发明内容
本发明的目的在于,对开头所述类型的方法和装置作如下进一步构成,使其可以全自动操作杯棒,特别是像除一面敞开各面封闭的纸盒那样装入或从包装辅助件中取出。杯子为此在操作期间可以得到非常小心的操作,从而杯子也可以直接在其制造之后进行操作。最后杯棒的包装密度在包装辅助件内部得到优化。
上述目的在一种开头所述类型的方法方面由此得以实现,即首先抓取至少一部分物体,接着彼此改变物体的相对设置并然后将改变设置的物体放入包装辅助件内,其中,该物体直立设置。
在一种开头所述类型的装置方面,为实现该目的具有第一抓取装置,构成用于在与制造或者加工机械的交叉点上抓取至少一部分物体和用于直立放入物体。
依据本发明操作的物体特别是单个分离的物体,它们可造型合理地连接,最好可以相互套装并当然也可以套钩。通过抓住物体在继续运动的情况下输送并因此从预先规定的位置沿确定的轨道运动,其中,特别是在每个点上确定物体的定向。物体在抓住之后继续保持并因此至少暂时在一个确定的位置上和可靠定向。在本发明的范围内物体在径向上运动,确切地说是在该方向上距离变化或者相对位置变化的过程中,但不是在纵向上。整体上这样绝对确定地进行位置变化。
利用依据本发明的方法或依据本发明的装置可以第一次在与仅一面敞开的包装辅助件的结合下全自动操作杯棒,其中,特别是通过利用尽可能垂直定向的杯子或杯棒的直立放入的杯子操作是一种非常小心的操作。物体在其圆周面上由保持棒环绕和保护机构从另一个端面嵌接配合。物体直接由输出单元转移到操作单元,也就是它们直接接触,而无需中间连接的叠加装置。在此方面,物体不仅可以移动到操作单元内,而且后者也可以移动到输出单元内。由此进行一种交错移动并因此进行单元的“啮合”,由此确保绝对可靠地转移物体。此外,根据杯子设置依据本发明的定向可以使容纳在包装辅助件内的物体或杯子数量最佳化。依据本发明可以达到高包装密度并因此高度紧凑性的物体设置。
特别是在本发明中还存在下列情况:
这些物体是一种由单个制品组成的柔性松散复合体。与依据本发明的方法相应,物体在其外圆周上借助于设置在圆周上的保持棒包围。这些物体可以“啮合”,也就是说,中心距离可以小于双倍半径。操作过程期间物体在端面上进行本身的保护,确切地说是在与抓手中心/重心相反定向的“下”端面上。由此产生物体在依据本发明的方法中造型合理地嵌接。抓取***可以直接对接在原始单元上。此外提供了移动到原始单元(保持装置)内的可能性,也就是不仅仅对接。可以操作包装辅助件任意部分的物体,不仅仅例如一行物体。
在依据本发明方法的优选进一步构成中,第一抓取装置通过操作装置特别是多轴工业机器人操作,由此可以特别灵活地使用抓取装置。相应地在依据本发明的装置中,第一抓取装置可通过操作装置特别是多轴工业机器人操作。优选使用四轴或者六轴工业机器人。也可以使用其他数量轴的工业机器人。
出于进一步优化包装辅助件内设置密度的目的,本发明特别注意在物体放入包装辅助件之前物体的第一原始几何形状设置的配合。这一点依据本发明按照两种方式进行,其中,当然也可以是一种混合方式:
在本发明的范围内,因此一方面物体借助于第一抓取装置抓取和物体设置的变化通过改变第一抓取装置的几何形状进行。但另一方面-或者也可以附加-物体也可以在放入包装辅助件之前放入所分配的料仓件的储存件内,其中,在料仓件内改变物体的设置几何形状。相应地在进一步构成中,依据本发明的装置这样设立,使第一抓取装置构成用于改变物体设置在放入包装辅助件之前的几何形状以及料仓件构成用于改变物体设置的几何形状。
出于灵活改变第一抓取装置几何形状的目的,最好(部分)空穴的每个物体通过所分配的第一抓装置的抓取件抓取和保持。依据本发明装置的进一步构成,该装置因此在第一抓取装置上为每个物体具有所分配的抓取件。与上述第二构成方式相应,料仓件也可以为每个物体具有所分配的储存件。
因为所要操作的棒状物体特别不是刚性物体,所以抓取件和/或者储存件按照依据本发明装置的进一步构成最好为各自所保持的物体具有侧面的导向件,此外至少在抓取件的情况下与其可以整体构成用于保持物体的封闭件。为了能够尽可能准确和节省空间地放入物体,依据本发明装置的优选进一步构成,导向件构成用于物体棒轴线的平行定向。
为了能够达到包装辅助件内最佳的包装密度,此外至少一组抓取件成行设置。相应地在料仓件方面,该料仓件构成用于容纳利用平行棒轴线成行设置的物体,其中,至少一组储存件成行设置。
此外出于所述原因,装置技术方面相关组至少成行设置的抓取件和/或者储存件最好在垂直于各自所保持物体的棒轴线方向上移动设置,从而在依据本发明方法的进程中,所追求的第一物体设置几何形状的变化可以通过改变抓取件和/或者储存件的距离进行。
抓取件和/或者储存件为此可以滑动设置在行方向上延伸的轨道件上,其中,按照依据本发明装置一种特别优选的进一步构成,抓取件和/或者储存件的侧面距离在行的内部彼此可变。方法技术方面依据本发明一种相应的进一步构成,在抓取件或储存件抓取物体时预先规定的第一位置与通过在包装辅助件内所追求的包装密度预先规定的第二相对位置之间彼此进行距离变化。
为了以结构简单的方式实现所称的两个预先规定位置之间一行物体之间侧面距离依据本发明最好可能的改变,依据本发明装置一种特别优选的构成,组的抓取件和/或者储存件与单个或各自邻接的抓取件和/或者储存件通过连接件连接,通过该连接件确定抓取件/储存件具有不同成对侧面距离的两个相对位置。借助于所称的连接件该组抓取件和/或者储存件的侧面运动可以在预先规定的确定极限内传递到该组的其他抓取件和/或者储存件上,从而最好单个力源足够用于每组抓取件和/或者储存件的抓取件和/或者储存件的运动。
为了能够特别是与空穴内的杯子或杯棒的几何形状设置无关实现依据本发明所追求的包装辅助件内的最佳包装密度,一般情况下要求包装辅助件内所要放入的物体的几何形状设置实际上与提供的物体/空穴的数量和设置几何形状完全无关进行安置。为此目的,依据本发明的装置-如上所述-或者具有带移动抓取件的第一抓取装置或者(需要时也附加)具有带移动储存件的料仓件,用于放入第一抓取装置内含有的物体。在方法技术方面,相应地物体在放入包装辅助件之前或者利用其设置已经改变的几何形状放入料仓件内,或者在通过移动的储存件将其放入料仓件内才进行几何形状配合。如已经提到的那样,但也可以是上述两种方法类型的混合形式。物体同样也可以在第一抓取装置内的几何形状改变之后直接从该装置中放入包装辅助件内。
在考虑到将物体放入包装辅助件内的情况下,在依据本发明方法一种优选的进一步构成范围内,物体以第二设置的方式借助于第二抓取装置从料仓件中取出,从而依据本发明的装置最好具有第二抓取装置,用于从料仓件中取出第二几何形状设置的物体。该设置出于快速方法进程的原因以及考虑到包装辅助件内达到最佳的包装密度,最好构成用于从料仓件中成行或者成组取出物体。方法技术方面依据本发明相应的进一步构成,从料仓件中的取出成行或者成组进行。因此一行的长度最好相当于包装辅助件的尺寸。
与第一抓取装置类似,第二抓取装置最好也通过操作装置特别是多轴工业机器人操作。在依据本发明方法相应的进一步构成范围内,这些抓取装置也可以通过共用的操作装置特别是多轴工业机器人操作。但抓取装置也可以通过不同的操作装置操作。
如果第二抓取装置具有移动的抓取件,那么这里在将物体放入包装辅助件内之前也可以进行物体设置(需要时附加)的几何形状改变。
为在运输运动过程中也以可靠和小心的方式将放入包装辅助件内的物体保持在其所分配的位置上,依据本发明方法的一种特别优选的进一步构成,放入物体之前在包装辅助件内装入定位垫。依据本发明的装置相应地最好具有设置在包装辅助件内的定位垫,它此外以特别优选的方式设置在包装辅助件的底部。存在定位垫特别具有优点的是,包装辅助件内部物体的包装图形在运输时例如通过滑动可以变化。定位垫如何处于包装辅助件的底部上取决于具体的应用情况。一种可以选择的设置在于以分离隔断层的方式垂直设置定位垫。
为接受物体定位垫依据本发明装置一种特别优选的进一步构成具有物体的容纳件,构成用于将物体与包装辅助件的至少一个壁持续隔开。容纳件依据本发明可以这样构成或设置,使物体可利用其棒端装入该容纳件内,其中,依据本发明方法一种优选的进一步构成,具有彼此平行棒轴线的物体利用其棒端装入定位垫的容纳件内。在此方面需要注意的是,物体通过定位垫至少与包装辅助件的一个壁持续相距定位。定位垫在此方面最好这样构成,使所放入的物体例如通过叉形抓手仍可向下移动,从而杯口各自向下(对着包装辅助件底部)的杯棒也可以自动从包装辅助件中取出。
因为依据本发明的方法或依据本发明的装置除了上面已经原则上介绍的物体装入外,还应可以从包装辅助件中全自动取出物体,所以在依据本发明方法一种优选的进一步构成中,至少一行物体附加从包装辅助件与其棒轴线平行延伸的壁到取出装置的装入在物体行与壁之间的区域内相距定位。相应地在依据本发明的装置中,最好至少一行物体的容纳件因此并最好依据物体的最佳包装密度设置。方法技术方面因此包装辅助件内的放入可以这样进行,使其达到最佳的包装密度。
放入包装辅助件内物体的取出例如在依据本发明方法进一步构成的进程中值得追求或需要的是,包装辅助件在装入物体之后输送进行制品的继续加工如装饰或者装盒,为此依据本发明的装置最好具有输送件,用于将包装辅助件输送到制品的继续加工装置例如装饰或者装盒装置。依据本发明的装置然后最好具有包括用于其操作最好是工业机器人的操作装置在内的另一抓取装置,用于从包装辅助件中取出物体(取出装置),该装置与第二抓取装置类似最好构成用于从包装辅助件中成行取出物体。方法技术方面依据本发明方法相应的进一步构成,物体为制品的进一步加工借助于另一抓取装置(取出装置)从包装辅助件中取出,其中,取出最好成行进行。
也可以选择将装盒的包装辅助件输送到仓储装置并存放在那里。
在考虑到物体在包装辅助件内依据本发明高密度和节省空间的包装情况下,依据本发明装置的第一进一步构成,取出装置为每个所要取出的物体具有夹紧装置,该装置由用于底部抓取物体的下抓取件和用于夹紧物体的压紧件在下抓取件与压紧件之间构成,从而物体可以通过底部抓取的物体借助于下抓取件和夹紧在下抓取件与压紧件之间从包装辅助件中取出。可以选择取出装置为每个所要取出的物体具有由至少两个与物体的容纳处彼此相对可环绕共同轴线旋转的分壳组成的壳式设置,其中,物体可容纳在壳式设置内部构成的空间内并通过在壳式设置一端上具有的保持件保持在该末端上。取出装置最好可装入包装辅助件的壁与物体行之间的区域内,该区域按照依据本发明定位垫的相应构成保持持续敞开。
在制品完成继续加工之后,物体在依据本发明方法的优选进一步构成中重新放入包装辅助件内,其中,在依据本发明方法一种特别的进一步构成范围内,物体可以通过共用的操作装置特别是多轴工业机器人从包装辅助件中取出并重新放入其中。依据本发明装置一种相应变化的特征在于,物体在制品完成继续加工后借助于特别是与装入装置相应的另一抓取装置重新放入包装辅助件内。
为使物体在放入包装辅助件期间-在其制造之后或者在其继续加工之后-即使在其尚未完全装盒的情况下也能够相互支承,此外在方法技术方面包装辅助件在放入物体期间可以向垂直线倾斜。包装辅助件的倾斜在依据本发明的装置上出现在为此目的具有的扩张站上,该扩张站此外首先和最好在放入物体期间展开包装辅助件内存在的衬层,特别是塑料袋并同时紧贴在包装辅助件的壁上。由此保证在装入或取出抓手装置移入时不产生与包装辅助件衬层的碰撞点,因为这一点特别会导致损坏衬层并导致物体随后卫生方面的不利影响。扩张站的另一目的是包装辅助件在装卸时的精确定位。
依据本发明装置的进一步构成,取出装置可以通过操作装置特别是多轴工业机器人操作。其他抓取装置类似地也可以通过相应的操作装置操作。在继续加工装置的适当节奏下,例如在工作区的工作节奏或者几何形状构成方面,取出装置和其他抓取装置也可以通过共用的操作装置特别是多轴工业机器人操作。方法技术方面在这种情况下可以相应地使物体通过第一操作装置特别是多轴工业机器人从包装辅助件中取出并-在完成继续加工之后-通过第二操作装置特别是多轴工业机器人重新放入其中。
在继续加工装置上使用两个操作装置的情况下,依据本发明的装置最好具有输送件,用于按照FIFO(first-in-first-out)原理以固定循环将包装辅助件在制品的继续加工期间从第一操作装置的工作区输送到第二操作装置的工作区。方法技术方面与此相应,包装辅助件在制品的继续加工期间在所称的循环内从一个操作装置输送到另一个操作装置。
具体实施方式
图1示意示出在制造所要操作的制品或由此构成的棒状物体,在这里专门用于制造牛奶加工业塑料杯的范围内,依据本发明装置1的局部视图。借助于该装置的所示构成,无需配置便可以操作两种不同直径的杯子。依据本发明的装置1为此目的具有自动拉深机方式的塑料杯制造装置2。在制造装置2的范围内,具有多轴工业机器人最好四-六轴工业机器人方式的两个操作装置3.1、3.2,它们各自配备一个抓取装置4.1、4.2。在操作装置3.1、3.2的工作区A 1、A2内具有工具站5.1、5.2,操作装置3.1、3.2为与确定的杯子直径相配合可以在其上面更换其各自的抓取装置4.1、4.2。工具站5.1、5.2专门用于开头所述的情况,即存在两种不同的杯子直径。否则可以取消至少一个工具站。此外,在操作装置3.2的工作区A2内设置输送件6,用于输送例如纸盒方式的空的和装盒的包装辅助件7.1或7.2。
操作装置3.1、3.2的工作区A1、A2在分区A1、2上重叠。在该分区上依据图1的构成在具体情况下设置不同杯子直径的两个料仓单元8a、8b方式的料仓件8,用于暂时容纳所要操作的物体。由此取消格式变换时的配置。
就此而言借助图1的图示所介绍的依据本发明方法的基本流程如下:制造装置2以公知的方式采用热拉深法制造所要操作的PP或者PS塑料杯。为此将挤压薄膜输送到(未示出)制造装置并在其中加热。接着将制造装置内的热弹性薄膜通过预拉伸机预成型并借助于压缩空气压入型模内,随后冷却并冲出。这样制造的杯子还要在制造装置2内相互套装成杯棒并随后在制造装置2的输出区2.1内提供。
依据本发明,杯棒从输出区2.1通过第一操作装置3.1借助于第一抓取装置4.1以也称为空穴并可以具有一维或者二维造型的第一几何形状设置取出,并输送到暂时将其放入的料仓件8。在制造装置的输出区2.1内杯子尺寸变化和杯棒的尺寸由此产生变化的情况下,操作装置3.1移动到分配给它的工具站5.1并需要时在那里得到新的抓取装置,借助于其在物体参数改变的情况下也可以重复到目前所介绍的依据本发明的方法。
在第一操作装置3.1将从制造装置2取出的物体放入料仓件8内后,物体从那里通过第二操作装置3.2借助于由其操作的第二抓取装置4.2重新取出并放入通过输送件6输送到操作装置3.2的工作区A2内的空包装辅助件7.1内。如果包装辅助件7.1装满,那么通过输送件6作为满载辅助件7.2重新从第二操作装置3.2的工作区A2输出,并在需要时可供继续加工(对照图11)使用。
如图1的图示中示意所示,制造装置2的输出区2.1和料仓件8具有不同的几何形状规格。依据本发明,在制造装置2的输出区2.1上利用第一几何形状设置取出的物体通过第一操作装置3.1的抓取装置4.1扇形放入料仓件8内。接着改变料仓件8内的物体距离,这一点后面还要详细介绍。这样产生的物体的第二设置在此方面这样构成,使第二操作装置3.2接着借助于其抓取装置4.2可以实现包装辅助件7.1内物体的最佳包装密度。这一点借助图6a、6b、8和9还要详细介绍。作为选择或者补充,设置几何形状的改变通过第一抓取装置4.1进行,而且物体在通过第一操作装置3.1的抓取装置4.1改变的第二设置中放入料仓件8内。
图2示意示出通过第一抓取装置4.1接受所要操作的杯棒9方式的物体。图示的下部示出在依据本发明的方法进程期间处于不同的连续时间点t1、t2、t3上制造装置2的输出区2.1(图1)。中间区域B1示出在同一时间点t1-t3上抓取装置4.1的侧剖面图,而下部区域B2示出时间点t2、t3上抓取装置4.1的俯视图。
在t1上,空穴K的杯棒9通过冲头2.2从制造装置2的输出区2.1冲出并落入也称为空穴抓手的抓手装置4.1内。这一过程在杯棒9处于抓手装置4.1内的时间点t2上结束。如果全部空穴K处于抓手装置4.1内,那么冲头2.2在时间点t3上重新移入和杯棒9在抓取装置4.1内通过封闭件4.1a保护,后面借助图5a、b、c详细介绍这一点。
在图2所示的情况下,空穴K因此是5x5杯棒9的一种二维设置,它以正方形的几何形状在制造装置2的输出区2.1上提供。
图3a-c示出抓取装置4.1(图1、2)的一组4.1b抓取件4.1c的详图。这些抓取件以类似方式相当于料仓件8(图1)中的一组8.1b储存件8.1c,其中,后者上只是没有封闭件。图3a、b中各自所示的四个抓取件4.1c或储存件8.1c成行可沿轨道件4.1d、8.1d在双箭头X方向上移动运动设置。为此抓取件4.1c(储存件8.1c)在所示的实施例中在其下部区域内各自具有带专用燕尾断面的突起部4.1e、8.1e,该断面嵌入轨道件4.1d、8.1d的对应槽4.1f、8.1f内。同样也可以取代上述的专用断面采用普通的滑动支承。
抓取件4.1c和储存件8.1c各自具有三个三角形设置的导向件4.1g、8.1g,用于它们之间所要容纳的杯棒9(图2),杯棒专门以圆形横截面的棒方式构成并垂直于导轨件4.1d、8.1d的延伸方向或抓取件4.1c、8.1c的移动方向X延伸。
各自相邻的抓取件和储存件4.1c、8.1c相互间通过连接件4.1h、8.1h连接。连接件4.1h、8.1h各自具有两个长孔4.1i、4.1i`和8.1i、8.1i`,由此在与连接件4.1h、8.1h在抓取件4.1c(储存件8.1c)上存在的固定件4.1j、8.1j的共同作用下相互间确定抓取件4.1c或储存件8.1c的两个极限距离d1、d2。
因此根据图3a、b抓取件4.1c(储存件8.1c)的构成和设置,足够形成在双箭头X方向上线性作用的单个力源(未示出),以便在较大相对距离d1的第一位置与较小相对距离d2的第二位置之间以简单方式改变抓取件4.1c(储存件8.1c)的彼此距离。
图4示出依据本发明第一抓取装置4.1的总图,其中,多组4.1b、4.1b`抓取件4.1c以相邻平行的行方式设置在抓取件的二维设置的框架内;在每行的内部,抓取件4.1c的相对距离也可以在双箭头X的方向上变化,其中,与图3a、b的构成相似,具有各自两个长孔4.1i、4.1i`的连接件4.1h用于连接一行抓取件4.1c。根据上述内容也可以相应构成依据本发明装置的料仓件8(对照图3a-c),这一点在这里出于概览的原因不再赘述。
与图3a、b所示的抓取件4.1c的构成相反,这些抓取件在依据图4的实施方式中不是利用正方形的,而是利用基本上三角形的基座4.1k构成,其中,抓取件4.1c相邻行的基座4.1k、4.1k`各自在抓取件设置的平面上以180°彼此扭转,从而抓取件4.1c的基座4.1k尖端4.1l在一个-同样三角形的-区域4.1m内始终突入一行相邻基座4.1k、4.1k`彼此靠近的侧壁4.1n、4.1n`之间。按照这种方式,通过抓取装置4.1也可以抓住空穴,在这些空穴中杯棒9按照重叠的图形(对照图7b)或者平面最紧密的包装设置。
根据第一抓取装置4.1结构上专用的构成,如图3a-c和4所示,空穴可以从杯棒9中利用通过制造装置2预先规定的第一相对距离例如d1抓住;随后可以通过简单移动抓取件4.1c调整抓取件4.1c并因此杯棒9彼此间一般情况下更紧密的新距离d2,该距离至少在抓取装置4.1b的行内部基本上相当于包装辅助件(图1)内杯棒9所追求的最佳包装密度。
图3a-c和4中所示的抓取件4.1c的行在其各自的距离上彼此与由制造装置2(图1)提供的空穴具体的几何形状相配合。它例如与制造装置(拉深机)模具的图形相应。但例如由于制造装置上使用其他模具几何形状改变时,随时可以进行相应配合。正如前面对图3a-c已经详细介绍的那样,几何形状改变也可以从抓取装置4.1转移到料仓件8上,由此特别是产生一种理想的结构简单的抓取装置4.1。
图4此外放大示出一个抓取件4.1c的上部区域4.1o或其导向件4.1g和用于保护杯棒9的封闭件4.1a。下面借助图5a-c详细介绍杯棒依据本发明的保护。
图5a示出抓取件4.1c的导向件4.1g连同一体化封闭件4.1a一种优选的可能构成。封闭件4.1a按照所示的实施例包括翻转杠杆4.1p,它环绕轴线S垂直于导向件4.1g的延伸方向铰接在导向件的端部缺口(未示出)内并与分布在导向件4.1g内部的拉杆4.1q连接。拉杆4.1q在图3b上面箭头方向上的下降使翻转杠杆4.1p向内回转,从而该杠杆利用其尖端4.1r紧贴在杯棒9最下面的杯子9.1的内缘上。该区域是杯子最稳定的区域,从而即使在杯子刚制造,也就是尚热和易变形的情况下,在这里基本上也不会造成杯子9.1的变形。拉杆4.1q在图5a、b(上部)、c箭头方向上的上升和下降例如利用未示出的例如气动或者电动传动件进行。
图5a、b的下部局部图示出在翻转杠杆4.1p摆入杯子9.1内时(图5b下部;图5c右侧)或翻转杠杆4.1p摆出时(图5a下部;图5c左侧),杯棒9导向件4.1g的底视图。
图6a示出依据本发明处于抓取装置4.1内的空穴的第一几何形状设置如何转换成对放入包装辅助件内有利的图形。在包装逻辑的语境中,“有利”的意思是说,追求包装辅助件上尽可能多的杯棒装入包装辅助件内这样一种包装情景。
图7a、b示意示出可能的包装图形,其中,按照确定图形设置的杯棒数量以俯视图示出。杯棒9设置在彼此间具有固定距离ΔY的行R内,而一行R的杯棒9彼此间以距离ΔX设置。在面积利用方面,图7b的包装图形优于图7a。
因为按照图3a、b和4各自设置在一行内的抓取件4.1c或储存件8.1c的相对距离可以调整,所以依据本发明一方面已经为处于第一抓取装置4.1内的杯棒9调整杯棒9在一行R内部所要求的距离ΔX,它例如相当于图3b中所示的距离d2。因此在空穴K的单个行R在杯棒9的距离ΔX方面根据对放入包装辅助件内所要求的距离尺寸配合之后,依据图6a左侧的行R放入料仓件8内。可以选择一部分空穴K无事先的距离变化装入料仓件8内。距离变化然后在料仓件内进行。
料仓件8在几何形状变化仅通过抓取装置4.1进行的方案中,依据图6a的示意俯视图在各自不同的连续时间点t1-t6上具有静态储存件8.1`的二维设置,它这样构成,使各自一个杯棒9可以静态容纳和保持在料仓件8的一行内部两个相邻的存储件8.1`之间。图6b示出料仓件8连同储存件8.1`和杯棒9侧视图。
在时间点t1上,空穴的第一部分K1借助于第一抓取件4.1(图6a中未示出)放入料仓件8的第一区域内。杯棒9在料仓件8内的距离ΔX相当于通过第一抓取装置4.1调整的并适用于杯棒9最佳放入包装辅助件内的距离。
在时间点t2上,料仓件8内放入空穴的第二部分K2;在时间点t3上放入第三部分K3,从而料仓件8在该时间点上完全装满杯棒9,其彼此距离在一行的内部已经相当于为包装辅助件内所追求的包装图形所需的那个距离。
在抓取装置4.1上不进行距离变化的其他方案的进程中,在该位置上料仓件8的单个储存件8.1为产生包装辅助件内所追求的包装图形而移动。
料仓件8在时间点t3上整体装满杯棒9以后,接着借助于另一抓取装置(未示出)将杯棒9成行重新放在料仓件8上并放入包装辅助件7.1内(图1)。这一点依据图6a在各自一行杯棒9的时间点t4、t5、t6上进行,直至在时间点t6上料仓件8重新完全清空。
依据图6a在时间点t4-t6上成行容纳杯棒所使用的另一抓取装置(4.2)由抓取装置4.1相同的抓取件4.1c组成(空穴抓手)。区别在于另一抓取装置(行抓手)的抓手件不是彼此相对可移动设置并仅容纳可以长于至穴部分K1-K3的唯一杯棒行。
图8示出在杯棒9a-9p按照制造装置2(图1)相应模具的比例重叠设置在空穴K内部的情况下,将杯棒9a-9p放入具有相应储存件8.1`的料仓件8内。在这种情况下,借助于在图8中仅示出其中导向件4.1g的抓取装置4.1,在第一时间点t1上仅将杯棒9a-9d或9e-9h的单个行或行对放入料仓件8内。随后操作装置3.1移动抓取装置4.1,从而在后面的时间点t2上空穴K的剩余行或行对(杯棒9i-9l或9m-9p)可以放入料仓件8的相应存储件8.1`内。
图9示出在三个连续的时间点t1、t2、t3上将杯棒9放入包装辅助件7.1内。在时间点t1上,包装辅助件7.1例如纸盒仅含有唯一一行杯棒9。在单个杯棒9之间还可以看出行抓手的单个导向件和封闭件4.1g、4.1a。在时间点t2上,借助于行抓手将第二行杯棒9放入包装辅助件7.1内,其中,放入这样进行,使两行的相对设置特别是在其距离ΔY方面相当于包装辅助件7.1内所追求的最佳包装图形(对照图7b)。在时间点t3上,最后示出按照所追求的最佳包装图形整体装满杯棒9的包装辅助件7.2。为使放入包装辅助件7.1内的杯棒行在包装辅助件7.1完全装满之前在时间点t3上不致倾翻,包装辅助件7.1在放入过程期间向依据图9所示从图平面引出的垂直线V在箭头N的方向上倾斜,从而特别是第一杯棒行可以支承在包装辅助件7.1的壁7.1a上。这一点依据本发明在所谓的扩张站上进行,下面借助图15还要详细介绍。扩张站此外用于包装辅助件7.1的定位。
图10示出塑料杯继续加工区域内依据本发明的装置1。为此在如装饰机这种继续加工装置11的区域内具有上述类型工业机器人方式的两个操作装置3.3、3.4。处于操作装置3.3或3.4的工作区A3和A4内部的是继续处理装置11各自的工具站5.3、5.4以及输入区11.1或输出区11.2。其他所要处理的杯棒在装满的包装辅助件7.2(图9)内通过输送件12输送到操作装置3.3的工作区A3。与上述的物体制造和随后的放入相似,包装辅助件在继续加工的区域内最好也通过扩张站(图15)定位和倾斜。
操作装置3.3为包装辅助件7.2内所含有的杯棒具有取出装置4.3。下面借助图12和有选择地借助图13a-c、14a-c详细介绍取出装置4.3。操作装置3.3借助于取出装置4.3从包装辅助件7.2中取出杯棒并将其提供给继续加工装置11的输入区11.1,进行这里为杯子装饰的继续加工。在继续加工装置11上完成继续加工后,杯子以杯棒的方式在继续加工装置11的输出区11.2上通过操作装置3.4借助于基本上相当于取出装置4.3的抓取装置4.4再次抓住并重新放入包装辅助件7.1/7.2内。
后面借助图16详细介绍继续处理装置11的输入区和输出区11.1和11.2。
工具站5.3、5.4与图1的说明相似,用于在特别是杯子直径或者这类确定的杯子参数改变的过程中更换取出或抓取装置4.3、4.4。
为了如前面借助图11详细介绍的那样,在包装辅助件内最佳密度包装的杯棒情况下也能毫无问题地从包装辅助件7.2中取出杯棒,在依据本发明的方法和依据本发明的装置这里所介绍的实施例进程中,在包装辅助件7.1/7.2的内部使用定位垫13。
特别是在最佳包装图形的尺寸与包装辅助件的(内部)尺寸之间存在较大偏差的情况下,需要使用下述类型的定位垫,从而物体在运输期间可以远离其额定位置。此外,在杯棒需要以杯口向下装入包装辅助件(保护杯子敏感的密封边,避免杯棒通过其圆周面啮合)的情况下,始终使用定位垫。
图11a中以剖面图(上部)以及俯视图示意示出定位垫13的实施方式。该垫以纸制或者塑料材料构成并设置在(首先是空的)包装辅助件7.1的内部,最好是其底部区域内。定位垫13依据本发明在制造装置2(图1)的区域内包装杯棒之前装入包装辅助件内。
定位垫13在其上面13.1具有突起部13.2方式的容纳件设置,它们依据所追求的杯棒包装图形成行交错设置。一行内每两个相邻设置的突起部13.2`、13.2″在其相互靠近的内侧13.3`、13.3″上具有缺口13.4`、13.4″,其具体造型相当于它们所接受的杯子圆周面部分的形状(图11b)。依据本发明,定位垫13突起部13.2`、13.2``内侧13.3`、13.3``的缺口13.4`、13.4``仅设置在其上部,从而下面保留一个底座13.5,通过其容纳在缺口13.4`、13.4``内的杯子或杯棒与定位垫13的上面13.1相距保持。
图11b示出一部分依据本发明的定位垫13连同容载在突起部13.2的缺口内由相互套装的塑料杯9.1组成的杯棒9。
图11c以透视图示出单个的容纳件13.2。特别是可以看出两个圆弧段形状的缺口13.2a、b,用于容纳杯子9.1/杯棒9的相应区域。
通过将杯棒9设置在所示的定位垫13内,在包装辅助件的运输过程中仍持续保持所希望的杯棒最佳包装密度。为此由于杯棒持续可靠的设置,在这些杯棒或杯子由于时间上接近其制造尚热和易于变形的情况下,也不会对杯子质量产生不利影响。
按照图11b所示,定位垫13在其边缘区域13.6内具有隔离件13.7,通过其与包装辅助件7.1的壁7.1a相邻的一行杯棒以距离d与后者相距保持。这种观点在图12以及图13a-c、14a-c中所示取出装置4.3的结构构成方面对由依据图10装满的包装辅助件7.2组成的杯垛9(杯垛9的行)来说具有重要意义。此外,定位垫13产生每个杯棒9各自最下面的杯子与包装辅助件7.2的杯子7.2b的距离b。
取出装置4.3依据图12的第一实施例作为行抓手构成,通过其可以从包装辅助件7.2中取出整行的杯棒9。取出装置为此目的为每个杯棒9具有钩形的下抓取件4.3a,该件根据其尺寸可装入包装辅助件7.2的壁7.2a与相邻设置的杯棒9之间宽度d的间隙内。这一点在图12的t1和t2中示出。在下抓取件4.3a上与其相对移动设置一个压紧件4.3b,它借助于电动或者气动的传动装置(未示出)可在图12的双箭头方向上向上和向下移动。按照这种方式取出装置4.3的下抓取件4.3a的尖端4.3c与压紧件4.3b之间的距离可与杯棒9的高度H相配合。这一点在t3和t4中示出,因此取出装置4.3通过所分配的操作装置3.3至少利用下抓取件4.3a的尖端4.3c装入定位垫13(图11a)基座13.5区域内杯棒9下部的自由空间内。压紧件4.3b一定程度上向下移动,直至达到下抓取件4.3a的压紧件4.3b与尖端4.3c之间单独为每个杯子类型可调整的保持力,从而杯棒9夹紧在尖端与压紧件之间。杯棒9或整个杯棒行现在可以从包装辅助件7.2中取出并通过操作装置3.3输送到继续加工装置11(图10)。
优选构成的另一取出装置4.3在图13a-c、14a-c中示出并同样起到行抓手的作用。依据图13a,取出装置4.3为此目的为每个杯棒9具有带两个半壳17.1和17.2的基本上圆柱形的壳式设置17。壳式设置17设置在一行上并在其各自上端17a的区域内悬挂在一个共用的横梁件18上。横梁件18具有用于与操作装置的工具凸缘连接的凸缘板18a。此外,图13a还示出传动装置19和设置在横梁件18上的齿条20,它与各自分配给壳式设置17的齿轮21作用连接。传动装置19用于在齿条20的延伸方向移动构成。壳式设置17的半壳17.1为与抓取装置4.3相关的固定半壳,而半壳17.2可移动,特别是可相对于半壳17.1旋转。半壳17.2的扭转通过与传动装置连接的力源(未示出)电动或者气动进行。通过两个半壳17.1、17.2可以将杯棒几乎完全包围在壳式设置17的内部。
壳式设置17以及分壳17.1、17.2在图13b中再次单独示出。从该图中还可看出,在至少分壳17.1的下部端区17b内,分壳17.1的内圆周上设置一个支承斜面22,用于保护壳式设置内所要容纳的物体;分壳17.2最好也具有这种支承斜面22。半壳17.1在其上部区域17a内具有带孔17.1b、c的终端罩17.1a。分壳17.2在其上部区域17a内具有环形的延长部分17.2a。
图13c借助大致沿图13b中的线段C-C的剖面示出图13a依据本发明取出装置4.3的其他细节。据此终端罩17.1a双层壁构成并这样包围延长部分17.2a。在终端罩17.1a的内部并与其固定连接附加具有与(外)齿轮21`啮合的内齿轮23,其中,齿轮21`最好设置在与取出装置4.3(图13a)的上述齿轮21共用的轴W上。轴W依据本发明通过孔17.1b(图13b)分布并依据图13a可通过传动装置19的齿轮21转动,其中,转动通过齿轮21`、23传递到运动的半壳17.2上。孔17.1c用于将半壳17.1(并因此将壳式设置17)固定在横梁件18(图13a)上。根据传动装置19的比例因此同时通过齿条20与齿轮21、21`、23的连接操作所有起到取出单元作用的壳式设置17。
杯棒的取出这样进行,使取出装置4.3处于半壳彼此覆盖设置的位置上,也就是说,半壳17.2处于半壳17.1的前面。在该位置上,操作装置3.3利用取出装置4.3移动到装盒的包装辅助件7.2内。只要取出装置4.3整体沉入,也就是直至包装辅助件7.2的底部或直至定位垫13上,半壳17.2就通过传动装置19扭转,从而最后每个单个杯棒均由壳式设置17包围。这一点对每个壳式设置17来说相当于图13b左侧所示。支承斜面22然后这样定位,使其处于杯棒最下面杯子的下面,由此在取出装置4.3从包装辅助件中移出时保护杯棒。在这种情况下,每个物体最下面的制品借助于定位垫13(图11a-c)产生的与包装辅助件7.2底部7.2b的距离b具有重要意义。
图14a、b分别以壳式设置17上部区域17a的详图示出取出装置4.3借助沿图13b中的线段A-A纵剖面的其他细节。图14a示出壳式设置17的打开状态;图14b示出封闭状态。
用于在完成继续加工后重新装入杯棒的抓取装置4.4依据本发明与第二抓取装置4.2或者取出装置4.3类似构成。
在取出杯棒时包装辅助件如对装入已经介绍的那样最好也略微倾斜。依据本发明,所提到的包装辅助件7.1、7.2的倾斜在图15a-c中所示依据本发明装置的扩张站14上进行。该扩张站在图1和10的图示中出于概览的原因没有示出。扩张站14的主要作用是使包装辅助件7.1、7.2精确定位并使在所示实施例中包装辅助件内所含有的衬层15,特别是出于卫生原因具有的塑料袋这样展开并仅贴在包装辅助件7.1、7.2的壁7.1a、7.2a上,使抓取装置移入或移出时不产生碰撞点和损坏衬层15。扩张站14按照所示的实施例具有两个可在图15a第一侧视图的双箭头方向上移出和移入的伸缩式/升降单元14.1,包装辅助件7.1/7.2连同衬层15可在其之间定位。在伸缩式单元14.1上设置扩张心轴14.2,该心轴借助于连接在其间的移动件14.3在适当传动件14.4的作用下可对角向外移动(对照图14c)。
图15b示出不同时间点t1和t2上扩张心轴14.2的位置。图15b示出沿线段B-B依据图15a图示的剖面图。图15c以俯视图示出同一时间点。
通过扩张站14.2向外的对角移动,包装辅助件7.1/7.2在两个方向上定位以及衬层15展开并紧贴在包装辅助件的壁上。
伸缩式单元14.1和用于移动扩张站14.2的传动件14.4例如也可以是电动或者气动的。
最后图16示出其他料仓件16,正如它们在依据图10继续加工装置11的输入区11.1和输出区11.2中所使用的那样。料仓件16与料仓件8的显著区别在于制造装置2(图1)的区域内。在料仓件16中,为提高继续加工装置11例如装饰机的工作可靠性,杯棒9借助于循环输送件16.1成行主动有节奏地连续移动并转移到继续加工装置11上。图16相应示出由四个杯棒9构成的行R,它依据图11的说明借助于取出装置4.3从包装辅助件7.2中取出,并在图16的箭头方向上通过输送件16.1输送到继续加工装置11的输入区11.1。依据本发明在继续加工装置11的输出区11.2上采用相同的设置,并在这里用于将杯棒9在完成继续加工后成行输送到操作装置3.4(图10)进行再包装。
附图标记
1 装置
2 制造装置
2.1 输出区
2.2 冲头
3.1、3.2、3.3、3.4 操作装置
4.1、4.2、4.3、4.4 抓取装置
4.1a 封闭件
4.1b、4.1b` 组
4.1c 抓取件
4.1d 轨道件
4.1e 突出部
4.1f 槽
4.1g 导向件
4.1h 连接件
4.1i、4.1i` 长孔
4.1j 固定件
4.1k、4.1k` 基座
4.1l 尖端
4.1m 区域
4.1n、4.1n` 侧壁
4.1o 上部区域
4.1p 翻转杠杆
4.1q 拉杆
4.1r 尖端
4.3a 下抓取件
4.3b 紧件
4.3c 尖端
5.1、5.2、5.3、5.4 工具站
6 输送件
7.1、7.2 包装辅助件
7.1a、7.2a 壁
7.2b 底部
8 料仓件
8.1、8.1` 储存件
8a、b 料仓单元
8.1a 封闭件
8.1b、4.1b` 组
8.1c 抓取件
8.1d 轨道件
8.1e 突出部
8.1f 槽
8.1g 导向件
8.1h 连接件
8.1i、4.1i` 长孔
8.1j 固定件
8.1k、4.1k` 基座
8.1l 尖端
8.1m 区域
8.1n、4.1n` 侧壁
8.1o 上部区域
8.1p 翻转杠杆
8.1q 拉杆
8.1r 尖端
9、9a-9p 杯棒
9.1 杯子
11 继续加工装置
11.1 输入区
12 输送件
13 定位衬
13.1 上侧
13.2、13.2`、13.2″ 突出部
13.2a、b 缺口
13.3`、13.3″ 内侧
13.4`、13.4″ 缺口
13.5 底座
13.6 边区
13.7 隔离件
14 扩张站
14.1 伸缩式单元
14.2 扩张心轴
14.3 移动件
14.4 传动件
15 衬层
16 料仓件
16.1 输送件
17 壳式设置
17a 上端
17b 下端
17 1 (固定)分壳/半壳
17.1a 终端罩
17.1b 孔
17.1c 孔
17.2 (运动)分壳/半壳
17.2a 延长部分
18 横梁件
18a 凸缘板
19 传动装置
20 齿条
21、21` 齿轮
22 支承斜面
23 齿轮
A1、A2、A3、A4 工作区
A1、2 分区
B1、B2 区域
b 距离
d1、d2 距离
h 距离
H 高度
Ki 空穴
N 倾斜
R 行
S 轴线
ti 时间(时间点)
V 垂直线
W 轴
X 移动方向
ΔX、ΔY 距离