыковка пальцев формирователя с накопителем предметов выполнена подвижной в направлении от накопителя к ротору, и наоборот. Каждая пара соседних пальцев формирователя 24 образует "ручей" для предметов. На концах пальцев формирователя укреплены фигурные упоры для предметов (по два упора на каждый "ручей"). Один из упоров в каждом "ручье" снабжен датчиком наличия предметов. При этом, все датчики соединены последовательно и сблокированы системой автоматического управления с приводом 6 устройства для подвода захватов 3 к формирователю 24 только при наличии в "ручьях" последнего полного комплекта предметов. The feeder 4 consists of a drive 23 (figure 2), the shaper 24 and the agitator 25 items. The storage device is made in the form of a rectangular table with a polished flat work surface, fortified with an inclination towards the former 24 items. At the same time, the table is fixed with the possibility of adjusting its height using screw couplings. The shaper 24 of a number of objects is made in the form of a fork, the base of which is docked with the drive 23 and mounted on its frame. Each shaper finger consists of two guides perpendicular to one another, horizontal and vertical. At the same time, the working surfaces of the horizontal guides of all the shaper fingers are located in one plane, the normal surface of the rotor, and in the body of the horizontal guides there are made through curly cuts for the passage of vacuum suction cups 19 mounted on the fingers of the grippers 3. The shaper 24 is mounted with the possibility of installing it at different heights normal to the surface of the rotor 1. For this, the fork is made rotatable relative to the axis of its attachment to the frame of the drive 23, and the docking of the fingers of the shaper with on opitelem objects is movable in a direction away from the drive to the rotor, and vice versa. Each pair of adjacent fingers of the shaper 24 forms a "stream" for objects. At the ends of the shaper's fingers, figured stops for objects are strengthened (two stops for each "stream"). One of the stops in each "stream" is equipped with a sensor for the presence of objects. Moreover, all the sensors are connected in series and blocked by an automatic control system with a drive 6 of the device for supplying the grippers 3 to the former 24 only in the presence of the last complete set of items in the "streams".

Для исключения остановки ротора в период после захвата предметов вакуум-присосами и снятия их с формирователя до окончания формирования нового ряда предметов предусмотрен конечный выключатель. Последний вмонтирован в боковину паза 18, нормально замкнутые контакты выключателя соединены параллельно с контактами датчиков наличия предметов. Над входной частью формирователя 24 перпендикулярно его пальцам установлена подпружиненная планка 26. Она служит для предотвращения опрокидывания предметов, находящихся на накопителе, но контактирующих с крайними предметами в "ручьях" формирователя, при подъеме комплекта предметов вакуум-присосами. Ворошитель 25 предметов состоит из двух параллельных реек, расположенных вдоль боковых кромок накопителя 23. Возвратно-поворотное движение реек ворошителя, воздействующих на предметы, способствует входу предметов в "ручьи" формирователя. Для обеспечения остановки ротора 1 при работающем электродвигателе привода 6 последний снабжен электромагнитной муфтой 27. To avoid stopping the rotor in the period after the objects are captured by vacuum suction cups and removed from the former until the formation of a new series of objects is completed, a limit switch is provided. The latter is mounted in the side of the groove 18, normally closed contacts of the switch are connected in parallel with the contacts of the sensors of the presence of objects. Above the inlet part of the former 24, a spring-loaded bar 26 is mounted perpendicularly to its fingers. It serves to prevent tipping of objects located on the drive but in contact with extreme objects in the “streams” of the former when lifting the set of objects with vacuum suction cups. The agitator 25 objects consists of two parallel rails located along the lateral edges of the drive 23. The reciprocating movement of the agitator rods acting on the objects, facilitates the entry of objects into the "streams" of the shaper. To ensure that the rotor 1 stops when the drive motor 6 is running, the latter is equipped with an electromagnetic clutch 27.

Звенья 10, 9, 8 и 7 в кинематической связи образуют кулачково-рычажный механизм 28. С коромыслом 7 каждого механизма 28 жестко соединен соответствующий захват 3, причем коромысло смонтировано на оси 29, укрепленной на соответствующей спице ротора 1. Шарнирная связь коромысла 7 с ротором может иметь двоякое конструктивное исполнение: например, ось 29 жестко закреплена на коромысле и образует шарнир со спицей ротора, либо ось 29 жестко закреплена на спице и образует шарнир с коромыслом механизма. Длина плеча 30 коромысла, конец которого шарнирно связан с шатуном 8, выбрана из условия обеспечения угла его размаха, т.е. из условия обеспечения требуемого угла поворота захвата 3 относительно ротора. Это связано с тем, что длина плеча 30 при прочих равных значениях параметров схемы механизма 28 существенно влияет на величину угла размаха захвата 3. Размеры плеча 31, несущего захват, выбраны из условия обеспечения оптимального расстояния от оси вала 2 ротора 1 до центра захвата. При оптимальном значении упомянутого расстояния обеспечивается такая траектория движения захвата при переносе предметов, при которой в момент входа захвата в ящик исключается контакт между ними. Функция положения коромысла 7, т.е. закон движения выходного звена кулачково-рычажного механизма 28, представленного на фиг.7, описывается выражением

где β - угол поворота коромысла 7 в функции перемещения толкателя 9;
d= О₁В - расстояние между центром O₁, качания коромысла 7 и шарниром В, связывающим толкатель 9 с шатуном 8, при минимальном радиус-векторе кулачка 10;
l=ВС - длина шатуна 8; b=СО_l - длина плеча 30 коромысла 7;
±х - приращение пути толкателя 9: +х - при прямом ходе, -х - при обратном ходе;
β₀ - полный угол размаха коромысла 7.The

links

10, 9, 8 and 7 in a kinematic connection form a cam-lever mechanism 28. A corresponding grip 3 is rigidly connected to the beam 7 of each mechanism 28, the beam being mounted on an axis 29 mounted on the corresponding spoke of the rotor 1. The hinged connection of the beam 7 with the rotor may have a twofold design: for example, the axis 29 is rigidly fixed on the beam and forms a hinge with the spoke of the rotor, or the axis 29 is rigidly fixed on the spoke and forms a hinge with the beam of the mechanism. The length of the arm 30 of the rocker arm, the end of which is pivotally connected to the connecting rod 8, is selected from the condition of ensuring the angle of its span, i.e. from the condition of providing the required angle of rotation of the gripper 3 relative to the rotor. This is due to the fact that the length of the arm 30, ceteris paribus, significantly affects the magnitude of the grip swing angle 3. The dimensions of the arm 31 carrying the grip are selected to ensure the optimal distance from the axis of the shaft 2 of the rotor 1 to the center of the grip. At the optimum value of the mentioned distance, such a trajectory of the capture is ensured during the transfer of objects, at which contact between them is excluded at the moment the capture enters the box. Rocker position function 7, i.e. the law of movement of the output link of the cam-lever mechanism 28, shown in Fig.7, is described by the expression

where β is the angle of rotation of the rocker arm 7 as a function of the movement of the pusher 9;
d = O ₁ B is the distance between the center of O ₁ , rocker rocker 7 and the hinge B, connecting the pusher 9 with the connecting rod 8, with a minimum radius vector of the cam 10;
l = BC - connecting rod length 8; b = СО _l - shoulder length 30 of the rocker arm 7;
± x - increment of the pusher path 9: + x - with a forward stroke, -x - with a reverse stroke;
β ₀ - the full angle of swing of the rocker arm 7.

Поскольку профиль кулачка 10 на участках удаления и приближения толкателя 9 выполнен симметричным в виде спирали Архимеда, полный (максимальный) ход толкателя составляет
S=R_max-R_min,
где S - полный ход толкателя в интервале его удаления или приближения;
R_max - максимальный радиус-вектор кулачка;
R_min - минимальный радиус-вектор кулачка.Since the profile of the cam 10 in the areas of removal and proximity of the pusher 9 is made symmetrical in the form of an Archimedes spiral, the full (maximum) stroke of the pusher is
S = R _max -R _min ,
where S is the full stroke of the pusher in the interval of its removal or approximation;
R _max is the maximum radius vector of the cam;
R _min - the minimum radius vector of the cam.

При таком конструктивном выполнении профиля ведущего кулачка 10 его толкатель будет совершать возвратно-поступательное движение с постоянной скоростью. При этом, на границах интервалов прямого и обратного ходов толкатель будет выстаивать. Толкатель 10 каждого кулачково-рычажного механизма 28 подвижно сопряжен с направляющей 32, жестко закрепленной на соответствующей спице ротора 1. Оси вращения кулачка 10 и качания коромысла 7 и толкатель 9 каждого механизма 28 лежат в одной плоскости, параллельной продольной оси вала ротора 1. With such a constructive implementation of the profile of the leading cam 10, its pusher will reciprocate at a constant speed. At the same time, the pusher will stand at the boundaries of the forward and reverse intervals. The pusher 10 of each cam lever mechanism 28 is movably mated to a guide 32 rigidly mounted on the corresponding spoke of the rotor 1. The axis of rotation of the cam 10 and rocker rocker 7 and the pusher 9 of each mechanism 28 lie in one plane parallel to the longitudinal axis of the rotor shaft 1.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Включаются в работу транспортер подачи предметов на накопитель 23 и ворошитель 25, в позицию укладки подается пустой ящик. После образования полного комплекта предметов на формирователе 24 включается в работу привод 6, обеспечивающий вращение ротора 1 с захватами 3 с постоянной скоростью. Пальцы захватов 3, проходя между пальцами формирователя 24, захватывают вакуум-присосами 19 предметы, находящиеся в "ручьях" формирователя, и переносят их в позицию укладки. При вращении ротора 1 приводные ролики фиксаторов 12, перемещаясь в пазу 18 тормозного диска 13, перемещают фиксаторы, на которых они смонтированы, вдоль оси дополнительных валов 11. В позиции укладки зубья шлицев дополнительного вала 11 выходят из зацепления со шлицами фиксатора 12, в результате чего последний перестает запирать захват 3 в рабочем положении. The conveyor for supplying objects to the drive 23 and the agitator 25 are included in the operation, an empty box is fed to the stacking position. After the formation of a complete set of objects on the shaper 24, the drive 6 is turned on, which ensures the rotation of the rotor 1 with the grippers 3 at a constant speed. The fingers of the grippers 3, passing between the fingers of the shaper 24, capture the suction cups 19 objects located in the "streams" of the shaper, and transfer them to the position of laying. When the rotor 1 rotates, the drive rollers of the clamps 12, moving into the groove 18 of the brake disc 13, move the clamps on which they are mounted along the axis of the additional shafts 11. In the laying position, the teeth of the splines of the additional shaft 11 disengage from the splines of the clamp 12, as a result of which the latter stops locking the gripper 3 in the working position.

По окончании выхода шлицев из зацепления шестерня 14 входит в зацепление с зубчатым сектором 15. В вакуум-присосах 19 разрежение сменяется атмосферным давлением и предметы устанавливаются на дно ящика или на расположенный ниже ряд предметов, уже находящихся в ящике. Вал 11 продолжает поворачиваться вместе с ротором 1. При этом, поскольку шестерня 14 взаимодействует с зубчатым сектором 15, обеспечивается поворотом на 360^o укрепленного на валу 11 ведущего кулачка 10. Последний посредством толкателя 9 и шатуна 8 сообщает жестко связанной системе "плечи 30 и 31 коромысла - стержень 17 - захват 3" возвратно-поворотное движение относительно центра качания коромысла с выстоем между интервалами прямого и обратного ходов. В результате этого захват 3 выходит из ящика, проходит мимо опоры 5, не имея контакта с последней, и до подхода к формирователю 24 возвращается в рабочее положение. После поворота кулачка 10 на 360^o, чему соответствует приход захвата 3 в рабочее положение, шестерня 14 перестает взаимодействовать с зубчатым сектором 15, а шлицы фиксатора 12 входят в зацепление с зубьями шлицев вала 11 и захват 3 запирается в рабочее положение.At the end of the splines out of engagement, the gear 14 engages with the gear sector 15. In the vacuum suction cups 19, the vacuum is replaced by atmospheric pressure and the objects are installed on the bottom of the box or on the row of objects located below in the box. The shaft 11 continues to rotate together with the rotor 1. In this case, since the gear 14 interacts with the gear sector 15, it is provided by 360 ^° rotation of the drive cam 10 mounted on the shaft 11. The latter, via the pusher 9 and the connecting rod 8, communicates to the rigidly connected system "shoulders 30 and 31 rocker arm - rod 17 - capture 3 "reciprocating motion relative to the center of swing of the rocker arm with a dwell between the intervals of the forward and reverse strokes. As a result of this, the gripper 3 leaves the box, passes by the support 5, having no contact with the latter, and before approaching the former 24 returns to its working position. After the cam 10 is rotated 360 ^o , which corresponds to the arrival of the gripper 3 in the working position, the gear 14 ceases to interact with the gear sector 15, and the splines of the retainer 12 mesh with the teeth of the splines of the shaft 11 and the gripper 3 is locked in the working position.

При подходе захвата 3 к формирователю 24 ролик фиксатора 12 нажимает на конечный выключатель, вмонтированный в паз 18 тормозного диска 13, и размыкает его контакт. Если формирователь 24 заполнен предметами, ротор 1 продолжает вращение. Если же ряд предметов не сформирован, ротор 1 посредством электромагнитной муфты 27 останавливается при работающем электродвигателе привода 6. По окончании формирования комплекта предметов на формирователе контакты датчиков наличия предметов замыкаются и ротор 1 автоматически включается в работу. Аналогичным образом функционируют с интервалом во времени и другие захваты устройства, обеспечивая групповую укладку предметов в тару. После укладки ряда предметов в ящик опора 5 опускает ящик на расстояние, равное высоте уложенных предметов. После наполнения ящика последний выводится из устройства, сигнализируя о подаче на опору 5 для тары пустого ящика. When the gripper 3 approaches the former 24, the lock roller 12 presses the limit switch mounted in the groove 18 of the brake disc 13 and opens its contact. If the shaper 24 is filled with objects, the rotor 1 continues to rotate. If a number of objects is not formed, the rotor 1 by means of an electromagnetic clutch 27 stops when the drive motor 6 is running. After the formation of a set of objects on the former, the contacts of the sensors for the presence of objects are closed and the rotor 1 is automatically turned on. Other grips of the device function similarly with an interval in time, providing group packing of objects in containers. After laying a number of objects in a box, the support 5 lowers the box at a distance equal to the height of the stacked objects. After filling the box, the latter is removed from the device, signaling the supply to the support 5 for containers of an empty box.

В рабочем положении захвата 3, т.е. в интервале переноса предметов от питателя 4 к ящику, ведущий кулачок 10 занимает положение, при котором соответствующий толкатель 9 контактирует с минимальным радиус-вектором его профиля. Это положение толкателя соответствует началу прямого хода коромысла 7 с захватом 3. После поворота кулачка 10 на угол удаления, т.е. после завершения прямого хода толкателя 9, последний начинает взаимодействовать с участком профиля кулачка, имеющим постоянный максимальный радиус-вектор. В интервале постоянного радиус-вектора захват 3, находясь в "откинутом" положении, оказывается зафиксированным относительно ротора. Это способствует бесконтактному проходу захвата относительно опоры 5 для ящика. После поворота кулачка 10 на угол постоянного радиус-вектора и соответствующего выстаивания захвата относительно ротора, толкатель 9 совершает обратный ход. При этом, захват 3 до подхода к формирователю 24 возвращается в рабочее положение. In the working position of the gripper 3, i.e. in the interval of transfer of objects from the feeder 4 to the box, the leading cam 10 occupies a position in which the corresponding pusher 9 is in contact with the minimum radius vector of its profile. This position of the pusher corresponds to the beginning of the direct stroke of the rocker arm 7 with the gripper 3. After turning the cam 10 to the angle of removal, i.e. after completion of the forward stroke of the pusher 9, the latter begins to interact with the cam profile portion having a constant maximum radius vector. In the range of constant radius vector capture 3, being in the "tilted" position, is fixed relative to the rotor. This facilitates a non-contact grip passage relative to the drawer support 5. After turning the cam 10 at an angle of a constant radius vector and the corresponding holding of the grip relative to the rotor, the pusher 9 makes a return stroke. At the same time, the capture 3 before approaching the former 24 returns to its working position.

Выполнение выходного звена кулачково-рычажного механизма в виде коромысла, несущего захват и совершающего возвратно-поворотные движения с выстоями на границах интервалов прямого и обратного ходов, дает возможность повысить качество укладки предметов и производительность устройства. The implementation of the output link of the cam-lever mechanism in the form of a rocker arm, carrying a gripper and making a reciprocating movement with dwells at the boundaries of the intervals of forward and reverse moves, makes it possible to improve the quality of laying objects and the performance of the device.

Claims

1. A device for group stacking of objects containing a rotor mounted on a horizontal shaft, additional shafts mounted on the rotor parallel to its shaft and equipped with a periodic rotation drive, cam-lever mechanisms, the drive cams of which are rigidly fixed to the respective additional shafts, and the output links are made with the possibility of movement in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the rotor shaft, and grips kinematically connected with the rotor shaft by means of additional shafts and cam lever mechanisms and are rigidly fixed on the mentioned output links, characterized in that the working profile of each driving cam in the forward and reverse plunger sections is made in the form of an Archimedes spiral, and in the section separating the two above, has a constant radius vector, the output link of each cam the lever mechanism is made in the form of a beam mounted on an axis parallel to the rotor shaft and connected to the cam follower by means of a connecting rod, while the said axis is rigidly fixed to the rotor.

2. The device according to claim 1, characterized in that each beam is made of two shoulders, while one shoulder of the beam is pivotally connected to the connecting rod, and the grip is mounted on the other shoulder.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that each cam-lever mechanism is made in such a way that the law of movement of the output link satisfies the dependence

where β is the current angle of rotation of the output link, counted from the line of centers of rotation of the cam and rocker rocker;

d is the distance between the swing center of the output link and the hinge connecting the connecting rod with the pusher, when the latter is at the border of the forward and reverse stroke;

1 - the length of the connecting rod;

b - shoulder length of the output link;

x - increment of the pusher path: with a forward stroke d + x; at the return stroke d + s - x;

s is the maximum stroke of the pusher, s = ∑x.

4. The device according to claim 1, characterized in that the pusher of each cam lever is located centrally relative to the corresponding cam and is movably mated to the corresponding guide rigidly mounted on the rotor.

5. The device according to any one of claims 1 and 4, characterized in that in each cam lever mechanism, the planes of the axes of rotation of the cam and rocker rocker coincide with the plane of the pusher.