TW202235327A - 伺服驅動挑選設備 - Google Patents

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保盧思 亨里克斯 湯瑪士 弗倫肯
戴維 賽格斯
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荷蘭商Ｇｅａ食品解決韋爾特公司
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Abstract

本發明係關於一種用於封裝棒棒糖之一器件之挑選設備，每一棒棒糖具有一頭部及一棒，該設備包含：一水平旋轉的挑選盤，其具有複數個凹穴，每一凹穴容納該棒棒糖之該頭部；及一豎直旋轉的第一傳送輪，其具有用於該棒棒糖之該棒的複數個凹口；及一豎直旋轉的第二傳送輪，其具有複數個固持構件，每一固持構件夾持一棒棒糖之該棒。本發明進一步係關於一種棒棒糖包覆裝置及一種操作一挑選機器之方法或一種改變該分選盤之方法。

Description

伺服驅動挑選設備
本發明係關於一種用於封裝棒棒糖之器件之挑選設備，每一棒棒糖具有頭部及棒，該設備包含：水平旋轉的挑選盤，其具有複數個凹穴，每一凹穴容納棒棒糖之頭部；及豎直旋轉的第一傳送輪，其具有用於棒棒糖之棒的複數個凹口；及豎直旋轉的第二傳送輪，其具有複數個固持構件，每一固持構件夾持棒棒糖之棒。本發明進一步係關於一種棒棒糖包覆裝置及一種操作挑選機器之方法或一種改變分選盤之方法。
已知將如棒棒糖之物品封裝在薄膜/箔片中，在此情況下，物品必須在其經封裝之前分離。此分離可藉由如專利EP 1 357 063 B1或EP 1 847 179 B1中所教示之機器進行。然而，此等機器並不適合於棒棒糖之分離及/或其容量相對較低及/或其難以操作。
本發明之目標為提供能夠達成高挑選率及/或易於操作之用於棒棒糖的挑選設備、棒棒糖處理裝置、操作挑選設備之方法及/或改變挑選設備之分選盤的方法。
該問題藉由用於封裝棒棒糖之裝置之挑選設備解決，每一棒棒糖具有頭部及棒，該設備包含：水平旋轉的挑選盤，其具有複數個凹穴，每一凹穴容納棒棒糖之頭部；及豎直旋轉的第一傳送輪，其具有用於棒棒糖之棒的複數個凹口；及豎直旋轉的第二傳送輪，其具有複數個固持構件，每一固持構件夾持棒棒糖之棒，其中分選盤及第一傳送輪各自由伺服電動機驅動，該伺服電動機之旋轉速度及/或扭矩獨立地受控。
關於本發明之此標的之揭示內容亦適用於本申請案中所主張的其他標的，且反之亦然。關於此標的所揭示之特徵可併入至其他標的中，且反之亦然。
本發明係關於一種將棒棒糖個別化以供進一步處理，特定言之包覆之挑選設備。每一棒棒糖具有由可食用材料製成之頭部及棒。挑選設備包含在其外圓周處具有複數個個別凹穴之分選盤。凹穴較佳地圍繞圓形環等距地設置。分選盤圍繞豎直軸線旋轉，藉此將隨機進入之棒棒糖定向至凹穴中，較佳地使得棒棒糖之棒延伸至分選盤之外圓周外部。每一凹穴較佳地具有圓形截面。
在容納凹穴之分選盤之圓形環的內徑處，較佳地設置旋轉分配盤，該分配盤朝向分選盤之凹穴輸送棒棒糖。分選盤及分配盤較佳地圍繞一個共同軸線反向旋轉。分配盤及分選盤之旋轉速度可相等或不同，其中兩個旋轉速度之比率較佳地保持恆定。分配盤及分選較佳地具有一個挑選電動機。
此外，挑選設備包含第一及第二傳送輪。第一傳送輪在其外圓周處具有多個凹口，該等凹口各自可舉起棒棒糖之棒。第一傳送輪圍繞水平軸線旋轉以用於推動及/或提昇棒棒糖棒且將其等供應至第二傳送輪。第二傳送輪亦圍繞水平軸線，但在與第一傳送輪相反之方向上旋轉，且在其圓周處具有多個固持構件，較佳夾持器，更佳夾持器臂對，其各自可釋放地夾持棒棒糖之棒。第二傳送輪將經個別化棒棒糖輸送至另一處理單元，例如包覆單元。所屬技術領域中具有知識者理解，「第二傳送輪」亦可為圍繞兩個或更多個輪（例如鏈輪）旋轉之環形輸送構件（例如鏈條）。在此輸送構件處設置固持構件。然而，輪較佳作為「第二傳送輪」。
分選盤及/或第一傳送輪較佳地為可交換部件，且更佳地為針對特定棒棒糖之處置、特定言之針對特定棒棒糖頭部大小、更特定言之針對具有特定頭部直徑之球形棒棒糖頭部而定製。特定言之，分選盤中之凹穴之數目及/或其大小/形狀因分選盤而異。第一傳送輪中之凹口之數目及/或其大小/形狀可變化且較佳地適於特定應用。較佳地，特定分選盤及一組特定第一傳送輪為匹配對。較佳地，一個第一傳送輪適合於兩個或更多個不同分選盤。
較佳地，分選盤以及第一傳送輪各自包含標識（例如RFID），該標識由可為挑選設備或另一處理裝置之部分的感測器讀出。較佳地，僅在兩者之標識均匹配所要挑選任務之情況下啟動機器。在兩個標識匹配之情況下，較佳自動地組態挑選機器；例如，自動地擷取操作挑選設備及/或另一處理裝置所需之參數，特定言之在操作員已指定待挑選之棒棒糖及/或每時間單位之輸出後。
根據本發明，分選盤及第一傳送輪各自由伺服電動機驅動。
根據本發明之伺服電動機為允許對電動機之輸出軸及/或連接至其之部件所提供的角位置及/或速度及/或加速及/或扭矩進行精確控制之旋轉致動器；例如分選盤及/或第一傳送輪。伺服電動機包含與用於位置回饋之感測器耦接之適合的馬達。其亦需要控制器。
伺服電動機較佳地為閉環機構，其可使用來自輸出軸及/或分選盤及/或第一傳送輪之位置回饋來控制其運動及/或最終位置及/或所提供扭矩。至其控制之輸入可為表示分選盤及/或第一傳送輪之輸出軸命令的位置及/或速度及/或加速及/或扭矩之信號。
電動機較佳地與編碼器配對以提供位置及/或速度及/或加速回饋。電動機亦可與扭矩編碼器配對以提供關於例如由電動機之軸提供之扭矩的回饋。在最簡單的情況下，僅量測輸出軸及/或分選盤及/或第一傳送輪之位置。將經量測位置與所要位置進行比較。若實際位置與所需位置不同，則產生信號，該信號接著使電動機視需要加速或減速以將輸出軸及/或分選盤及/或第一傳送輪帶至適當位置及/或旋轉速度。
較佳地，伺服之控制器包含放大器，其中用於第一傳送輪之比例放大因數係可調整的。根據此較佳實施方式，第一傳送輪可被給予旋轉「彈簧效應」。此允許例如將棒棒糖自分選盤傳送至第一傳送輪且接著傳送至具有例如彎曲棒之第二傳送輪。第一傳送輪將藉由使棒棒糖之移動適應棒棒糖之未對準棒的需要而適應自分選盤交接棒棒糖。特定言之，適應第一傳送輪及/或挑選盤之旋轉速度。在將棒棒糖傳送至第二傳送輪之前，伺服電動機校正第一傳送輪之位置，且因此返回至機器之正確時序，特定言之第二傳送輪之時序。
第二傳送輪較佳地由與分選盤及第一傳送輪之伺服電動機分離之電動機構件驅動。此等電動機構件較佳地獨立於第一傳送輪及/或挑選盤而驅動。
根據本發明，挑選設備包含用於分選輪之一個伺服電動機及用於第一傳送輪之一個伺服電動機。此等兩個伺服電動機可彼此獨立地受控且獨立於挑選設備及/或所連接機器之所有其他驅動器來控制。
該問題亦藉由本發明之另一發明性或較佳實施方式解決，其中分選盤包含複數個開口且其中開口之數目與凹穴之數目相同。
關於本發明之此主題之揭示內容亦適用於本申請案中所主張的其他主題，且反之亦然。關於此主題所揭示之特徵可併入至其他主題中，且反之亦然。
根據此發明性或較佳實施方式，除了各自容納棒棒糖之頭部之凹穴以外，挑選盤包含開口，其中開口之數目與凹穴之數目相同。開口可用於相對於第一傳送輪定位挑選盤之凹穴，且反之亦然。較佳地，感測器判定開口之位置且將其與設定值進行比較。此信號用於控制挑選盤及/或第一傳送輪之伺服電動機。開口較佳地沿著圓形環設置，較佳地在容納凹穴之圓形環的內部設置。較佳地，每一凹穴之中心與一個開口之中心徑向對準。較佳地，開口具有圓形截面。開口較佳地圍繞分選盤之圓形環等距分配。
開口（較佳地開口之數目）較佳地用作個別分選圓盤之標識。
較佳地，挑選設備包含定位開口之切向位置及/或對應凹穴之切向位置的感測器。此信號允許相對於第一傳送輪定位挑選盤，且反之亦然。
感測器之信號亦可用於對一個分選盤上之開口之數目進行計數。此資訊可用作個別分選盤之標識。
較佳地，挑選設備包含控制構件，該等控制構件控制第一傳送輪及/或挑選盤之旋轉速度，更佳地彼此獨立地控制。
本發明之另一實施方式為一種棒棒糖處理裝置，特定言之一種包含發明性或較佳挑選設備之棒棒糖包覆裝置。
關於本發明之此主題之揭示內容亦適用於本申請案中所主張的其他主題，且反之亦然。關於此主題所揭示之特徵可併入至其他主題中，且反之亦然。
根據此實施方式，發明性或較佳挑選設備為位於第二傳送輪下游之棒棒糖處理裝置，較佳為棒棒糖包覆裝置之部分。
本發明之另一實施方式為一種操作發明性或較佳挑選設備及/或發明性棒棒糖處理裝置之方法，其中永久地監測由分選盤或第一傳送輪之伺服電動機提供的扭矩及/或永久地監測分選盤及第一傳送輪之位置偏差。
關於本發明之此主題之揭示內容亦適用於本申請案中所主張的其他主題，且反之亦然。關於此主題所揭示之特徵可併入至其他主題中，且反之亦然。
在本發明意義上，「永久地」較佳地為每0,01至100毫秒，更佳地每0,1至10毫秒，甚至更佳地0,2至0,6毫秒。
根據本發明之此較佳實施方式，永久地監測由驅動分選盤之伺服電動機提供的扭矩及由驅動第一傳送輪之伺服電動機提供的扭矩。較佳地，設定可接受扭矩值之窗口，在該窗口內可自動地校正分選盤及/或第一傳送輪之位置偏差。窗口可為與旋轉挑選盤及/或第一傳送輪所需之設定值或平均值之±偏差。較佳地存在用於分選盤及用於第一傳送輪之不同窗口。每一窗口可為經儲存參數，在挑選設備之控制系統辨識特定分選盤或特定第一傳送輪之情況下自動下載該參數。在生產不同棒棒糖之情況下，每一窗口亦可為配方之部分。
在操作挑選盤及/或第一傳送輪之所需扭矩在此窗口內之情況下，挑選設備之控制器將自動地補償挑選盤及/或第一傳送輪之位置偏差。在挑選盤或第一傳送輪之至少一個伺服電動機的所需扭矩在此窗口外部的情況下，設備較佳地自動停止。此避免挑選設備之伺服器損壞。
以上所述類似地適用於挑選盤及/或第一傳送輪之位置。只要分選盤及/或第一傳送輪之實際旋轉位置之偏差在窗口內，便自動調整位置。然而，在分選盤或第一傳送輪之位置偏差在窗口外部之情況下，設備較佳地自動停止。
在自動停止之後，工人或自動化系統可檢測挑選設備，在需要時解決問題且接著重新啟動該挑選設備。自動停止為例如需要清潔及/或壓碎棒棒糖之指示。
該問題亦藉由本發明之另一較佳或發明性主題解決，其中，即使在經挑選或經包覆之棒棒糖之恆定輸出期間或在第二傳送輪之恆定旋轉速度期間，第一傳送輪之旋轉速度並不恆定。
關於本發明之此主題之揭示內容亦適用於本申請案中所主張的其他主題，且反之亦然。關於此主題所揭示之特徵可併入至其他主題中，且反之亦然。
根據本發明之此發明性或較佳方法，即使在挑選設備及/或棒棒糖處理裝置之穩態條件下，挑選盤和/或第一傳送輪之旋轉速度亦不恆定；例如，經挑選或經包覆之棒棒糖之恆定輸出及/或第二傳送輪之恆定旋轉速度。較佳地，挑選盤及/或第一傳送輪在其操作期間加速及減速。此允許在生產過程期間校正不規則性，例如彎曲棒棒糖棒。
加速及減速允許挑選盤及/或第一傳送輪之「彈簧樣」行為，特定言之螺旋彈簧之行為。加速較佳地跟隨有減速，且反之亦然。
較佳地，第一傳送輪之旋轉速度在自分選盤拾取棒棒糖直至交遞至第二傳送輪期間改變。較佳地，分選盤及第一傳送輪之旋轉速度在自分選盤拾取出棒棒糖期間改變。
亦解決所陳述問題之本發明之另一主題為一種改變挑選設備之分選盤及/或第一傳送輪的方法，其中分選盤及第一傳送輪各自包含經讀出之標識構件，且其中電腦系統檢查分選盤及傳送輪是否匹配在一起及/或是否匹配所要棒棒糖挑選。
關於本發明之此主題之揭示內容亦適用於本申請案中所主張的其他主題，且反之亦然。關於此主題所揭示之特徵可併入至其他主題中，且反之亦然。
可安裝於發明性挑選設備上的所有分選盤及/或第一傳送輪較佳地具有相同外徑。較佳地，僅凹穴之數目或凹口之數目更改。
根據本發明之此主題，分選盤及第一傳送輪均包含標識，該標識允許將各別部分個別化，使得與挑選設備相關聯之電腦構件準確地知曉哪一分選盤及哪一第一傳送輪已連接至挑選設備。在已接收到此資訊之後，電腦構件檢查所安裝挑選盤及第一傳送輪是否匹配及/或匹配所要挑選操作，例如，適合於待挑選之棒棒糖及/或所要容量。較佳地，在確認至少一個匹配，較佳地所有匹配之情況下，可啟動挑選設備。
根據本發明之「標識」意謂至少可自標識提取將各別部分個別化之資訊。然而，標識可包含允許儲存額外資料之儲存構件，例如操作時間、所執行的維護、維護需要、清潔週期及/或清潔需要。此資訊可例如藉由挑選設備自儲存構件提取及/或可定期更新。
較佳地，標識構件為分選盤中之開口之數目，較佳地當該盤在挑選設備上旋轉時，較佳地藉由類似之電腦構件對該等開口進行計數。另一較佳替代方案為RFID。
根據圖1至圖3之發明性挑選設備用於處理具有棒及頭部之棒棒糖。頭部較佳地為球形的，其中取決於所生產之棒棒糖，球體可具有不同直徑。該棒較佳地為圓柱形，其中圓柱體之直徑可取決於所生產之棒棒糖而改變。分配盤2在此圍繞豎直旋轉軸線B逆時針旋轉，如由箭頭所描繪。分配盤將棒棒糖輸送至其圓周。在圓周處，設置有分選盤1，其在當前情況下圍繞與分配盤相同之豎直軸線順時針旋轉且如由箭頭A所指示。分選盤1包含多個等距間隔開之凹穴7，棒棒糖由於分配盤及/或分選盤之旋轉而配置於該等凹穴7中，使得棒棒糖之頭部容納於凹穴7中且棒棒糖之棒在分選盤1的圓周上方延伸。可設置於分選盤上之凹穴7之數目較佳地取決於棒棒糖頭部之直徑的大小。發明性挑選設備可藉由具有不同數目之凹穴7之不同分選盤操作，同時分選盤的外徑較佳地始終相同。分選盤及分配盤較佳地具有一個共同驅動器，此處為伺服電動機。藉由圍繞水平軸線旋轉之第一傳送輪3自分選盤1移除棒棒糖。第一傳送輪3圍繞水平軸線逆時針旋轉，如由箭頭C所指示。第一傳送輪3具有多個等距間隔開的凹口9，該等凹口9將棒棒糖之棒提昇及/或推動至固持構件6中，例如夾持器6之臂，該夾持器6附接至第二傳送輪4。發明性挑選設備可藉由具有不同數目之凹口之不同第一傳送輪操作，同時第一傳送輪之外徑較佳地始終相同。第二傳送輪4在其圓周處具有多個等距間隔開的固持構件/夾持器6且在此處順時針旋轉，如由箭頭D所指示。夾持器之至少一個臂可相對於另一臂移動，且藉此夾持及釋放棒棒糖之棒。第二傳送輪較佳地以恆定速度較佳地旋轉。第二傳送輪將棒棒糖交遞至另一處理單元，例如包覆單元。
現特定地參考圖3，其描繪分選盤1之細節，該分選盤1在其外圓周處具有圍繞圓形環配置之多個凹穴7。每一凹穴7較佳地具有圓形截面。分選盤進一步包含多個開口8，該等開口8較佳地延伸穿過分選盤之整個厚度且較佳地圍繞圓形環等距地配置，該圓形環位於容納凹穴7之圓形環的內圓周內。開口8較佳地各自具有圓形截面。一個開口之截面之中心較佳地與一個凹穴之開口之中心徑向對準。發明性挑選設備可具有感測器（未描繪），該感測器例如設置於分選盤下方且在分選盤旋轉時感測每一開口。此提供附接至感測器之控制器，關於各別開口8之切向位置且因此關於對應凹穴7之切向位置的資訊。此資訊用於相對於第一傳送輪定位分選盤，及/或反之亦然。出於說明性目的，已在圖3中省略分配盤2。分配盤2配置於容納凹穴之圓形環之內圓周內。分配盤覆蓋開口8。分配盤圍繞與分選盤相同的軸10，但在與分選盤1相反的方向上旋轉。分選盤1及/或第一傳送輪較佳地各自包含允許電腦構件識別各別部分之標識。標識較佳地為分選盤中之開口8之數目。
驅動第一傳送輪之電動機描繪於圖2中。此電動機為伺服電動機。分選盤亦由伺服電動機驅動。
在新生產開始之情況下或在清潔挑選設備、分選盤1之後及在已移除傳送輪之情況下，安裝第一傳送輪3且藉由挑選設備讀出至少分選盤之標識，但較佳地亦讀出第一傳送輪之標識。將此資訊傳送至電腦構件，該電腦構件檢查分選盤及第一傳送輪是否匹配及/或分選盤及第一傳送輪是否匹配所選擇配方。較佳地，僅在確認至少一個匹配之後，可開始操作。
為了啟動發明性挑選設備，工人選擇待挑選及進一步處理（例如包覆）之棒棒糖之配方。接著安裝必要分選盤，且檢查其標識，較佳地藉由旋轉分選盤且對開口8進行計數。較佳地，亦安裝第一傳送輪，且檢查其標識。接著將至少一個、較佳地兩個標識與來自配方之資料進行比較，以檢查分選盤及第一傳送輪是否與來自配方之要求匹配。較佳地，僅在那時才可啟動挑選設備。配方較佳地包括挑選設備之設定操作條件，如挑選盤及/或第一及/或第二傳送輪之旋轉速度，及/或挑選盤及/或第一傳送輪之位置的可允許偏差之窗口，和/或定位挑選盤及/或第一傳送輪所需之扭矩。
本發明具有以下優點：更多凹穴可容納於挑選盤中。該分選盤可在相同棒棒糖輸出下以較低旋轉速度操作。由於在超出一定扭矩及/或分選盤及/或第一傳送輪之位置發生一定偏差之情況下自動停止，故避免了挑選設備之損壞及/或此設備之停機時間。
1:分選盤 2:分配盤 3:第一傳送輪 4:第二傳送輪 5:伺服電動機 6:固持構件、夾持器 7:供棒棒糖落入之凹穴、孔 8:開口 9:凹口 10:中心軸線 A:分選盤1之旋轉方向 B:分配盤2之旋轉方向 C:第一傳送輪3之旋轉方向 D:第二傳送輪4之旋轉方向
現根據圖1至圖3解釋本發明。此等解釋並不限制保護範圍。該等解釋同樣適用於本發明之所有實施方式。 [ 圖 1]描繪發明性挑選設備。 [ 圖 2]描繪第一傳送輪之細節。 [ 圖 3]描繪分選盤之細節。

Claims (15)

  1. 一種用於封裝棒棒糖之一裝置之挑選設備，每一棒棒糖具有一頭部及一棒，該設備包含：一水平旋轉的挑選盤（1），其具有複數個凹穴（7），每一凹穴容納該棒棒糖之該頭部；及一豎直旋轉的第一傳送輪（3），其具有用於該棒棒糖之該棒的複數個凹口（9）；及一豎直旋轉的第二傳送輪（4），其具有複數個固持構件（6），每一固持構件夾持一棒棒糖之該棒，其特徵在於分選盤（1）及該第一傳送輪各自由一伺服電動機驅動，該伺服電動機之旋轉速度及/或扭矩獨立地受控。
  2. 如請求項1或請求項1之前言之挑選設備，其特徵在於該分選盤包含複數個開口（8），其中開口（8）之數目與凹穴（7）之數目相同。
  3. 如請求項2之挑選設備，其特徵在於每一凹穴（7）之中心與一個開口（8）之中心徑向對準。
  4. 如請求項2或3之挑選設備，其特徵在於其包含定位一開口（8）之切向位置的一感測器。
  5. 如請求項1至4中任一項之挑選設備，其特徵在於其包含控制該第一傳送輪（3）及/或該挑選盤（1）之該旋轉速度的控制構件。
  6. 一種棒棒糖處理裝置，特定言之棒棒糖包覆裝置，其包含如請求項1至5中任一項之挑選設備。
  7. 一種操作如請求項1至5中任一項之挑選設備及/或如請求項6之一棒棒糖處理裝置的方法，其特徵在於永久地監測由該分選盤（1）或該第一傳送輪之該伺服電動機提供的一扭矩及/或永久地監測該分選盤及該第一傳送輪之一位置偏差。
  8. 如請求項7之方法，其特徵在於，調整將該分選盤及/或該第一傳送輪維持在一所要旋轉位置的所需扭矩。
  9. 如請求項8之方法，其特徵在於，該扭矩之調整發生在一預設窗口內。
  10. 如請求項9之方法，其特徵在於，在該所需扭矩在該預設窗口之外的情況下停止該等伺服電動機。
  11. 一種操作如請求項1至5中任一項之挑選機器或如請求項6之一棒棒糖處理裝置的方法或如請求項7至10中任一項之方法，其特徵在於即使在經挑選或經包覆之棒棒糖之一恆定輸出期間或在該第二傳送輪（4）之一恆定旋轉速度期間，該第一傳送輪之該旋轉速度並不恆定。
  12. 如請求項11或請求項11之前言之方法，其特徵在於，該第一傳送輪之該旋轉速度在自該分選盤拾取該棒棒糖直至交遞至該第二傳送輪（4）期間改變。
  13. 一種改變如請求項1至5中任一項之一挑選設備之分選盤及/或第一傳送輪（3）的方法，其特徵在於，該分選盤及該第一傳送輪各自包含經讀出之標識構件，且其中一電腦系統檢查該分選盤及該傳送輪是否匹配在一起及/或是否匹配所要棒棒糖挑選。
  14. 如請求項13之方法，其特徵在於，該標識構件為該分選盤中之開口（8）。
  15. 如請求項14之方法，其特徵在於，對開口進行計數且與一設定值進行比較以便判定是否已安裝正確的分選盤。
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