SE525605C2

SE525605C2 - Packing Machine

Info

Publication number: SE525605C2
Application number: SE0201256A
Authority: SE
Inventors: Mats Halen; Bengt Stom
Original assignee: Abb Ab
Priority date: 2002-04-24
Filing date: 2002-04-24
Publication date: 2005-03-22
Also published as: SE0201256D0; SE0201256L; AU2003224564A1; WO2003091107A1

Abstract

A method for packing a plurality of articles (14) on a feeder conveyor (2) in a package (15) at a packing station (5) comprising a handling device (6) and a packaging machine. The handling device is brought to comprise a programmable manipulator (6) and a packaging blank (12) adapted to enclose the articles. The articles are lifted, oriented and placed by the manipulator in the packaging blank, and the package is sealed.

Description

25 30 ( 'I i' J (f: u artiklarna. Den färdiga förpackningen levereras sedan på en ny rullbana för mottagning och efterbehandling. Ett problem i samband med förpackningen är att det är svårt att gruppera artiklarna i mer än ett lager. För att kunna gruppera artiklarna i två lager eller flera lager måste en ny anordning tillföras som vänder artiklarna och staplar dem på höjd innan de grupperas vid slutstationen. 25 30 ('I i' J (f: u the articles. The finished packaging is then delivered on a new runway for receipt and finishing. A problem with the packaging is that it is difficult to group the articles in more than one warehouse. To be able to group the articles into two or more layers, a new device must be added that turns the articles and stacks them vertically before they are grouped at the final station.

Genom de amerikanska patentet US 6360514 är tidigare känd en metod för att förpacka böcker. I denna anordning bibringas böcker inkommande på en tilloppsbana. I denna bana finns en anordning som vänder och staplar böckerna för att sedan låta det staplade bokpaketet fortsätta vidare på banan. Utmed en annan bana tillförs plana ark som i två moment tillskäres och bibringas brytanvisningar. Det färdigskurna arket placeras i en packningsstation. Bokpaketet skjutes in över det plana arket och därefter viks arket upp och tillsluts runt de staplade böckerna. Det färdiga paketet transporteras sedan till en utstation.U.S. Pat. No. 6,360,514 discloses a method of packaging books. In this device, books incoming to an access path are delivered. In this path there is a device which turns and stacks the books and then allows the stacked book package to continue on the path. Along another web, flat sheets are fed which are cut and given breaking instructions in two steps. The pre-cut sheet is placed in a packing station. The book package is pushed in over the flat sheet and then the sheet is folded up and closed around the stacked books. The finished package is then transported to a station.

Genom den amerikanska patentskriften US 6082523 är en ytterligare en förpacknings- maskin tidigare känd. Den kända förpackningsmaskinen avser att packa föremål som är fyrkantiga såsom exempelvis mjölkförpackningar. Vid denna förpackningsmaskin inkommer mjölkförpackningarna på en rullbana och orienteras därefter med hjälp av gejdrar i linje där förpackningarna står efter varandra i parallella rader. I slutänden av rullbältet grupperas förpackningarna och skjutes sedan i en riktning tvärs inlopps- riktningen över på ett utlagt förpackningsark. På samma sätt som den förra maskinen viks sedan förpackningen ihop runt de grupperade artiklarna till en färdig förpackning.An additional packaging machine is previously known from US patent specification US 6082523. The known packaging machine intends to pack objects which are square, such as for instance milk packages. In this packaging machine, the milk packages arrive on a roller conveyor and are then oriented by means of guides in line where the packages stand one after the other in parallel rows. At the end of the roller belt, the packages are grouped and then slid in a direction across the inlet direction onto a laid-out packaging sheet. In the same way as the previous machine, the packaging is then folded around the grouped articles into a finished packaging.

Nackdelen med båda dessa kända förpackningssystem är att stora omställningar måste göras för att kunna förpacka en ny typ av artiklar. Ändras förpackningens storlek måste förändring av gejdrarna utföras. Likaså måste större förändringar vidtagas om man önskar stapla artiklarna i två eller flera lager. De kända förpackningsanordningarna är också mindre lämpade att förpacka artiklar med olika dimensioner eller artiklar som är mjuka eller har ett hölje av obestämd form. l5 20 25 30 (fl l' D CT ( \ (i) ís-'l Det finns således ett behov för en mer flexibel förpackningsstation där artiklar med olika storlek och utformning kan staplas och grupperas i en förpackning.The disadvantage of both of these known packaging systems is that major adjustments must be made in order to be able to package a new type of article. If the size of the package is changed, the guides must be changed. Likewise, major changes must be made if you wish to stack the articles in two or more layers. The known packaging devices are also less suitable for packaging articles with different dimensions or articles which are soft or have a casing of indefinite shape. Thus, there is a need for a more flexible packaging station where articles of different sizes and designs can be stacked and grouped in one package.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att anvisa utvägar för att frambrin ga en metod och ett system för automatisk förpackning av en gruppering av ett flertal artiklar. Enligt en första aspekt av uppfinningen, uppnås detta ändamål med en metod för att förpacka ett ﬂertal artiklar på en tillförselbana vid en förpackningsstation innehållande en hanterin gs- anordning och en förpackningsmaskin. Denna metod kännetecknas av att hanterings- anordningen brin gas att innefatta en programmerbar manipulator. Ett plant förpackningsämne anordnat att omsluta artiklarna tillhandahålles. Artiklarna lyfts därefter, orienteras och placeras av manipulatorn i förpackningsämnet. Slutligen tillsluts förpackningen runt de grupperade artiklarna.DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the invention is to provide means for producing a method and a system for automatic packaging of a grouping of a plurality of articles. According to a first aspect of the invention, this object is achieved with a method for packaging a number of articles on a supply path at a packaging station containing a handling device and a packaging machine. This method is characterized in that the handling device burns gas to include a programmable manipulator. A flat packaging blank arranged to enclose the articles is provided. The articles are then lifted, oriented and placed by the manipulator in the packaging blank. Finally, wrap the packaging around the grouped items.

Enligt en andra aspekt av uppfinningen, uppfylls ändamålet av ett system för paketerin g av artiklar innefattande en hanteringsanordning för orientering och gruppering av artiklarna, en förpackningsmaskin inkluderande förpackningsmaterial som är anordnat att vikas och omsluta de grupperade artiklarna. Detta system kännetecknas av att hanteringsanordningen innefattar en programmerbar manipulator med en kontrollenhet innehållande en processor. Manipulator är anordnad att i ett moment lyfta, orientera och placera artiklarna på förpackningsmaterialet.According to a second aspect of the invention, the object is achieved by a system for packaging g of articles comprising a handling device for orienting and grouping the articles, a packaging machine including packaging material which is arranged to fold and enclose the grouped articles. This system is characterized in that the handling device comprises a programmable manipulator with a control unit containing a processor. Manipulator is arranged to lift, orient and place the articles on the packaging material in one step.

Den bärande idén i uppfinningen är att artiklarna lyfts, orienteras och placeras på det utlagda förpackningsarket i ett enda moment. Artiklarna kan också vara ett ﬂertal eller en grupp av artiklar som lyfts och orienteras i ett moment. Genom att använda en programmerbar manipulator för denna operation räcker det med att omprogrammera manipulatorn för att utföra en förpackning av andra artiklar. Om artiklarna är av sådan art att de inte kan stå för sig själv, innefattar metoden ett moment där förpackningsarkets kantpartier viks upp till en öppen låda där artiklarna placeras med stöd av lådans kanter. 10 15 20 25 30 I en föredragen utföringsform lutas i det nyss nämnda momentet den öppna lådan som formats av ett förpackningsark med de uppvikta kanterna, varvid artiklarna placeras i lådan med stöd mot den nedersta kanten av den lutande lådan.The basic idea of the invention is that the articles are lifted, oriented and placed on the laid out packaging sheet in a single step. The articles can also be a number or a group of articles that are lifted and oriented in one step. By using a programmable manipulator for this operation, it is sufficient to reprogram the manipulator to perform a packaging of other articles. If the articles are of such a nature that they cannot stand on their own, the method comprises a step in which the edge portions of the packaging sheet are folded up into an open box where the articles are placed with the support of the edges of the box. In a preferred embodiment, in the moment just mentioned, the open box formed by a packaging sheet with the folded edges is inclined, the articles being placed in the box with support against the lower edge of the inclined box.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen innehåller systemet en anordning för automatisk tillförsel av förpackningsark. Enligt en ytterligare fördelaktig utförings- form av uppfinningen innehåller maskinen också en limstation vid vilken den ihopvikta förpackningen limmas. Genom att endast omprogrammera manipulatorn kan artiklarna placeras i ﬂera lager och till och med åtskiljas genom att placera ett mellanark mellan lager av artiklar. Fördelakti gt användes förpackningsämnen av Wellpapp eller kartong, som kan vara korrugerad, såväl som ark av plastmaterial.According to a preferred embodiment of the invention, the system comprises a device for automatic supply of packaging sheets. According to a further advantageous embodiment of the invention, the machine also contains a gluing station at which the folded package is glued. By simply reprogramming the manipulator, the articles can be placed in lager your layers and even separated by placing an intermediate sheet between layers of articles. Advantageously, packaging materials of corrugated cardboard or cardboard are used, which can be corrugated, as well as sheets of plastic material.

Systemet är således också lämpat för att lyfta, orientera och gruppera artiklar som har en obestämd form. Förpackningsämnet viks upp till en öppen låda i vilket föremålen placeras. För att rätt hantera de inkommande artiklarna förses manipulatorn i en fördelakti g utföringsform med ett visionssystem. Detta visionssystem kartlägger och håller ordning på hur de inkommande artiklarna ligger på rullbandet. Genom detta visionssystem ges information till manipulatorn inte bara om var artiklarna befinner sig utan också hur de är orienterade. Genom denna information bringas manipulatorn att enkelt lyfta upp och orientera artikeln för att placera den på kartongämnet på rätt sätt.The system is thus also suitable for lifting, orienting and grouping articles which have an indeterminate shape. The packaging blank is folded up into an open box in which the objects are placed. In order to properly handle the incoming items, the manipulator is provided in an advantageous embodiment with a vision system. This vision system maps and keeps track of how the incoming items are on the conveyor belt. Through this vision system, information is given to the manipulator not only about where the articles are located but also how they are oriented. This information causes the manipulator to easily lift and orient the article to place it on the carton blank correctly.

Likaså ger visionssystemet information till manipulatom om utseendet och orientering om så kallade icke dimensionella artiklar.The vision system also provides information to the manipulator about the appearance and orientation about so-called non-dimensional articles.

Uppfinningen innefattar även ett datorprogram vilket innehåller instruktioner för en processor att utföra den ovan beskrivna metoden. Vidare innefattar uppfinningen ett datorläsbart medium vilket innehåller datorprogrammet. 10 15 20 25 30 FIGURBESKRIVNING Uppfinnin gen skall förklaras närmare genom beskrivning av ett utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar där, Fi g. 1 är en plan vy av ett förpackningssystem enl. uppfinningen, Fig. 2 är en sidovy av samma system, Fi g. 3 är en beskrivning av förpackningsprocessen enl. uppfinningen.The invention also includes a computer program which contains instructions for a processor to perform the method described above. Furthermore, the invention comprises a computer-readable medium which contains the computer program. DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be explained in more detail by describing an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a plan view of a packaging system according to invention, Fig. 2 is a side view of the same system, Fig. 3 is a description of the packaging process according to the invention.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL I figur 1 visas ett förpackningssystem 1 som innehåller en inmatningsbana 2 där artiklar inkommer till en förpackningsstation 5. Förpackningssystemet innehåller också ett ark- magasin 3, vilket är anordnat att lagra ett stort antal förpackningsämnen. Förpacknings- ämnena föres vidare längs en arkbana 4 till förpackningsstationen 5. I förpacknings- stationen är anordnat en manipulator som är styrd av ett kontrollsystem som sitter i ett rnanipulatorskåp 7. Manipulatorn enligt det visade exemplet är en så kallad. picker- manipulator. Denna manipulatortyp hänger i taket på förpackningsstationen. Den har ett system av tre armar som kan föra ett gripdon med samma orientering och vinkel inom en arbetssfär. I förpackningsstationen lyfter manipulatorn artiklarna från inmatningsbanan och placerar dem på ett förpackningsark som har införts i förpackningsstationen. Då arket har fyllts med en förutbestämd mängd artiklar viks förpackningsarket ihop och omsluter artiklarna. Den färdiga förpackningen lämnar förpackningsstationen via en utbana 8. Till förpackningssystemet hör också i det visade exemplet ett elskåp 9 och ett limaggregat 10.DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Figure 1 shows a packaging system 1 which contains a feed path 2 where articles arrive at a packaging station 5. The packaging system also contains a sheet magazine 3, which is arranged to store a large number of packaging blanks. The packaging blanks are conveyed along a sheet web 4 to the packaging station 5. In the packaging station a manipulator is arranged which is controlled by a control system which is located in a manipulator cabinet 7. The manipulator according to the example shown is a so-called. picker- manipulator. This type of manipulator hangs from the ceiling of the packaging station. It has a system of three arms that can move a gripper with the same orientation and angle within a working sphere. In the packaging station, the manipulator lifts the articles from the feed path and places them on a packaging sheet that has been inserted into the packaging station. When the sheet has been filled with a predetermined amount of articles, the packaging sheet is folded and encloses the articles. The finished package leaves the packaging station via a path 8. The packaging system also includes in the example shown an electrical cabinet 9 and a gluing unit 10.

Figur 2 visar samma förpackningssystem i en vy från sidan. Samma beteckningar har i figur 2 samma nummer som i figur 1. Här visas också en lyftanordning 1 1 som anordnas att lyfta upp arkmagasinet så att arken kan föras in på arkbanan 4. l0 20 25 30 (11 F) (fi i \ (D Lï ON Figur 3 visas en metod att förpacka ett flertal artiklar i en omslutande förpackning. Från ett arkiv 3 lyfts en delmängd av förpackningsämne över i ett mellanmagasin 13. I ett första moment A anbringas ett förpackningsämne 12 på arkbanan och föres in i förpack- ningsstationen. I ett andra processmoment B enligt figuren viks förpackningsämnet löst ihop till en öppen kartong 15. I ett nästkommande moment placeras av manipulatorn artiklar l4 som kommer in i inloppsbanan i den öppna kartongen. I ett nästkommande moment C har en förutbestämd mängd artiklar 14 placerats och rätt grupperats i den öppna förpackningen 15 varpå denna tillslutes. I det sista momentet D lämnar så den färdiga och förseglade förpackningen förpackningsstationen på en rullbana.Figure 2 shows the same packaging system in a side view. The same designations have the same number in figure 2 as in figure 1. Here is also shown a lifting device 11 which is arranged to lift up the sheet magazine so that the sheets can be inserted on the sheet web 4. (11 F) (fi i \ (D Lï ON Figure 3 shows a method of packaging a plurality of articles in an enclosing package.From an archive 3, a subset of packaging material is lifted into an intermediate magazine 13. In a first step A, a packaging blank 12 is applied to the sheet web and introduced into the packaging station In a second process step B according to the figure, the packaging blank is folded loosely into an open carton 15. In a next step, the manipulator places articles 14 which enter the inlet path in the open carton. correctly grouped in the open package 15 whereupon it is closed In the last step D, the finished and sealed package then leaves the packaging station on a roller conveyor.

Manipulatorns gripdon är i första hand ett mekaniskt gripdon men kan naturligtvis även innefatta su gkoppar eller andra anordningar för att lyfta en artikel. Fördelakti gt är ett gripdon försett med vakuumgripdon eller sugkoppar som anpassas för att lyfta de inkommande artiklarna. Gripdonet kan också utföras att gripa ett flertal artiklar på samma gång för inlyftning till förpackningen. Genom att anordna artiklarna att komma in till föipackningsstationen i rader om 3 - 4 artiklar åt gången kan förpackningsproces- sen påskyndas radikalt. Detta innebär att manipulatorn hämtar artiklarna rad för rad på inmatningsbanan, lyfter dessa och placerar dem i grupper på förpackningsarket. När alla artiklarna placerats på arket viks detta ihop och omsluter artiklarna och lämnar förpackningsstationen.The manipulator's gripper is primarily a mechanical gripper but can of course also include suction cups or other devices for lifting an article. Advantageous is a gripper equipped with vacuum grippers or suction cups that are adapted to lift the incoming articles. The gripper can also be designed to grip a plurality of articles at the same time for lifting into the package. By arranging the articles to enter the pre-packing station in rows of 3 - 4 articles at a time, the packaging process can be radically accelerated. This means that the manipulator picks up the articles line by line on the feed path, lifts them and places them in groups on the packaging sheet. When all the articles have been placed on the sheet, this is folded and encloses the articles and leaves the packaging station.

Det beskrivna förfarandet innebär stora fördelar jämfört med kända system. Vid förpack- ning av en ny artikel räcker det exempelvis att endast omprogrammera manipulatorn.The described method has great advantages over known systems. When packaging a new item, it is sufficient, for example, to only reprogram the manipulator.

Inga gejdrar behöver ställas om. Inga staplingsmaskiner behöver tillföras. Manipulatorn kan omprogrammeras till att såväl orientera och stapla av artiklarna som att gripa ett ﬂertal artiklar åt gån gen. Speciellt vid artiklar som är ömtåli ga eller som har en form som inte är entydig, lämpar sig förpackning med hjälp av en manipulator med ett visionssystem. Visionssystemet hjälper till att hålla ordning på placering och orientering av de inkommande artiklarna. Speciellt vid föremål som ej kan stå för sig själv eller som ej är staplingsbara lämpar sig metoden där arkets sidor först viks upp innan förpack- ningsprocesen påbörjas.No guides need to be adjusted. No stacking machines need to be added. The manipulator can be reprogrammed to orient and stack the articles as well as to grab a number of articles at a time. Especially for articles that are fragile or that have a shape that is not unambiguous, packaging using a manipulator with a vision system is suitable. The vision system helps to keep track of the placement and orientation of the incoming articles. Especially for objects that cannot stand on their own or that cannot be stacked, the method is suitable where the sides of the sheet are first unfolded before the packaging process begins.

Uppfinnin gen innehåller således också en programvara vilken innehåller instruktioner för en processor som styr manipulatorn att utföra den beskrivna metoden. En sådan programvara kan också finnas lagrad på ett datorläsbart medium som läses in i kontrollenheten och utför metoden.Thus, the invention also includes a software which contains instructions for a processor which controls the manipulator to perform the described method. Such software may also be stored on a computer readable medium which is loaded into the control unit and performs the method.

Claims

A method for packing a plurality of articles (14) on a supply path (2) in a package (15) at a packaging station (1). 5) containing a handling device (6) and a packaging machine, characterized in that the handling device is made to comprise a programmable manipulator (6), that a packaging blank (12) arranged to enclose the articles is provided, that the articles are lifted, oriented and The method according to claim 1, wherein before lifting the articles the edge portions of the packaging blank are unfolded so as to form an open box Method according to claim 1 or 2, wherein the manipulator is provided with a gripper with suction cups for simultaneous lifting of A method according to claim 3, wherein the articles are lifted, oriented and placed by the manipulator in the packaging blank in one step. System (1) for packaging articles (14) comprising a handling device. means (6) for orienting and grouping the articles, a packaging machine including a packaging blank (12) arranged to enclose the grouped articles, characterized in that the handling device comprises a programmable manipulator (6) with a control unit (7) containing a processor arranged to lift, orient and place the articles in a package in one step (15). System according to claim 5, wherein the packaging blank in the packaging station is arranged in an open box with folded-up edge portions. A system according to claim 5 or 6, wherein the manipulator comprises a gripper with suction cups for simultaneous lifting of one or more articles. A system according to any one of claims 5 to 7, wherein the packaging station comprises a vision system for locating articles. Computer programs comprising instructions for causing a processor to perform a method according to any one of claims 1-4. A computer program according to claim 9 comprising on one or ﬂ your computer readable medium.