Этикетировочная машина
Изобретение относится к этикетировочной машине для прикрепления этикеток к периферийным поверхностям емкостей, таких как бутылки, банки, картонные изделия с плоскостью движения и транспортировки емкостей и с соответствующей зоной переноса для прикрепления этикеток к емкостям, содержащая этикетировочную станцию с устройствами для передачи и накопления этикеток. При этом устройство для передачи этикеток с устройством перемещения в виде множества серводвигателей или изменяемых по длине посредством электропривода перемещающих рычагов (20) установлено с возможностью движения и приспосабливания в нескольких направлениях в передающем пространстве посредством передаточного механизма (19). Изобретение позволяет оптимально настроить этикетировочную станцию для обеспечения безупречной посадки этикеток на поверхности емкостей. 21 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к этикетировочной машине приведенного в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения типа. Оно включает в себя машины кругового движения с вращающимися опорными тарелками для емкостей и находящимися по периферии ротора или подводимыми к ней и присоединяемыми этикетировочными станциями, линейные машины или же машины горизонтального движения.
У этикетировочных машин кругового движения (DE 2845645 В1) известно, что вся этикетировочная станция, т.е. держатель с захватным цилиндром, а также с магазином для этикеток и клеевым валиком, установлена с возможностью вращения в виде узла вокруг оси держателя. За счет связанного с вращением смещения траектории вращения захватных и прижимных элементов в направлении траектории транспортировки предметов могут быть перекрыты обусловленные различными форматами предметов расстояния этикетируемых участков от этикетировочной станции. Трудности возникают, однако, при переносе этикеток с захватного цилиндра на этикетируемые участки, поскольку эти участки из-за одинаковой угловой скорости движущихся мимо по дугообразной траектории предметов при разных радиусах кривизны траекторий этикетируемых участков имеют иную скорость, нежели захватные и, в частности, прижимные элементы. Это означает, что в зоне передачи этикеток к предметам отсутствует синхронность между этикетируемыми участками и прижимными элементами.
Эту трудность устраняют за счет того, что несущая прижимные элементы часть захватного цилиндра установлена на оси захватного цилиндра через регулируемый эксцентрик.
Разное расстояние этикетируемых участков от этикетировочной станции учитывают, с одной стороны, за счет поворота всей этикетировочной станции к бутылочному столу, а, с другой стороны, за счет смещения эксцентрика несущей прижимные элементы части, так что траектория вращения прижимных элементов касается или слегка пересекает траекторию этикетируемых участков. При этикетировании бутылок большого диаметра короткими этикетками возникают, однако, определенные трудности при переносе этикеток на бутылку, поскольку не смещенный эксцентриком захватный элемент не приводит этикетку в оптимальное для переноса положение. Чтобы устранить этот недостаток, для радиального смещения каждого захватного элемента предусмотрен управляющий кулачок, по которому перемещается взаимодействующий с захватным элементом щуп. Принципы подгонки к разным диаметрам бутылок известны и из других решений (DE-OS 1586365, DE 2435540 В2), в соответствии с которыми осуществляют смещение этикетировочной станции к центру стола с установленными на нем бутылками в радиальном направлении.
Соответствующие смещение и подгонку этикетировочной станции осуществляют при этом от руки, причем оператор должен постоянно проверять результат смещения.
Другое устройство с улучшенными возможностями перемещения представлено в публикации US 3139368. Это устройство представляет собой этикетировочную машину с установленной на столе машины этикетировочной станцией с устройствам для передачи этикеток и с устройством накопления этикеток, причем устройство для передачи этикеток установлено с возможностью перемещения с помощью привода многомерно в пространстве.
В устройстве, известном из US 4242168, описывается этикетировочная машина, у которой установленное на основании устройство для передачи этикеток перемещается с помощью привода в радиальном направлении. Далее предусмотрено, что основание, на котором установлено устройство для передачи этикеток, выполнено с возможностью отклонения или наклона относительно своей передней кромки.
В основе изобретения лежит задача создания такого усовершенствованного устройства, с помощью которого упрощалось бы указанное приспосабливание этикетировочной станции и обеспечивалось бы в значительной степени согласование с разными проблемами и задачами также в различных плоскостях.
В соответствии с настоящим изобретением указанная задача решается посредством предлагаемой этикетировочной машины, обладающей признаками, изложенными в независимом пункте 1 формулы изобретения.
Кроме того, в соответствии с независимым осуществлением изобретения предусмотрено, что этикетировочная станция установлена с возможностью движения в пространстве с собственным устройством для передачи этикеток в нескольких направлениях посредством передаточного механизма при произвольном управлении центральной точкой, произвольно выбираемой для передачи этикеток или для ориентирования этикетировочной станции.
Другие признаки и усовершенствования изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения и в описании.
Настоящее изобретение обеспечивает практически любые возникающие при этикетировании различных емкостей или желаемые варианты оптимизации в изменяемой, а также повторяемой и запрашиваемой форме. Поскольку внутри такого передаточного механизма в виде (статической) пространственной несущей конструкции почти не возникают изгибающие моменты, возможна крайне легкая конструкция.
В рамках настоящего изобретения под выражением «с возможностью движения в нескольких направлениях в (передающем) пространстве» следует понимать, что (передающее) пространство или движение в нем определяется тремя степенями свободы поступательного и тремя степенями свободы вращательного движений и что движение, например, этикетировочной станции следует, по меньшей мере, за одной, соответствующей одной из этих степеней свободы осью движения, причем движение в большинстве случаев складывается, однако, из составляющих в соответствии с несколькими, если даже не со всеми степенями свободы.
Изобретение более подробно поясняется ниже с помощью изображенных на чертежах примеров выполнения. На этих чертежах представляют:
- фиг.1: известную этикетировочную станцию;
- фиг.2: этикетировочную машину с несколькими разными этикетировочными станциями;
- фиг.3: различные варианты движений такой этикетировочной станции;
- фиг.4: возможные выполнение и расположение этикетировочной станции согласно изобретению.
Изображенная в примере выполнения этикетировочная станция предназначена для передачи отдельных этикеток на емкости, такие как бутылки, банки и т.п. Выполнение, согласно изобретению, предусмотрено, однако, и применимо также для иного рода этикетировочных станций и машин. Этикетировочные станции могут быть, следовательно, выполнены, согласно изобретению, также для бесконечных, пленочных, пластиковых ленточных или самоклеящихся этикеток и т.п., а также для этикетирования с рулона частичными или круговыми этикетками, причем они могут использоваться также для этикетирования коробок, ящиков и прочих носителей грузов или упаковок.
Изображенное на фиг.1 устройство для подачи этикеток в этикетировочных машинах, например для бутылок, состоит из этикетировочного агрегата или этикетировочной станции 1, который расположен на машинном столе 2, 10. Этикетировочный агрегат содержит магазин 3 для этикеток, клеевой валик 4, вращающийся держатель 6, снабженный промазываемыми клеем извлекающими сегментами 5, и захватный цилиндр 7.
Захватный цилиндр 7 приводится передаточным механизмом и состоит для универсального этикетирования из двух расположенных друг над другом цилиндров с прижимными элементами 8 и захватными пальцами 9. На вращающемся бутылочном столе 11 находятся с небольшим шагом бутылочные тарелки 12, на которых бутылки 13 движутся мимо захватного цилиндра 7. Поскольку шаг бутылочных тарелок 12 меньше шага захватного цилиндра 7, необходимо дополнительное вращение бутылки 13 в процессе этикетирования. Для того чтобы можно было осуществлять этикетирование также короткими этикетками, т.е. короткими по отношению к диаметру бутылок, качественное этикетирование также при универсальном этикетировании и этикетирование нецилиндрических частей бутылок, этикетировочный агрегат 1 установлен дополнительно с возможностью плавного поворота вокруг средней оси 14.
Далее извлекающие сегменты 5 и захватный цилиндр установлены с возможностью перемещения относительно неподвижных частей 3, 4 станции в их соответствующем положении. Для этого служит дифференциал 15 и/или крестовый суппорт (не показан), на котором с возможностью перемещения установлена вся станция. В выходной зоне этикетированных бутылок, например в конце вращения посредством бутылочного стола 11 или за выходной звездочкой (не показана), расположено устройство 16 контроля посадки этикеток, с помощью которого проверяют желаемое расположение этикеток на бутылках. При изменении посадки этикеток вне заданной границы допуска устройство контроля посадки подает соответствующие сигналы для управления корректировочным устройством 17 с электроприводом для перемещения этикетировочной станции 1 и/или для синхронизации захватного цилиндра 7 и извлекающих сегментов 5. Используемым крестовым суппортом и используемым приводным передаточным механизмом 18 для этикетировочной станции можно при этом соответственно управлять и изменять их положение.
Такие или предназначенные для других вышеназванных видов этикеток и емкостей этикетировочные станции 1, 1′ могут быть в разных количестве и последовательности размещены по окружности вращения, изображенной на фиг.2 этикетировочной машины, подведены, присоединены к ней или иным образом соединены с ней. Такое применение предпочтительно, само собой, также в линейных машинах, этикетировочных машинах для этикетирования больших емкостей, картонных изделий и т.п.
Этикетировочная станция 1 или, по меньшей мере, ее устройство для передачи этикеток расположены в изображенном на фиг.4 примере выполнения целесообразно на машинном столе 2,10. Последний содержит, в свою очередь, передаточный механизм 19 с множеством серводвигателей или изменяемых по длине посредством электропривода перемещающих рычагов 20, которые выполнены с возможностью управления и регулирования посредством подробно не изображенной и не описанной открытой системы управления, например с цифровым сигнальным процессором, для осуществления желаемого или требуемого изменения положения. Таким образом, этикетировочная станция 1 установлена с возможностью движения в пространстве в нескольких направлениях при произвольном управлении выбираемой для передачи этикеток оптимальной точки. Установленное или выбранное положение пространственных осей 21 для оптимальной транспортировки этикеток и их последовательной передачи к периферии или боковой поверхности емкостей можно произвольно изменять и корректировать в пространстве преимущественно по программной команде для каждого процесса передачи и/или замене оснащения емкостей, т.е. при замене обрабатываемых этикеток. В частности, однажды оптимизированные критерии передачи и положения могут быть повторно запрошены также в отношении разных емкостей и т.п., а также их соответствующих поверхностей. Вследствие этого может происходить переналадка на другие виды емкостей и их величину путем ввода соответствующего вида емкостей. В зависимости от конструктивного выполнения передаточный механизм 19 может быть также соединен непосредственно с этикетировочной станцией 1 или расположен на ней. Преимущественно с помощью передаточного механизма 19 можно ориентировать и управлять при этом пространственными осями 21 для движений подъем-опускание 22, вперед-назад 24, влево-вправо 25, опрокидывание в левую и правую плоскости 23, наклон вперед-назад 27, а также вращение вокруг вертикальной оси 26. Оптимальные возможности настройки для безупречной посадки этикеток возникают благодаря расположению этикетировочной станции и/или, по меньшей мере, передачи этикеток на параллельно-кинематическом устройстве перемещения или передаточном механизме 19 по гексаподной системе. Для расчета соответствующего пространственного положения этикетировочной станции относительно соответствующего положения передачи могут быть предусмотрены датчики положения в отношении пространства и/или пути. Они могут использоваться также для определения и расчета соответственно настраиваемых начальных и конечных положений.
Ввод команд на движение осуществляют целесообразно в виде отнесенных к емкостям объектных координат или в виде команд, представляющих движения по одной из шести пространственных осей по отношению к произвольно выбираемой центральной точке, например поворот этикетировочной станции в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, причем эта вертикальная ось соответствует, например, вертикальной оси этикетируемой емкости.
Введенные команды на движение преобразуют затем, например, посредством преобразования в реальном времени в соответствующие процессы движения для отдельных осей передаточного механизма 19, преимущественно, следовательно, для отдельных осей гексаподного передаточного механизма, причем в рамках расчета отдельных процессов движения их определяют преимущественно таким образом, что ориентация этикетировочной станции изменяется только желаемым образом, а ориентация по другим пространственным осям и/или степеням свободы остается без изменений.
Дополнительно позиция передачи этикеток в другом выполнении для расчета оптимальных прижимных усилий с целью щадящей передачи этикеток содержит подходящие датчики нагрузки. Этикетировочная станция 1 может быть расположена с параллельно-кинематической системой перемещения на управляемом продольном или крестовом суппорте, благодаря чему в распоряжении имеются дополнительные оси перемещения для быстрого приспосабливания.
Для надлежащего контроля посадки этикеток может быть дополнительно предусмотрено уже описанное выше контрольное устройство 16, с помощью которого 1 можно контролировать и оценивать результаты этикетирования. Точно так же результаты оценки при зарегистрированных отклонениях результата этикетирования от заданного значения можно использовать для непосредственного или косвенного управления передаточным механизмом 19, чтобы за счет корректировки положения, например, этикетировочной станции достичь желаемого заданного результата.
Вместо преимущественно описанного и изображенного выполнения передаточного механизма в рамках настоящего изобретения могут быть предусмотрены также передаточные механизмы с меньшим или большим числом осей для движения и ориентации этикетировочных станций 1, 1′, причем, например, можно управлять и соответственно ориентировать две или три плоскости. В зависимости от поставленной задачи и степени сложности отдельных возникающих проблем при этикетировании для вращательного и/или поступательного движения могут быть предусмотрены, например, по три степени свободы, обеспечивающие любое направление перемещения и любое приспосабливание такой этикетировочной станции. Целесообразно при этом заданы установочные и заданные движения, причем вращательным и/или поступательным движением можно управлять и согласовывать их независимо друг от друга в соответствии с приданными этим плоскостям движения задачами и проблемами этикетирования.
У этикетировочных машин со сменными или присоединяемыми в разных местах одинаковыми и/или разными этикетировочными станциями, как это описано, например, в DE 19911074 А1, собственно передаточный механизм 19 выполнен, в том числе в целях сокращения издержек, в виде части соответствующей этикетировочной машины. Вследствие этого можно экономично иметь в запасе также несколько этикетировочных станций в простом выполнении, т.е. без передаточного механизма 19. Соответственно используемая этикетировочная станция 1, 1′ может быть в этом случае связана с передаточным механизмом 19 посредством быстродействующих муфт или иным образом. Для выполнения любых возможных задач этикетирования передаточный механизм 19 целесообразно расположен в виде изменяемого по своему местонахождению узла на периферии такой этикетировочной машины. Передаточный механизм 19 может быть выполнен также в виде перемещаемого и фиксируемого и/или присоединяемого в разных положениях узла, чтобы он занимал соответственно требуемые положения этикетирования.
1. Этикетировочная машина для прикрепления этикеток к периферийным поверхностям емкостей, таких как бутылки, банки, картонные изделия, с плоскостью движения и транспортировки емкостей, с соответствующей зоной переноса для прикрепления этикеток к емкостям, содержащая этикетировочную станцию с устройствами для передачи и накопления этикеток, отличающаяся тем, что устройство для передачи этикеток с устройством перемещения в виде множества серводвигателей или изменяемых по длине посредством электропривода перемещающих рычагов (20) посредством передаточного механизма (19) установлено с возможностью движения и приспосабливания в нескольких направлениях в передающем пространстве при произвольном управлении произвольно выбираемой для передачи этикеток центральной точки.
2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что этикетировочная станция установлена на машинном столе (2, 10), при этом этикетировочная станция (1) с собственным устройством для передачи этикеток установлена с возможностью движения в пространстве в нескольких направлениях по пространственным осям посредством передаточного механизма (19), по меньшей мере, в двух плоскостях движения при произвольном управлении положением передачи, выбираемым и оптимизируемым для передачи этикеток.
3. Машина по любому из п.1 или 2, отличающаяся тем, что установленным или выбранным положением пространственных осей (21) для транспортировки этикеток и их передачи можно произвольно управлять в пространстве по программной команде с возможностью повторения и изменения, а также корректировки.
4. Машина по п.3, отличающаяся тем, что этикетировочная станция (1), по меньшей мере, с ее пространственными осями (21) установлена с возможностью ориентирования и управления посредством соответствующих передаточных механизмов (19) преимущественно для движений подъем-опускание, вперед-назад, влево-вправо, опрокидывание в левую и правую плоскости, наклон вперед-назад, а также вращение вокруг вертикальной оси.
5. Машина по п.4, отличающаяся тем, что этикетировочная станция (1) установлена с возможностью управления для осуществления дополнительных движений вращения вокруг, преимущественно, средней вертикальной оси, а также вбок влево и вправо.
6. Машина по п.4, отличающаяся тем, что этикетировочная станция (1) установлена с возможностью движения в нескольких плоскостях в или на станине и/или машинном столе (2, 10) и с возможностью управления от электропривода.
7. Машина по п.6, отличающаяся тем, что этикетировочная станция (1) установлена с возможностью движения в качестве самостоятельного узла в нескольких плоскостях.
8. Машина по п.7, отличающаяся тем, что этикетировочная станция (1) имеет преимущественно три степени свободы для вращательного движения.
9. Машина по п.8, отличающаяся тем, что этикетировочная станция (1) имеет преимущественно три степени свободы для поступательного движения.
10. Машина по п.1, отличающаяся тем, что этикетировочная станция (1) и/или, по меньшей мере, устройство для передачи этикеток установлены на параллельно-кинематической системе перемещения.
11. Машина по п.10, отличающаяся тем, что параллельно-кинематическая система перемещения выполнена в виде гексаподной системы.
12. Машина по п.1, отличающаяся тем, что в качестве устройств перемещения расположены управляемые серводвигатели.
13. Машина по любому из пп.1, 2, 4-12, отличающаяся тем, что для расчета соответствующего пространственного положения этикетировочной станции (1) относительно положения передачи и/или ее начального и конечного положений предусмотрены датчики положения в отношении пространства и/или пути.
14. Машина по п.13, отличающаяся тем, что желаемую и/или надлежащую посадку этикеток проверяют посредством устройства (16) для контроля этикеток и его сигнал обрабатывают для управления устройствами перемещения этикетировочной станции (1), корректировки ее положения и/или рабочей скорости.
15. Машина по п.14, отличающаяся тем, что ввод команд на движение осуществляют, предпочтительно, в виде отнесенных к емкостям (13) объектных координат или в виде команд, отнесенных к пространственным осям.
16. Машина по п.15, отличающаяся тем, что объектные координаты или отнесенные к пространственным осям команды на движение могут быть преобразованы за счет трансформации в реальном времени в соответствующие команды для координат осей.
17. Машина по п.16, отличающаяся тем, что выше или ниже дополнительно к рабочей зоне гексаподной и передаточной системы (19) предусмотрен управляемый стол/крестовый стол.
18. Машина по п.1, отличающаяся тем, что устройству для передачи этикеток придан датчик нагрузки для регистрации оптимального положения передачи и/или прижимного усилия.
19. Машина по п.1, отличающаяся тем, что у этикетировочной машины со сменными и/или присоединяемыми этикетировочными станциями (1) собственно передаточный механизм (19) выполнен в виде части этикетировочной машины с возможностью соединения с этикетировочной станцией (1, 1′).
20. Машина по п.1, отличающаяся тем, что передаточный механизм (19) в виде изменяемого по положению узла установлен на периферии или линейном отрезке этикетировочной машины с возможностью перемещения.
21. Машина по любому из пп.1, 2, 4-12, 14-19, отличающаяся тем, что передаточный механизм (19) выполнен в виде узла, установленного с возможностью перемещения на этикетировочной машине и фиксации в разных положениях и/или присоединения.
22. Машина по п.21, отличающаяся тем, что на периферии или линейном отрезке таких этикетировочных машин расположено несколько передаточных механизмов (19).
