装箱冰激凌类产品的方法和设备
本申请是题为“装箱冰激凌类产品的方法和设备”、申请号为202010338164.0、申请日为2020年4月26日、申请人为“CT包装有限公司”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种自动装箱冰淇淋类产品的方法,该方法允许借助具有简单机械构造的设备执行一系列装箱步骤,使从一个装箱序列到另一装箱序列的装箱产品的数量保持恒定,考虑到从一个装箱序列到另一个装箱序列的可能变型,在运输系统上没有产品的空间分布,在产品生产设备和装箱单元之间操作,装箱单元构造成用于每个装箱序列,用于拾取产品并将它们转移到至少一个箱子中。本发明还涉及一种构造成自动执行该方法的设备。
背景技术
当前,用于制作和装箱冰淇淋型产品的方法包括使用用于生产产品的设备,用于包装产品的单元,该单元在产品从生产设备出料处对产品进行操作,以及用于将产品装箱的单元,该单元对包装好的产品进行操作。当产品位于可操作地位于生产设备和装箱单元之间的运输系统上时,包装单元对产品进行操作。
运输系统的构造必须设计成允许包装单元包装离开生产设备的产品。特别地,运输系统包括传送带,该传送带被适当地构造成用于稳定地在传送机上保持包装好和待装箱的产品。
如前所述,运输系统的这种构造取决于包装产品的需要,进而需要具有相当复杂的机械构造的自动化的装箱单元。
装箱单元构造成顺序地重复操作装箱序列。装箱操作序列的每次重复都包括拾取包装好并位于运输系统上的产品,以及将拾取的产品转移到至少一个箱子中。为了使从一次重复到另一次重复包装的产品数量保持恒定,对于每次重复,装箱单元必须能够自动检测在运输系统上的包装好的产品的实际相应位置,以便对于每个序列,始终能够拾取期望数量的包装好的产品。
发明内容
因此,需要装箱单元从一个序列装箱到另一个装箱序列装箱相同的期望数量的产品,并且需要包装产品,使装箱设备的机械和控制复杂,这可以认为包括至少包装单元和装箱单元。
根据本发明的方法和/或根据该方法的所附权利要求中任一项所述的方法允许通过操作装箱序列的连续重复来自动装箱冰淇淋类的产品,使从一次重复到另一次重复装箱的产品数量保持恒定,并且它比目前已知的和为此目的设计的方法更容易控制。
根据本发明的设备和/或根据所附设备权利要求中任一项的设备构造成执行根据本说明书的方法和/或根据所附方法权利要求中任一项所述的方法。
根据本发明的设备和/或根据该设备的所附权利要求中任一项所述的方法允许通过操作装箱序列的连续重复来自动装箱冰淇淋类的产品,使从一次重复到另一次重复包装的产品数量保持恒定,具有比目前已知的和为此目的设计的设备更简单的机械构造。
根据本发明的方法和/或根据所附方法权利要求中任一项所述的方法设计成借助根据本说明书的设备和/或根据所附设备权利要求中任一项所述的设备来具体地执行。
根据下面的详细描述,涉及根据该描述的方法和设备的各个可能的示例实施例,根据本发明的方法和设备的特征将变得更加清楚。
附图说明
下面的详细描述参考了附图,附图中:
图1是根据本发明的设备的示例实施例的示意图;
图2是根据本发明的方法的示例实施例中的操作装箱序列的第一部分的示意图,该第一部分由图1的设备执行;
图3是图2所涉及的操作序列的第二部分的示意图,该第二部分由图1的设备执行;
图4是图2所涉及的操作序列的第三部分的示意图,该第三部分由图1的设备执行;
图5是图2所涉及的操作序列的第四部分的示意图,该第四部分由图1的设备执行;
图6是在根据本发明的方法的可能的较佳实施例期间,根据本发明的设备的可能的较佳实施例的立体图;
图7是图6的较佳实施例的详图;
图8是较佳实施例的部件的移动步骤的立体图。
具体实施方式
图1至图5涉及根据本发明的方法的可能的示例实施例。
除非另有说明,否则术语“方法”用于表示该方法的可能实施例。
图1至图5涉及根据本发明的设备的可能的示例实施例。
在下文中,除非另有说明,否则术语“设备”表示该设备的可能实施例。
该设备由附图标记1表示。
设备1构造成自动执行该方法。该方法被设计为使得可以使用该设备执行该方法。
设备1构造成自动进行产品的装箱。设备1尤其构造成自动装箱冰淇淋类的产品。由于这个原因,这些产品中的每一个都可以是冰淇淋类的产品。冰淇淋类的产品可以是例如带棒的冰淇淋。
该设备包括存储系统或单元2。存储单元2构造成用于在存储区Z2中自动存储预定数量的产品。
该方法包括至少一个操作装箱序列。
设备1构造成执行该操作序列。
该方法可以包括重复地和顺序地执行操作序列。这意味着该方法可以自动执行多个连续重复的操作序列。
设备1构造成重复且顺序地执行该操作序列。这意味着该设备构造成自动执行多个连续重复的操作序列。
图1至图5可以被认为是操作顺序的一般重复。
对于操作序列的每次重复,可以考虑预定数量的产品和预定数量的箱子。这意味着,对于操作序列的每次重复,预定数量的产品将被装箱到该预定数量的箱子中。
在图1至图5中,每个黑圈标识和/或示意性地表示产品。
图1至5是待包装的产品的预定数量等于四的情况。但是,预定数量可以是任何数量。在图2至图5中,借助操作顺序包装的产品是第一产品p1、第二产品p2、第三产品p3和第四产品p4。
图1至图5涉及一种示例情况,使得预定数量的箱子等于一个。但是,箱子的预定数量可以是任何数量。图5示出了其中包装产品p1、p2、p3和p4的箱子S。
该操作序列包括存储步骤。在存储步骤期间,将预定数量的待包装产品存储在存储区Z2中。
存储单元2构造成执行存储步骤。
图2示出了存储步骤的第一部分。图3示出了存储步骤的第二部分。
在存储步骤的第一部分中,如图2所示,第一产品p1和第二产品p2存储在存储区Z2中。在存储步骤的第二部分中,如图3所示,存储了第三产品p3和第四产品p4。
该设备包括装箱系统或单元3。装箱单元3包括多个装箱元件31、32、33和34。装箱元件的数量可以等于产品的预定数量或不同于产品的预定数量。
图1至图5涉及一种示例情况,使得装箱元件的数量等于四个,因此等于待装箱的产品的预定数量。在图1至图5中,装箱元件标记为31、32、33和34。
装箱单元3构造用于拾取所存储的产品p1、p2、p3和p4。装箱单元3构造成使得每个装箱元件31或32或33或34从相对于存储区Z2的相应起始位置开始,拾取并装箱待装箱的相应产品p1或p2或p3或p4。因此,每个装箱元件也可以被认为是拾取元件和/或转移元件。
在所述存储步骤之后,操作序列包括用于拾取存储的产品p1、p2、p3和p4的步骤。在拾取步骤期间,每个装箱元件31或32或33或34从相对于所述存储区Z2的相应起始位置开始,拾取待装箱的相应产品p1或p2或p3或p4。
图4涉及拾取步骤的初始时刻,其中每个装箱元件31或32或33或34定位于各自的起始位置。
在所述拾取步骤之后,操作序列包括将被拾取的产品p1、p2、p3和p4装箱的步骤。在装箱步骤期间,每个装箱元件31或32或33或34将相应的拾取的产品p1或p2或p3或p4装箱。
装箱单元3构造成执行拾取步骤和装箱步骤。
图5涉及装箱步骤的最后时刻,其中将拾取的产品p1、p2、p3和p4已装箱到预定数量的箱子中。图5示出了标记为S的箱子,因为在图1到5所示的示例中,箱子的预定数量等于一个。
该设备包括传送机9,该传送机9传送和/或运输包装有产品的箱子。
存储单元2包括多个存储元件。
图1至图5涉及其中存储元件的数量等于6的示例情况。但是,存储元件的数量可以是任何数量。
图2示出了三个存储元件,分别标记为21、22和23。在图3和图4中,另外三个存储元件分别标记为24、25和26。
存储单元2构造成用于移动多个存储元件21、22、23、24、25和26,以便将所述产品p1、p2、p3和p4从接收区Z1存储到存储区Z2。
存储单元2构造成使得多个存储元件可以在接收区Z1中并且从运输系统7接收产品。运输系统7又接收从生产设备馈送出的产品。该运输系统在图1至图4中标记为7。运输系统7包括运输元件,每个运输元件构造成用于运输存在于该运输元件中的产品。
设备1可以包括运输系统7。
设备1还可以包括转移系统8。转移系统8构造成将存在于运输系统7中的每个产品从相应的运输元件7转移至相应的存储元件。
图1至图5涉及其中运输元件的数量等于六的示例情况。但是,运输元件的数量可以是任何数量。
图2显示了三个运输元件,分别标记为71、72和73。在图3中,另外三个运输元件分别标记为74、75和76。
在图1至图4中,如果运输元件内部为白色,则该运输元件中没有产品。在图1至图4中,如果运输元件内部为黑色,则该运输元件中存在产品。
应当注意,图1未示出产品,因为图1主要旨在示意性地示出设备的特性。
每个存储元件21、22、23、24、25或26构造成在从接收区Z1向存储区Z2的移动期间,运输存在于相应的存储元件21、22、23、24、25或26中的相应的产品。
在图1至图4中,如果存储元件内部为白色,则该存储元件中没有产品。在图1至图4中,如果存储元件内部为黑色,则该存储元件中存在产品。
存储步骤包括至少一个将多个存储元件从接收区Z1移动到存储区Z2的步骤。
如果存储步骤包括多个移动步骤,则这些移动步骤中的至少两个可以至少部分同时发生。
图1至图5涉及示例性情况,使得存储步骤包括第一移动步骤和第二移动步骤。移动步骤的数量可以是任意的。
可以将图2视为第一移动步骤的示例,在此期间,第一的三个存储元件21、22和23从接收区Z1移动到存储区Z2。因此,在图2中,在接收区Z1和存储区Z2中均示出了具有产品p1和p2的第一的三个存储元件21、22和23。
可以将图3视为第二移动步骤的示例,在此期间,第二的三个存储元件24、25和26从接收区Z1移动到存储区Z2。因此,在图3中,在接收区Z1和存储区Z2中均示出了具有产品p3和p4的第二的三个存储元件24、25和26。
每个存储元件21、22、23、24、25或26构造成在移动步骤期间运输存在于相应的存储元件21、22、23、24、25或26中的相应产品。
图2涉及示例实施例,使得在第一移动步骤期间,第一存储元件21将第一产品p1从接收区Z1运输到存储区Z2,而第三存储元件23将第二产品p2从接收区Z1运输到存储区Z2。
图2涉及示例实施例,使得在第一移动步骤期间,第二存储元件22中不存在产品。这可能是由于在产品的生产步骤中和/或在使用运输系统7将产品朝向存储单元2运输的步骤中的错误。在附图所示的示例中,第二存储元件22中不存在产品是由于第二运输元件72中不存在产品而导致的。
在图3中,第五存储元件25将第三产品p3从接收区Z1运输到存储区Z2,而第六存储元件26将第四产品p4从接收区Z1运输到存储区Z2。
图3涉及示例实施例,使得在第二移动步骤期间,第四存储元件24中不存在产品。
设备1包括监视单元4。设备1构造成使得监视单元4针对每个存储元件21、22、23、24、25或26自动监视相应存储元件21、22、23、24、25或26中是否存在相应产品,而同时相应的存储元件21、22、23、24、25或26从接收区Z1移动到存储区Z2。
对于每个移动步骤,操作序列包括监视步骤。在监视步骤期间,对于每个存储元件21、22、23、24、25或26,监视相应的存储元件21或22或23或24或25或26中是否存在相应产品,而同时相应的存储元件21、22、23、24、25或26从接收区Z1移动到存储区Z2。
监视单元4构造成执行监视步骤。为了执行监视步骤,监视单元4可以在接收区Z1和存储区Z2之间包括操作传感器41。
为了执行监视步骤,监视单元4可以包括电子处理单元。监视单元4的电子处理单元可以包括硬件和加载在监视单元4的硬件上的软件,以执行监视步骤的至少一部分。
图1至图5涉及示例情况,使得操作序列包括用于第一移动步骤的第一监视步骤和用于第二移动步骤的第二监视步骤。
由于在监视单元4中还视觉地示出了第一的三个存储元件21、22和23,因此图2也可以被认为是第一监视步骤的图示。
由于在监视单元4中还视觉地示出了第二的三个存储元件24、25和26,因此图3也可以被认为是第二监视步骤的图示。
设备1包括获取模块5。设备1构造成使得获取模块5对于每个待装箱的产品p1或p2或p3或p4并根据相应存储元件21、22、23、24、25、26中是否存在相应产品,自动地获取待装箱的相应产品p1或p2或p3或p4在存储区Z2中的相应存储位置。所获取的该位置被认为是在存储区Z2中并且相对于存储区Z2的位置。
该操作序列包括获取步骤。在获取步骤期间,对于每个待装箱的产品p1或p2或p3或p4并根据在相应的存储元件21、22、23、24、25、26中是否存在相应产品,自动地获取待装箱的产品p1或p2或p3或p4在存储区Z2中的相应存储位置。所获取的该位置被认为是在存储区Z2中并且相对于存储区Z2的位置。
获取模块5构造成执行获取步骤。为了执行获取步骤5,获取模块5可以包括电子处理单元。获取模块5的电子处理单元可以包括硬件和加载在获取模块5的硬件上的软件,以执行获取步骤5的至少一部分。
根据监视步骤的结果自动地执行获取步骤。
监视单元4和获取模块5通信以交换信号和/或数据。
为了执行获取步骤,获取模块5至少知道执行存储步骤的至少一个移动步骤的运动学构造以及存储单元2的几何构造。
设备1包括设置单元6。设备1构造成使得设置单元6对于每个装箱元件31或32或33或34并根据获得的相应待装箱的产品p1或p2或p3或p4的存储位置,自动地设置相应的装箱元件31或32或33或34的起始位置。为此,设置单元6对于相应的装箱元件必须拾取或将不得不拾取的相应的产品,根据在获取步骤期间获得的存储位置,自动地设置每个装箱元件的起始位置。
操作序列包括自动设置步骤。在设置步骤期间,对于每个装箱元件31或32或33或34,并根据获得的待装箱的相应产品p1或p2或p3或p4的存储位置,自动地设置相应装箱元件31或32或33或34的起始位置,。
将每个装箱元件31或32或33或34的起始位置自动设置成使得在每个装箱元件31或32或33或34的相应起始位置中,使每个装箱元件31或32或33或34与待装箱的相应产品p1或p2或p3或p4之间的距离尽可能机械地最小化。为此,对于每个装箱元件,将相应的起始位置设置为使得相应的装箱元件与相应的装箱元件必须拾取或将要拾取的产品之间的距离最小化。
根据获取步骤的结果自动地执行设置步骤。设置单元6构造成执行设置步骤。
为了执行设置步骤,设置单元6可以包括电子处理单元。设置单元6的电子处理单元可以包括硬件和加载在设置单元6的硬件上的软件,以执行设置步骤6的至少一部分。
获取模块5和设置单元6通信以交换信号和/或数据。
为了执行设置步骤,设置单元6可以包括移动系统。该移动系统构造成用于机械地独立于其它装箱元件的起始位置调节每个装箱元件31、31、33或34的起始位置。在这种情况下,设置单元6构造成使得移动系统可以由设置单元6的处理单元自动地控制,从而自动执行设置步骤。
在设置步骤期间,一个或多个装箱元件可以机械地独立于其它元件相对于存储区Z2移动。
执行监视步骤、获取步骤和设置步骤以使得每个装箱元件31或32或33或34的起始位置被优化以使得可能和/或加速和/或便于将由装箱单元3自动地执行的拾取步骤,自动地考虑在一个或多个存储元件21-26中可能缺少产品的实际分布。以这种方式,即使使用具有更简单机械构造的装箱单元,也能够从操作序列的一个重复到另一个重复,使实际装箱的产品数量保持恒定。
特别地,根据该方法,较佳地将产品装箱而不包装。由于不必包装产品,因此存储单元不必具有取决于执行包装步骤所需要的构造,并且以此方式,还能够使用机械和/或电子构造更简单的装箱单元,例如利用系列运动学(serial kinematics)。
监视步骤、获取步骤和设置步骤允许不太复杂的装箱单元在任何情况下都能够自动适应存储单元中产品缺失的分布的变化。
应当注意,装箱方法可以包括顺序地重复上述操作序列。
从一次重复到另一次重复,存储单元2中产品缺乏的分布和/或位置可以变化。
对于操作序列的每次重复,执行自动设置步骤使得从一次重复到另一次重复拾取产品p1或p2或p3或p4的数量保持恒定,其中存储元件中存在或不存在相应的产品变化。
存储元件21、22、23、24、25、26限定成行存储元件。
存储单元2构造成用于通过沿着行的延伸方向L平移而将存储元件21、22、23、24、25、26从所述接收区Z1移动到所述存储区Z2。
每个移动步骤因此都是通过沿行的延伸方向L平移而发生的。
每个装箱元件31或32或33或34相对于所述存储区Z2彼此独立地机械地可移动,使得通过至少部分地独立于其它元件的起始位置控制每个装箱元件31或32或33或34的起始位置来执行设置步骤。
设备1构造成使得设置单元6能够彼此独立地机械地相对于所述存储区Z2移动每个装箱元件31或32或33或34,从而至少部分地独立于其它元件的起始位置自动地控制每个装箱元件31或32或33或34的起始位置。
设置单元6构造成用于借助于上述移动系统使每个装箱元件31或32或33或34相对于所述存储区Z2彼此独立地机械地移动。该移动系统可以包括用于装箱元件31或32或33或34中的每一个的相应的马达。该马达可以是线性电动马达。
装箱单元3包括共享的支承件35,该共享的支承件35支承装箱元件31、32、33和34。共享的支承件35至少主要沿着平行于所述延伸方向L的纵向方向X定向。
对于每个装箱元件31或32或33或34,通过沿着至少主要沿所述延伸方向L定向的纵向方向X自动选择相应装箱元件31或32或33或34的相应位置q1或q2、q3或q4来执行设置步骤。每个装箱元件31或32或33或34的相应选择位置对应于沿着待装箱的相应元件p1或p2或p3或p4获得的位置的延伸方向L的相应位置。为此,通过设置单元6将每个装箱元件沿纵向方向X定位在相应装箱元件必须拾取或将不得不拾取的相应产品的相同位置处。
对于每个装箱元件31或32或33或34,沿着纵向方向X的相应位置是沿着支承件35的位置。
在图4中,标记q1表示第一装箱元件31的设定位置,q2表示第二装箱元件32的设定位置,q3表示第三装箱元件33的设定位置,而q4表示第四装箱元件34的设定位置。
设置单元6构造成自动设置每个装箱元件31或32或33或34的相应的起始位置,沿着所述支承件35移动每个装箱元件31或32或33或34并且在机械上独立于其它装箱元件。
支承件35是轨道,该轨道允许引导每个装箱元件的移动,以便调节相应的起始位置。
拾取步骤通过所述支承件35的至少第一移动来执行。支承件35的第一移动包括沿着横向于所述纵向方向X的第二方向Y的至少一个分量。装箱元件31、32、33和34与第一移动是一体的。
装箱步骤通过所述支承件35的至少第二移动来执行。第二移动包括沿着横向于所述第一方向X和第二方向Y的第三方向Z的至少一个分量。装箱元件31、32、33和34与所述第二移动是一体的。
在图5中,示出了在第二移动之前的支承件35,但是示出了产品p1、p2、p3和p4在箱子中,就好像已经进行了第二移动一样。
每个装箱元件31、32、33或34构造成用于在拾取步骤期间夹持待装箱的相应产品,以使其朝向箱子S移动,并且在装箱步骤期间将其释放或存放在箱子S中。
通过将侧向示出该设备的图1至图4与从上方示出该设备的图5进行比较,可以得出第一方向X、第二方向Y和第三方向Z之间的相互定向。
装箱单元3构造成引起支承件35的第一移动,并且使得装箱元件31、32、33和34与所述第一移动成一体。这样,装箱元件31、32、33和34至少通过所述第一运动来拾取待装箱的相应产品p1、p2、p3和p4。
设置单元6构造成在第一移动期间保持每个装箱元件的设置位置,使得在拾取步骤期间保持每个装箱元件31、32、33或34的起始位置的设置。
装箱单元3构造成引起支承件35的第二移动,并且使得装箱元件31、32、33和34与所述第二移动成一体。这样,装箱元件31、32、33和34至少通过所述第二运动来装箱拾取的相应的产品p1、p2、p3和p4。
装箱单元3以这种方式具有系列运动学,因此比现有技术中用于装箱冰淇淋类产品的方法中的装箱单元在机械上更易于控制。
在任何情况下,该设备通过检测存储单元2中产品的缺失,允许装箱的产品数量对于操作序列的每次重复保持恒定。
该方法使得即使在存储步骤期间使用的存储元件的数量与待装箱的产品的预定数量不同,也可以使装箱的产品数量保持恒定。在图1至图4中,用于执行存储步骤的存储元件的数量等于六,而待装箱的产品的预定数量为四。
这使得能够相对于运输系统7中可能的变化实现装箱设备的更大的灵活性。
图6至图8示出了根据本发明的设备的较佳实施例。该较佳实施例标记为1'。
在图6至图8中,p6'和p5'是尚未被存储单元2'接收的任何两个产品。用于将产品从运输系统转移到存储单元2'的系统标记为8'。图中所示的转移系统8'是旋转或平移的夹持件。
标记31'、32'、33'和34'表示多个装箱元件,它们是装箱单元3'的一部分,并由共享的支承件35'支承。标记p1'、p2'、p3'和p4'表示存储的产品,并且它们将分别由装箱元件31'、32'、33'和34'装箱在箱子S'中。
在图6至图8的情况下,等于装箱元件的数量的预定的产品数量等于二十。在图6至8的情况下,用于每个操作序列的存储步骤的存储元件的数量等于十六。在图6至图8的情况下,预定的箱子的数量大于一。
图6示出了第一存储元件21',其中没有产品,并且其位于存储区中;以及第二存储元件22',其中没有产品,并且其位于接收区Z1和存储区Z2之间。
图6和图7未示出其中存在产品的存储元件。
图6中的标记41'表示检测单元的传感器,该传感器检测每个存储元件是否存在产品。
图7更近地示出了存储元件21'和装箱元件33'。
每个存储元件可以具有存储元件21'的一个或多个特征或存储元件21'的所有特征。每个装箱元件可以具有装箱元件33'的一个或多个特征或装箱元件33'的所有特征。
每个存储元件包括本体212'和由本体212'支承并构造成用于保持产品的夹持件211'。每个存储元件的夹持件211'构造成采用释放状态,在该释放状态下,夹持件211'从转移系统8接收相应的产品,或者释放该产品,以使其被相应的装箱元件夹持。每个存储元件的夹持件211'构造成采用一操作状态,在该状态下,夹持件211'保持产品以将其从接收区Z1移动到存储区Z2。
每个存储元件的夹持件211'构造成在操作状态中保持产品,如果产品是带棒的冰淇淋类,则夹持产品的棒。
每个装箱元件包括本体312'和由本体311'支承并构造成用于保持产品的夹持件311'。每个装箱元件的夹持件311'构造成采用释放状态,在该状态下,夹持件311'从相应的存储元件中接收相应的产品,或者释放产品以将其存放在箱子S'中。每个装箱元件的夹持件311'构造成采用操作状态,在该操作状态下,夹持件311'在将产品转移到箱子S'期间保持产品,这较佳地借助上述第二移动来发生。
在图8中,在上述第二移动的开始和结束时都可见支承装箱元件的共享支承件35',其包括沿第三方向Z的至少一个部件,并且其允许装箱单元将产品装到箱子S'中。
根据本发明的装箱方法允许借助连续操作的装箱序列,使用装箱单元来对冰淇淋类的产品进行自动装箱,该装箱单元从机械和/或电子的角度来看更简单,并相对于装箱设备上游部件中的产品间隙的空间分布中的变化,在操作序列的每次重复中装箱的产品数量保持恒定。
特别地,该方法适合于未包装的冰淇淋类和/或在棒上的冰淇淋类的产品的装箱。
根据本发明的设备构造成用于自动执行根据本发明的方法。
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