用于操作包装物品的操作和/或包装机及其控制方法

摘要

本发明涉及一种用于操作包装物品(30)的操作和/或包装机(10)及其控制方法，该操作和/或包装机(10)具有至少一个操作装置(12)以及分配给该操作装置(12)的、与所要操作的包装物品(30)的尺寸相匹配的规格调整件(16)，其中，操作装置(12)和所分配的规格调整件(16)可以共同更换并可以在机器(10)上的工作位置与工具库(40)内的仓储位置之间运动。操作装置(12)和所分配的规格调整件(16)可以自动相互锁住。机器(10)与工具库(40)之间布置轨道(44)，用于在工作位置与仓储位置之间近似水平地输送至少一个可更换的操作装置(12)和至少一个分配给该操作装置(12)的规格调整件(16)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于操作包装物品的操作和/或包装机和用于控制该操作和/或包装机的相应方法。

背景技术

为操作和包装贮存器和包装物品，可以使用根据贮存器尺寸设有专用规格调整件(Formatteil)的部分自动或者全自动的操作系统。按照这种方式，根据机器装备可以处理不同贮存器尺寸。所述贮存器例如可以由里面设置大量瓶子的公知饮料箱或者通过利用薄膜包装在一起的瓶子等的贮存器形成。

在公知的操作系统中，规格调整件的更换通过对容器专用的规格调整件部分自动的耦合并通过随后转移和存放到工具库内来进行。在此，利用机器的抓手头支架将所有规格调整件进行定位并手动地相互耦合。随后将全部规格调整件单元利用机器的抓手头支架在空的台架工具库台前面定位。各自工具库台内的驱动装置将所耦合的规格调整件拉入工具库内。将新规格调整件的引入机器的过程以反过来的顺序进行。

在容纳所耦合的规格调整件并且随后将其转移到工具库台内时，抓手头支架必须经过相当长的一段行程。出于这一原因并由于所耦合的规格调整件偏心的重心而出现扭力，该扭力可能导致对抓手头支架显著增加负荷。此外，在更换规格调整件时，所耦合单元的全部重量进行运动，从而在总体上机器的驱动装置、支承部和引导部出现高负荷。

此外，由于必须能够达到工具库台，需要相当高的机器立柱和此外需要相当长的传送行程，这是因为在利用抓手头支架更换规格调整件时必须达到所有工具库台。出于这一原因，工具库尺寸受到限制，这是因为通常对也限制了立柱高度及其横向行程，特别是由于例如厂房内可供支配的装入高度。

最后，在更换规格调整件时，手动的可操作性是不可免除的，但由于其在危险区域内的迁移而是不利的并因此应尽可能降到最低限度或者完全避免。

由DE 34 11 117 C2公知了一种用于对容器或者瓶子进行包装和拆包装的包装机，所述包装机具有多个抓手头以及具有对应一组抓手头的各一个保持框。此外，存在用于将保持框从仓储位置移位到工作位置内的装置和用于使处于工作位置上的保持框在容器的容纳与输出位置之间往复运动的驱动装置。具有多组抓手头的、可松开固定在包装机上的保持框可以借助行驶底座传送至分配给包装机的、可运动的工具库的停放台。为垂直支承具有多组抓手头的保持框，可以使用需要复杂机构的链斗式提升机，以便将单个工具库输送到所要求的存放位置内并回转。此外，每次装入必须总是使所装入的成套件的全部质量运动，由此更换各个成套件时需要消耗极大的能量。

DE 37 32 283 C1公开了一种装置，用于包装和拆包装捆扎盛放在所分配的如箱、纸盒等容器内的如瓶子、玻璃杯、罐等物体。该装置包括设有抓手的、实施包装行程的抓手头，该抓手头能以可松开的方式固定在所分配的承载框上。承载框固定在可运动支承在机架上的、可借助至少一个驱动装置驱动的承载臂上。与承载框相邻的工具库具有用于对应各一个抓手头的多个格子。将工具库构成为具有以静态重叠的方式设置的格子的塔，这些格子可以通过承载框的垂直运动而开始运动，承载架超出包装行程的最大行程至少相当于最上部格子与最下部格子之间的间距。在这种装置中，整个机架必须与工具库的高度相匹配，从而机架必须以高于常规运行下工具库的方式来实施，这在可供机架使用的装入空间方面也可能招致其他缺陷。

发明内容

本发明的目标在于，完成一种装置和方法，该装置可以凭借简单的运动过程向工具库内输送和从该工具库中取出操作装置和规格调整件。此外，整个装置以节省占地的方式构成和设置并在更换产品时实现尽可能短的转换时间。

该目标在一种具有独立权利要求1特征的操作和/或包装机中以如下方式得以实现，即，操作装置和/或规格调整件的工具库与机器之间设置轨道系统，用于利用可以部分自动或者全自动控制的工具库快速更换单元。依据本发明的机器用于操作包装物品并具有至少一个操作装置以及分配给该操作装置的、与所要操作的包装物品的尺寸相匹配的规格调整件。操作装置和所分配的规格调整件可以共同更换并以能在机器上的工作位置与工具库内的仓储位置之间运动的方式来设置。依据本发明，操作装置和所分配的规格调整件可以自动相互锁住。相应于本发明地，机器与工具库之间布置有轨道，所述轨道用于近似水平地输送至少一个可更换的操作装置和/或至少一个分配给该操作装置的规格调整件。由操作装置和至少一个分配给该操作装置的规格调整件组成的布置方案在本上下文中也称为成套件。该成套件借助轨道系统在机器上的工作位置与工具库内的仓储位置之间运动。轨道系统可以选择性地具有中央轨道，在该中央轨道上能以防止倾覆的方式来输送利用工具库待更换的部件。但适当地设置有轨道对，所述轨道对典型地直线式地和尽可能水平地设置在机器与工具库之间。

每个所谓的成套件可以通过彼此堆叠和/或相互锁住的规格调整件和所属的操作装置(例如抓手头)形成。此外，规格调整件在其底侧上可以具有用于在轨道上更好地输送的滑动装置或者轮。优选为一个成套件使用多个抓手头。此外，在一个抓手头支架上也可以选择性地安设多个成套件。

这种操作和/或包装机可以周期性地作为用于大量包装物品的包装和拆包装机工作。包装时包装物品到达容器操作台上并在那里转入通道，以便使其具有一定的间距。安设在操作装置上的抓手头接纳包装物品并将其装入待用的空贮存器或者饮料箱内。也称为引入框的规格调整件用于将包装物品可靠地导入贮存器内。

拆包装时装满的贮存器或者饮料箱在贮存器轨道上停在规定的位置上。在那里，抓手头取出包装物品并将其可靠地重新放在输出操作台上。包装曲线分别来自于抓手头支架的水平和垂直运动的合成。固定在升降立柱上的机器悬臂架执行水平运动。曲柄传动机构例如可以负责小心的起动和制动。相反地，垂直运动在同样安装于机器悬臂架上的抓手头支架处进行。这种运动可以通过具有按照适当方式调节的电动机的升降机构来进行。因此，对应升降立柱以及对应机器悬臂架典型地分别使用分开的驱动装置。包装曲线可以分别对应满贮存器和空贮存器进行有区别的编程。按照所介绍的方式，可以实现对于操作和/或包装机的最佳运动过程。作为容器操作台和贮存器轨道的驱动装置例如可以考虑具有变频器的三相交流电动机等。

为更换操作装置，工具库提供用于从至少两个单独的存放位置和向至少两个单独的存放位置对操作装置进行水平和/或垂直输送的装置。因此，该更换过程可以快速、可靠和便于操作地进行。工具库优选构造为如下的台架系统，该台架系统具有用于操作装置的至少两个重叠设置的存放平面，为其配属有组合式的水平和垂直输送装置。

为可以将操作装置转移到该工具库处，该工具库具有至少一个相对于通过轨道系统限定的转移位置在侧向上设置的、用于操作装置的存放位置。该转移单元借助升降装置发生运动。升降装置的驱动共同通过至少一个驱动电动机进行，该驱动电动机优选通过传动机构与升降装置耦合。传动机构例如可以作用于连杆或者传动轴，连杆或者传动轴再与带、传动皮带、链条或者其他适用的牵引机构连接。例如带或者链条的牵引机构通过连杆或传动轴的运动而进行运动。因为牵引机构还与转移单元保持作用连接，所以该转移单元能以所要求的方式向上和向下运动。

成套件的分组及成套件通过要停用的成套件转移到工具库内及通过要激活的成套件从工具库转移到机器上工作位置内的更换，依据另一种实施方案可以部分自动地或者全自动地控制。更换时，例如可以通过机器人离合器(Roboterkupplung)松开连接，其中，无需操作者介入。

在用于控制操作包装物品的操作和/或包装机的依据本发明的方法中，所述操作和/或包装机具有至少一个操作装置以及分配给该操作装置的、与所要操作的包装物品的尺寸相匹配的规格调整件，操作装置和所分配的规格调整件可以共同更换并可以在机器上的工作位置与工具库内的仓储位置之间运动。至少一个可更换的操作装置和至少一个分配给该操作装置的规格调整件形成所谓的成套件，其中，至少一个操作装置和至少一个所分配的规格调整件可以自动地相互锁住并在机器与工具库之间共同在近似水平分布的轨道上输送。

成套件可以在其机器上的工作位置与其工具库内的仓储位置之间更换。也就是说，如果例如包装物品等候更换并且抓手头以及规格调整件不再适用于操作这些包装物品的话，那么必须更换该成套件。为此，成套件在工具库内水平和/或垂直从至少两个单独的存放位置和向至少两个单独的存放位置输送，而新的成套件则从工具库取出并安设到操作/或者包装机上。

台架系统内的成套件在所构成的工具库内借助组合式的水平和垂直输送装置在至少两个重叠设置的存放平面之间输送。借助通过轨道系统限定的转移单元，成套件在转移位置与至少一个相对于该转移位置在侧向上设置的存放位置之间传送。

成套件例如通过彼此堆叠和/或相互锁住的规格调整件和所属的抓手头来形成，其中，规格调整件在其底侧上可以具有用于在轨道上输送的滑动装置或者轮。规格调整件上的所述装置是必要的，这是因为输送借助轨道系统通过该装置分布。为存放而输送到工具库内的过程也因此通过轨道进行。

成套件的分组及其通过将要停用的成套件转移到工具库内和通过要激活的成套件从工具库转移到机器上工作位置内的更换过程受到自动地控制。

附图说明

本发明的其他特征、目标和优点来自对本发明优选实施方式的下列详细说明，该实施方式用作非限制性的示例并对附图进行参考。在此，相同的部件原则上具有相同的附图符号并且部分地不再重复阐述。

图1以示意图示出操作和/或包装机从生产地点向工具库的转移单元的装置更换过程；

图2示出操作装置的存放和转移的示意过程；

图3示出操作和/或包装机实施方案的示意侧视图；

图4示出依据图3的机器的示意透视图；

图5示出机器的另一示意侧视图。

具体实施方式

图1中示意所示的、从生产地点向转移单元的装置更换过程用于概括说明该系统。采用“生产地点”标注的方框在本实施例中表示操作和/或包装机10，在操作和/或包装机10上安设有用于对包装物品进行拆包装或者包装所需的必要装置。对此的详细说明借助图3的示意图给出。包装物品例如可以是饮料瓶等，所述包装物品分类装入可堆叠的常规饮料箱内。

产品更换时，下面称为操作装置12(参阅图3)的装置正常情况下必须更换。这些操作装置12借助轨道系统42转移到转移单元46上。转移单元46将操作装置12继续向直接设置在机器10附近的工具库40的可能的贮存位置48(参阅图2)传送。从该工具库40中也取出继续运行所需的操作装置12并导向和转移到生产地点。操作装置12的输送优选通过轨道44进行。

图2示出操作装置12和所分配的规格调整件14存放和转移到工具库40的贮存位置48上的示意过程。例如可以由高台架形成的工具库40通过存放通道41分成两个台架排。在该存放通道41内，以轨道连接的转移单元46在运动方向B上运动并与该方向B相反地运动，以便将操作装置12存放到台架内和从台架中取出。

操作装置12和所分配的规格调整件14的存入和取出可以任意或者按照预先规定的参数进行。为存入和取出，转移单元46通过包括导轨44的引导系统42引导。该轨道系统42设置在形成存放通道41的工具库40的侧上。也就是说，轨道系统42从工具库一直分布到存放通道41并分布在存放通道41内部。

图3的示意侧视图示出包装物品30用的操作和/或包装机10。包装时，包装物品30到达容器或者机器操作台28上并在那里首先转向进入通道(未示出)内，以便使包装物品30产生一定的间距并能更好地抓取。抓手头20接纳包装物品30并将包装物品30装入提供的空贮存器或者饮料箱32内。贮存器32通过传送带36到达并也通过该传送带36传送走。

包装物品30通过规格调整件16可靠地导入贮存器32内。但该规格调整件16仅靠放在贮存器32的上侧。规格调整件16与操作装置12在更换产品期间共同耦合在一起并作为停用的成套件14送入工具库40内(参见图4)。

但为实现对包装物品30进行包装或者拆包装，利用抓手头支架22移行一段所谓的包装曲线。该包装曲线由水平运动过程和垂直的运动过程组成。为可以转换和启动该运动过程，抓手头支架22固定在机器悬臂架24上。通过该机器悬臂架24可以将水平运动传递到抓手头支架22上。这种运动可以通过处于机器悬臂架24中的并在其上固定有抓手头支架22(诸如电葫芦)的水平轨道系统34来实现。

垂直运动可以通过升降立柱26进行。轨道系统34同样安装在升降立柱26上，机器悬臂架24利用一体化的抓手头支架22可以向上和向下在垂直运动方向V上在轨道系统上推移。

图4的示意透视图示出与工具库40的作用连接下的操作和/或包装机10。在该工具库40内，可以存放不同类型包装物品30(参见图3)用的成套件。在本实施例中，在抓手头支架22的下方例如通过悬挂件18来安设操作装置12(参见图3)。操作装置12在更换期间可以自动或者手动地安设到抓手头支架22上。

更换产品时可以更换整个成套件14，也就是说，操作装置12和规格调整件16可以共同更换。为此固定在机器悬臂架24上的抓手头支架22移行到最低位置上，从而悬挂在抓手头支架22上的成套件14降到处于其下面的规格调整件16上。机器悬臂架24的该最低位置通过升降立柱26的升降范围来实现。规格调整件16和成套件14在该位置期间可以通过控制件自动耦合在一起，从而规格调整件16和成套件14共同形成一个操作装置12。因为轨道系统处于规格调整件16的下方，所以这些部件不一定非得相互锁住。而成套件14与规格调整件16固定的耦合可以说就够了。

操作装置12在停用的状态下转移到轨道系统42上，该轨道系统42通过轨道44与转移单元46保持连接。在将操作装置12转移到转移单元46上时，升降装置50进行运动。该升降装置50处于工具库40的外部。

驱动装置52通过电动机54驱动升降装置50。该电动机54通过输出轴57与传动机构56连接。该传动机构56再通过联接轴58对安设在工具库40外部的适当牵引机构60进行传动。该牵引机构60使转移单元46在垂直运动方向上向上和向下向各自的贮存位置或者台架48运动。从该贮存位置48中可以取出激活的操作装置12或者存入停用的操作装置12。牵引机构60适当地可以包括作为驱动装置传递机构的闭合滚子链等。

图5示出操作和/或包装机10与图4相应的示意侧视图。在该另外的视图中，可以看出工具库40内的里面可以存放操作装置12的贮存位置48。同样示出对升降装置50进行驱动的驱动装置52以及转移单元46的系统。转移单元46通过固定单元62安设在升降装置50的传送带60上并因此在工具库40的存放通道41(参见图2)内以能向上和向下运动的方式来布置。在对置侧上也安设有固定单元62，在该对置侧上，操作装置12转移到转移单元46上。

工具库40可以向上或者在长度上扩展，因此操作装置12用的贮存位置48(参见图3)无需很大开支便可以扩大。

本发明并不局限于上述实施例上。而是可以设想大量的改动方案和变动方案，这些改动方案和变动方案应用了依据本发明的构想并因此同样落到保护范围内。

附图符号列表

10    操作/包装机

12    操作装置

14    成套件

16    规格调整件

18    悬挂件

20    抓手头

22    抓手头支架

24    机器悬臂架

26    升降立柱

28    机器工作台

30    包装物品

32    贮存器、饮料箱、箱

34    轨道系统

36    传送带

40    工具库

41    存放通道

42    引导/轨道系统

44    轨道

46    转移单元

48    贮存位置、台架、存放位置

50    升降装置

52    升降装置的驱动装置

54    电动机

56    传动机构

57    输出轴

58    联接轴

60    牵引机构

62    固定单元

B     运动方向

V     垂直运动方向