DK174263B1 - Apparat og fremgangsmåde til singularisering af produkter fra en stak af produkter - Google Patents

Description

DK 174263 B1

Opfindelsen angår et apparat til singularisering af individuelle produkter fra en stak af produkter, hvilket apparat indeholder et skråtstillet vakuumtransportørbælte med en åbning, hvorigennem der trækkes vakuum for at gribe et produkt til transportørbæltet, og ; en beholder til at holde stakken af produkter over transportørbæltet, og organer til akti-5 vering af transportørbæltet for at gøre det muligt for åbningen at udtage det nederste produkt fra stakken.

Visse distributionscentre er indrettet til at tilføre kvantiteter der er mindre end kasseudstykningskvantiteter, af et større sortiment af produkter til et antal kunder. Ordrer på kvantiteter, der er mindre kasseudstykningskvantiteter af produkter, omtales i almindelig-10 hed som "broken case order picking". Visse distributionscentre har imidlertid måttet installere systemer til automatisk ordreafgivelse (AOS) for at kunne reducere omkostninger og fejl i forbindelse med broken case order picking.

Et kendt system til automatisk ordreafgivelse omfatter en central transportør og et antal produktdispensere på hver side af transportøren. Den enkelte dispenser er fyldt med et 15 specielt produkt. En central kontroller giver anledning til, at visse dispensere anbringer det kvantum produkter, der kræves for at opfylde en ordre, på den centrale transportør.

Ved enden af transportøren bliver produkterne pakket for afgivelse til kunden.

Systemer til automatisk ordreafgivelse er hidtil blevet anvendt for produkter, der forinden er pakket i containere med en forholdsvis fast eller uforanderlig form eller geometri, 20 såsom rektangulære kasser. Dispensere for produkter med en fast geometri er forholdsvis enkle at fremstille og betj ene pålideligt. Produkterne bliver typisk afgivet fra en kanal, i hvilken de er stablet vertikalt. Et pneumatisk drevet stempel eller en synkroniseret tand skubber produktet gennem en åbning ved den ene ende af en patron, hvilken åbning lige netop er stor nok til en kasse. På denne måde vil produktdispenseren kunne "singulari-25 sere" de stablede produkter til en strøm af produkter for enkelvis afgivelse.

\ DK 174263 B1 2

Systemer til automatisk ordreafgivelse er ikke blevet anvendt til at afgive såkaldte "bløde" produkter som følge af, at de hidtidige produktdispensere ikke har været i stand til at foretage en pålidelig singularisering af sådanne produkter. Bløde produkter har forander-i lige geometrier. De kan f.eks. udgøres af skjorter, dragter, undertøj og lignende, enten 5 upakket eller pakket i fleksible plastindpakninger. Kendte produktdispensere anvender typisk "aggressive" udpakningsteknikker til singularisering eller til at forhindre, at der afgives mere end étprodukt ad gangen. Et eksempel på en sådan dispenser er den tidligere beskrevne produktdispenser med en åbning, der lige netop er stor nok til, at et kasseformet produkt kan passere. Selv om denne aggressive udpakningsteknik er udmærket i 10 forbindelse med kasseformede eller stive produkter, så vil bløde produkter let kunne hæmme eller blokere åbningen. Selvom åbningen er stor nok til, at sandsynligheden for en sådan hæmning reduceres, kan friktionen mellem produkterne alligevel give anledning til, at mere end ét produkt ad gangen skubbes ud af kanalen. Disse ekstra produkter omtales som "tilfældige mangfoldigheder". Denne manglende styring af antallet af afgivne 15 produkter kan ikke accepteres i et system, der er beregnet til at reducere fejl under opfyldelse af ordrer. Der er derfor et behov for en dispenser for bløde produkter der kan tilvejebringe den nødvendige singularisering.

Et apparat af den indledningsvis nævnte art er ifølge opfindelsen ejendommeligt ved, at det har organer til at gribe det udtagne bundprodukt under transport og organer til at 20 positionere beholderen over vakuumtransportørbæltet, således at stakken af produkter strækker sig over en sidekant af transportørbæltet i en sådan grad, at et produkt, der ikke ergrebettil transportørbæltet ved hjælp af vakuumåbninger, går fri af transportøren under transport. Derved opnås den ønskede singularisering også selvom der er tale om bløde produkter.

25 Fra EP-A-121961kendes ganske vist en fødeanordning for enkeltprodukter omfattende et transportørbælte med en åbning, som står i forbindelse med en stationær sugeslids, idet åbningen passerer en beholder, der holder en stak af produkter over bæltet. Ved at udøve en sugekraft i det øjeblik, åbningen passerer sugeslidsen, trækkes et produkt ud 3 DK 174263 B1 af beholderen og bliver derefter, eftersom åbningen ikke længere er i kommunikation med sugeslidsen, transporteret på bæltet uden at blive grebet af en sugekraft.

^ Ifølge opfindelsen er der desuden anvist en fremgangsmåde til singularisering af produkter fra en stak af produkter understøttet over et vakuumtransportørbælte omfattende en 5 selektiv aktivering af vakuumtransportørbæltet til at udtage et bundprodukt og gribe produktet ved hjælp af vakuumtransportørbæltet.

Fremgangsmåden er ifølge opfindelsen ejendommelig ved at den omfatter en gribning af det udtagne bundprodukt under transport samtidigt med, at der foretages en positionering af stakken af produkter over transportørbæltet, således at stakken af produkter 10 strækker sig over en sidekant af vakuumtransportørbæltet i en sådan grad, at et produkt, der ikke gribes af transportørbæltet, går fri af transportøren under transport.

Selvom mange af fordelene ved et sådan system fremgår af beskrivelsen er en vigtig fordel, at systemet er billigt og enkelt og muliggør anvendelse af et stort antal produktdispensere i et system til automatisk afgivelse i rækkefølge . Andre fordele ved systemet 15 er bl.a. muligheden for at anvende kassen eller pakningen for produktet som en produkttragt, i hvilken produkterne allerede er pakket i en stak og således er klar til direkte anbringelse på vakuum-produkt-dispenseren. Kassen eller pakningen kan være udstyret med afrivningstappe på den forreste del eller i bunden for at muliggøre, at en skrå transportør opsamler produktet fra en patronlignende beholder. Et automatiseret system kan 20 også anvendes til at komplettere produkter, der skal afgives, til vakuum-dispenseren og singulatoren.

Opfindelsen skal nærmere forklares i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 illustrerer et system til automatisk afgivelse af en ordre, fig. 2 en vakuum-produktdispenser, DK 174263 B1 4 fig. 3 vakuum-produktdispenseren, set oppefra, fig. 4 vakuum-produktdispenseren, set i perspektiv, fig. 5 en produktindpakning udstyret med afrivningstapåbninger til brug som produkttragt i forbindelse med dispensersystemet ifølge opfindelsen, 5 fig. 6a og 6b et automatiseret kompletteringssystem for en vakuum-produkt-dispenser og fig. 7 en produktpatron til brug i forbindelse med et automatiseret kompletteringssystem for en vakuum-produktdispenser.

Det i fig. 1 viste system til automatisk ordreafgivelse (AOS) består af en central transit) portør 101, der på hver side er flankeret af et antal produktdispensere 103. Den enkelte produktdispenser kan afgive én produkttype. En ordre til foreskrevne kvantiteter af visse produkter modtages af en central kontroller (ikke vist) af AOS. Kontrolleren afgiver styreordrer til visse produktdispensere om at afgive de ønskede kvanta af udvalgte produkter til transportøren 101. De afgivne produkter, der opfylder ordren, når enden af 15 transportøren 101 i hovedsagen samtidigt eller i en fortløbende sekvens og pakkes for afsendelse til kunden.

Den i fig. 2 viste vakuumskinne-produktdispenser og singulator 201 for et system til automatisk ordreafgivelse består af en produktpatron 203, i hvilken produkter 205 der skal afgives er stablet, en vakuumskinne 207 og en sammentrykkelig klemrulle 209.

20 Produktdispenseren og singulatoren 201 er vist i forbindelse med transportøren 101. Produktpatronen 203 er anbragt på en platform 213. En første åbning 215 i forvæggen af patronen 203 er stor nok til at bundproduktet 217 kan passere og fortrinsvis stor nok til at produkterne ikke kan blokere åbningen 215 under dispenserens drift. En passiv 5 DK 174263 B1 afklæder 219 af fleksibelt plast- eller gummimateriale tjener til at minimere sandsynligheden for at mere end ét produkt passerer åbningen 215.

i Vakuumskinnen 207 består af en vakuummanifold 221, et transportørbælte 223 og ruller 225 og 227. En ikke vist motor driver rullerne 225, der på sin side driver transportørbæl-5 te1223. Vakuummanifolden 221 er koblet til en vakuumkilde med høj gennemstrømning (ikke vist) og har en gennemgangsport 229. Flere vakuumskinne-produktdispensere og singulatorer kan evt. være fælles om en vakuumkilde.

Transportørbæltet 223 har en flade med lav friktion bortset fra to produktexcitations- og bæreområder 231 anbragt ækvidistant hen langs fladen. Overfladen af det enkelte område 10 er hævet i forhold til den øvrige overflade af transportørbæltet 223 og har en høj friktionskoefficient. Excitationsområdet bidrager til at afgive produktet 217 i bunden af produktstakken 205.1 det enkelte excitationsområde er der en vakuumstyreåbning 233 til vakuummanifolden 221.1 kombination med højfriktionsfladen af excitationsområdet vil tiltrækningskraften fra vakuumstyreåbningen 233 anbringe bundproduktet 217 under 15 vakuumstyring. Et produkt under vakuumstyring virker som en vakuumforsegling der forhindrer en strømning gennem vakuumstyreåbningen 233.

Transportørbæltet 223 er skråtstillet med en vinkel på mellem tilnærmelsesvis 20° og 90° i forhold til overfladen af transportøren 101. Produkter, der ikke er under vakuumstyring, vil glide på transportørbæltet 223 som følge af deres inerti og lavfriktionsfladen 20 af transportørbæltet. Hældningsvinklen for transportørbæltet 223 erbestemt af produktet herunder dets vægt og friktion eller dets indpakning. Produkter med flader af højere friktion, kræver større hældningsvinkler.

Et produkt under vakuumstyring føres op til en fikseret sammentrykkelig skumagtig klemrulle 209. Tilfældige mangfoldigheder glider imidlertid af transportørbæltet 223, 25 inden de når klemrullen 209. Forekomsten af et produkt der under vakuumstyring er drevet til klemrullen 209 aflastes af en fotoelektrisk celle 235. Denne fotoelektriske DK 174263 B1 6 celle 235 giver anledning til, at transportørbæltet 223 stopper ved et punkt, ved hvilket produktet er under styring af klemrullen 209. Produktet bringes derefter i uligevægt for at blive afgivet til den efterfølgende transportør 101. Når produktet skal afgives til -; transportøren 101, bliver transportørbæltet 223 aktiveret af den centrale kontroller.

5 Transportørbæltet 223 drives da, indtil et andet produkt anbringes under styring af klemrullen 209 og aflastes af cellen 235.

En anden fotoelektrisk celle 237 tjener til at detektere overlappende produkter. Positionen af cellen 237 er i transportørbæltets 223 længderetning justeret således, at afstanden imellem cellerne 235 og 237 i hvert fald er lige så stor som et enkelt produkt eller en 10 enkelt indpakning. Hvis begge celler 235 og 237 samtidigt aftaster et produkt, har i hvert fald én tilfældig mangfoldighed ud over det opsamlede produkt under vakuumstyring nået toppen af transportørbæltet 223. Hvis en sådan overlappende tilstand aflastes, vil kontrolleren ikke aktivere transportørbæltet 223 til at afgive produktet.

I fig. 3 ses produktdispenseren og singulatoren 201 oppefra. Det ses, at transportørbæltet 15 223 er forholdsvis smalt, idet den ene rand er placeret langs kanten af vakuummanifolden 221. Produktpatronen 203 har en transportørbælteslids 301, der ligger over transportør-bæltet 223. Slidsen 301 er i hvert fald lige så vid som transportørbæltet 223 og udstrækker sig fra forkanten af bunden af patronen 203 mod bagkanten og tilstrækkeligt langt til at sikre, at patronen 203 ikke kan indgribe med transportørbæltet 223, og til at tillade, 20 at produktexcitationsområdet 231 kan gå i indgreb med produktet 217 ved bunden af stakken 205 og anbringe produktet under vakuumstyring. Transportbåndets slids 301 er ikke centreret mellem siderne af patronen 203, men til den ene side af centeret af patronen 203. Randen 302 af transportørbæltet 223 ligger fortrinsvis på den ene side af tyngdepunktet af produkterne i stakken af produkter 205. Produkter udtaget fra tragten eller 25 patronen 203 er ikke balanceret på vakuumskinnen 207, og tyngdepunktet er derfor ikke understøttet af vakuumskinnen 207. Som følge af denne udformning vil kun produkter under vakuumstyring forblive længe nok på transportbåndet 223 til at blive drevet til klemrullen 209. Tilfældige mangfoldigheder udtaget fra tragten eller patronen 203 7 DK 174263 B1 sammen med produktet under vakuumstyring falder nemlig af til den ene side af transportørbæltet 223, inden de når klemrullen 209.

i Produktet 303 er under vakuumstyring, når det drives mod klemrullen 209. Produktet 305 er en tilfældig mangfoldighed udtaget fra patronen 203 på samme tid som produktet 5 303. Som følge af, at dette produkt ikke er under vakuumstyring, falder det af til den ene side af transportørbæltet 223 på grund af inerti og uunderstøttet tyngdepunkt. På denne måde vil produktdispenseren kunne singularisere strømmen af de produkter, der skal afgives.

Hældningsvinklen af transportbåndet 223 og længden af dette er valgt således, at alle 10 tilfældige mangfoldigheder falder af, inden de når klemrullen 209, idet de dog ikke glider tilbage til tragten og blokerer.

Vakuummanifolden 221 har en slids 307 der i længderetningen er afgrænset langs oversiden. Transportbæltet 223 danner en bevægelig forsegling over slidsen 307 for at bidrage til at opretholde et vakuum med høj gennemstrømning i vakuummanifolden 221. Vakuum-15 styringen hidrører kun fra vakuumstyreåbningen 233, medens åbningen 233 er anbragt over slidsen 307. Vakuumstyringen bliver således ført fra patronen 203 til klemrullen 209, når et exciationsområde 231 bevæges med transportbåndet 223. Som følge af, at vakuumet i manifolden 221 har en høj strømningskapacitet, behøver produktet 303 ikke at danne en perfekt forsegling over vakuumstyreåbningen 233.

20 Selv om det ikke er vist, er vakuumskinnen i en anden udformning af opfindelsen vippet omkring længdeaksen i en sådan retning, at tilfældige mangfoldigheder falder af skinnen.

I fig. 4 er der vist et perspektivbillede af en vakuum-produktdispenser og singulator 201.

En elektromotor 401 driver transportbåndet 223 i retning af klemrullen 209. Vakuum-skinnen 207 er understøttet af en deleramme 403.1 kombination med en glider 405 vil 25 delingen og rammen 403 dirigere tilfældige mangfoldigheder, der falder af transportør- DK 174263 B1 8 bæltet 223 mod en total 407. Under drift bliver manfoldighedstotalen 407 periodisk kontrolleret, og mangfoldighederne opsamlet for på ny at blive afgivet.

• For at forbedre virkningsgraden af kompletteringen af en produktdispenser, kan det trin, ved hvilket produkterne overføres fra deres oprindelige kasseudstykningspakning til 5 produktpatronen 203 i fig. 2 udelades ved at stable produkterne i en pakke, der anbringes direkte på platformen 213 som en produkttragt 409. Som vist har transportbånd åbningen 413 og produkttragten 409 en åbning 411, der er stor nok til at tillade, at der udtages mere end ét produkt derfra.

Produkttragten 409, der er vist i fig. 5, er fremstillet af et egnet indpakningsmateriale og 10 indeholder en afrivningsflig 503, der er udformet som vist. Afrivningsfligen 503 tilvejebringer åbninger i pakningen såsom produktåbningen 411 og transportbåndåbningen 413.

Der refereres nu til fig. 6a og 6b der viser et automatiseret kompletteringssystem til at automatisere kompletteringsprocessen. Kompletteringssystemet består af en kompletteringstransportør 601, der udstrækker sig i begge retninger parallelt med den centra-15 le transportør 101. For at komplettere en produkttragt, vil et første pressehoved 603 skubbe en produktbeholder 605, der kan være en tragt eller en patron, fra en platform 607 af en vakuumskinnedispenser 201, for at komplettere transportøren 601. Det første pressehoved 603 kan bestå af et pneumatisk drevet stempel, en synkroniseret tand eller et transportørbælte.

20 Når en tom produktbeholder 605 er anbragt på transportøren 601, bevæges transportøren til indstilling af en fuld produktbeholder 609, der skal fjernes, til en afgivelsesposition - se fig. 6b. Et andet pressehoved 611, der består af et pneumatisk drevet stempel, presser en fuld produktbeholder 609 til produktplatformen 607. Det er muligt at kombinere det første pressehoved 603 og det andet pressehoved 611 i en enkelt enhed, der skubber og 25 trækker beholderne 605 og 609 fra og til produktplatforme 607. Dette automatiserede 9 DK 174263 B1 kompletteringssystem muliggør en kontinuert afgivelse af et produkt, hvilket på sin side tillader en kontinuert drift af AOS.

= Der refereres nu til fig. 7 der viser en produktpatron 701, der er egnet til brug i forbindelse med det automatiserede kompletteringssystem, der er beskrevet i forbindelse med 5 fig. 6a og 6b. Produktpatronen har en glidende indfangningsdør 703. Når der skubbes på produktplatformen 607 med pressehovedet 611, bliver forkanten af indfangningsdøren 703 skubbet bagud af forkanten af produktplatformen607. Derved udsættes bundproduktet af de stablede produkter 707 for transportørbæltet 223. Åbningen tilvejebragt ved hjælp af den tilbagetrukne, glidende indfangningsdør 703, er i hvert fald lige så stor som 10 den sektion af transportørbæltet 223 der er overlejret af tragten 701, når den er skubbet helt hen på platformen 607.

Apparatet ifølge opfindelsen vil kunne varieres på mange måder, uden at der derved afviges fra opfindelsens ide.

Claims (8)

1. Apparat til singulering af individuelle produkter fra en stak af produkter (205), hvilket apparat indeholder et skråtstillet vakuumtransportørbælte (201) med en åbning 5 (233), hvorigennem der trækkes vakuum for at gribe et produkt til transportørbæltet, og en beholder (203) til at holde stakken af produkter over transportørbæltet (201), organer (401 til aktivering af transportørbæltet (201) for at gøre det muligt for åbningen at udtage det nederste produkt fra stakken, kendetegnet ved organer til at gribe det udtagne bundprodukt under transport, og 10 organer (213) til at positionere beholderen (203) over transportørbæltet (201), således at stakken af produkter strækker sig over en sidekant af transportørbæltet (201) i en sådan grad, at et produkt, der ikke bliver grebet til transportørbæltet ved hjælp af vakuumåbningen, går fri af transportøren under transport.

2. Apparat ifølge krav l,kendetegnet ved, at beholderen (203) omfatter en løsbar 15 produktpatron (409) med en transportørslisk (413) afgrænset i et bundpanel deraf og en produktåbning i et frontpanel deraf, hvorigennem bundproduktet i stakken af produkter kan passere under udtagning ved hjælp af vakuumtransportørbæltet (201).

3. Apparat ifølge krav 1,kendetegnet ved, at beholderen (203) omfatter en aftagelig produktslisk bestående af den oprindelige udtagspakning for stakken af produk- 20 ter, idet pakningen indeholder en afrivningsflig (411), der afgrænser en transportørslids i et bundpanel deraf og en produktåbning i et forpanel deraf, og hvorigennem bundproduktet i stakken af produkter kan passere under udtagning ved hjælp af vakuumtransportørbæltet (201).

4. Apparat ifølge krav 1,kendetegnet ved positioneringsorganer til at orientere 25 beholderen (203) således, at tyngdepunktet af det enkelte produkt i stakken af produkter er forskudt fra det langsgående center af transportørbæltet (201). DK 174263 B1 11

5. Apparat ifølge krav 1,kendetegnet ved, at organerne (401) til aktivering af transportørbæltet (201) desuden indeholder organer til at stoppe transporten ved hjælp Λ af vakuumtransportørbæltet (201) for at tillade, at produkter, der ikke er grebet af trans-? portørbæltet ved hjælp af vakuumåbningen, kan gå fri af transportøren.

6. Fremgangsmåde til singularisering af produkter fra en stak af produkter (205) under støttet over et vakuumtransportørbælte (201) omfattende en selektiv aktivering af vakuumtransportørbæltet (201) for at udtage et bundprodukt og gribe produktet med vakuumtransportørbæltet (201), kendetegnet ved en gribning af det udtagne bundprodukt under transport samtidigt med at der foretages 10 en positionering af stakken af produkter (213) over vakuumtransportørbæltet (201), således at stakken af produkter strækker sig over en sidekant af vakuumtransportørbæltet (201) i en sådan grad, at et produkt, der ikke gribes af transportørbæltet (201), går fri af transportøren under transport.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, at positioneringstrinnet 15 indeholder trinnet af at positionere stakken af produkter, således at tyngdepunktet af det enkelte produkt i stakken af produkter er forskudt fra det langsgående center af transportørbæltet (201).

8. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, at trinnet til selektiv aktivering desuden indeholder trinnet til at stoppe transportøren ved hjælp af vakuumtransportør- 20 bæltet (201) for at tillade, at produkter, der ikke gribes af transportørbæltet, kan gå fri af transportøren.