BRPI0924598B1 - Método para carregamento de recipiente, e máquina de embalagem - Google Patents

Description

CAMPO DA INVENCÃO

A presente invenção abrange o campo de dispositivos e métodos de carregamento de produtos em recipiente ou embalagens que se deslocam movidos por meio de deslocamento e, mais especificamente, recipientes que se movem de forma intermitente e os quais o carregamento dos produtos é realizada por manipuladores.

ANTECEDENTES DA INVENCÃO

Em muitos processos de embalagem o movimento dos recipientes ao longo da instalação é feita de forma intermitente devido aos processos de transformação (por exemplo, formado ou selado) que sofre a embalagem nas diferentes estações das máquinas. Este movimento intermitente dificulta o carregamento eficiente dos produtos nas embalagens ou recipientes já que uma vez iniciado o movimento de carregamento 15 a embalagem ou recipiente não pode avançar até que o carregamento esteja completo, resultando em um tempo de espera perdido no processo de embalagem.

Geralmente os produtos a carregar chegam por uma esteira transportadora paralela à estação de carregamento da máquina, onde é cada vez mais comum encontrar robôs que realizam o carregamento do produto nos alojamentos do 20 recipiente ou embalagem. Estes robôs pegam um produto ou conjunto de produtos das ditas esteiras e o entrega nos alojamentos do recipiente ou embalagem previamente formado. Também é habitual que os produtos se movam na direção oposta ao avanço das embalagens (contra fluxo), embora também sejam conhecidas instalações nas quais os produtos se movem na mesma direção de avanço das embalagens.

Atualmente, o carregamento se realiza com o recipiente ou a embalagem parados (nas pausas do movimento intermitente durante as quais se realizam, entre outras, operações de formação, enchimento, selagem, corte e extração, nas subsequentes partes da máquina) e a embalagem ou recipiente pode compreender várias acomodações que deverão ser preenchidas durante a dita pausa no avanço do 30 recipiente. Assim, por exemplo, se o recipiente a preencher compreende quatro alojamentos e o manipulador só foi capaz de preencher 3 dos 4 alojamentos no ciclo atual (pausa do movimento intermitente), mas não teve tempo para preencher o quarto alojamento, a máquina deverá atrasar a sua progressão até que o robô entregue o último produto no alojamento correspondente (por exemplo, no quarto alojamento).

Este atraso no avanço supõe uma redução da produtividade da máquina devido à acumulação de tempos de atraso.

Para evitar estes atrasos ou tempo de inatividade, existem alternativas com

Petição 870180142284, de 18/10/2018, pág. 7/13

2/13 base em que o robô siga a embalagem durante o seu progresso.

Uma solução para este problema é evitar que a máquina permaneça parada até que todos os produtos tenham sido carregados em seus alojamentos, fazendo com que o manipulador se mova seguindo o alojamento a ser preenchido durante o progresso da máquina e realizando o carregamento com a embalagem em movimento. Isso é muito comum em processos contínuos, por exemplo, no setor automotivo.

No entanto, em determinadas máquinas do setor de embalagem, tais como as máquinas termoformadoras, durante o progresso das embalagens não se realiza qualquer transformação que agregue valor à embalagem/produto, por isso é desejável que os deslocamentos de uma estaçáo da máquina para outra sejam realizados o mais rápido possível para eliminar esses tempos perdidos. Portanto, nestes casos, as velocidades de avanço da máquina e, portanto, dos recipientes seguem uma curva muito íngreme de aceleração-desaceleração. Neste caso, a viagem que realiza o robô enquanto segue um alojamento da embalagem em movimento para depositar o produto é muito longa, uma vez que o robô irá variando .o seu vetor de direção a medida que detecta ponto por ponto as novas posições de alojamento. Como resultado, o manipulador de seguirá uma trajetória curva, vista em planta, que significa um maior tempo e espaço percorrido para alcançar o alojamento onde depositará o finalmente o produto, chegando a ocorrer o caso em que o robô atinge o alojamento uma vez que o avanço já tenha sido concluído, ou até mais tarde nas máquinas muito rápidas. Portanto, neste caso, o caminho do robô não está otimizado e o tempo em excesso supõe uma diminuição na produtividade do robô.

A presente invenção visa otimizar a produtividade da máquina e otimizar também o tempo em excesso empregado pelo robô para aumentar sua produtividade. DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

É objeto da presente invenção um método de carregamento de recipientes que compreende pelo menos um primeiro alojamento vazio e um segundo alojamento vazio configurados para receber um objeto a carregar, sendo os citados recipientes deslocáveis de forma intermitente, por uns meios de deslocamento, de modo que os recipientes possam preencher uma primeira posição de repouso, durante um tempo de repouso tr, e podem deslocar-se durante um tempo de avanço ta, desde a primeira posição de repouso até ao menos uma segunda posição de repouso. O deslocamento dos recipientes se realiza com uma velocidade variável (uma velocidade com uma aceleração não constante) ao longo do tempo do avanço ta. O carregamento do objeto se realiza mediante ao menos um manipulador (por exemplo, um robô) que pode pegar o objeto a carregar de uma área de coleta, que compreende ao menos um objeto, e entregá-lo em uma posição de carregamento que coincide com um dos

3/13 alojamentos vazios de um dos recipientes. Uma área de coleta é uma posição dentro da área de trabalho do manipulador onde se encontra o objeto ou os objetos que sâo coletados para seu posterior carregamento. Os objetos a coletar podem estar, por exemplo, em um armazém de produtos, ou em uma esteira transportadora que desloca os objetos a uma determinada velocidade. Uma posição de carregamento é uma posição que está dentro da área de trabalho do manipulador e a qual está prevista a entrega de produtos, podendo alcançar o manipulador, por exemplo, quatro posições de carregamento diferentes (primeira, segunda, terceira e quarta posições de carregamento) e estas posições de carregamento coincidem espacialmente com a situação de alguns dos alojamentos vazios de um dos recipientes, de modo que o carregamento do manipulador em uma posição de carregamento produz um carregamento do produto em alojamento de uma embalagem.

O método da presente invenção compreende as seguintes etapas:

Calcular um tempo disponível td correspondente ao tempo necessário para que um alojamento vazio de um recipiente alcance uma posição de carregamento;

Calcular para cada um dos citados ao menos um objeto (compreendidos na área de coleta no momento da coleta):

- um tempo de posicionamento tp11 necessário para que o manipulador alcance uma posição de carregamento que coincide com a posição de um primeiro alojamento vazio de um recipiente;

- um tempo de posicionamento tp12 necessário para que o manipulador alcance uma segunda posição de carregamento que coincide com a posição de um segundo alojamento vazio de um recipiente;

- um tempo de posicionamento tp21 necessário para que o manipulador alcance uma terceira posição de carregamento que coincide com a posição de um primeiro alojamento vazio de um recipiente;

- um tempo de posicionamento tp22 necessário para que o manipulador alcance uma quarta posição de carregamento que coincide com a posição de um segundo alojamento vazio de um recipiente.

Em seguida se compara o tempo disponível td com os tempos de posicionamento tp11, tp12, tp21 e tp22 de cada um dos pelo menos um objeto (a, b, c, d) em cada uma das posições de carregamento (11, 12, 21, 22), para determinar um objeto para pegar e uma posição de carregamento, cujo tempo de posicionamento tp11, tp12, tp21 ou tp22 seja mais próximo do tempo disponível td.

Finalmente, o manipulador entrega o dito objeto na dita posição de coleta (depois de pegar o objeto da posição de coleta).

De acordo com o método da presente invenção, se leva em conta o

4/13 movimento dos recipientes entre uma primeira posição de repouso e uma segunda posição de repouso; e mais concretamente, o tempo necessário para que os alojamentos vazios dos recipientes cheguem a uma posição de carregamento. Com base nesses dados se calcula e se decide qual objeto se vai coletar (no caso de que haja mais de um objeto na área de coleta) e em qual posição de carregamento o manipulador vai realizar a entrega do objeto, posição de carregamento que, obviamente, coincidirá com um alojamento vazio de um recipiente.

Para este efeito, se calculam os tempos de posicionamento tp11, tp12, tp21 e tp22 de cada objeto (o tempo que necessita o manipulador na posição atual para coletar cada um dos objetos compreendidos na área de coleta e levá-los para cada alojamento vazio nas possíveis posições de carregamento pré-estabelecidas) e compara estes tempos com o tempo disponível td (o tempo necessário para que o alojamento vazio do recipiente alcance uma posição de carregamento). Entre os possíveis objetos a coletar e as possíveis posições de carregamento para depositar os objetos, se escolherá um objeto e se depositará em uma posição de carregamento, cujo tempo de posicionamento é o mais próximo do tempo disponível. Ou seja, o manipulador pegará um objeto e o carregará em uma posição de carregamento com base em qual de todos os tempos de posicionamento tp11, tp12, tp21 e tp22, calculado para cada objeto e para cada umas das posições de carregamento, está mais perto do tempo disponível td. Este cálculo é feito continuamente, de modo que o manipulador escolhe os objetos para coletar e realiza os carregamentos dos ditos objetos otimizando sempre o tempo de posicionamento necessário, em vez de manter uma seqüência predeterminada na hora de escolher os objetos a serem carregados, ou uma ordem de carregamento pré-estabelecida em uma posição de carregamento, independentemente do descompasso entre o tempo de posicionamento do manipulador e o movimento do recipiente.

O manipulador pode mover-se da posição de coleta até a posição de carregamento seguindo uma trajetória retilínea, quando visto de cima, para minimizar os tempos de posicionamento.

A primeira, segunda, terceira e quarta posições de carregamento podem coincidir com a posição de um alojamento vazio de um recipiente na primeira ou segunda posição de repouso, de modo que o carregamento dos produtos se realiza quando os recipientes estão em repouso, ou podem coincidir com posições intermediárias entre a primeira e segunda posições de repouso, de modo que o carregamento se realiza durante o avanço dos recipientes.

O método da presente invenção pode compreender o seguimento da trajetória dos alojamentos quando há uma certa defasagem entre a posição de carregamento

5/13 (teórica) e a posição dos alojamentos vazios, ou quando os tempos de posicionamento tp11, tp12, tp21 etp22 são menores do que o tempo disponível td, ou seja, nestas condições o método da invenção compreendería monitoramento (tracking) dos alojamentos. Este monitoramento da trajetória pode compreender um primeiro deslocamento do manipulador que consiste em um deslocamento em linha reta, vista em planta, até uma posição próxima ao alojamento e um segundo deslocamento do manipulador que consiste em monitorar a posição do alojamento. Nos casos em que o produto é colocado em um alojamento de um recipiente ainda em movimento, o manipulador ajusta a sua velocidade e direção as do recipiente no momento da entrega.

É também objeto da presente invenção, uma máquina de embalagem que compreende uns meios de deslocamento que podem mover de forma intermitente recipientes, de modo que os recipientes podem ocupar uma primeira posição de repouso, durante um tempo de repouso tr, e podem deslocar-se, durante um tempo de avanço ta, a partir da primeira posição de repouso até pelo menos uma segunda posição de repouso, realizando-se o dito deslocamento dos recipientes com uma velocidade variável ao longo do tempo de avanço ta. Os recipientes compreende pelo menos um primeiro alojamento e um segundo alojamento configurados para receber um objeto para carregar, compreendendo a dita máquina ao menos manipulador que pode pegar um objeto para carregar de uma área de coleta que compreende pelo menos um objeto, e entregá-lo em um dos alojamentos de um dos recipientes. A máquina compreende ainda um sistema de controle e meios de comunicação entre os meios de deslocamento e ao menos um manipulador, configurados de modo que ao menos um objeto a carregar se deposita em um dos alojamentos vazios de acordo com um método carregamento segundo qualquer uma das reivindicações precedentes.

A máquina de embalagem pode compreender uma estação de termoformagem e/ou termoselagem.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Para complementar a descrição feita e, com o objetivo de ajudar na melhor compreensão das características da presente invenção, de acordo com uma modalidade preferida da mesma, é anexado como parte integrante desta descrição, um conjunto de desenhos em que, de forma ilustrativa e não limitativa, é representada da seguinte forma:

A Figura 1 - mostra uma representação esquemática de dois recipientes (3, 4) compreendendo alojamentos vazios (31, 32) (41, 42) encontrando-se o recipiente (4) na primeira posição de repouso (1) e os alojamentos (41 e 42) coincidindo com as

6/13 posições de carregamento (11, 12) do manipulador.

A Figura 2 - mostra uma representação esquemática similar a da Figura 1, na qual os recipientes (3) e (4) estão avançando, encontrando-se o recipiente (3) na primeira posição de repouso (1) e o recipiente (4) na segunda posição de repouso (2). Nesta situação os alojamentos (31 e 32) coincidem com as posições de carregamento (11 e 12) e os alojamentos (41, 42) coincidem com as posições de carregamento (21, 22).

MODALIDADE PREFERENCIAL DA INVENÇÃO

De acordo com uma modalidade mostrada nas Figuras 1 e 2, o método da invenção permite o carregamento de produtos (a, b, c, d) em alojamentos vazios (31, 41, 32, 42) de recipientes (3, 4). Os citados recipientes (3, 4) se deslocam de forma intermitente, por uns meios de deslocamento, de modo que os recipientes (3, 4) podem ocupar uma primeira posição de repouso (1), durante um tempo de repouso tr, e podem deslocar se, durante um tempo de avanço ta, a partir da primeira posição de repouso (1) até, ao menos uma segunda posição de repouso (2). O deslocamento dos recipientes (3, 4) se realizada com uma velocidade variável ao longo do tempo de progressão ta, realizando o carregamento do objeto (a, b, c, d) por ao menos um manipulador, que pode pegar o objeto a carregar de uma área de coleta (5) que compreende ao menos um objeto (a, b, c, d), e entregá-lo em uma posição de carregamento (11, 12, 21, 22), que coincide com um dos alojamentos vazios (31, 32) (41, 42) de um dos destinatários (3, 4). A área de coleta está compreendida dentro de uma área de trabalho (6) do manipulador ou manipuladores. As posições de carregamento (11, 12, 21, 22) podem coincidir com a posição dos alojamentos vazios (31, 32, 41, 42) na primeira posição de repouso (1) e na segunda posição de repouso (2) tal como mostrado nas Figuras 1 e 2, ou podem ainda estar em um ponto intermediário entre a primeira e a segunda posição de repouso (1, 2), por onde se deslocam os alojamentos (31, 32, 41, 42) dos recipientes (3, 4) durante o progresso da máquina. Em uma modalidade preferencial e não excludente da presente invenção, é mostrado uma área de coleta que compreende uma esteira transportadora (5) sobre a qual se movem a uma velocidade constante e no sentido oposto ao avanço da máquina de uns objetos para coletar (a, b, c, d). Na dita esteira transportadora (5) se pode encontrar um ou mais objetos (d) fora da área de trabalho do manipulador tal como mostrado na Figura 1. No entanto, os ditos objetos (d) inicialmente colocados fora da área de trabalho do manipulador, podem chegar a deslocar-se até a área de trabalho (6) do manipulador, de modo que aqueles objetos (d) que podem alcançar a dita área de trabalho (6) quando o manipulador está disponível para realizar a coleta, serão também tidos em conta ao fazer os cálculos dos tempos de posicionamento.

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Em outras modalidades da área de coleta pode compreender um número diferente de produtos ou até mesmo um único produto. Mesmo assim os recipientes (3, 4) podem compreender diferente número de alojamentos vazios (por exemplo, 4, 6 etc). Nas figuras se tem mostrado unicamente duas posições de repouso (1,2) para os recipientes (3, 4), mas estas posições de repouso podem compreender uma terceira ou mais posições de repouso.

O método compreende as seguintes etapas:

- Calcular o tempo disponível td correspondente ao tempo necessário para que um alojamento vazio (31,32, 41,42) de um recipiente (3, 4) alcance uma posição de carregamento (11, 12, 21,22),

- Calcular para cada um dos citados ao menos um objeto (a, b, c, d):

a) um tempo de posicionamento tpl 1 necessário para que o manipulador alcance uma primeira posição de carregamento (11) que coincide com a posição de um primeiro alojamento vazio (31, 41) de um recipiente (3, 4). Seriam obtidos os tempos de posicionamento tp11 a, tp11 b, tp11 c e tp11 d,

b) um tempo de posicionamento tp12 necessário para que o manipulador alcance uma segunda posição de carregamento (12) que coincide com a posição de um segundo alojamento vazio (32, 42) de um recipiente (3, 4). Seriam obtidos os tempos de posicionamento tp12a, tp12b, tp12c e tp12d,

c) um tempo de posicionamento tp21 necessário para que o manipulador alcance uma terceira posição de carregamento (21) que coincide com a posição de um primeiro alojamento vazio (31, 41) de um recipiente (3, 4). Seriam obtidos os tempos de posicionamento tp21 a, tp21 b, tp21 c e tp21 d,

d) um tempo de posicionamento tp22 necessário para que o manipulador alcance uma quarta posição de carregamento (22) que coincide com a posição de um segundo alojamento vazio (32, 42) de um recipiente (3, 4). Seriam obtidos os tempos de posicionamento tp22a, tp22b, tp22c e tp22d,

- Comparar o tempo disponível td com os tempos de posicionamento tp11a, tp12a, tp2la, tp22a, tp11 b, tp12b, tp21b, tp22b, tp11c, tp12c, tp21c, tp22c, tp11d, tp12d, tp21 d, tp22d para determinar uma posição de carregamento (11, 12, 21, 22) do manipulador e um objeto a carregar (a, b, c, d) cujo tempo de posicionamento seja mais próximo do tempo disponível td. Isto é, decidir qual dos objetos (a, b, c, d) se vai coletar e em qual alojamento se realizará o carregamento do objeto.

- Entregar o dito objeto (a, b, c, d) na dita posição de carregamento (11, 12, 21, 22).

Em uma primeira modalidade o tempo disponível td, e os tempos de posicionamento tp11, tp12, tp22 e tp21, para cada objeto (a, b, c, d) podem ser

8/13 calculados a partir da detecção do início do movimento dos recipientes (3 , 4) entre uma primeira posição de repouso (1) e a, ao menos uma, segunda posição de repouso (2). Neste caso aplica-se, por exemplo, quando um operador pode forçar o início do avanço da máquina, ou quando é difícil estabelecer com exatidão o comportamento do avanço da máquina e os produtos devem ser carregados nas posições de repouso.

Nesta modalidade, entre avanço e avanço da máquina, o manipulador vai introduzindo os produtos nos diferentes alojamentos vazios, realizando o carregamento dos produtos com os recipientes parados, mas, por exemplo, o avanço do recipiente pode ser iniciado quando o manipulador tiver terminado de carregar um dos dois alojamentos do recipiente, e está procedendo a carregar o segundo. Ao contrário do estado da arte, no momento que o manipulador detecta o avanço da máquina (e, consequentemente dos recipientes), recalculará a posição de entrega e se dirigirá diretamente para o alojamento vazio que corresponda, sem realizar um seguimento do alojamento que pretende carregar. Da mesma forma, se o avanço da máquina ocorre quando o manipulador se dirige para pegar um objeto (a, b, c, d), se recalculará os tempos de posicionamento tp11, tp12, tp21, tp22 de todos os objetos que no momento da coleta se encontram na área de coleta (6), e se determinará o objeto a coletar e a posição de carregamento onde depositá-lo, dependendo de qual de todos os tempos de posicionamento tp11a, tp12a, tp21a, tp22a, tp11b, tp12b, tp21b, tp22b, tp11c, tp12c, tp21c, tp22c, tp11d, tp12d, tp21d, tp22d, que se corresponde melhor ao tempo disponível td.

Digamos por exemplo que o manipulador pega um objeto para carregar e que inicia o movimento até uma posição carregamento objetivo (11, 12, 21, 22), correspondendo a um alojamento vazio (31, 41,32, 42) de um recipiente (3, 4). Nesta modalidade, quando se detecta o início do avanço da máquina, se calculam os novos tempos de posicionamento tp11, tpt 2, tp21 e tp22 tendo em conta a posição atual do manipulador, e se re-calcula a posição de carregamento (11, 12, 21, 22) comparando os ditos tempos de posicionamento tp11, tp12, tp21 e tp21, com o tempo que os recipientes necessitaram para alcançar as posições de repouso (o tempo disponível td até finalizar o avanço da máquina). A partir deste cálculo, é decidido se mantém a posição de carregamento objetivo, realizar a entrega do produto em uma posição de carregamento nova, ou se escolhe outra posição de carregamento de acordo com critérios de distância sobre o raio de alcance do manipulador, completar o preenchimento de todos os alojamentos, ou outros.

Neste caso, o manipulador pode optar por não mudar sua trajetória, fazendo entrega na mesma posição de carregamento (11, 12, 21, 22) que antes do avanço da máquina, e colocar o produto em um novo alojamento vazio que ocupará o lugar do

9/13 alojamento vazio que avançou para uma segunda posição de repouso; também pode variar sua trajetória e dirigir-se a uma nova posição de carregamento que se corresponda com a nova posição que ocupará o alojamento vazio objetivo, uma vez finalizado o avanço da máquina (dirigindo-se diretamente para a posição final do dito alojamento sem fazer um seguimento do mesmo durante o avanço), ou se pode optar por realizar a entrega do objeto em uma posição de carregamento, onde se encontra qualquer outro alojamento vazio, em cujo caso também, se dirigirá diretamente para a posição de carregamento definitivo, ao invés de fazer um seguimento ou uma trajetória curva durante o avanço da máquina.

Continuando com o exemplo acima, no caso de que ao se detectar o avanço da máquina, o tempo de posicionamento mais similar ao tempo disponível td se corresponda com o tempo necessário para alcançar a posição de carregamento objetivo antes do início do movimento de avanço, o alojamento onde se pretendia realizar a entrega antes do avanço seguirá vazio em uma segunda posição de carregamento, já que o produto se depositará no alojamento vazio de outro recipiente alcançará a posição de destino após o avanço da máquina. Da mesma forma, se ao detectar o avanço da máquina, o tempo disponível td corresponde ao tempo necessário para que o manipulador alcance, desde a sua posição atual, a nova posição que ocupará o alojamento de destino após o avanço da máquina, o manipulador se dirigirá diretamente para a nova posição de carregamento (sem realizar um seguimento do alojamento). E pela mesma lógica, também pode acontecer o caso em que o novo alojamento destino seja diferente de qualquer um dos acima explicados, ou mesmo que primem outros critérios de carregamento que podem ser combinados com o método da presente invenção, tais como, por exemplo, completar o preenchimento de todos os alojamentos antes que deixem a área de trabalho (6) do manipulador, os critérios de distância sobre o raio de ação do manipulador, ou outros.

Quando, no caso do exemplo anterior, se detecta o movimento de avanço da máquina sem que o manipulador tenha nenhum objeto a ser carregado, se calculará o tempo de posicionamento de todos os objetos (a, b, c, d) que poderíam estar dentro da área de coleta (5) compreendida na área de trabalho (6) do manipulador no momento da coleta. Isto é, também se terá em conta aqueles objetos que enquanto no momento preciso de detectar o avanço da máquina estão fora da área de trabalho do manipulador, poderão deslocar-se até a área de coleta (5) durante o tempo necessário ao manipulador para chegar desde a sua posição atual até a posição do objeto na dita área de coleta, e se compararão os tempos de posicionamento de cada objeto em cada alojamento com o tempo disponível td, para coletar o objeto (a, b, c, d) cujo tempo de posicionamento tp11, tp12, tp21, tp22 em uma dada posição de

10/13 carregamento (11, 12, 21,22) seja o mais próximo ao tempo disponível td. Como igual ao exemplo anterior, neste caso também pode priorizar outros critérios como a prioridade para a coleta (ou seja, priorizar a coleta daqueles objetos que estão a deixar a área de trabalho do manipulador) na hora de escolher o objeto a carregar, ou outros.

De acordo com o método, a máquina já sabe de antemão se encontrarão os alojamentos vazios uma vez terminando o avanço (tanto os de um recipiente que tem todos os alojamentos vazios, como os que deixou para carregar em outro recipiente), também pode estimar o tempo durante o qual se produz o avanço da máquina ta, e é capaz de prever em que posições de coleta se encontrarão os objetos para carregar ao longo do tempo. Portanto, calculará o tempo de posicionamento tp11, tp12, tp21 e tp22 que demoraria o manipulador para carregar cada um dos objetos (a, b, c, d), os levando diretamente (realizando uma trajetória retilínea vista desde cima) para cada uma das posições de carregamento que corresponderão aos alojamentos vazios dos recipientes uma vez que tenha terminado o avanço, e o objeto para carregar e a nova posição de carregamento será aquela cujo tempo de posicionamento seja mais parecido com o tempo de avanço da máquina, que neste caso coincide com o tempo disponível (ao contrário da técnica anterior em que o manipulador segue o movimento dos alojamentos).

Como resultado, o método da invenção otimiza a produtividade do manipulador, uma vez que evita o excesso de tempo necessário para fazer o seguimento das trajetórias durante o avanço da máquina.

Em uma segunda modalidade, o tempo disponível td pode ser calculado como a soma do tempo de avanço ta e um tempo restante t_res para que se inicie o movimento dos recipientes entre uma primeira posição de repouso (1) e ao menos uma segunda posição de repouso (2).

Neste caso, se procede otimizar a alocação do produto com base no conhecimento que se dispõe o ciclo de avanço da máquina.

Na hora de escolher o objeto (a, b, c, d) para coletar e determinar a sua posição de carregamento, se calcula o tempo restante t_res antes do início do movimento dos recipientes e se determina quais são os objetos a carregar e as posições de carregamento cujo tempo de posicionamento é menor do que o tempo que falta para que se inicie o avanço t_res. Por exemplo, quando o tempo restante t_res θ maior do que algum dos tempos de posicionamento tp11, tp12, tp21, tp22, se determina o objeto a coletar e a posição de entrega correspondente ao tempo de posicionamento que seja mais próximo do tempo restante t_res, mesmo que igual ao caso anterior, também podem priorizar outros critérios de carregamento que podem ser combinados com o método da presente invenção, como por exemplo, completar o

11/13 preenchimento de todos os alojamentos antes de deixarem a área de trabalho (6) do manipulador, critérios de distância sobre o raio de alcance do manipulador, ou outros.

No caso onde o tempo restante t_res é inferior do que os ditos tempos de posicionamento, repete-se o cálculo, mas tendo em consideração o tempo disponível após o avanço dos recipientes, ou seja, o tempo de avanço ta mais o tempo restante tres j ta+ tres·

Por fim, se determina qual é o objeto (a, b, c, d) para coletar e seu alojamento de destino ótimo comparando o tempo de posicionamento tp11, tp12, tp21, tp22 que está mais próximo do tempo disponível td, ou atendendo a critério de distância sobre o raio de ação, completar o preenchimento de todos os alojamentos, priorizar a coleta daqueles objetos que estão a deixar a área de trabalho (6) do manipulador, ou outros.

Em princípio, seguindo este método, não seria necessário aplicar o método da primeira modalidade, mas podem haver casos (devido à dificuldade de estabelecer o comportamento exato do progresso do recipiente), onde a combinação de ambos melhora o resultado final.

O método da segunda modalidade difere da primeira modalidade em que é previsível: no caso anterior, o manipulador recalculava as posições de carregamento quando ele detectava o movimento da máquina. Pelo contrário, neste segundo método, o manipulador saberá em todo o momento quando se realizará o avanço da máquina, e em função do tempo que resta (antes ou depois do avanço) decidirá onde depositar o produto.

Neste caso, no momento que o manipulador deposita um produto em um alojamento e está pronto para pegar um novo produto da zona de coleta (5), calcula o tempo que leva até que haja o avanço da máquina t_res e o tempo disponível que lhe resta até que termine o avanço da máquina de t_res+ta. Assim você pode decidir qual produto (a, b, c, d) recolher e em que posição depositar o dito produto, em função do tempo restante antes do avanço, o tempo que dispõe desde esse momento até após o avanço, ou outros critérios.

Por exemplo, optar por coletar um objeto e colocá-lo em uma posição de carregamento na primeira posição de repouso (1), se não houver alojamento que permanecerá fora do alcance do manipulador uma vez que a máquina avance ou se o tempo restante t_res é o mais parecido com o tempo que leva o manipulador para pegar o dito objeto e chegar à posição de carregamento na primeira posição de repouso (1).

O manipulador irá optar por pegar um objeto e depositá-lo em uma posição de carregamento na segunda posição de repouso (2), ou seja, o alojamento na segunda posição de repouso após o avanço do recipiente, se o tempo disponível até que termine o avanço da máquina t_res + ta é o mais parecido do tempo que leva o

12/13 manipulador em pegar o dito objeto e chegar diretamente na posição de carregamento na segunda posição de repouso (2).

Em uma terceira modalidade a posição de carregamento corresponde a uma posição de um alojamento vazio entre a primeira posição de repouso (1) e a segunda posição de repouso (2), ou seja, o manipulador pode realizar o carregamento durante o movimento do recipiente sem seja necessário esperar até que se em uma posição de repouso.

De acordo com esta terceira modalidade o tempo disponível td é calculado como a soma do tempo de avanço ta e um tempo restante t_res para que se inicie o movimento dos recipientes entre a primeira posição de repouso (1) e a, ao menos uma, segunda posição de repouso (2), sendo o tempo disponível td maior do que os tempos de posicionamento tp11, tp12, tp21 e tp22 de cada um dos objetos (a, b, c, d) nos diferentes alojamentos vazios dos recipientes, e o tempo restante t_res menor do que o tempo de posicionamento tp11, tp12, tp21, tp22. Ou seja, quando o manipulador não tem tempo para pegar e carregar o objeto antes do início do avanço dos recipientes, mas este tempo é menor do que o tempo disponível até que os recipientes alcancem a segunda posição de repouso. Neste caso, o manipulador pegará um objeto e o depositará em uma posição de carregamento que corresponda com um alojamento vazio em movimento desde a primeira posição de repouso até a segunda posição de repouso.

Este fato implica que exista comunicação entre o manipulador e a máquina de embalar, de modo que o manipulador saiba a todo momento o tempo que tem até o avanço, quanto tempo durará o avanço e onde se localizarão exatamente os alojamentos vazios durante o processo de avanço, de modo que seja possível calcular qual objeto coletar e a melhor posição de carregamento do dito objeto que otimize o rendimento do conjunto máquina-manipulador a cada momento.

A entrega do objeto na posição de carregamento se realiza com uma velocidade relativa substancialmente nula em relação ao recipiente e uma direção de deslocamento substancialmente paralela à direção de avanço do recipiente. O manipulador conhece a posição de alojamento em todo momento e dirige até uma posição de carregamento, na qual se vai encontrar o alojamento correspondente. Uma vez que o manipulador se encontra nas proximidades da posição de carregamento, adapta a sua velocidade e direção de forma que coincidam substancialmente com as do alojamento, para que a entrega do produto se realize nas melhores condições.

Note-se que a invenção não se limita ao campo de preenchimento de produtos, mas também é aplicável em qualquer outro processo conduzido por manipuladores agindo sobre um produto que se move intermitentemente em

13/13 velocidade variável (processos de soldagem, paletização, manipulação, descarga, seleção de produtos, etc.).

Claims (14)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Método para carregamento de recipiente (3, 4), que compreende pelo menos um primeiro alojamento vazio (31, 41) e um segundo alojamento vazio (32, 42) configurados para receber um objeto de carregamento, sendo os citados recipientes (3,4) deslocáveis de forma intermitente por uns meios de deslocamento de forma que os recipientes (3,4) possam ocupar uma primeira posição de repouso (1), durante um tempo de repouso tr, e podem deslocar-se , durante um tempo de avanço ta, desde a primeira posição de repouso (1) até ao menos uma segunda posição de repouso (2) realizando-se dito deslocamento dos recipientes (3, 4) com uma velocidade variável ao longo do tempo do avanço ta, realizando-se o carregamento do objeto a carregar mediante ao menos um manipulador que pode pegar o objeto a carregar de uma área de coleta (5) que compreende ao menos um objeto (a, b, c, d) e entregá-lo em uma posição de carregamento (11, 12, 21, 22) que coincide com um dos alojamentos vazios (31, 32) (41, 42) de um dos recipientes (3, 4) caracterizado por compreender as seguintes etapas:

   Calcular um tempo disponível td correspondente com o tempo necessário para que um alojamento vazio (31, 32, 41, 42) de um recipiente (3, 4) alcance uma posição de carregamento (11, 12, 21, 22),

   Calcular para cada um dos citados ao menos um objeto (a, b, c, d):

   - um tempo de posição tp11 necessário para que o manipulador alcance uma primeira posição de carregamento (11) que coincide com a posição de um primeiro alojamento vazio (31, 41) de um recipiente (3, 4),

   - um tempo de posição tp12 necessário para que o manipulador alcance uma segunda posição de carregamento (12) que coincide com a posição de um segundo alojamento vazio (32, 42) de um recipiente (3, 4),

   - um tempo de posição tp21 necessário para que o manipulador alcance uma terceira posição de carregamento (21) que coincide com a posição de um primeiro alojamento vazio (31, 41) de um recipiente (3, 4),

   - um tempo de posição tp22 necessário para que o manipulador alcance uma quarta posição de carregamento (22) que coincide com a posição de um segundo alojamento vazio (32, 42) de um recipiente (3, 4),

   Comparar o tempo disponível td com os tempos de posição tp11, tp12, tp 21 e tp22 de cada um de ao menos um objeto (a, b, c, d) em cada uma das posições de carregamento (11, 12, 21, 22) para determinar uma posição de carregamento (11, 12, 21, 22) do manipulador e um objeto de carregamento (a, b, c, d) cujo tempo de posição tp11, tp12, tp21 ou tp22 seja mais próximo ao tempo disponível td,

   Entregar dito objeto (a, b, c, d) em dita posição de carregamento (11, 12,

   Petição 870180142284, de 18/10/2018, pág. 8/13
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   21, 22).

   2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo manipulador se deslocar desde a posição de coleta até a posição de carregamento seguindo uma trajetória retilínea.
3. 3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pela posição de carregamento (11, 12, 21, 22) coincidir com a posição de um alojamento vazio (31, 32, 41,42) de um recipiente em uma posição de repouso (1,2).
4. 4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo tempo disponível td, e os tempos de posicionamento tp11, tp12, tp21 e tp22 se calcularem a partir da detecção do início do movimento dos recipientes (3, 4) entre a primeira posição de repouso (1) e a, ao menos, uma segunda posição de repouso (2).
5. 5. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo tempo disponível td se calcular com a soma do tempo de avanço ta e um tempo restante tres para que se inicie o movimento dos recipientes (3, 4) entre a primeira posição de repouso (1) e a, ao menos, uma segunda posição de repouso (2).
6. 6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo tempo restante tres ser maior que algum dos tempos de posicionamento tp11, tp12, tp21, tp22, se determina o objeto a coletar e a posição de entrega correspondente ao tempo de posicionamento tp11, tp12, tp21, tp22 que seja mais próximo ao tempo restante tres.
7. 7. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pela posição de carregamento (11, 12, 21, 22) corresponder a uma posição de um alojamento vazio (31, 32, 41, 42) entre a primeira posição de repouso (1) e a segunda posição de repouso (2).
8. 8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo tempo disponível td se calcular com a soma do tempo de avanço ta e um tempo restante tres para que se inicie o movimento dos recipientes (3, 4) entre a primeira posição de repouso (1) e, ao menos, uma segunda posição de repouso (2), sendo o tempo disponível td maior que os tempos de posicionamento tp11, tp12, tp21, tp22 e o tempo restante tres menor que o tempo de posicionamento tp11, tp12, tp21, tp22.
9. 9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo manipulador realizar a entrega de ao menos um objeto (a, b, c, d) na posição de carregamento (11, 12, 21, 22) com uma velocidade relativa substancialmente nula em relação ao recipiente (3, 4) e uma direção de deslocamento substancialmente paralela a direção de avanço do recipiente (3, 4).
10. 10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por compreender realizar um seguimento da trajetória dos alojamentos (31, 32, 41 e 42) quando o tempo de posicionamento tp11, tp12, tp21 e tp22 é menor que

    Petição 870180142284, de 18/10/2018, pág. 9/13

    3/3 o tempo disponível td.
11. 11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo seguimento da trajetória compreender:

    um primeiro deslocamento do manipulador que consiste em um deslocamento em linha reta até uma posição próxima ao alojamento (31, 32, 41, 42) e um segundo deslocamento do manipulador que consiste em um seguimento da posição do alojamento (31, 32, 41, 42).
12. 12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pela área de coleta (5) estar compreendida dentro de uma área de trabalho (6) do citado ao menos um manipulador.
13. 13. Máquina de embalagem, que compreende uns meios de deslocamento que podem deslocar recipientes (3, 4) intermitentemente de forma que os recipientes (3, 4) podem ocupar uma primeira posição de repouso (1), durante um tempo de repouso tr, e podem deslocar-se, durante um tempo de avanço ta, desde a primeira posição de repouso (1) até ao menos uma segunda posição de repouso (2) realizando dito deslocamento dos recipientes (3, 4) com uma velocidade variável ao longo do tempo de avanço ta, compreendendo os recipientes (3, 4) ao menos um primeiro alojamento (31, 41) e um segundo alojamento (32, 42) configurados para receber um objeto de carregamento (a, b, c, d), compreendendo a citada máquina ao menos um manipulador que pode coletar um objeto de carregamento (a, b, c, d) de uma área de coleta que compreende ao menos um objeto (a, b, c, d) e entregá-lo em um dos alojamentos (31, 32, 41, 42) de um dos recipientes (1,2), caracterizado por compreender um sistema de controle e uns meios de comunicação entre os meios de deslocamento e ao menos um manipulador, configurados de forma que ao menos um objeto de carregamento (a, b, c, d) se deposita em um dos alojamentos vazios (31, 32, 41, 42) de acordo a um método de carregamento conforme definido em qualquer das uma das reivindicações 1 a 12, e em que o manipulador e a máquina de embalagem estão comunicadas entre si, tal que o manipulador sabe em todos os momentos o tempo que tem até o avanço, quanto tempo o avanço durará e exatamente onde os alojamentos vazios (31, 32, 41, 42) estarão localizados durante todo o processo de avanço, de tal forma que é possível calcular qual objeto coletar e a melhor posição de carregamento para carregar o objeto que otimiza o desempenho do conjunto manipulador de máquina em todos os momentos.
14. 14. Máquina de embalagem, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por compreender uma estação de termoformagem e/ou termoselagem.