ES2755774T3 - Sistema de manipulación de productos alimenticios - Google Patents

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ES2755774T3 ES11006933T ES11006933T ES2755774T3 ES 2755774 T3 ES2755774 T3 ES 2755774T3 ES 11006933 T ES11006933 T ES 11006933T ES 11006933 T ES11006933 T ES 11006933T ES 2755774 T3 ES2755774 T3 ES 2755774T3
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Abstract

Sistema de transporte para llenar envases con productos alimenticios (150), que comprende: a) un transportador principal (120) que mueve los productos alimenticios (150) en una dirección longitudinal; b) una estación de llenado (110); c) un suministro de contenedores (131) abiertos por arriba desplazados a lo largo de la dirección longitudinal y que pueden moverse en la dirección longitudinal hacia la estación de llenado (110); y d) un sensor electrónico (420) configurado para capturar datos de ubicación de uno o más productos alimenticios (150) en la superficie de transporte principal del transportador principal (120) dentro de un rango de sensor (430) del sensor (420); e) un robot de transporte (100) que comprende una pinza (160) para sujetar los productos alimenticios (150) y que presenta un área de trabajo (410) que abarca por lo menos entre una parte del transportador principal (120) y una parte de la estación de llenado (110) y configurado para mover los productos alimenticios (150) desde el transportador principal (120) hasta un contenedor (131) abierto por arriba en la estación de llenado (110), f) en el que el robot de transporte (100) está adaptado para mover uno o más productos alimenticios (150) en la dirección longitudinal desde el transportador principal (120) hasta una posición de destino fuera del transportador principal (120) para envasar los productos alimenticios (150) en los contenedores (131) abiertos por arriba; g) un controlador (180) conectado mediante señal al sensor electrónico (420) y al robot de transporte (100) y configurado para recibir datos capturados por el sensor (420) y configurado para dar instrucciones al robot de transporte (100) para que mueva uno o más productos alimenticios (150) desde el transportador principal (120) hasta una posición de destino fuera del transportador principal (120); caracterizado por que h) una parte aguas abajo del transportador principal (120) es un transportador de banda que comprende una pluralidad de cintas (330, 332, 334, 336), estando cada cinta (330, 332, 334, 336) separada de las cintas adyacentes por un hueco (331, 333, 335); presentando dichos huecos (331, 333, 335) una anchura por lo menos tan ancha como un brazo de pinza (160) de manera que permita que una parte de los brazos (161a-f, 162a-f) de pinza pase entre las cintas (330, 332, 334, 336) del transportador principal (120) y debajo de una superficie de transporte del transportador principal (120), y i) la pinza (160) comprende por lo menos dos brazos (161a-f, 162a-f) de pinza encarados opuestos; j) la pinza (160) comprende una posición abierta para liberar un producto alimenticio (150), y una posición cerrada para sujetar y transportar un producto alimenticio (150); k) los brazos (161a-f, 162a-f) de pinza están más separados entre sí cuando la pinza (160) se encuentra en la posición abierta que cuando se encuentran en la posición cerrada.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de manipulación de productos alimenticios.
Campo de la invención
La invención se refiere a un sistema de transporte para llenar envases con productos alimenticios.
Antecedentes de la invención
Las máquinas para productos alimenticios, particularmente las loncheadoras de alta velocidad, producen grupos de productos alimenticios. Dichos grupos se pueden apilar verticalmente o se pueden disponer solapados. Las máquinas de formación de masa de alimentos realizan productos alimenticios que pueden incluir masa de carne formada. Los productos alimenticios se pueden transportar fuera de la máquina de productos alimenticios mediante un transportador principal. A continuación, se pueden suministrar los grupos de productos alimenticios a equipos de envasado, como por ejemplo un aparato de llenado y envasado, en una corriente de productos alimenticios para ser envasados para su envío. Se puede dar el caso de que los productos alimenticios procedentes de la máquina de productos alimenticios no se encuentren en una posición u orientación predefinida preferida en el transportador, de modo que facilite el procesado óptimo o eficiente aguas abajo, como el envasado.
Los productos alimenticios loncheados se pueden formar mediante una loncheadora tal como se describe en las patentes de los Estados Unidos números 5.628.237, 5.974.925 y disponibles comercialmente como máquina loncheadora FX180®. La loncheadora también puede ser tal como se describe en la solicitud de patente de los Estados Unidos número 60/999.961 y disponible comercialmente como loncheadora PowerMax4000™ disponible en Formax Inc. de Mokena, Illinois, Estados Unidos. Los productos alimenticios formados se pueden preparar mediante una máquina de formación de masa tal como se describe, por ejemplo, en las patentes de los Estados Unidos números 3.952.478; 4.054.967; 4.182.003 y 4.329.828, así como en las solicitudes PCT publicadas WO 99/62344 y WO 2005/02766782 A2 o las comercializadas por Formax, Inc. de Mokena, Illinois, incluidas las máquinas de formación de masa F-26™, ULTRA26™, Maxum700®, F-19™, F-400™ o F-6™.
En un tipo de aparato de llenado y envasado para productos alimenticios loncheados, una loncheadora suministra grupos de lonchas o "productos semielaborados" en un transportador. Los productos semielaborados se transportan separados en una corriente a un transportador de apilado donde dicha corriente se convierte en filas laterales de productos semielaborados. Dicho transportador de apilado se describe en la patente de Estados Unidos número 5.810.149 y se encuentra disponible comercialmente como A*180 Autoloader de Formax, Inc. de Mokena, Illinois, Estados Unidos. De forma alternativa, la máquina loncheadora puede colocar los productos semielaborados en el transportador en filas laterales de productos semielaborados para aminorar la necesidad de un transportador de apilado. Los aparatos de llenado y envasado para productos alimenticios en lonchas o formados se divulgan en las patentes de Estados Unidos números 7.065.936 o 7.328.542.
En un tipo de aparato de llenado y envasado para productos alimenticios formados, la máquina de formación de masa suministra un producto alimenticio formado o una pila de productos alimenticios a un transportador de salida. Cuando los productos alimenticios formados se proporcionan como una pila de productos alimenticios, una máquina de formación de productos alimenticios puede entregar una pluralidad de productos alimenticios, uno encima del otro, antes de que el transportador de salida los haga avanzar. Además, se puede colocar un dispositivo de intercalado de papel tal como se divulga en la solicitud de patente de los Estados Unidos número 60/730.304 y disponible comercialmente por Formax Inc., en la salida de la máquina de formación de productos alimenticios para intercalar papel entre cada producto alimenticio en una pila de productos alimenticios. Tanto si los productos alimenticios se depositan individualmente como en pilas en el transportador de salida, los productos alimenticios se pueden disponer en filas transversales.
Los grupos de productos alimenticios se deben mantener dentro de tolerancias estrechas, particularmente en cuanto al peso; los grupos de peso bajo constituyen un fraude potencial para los usuarios finales y los grupos de peso alto pueden representar una pérdida apreciable de ingresos para el operador de la planta. Incluso con los controles más sofisticados y tecnológicamente avanzados, las máquinas loncheadoras y las máquinas de productos alimenticios similares que realizan los grupos de productos alimenticios no siempre pueden mantener dichos grupos dentro de los límites de tolerancia preestablecidos. Esto es particularmente cierto cuando la máquina de productos alimenticios comienza a funcionar por primera vez y siempre que tiene lugar algún cambio en el funcionamiento, como un cambio de una barra de alimento a otra en el funcionamiento de una loncheadora de barras de alimentos o un cambio de hojas de tocino en una loncheadora de tocino Además, incluso aquellos productos alimenticios que se encuentran dentro de la tolerancia preestablecida, conocidos como grupos "aceptados", se deben transportar a una estación de envasado o a otro lugar de utilización.
Para minimizar el desperdicio, es deseable corregir cualquier grupo de productos alimenticios fuera de tolerancia o "rechazo". Se puede utilizar un transportador de control de peso, tal como se divulga en las patentes de Estados Unidos números 6.997.089 y 5.499.719 y las solicitudes de patente de Estados Unidos números de serie 60/729.957 y 11/454.143 para desviar los productos alimenticios rechazados a una corriente de fuera de peso o corriente de corrección de productos fuera de peso o a otra ubicación. Cuando los productos alimenticios rechazados se sacan de la corriente principal de productos alimenticios, se crea una vacante de producto alimenticio en la corriente de productos alimenticios.
Los presentes inventores han reconocido que, para mantener un uso altamente eficiente del equipo de envasado y otras operaciones aguas abajo, resulta deseable mantener una corriente de productos alimenticios con un número reducido o sin vacantes de productos alimenticios. Además, los presentes inventores reconocen que sería deseable llenar tales vacantes con productos alimenticios sustitutos o de peso corregido desde una segunda ubicación. Los presentes inventores han reconocido que sería deseable llenar las vacantes con productos alimenticios que fueron desviados de la corriente principal de productos alimenticios y corregidos en una estación de corrección.
Los presentes inventores reconocen que resulta ventajoso reorientar o resituar los productos alimenticios que recibe un transportador de una máquina de productos alimenticios. Los presentes inventores reconocen que sería deseable proporcionar un dispositivo capaz de orientar o situar con precisión uno o más productos alimenticios en un transportador móvil. Los presentes inventores reconocen que sería deseable proporcionar un dispositivo capaz de orientar o situar con precisión productos alimenticios en un transportador en movimiento para facilitar el procesado óptimo o eficiente aguas abajo, como por ejemplo el envasado. El presente inventor reconoce que resulta deseable que un aparato de llenado y envasado llene y envase de forma eficiente y económica productos alimenticios en envases, incluidos tanto productos alimenticios loncheados como formados.
Además, se hace referencia a los documentos FR 2 754 239 A1, WO 2005/051812 A1, DE 42 03 118 A1, WO 2007/083327 A2, WO 2007/093774 A1 y EP 1484 141 A1.
Finalmente, el documento EP 1935788 A1 divulga un sistema de transporte de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Sin embargo, resulta difícil llevar a cabo el sistema de transporte convencional con diferentes modos de funcionamiento. Además, es deseable recoger los productos alimenticios de una manera más precisa y más confiable.
Dicho objetivo se logra mediante un sistema de transporte según la reivindicación 1 y mediante un procedimiento correspondiente según la reivindicación 9.
Sumario de la invención
La invención incluye un sistema de transporte para envasado.
Dicho sistema de transporte para llenar envases con productos alimenticios incluye un transportador principal, un suministro de contenedores abiertos por arriba, un sensor electrónico, un controlador, un robot de transporte. El transportador principal se configura para mover productos alimenticios en una dirección longitudinal. El suministro de contenedores abiertos por arriba se desplaza a lo largo de una dirección longitudinal y se puede mover en la dirección longitudinal a una estación de llenado. El sensor electrónico se configura para capturar datos de ubicación con respecto a uno o más productos alimenticios en la superficie de transporte principal dentro de un rango de detección del sensor. Se conecta la señal del controlador al sensor electrónico y al robot. El controlador se configura para recibir datos que captura el sensor y se configura para dar instrucciones a un robot de transporte para mover uno o más productos alimenticios desde el transportador principal a una posición de destino fuera del transportador principal. El robot de transporte presenta un área de trabajo que abarca por lo menos desde una parte del transportador principal y una parte de la estación de llenado y se configura para mover productos alimenticios desde el transportador principal a un contenedor abierto por arriba hacia la estación de llenado.
Una parte aguas abajo del transportador principal es un transportador de banda que comprende una pluralidad de cintas, cada cinta se encuentra separada de las cintas adyacentes por un hueco. Los huecos presentan un ancho por lo menos tan extenso como un brazo de pinza, de manera que se permita que una parte de los brazos de pinza pase entre las cintas del transportador principal y por debajo de una superficie de transporte de dicho transportador principal.
El robot comprende una pinza para sujetar el producto alimenticio. La pinza presenta por lo menos dos brazos de pinza. Dicha pinza presenta una posición abierta para liberar un producto alimenticio y una posición cerrada para sujetar y transportar un producto alimenticio. Los brazos de pinza pueden prever soportes inferiores para soportar la parte inferior de un producto alimenticio cuando las pinzas se encuentran en una posición cerrada.
En una forma de realización, el contenedor abierto por arriba vacante comprende una pluralidad de contenedores abiertos por arriba vacantes. Durante un ciclo de llenado, el robot de transporte presenta por lo menos una posición de recogida en un extremo del transportador principal que se mueve continuamente, y una pluralidad de posiciones de caída ubicadas por encima de la pluralidad de contenedores abiertos por arriba respectivos en la estación de llenado.
En una forma de realización, el dispositivo comprende una cuchilla loncheadora giratoria, un conjunto de transporte y un soporte para sujetar una barra en una trayectoria de corte de la cuchilla loncheadora giratoria, estando dicha cuchilla loncheadora dispuesta para girar en la trayectoria de corte para lonchear productos semielaborados de la barra, siendo dichos productos semielaborados una pluralidad de lonchas dispuestas en una pila en el conjunto transportador y las pilas se transportan en el transportador principal.
En una forma de realización, el dispositivo comprende una máquina para formar masa, dicha máquina para formar masa presenta un bastidor de máquina, una placa de molde que presenta por lo menos una cavidad y que se monta para moverse en vaivén en una dirección longitudinal con respecto al bastidor para situar la cavidad entre una posición de llenado y una posición de expulsión de la masa, un canal de suministro de producto alimenticio para entregar el producto alimenticio en la cavidad, el canal de suministro de producto alimenticio se encuentra montado estacionario con respecto al bastidor y con una abertura de llenado en la cavidad cuando la placa del molde se encuentra en la posición de llenado, uno o más émbolos de expulsión para expulsar el producto alimenticio formado de la placa del molde a un transportador de salida cuando dicha placa del molde se encuentra en la posición de expulsión.
En una forma de realización, los contenedores abiertos por arriba son llevados por una banda alargada de película y se forman como depresión cóncava de la misma.
En una forma realización, se ubica una estación de sellado aguas abajo de la estación de llenado, la estación de sellado incorpora una tapa a los contenedores abiertos por arriba.
En una forma de realización, el dispositivo presenta una estación de formación de contenedor para formar los contenedores abiertos por arriba.
En una forma de realización, el robot de transporte lleva a cabo el llenado de uno o más contenedores abiertos por arriba de un grupo de contenedores sucesivos abiertos por arriba mientras el grupo de contenedores sucesivos abiertos por arriba avanza hacia la estación de llenado.
Además, la invención comprende un procedimiento para llenar contenedores abiertos por arriba con productos alimenticios. Las etapas de dicho procedimiento ya se han descrito anteriormente con respecto al sistema de acuerdo con la invención.
A partir de la siguiente descripción detallada de la invención y sus formas de realización, de las reivindicaciones y de los dibujos adjuntos se pondrán de manifiesto otras numerosas ventajas y características de la misma.
Breve descripción de los dibujos
la figura 1 es una vista lateral esquemática de una línea de formación y envasado de productos alimenticios que incorpora la invención.
la figura 1A es una vista lateral ampliada, tomada de la figura 1, de un transportador de salida que incluye un transportador de pesaje y un transportador de clasificación;
la figura 1B es una vista final de un sistema de gradación óptica y del transportador de clasificación.
la figura 2 es una vista superior tomada de la figura 1;
la figura 3 es una vista lateral de una estación de envasado.
la figura 4 es una vista lateral de la estación de envasado con el robot de transporte que no se muestra completamente;
la figura 5A es una vista lateral de una pinza;
la figura 5B es una segunda vista lateral de la pinza y de un transportador principal.
la figura 5C es una vista superior de la pinza;
la figura 6 es una vista superior ampliada tomada de la figura 2 de un transportador principal, un área de trabajo de un robot de alineación, un transportador de fuera de peso, una estación de corrección, una estación de estacionamiento y una estación de llenado;
la figura 7 es una vista superior ampliada tomada de la figura 2 del transportador principal, el área de trabajo del robot de alineación, el transportador fuera de peso, la estación de corrección, la estación de estacionamiento y la estación de llenado que muestran productos alimenticios con formas diferentes a las que se muestran en la figura 6; y
la figura 8 es una vista lateral del robot de alineación y del transportador principal.
Descripción detallada
Aunque la presente invención se puede llevar a cabo en muchas formas de realización diferentes, en el dibujo se muestran y se describirán en detalle en la presente memoria formas de realización específicas de la misma, teniendo en cuenta que la presente exposición se debe considerar como un ejemplo de los principios de la invención y no pretende limitar la invención a las formas de realización específicas ilustradas. La presente solicitud reclama el beneficio de la solicitud de patente provisional de Estados Unidos con número de serie 61/108.789 presentada el 27 de octubre de 2008.
Descripción del sistema
Tal como se muestra en las figuras 1 y 2, un sistema de acuerdo con la invención incluye una máquina loncheadora 20 que corta lonchas de una o más barras y deposita dichas lonchas en un conjunto transportador de salida 30, formando productos semielaborados solapados o apilados, o productos alimenticios. Los productos semielaborados pueden ser pilas, ramilletes o grupos de productos en lonchas finas. La máquina loncheadora 20 puede ser de un tipo según se describe en las patentes de los Estados Unidos números 5.649.463; 5.704.265 y 5.974.925; así como en las publicaciones de patente EP 0713 753 y WO99/08844. La máquina loncheadora 20 también puede ser una máquina FORMAX FX180, disponible comercialmente en Formax, Inc. de Mokena, Illinois., Estados Unidos.
En una forma de realización que se muestra en la figura 1A, el conjunto transportador de salida 30 incluye un transportador de control de peso 32, tal como se divulga en las patentes de Estados Unidos números 6.997.089 y 5.499.719 y en las solicitudes de patentes de Estados Unidos números de serie 60/729.957 y 11/454.143, en el que los productos semielaborados inaceptables pueden ser rechazados y desviados. En otra forma de realización como se muestra en la figura 1B, el conjunto transportador 30 incluye un sistema de gradación óptica 70, tal como se divulga en la patente de Estados Unidos número 6.997.089. En otra forma de realización, el conjunto transportador 30 comprende un transportador clasificador 42 como se muestra en la figura 1A. El transportador de pesaje 32, y el sistema de gradación óptica 70, y el transportador de clasificación 42 se ubican aguas arriba de un transportador principal 120 y un robot de alineación 200.
Se prevé un transportador fuera de peso 220 por lo menos parcialmente adyacente al transportador principal 120, tal como se muestra en la figura 2. Dicho transportador fuera de peso 220 se conecta a una estación de corrección de peso 228. La estación de corrección de peso 228 se conecta a una estación de estacionamiento 230.
El sistema comprende una cámara o sensor de alineación y orientación 210 que presenta un área de rango de detección 212 centrada en un área aguas arriba y/o dentro de un diámetro o área de trabajo 209 de un robot de alineación 200. El robot de alineación se ubica sobre el transportador principal 120. Un robot de transporte 100 se ubica sobre o adyacente a una parte de extremo aguas abajo del transportador principal 120 y de una estación de llenado 110 y presenta un diámetro o área de trabajo de transporte 410. Una cámara o sensor de transporte 420 presenta por lo menos un rango de detección 430 centrado en un extremo aguas abajo del transportador principal. Una máquina de envasado 60, como una Multi-vac R530, disponible por Multivac, Inc. de Kansas City, Missouri, Estados Unidos, se ubica debajo del transportador principal 120.
En una forma de realización, el sistema comprende un transportador de apilado ubicado entre la máquina 20 y el robot 200. Los productos semielaborados se transportan separados en una corriente a un transportador de apilado donde dicha corriente se convierte en filas laterales de productos semielaborados. Dicho transportador de apilado se describe en la patente de Estados Unidos número 5.810.149 y se encuentra disponible comercialmente como el A*180 Autoloader de Formax, Inc. de Mokena, Illinois, Estados Unidos. De forma alternativa, la máquina loncheadora puede colocar los productos semielaborados en el transportador en filas laterales de productos semielaborados para disminuir la necesidad de transportador de apilado.
En la estación de llenado 110 de la máquina de envasado 60, el robot de transporte 100 suministra productos alimenticios desde un transportador principal aguas arriba 120 en contenedores 131. Los contenedores 131 se pueden formar en un grupo de filas de sacos 131 formados en una banda inferior 133 de película por la máquina de envasado 60. Aguas abajo de la estación de llenado 110, en la dirección D, se encuentra una estación de sellado 170. Los contenedores o sacos 131 llenos de productos alimenticios, se sellan mediante una banda superior de película en la estación de sellado 170.
La máquina 20 también puede ser una máquina formadora de productos alimenticios tal como se divulga, por ejemplo, en las patentes de los Estados Unidos números 3.952.478; 4.054.967; 4.182.003 y 4.329.828, así como en las solicitudes PCT publicadas WO 99/62344 y WO 2005/02766782 A2. La máquina formadora de productos alimenticios suministra un producto alimenticio formado o una pila de productos alimenticios en un transportador de salida 30. Por lo tanto, los productos semielaborados apilados o apilados 150 también pueden ser productos alimenticios formados 150, de este modo ambos pueden denominarse productos alimenticios 150. El producto alimenticio formado 150a puede ser como los que se muestran en la figura 6 o puede presentar otra conformación formada. Tanto si los productos alimenticios 150 se extienden individualmente como si lo hacen en pilas en el transportador 30, los productos alimenticios se pueden disponer en filas transversales a la dirección de transporte.
Un controlador 180, como por ejemplo un circuito electrónico, un controlador lógico programable (PLC), un microprocesador, una CPU, un ordenador u otro dispositivo de control, se conecta mediante señal al robot de transporte 100, al robot de alineación, a la máquina de envasado 60, a la máquina 20, a un sensor o cámara 210, a la estación de sellado 170 y por lo menos a uno entre un sensor de vacantes 214a y un sensor de vacantes 214b.
El controlador puede comprender una memoria de datos que sea un equipo electrónico o hardware o una memoria de software o un disco duro que contenga valores predefinidos, como por ejemplo valores de orientación del producto alimenticio, valores de posición longitudinal del producto alimenticio, valores de posición lateral del producto alimenticio, valor de línea central transversal que representa una posición transversal en la que los productos alimenticios seleccionados deben alinearse, valores de línea central longitudinal que representan una posición longitudinal en la que los productos alimenticios se deben alinear, valores de posición de productos alimenticios. Estos valores los puede definir el usuario o se pueden predefinir para una pluralidad de tipos de productos alimenticios. El controlador presenta un área de almacenamiento de instrucciones para almacenar instrucciones preprogramadas, definidas por el usuario, u otras instrucciones que el controlador utiliza para procesar y/o analizar los datos de acuerdo con la programación de funcionamiento de la máquina.
Transportador fuera de peso
Las figuras 2, 6 y 7 muestran el transportador fuera de peso 220 que comprende una parte longitudinal adyacente 222, una parte de extremo aguas abajo 224 y una parte de extremo aguas arriba 226. El transportador fuera de peso 200 se conecta a una estación de corrección 228, que puede ser una estación de corrección de peso. La estación de corrección de peso 229 se conecta a una estación de estacionamiento de productos alimenticios 230.
En una forma de realización, la parte longitudinal 222 es adyacente y paralela al transportador principal 120. La estación de corrección de peso 228 y la estación de estacionamiento 230 son adyacentes y paralelas al transportador principal 120 en un lado del transportador 120 opuesto a la parte longitudinal 222. La estación de estacionamiento se encuentra aguas abajo 230 con respecto a la estación de corrección de peso 228. La estación de corrección 228 se conecta a la parte longitudinal 222 mediante la parte de extremo aguas arriba 226. La parte de extremo aguas arriba 226 se curva desde su punto de conexión con la parte longitudinal que debe situarse perpendicular a la dirección de transporte. La parte de extremo aguas arriba se extiende debajo del transportador principal 120 y se curva para conectarse con la estación de corrección 228. De este modo, la parte de extremo aguas arriba 226 forma una formación en U cuando se extiende debajo del transportador principal. En otra forma de realización, las partes del transportador fuera de peso 220 pueden no curvarse para conectarse entre sí, sino que se pueden conectar en un ángulo que incluye un ángulo recto. En otra forma de realización, la parte de extremo aguas arriba 226 puede cruzar el transportador principal 120 de manera no perpendicular. Además, la parte de extremo aguas arriba puede cruzar por encima del transportador principal 120.
La parte de extremo aguas abajo 240 se sitúa entre una ubicación de recogida 140 en un extremo aguas abajo del transportador principal 120 y la estación de llenado 110 (figura 1). La parte de extremo aguas abajo se conecta a la parte longitudinal 222 y se curva desde su punto de conexión con la parte longitudinal que debe situarse perpendicular a la dirección de transporte. La parte de extremo aguas abajo 224 se sitúa verticalmente debajo de una superficie de transporte del transportador principal 120 y encima de la estación de llenado 110, tal como se muestra mejor en la figura 4. En otra forma de realización, la parte de extremo aguas abajo 224 se sitúa verticalmente coplanar con respecto a la superficie de transporte. En otra forma de realización, la parte de extremo aguas abajo 224 se puede situar no perpendicularmente con respecto a la dirección de transporte.
Robot de alineación
La figura 1 muestra un robot de alineación 200 aguas abajo de la máquina de productos alimenticios 20 y del transportador de salida 30. En una forma de realización, la cámara o sensor 210 se encuentra aguas arriba del robot de alineación 200. El área de rango de detección 212 del sensor o cámara 210 se encuentra centrada en un área aguas arriba y/o dentro del diámetro o área de trabajo 209 de un robot de alineación 200. La cámara 210 y el robot de alineación se conectan mediante señal a un controlador 180. En una forma de realización, el robot de alineación 200 puede ser un robot recogedor o un robot delta, tal como se divulga en las patentes de los Estados Unidos números 7.188.544, 6.577.093 y en la solicitud de Patente de los Estados Unidos número 2006/0182602. En la patente de los Estados Unidos número 4.976.582 se divulga un dispositivo del concepto básico de robot delta. En otra forma de realización, el robot de alineación 200 puede ser un robot recogedor/delta de cuatro brazos, como por ejemplo el robot Quattro™ 650 fabricado en 2008 por Adept Technologies Inc. con sede corporativa en Livermore, California.
Tal como se muestra en la figura 8, el robot de alineación 200 está ubicado sobre el transportador principal 120 y el transportador de fuera de peso 220. En una forma de realización, el robot presenta una base 205. Se montan cuatro motores en la base 205 que mueven cuatro primeros brazos 201, 202, 203, 204. Se unen de manera que puedan pivotar un par de varillas de tracción a cada primer brazo. Las varillas de tracción 202a y 202b se conectan al primer brazo 202; las varillas de tracción 204a y 204b se conectan al primer brazo 204; las varillas de tracción 201a y 201b (que no se muestran) se conectan al primer brazo 201; las varillas de tracción 203a (que no se muestra) y 203b se conectan al primer brazo 203. Cada par de varillas de tracción se conecta de manera que puedan pivotar a una placa móvil 206.
Los primeros brazos, los brazos de conector y la placa móvil comprenden un sistema de brazos 208 del robot. Se puede unir una pinza 160, como la que se muestra en la figura 5, a la placa móvil 206 para agarrar y mover un producto alimenticio.
El robot se puede colocar en una construcción de bastidor (que no se muestra) sobre el transportador 120. En una forma de realización, el sistema de brazo 208 puede girar con por lo menos tres grados de libertad en las direcciones cartesianas X, Y y Z.
En una forma de realización, el robot 200 presenta el área o diámetro de trabajo 209 (figuras 2, 6, 7) de 1300 mm a lo largo de los ejes cartesianos x e y. El robot 200 presenta una altura de trabajo, en la dirección vertical o el eje z cartesiano, en el rango comprendido entre 250 mm y 500 mm. El robot presenta la capacidad de hacer girar la placa móvil 206 ciento ochenta grados en una dirección y ciento ochenta grados en la dirección opuesta. El robot presenta una velocidad de movimiento lineal máxima de 10 metros por segundo y un ritmo de aceleración de 150 metros por segundo al cuadrado.
Sensor de alineación y orientación
En una forma de realización, tal como se muestra en las figuras 1 y 8, el sensor o cámara de alineación y orientación 210 se encuentra aguas arriba del robot de alineación 200 y aguas abajo del conjunto transportador de salida 30. Independientemente de dónde se encuentre la cámara 210, el área de rango de sensor 212 de la cámara 210 se encuentra centrado en un área aguas arriba y/o dentro del diámetro o área de trabajo 209 de un robot de alineación 200. La cámara 210 se conecta mediante señal al controlador 180. La cámara 210 se monta en una estructura de soporte (que no se muestra) encima o adyacente al transportador 120.
La cámara 210 y el controlador 180 comprenden un sistema de visión. En una forma de realización, la cámara 210 es la descrita en la patente de Estados Unidos número 6.997.089. El sistema de visión se controla mediante el controlador 180. Dicho controlador 180 puede ser un circuito electrónico, un controlador lógico programable (PLC), un microprocesador, una CPU u otro dispositivo de control. En una forma de realización, la cámara 210 y el controlador 180 pueden comprender una sola unidad.
En una forma de realización, la cámara 210 es una cámara digital 34 ELECTRIM EDC-1000N en blanco y negro de 640x480 píxeles con una lente de 4,8 mm. El controlador 180 incluye una placa de circuito impreso PC-104 de captura de imagen digital, y una placa de procesador principal CPU PC-104. En esta forma de realización, el sistema de visión también puede incluir una fuente de luz para proporcionar iluminación del producto alimenticio 150.
Funcionamiento del robot de alineación
En funcionamiento, la cámara 210 escanea cada producto alimenticio 150 o cada fila de productos alimenticios 151 a medida que pasan por debajo de la cámara 210 en el transportador 120 y dentro del área de rango de sensor 212. La cámara envía datos al controlador 180 sobre diversas características del producto alimenticio 150, que incluyen la posición, la orientación y la alineación del producto alimenticio en el transportador 120. El controlador 180 incorpora instrucciones para analizar los datos.
Cuando el controlador ejecuta instrucciones para determinar que un producto alimenticio particular o una pila de productos alimenticios no se encuentran en una orientación preferida predefinida, el controlador 180 enviará instrucciones de reorientación al robot 200. Cuando el producto alimenticio mal orientado 150 se encuentra dentro del diámetro de trabajo 209, el robot moverá el producto alimenticio a la posición y orientación preferidas de acuerdo con las instrucciones de reorientación del controlador 180.
Tal como se muestra en la figura 6, el producto alimenticio 150a se encuentra mal orientado en la fila de producto alimenticio 151a. El controlador 180 recibe datos o información de posición, orientación y alineación sobre el producto alimenticio 150a de la cámara 210. Mientras o antes de que el producto alimentario alcance el diámetro de trabajo 209, el controlador ejecuta instrucciones de análisis que comparan los valores de ubicación y orientación recibidos de la cámara con los valores predefinidos de ubicación y orientación. Si el controlador determina que un producto alimenticio en particular se encuentra mal ubicado o mal orientado, el controlador envía instrucciones al robot para mover el producto alimenticio 150a a una orientación y/u orientación predefinida adecuada o preferida. Cuando el producto alimenticio 150a alcanza el diámetro de trabajo 209 del robot 200, el robot lleva a cabo las instrucciones y mueve y reorienta el producto alimenticio de modo que esté dispuesto en la orientación y la alineación adecuadas, tal como se muestra por los productos alimenticios 150b y 150c. Dichos productos alimenticios 150b y 150c representan el producto alimenticio 150a después de ser reorientado por el robot y transportado aguas abajo en una pluralidad de puntos aguas abajo.
Haciendo referencia a la figura 7, los productos alimenticios de la fila 151c se encuentran mal alineados longitudinal y transversalmente con respecto a la dirección de transporte y también se encuentran mal orientados. La cámara 210 habrá obtenido datos de posición sobre cada producto alimenticio en o aguas arriba del diámetro de trabajo 209 del robot 200. Con la consideración de que el producto alimenticio 150e se corresponde con la posición y la orientación adecuadas predefinidas, el controlador indicará al robot 200 que mueva el producto alimenticio 150d a lo largo del eje y hacia el borde del transportador 180, girándolo ligeramente para que quede en ángulo recto con un plano definido por el borde del transportador. El controlador indicará al robot 200 que mueva el producto alimenticio 150f aguas abajo en la dirección X con respecto a la fila 151c. El controlador indicará al robot 200 que reoriente el producto alimenticio 150g para que quede en ángulo recto con el plano definido por el borde del transportador 120. El robot llevará a cabo estas instrucciones realizando el movimiento apropiado de los productos alimenticios mientras dichos productos alimenticios se encuentren dentro del diámetro de trabajo 209, de modo que la fila de productos alimenticios 151c se encuentre alineada y orientada tal como se muestra por la fila de productos alimenticios 151h después de que el robot lleve a cabo las instrucciones del controlador 180. El controlador puede dar instrucciones al robot 200, y el robot puede llevar a cabo cualquier instrucción de reubicación mientras el transportador 120 se mueve de forma continua. Para determinar qué productos alimenticios deben estar dentro de una fila en particular, el controlador analizará los datos del sensor que comprenden un ancho de fila para los productos alimenticios situados en el mismo y definirá el alcance de los productos alimenticios que deben ser considerados adecuados en una fila dada. El ancho de fila es un área predefinida dentro de la cual se alinearán los productos alimenticios en una alineación de fila predefinida en una fila predefinida.
El controlador 180 se puede programar para proporcionar instrucciones de orientación o alineación para productos alimenticios o filas de productos alimenticios de acuerdo con cualquier orientación o alineación definida o predefinida por el usuario en el transportador 120.
En una forma de realización, la cámara 210 detectará cuándo una pila de productos alimenticios 150 no se encuentra apilada o alineada correctamente en la dirección vertical a lo largo del eje Z cartesiano (figura 1). El controlador 180 indicará al robot que corrija la mala alineación vertical, por ejemplo, enderezando la pila con los brazos 161 (figura 5A) de pinza 160, cuando el robot tiene la pinza 160, como se muestra en la figura. 5A, unida a la placa móvil 206. El robot también puede alinear moviendo el producto alimenticio individual de una pila de productos alimenticios para realizar la alineación vertical preferida de la pila de productos alimenticios.
Funcionamiento del transportador fuera de peso - productos alimenticios no corregibles mediante robot
En una forma de realización, la cámara 210 detectará y el controlador determinará cuándo el robot de alineación 200 no puede corregir una pila de producto alimenticio/producto alimenticio. Un producto alimenticio no corregible es cuando un producto alimenticio 150 o una pila de productos alimenticios se encuentra mal alineado/a o mal orientado/a en la medida en que el robot 200 no puede llevar dicho producto alimenticio o dicha pila de productos alimenticios a la alineación preferida predefinida o la orientación preferida predefinida. Cuando un producto alimenticio no es corregible, el controlador no dará instrucciones al robot 200 para que corrija el producto alimenticio. En una forma de realización, el producto alimenticio no corregible viajará a un extremo aguas abajo 122 (figuras 6, 7) del transportador principal 120. El controlador no dará instrucciones al robot de transporte 100 para que recoja el producto alimenticio o pila no corregible ni dará instrucciones positivas al robot de no recoger el producto alimenticio no corregible. El producto alimenticio o pila no corregible caerá en el extremo aguas abajo 224 del transportador fuera de peso 220. Alternativamente, en otra forma de realización, el controlador puede indicar al robot de transporte 100 que recoja el producto alimenticio no corregible y lo coloque en el extremo aguas abajo 224 del transportador fuera de peso 220.
El transportador fuera de peso 220 transportará el producto alimenticio no corregible por robot a la estación fuera de peso 228 donde será corregido por una persona 229 u otro robot, o será desechado o recirculado. En la estación fuera de peso 228, el producto alimenticio se puede añadir o retirar para llevar el producto alimenticio o la pila de productos alimenticios a un peso predefinido o un rango de peso predefinido. El producto alimenticio también se puede volver a apilar, alinear u orientar en la estación fuera de peso 228. El producto alimenticio corregido se mueve a la estación de estacionamiento 230.
Transportador fuera de peso - transportadores pesaje y clasificación
Tal como se muestra en detalle en la figura 1A, en una forma de realización, el transportador de salida 30 incluye un sistema transportador clasificador 40, tal como se describe en la patente de Estados Unidos número 5.499.719. Un transportador clasificador 42 se hace pivotar de forma selectiva por un actuador 44, mediante una señal del controlador 180, para suministrar productos alimenticios de forma alternativa al transportador fuera de peso 220 o al transportador principal 120. El actuador 44 puede ser un cilindro neumático con una varilla extensible/retráctil 46 conectada al transportador clasificador 42.
El transportador de pesaje 32 se ubica aguas arriba del transportador clasificador 42. Dicho transportador de pesaje 32 le envía una señal al controlador 180 del peso de cada producto alimenticio o pila de productos alimenticios que pasa sobre el transportador de pesaje 32. Cuando dicho controlador 180 determina que un producto alimenticio particular o la pila de productos alimenticios no se encuentra dentro de un rango de peso predefinido o un peso predefinido específico, el controlador 180 envía una señal al transportador clasificador 42 para bajar el transportador clasificador a una posición de rechazo 42b. En la posición de rechazo 42b, el transportador clasificador se conecta a la parte de extremo aguas arriba 226 del transportador fuera de peso 220. A continuación, el producto alimenticio fuera de peso se transporta por medio del transportador fuera de peso 200 a la estación de corrección de peso 228. Cuando el transportador de clasificación 42 se encuentra en una posición de aceptación elevada 42a, se conecta con el transportador principal 120.
El transportador fuera de peso 220 transportará el producto alimenticio fuera de peso a la estación fuera de peso 228 donde será corregido por una persona 229 o por otro robot; será desechado o recirculado. En la estación fuera de peso 228, se pueden añadir o retirar lonchas de productos alimenticios para llevar el producto alimenticio o la pila de productos alimenticios a un peso predefinido o un rango de peso predefinido. El producto alimenticio también se puede volver a apilar, alinear u orientar en la estación fuera de peso 228. A continuación, el producto alimenticio corregido se mueve a la estación de estacionamiento 230.
Sistema de gradación óptica y transportador de clasificación
En una forma de realización, el transportador de salida 30 comprende un sistema de gradación óptica 70, tal como se divulga en la solicitud de patente de Estados Unidos número 6.997.089. La figura 1B ilustra el sistema de gradación óptica 70 que captura la imagen de la loncha que pasa por el transportador de pesaje 32. Cuando dicho transportador de pesaje 32 detecta la loncha a ser examinada en la báscula, el controlador 180 activa el sistema 70 para capturar la imagen de dicha loncha. El sistema 70 capturará una imagen de la parte superior de la loncha en la parte superior de la pila 150 o, en el caso de una sola loncha, la parte superior de la loncha. La cámara de gradación óptica 34 captura la imagen de loncha dentro de un campo de visión de imagen 49 píxel por píxel. La velocidad de obturación de la cámara es lo suficientemente rápida como para capturar la imagen mientras la loncha o la pila se encuentran en movimiento. La imagen se recupera entonces de la placa de circuito impreso de captura de imagen digital en la memoria del sistema 70 o del controlador 180.
El software puede realizar entonces una pluralidad de análisis en los datos de la imagen digital. El software puede estar contenido en el sistema 70, o en la CPU 12, o en el controlador 180. El perímetro de loncha o las dimensiones límite se determinan mediante el brillo o el contraste de color entre la loncha y la cinta de báscula en la que se transporta dicha loncha. El software puede realizar un análisis en escala de grises, píxel por píxel, en el que el negro es 0 y el blanco es 255. Se puede utilizar un punto de corte en escala de grises determinado experimentalmente entre píxeles grasos (claros) y píxeles magros (oscuros) para caracterizar cada píxel como graso o magro. A continuación se calcula la relación de píxeles claros (grasos) respecto a píxeles oscuros (magros) en el límite de loncha, como representativo de una relación graso/magro. Además, las áreas locales que constituyen "defectos" en la loncha se pueden cuantificar en tamaño, calculando y sumando píxeles adyacentes no magros, y luego se comparan con una tolerancia o límite de defecto. Un defecto puede ser un depósito de grasa, una glándula, una pieza muscular u ósea, un vacío u otra parte indeseable.
De forma alternativa, los cálculos y las rutinas utilizadas para capturar y evaluar datos de imagen de loncha pueden ser como se describe en la patente de Estados Unidos números 4.136.504; 4.226.540 y/o 4.413.279. El análisis matemático de los datos de píxeles puede ser como se describe en la patente de Estados Unidos número 5.267.168.
Los datos se calculan y comparan con estándares predeterminados o estándares programables por el cliente con respecto al contenido de grasa general y al tamaño de defecto y/o límites de cantidad.
Se realiza un cálculo para determinar si la loncha se clasifica como un "pasa", es decir, estar por debajo del contenido estricto de grasa o límites de defecto, o "rechazo", que es estar por encima del contenido de grasa aceptable o límites de defecto, o "fuera de grado", es decir, estar por debajo del contenido de grasa aceptable o los límites de magro pero por encima del contenido de grasa estricto o límites de defecto.
En base a los parámetros calculados y a la comparación con las tolerancias preseleccionadas, se determina que la loncha es un rechazo de grado si la relación grasa-magro es mayor que la tolerancia permitida, o si la loncha incluye un defecto o un número de defectos preseleccionado, mayor tamaño, individualmente y/o en conjunto, que una tolerancia permisible. Estas tolerancias pueden ser regulables y determinadas por el usuario, en general como una norma de planta.
Ventajosamente, en la producción de pilas rectas o pilas en solape de producto en lonchas, no resulta necesario escanear cada una de las lonchas, sino que se puede escanear la parte superior de cada pila para determinar una proporción de grasa respecto a magro y la presencia de defectos, después de que la pila haya sido cortada de la barra y apilada. La condición de la loncha superior, que se corta de la barra en las proximidades de las lonchas restantes en la pila, es una representación precisa de la condición de todas las lonchas en la pila.
Al graduar las pilas de lonchas, la loncha superior de una pila es casi una representación exacta de la loncha inferior de la siguiente pila. Puede resultar ventajoso recordar esta imagen de la loncha superior de una pila y "etiquetar" la misma también como representación de la parte inferior de la siguiente pila a pasar debajo de la cámara. En combinación con la imagen siguiente, la parte superior real de la pila, se puede estimar con precisión, evaluando las lonchas inferior y superior de la pila, si la pila entera cumple con los criterios de calidad. De acuerdo con este procedimiento, no es necesario obtener imágenes de todas y cada una de las lonchas en la pila o semielaborado para caracterizar con precisión la calidad de la pila.
De este modo, la pila se puede caracterizar como una pila de rechazo de grado, fuera de grado o aceptable en base a las características de una loncha de la pila o en base a las características de las lonchas superior e inferior de la pila.
Si se determina que la loncha o pila de lonchas es un rechazo de grado, el transportador clasificador 42 se hará pivotar mediante el actuador 44, mediante una señal del controlador 180 para colocar el transportador clasificador en una posición de rechazo 42b. La posición de rechazo dirigirá la loncha o pila de lonchas al transportador fuera de peso 220. Todas las lonchas o grupos de lonchas con tolerancia fuera de peso, independientemente de su aceptación visual, se pueden colocar en el transportador fuera de peso 220. Los productos colocados en el transportador fuera de peso se mueven a la estación de corrección 228, donde se pueden corregir por peso, orientación o posición, o se pueden retirar de la estación 228 para su eliminación o recirculación. Si el operador 229 u otra máquina de la estación de corrección 228 corrigen el producto alimenticio, a continuación se mueve opcionalmente a la estación de estacionamiento 230.
Llenado de vacante
En una forma de realización, el sistema presenta un dispositivo o sistema de reducción de vacante que incluye el robot de alineación 200 que también funciona como un robot de llenado de vacante. Cuando el transportador clasificador 42 desvía un producto alimenticio al transportador fuera de peso 230, se crea una vacante en la corriente de producto alimenticio en el transportador 120. En las figuras 6 y 7 se muestra un ejemplo de vacante en la fila de producto alimenticio 151c. La cámara o el sensor de vacante 210 enviarán una señal al controlador 180 de que existe una vacante en una ubicación particular en el transportador. Dicha vacante se muestra por la ausencia de por lo menos un producto alimenticio, tal como se muestra en la fila de productos alimenticios 151c en la figura 6 y la fila de productos alimenticios 151d en la figura 7. Un sensor de la estación de estacionamiento o un sensor de productos alimenticios 214a enviará una señal al controlador cuando un producto alimenticio se estaciona en la estación de estacionamiento 230. El sensor de vacante 214a, tal como se muestra en la figura 7, se puede ubicar adyacente a la estación de estacionamiento 230 o debajo (no se muestra) de la superficie de la estación de estacionamiento. De forma alternativa, el sensor de vacante puede ser un sensor o una cámara 214b (figura 1), como por ejemplo el tipo de cámara 210 que se ha descrito con anterioridad, montado para estar centrado en el área de rango de sensor 214c en la estación de estacionamiento. En una forma de realización, el sensor de la estación de estacionamiento envía una señal al controlador 180 que indica la cantidad de productos alimenticios o pilas de productos alimenticios estacionados en la estación de estacionamiento 230.
El controlador dará instrucciones al robot para que tome un producto alimenticio de una posición en la estación de estacionamiento para llenar una vacante, si hay un producto alimenticio disponible en la estación de estacionamiento cuando la vacante se encuentra en el diámetro de trabajo 209 del robot. Si el producto se retira de la estación de estacionamiento, dicha estación de estacionamiento hace avanzar otro producto alimenticio disponible para llenar la vacante creada por la retirada del producto alimenticio que llenaba la vacante en el transportador principal 120. En un aspecto de la forma de realización, si el producto alimenticio estaba estacionado en la primera posición 231, a continuación una superficie de transporte de la estación de estacionamiento hará avanzar el siguiente producto alimenticio a la primera posición en la estación de estacionamiento. Si no hay productos en la estación de estacionamiento, la superficie de transporte de la estación de estacionamiento puede detener el avance mientras la totalidad de la estación de estacionamiento se encuentre vacía.
El controlador puede llenar cualquier vacante en la corriente de productos alimenticios, independientemente de cómo se haya creado, siempre y cuando se haya creado antes de que el área de vacante avance fuera del rango de área del sensor 212 del transportador 120.
Sensor de transporte
En una forma de realización, tal como se muestra en las figuras 1 y 8, el sensor o cámara de transporte 420 se encuentra al final del transportador principal. Independientemente de dónde se encuentre la cámara 420, el sensor de transporte 420 presenta por lo menos un rango de sensor 430, tal como se muestra en la figura 7. El rango de sensor 430 comprende una parte de extremo del transportador principal. El rango de sensor 430 puede incluir el ancho del transportador principal 120. En otra forma de realización, el sensor 420 presenta un segundo rango del sensor 434 que comprende por lo menos una parte 432 de la estación de envasado 110. El segundo rango de sensor 434 puede abarcar el área de funcionamiento del transporte 410. El sensor 420 detecta productos alimenticios, como por ejemplo los que se muestran en la fila de productos alimenticios 151h en la figura 7. La cámara 420 se monta en una estructura de soporte (que no se muestra) encima o adyacente al extremo aguas abajo 224 del transportador principal 120.
La cámara 410 y el controlador 180 comprenden un segundo sistema de visión. El sistema de visión de la cámara 210 y el controlador 180 pueden comprender el segundo sistema de visión. En una forma de realización, la cámara 410 es la descrita en la patente de los Estados Unidos número 6.997.089. El sistema de visión se controla mediante el controlador 180. El controlador 180 puede ser un circuito electrónico, un controlador lógico programable (PLC), un microprocesador, una CPU u otro dispositivo de control. En una forma de realización, la cámara 420 y el controlador 180 pueden comprender una sola unidad.
En una forma de realización, la cámara 420 es una cámara digital 34 ELECTRIM EDC-1000N en blanco y negro de 640x480 píxeles con una lente de 4,8 mm. El controlador 180 incluye una placa de circuito impreso PC-104 de captura de imagen digital, y una placa de procesador principal CPU PC-104. En esta forma de realización, el sistema de visión también puede incluir una fuente de luz para proporcionar iluminación al producto alimenticio 150.
Robot de transporte
Las figuras 3 y 4 ilustran el robot de transporte 100 del sistema. El transportador principal o aguas arriba 120 suministra productos alimenticios 150 a la estación de envasado 110. El transportador 120 puede funcionar en un estado de movimiento continuo. Los productos alimenticios 150 se pueden suministrar en filas 151 donde la cantidad de productos alimenticios 150 en dichas filas 151 corresponde a la cantidad de receptáculos o contenedores 131 en una fila de contenedores 132.
El robot de transporte 100 puede estar suspendido encima o ubicado adyacente a la estación de llenado 110 mediante una estructura (que no se muestra), de modo que la pinza de robot 160 funcione por lo menos sobre la estación de llenado y una parte aguas abajo del transportador principal 120. La estación de llenado 110 es adyacente al transportador principal 120. El robot de transporte presenta un rango de movimiento que cubre las direcciones cartesianas X, Y y Z de manera que el robot se puede mover transversal y longitudinalmente con respecto a la dirección de transporte y también verticalmente. En una forma de realización, el robot de transporte funciona en el área de trabajo de transporte 410. Dicho robot de transporte comprende una pinza 160 en la parte inferior de dicho robot de transporte 100.
En una forma de realización, el robot de transporte 100 es un robot de seis ejes con seis grados de libertad, tal como se divulga en la patente de los Estados Unidos número 5.901.613. En la patente de Estados Unidos número 4.773.813 se describe un dispositivo del concepto básico de robot de seis ejes. En otra forma de realización, el robot de transporte 100 puede ser un robot de seis ejes, como uno de entre los robots Viper™ s650, s850, s1300 o s1700 fabricados por Adept Technologies Inc. que tiene su sede corporativa en Livermore, California en 2008.
En otra forma de realización, el robot de transporte puede ser otro tipo de robot con un rango de trabajo en las direcciones cartesianas X, Y y Z.
En una forma de realización, el robot 100 presenta una carga útil máxima en el rango de entre 5 kg y 20 kg, un alcance en el rango de entre 653 mm y 1717 mm, y una razón de repetitividad en el rango de más o menos 0,020 mm a más o menos 0,070 mm. En una forma de realización, el robot presenta un rango de movimiento de articulación para cada articulación como sigue: articulación 1 ± 180°, articulación 2 -200°,+65°, articulación 3 35°,+190°, articulación 4 ± 200°, articulación 5 ± 140°, articulación 6 ± 360°.
Tal como se muestra en detalle en las figuras 5A, 5B y 5C, la pinza 160 presenta una pluralidad de primeros brazos 161a-f, y una pluralidad correspondiente de segundos brazos opuestos encarados 162a-f. Los primeros brazos se conectan entre sí a lo largo o se forman en un eje de conexión de brazo horizontal 301. De manera similar, los segundos brazos 162a-f se conectan entre sí a lo largo o se forman en un eje de conexión de brazo horizontal (que no se muestra). Los brazos se mueven entre una posición abierta 165b y una posición cerrada o de sujeción 165a. Cada brazo puede prever un soporte inferior 169a-f, 167a-f para soportar el fondo de un producto alimenticio. Cada brazo se conecta en un punto de pivote 168 a un brazo horizontal 168a. El punto de pivote puede estar en el eje de conexión de brazo horizontal. Cada brazo horizontal se conecta a una placa de posición 166. La placa de posición 166 se mueve verticalmente por un perno 163 entre una posición elevada 166a y una posición bajada 166b mediante un solenoide 160a conectado en su funcionamiento al perno 163. El movimiento vertical de la placa de posición 166 da lugar a que cada brazo 161 pivote alrededor del punto de pivote 168. Los brazos 161 se encuentran en la posición cerrada 165a cuando la placa de posición 166 está en la posición elevada 166a, y los brazos 161 se encuentran en una posición abierta 166b cuando la placa de posición está en una posición bajada 166b.
En una forma de realización, la pinza 160 se conecta a una placa transversal 340 por una pluralidad de tomillos 344 (que no se muestran en la figura 5A). La placa transversal 340 es capaz de soportar más de una pinza, como la pinza 310. Dicha pinza 310 se construye y funciona de la misma manera que la pinza 160. La placa transversal se conecta al robot de transporte 100 en una ubicación de conexión 342 con una pluralidad de tornillos 344, 346.
Cuando los contenedores son receptáculos 131 formados a partir de una banda 133, la máquina de envasado 60 presenta un período de permanencia. En dicho período de permanencia, la máquina de envasado 60 detiene el movimiento de la banda inferior 133. Durante dicho período de permanencia, la máquina de envasado 60 forma otro grupo de sacos vacíos 131 aguas arriba de la estación de envasado 110 en una estación de formación de contenedores 190. La estación de formación contenedores 190 se muestra esquemáticamente en la figura 4. Una vez finalizado el período de tiempo de permanencia, se hace avanzar la banda inferior de película 133 y los nuevos productos alimenticios se depositan en nuevos contenedores 131, mientras o después de que la banda inferior 133 avance a una nueva posición de permanencia.
El robot de transporte 100 presenta por lo menos una ubicación de recogida 140 en un extremo del transportador principal 120 y por lo menos una posición de depósito 144 ubicada encima de un contenedor 131 en la estación de llenado 110. El robot de transporte 100 puede presentar una pluralidad de posiciones de depósito ubicadas encima de una pluralidad de contenedores 131a en la estación de llenado 110. La estación de llenado 110 puede albergar cualquier cantidad de contenedores para el llenado. La figura 4 muestra una estación de llenado que presenta cuatro contenedores 131 o cuatro filas de contenedores.
Durante el período de permanencia, el robot 100 se mueve entre las posiciones de recogida y las posiciones de depósito para mover los productos alimenticios desde el transportador principal 120 a los contenedores 131, 131a.
El sensor de transporte 420 detecta productos alimenticios en un extremo aguas abajo del transportador principal dentro del rango del sensor 430 o del rango del segundo sensor 434. El sensor de transporte envía información al controlador con respecto a la ubicación de los productos alimenticios dentro del rango del sensor. El controlador determina si, y en qué punto, los productos alimenticios dentro del rango del sensor deben ser recogidos y trasladados a la estación de envasado o al transportador fuera de peso por el robot de transporte. El controlador da instrucciones al robot para que recoja uno o más productos alimenticios del transportador principal en una ubicación en base a la información de ubicación recibida del sensor de transporte. En una forma de realización, el sensor detecta qué contenedores 131 en la estación de envasado están llenados de productos alimenticios y cuáles no se han llenado de productos alimenticios y envía esta información de llenado de envasado al controlador. El controlador puede dar instrucciones al robot para que mueva los productos alimenticios desde el transportador principal a los contenedores vacíos o llenos de manera incompleta en la estación de envasado en base a la información de llenado de envasado del sensor.
Tal como se muestra en la figura 4, durante cada paso entre una ubicación de recogida particular y una ubicación de caída o depósito, la pinza 160 del robot de transporte 100 pinza un producto alimenticio o pila de productos alimenticios en la ubicación de recogida 140 en el transportador principal 120. El robot de transporte puede acercarse a la ubicación de recogida 140 en una posición abierta como se muestra en 141. El robot de transporte 100 rodea el producto alimenticio 150a con la pinza 160 en la ubicación de recogida y mueve los brazos 161 de pinza a una posición cerrada. El transportador 120 puede moverse de forma continua durante este tiempo de tal manera que la ubicación de recogida 140 y el robot de transporte 100 se muevan de forma continua siguiendo la ubicación del producto alimenticio 150a.
A continuación, el robot de transporte mueve el producto alimenticio de manera continua o intermitente a través de una pluralidad de ubicaciones intermedias 143 a una ubicación de depósito particular 144 ubicada sobre un contenedor 131. El contenedor 131 puede estar incompletamente llenado o vacío. Cuando el robot de transporte se encuentra en la ubicación de depósito 144 con un producto alimenticio agarrado, la pinza 160 se moverá a una posición abierta liberando el producto alimenticio para que caiga en el contenedor 131.
En una forma de realización, tal como se muestra en la figura 5B, el transportador principal 120 es un transportador de banda o de cinta tipo junta tórica. Dicho transportador de banda presenta una superficie de transporte con múltiples cintas o bandas 330, 332, 334, 336 con huecos 331, 333, 335 previstos entre las cintas. Las cintas se accionan en su giro mediante un eje de accionamiento 321 y funcionan alrededor de un eje de giro libre (que no se muestra) opuesto al eje de accionamiento. Los huecos entre las cintas del transportador de banda son tales que los productos alimenticios 151, 151a que se transportan no caen entre los huecos. En una forma de realización, el transportador de banda se mueve de forma continua cuando la pinza acerca uno o más productos alimenticios objetivo en el transportador de banda. La pinza se encuentra o se mueve a una posición abierta. La pinza sigue el movimiento de los productos alimenticios en el transportador mientras la misma baja alrededor de los productos alimenticios. El robot de transporte baja los soportes inferiores 169a-f, 167a-f de los brazos 161a-f, 162a-f de pinza 160 en los espacios del transportador de banda debajo de la superficie de transporte. A continuación se cierran los brazos de pinza llevando los soportes inferiores 169a-f, 167a-f debajo de los productos alimenticios 151, 151a. A continuación, el robot de transporte 100 levanta el producto alimenticio fuera del transportador de banda llevando los soportes inferiores 169a-f, 167a-f por encima de la superficie de transporte y mueve el producto alimenticio hacia el embalaje de destino.
En una forma de realización, el robot de transporte puede mover el producto alimenticio a un contenedor 101 mientras el contenedor se mueve hacia la estación de envasado 110. El robot de transporte puede mover y seguir la posición de un contenedor 131 y liberar un producto alimenticio en el contenedor mientras el contenedor se mueve hacia la estación de envasado y antes de encontrarse estacionario durante el período de permanencia. La carga de productos alimenticios en los contenedores 131 durante el período de tiempo de avance es un modo eficiente de cargar los receptáculos.
Después de que los contenedores 131 en la estación de envasado se hayan cargado con productos alimenticios, el grupo de contenedores en la estación de envasado avanza aguas abajo a una estación de sellado 170. Los contenedores 131 en la ubicación de sellado se cierran de forma sellada mediante la aplicación de una banda superior de película. El controlador 180 sincroniza el movimiento del robot de transporte con el movimiento de los contenedores 131 y el transportador 120 cuando es necesario.
El robot de transporte puede llenar los contenedores en cualquier orden, incluyendo llenar primero el contenedor más cercano al transportador principal 120 y llenar los contenedores progresivamente hacia el contenedor ubicado en la estación de llenado y más alejado del transportador principal. De forma alternativa, el robot de transporte puede llenar los contenedores a la inversa, siendo la primera fila llenada de contenedores la fila más alejada aguas arriba en la dirección D (figura 1), y el robot de transporte avanza para llenar la segunda fila, a continuación avanza de nuevo para llenar la tercera fila, etc. Después de que el grupo de filas se haya llenado durante el período de permanencia, los contenedores 131 avanzan y un nuevo grupo vacío de contenedores 131 se mueve a la estación de llenado 110.
En una forma de realización, la pinza se configura para agarrar un producto alimenticio o una pila de productos alimenticios. En otra forma de realización, el robot de transporte presenta una pinza que es una pinza de fila capaz de agarrar más de un producto alimenticio o una fila transversal completa de productos alimenticios y mover dichos productos alimenticios para llenar una fila transversal de contenedores 131 en la estación de llenado. En otra forma de realización, la pinza de fila presenta múltiples pares correspondientes de brazos de pinza para agarrar cada producto alimenticio de una fila individualmente. Esto permite que los productos alimenticios individuales se pincen selectivamente. La pinza de fila es capaz de moverse menos que una fila transversal completa de productos alimenticios al agarrar selectivamente los productos alimenticios. Esto puede resultar deseable si uno o más de los productos alimenticios de una fila de productos alimenticios no son corregibles o no son satisfactorios para el envasado en uno o más aspectos, como el peso, la forma o la presentación visual.
En otra forma de realización, la pinza de fila es capaz de agarrar una fila o columna longitudinal de dos o más productos alimenticios para mover y llenar una fila longitudinal de contenedores en la estación de llenado. En otra forma de realización, la pinza de fila presenta múltiples pares correspondientes de brazos de pinza para agarrar cada producto alimenticio de una fila longitudinal individualmente. Esto permite que los productos alimenticios individuales se pincen selectivamente. La pinza de fila es capaz de moverse menos que una fila longitudinal de productos alimenticios pinzando selectivamente los productos alimenticios. En otra forma de realización, el robot de transporte puede comprender múltiples robots transportees para agarrar y mover productos alimenticios entre el transportador principal y la estación de envasado.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Sistema de transporte para llenar envases con productos alimenticios (150), que comprende:
a) un transportador principal (120) que mueve los productos alimenticios (150) en una dirección longitudinal;
b) una estación de llenado (110);
c) un suministro de contenedores (131) abiertos por arriba desplazados a lo largo de la dirección longitudinal y que pueden moverse en la dirección longitudinal hacia la estación de llenado (110); y
d) un sensor electrónico (420) configurado para capturar datos de ubicación de uno o más productos alimenticios (150) en la superficie de transporte principal del transportador principal (120) dentro de un rango de sensor (430) del sensor (420);
e) un robot de transporte (100) que comprende una pinza (160) para sujetar los productos alimenticios (150) y que presenta un área de trabajo (410) que abarca por lo menos entre una parte del transportador principal (120) y una parte de la estación de llenado (110) y configurado para mover los productos alimenticios (150) desde el transportador principal (120) hasta un contenedor (131) abierto por arriba en la estación de llenado (110),
f) en el que el robot de transporte (100) está adaptado para mover uno o más productos alimenticios (150) en la dirección longitudinal desde el transportador principal (120) hasta una posición de destino fuera del transportador principal (120) para envasar los productos alimenticios (150) en los contenedores (131) abiertos por arriba;
g) un controlador (180) conectado mediante señal al sensor electrónico (420) y al robot de transporte (100) y configurado para recibir datos capturados por el sensor (420) y configurado para dar instrucciones al robot de transporte (100) para que mueva uno o más productos alimenticios (150) desde el transportador principal (120) hasta una posición de destino fuera del transportador principal (120);
caracterizado por que
h) una parte aguas abajo del transportador principal (120) es un transportador de banda que comprende una pluralidad de cintas (330, 332, 334, 336), estando cada cinta (330, 332, 334, 336) separada de las cintas adyacentes por un hueco (331, 333, 335); presentando dichos huecos (331, 333, 335) una anchura por lo menos tan ancha como un brazo de pinza (160) de manera que permita que una parte de los brazos (161a-f, 162a-f) de pinza pase entre las cintas (330, 332, 334, 336) del transportador principal (120) y debajo de una superficie de transporte del transportador principal (120), y
i) la pinza (160) comprende por lo menos dos brazos (161a-f, 162a-f) de pinza encarados opuestos;
j) la pinza (160) comprende una posición abierta para liberar un producto alimenticio (150), y una posición cerrada para sujetar y transportar un producto alimenticio (150);
k) los brazos (161a-f, 162a-f) de pinza están más separados entre sí cuando la pinza (160) se encuentra en la posición abierta que cuando se encuentran en la posición cerrada.
2. Sistema según la reivindicación 1, en el que los brazos (161a-f, 162a-f) de pinza comprenden unos soportes inferiores que presentan una parte que se extiende hacia el interior hacia un centro de pinza (160) y configurada para soportar la parte inferior de un producto alimenticio (150) cuando dicha pinza (160) se encuentra en una posición cerrada.
3. Sistema según la reivindicación 1, en el que
a) el controlador (180) presenta instrucciones de posición del robot de transporte que comprenden, durante un ciclo de llenado, por lo menos una posición de recogida en una parte de extremo del transportador principal (120) que se mueve de forma continua correspondiente a una ubicación de un producto alimenticio (150) como indica el sensor (420) y una pluralidad de posiciones de caída situadas por encima de la pluralidad de los respectivos contenedores (131) abiertos por arriba en la estación de llenado (110); moviéndose el robot de transporte (100) a las posiciones representadas por las instrucciones de posición del controlador (180), o
b) el controlador (180) presenta instrucciones de ciclo para dirigir el robot de transporte (100) para llenar todos los contenedores (131) abiertos por arriba en la estación de llenado (110) durante un ciclo de llenado.
4. Sistema según la reivindicación 1, que comprende además:
a) una cuchilla loncheadora giratoria, un conjunto de transporte (30) y un soporte para sujetar una barra en una trayectoria de corte de dicha cuchilla loncheadora giratoria, dicha cuchilla loncheadora dispuesta para girar en dicha trayectoria de corte para lonchear productos semielaborados de dicha barra, siendo dichos productos semielaborados una pluralidad de lonchas formadas en una pila en dicho conjunto de transporte, incluyendo dicho conjunto de transporte (30) un transportador de apilado que forma las pilas en filas y transporta dichas filas en el transportador principal (120), o
b) una formadora de masa, presentando la máquina formadora de masa un bastidor de máquina, una placa de molde que presenta por lo menos una cavidad y que está montada para moverse en vaivén en una dirección longitudinal con respecto a dicho bastidor para situar la cavidad entre una posición de llenado y una posición de expulsión de masa, un canal de suministro de producto alimenticio para suministrar producto alimenticio a la cavidad, estando dicho canal de suministro de producto alimenticio montado estacionario con respecto al bastidor y presentando una abertura de llenado en la cavidad cuando la placa de molde se encuentra en la posición de llenado, uno o más émbolos de expulsión para expulsar los productos alimenticios formados (150) de la placa de molde sobre un transportador de salida cuando la placa de molde se encuentra en la posición de expulsión, el transportador de salida aguas arriba del transportador principal (120).
5. Sistema según la reivindicación 1, en el que el controlador (180) presenta instrucciones de movimiento para dar instrucciones al robot de transporte (100) para que se mueva de forma sincronizada con un producto alimenticio (150) en el transportador principal (120) que se mueve de forma continua y para agarrar el producto alimenticio (150) mientras el transportador principal (120) se encuentra en movimiento y para levantar el producto alimenticio (150) fuera del transportador principal (120) mientras se mueve el transportador principal (120); moviéndose el robot de transporte (100) en una trayectoria de movimiento representada por la instrucción de movimiento del controlador (180).
6. Sistema según la reivindicación 1, que comprende además:
a) una estación de sellado (170) aguas abajo de la estación de llenado (110), estando dicha estación de sellado (170) configurada para aplicar una tapa a los contenedores (131) abiertos por arriba, o
b) una estación de formación de contenedores (190) para formar los contenedores (131) abiertos por arriba.
7. Sistema según la reivindicación 1, en el que el controlador (180) presenta instrucciones para dirigir el robot de transporte (100) para llenar uno o más contenedores (131) abiertos por arriba de un grupo de contenedores (131) abiertos por arriba que entran mientras el grupo entrante de los contenedores (131) abiertos por arriba avanza hacia la estación de llenado (110), moviéndose el robot de transporte (100) a las posiciones representadas por las instrucciones de posición del controlador (180).
8. Sistema según la reivindicación 1, que comprende además un transportador fuera de peso (220), comprendiendo dicho transportador fuera de peso (220) un extremo aguas abajo, un extremo aguas arriba y una parte longitudinal; el extremo aguas abajo es adyacente a un extremo aguas abajo del transportador principal (120), la parte longitudinal discurre aguas arriba desde el extremo aguas abajo del transportador fuera de peso a lo largo del transportador principal (120) y el extremo aguas arriba del transportador fuera de peso (220) cruza el transportador principal (120) y es adyacente a una estación de corrección en un lado del transportador principal (120) opuesto a la parte longitudinal.
9. Procedimiento para llenar contenedores (131) abiertos por arriba con productos alimenticios (150), que comprende las etapas de:
a) agarrar uno de los productos alimenticios (150) en un transportador principal (120) con una pinza (160) unida a un robot de transporte (100),
a1) comprendiendo la pinza (160) por lo menos dos brazos de pinza (161a-f, 162a-f) encarados opuestos;
a2) comprendiendo la pinza (160) una posición abierta para liberar un producto alimenticio (150), y una posición cerrada para sujetar y transportar un producto alimenticio (150);
a3) estando los brazos (161a-f, 162a-f) de pinza más separados entre sí cuando la pinza (160) se encuentra en la posición abierta que cuando se encuentra en la posición cerrada, y
a4) moviendo el transportador principal (120) los productos alimenticios (150) en una dirección longitudinal;
b) mover los productos alimenticios (150) a un contenedor (131) abierto por arriba en una estación de llenado (110) con el robot de transporte (100), moviéndose los productos alimenticios (150) en la dirección longitudinal desde el transportador principal (120) hasta la estación de llenado (110); y
c) liberar los productos alimenticios (150) con una pinza (160) en el contenedor (131) abierto por arriba; d) comprendiendo la etapa de agarrar las etapas de:
d1) proporcionar una parte aguas abajo del transportador principal (120) como un transportador de banda que presenta una pluralidad de cintas (330, 332, 334, 336), estando cada cinta (330, 332, 334, 336) separada de las cintas adyacentes por un hueco (331, 333, 335);
d2) mover una parte de una pluralidad de los brazos (161a-f, 162a-f) de pinza (160) entre las cintas (330, 332, 334, 336) del transportador de banda y debajo de una superficie de transporte del transportador principal (120);
d3) ubicar un producto alimenticio (150) en el transportador principal (120) que se mueve de forma continua con un sensor;
d4)agarrar por lo menos un producto alimenticio (150) con los brazos (161a-f, 162a-f) de pinza (160); y d5) elevar los productos alimenticios (150) fuera del transportador principal (120).
10. Procedimiento según la reivindicación 9, que comprende además la etapa de: antes de la etapa de mover, proporcionar un período de ciclo durante el que un grupo de contenedores (131) abiertos por arriba se encuentren dentro de la estación de llenado (110); y en el que las etapa de agarrar, mover y liberar se repiten durante el período del ciclo hasta que un número predefinido de contenedores (131) abiertos por arriba estén llenados de productos alimenticios.
11. Procedimiento según la reivindicación 9, en el que
a) la etapa de agarrar comprende las etapas de:
mover el robot de transporte (100) en sincronía con los productos alimenticios (150); o
b) las etapas de mover y liberar comprenden las etapas de:
b1) mover un grupo de los contenedores (131) abiertos por arriba hacia la estación de llenado (110); b2) durante el movimiento de los contenedores (131) abiertos por arriba, mover los productos alimenticios (150) a un contenedor (131) abierto por arriba en la estación de llenado (110) y
b3) liberar los productos alimenticios (150) en el contenedor (131) abierto por arriba o
c) rodear un producto alimenticio (150) con una pluralidad de brazos (161a-f, 162a-f) de pinza del robot de transporte (100) y agarrar el producto alimenticio (150) cerrando los brazos (161a-f, 162a-f) de pinza alrededor del producto alimenticio (150).
12. Procedimiento según la reivindicación 9, que comprende además las etapas de:
a) después de la etapa de mover, permanecer sobre el contenedor (131) abierto por arriba durante un período de tiempo predeterminado, y
b) liberar los productos alimenticios (150) hacia el contenedor (131) abierto por arriba durante la permanencia.
13. Procedimiento según la reivindicación 9, que comprende además la etapa de:
a) durante uno o más ciclos de agarrar, mover y liberar, formar un grupo de uno o más contenedores (131) abiertos por arriba aguas arriba de un grupo de contenedores (131) abiertos por arriba en la estación de llenado (110), o
b) durante uno o más ciclos de agarrar, mover y liberar, sellar la parte superior de un grupo de uno o más contenedores (131) abiertos por arriba aguas abajo de un grupo de contenedores (131) abiertos por arriba en la estación de llenado (110).
14. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que las etapas de agarrar, mover y liberar se repiten mientras se llena progresivamente cada contenedor incompletamente llenado o vacío (131), empezando en el contenedor (131) más alejado de la ubicación de agarre y terminando en el contenedor (131) más cercano a la ubicación de agarre.
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