RU2549319C1

RU2549319C1 - Device for removing articles from conveyor and placement them to container

Info

Publication number: RU2549319C1
Application number: RU2014102799/11A
Authority: RU
Inventors: Константин Адамович Украженко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Компания "Интегратор"
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2015-04-27

Abstract

FIELD: packaging industry.

SUBSTANCE: device comprises a housing (1) in which a drive (2) is mounted, and the manipulators with trays (14) for each product. The housing has a guiding groove. The manipulators are made in the form of a flat parallelogram mechanism consisting of rods hingedly connected with the axes. One of the rods is made in the form of a lever mounted on the same axis with the vertical rod (18) restricted from turning around it. The lever with its one arm interacts by the respective axis with the other vertical rod. On the other arm of the lever a roller is mounted, interacting with a rail groove (4). The lever of the outermost manipulator is mounted in the housing on the axis only with the ability of rotation around it, and the levers of the other manipulators are mounted on the axes with the ability of rotation and moving along the groove. At that the axes of the levers are mounted in the sliders moving along the groove. In rotation of the trays (14) all products are placed into the containers.

EFFECT: increased productivity and enhancing the technological capabilities of the device.

5 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов, в частности для съема изделий различного назначения и применения, в том числе и продуктов питания с конвейера.The invention relates to the field of automation of production processes, in particular for the removal of products for various purposes and applications, including food from the conveyor.

Известны устройства для укладки изделий в тару (патент РФ №2188146, МКИ В65В 5/10), относящиеся к средствам механизированного группового укладывания штучных объектов в тару, например консервных банок.Known devices for packing products in containers (RF patent No. 2188146, MKI B65B 5/10) relating to means of mechanized group packing of piece objects in containers, for example, cans.

Недостатком данного устройства являются низкие технологические возможности и малая производительность из-за последовательных движений исполнительных органов.The disadvantage of this device is the low technological capabilities and low productivity due to the sequential movements of the executive bodies.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, переносящее конвейеры (кн. Справочник металлиста под ред. Богуславского Б.Л. Т.5, 1978 г., стр.229, 230; рис.18, г), включающее привод, манипуляторы с захватами на каждое изделие и корпус.The closest in technical essence is the device that transfers the conveyors (book. Metalworker manual under the editorship of Boguslavsky B.L. T.5, 1978, pp. 299, 230; Fig. 18, d), including a drive, manipulators with grippers on each product and case.

Недостатком данного устройства являются низкая технологическая возможность и малая производительность, заключающаяся в том, что данные устройства не позволяют в момент перемещения изменять автоматически расстояние между изделиями и положение изделий, что во многих случаях крайне необходимо при организованной укладке этих изделий в тару.The disadvantage of this device is its low technological ability and low productivity, which consists in the fact that these devices do not automatically change the distance between the products and the position of the products at the time of movement, which in many cases is extremely necessary for organized packing of these products in containers.

Технической задачей данного решения является повышение производительности и расширение технологических возможностей устройства, позволяющего вести съем штучных изделий с конвейера в одном положении и расстоянии между изделиями и укладку их в тару в другом менее габаритном (объемном) и более удобном положении с точки зрения экономичной упаковки и хранения.The technical objective of this solution is to increase productivity and expand the technological capabilities of the device, allowing to take piece goods from the conveyor in one position and the distance between the products and stack them in containers in another smaller (bulk) and more convenient position from the point of view of economical packaging and storage .

Достигается это тем, что устройство для съема изделий с конвейера и их укладки в тару, включающее привод, манипуляторы с захватами на каждое изделие, смонтированные в корпусе, дополнительно содержит рейку, ползуны и тяги. В корпусе содержится направляющий паз, а манипуляторы выполнены в виде плоского параллелограммного механизма, состоящего из стержней, шарнирно соединенных осями. Один из стержней выполнен в виде рычага, установленного на одной оси с вертикальным стержнем, ограниченным от поворота вокруг нее. Одним плечом рычаг посредством другой оси взаимодействует с другим вертикальным стержнем. На другом плече рычага установлен ролик. Рычаг крайнего манипулятора установлен на оси шарнирно в корпусе с возможностью поворота, рычаги других манипуляторов установлены на осях, а оси в ползунах, взаимодействующих с направляющим пазом, имеют возможность поворота и перемещения вдоль паза одновременно. Оси поворота рычагов одних манипуляторов связаны с роликами, установленными на рычагах других манипуляторов посредством тяг. Ролики, в свою очередь, взаимодействуют с рейкой, а рейка - с приводом. Захваты выполнены в виде лотков, установленных консольно на двух остальных осях, расположенных на концах вертикальных стержней.This is achieved by the fact that the device for removing products from the conveyor and stacking them in a container, including a drive, manipulators with grippers for each product mounted in the housing, further comprises a rail, sliders and traction. The housing contains a guide groove, and the manipulators are made in the form of a flat parallelogram mechanism consisting of rods pivotally connected by axes. One of the rods is made in the form of a lever mounted on the same axis with a vertical rod, limited from rotation around it. With one shoulder, the lever through the other axis interacts with another vertical shaft. A roller is mounted on the other shoulder of the lever. The lever of the extreme manipulator is pivotally mounted on the axis in the housing with the possibility of rotation, the levers of other manipulators are mounted on the axes, and the axes in the sliders interacting with the guide groove have the ability to rotate and move along the groove at the same time. The axis of rotation of the levers of some manipulators are connected with rollers mounted on the levers of other manipulators by means of rods. The rollers, in turn, interact with the rail, and the rail with the drive. The grips are made in the form of trays mounted cantilever on the other two axes located at the ends of the vertical rods.

Сущность изобретения поясняется графически, где на фиг.1 представлено устройство - общий вид; на фиг.2 - вид А, фиг.1; на фиг.3 - вид Б, фиг.1; на фиг.4 - вид В (без роликов и тяг), фиг.3; на фиг.5 - вид В (без привода) промежуточное положение устройства; на фиг.6 - вид В (тоже) конечное положение; на фиг.7 - разрез Г-Г, фиг.4; на фиг.8 - лоток в исходном положении; на фиг.9 - лоток в положении разгрузки; на фиг.10 - ползун.The invention is illustrated graphically, where figure 1 shows the device is a General view; figure 2 - view A, figure 1; figure 3 is a view of B, figure 1; figure 4 - view In (without rollers and rods), figure 3; figure 5 - view In (without drive) the intermediate position of the device; figure 6 - view In (also) the final position; Fig.7 is a section GG, Fig.4; on Fig - tray in its original position; figure 9 - tray in the unloading position; figure 10 - slider.

Устройство состоит из корпуса 1, в котором смонтирован привод 2. Привод 2 включает в себя пневмоцилиндр 3 и для создания равномерного перемещения рейки 4 два рычажных механизма. Один состоит из коромысла 5 и шарнирно сопряженного (с помощью оси) с ним стрежня 6. Другой механизм содержит два шарнирно соединенных между собой стержня 7 и 8, аналогичных стержню 6. Между собой эти механизмы соединены так же шарнирно удлиненным стержнем 9. Стержни 6 и 7, в свою очередь, установлены шарнирно на осях в кронштейнах 10 и 11 соответственно. Одно плечо коромысла 5 связано шарнирно со штоком пневмоцилиндра 3, а на другом плече коромысла 5 и стержня 8 установлены пальцы 12 и 13 соответственно. Пальцы 12 и 13 жестко установлены на рейке 4 и взаимодействуют с пазами кронштейнов 10 и 11. В корпусе 1 установлены манипуляторы с захватами, выполненными в виде лотков 14, число которых равно числу изделий 15, которые подлежат съему и упаковке. Манипуляторы выполнены в виде плоского параллелограмного механизма, состоящего так же из стержней, шарнирно соединенных осями. Один из стержней выполнен в виде рычага 16, установленного на одной оси 17 с вертикальным стержнем 18, ограниченным от поворота вокруг нее. Одним плечом 19 рычаг 16, посредством другой оси 20, взаимодействует с другим вертикальным стержнем 21. На другом плече 22 рычага 16 установлен ролик 23, взаимодействующий с пазом рейки 4. Рычаг 16 крайнего манипулятора установлен на оси 17 в корпусе 1 только с возможностью поворота вокруг нее, а рычаги 16 других манипуляторов установлены на осях 17 с возможностью поворота и перемещения вдоль паза 24, выполненного в корпусе 1. Причем эти оси 17 установлены в ползунах 25, перемещающихся по пазу 24 шириной h (фиг.6). Оси 17 поворота рычагов 16 одних манипуляторов связаны с роликами 23, установленными на рычагах 16 других манипуляторов посредством тяг 26. Для повышения изгибной жесткости стержней плоского параллелограмного механизма манипуляторов каждый из них дополнительно содержит по другую сторону стенки корпуса 1, на расстоянии S (ее толщины, фиг.3), стержни 27 и 28, аналогичные вертикальным стержням 18 и 21 соответственно. Нижние части стержней 18, 27, и 21, 28 связаны стержнем 29 шарнирно осями 30 и 31. В определенном случае в качестве стержня 29 может использоваться лоток 14. На осях 30 и 31 установлены консольно лотки 14. Для удержания изделий 15 на лотках 14 в момент перемещения и поворота их совместно с лотками 14 до положения разгрузки служат управляемые от механизма фиксации откидные стенки 32. Механизм фиксации содержит храповик 33 и упругий элемент 34, который поджимает к храповику 33 собачку 35 с регулировочным винтом 36. Стенка 32 с храповиком 33 установлены шарнирно на оси 30 и подпружинены к стержню 18 пружиной 37. Собачка 35 шарнирно установлена на оси 31. Для перемещения изделий 15 с конвейера на лотки 14 служит толкатель 38, взаимодействующий с пневмоцилиндром 39, установленным в корпусе 1 шарнирно с возможностью поворота. Толкатель 38 жестко связан со скобой 40, шарнирно сопряженной со штоком пневмоцилиндра 39. На скобе 40 по обе ее стороны установлены две пары втулок 41. Одна пара втулок 41 взаимодействует с копиром 42, а другая - с копиром 43. Для повышения жесткости скобы 40 она связана стяжкой 44, например, в месте соединения со скобой 40 противоположно установленных втулок 41. Для перемещения устройства от конвейера до места разгрузки изделий 15 в тару 45 может быть использован промышленный робот. С этой целью на корпусе 1 установлен фланец 46 с элементами крепления его к руке робота. Для регулировки перемещения штока пневмоцилиндра 3, а следовательно и рейки 4 служит регулировочный винт 47. Изделия 15 до попадания их на лотки 14 перемещаются по ленте 48 конвейера (фиг.3). С целью исключения поворота вокруг осей 31 вертикальных стержней 28, не связанных осями с рычагами 16, служат винты 49 фиксирующие стержни 28 относительно стержней 21. Таким же образом лишается поворота крайний вертикальный стержень 18, т.е. винтом 50 он соединен жестко с корпусом 1, а остальные стержни 18 (шириной а и толщиной в) установлены в ползунах 25 и лишены поворота с помощью гнезд 51 (фиг.10).The device consists of a housing 1, in which the drive 2 is mounted. The drive 2 includes a pneumatic cylinder 3 and two lever mechanisms to create a uniform movement of the rack 4. One consists of a rocker arm 5 and a rod 6. articulated (using the axis) 6. The other mechanism comprises two rods 7 and 8 pivotally connected to each other, similar to the rod 6. These mechanisms are interconnected by the same articulated elongated rod 9. The rods 6 and 7, in turn, are pivotally mounted on the axes in the brackets 10 and 11, respectively. One shoulder of the rocker arm 5 is pivotally connected to the rod of the pneumatic cylinder 3, and fingers 12 and 13 are mounted on the other arm of the rocker arm 5 and the rod 8, respectively. The fingers 12 and 13 are rigidly mounted on the rail 4 and interact with the grooves of the brackets 10 and 11. In the housing 1 there are manipulators with grippers made in the form of trays 14, the number of which is equal to the number of products 15 that are to be removed and packaged. The manipulators are made in the form of a flat parallelogram mechanism, consisting also of rods pivotally connected by axes. One of the rods is made in the form of a lever 16 mounted on the same axis 17 with a vertical rod 18, limited from rotation around it. With one shoulder 19, the lever 16, through the other axis 20, interacts with another vertical rod 21. A roller 23 is mounted on the other shoulder 22 of the lever 16, interacting with the groove of the rack 4. The lever 16 of the extreme manipulator is mounted on the axis 17 in the housing 1 only with the possibility of rotation around her, and the levers 16 of the other manipulators are mounted on the axes 17 with the possibility of rotation and movement along the groove 24, made in the housing 1. Moreover, these axes 17 are installed in the sliders 25, moving along the groove 24 of width h (Fig.6). The axis 17 of rotation of the levers 16 of some manipulators are connected with rollers 23 mounted on the levers 16 of the other manipulators by means of rods 26. To increase the bending stiffness of the rods of the flat parallelogram mechanism of the manipulators, each of them additionally contains on the other side of the housing wall 1, at a distance S (its thickness, figure 3), rods 27 and 28, similar to the vertical rods 18 and 21, respectively. The lower parts of the rods 18, 27, and 21, 28 are pivotally connected by the rod 29 with the axes 30 and 31. In a certain case, the tray 14 can be used as the rod 29. Console trays 14 are installed on the axes 30 and 31. To hold the products 15 on the trays 14 in the moment of their movement and rotation together with the trays 14 to the unloading position are the hinged walls 32 controlled from the locking mechanism. The locking mechanism comprises a ratchet 33 and an elastic element 34 that compresses the dog 35 with the adjusting screw 36 to the ratchet 33. The wall 32 with the ratchet 33 are pivotally mounted on axis 30 and spring-loaded to the shaft 18 by a spring 37. The dog 35 is pivotally mounted on the axis 31. To move the products 15 from the conveyor to the trays 14, a pusher 38 interacts with the pneumatic cylinder 39, which is pivotally mounted in the housing 1. The pusher 38 is rigidly connected to the bracket 40, pivotally conjugated with the rod of the pneumatic cylinder 39. Two pairs of bushings 41 are mounted on the bracket 40 on both sides of it. One pair of bushings 41 interacts with the copier 42, and the other with the copier 43. To increase the stiffness of the bracket 40, it connected by a screed 44, for example, at the junction with the bracket 40 of the opposite mounted sleeves 41. An industrial robot can be used to move the device from the conveyor to the place of unloading of products 15 into the container 45. For this purpose, a flange 46 is installed on the housing 1 with its fastening elements to the robot arm. To adjust the movement of the rod of the pneumatic cylinder 3, and therefore the rack 4 is the adjusting screw 47. Products 15 to hit them on the trays 14 are moved along the belt 48 of the conveyor (figure 3). In order to prevent rotation around the axes 31 of the vertical rods 28, which are not connected by axes to the levers 16, the screws 49 are the fixing rods 28 relative to the rods 21. In the same way, the extreme vertical rod 18 is lost, i.e. screw 50 it is connected rigidly to the housing 1, and the remaining rods 18 (width a and thickness b) are installed in the sliders 25 and are devoid of rotation using sockets 51 (figure 10).

Работает устройство следующим образом. Вначале устройство с помощью робота занимает определенное положение, когда лотки 14 касаются поверхности ленты 48 конвейера, по которому перемещаются изделия 15 рядами в нужном количестве и с необходимым шагом t. При подходе изделий 15 к лоткам 14 в определенном положении включается привод пневмоцилиндр 39 толкателя 38 и изделия 15 принудительно перемещаются на расстояние l (фиг.3) на лотки 14. Далее устройство с изделиями 15 перемещается сначала вверх, например с помощью робота, а затем в зону выгрузки изделий 15. Для этого включается привод 2, т.е. подается рабочая среда (сжатый воздух) в безштоковую полость пневмоцилиндра 3. Шток пневмоцилиндра 3 взаимодействует с плечом коромысла 5, которое посредством стержней 6, 7, 8 и тяги 9 перемещает пальцы 12, 13 по пазам кронштейнов 10 и 11 соответственно. Рейки 4 перемещаются вниз по стрелке Д (фиг.4) параллельно пазу 24. В результате чего происходит взаимодействие паза рейки 4 с роликами 23, которые поворачивают рычаги 16 и тяги 26. Так как ось 17 поворота рычага 16 крайнего манипулятора установлена неподвижно, а другие оси 17 установлены в ползунах 25, то ползуны 25 вместе с осями 17, рычагами 16 и вертикальными стержнями (18, 21, 27, 28) с лотками 14 (т.е. манипуляторы с изделиями 15) начинают перемещаться к первому крайнему лотку, причем лотки 14 еще и поворачиваются вокруг осей 17, все изделия 15 сближаются, разворачиваются и компактно укладываются в тару 45. Причем откидные стенки 32 удерживают изделия 15 от выпадения, пока манипуляторы не займут положение разгрузки, настроенное регулировочным винтом 47. В этом положении регулировочные винты 36 взаимодействуют с вертикальными стержнями 18 и выводят собачки 35 из взаимодействия с храповиками 33. В это время изделия 15, воздействуя собственным весом на стенку 32, поворачивают ее в положение плоскости лотка 14 (фиг.9) и изделия 15 беспрепятственно съезжают с лотков 14. После удаления изделий 15 с лотков 14, стенки 32 и собачки 35 возвращаются в исходное положение за счет пружин 37 и упругих элементов 34 соответственно. Устройство можно отрегулировать также таким образом, чтобы удаление изделий 15 с лотков 14 происходило не одновременно, а например, поочередно слева направо или наоборот, или в любой последовательности, т.е. установить регулировочными винтами 36 очередность расфиксации храповиков 33 собачками 35. Для улучшения работы устройства, в частности перемещения по пазу 24 ползунов 25, в них могут быть дополнительно смонтированы ролики (на фиг. не показаны), взаимодействующие с пазом 24, например, на имеющихся осях 17, выполнив в ползунах 25 под них гнезда. Этим самым снижается сила трения, а следовательно, и нагрузка на рейку 4 при перемещении ползунов 25. Следует отметить, что данное устройство может работать и без робота - автономно. В этом случае устройство устанавливается в конце конвейера и изделия 15, подлежащие упаковке, попадают сразу на лотки 14, и после срабатывания устройства изделия 15 быстро перемещаются и укладываются в определенном положении в тару 45.The device operates as follows. Initially, the device with the help of a robot occupies a certain position when the trays 14 touch the surface of the conveyor belt 48, along which the articles move 15 in rows in the required quantity and with the required step t. When the products 15 approach the trays 14 in a certain position, the actuator of the pneumatic cylinder 39 of the pusher 38 is turned on and the products 15 are forcedly moved a distance l (Fig. 3) to the trays 14. Next, the device with the products 15 moves first up, for example, using a robot, and then to product unloading zone 15. For this, drive 2 is switched on, i.e. the working medium (compressed air) is supplied to the rodless cavity of the pneumatic cylinder 3. The rod of the pneumatic cylinder 3 interacts with the arm of the rocker arm 5, which, through the rods 6, 7, 8 and the rod 9, moves the fingers 12, 13 along the grooves of the brackets 10 and 11, respectively. The rails 4 are moved down along the arrow D (Fig. 4) parallel to the groove 24. As a result, the groove of the rails 4 interacts with the rollers 23, which rotate the levers 16 and traction 26. Since the axis of rotation 17 of the lever 16 of the extreme manipulator is fixed, and others the axes 17 are installed in the sliders 25, then the sliders 25 together with the axles 17, levers 16 and vertical rods (18, 21, 27, 28) with trays 14 (i.e., manipulators with products 15) begin to move to the first extreme tray, and the trays 14 also rotate around the axes 17, all products 15 converge, turn around they are compactly packed in a container 45. Moreover, the folding walls 32 prevent the product 15 from falling out until the manipulators take up the unloading position set by the adjusting screw 47. In this position, the adjusting screws 36 interact with the vertical rods 18 and remove the dogs 35 from interacting with ratchets 33 At this time, the product 15, acting on its own weight on the wall 32, rotate it to the position of the plane of the tray 14 (Fig.9) and the product 15 freely move from the trays 14. After removing the products 15 from the trays 14, the walls 32 and achki 35 return to their original position by the springs 37 and the elastic members 34, respectively. The device can also be adjusted so that the removal of products 15 from the trays 14 does not occur simultaneously, but, for example, alternately from left to right or vice versa, or in any sequence, i.e. set with the adjusting screws 36 the priority of unlocking the ratchets 33 with the dogs 35. To improve the operation of the device, in particular the movement along the groove 24 of the sliders 25, rollers (not shown) can be additionally mounted in them, interacting with the groove 24, for example, on the existing axes 17, having executed nests in the sliders 25 under them. This thereby reduces the friction force, and therefore the load on the rail 4 when moving the sliders 25. It should be noted that this device can work without a robot - autonomously. In this case, the device is installed at the end of the conveyor and the products 15 to be packaged fall directly onto the trays 14, and after the device is activated, the products 15 quickly move and fit in a certain position in the container 45.

Эффективность данного устройства заключается в простоте его конструкции при высокой производительности и дополнительных технологических возможностях.The effectiveness of this device lies in the simplicity of its design with high performance and additional technological capabilities.

Claims

1. A device for removing products from the conveyor and stacking them in a container, including a drive, manipulators with grippers for each product and body, characterized in that it additionally contains a rail, as well as sliders and traction, the number of which is one less than the manipulators, in the housing contains a guide groove, the manipulators are made in the form of a flat parallelogram mechanism consisting of rods pivotally connected by axes, one of the rods is made in the form of a lever mounted on the same axis as a vertical rod, limited from turning it, with one shoulder, the lever through the other axis interacts with another vertical rod, a roller is mounted on the other shoulder of the lever, the grips are made in the form of trays, mounted cantilever on the other two axes of the mechanism located at the ends of the vertical rods, the lever of the extreme manipulator is pivotally mounted on the axis the housing is rotatable, the levers of other manipulators are mounted on the axles, and the axes in the sliders interacting with the guide groove have the ability to rotate and move along the groove at the same time, The axes of rotation of the levers of some manipulators are connected with rollers mounted on the levers of other manipulators by means of rods, the rollers, in turn, interact with the rail, and the rail with the drive.

2. The device according to p. 1, characterized in that it contains a pusher for moving products onto the tray, a pusher drive, copiers and a bracket, on both sides of which there are bushes, the pusher is rigidly connected to the bracket, articulated with the drive rod, and the bushes interact with copiers.

3. The device according to p. 1, characterized in that the trays contain a hinged wall with a ratchet rigidly fixed to it, a spring, a dog and an elastic element, the wall with a ratchet pivotally mounted on one of the axes on which the tray is installed, and is spring-loaded to one from the rods with a spring, and the dog is pivotally mounted on the other axis.

4. The device according to p. 1, characterized in that it further comprises a flat parallelogram mechanism located on the other side of the housing.

5. The device according to claim 1, characterized in that a tray mounted on two axes can be used as one of the rods of the flat parallelogram mechanism.