BRPI0717745A2 - Processo para o comando da transferência de uma pilha de produtos para uma máquina empacotadora - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA O COMANDO DA TRANSFERÊNCIA DE UMA PILHA DE PRODU- TOS PARA UMA MÁQUINA EMPACOTADORA".

A presente invenção refere-se a um processo para o comando 5 de transferência para uma pilha de produtos para uma máquina empacota- dora, sendo que a pilha de produtos é constituída durante um ciclo de traba- lho Ta de n produtos e em seguida, durante um ciclo de transferência Tj, por meio de um dispositivo transferidor é transferida para uma célula de um transportador de movimentação contínua, sendo que a pilha de produtos 10 existente no dispositivo transferidor e a célula do transportador ocupam ao menos no fim do ciclo de transferência Tj na posição relativa predetermina- da.

Em uma máquina empacotadora existe um grande número de estações de trabalho ou módulos que são movidos um em relação ao outro 15 em uma relação temporal e espacial predeterminada. No caso, alguns módu- los são movidos em cadência, isto é, após um movimento de transporte em um trecho predeterminado, as esteiras ou correntes de transporte ficam pa- ralisados por um tempo determinado. Desta maneira, no movimento caden- ciado alternam-se fases de movimentação ou de transporte inclusive fases 20 de paralisação.

Além disso, em uma máquina empacotadora também existem outros módulos ou estações de trabalho que são acionados continuamente, isto é, não possuem fases de paralisação, e na operação normal isenta de falhas da máquina de empacotamento são, comumente, movidos com velo- cidade constante.

A seguir, será considerado, por exemplo, uma máquina empaco- tadora, na qual o produto a ser empacotado é transportado em uma esteira alimentadora acionada de forma cadenciada, sendo deslocada até uma es- tação de empilhamento, na qual, a partir dos produtos individualizados que 30 chegam em seqüência, por exemplo, tiras tipo blister, é constituída uma pilha de produtos de n produtos individuais. Tão logo a pilha de produto tiver al- cançado o número teórico predeterminado de produtos individuais, será in- traduzido de um dispositivo transferidor, durante um ciclo de transferência Tj para uma célula de um transportador de produto acionado continuamente e que integra uma máquina de cartonagem. Máquinas de cartonagem de ope- ração contínua, comparadas a máquinas de cartonagem de operação inter- 5 mitente, apresentam a vantagem de que podem ser operadas com rendi- mento de trabalho mais alto, podendo ser logrado uma introdução macia, lisa e assim isenta de falhas da pilha de produtos em uma caixa dobrável. Além disso, no caso de uma máquina de cartonagem de operação contínua são evitados movimentos de frenagem e de aceleração intensos, de maneira que 10 é reduzido o perigo de poder tombar a pilha de produtos.

O transportador de produtos da máquina de cartonagem consis- te em uma esteira transportadora de operação contínua ou de uma corrente transportadora correspondente, em cujo lado externo é configurado um grande número de células semelhantes a câmaras, nas quais pode sempre 15 ser introduzida uma pilha de produto. Células seqüências sempre apresen- tam a mesma distâncias umas das outras, sendo limitadas por paredes ou limitações que se salientam no lado externo do transportador. No revolvi- mento ao redor de um rolo defletor, as células abrem até que a pilha de pro- duto pode ser introduzida na altura do plano de transporte, alcançando a 20 célula aberta em posição lateral e na direção da movimentação do transpor- tador. Uma vez encerrado o revolvimento ao redor do cilindro defletor, as células fecham com a pilha de produto e introduzida até que esta pilha de produto possa ser seguramente captadas pelas paredes da célula, sendo avançadas com o transportador.

Na operação normal da máquina empacotadora, os diferentes

produtos são ininterruptamente alimentada em movimento cadenciado na direção da estação de empilhamento, dentro da qual, no espaço de um ciclo de trabalho TA, é formada uma pilha de produtos. No fim de cada ciclo de trabalho Ta estará disponível uma nova pilha de produto que é transferido 30 pelo dispositivo transferidor, dentro de um ciclo de transferência Tj1 para a respectiva célula alocada do transportador de marcha contínua. Desta ma- neira, torna-se possível acionar o transportador com velocidade de movi- mentação constante.

Na produção dos diferentes produtos pode ocorrer que alguns produtos venham ser reconhecidos como falhos e, portanto, são excluídos. Isto pode, por exemplo, ser o caso quando uma tira de blister não estiver enchida, ou apenas de modo incompleto, ou quando provou ser não estan- que ou falha de outra maneira uma vez reconhecido um produto como tendo falhas, será removido ainda diante da estação de empilhamento, sendo afas- tado do processo de empacotamento, de maneira que na seqüência de pro- dutos surge um vão. Isto faz com que a formação de uma pilha de produto que consiste, por exemplo, em três produtos dentro da estação de empilha- mento não tenha duração de três cadências parciais, mas se prolonga em uma cadência parcial alcançando quatro cadências parciais, já que em uma posição da esteira alimentadora não há uma tira de blister. Para evitar des- continuidade, é comum nas máquinas empacotadoras convencionais preen- cher um espaço vazio na seqüência de produtos, surgido pela extração de um produto reconhecido como tendo falhas, fazendo este preenchimento com produtos substitutos que são integrados em um reservatório. Desta ma- neira poderá ser assegurado que na posição de empilhamento chegue sem- pre uma seqüência contínua de diferentes produtos e, portanto, a pilha de produto sempre pode ser formada em consonância com o ciclo de trabalho Ta predeterminado.

A armazenagem intermediária de produtos substitutos, todavia, do ponto de vista técnico do processo é bastante complexa e também o en- chimento automático da seqüência de produtos com produtos substitutos exige um esforço técnico elevado da aparelhagem, implicando, portanto, em custos elevados.

A presente invenção tem como objetivo criar um processo para um comando de transferência para uma pilha de produtos em uma máquina empacotadora, com o qual pode ser alcançado de modo simples a formação de uma pilha de produto e a sua transferência para um transportador de ope- ração contínua.

De acordo com a invenção, esta tarefa será solucionada por um processo com as características da reivindicação 1. Está previsto, no caso, que em um prolongamento E resultante da operação, do ciclo de trabalho Ta e um início do ciclo de transferência Tj retardado e daí resultante, a veloci- dade da movimentação do transportador venha a ser modificada de tal ma- 5 neira, que a célula, ou uma célula subsequente do transportador, ocupe no fim do ciclo de transferência Tt a posição relativa predeterminada relativa à pilha de produto.

De acordo com a presente invenção não se pretende fechar com um produto substituto um vão na carreira de produto alimentada para a 10 estação de empilhamento, vão este produzido pela retirada de um produto com falha, mas será aceito que a formação da pilha de produto registrará um atraso devido a este vão, correspondendo ao menos a uma cadência parcial, com o que também registrará atraso ou início da cadência do ciclo de trans- ferência Tt do dispositivo transferidor. Este atraso será compensado por ser 15 a velocidade da movimentação do transportador, para o qual a pilha de pro- dutos é transferida, alterada de tal maneira que no fim do ciclo de transfe- rência Tt tenha sido novamente alcançada à posição relativa predetermina- da e necessária entre a pilha de produto e a célula do transportador.

De acordo com uma primeira alternativa da invenção poderá ser previsto que a velocidade da movimentação do transportador seja ao menos periodicamente reduzida, sendo, preferencialmente, mantida sempre em um valor > 0, isto é, o transportador preferencialmente nunca fica paralisado to- talmente.

O processo consoante a presente invenção, será, em seguida, explicitada com base em um desenho, sendo que este exemplo não limita, todavia, o alcance da proteção da invenção.

Suponde-se que uma pilha de produto é formada a partir de três produtos individuais dentro de um ciclo de trabalho TA, abrangendo três ca- dências parciais. Quando na seqüência de produtos alimentada para esta- 30 ção de empilhamento, existir um vão, por ter sido removido antes um produ- to com falha, serão necessárias quatro cadências parciais para formar a pi- lha de produtos com três produtos individuais. Assim sendo, o ciclo de trans- ferência Tj pode também ter início somente com um retardo de uma cadên- cia parcial. Se o transportador seqüencial continua-se a sua movimentação com velocidade inalterada, a sua célula, na qual a pilha de produto deverá ser introduzida, já teria ultrapassado o ponto de transferência quando o dis- 5 positivo transferidor alcançar o local da transferência com a pilha de produto. Portanto, está previsto reduzir a velocidade do transportador de tal maneira que a pilha de produto e a célula alocada alcance ao mesmo tempo o local da transferência, ocupando dessa maneira a posição relativa predetermina- da. No caso, por ocasião ou imediatamente após a transferência da pilha de 10 produto, o transportador terá novamente sua velocidade de movimentação normal e constante que possui em uma operação normal isenta de falhas da máquina empacotadora.

Quando dentro da seqüência de produtos surgir um número re- lativamente grande de vãos, por ter sido removido grande número de produ- tos falhos da seqüência, a formação de uma pilha de produto durará até que

- embora seja teoricamente possível, mas não faz sentido - a velocidade da movimentação do transportador seja reduzida ou o transportador até mesmo venha a ser paralisado. Em uma configuração preferida da invenção está previsto, portanto, que a velocidade da movimentação do transportador so- 20 mente será reduzida quando o prolongamento E do ciclo de trabalho Ta for inferior ou igual à metade do ciclo de trabalho TA. Isto ocorre quando para a formação de uma pilha de produto, constituída de n produtos individuais fo- rem necessário no máximo 1,5 n cadências parciais.

Quando o prolongamento E do ciclo de trabalho Ta for relativa- 25 mente grande, será previsto de acordo com a invenção, preferencialmente, que a velocidade da movimentação do transportador não será então reduzi- da, porém ao menos temporariamente majorada, o que faz com que aquela célula do transportador, que originalmente teria de receber a pilha de produ- to, passe ao longo do local da transferência com velocidade majorada antes 30 de a pilha de produto ali chegar, e depois a pilha de produto será introduzi- da, de forma convencional, dentro da célula subsequente do transportador.

Segundo uma configuração preferida da invenção está previsto que a velocidade da movimentação do transportador será majorada quando o prolongamento E do ciclo de trabalho Ta for maior do que a metade do ci- clo de trabalho TA, isto é, E > 0,5 TA.

Normalmente se procurará encher todas as células do transpor- tador com uma pilha de produtos, isto é, preferencialmente reduzir a veloci- dade da movimentação do transportador quando houver atraso na formação da pilha de produto. Em uma possível configuração da invenção, poderá, portanto, ser previsto que a velocidade da movimentação do transportador somente será majorada quando o prolongamento E do ciclo de trabalho TA for maior ou igual a 0,6 vezes o ciclo de trabalho TA, isto é, E > 0,6 TA.

Outros detalhes e características da invenção poderão ser de- preendidos das seguintes descrições de exemplos de execução com refe- rência aos desenhos. As Figuras mostram:

figura 1 - representação esquemática das estações de uma má- quina empacotadora para formação e transferência de uma pilha de produ- tos;

figura 2 - vários diagramas percurso-tempo que representam as seqüências da movimentação nas estações de trabalho da máquina empa- cotadora em regime de serviço normal;

figura 3 - um diagrama de velocidade-tempo do transportador em regime de operação normal;

figura 4 - vários diagramas percurso-tempo, representando as seqüências da movimentação das estações de trabalho da máquina empa- cotadora com formação retardada da pilha de produto;

figura 5 - diagrama velocidade-tempo do transportador com for- mação retardada da pilha de produto; e

figura 6 - diagrama velocidade-tempo alternativo do transporta- dor com formação retardada da pilha de produto.

A figura 1 apresenta um recorte de uma máquina empacotadora com uma unidade alimentadora 11, que possui uma esteira alimentadora que revolve sobre roletes defletores 21, contendo os diferentes produtos P, dispostos seqüencialmente e a distância na esteira transportadora 20, ocupando uma carreira contínua de uma estação de empilhamento 24, ape- nas simbolicamente mostrada. A esteira alimentadora 20 é acionada de mo- do cadenciado e, no exemplo de execução mostrado, alimenta produtos P em forma de tiras de blister.

5 Na estação de empilhamento 24 diferentes produtos P individu-

ais serão empilhados para formar uma pilha de produto PS. Tão logo que esteja pronta a pilha de produto PS, será ativado um dispositivo transferidor

12 que possui uma esteira transportadora 13 que revolve ao redor de roletes defletores 22, apresentando na sua face superior externa Iinguetas de em- 10 puxe 14, distanciadas na direção de transporte. Tão logo que esteja a pilha de produto PS, uma das Iinguetas de empuxe 14 encostará na pilha de pro- duto PS e a deslocará lateralmente sobre uma superfície 19 na direção de um transportador 15, acionado continuamente. O transportador 15 apresenta uma esteira transportadora 16 que revolve sobre roletes defletores 23, pos- 15 suindo no seu lado externo, perpendicularmente para com a direção do transporte, paredes de células 17 que se salientam para o exterior. Entre duas paredes de células 17 seqüenciais está configurada uma célula 18 para receber uma pilha de produto PS.

Como mostra a figura 1, as paredes de células 17, ao revolve- rem pelo rolete defletor 23, serão expandidas e, portanto, a célula 18 será aberta. Isto possibilita que o dispositivo transferidor 12 introduza a pilha de produto PS dentro da célula 18. Tão logo que as paredes de célula 17 esti- verem totalmente efetuadas o movimento de revolvimento pelo rolete defle- tor 23, encontrando-se em um movimento retilíneo do traçado da esteira ali- mentadora 16, as paredes celulares 17 novamente estão posicionadas em paralelo um para com a outra e a célula 18 recebe a pilha de produto PS de modo justaposto, conforme representado na figura 1. A seguir será descrito a seqüência da operação normal isenta de falhas da formação da pilha de produto PS e sua transferência para o transportador 15 acionado continua- mente, recorrendo as figura 2 e 3.

Supomos que uma pilha de produto PS consista em três produ- tos P individuais. O diagrama superior na figura 2 mostra de forma esquema- tizada que a formação da pilha de produto PS de três produtos P requer um espaço de tempo de um ciclo de trabalho TA, que representa o somatório de três cadências parciais T,. Dentro de uma cadência parcial Tj, um dos produ- tos P alimentados pela unidade alimentadora 11 será posicionado sobre a 5 pilha de produto PS. No momento Tb estará pronta uma pilha de produto PS1 constituído de três produtos P.

O segundo diagrama na figura 2 apresenta as movimentações do dispositivo transferidor 12 em sentido temporal. Até que a pilha de produ- to PS esteja pronta, o dispositivo transferidor 12 fica aguardando então até 10 quando no momento Tb tenha início à transferência da pilha de produto PS, que se verifica dentro de um ciclo transferidor Tt sendo encerrada em um momento Tt.

O terceiro diagrama na figura 2 mostra a movimentação do transportador 15, o qual, na operação normal, é movido continuamente e com velocidade constante, o que também é mais uma vez mostrado na figu- ra 3, na qual está registrada a velocidade em sentido temporal. A velocidade Vn do transportador 15 é constante no regime de operação normal.

Quando por um controle, posicionado na direção de transporte diante da estação de empilhamento 24 for determinado que um produto P 20 tem falhas, este produto será excluído de maneira que o local do produto excluído P na esteira alimentadora 20 permanece livre, surgindo, portanto, um vão na seqüência de produtos. A seguir consideraremos o caso que a pilha de produto PS também seja formado de três produtos P, compensado, todavia, um vão na seqüência de produtos.

A figura 4 apresenta uma representação correspondente à figura

2, com a diferença que agora é levado em conta um vão na seqüência de produtos. Para formar a pilha de produto PS será agora necessário um ciclo de trabalho Ta que é composto de quatro cadências parciais Tj, isto é, apre- senta um prolongamento temporal E de uma cadência parcial Ti. Desta ma- 30 neira, a pilha de produto não estará pronta já no momento Tb, porém somen- te no momento TB. Isto exige que o dispositivo transferidor 12 aguarde até que a pilha de produto PS esteja pronta, de maneira que o movimento de transferência também terá início apenas no momento Tb’, conforme mostra- do na figura 4. A transferência da pilha de produto PS estará terminada no momento tT’.

O transportador 15 acionado continuamente, que no regime de operação normal é movimentado com velocidade de movimentação Vn cons- tante, será ajustado ao retardo na formação da pilha de produto PS. Encon- tra-se memorizado no comando da máquina empacotadora que foi excluído um produto falho e que a formação da próxima pilha de produtos PS durará mais tempo. Tão logo que a pilha de produto PS tenha sido corretamente recebido pelo transportador 15, a velocidade de movimentação do transpor- tador 15 será reduzida a tal ponto, e em seguida, novamente majorada para a velocidade normal VN, de maneira que a posição de transferência para a pilha de produtos PS somente terá sido alcançada no momento tf conforme representado no diagrama inferior da figura 4, sendo que a curva resultante na operação normal é representada de forma tracejada.

As condições relativas à adequação da velocidade de movimen- tação do transportador 15 de acionamento contínuo pode também ser verifi- cadas a partir do diagrama-velocidade-percurso na figura 5. No regime de operação normal, o transportador 15 será acionado com a velocidade cons- 20 tante VN. Para compensar o retardo E na formação da pilha de produto PS1 a velocidade de movimentação do transportador 15 será reduzido para um valor Vmin, sendo que deveria ser evitado a paralisação do transportador 15. Em seguida, a velocidade da movimentação será novamente majorada, sen- do que em um momento Tc, ou seja, no ponto C, situado dentro do prolon- 25 gamento E do ciclo de trabalho TA, novamente terá sido alcançada a veloci- dade de movimentação normal Vn. Procura-se conseguir que o ponto C es- teja situado o mais próximo possível no ponto terminal D, ou seja, próximo no momento TB’ e, portanto, no fim do ciclo de trabalho TA’ prolongado, para que seja possível obter a menor possível alteração na velocidade. No caso 30 mais vantajoso, os pontos CeD coincidem, isto é, o transportador 15 torna- rá novamente a sua velocidade de movimentação normal Vn somente no término do ciclo de trabalho prolongado TA. Para maior esclarecimento deve-se citar que a superfície abaixo da curva da velocidade, entre os momentos temporais Ta e TB, é da mesma extensão como a superfície abaixo dos graus de velocidade resultante na operação normal entre os pontos AeB entre os momentos TAeTB. Em am- 5 bos os casos a superfície corresponde ao percurso coberto pela célula, ou seja, células 18 do transportador 15 seqüenciais a medida reticulada.

No exemplo de execução acima descrito, o ciclo de trabalho TA, que na operação normal é constituído de três cadências parciais Ti, foi pro- longado pela exclusão de um produto falho, em uma cadência parcial adicio- 10 nal Ti, isto é, em 33,33%. Quando em virtude de vários vãos na seqüência de produtos, a formação da pilha de produtos PS registrar ainda retardo adi- cional, poderá ser indicado não diminuir a velocidade do transportador, com a finalidade de compensar o retardo temporal na formação da pilha de pro- duto PS, mas aumentar a velocidade da movimentação do transportador 15 15 a fim de que desta maneira deixar vazio uma célula 18 do transportador, conduzindo a pilha de produto PS, cuja formação registrou retardo excessi- vo, somente para a célula subsequente. Um exemplo correspondente está representado na unidade 6, em forma de um diagrama velocidade-tempo.

É suposto que o ciclo de trabalho TA, que é composto de três cadências parciais Tj, em virtude de dois vãos na seqüência de produtos se- ja prolongado em duas cadências parciais Tj, de maneira que a cadência de cadeia TA’ prolongada, necessária para a pilha de produto PS, abrange, ao todo, cinco cadências parciais Ti e, portanto, é prolongada 66,66%. Como é mostrado na figura 6, a velocidade do transportador 15, movimentado conti- nuamente, será majorada da velocidade de movimentação normal Vn para uma velocidade Vmax e, em seguida, será novamente reduzida para a veloci- dade de movimentação Vn normal, a qual, como no exemplo precedente, terá sido alcançada no ponto C. Em virtude da velocidade da movimentação majorada do transportador 15, a célula 18, na qual a pilha de produto PS deveria ter sido originalmente introduzida, se deslocará ao longo da área de transferência e no momento da transferência da pilha do produto PS, a célu- la 18 subsequente do transportador 15 terá alcançada a região de transfe- rência, recebendo a pilha de produto PS. A superfície abaixo da curva da velocidade na figura 6, entre os pontos AeB nos limites Ta e T’BA, é exatamente duas vezes tão grande co- mo a superfície abaixo da reta entre os pontos AeB nos limites Ta e Tb que são percorridos no regime de operação normal. Como a superfície represen- ta o percurso da movimentação do transportador, resulta daí que na opera- ção normal, o transportador 15 é movido ao longo em uma distância de célu- la, enquanto que de acordo com a figura 6 o transportador 15 é avançado em duas distâncias de célula, sendo, portanto, ultrapassada uma célula.

Somente a guisa da complementação deve-se mencionar que naturalmente, não é necessária uma alteração da velocidade de movimenta- ção do transportador quando o prolongamento temporal E do ciclo de traba- lho Ta for igual ao ciclo de trabalho Ta ou de um múltiplo integral, correspon- dente já que nesses casos automaticamente uma ou várias células são ul- trapassadas sem que haja necessidade de um ajuste da velocidade de mo- vimentação do transportador 15.

Claims (7)

1. Processo para comando de transferência de uma pilha de produto (PS) para uma máquina empacotadora, sendo que a pilha de produ- to (PS) é formada durante um ciclo de trabalho (Ta) a partir de n produtos (P) e, em seguida, durante um ciclo de transferência (Tj)1 por meio de um dis- positivo transferidor (12) é transferida para uma célula (18) de um transpor- tador (15) movida continuamente, sendo que a pilha de produto (PS), que se encontra no dispositivo transferidor (12), e a célula (18) do transportador (15) ocupam ao menos no término do ciclo de transferência (TT), uma posição relativa predeterminada, caracterizado pelo fato de que por ocasião de pro- longamento (E) do ciclo de trabalho (TA), resultante da operação, e um início retardado daí resultante do ciclo de transferência (Tj), a velocidade da mo- vimentação do transportador (15) seja alterada de tal modo que a célula (18), ou uma célula (18) subsequente do transportador (15), ocupa no térmi- no do ciclo de transferência (Tt) a posição relativa predeterminada em senti- do da pilha de produto (PS).

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a velocidade da movimentação do transportador (15) é ao menos parcialmente reduzida.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a velocidade da movimentação do transportador (15) é ao menos temporariamente reduzida para um valor > 0.

4. Processo de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a velocidade da movimentação do transportador (15) será reduzida quando o prolongamento (E) do ciclo de trabalho (Ta) for menor ou igual à metade do ciclo de trabalho (Ta) (E < 0,5 Ta).

5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a velocidade da movimentação do transportador (15) é ao menos temporariamente majorada.

6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a velocidade da movimentação do transportador (15) é majorada quando o prolongamento (E) do ciclo de trabalho (Ta) for maior do que a me- tade do ciclo de trabalho (Ta) (E > 0,5 TA).

7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a velocidade da movimentação do transportador (15) será majo- rada quando o prolongamento (E) do ciclo de trabalho (Ta) for maior ou igual a 0,6 vezes o ciclo de trabalho (Ta) (E > 0,6 TA).