ES2199282T3 - Dispositivo para la deteccion de fuerza y metodo para un sistema de distribucion de productos. - Google Patents
Dispositivo para la deteccion de fuerza y metodo para un sistema de distribucion de productos.Info
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Abstract
UN DISPOSITIVO DE DETECCION DE FUERZA MIDE LA MAGNITUD DE UNA FUERZA GENERADA EN LAS LENGUETAS (18) EN UN SISTEMA DE SUMINISTRO DE PRODUCTOS. EL SISTEMA DE SUMINISTRO DE PRODUCTO PUEDE SER UNO EN EL CUAL SE PRODUCE UNA FUERZA EN LAS LENGUETAS POR EL PESO DEL APILAMIENTO, MEDIANTE UNA PALA (12) QUE EMPUJA UN EXTREMO DEL APILAMIENTO (14), U OTRO MECANISMO DE AVANCE SIMILAR. EN UNA REALIZACION PREFERIDA, EL DISPOSITIVO DE DETECCION DE FUERZA TIENE UN PAR DE LENGUETAS CONECTADAS A UNA BARRA DE CRUCE (20) QUE SE EXTIENDE A TRAVES DEL APILAMIENTO Y QUE ESTA CONECTADA A LA ARMADURA DE UN DISPOSITIVO DE SUMINISTRO A TRAVES DE UNA PALANCA ACODADA (24) EN UN EXTREMO Y DE UNA PALANCA (20) EN EL OTRO EXTREMO. LA PALANCA ACODADA TIENE UN BRAZO CONECTADO A LA BARRA DE CRUCE (20) Y UN SEGUNDO BRAZO CONECTADO A UNA CELDA DE CARGA (42). LA FUERZA EN LAS LENGUETAS PROVOCA QUE LA PALANCA Y LA PALANCA ACODADA GIREN, SIENDO TRANSMITIDA LA FUERZA A TRAVES DE LA PALANCA ACODADA, A TRAVES DE UN MUELLE, Y LUEGO A LA CELDA DE CARGA. LA CELDA DE CARGA GENERA UNA SEÑAL DE FUERZA QUE ES SUMINISTRADA A UN CONTROLADOR PARA AJUSTAR LA CANTIDAD DE FUERZA EN LAS LENGUETAS. EL CONTROLADOR AJUSTA LA FUERZA AÑADIENDO MAS PRODUCTOS AL APILAMIENTO, O HACIENDO AVANZAR EL APILAMIENTO MAS CERCA DE LAS LENGUETAS. LA CELDA DE CARGA TIENE PREFERIBLEMENTE UN TOPE PARA EVITAR QUE UNA CANTIDAD EXCESIVA DE FUERZA ALCANCE LA CELDA.
Description
Dispositivo para la detección de fuerza y método
para un sistema de distribución de productos.
La invención se refiere de manera general a un
dispositivo para la detección de fuerza de acuerdo con el preámbulo
de la reivindicación 1. Así pues se refiere a un dispositivo para
detectar una fuerza generada por medio de una pila de productos y,
de manera más particular, a un dispositivo para la detección de
fuerza para utilizar en un sistema de distribución de productos para
permitir al sistema distribuir de manera consistente un producto
individual a partir de la pila de productos. Además, esta invención
se refiere a un método para controlar una fuerza de acuerdo con el
preámbulo de la reivindicación 14.
Cuando se embalan artículos, tales como botellas
o latas, dentro de un envase de cartón u otro contenedor adecuado,
los artículos están separados de forma habitual en grupos de
artículos separados y a continuación cada grupo de artículos es
colocado dentro de un envase de cartón. De manera frecuente, una
pieza intercalada u otro tipo de elemento de separación adecuado es
colocado entre los artículos para evitar que los artículos choquen
entre sí. Durante el proceso de embalaje, queda constituida una pila
de envases de cartón, un envase de cartón individual es seleccionado
de la pila, y el envase de cartón individual es distribuido a un
conjunto de transporte de envases de cartón que coloca el envase de
cartón en una posición para recibir el grupo de artículos. De manera
similar, queda constituida una pila de piezas intercaladas, una
pieza intercalada individual es seleccionada de la pila, y la pieza
intercalada individual es colocada en posición entre los artículos
individuales en el grupo.
Las máquinas de embalaje existentes varían mucho
en cómo constituyen una pila de productos, que generalmente cubren
una pila de envases de cartón o de piezas intercaladas, y en cómo
seleccionan un producto individual a partir de la pila. En términos
amplios, no obstante, las máquinas de embalaje constituyen una pila
de productos mediante la alineación de los productos encarados entre
sí con los laterales de los productos topando contra cierto tipo de
raíles laterales y con la parte inferior de los productos apoyándose
contra algún tipo de suelo. Por lo menos una lengüeta u otro tipo de
saliente establece contacto de forma habitual con el primer producto
en la pila para evitar que el primer producto sea separado de la
pila. Para retirar el primer producto, un conjunto de ventosas son
desplazadas en contra del primer producto, se genera un vacío en las
ventosas para sujetarlas de manera segura al producto, y a
continuación las ventosas junto con el primer producto son
desplazados fuera de la pila. La lengüeta evita que otros productos
salgan cuando el primer producto es retirado. La retirada de un
producto individual a partir de la pila es llamada ``extracción''
del producto y la posición del producto que proporciona la mejor
oportunidad para una extracción es denominada el ``plano de
extracción''.
No obstante, es difícil extraer solamente un
producto de la pila. Ciertos factores que influencian la facilidad
con que un producto pueda ser extraído incluyen la posición de una
lengüeta o saliente, la magnitud de la presión en las ventosas, y el
peso de la pila respecto a la lengüeta o saliente. La dificultad en
fijar los valores para estos factores es que después de que el
ajuste ha sido fijado para un factor, los ajustes para los otros dos
factores pueden necesitar también un ajuste. De esta manera, los
factores no se pueden ajustar de manera independiente entre sí.
Por ejemplo, las lengüetas deben estar colocadas
lo suficiente alejadas dentro del producto de manera que la fuerza a
partir de la pila no pueda impulsar los productos más allá de la
lengüeta, no obstante no deben estar demasiado lejos dentro del
producto de manera que las ventosas no puedan retirar el producto.
Si la fuerza suministrada por la pila es demasiado pequeña, las
ventosas golpean los productos fuera del plano de extracción cuando
las ventosas balancean por encima para la extracción. De esta
manera, las ventosas no serán capaces de retirar el producto con una
fuerza demasiado pequeña suministrada a las lengüetas. Por otra
parte, si la fuerza de la pila es demasiado grande para la acción de
las lengüetas, dicho proceso no puede mantener los productos en la
pila y los productos son empujados más allá de las lengüetas.
Adicionalmente, mientras las ventosas deben tener suficiente presión
para superar la resistencia proporcionada por la acción de las
lengüetas, el producto puede estar roto o deformado con una fuerte
acción de las lengüetas y una gran presión.
Un procedimiento común en la industria es
seleccionar una presión moderada, una acción de las lengüetas
moderado, y variar la magnitud de la fuerza suministrada por la
pila. La fuerza suministrada por la pila viene principalmente a
partir de un componente del peso de la pila o a partir de un
dispositivo externo, tal como una paleta, empujando la parte trasera
de la pila.
Para generar una fuerza en la acción de las
lengüetas a partir de un componente del peso de la pila, la pila
está constituida con un ángulo inclinado hacia abajo con el primer
producto situado en una posición más baja que el último producto en
la pila. Con esta disposición, el ángulo de la pila y el peso de los
productos en la pila determinarán a continuación la magnitud de la
fuerza suministrada en la acción de las lengüetas.
Los sistemas previos, que utilizan el peso de la
pila para aplicar una fuerza en las lengüetas, ajustan la magnitud
de la fuerza mediante la variación del número de productos en la
pila. En un sistema, una correa de transporte que mantiene una
reserva de productos puede ser activada para hacer descender más
productos en la pila cuando una fotocélula detecta que la pila ha
sido reducida a un cierto espesor. Cuando la pila tiene aquel cierto
espesor, se supone que la pila producirá la fuerza deseada en las
lengüetas.
Una dificultad con este sistema es que el peso de
la pila cambia cuando el producto es reemplazado con un producto
diferente. Con un producto que tiene un tamaño o peso diferente, la
fotocélula no estará nunca en la posición correcta y el peso de la
pila puede ser demasiado grande o demasiado pequeño para el proceso
particular de contacto contra las lengüetas y para la presión
particular en las ventosas. Mientras la posición de la fotocélula
pueda ser ajustada de manera comprensible, esto solamente complicará
adicionalmente la cuestión por la necesidad de disponer de un
operador para colocar la fotocélula de manera precisa.
Asimismo el ajuste de la fotocélula puede
presentar adicionalmente dificultades. Por ejemplo, el mecanismo
para hacer descender los productos dentro de la pila requiere una
cierta distancia entre el depósito de productos y la parte trasera
de la pila para que los productos caigan de forma alineada con otros
productos en la pila. Si la posición de la fotocélula tuviera que
cambiar, la distancia entre la parte trasera de la pila y el
depósito podría cambiar, la cual debe evitar que los productos
caigan de forma alineada con otros
productos.
productos.
Con otro tipo de sistema, el número de productos
en la pila está básicamente controlado por medio de un interruptor
de límite colocado contra el primer producto en la pila. La función
del interruptor de límite en este tipo de sistema consiste
básicamente en informar a un dispositivo de control si el primer
producto en la pila está en la posición correcta para una
extracción. El interruptor de límite dispone de un vástago móvil
forzado de forma elástica que es presionado cuando el primer
producto está en posición. Cuando el interruptor de límite no es
presionado, el sistema aumentará el número de productos en la pila o
avanzará la pila más cerca de las lengüetas para desplazar el primer
producto en contra del interruptor de límite.
Un problema con el sistema de interruptor de
límite es que solamente puede indicar si el primer producto está o
no en la posición adecuada. El suministro de productos dentro de la
pila es simplemente un control de encendido / apagado, produciéndose
una magnitud variable de fuerza que es suministrada a la acción de
las lengüetas. En otras palabras, el interruptor de límite solamente
asegura que la fuerza está por lo menos por encima de un cierto
nivel y no evita que la fuerza llegue a ser demasiado grande para un
ajuste particular de lengüetas. El sistema de interruptor de límite
no es por lo tanto una manera ideal para controlar la magnitud de la
fuerza en la acción de las lengüetas.
Otro problema con el sistema de interruptor de
límite es que el interruptor de límite debe estar colocado de manera
precisa con respecto a los productos en la pila. Si el interruptor
de límite está demasiado lejos del primer producto en la pila, el
interruptor de límite provocará que el sistema añada demasiados
productos, produciendo de este modo una fuerza más grande que la
deseada en la acción de las lengüetas. Cuando el interruptor de
límite está colocado demasiado cerca del primer producto, la fuerza
en la acción de las lengüetas será insuficiente y los productos
serán golpeados fuera de su posición por las ventosas.
Adicionalmente, el interruptor de límite es un interruptor mecánico
que tiene una vida limitada que necesitará ser reemplazado de manera
periódica.
La patente USA-A 5104109 describe
un aparato de distribución / almacenaje de hojas de papel utilizado
en un sistema para el proceso de hojas de papel tal como notas de
banco. Este aparato comprende una placa de presión que se puede
desplazar que presiona la pila de hojas de papel contra una parte de
distribución / almacenaje. El movimiento de dicha placa de presión
está controlado por medio de un detector de presión asociado con el
rodillo de distribución / almacenaje de la parte de distribución /
almacenaje.
La presente invención da a conocer un dispositivo
para la detección de fuerza para ser utilizado en un sistema de
distribución de productos que pueda distribuir de manera consistente
y fiable un producto individual a partir de una pila de productos.
Además, la presente invención da a conocer un método correspondiente
para controlar una fuerza generada en la acción de las lengüetas en
un sistema de distribución de productos.
Los objetivos expuestos anteriormente son
conseguidos como se define en las reivindicaciones 1 y 14
respectivamente.
La invención, en un aspecto, comprende un
dispositivo para la detección de fuerza para utilizar en un sistema
de distribución de productos que retira de manera sucesiva productos
desde un extremo de una pila y que fuerza a los productos hacia un
extremo de la pila. El dispositivo para la detección de fuerza
comprende una lengüeta para establecer contacto con un producto
colocado en un extremo de la pila y para recibir una fuerza
suministrada a partir de aquel producto. El dispositivo para la
detección de fuerza dispone de un dispositivo para medir la fuerza
en la lengüeta y para generar una señal de fuerza que es
suministrada a un dispositivo de control. Los medios de medición
comprenden una célula de carga y un resorte que dispone de un primer
extremo que recibe dicha fuerza y un segundo extremo conectado a
dicha célula de carga. Basándose en la misma señal de fuerza, el
dispositivo de control ajusta la fuerza hasta que la fuerza en un
extremo de la pila iguala a la fuerza deseada.
En la realización preferente, la lengüeta está
conectada a una barra transversal que se extiende a través de la
pila. Una muñequilla de dos brazos dispone de un brazo conectado a
la barra transversal y un segundo brazo conectado al resorte en el
dispositivo de medición de fuerza. El otro extremo del resorte está
conectado a la célula de carga para generar una señal de fuerza. El
dispositivo de control es de manera preferente un dispositivo de
control lógico programable que recibe una señal de voltaje escalada,
una señal de corriente escalada, o una señal indexada a partir de un
dispositivo acondicionador de señal conectado a la célula de carga.
El dispositivo de control puede ajustar la fuerza de diferentes
maneras, tales como mediante el aumento del número de productos en
la pila o mediante el avance de la pila hacia la lengüeta en un
extremo de la pila. Un tope es dispuesto en el dispositivo de
medición de fuerza para evitar que el segundo brazo se desplace
hasta un punto en el que la célula de carga llegue a ser dañada.
La figura 1A es una vista en perspectiva parcial
de un alimentador de elementos de separación que dispone de un
dispositivo para la detección de fuerza de acuerdo con una
realización preferente de la invención.
La figura 1B es una vista en perspectiva
aumentada del dispositivo para la detección de fuerza.
La figura 2 es una vista aumentada explosionada
del dispositivo para la detección de fuerza de la
figura 1.
figura 1.
La figura 3 es un diagrama de bloques de un
sistema de realimentación de fuerza.
La figura 4 es un diagrama de flujo del
funcionamiento de un dispositivo de control lógico
programable.
programable.
La figura 5 es una vista en perspectiva parcial
de un alimentador de envases de cartón con un dispositivo para la
detección de fuerza de acuerdo con la
figura 1.
figura 1.
En primer lugar la invención será descrita
haciendo referencia a un alimentador (10)de elementos de
separación que dispone de una paleta (12) para hacer avanzar una
pila de piezas intercaladas (14). Se ha de entender, no obstante,
que la invención no está limitada a este tipo particular de
alimentador (10) de elementos de separación, sino que puede ser
aplicada a alimentadores de otros tipos, tales como uno en el que
las piezas intercaladas (14) son forzadas hacia un extremo de la
pila por el peso de las piezas intercaladas (14). Además, la
invención puede ser aplicada en sectores diferentes de los
alimentadores de elementos de separación, tales como alimentadores
de envases de cartón.
Las figuras 1A y 1B muestran una vista parcial de
un alimentador (10)de elementos de separación que dispone de
un par de raíles laterales (16) para mantener una pila de productos
(14), que en este ejemplo particular son elementos de separación o
piezas intercaladas. El elemento de separación (14) en un extremo de
la pila establece contacto con un conjunto de lengüetas (18) y el
elemento de separación (14) en el extremo opuesto de la pila es
empujado hacia un extremo por medio de la paleta (12). Durante el
funcionamiento del alimentador (10)de elementos de
separación, un elemento de separación (14) individual en un extremo
de la pila es retirado por medio de un conjunto de ventosas de
succión y colocado entre artículos individuales, tales como
botellas. La formación de una pila de productos no constituye parte
de la presente invención y se puede utilizar cualquier dispositivo
adecuado para constituir la pila.
Como se muestra en las figuras 1 y 2, el conjunto
de lengüetas (18) está conectado a una barra transversal (20) que se
extiende por encima de los elementos de separación (14) . La barra
transversal (20) está conectada a una palanca (22) en un primer
extremo con un conjunto (26) de tornillos y está conectada a una
muñequilla de dos brazos (24) en un segundo extremo con un segundo
conjunto (28) de tornillos. Un cojinete de aguja (30) es intercalado
dentro de una abertura de la palanca (22) y un segundo cojinete de
aguja (32) es insertado dentro de una abertura de la muñequilla de
dos brazos (24). Arandelas de retención (34) están montadas en las
superficies internas de la palanca (22) y la muñequilla de dos
brazos (24) y los tornillos (36) escalonados pasan a través de las
aberturas para montar la palanca (22) y la muñequilla de dos brazos
(24) a un armazón (36) del alimentador (10)de elementos de
separación.
La muñequilla de dos brazos (24) dispone de un
brazo (24a) conectado a la barra transversal (20) y un segundo brazo
(24b) conectado a un resorte (40) que preferentemente es un resorte
de uretano. El segundo brazo (24b) de la muñequilla de dos brazos
(24) dispone de un cabezal (24c) para recibir el extremo del resorte
de uretano (40). Una célula de carga (42) dispone de una superficie
de carga del cojinete sobre la cual queda colocado el otro extremo
del resorte de uretano (40). La célula de carga (42) está montada en
un bloque (44) acoplado al armazón (36) del alimentador
(10)de elementos de separación y produce una señal eléctrica
que varía de acuerdo con la magnitud de la fuerza suministrada a su
superficie del cojinete de carga.
Las lengüetas (18) reciben una fuerza desde la
pila de elementos de separación (14) que, en este ejemplo, es
producida por medio de una paleta (12) que hace avanzar los
elementos de separación (14) hacia las lengüetas (18). La fuerza en
las lengüetas (18) provoca que la palanca (22) y la muñequilla de
dos brazos (24) giren alrededor de un eje que se extiende a través
de los centros de sus aberturas. La fuerza es suministrada a través
del cabezal (24c) de la muñequilla de dos brazos (24) al resorte de
uretano (40) y, a continuación a la superficie de carga del cigüeñal
de la célula de carga (42). De manera preferente, los brazos (24a) y
(24b) de la muñequilla de dos brazos (24) tienen igual longitud para
producir una relación de uno a uno entre la distancia que es
desplazada la barra transversal (20) y la distancia a la que el
resorte (40) es comprimido. Como una medida de protección, el
resorte de uretano (40) es intercalado entre la muñequilla de dos
brazos (24) y la célula de carga (42), debido a que la célula de
carga (42) está limitada en la distancia que su superficie de carga
del cojinete puede ser deflectada sin causar daño a la célula de
carga (42). El resorte de uretano (40) asimismo tiene una excelente
vibración que amortigua las propiedades y reduce de manera efectiva
los efectos perjudiciales de las vibraciones en la célula de carga
(42).
De esta manera, cuando la fuerza producida por la
pila de elementos de separación (14) aumenta, la palanca (22) y la
muñequilla de dos brazos (24) giran en gran medida. Este incremento
de fuerza es suministrado a través de un resorte de uretano (40) a
la célula de carga (42), que genera una señal de fuerza que indica
la magnitud de la fuerza. La célula de carga (42), no obstante,
puede fácilmente llegar a ser dañada si una fuerza mayor que una
fuerza máxima especificada por el fabricante es aplicada a su
superficie de carga del cojinete. Para proteger a la célula de carga
(42) de fuerzas excesivas, un tope (46) es separado preferentemente
a una distancia predeterminada desde el centro del cabezal (24c). El
tope (46) contactará el cabezal (24c) a una fuerza predeterminada
menor que la fuerza máxima y evita que fuerzas por encima de la
fuerza predefinida alcancen la célula de carga (42). La distancia
predeterminada es fácilmente determinada por medio de un experto en
la técnica basándose en la constante de resorte del resorte de
uretano (40) y en la fuerza máxima especificada por el fabricante
para la célula de carga (42).
Haciendo referencia a la figura 3, las señales
desde la célula de carga (42) son suministradas al dispositivo
acondicionador de señal (50). El dispositivo acondicionador de señal
(50) convierte la salida no lineal de la célula de carga (42) en una
señal lineal y suministra la señal lineal a un Controlador Lógico
Programable (PLC) (52). En este ejemplo, el dispositivo
acondicionador de señal (50) produce una señal de 4 a 20 mA que es
suministrada a una entrada analógica del PLC (52). En vez de una
señal de corriente, el dispositivo acondicionador de señal (50)
puede producir una señal de 0 a 10 voltios y suministrar esta señal
al PLC (52). Asimismo, el dispositivo acondicionador de señal (50)
puede producir una señal indexada que varía con la gama específica
de fuerzas dentro de la que se encuentra la fuerza actual, tal como
una primera señal si la fuerza se encuentra dentro de una primera
gama y una segunda señal si la fuerza se encuentra dentro de una
segunda gama.
El PLC (52) está programado para controlar la
fuerza en las lengüetas (18) en base a la lectura actual de la
fuerza. La programación de un PLC (52) está dentro de la capacidad
de un técnico normal y no será descrita en detalle. De acuerdo con
un programa preferente en el PLC (52), el PLC (52) emite una señal a
un dispositivo de control (54) para controlar un motor paso a paso
(56). El motor paso a paso (56) puede funcionar a una velocidad baja
o a una velocidad elevada y asimismo en una dirección hacia adelante
o hacia atrás. La salida del motor paso a paso (56) es engranada
para controlar un tornillo de control (60) que se extiende según la
longitud de la pila. La paleta (12) está acoplada a un dispositivo
(62) que está montado en el tornillo de control (60) y que se
desliza según el armazón (36) del alimentador (10)de
elementos de separación en una dirección determinada por la rotación
del tornillo de control (60). El funcionamiento del motor (56)
provoca por lo tanto que la paleta (12) se desplace hacia o desde
las lengüetas (18), dependiendo de la dirección en la que el motor
(56) es activado.
El PLC (52), de acuerdo con un diagrama de flujo
mostrado en la figura 4, lee en primer lugar la señal de fuerza en
la fase (100) y determina en la fase (102) si la fuerza es menor que
una primera magnitud umbral. Si la fuerza es menor que la primera
magnitud umbral, la fuerza es demasiado baja y, en la fase (106), el
PLC (52) activa el motor (56) a una velocidad elevada en una
dirección que provoca que la paleta (12) se desplace hacia las
lengüetas (18). Si el PLC (52) determina en la fase (106) que la
fuerza está por encima de la primera magnitud umbral pero por debajo
de una segunda magnitud umbral, la fuerza es todavía demasiado baja
y en la fase (108) el PLC (52) activa el motor (56) a una velocidad
baja en la dirección que provoca que la paleta se desplace hacia las
lengüetas (18).
En la fase (110), si el PLC (52) determina que la
fuerza está por encima de una tercera magnitud umbral, la fuerza ha
alcanzado la magnitud óptima y el PLC (52) detiene el desplazamiento
de la paleta (12) en la fase (112). En la fase (114), si la fuerza
está por encima de una cuarta magnitud umbral, la fuerza es
demasiado elevada y en la fase 116 el PLC (52) activa el motor (56)
en la dirección opuesta a una velocidad baja para desplazar la
paleta (12) hacia afuera de las lengüetas (18). Después de controlar
el motor (56) en una de las fases (106), (108), (112) ó (116), la
rutina se repite para asegurar que la fuerza en las lengüetas (18)
es mantenida a un valor óptimo o por lo menos permanece dentro de
una gama aceptable de valores.
En la realización mostrada en la figura 1, la
fuerza en las lengüetas (18) se mantiene de manera preferente a
alrededor de 1,360 kg (3 libras). Para mantener esta magnitud de
fuerza en las lengüetas (18), la primera, segunda, tercera y cuarta
magnitudes umbral son fijadas a 0,454 kg (1 libra), 0,967 kg (2
libras), 1,360 kg (3 libras) y 2,041 kg (4,5 libras),
respectivamente. De esta manera, la paleta (12) se desplaza a una
velocidad elevada hacia las lengüetas (18) cuando la fuerza es menor
que 0,454 kg (1 libra), se desplaza a una velocidad baja hacia las
lengüetas (18) cuando la fuerza es menor que 0,967 kg (2 libras)
pero por encima de 0,454 kg (1 libra), se detiene cuando la fuerza
es de 1,360 kg (3 libras), y se desplaza hacia fuera de las
lengüetas (18) cuando la fuerza es mayor que 2,041 kg (4,5
libras).
En la realización preferente, la célula de carga
(42) toma una muestra a razón de 10 veces por segundo y es fabricada
por Houston Scientific con el Nº de pieza 1250-0050.
El dispositivo acondicionador de señal (50) es un Digitec modelo Nº
D 3240H, que proporciona de manera adicional una lectura digital de
la fuerza a un operador del alimentador (10)de elementos de
separación, el PLC (52) es un Allen-Bradley modelo
Nº PLC 5, y el dispositivo de control (54) es un Pacific Scientific
modelo Nº 5240. Estos componentes particulares son solamente
ejemplos de como la invención puede estar constituida, se pueden
utilizar alternativamente otros componentes que puedan conseguir las
mismas o similares funciones.
En una segunda realización de la invención, como
se muestra en la figura 5, un alimentador (70) de envases de cartón
dispone de una pila principal (72) de envases de cartón constituidos
entre un par de raíles laterales u otro tipo de armazón. La pila
(72) está constituida con un ángulo inclinado hacia abajo de manera
que el peso de la pila (72) es aplicado en contra de un brazo de
palanca (76) que provoca que dicho brazo de palanca (76) pivote en
una dirección según las agujas del reloj alrededor de un punto de
pivotación (no mostrado) en un extremo del brazo de palanca (76). Un
bloque (86) está montado sobre el brazo de palanca (76) y dispone de
una pestaña para aplicar el peso de la pila (72) a un extremo del
resorte (82), que es preferentemente un resorte de uretano. El otro
extremo del resorte (82) es forzado contra una superficie de carga
del cojinete de la célula de carga (84), que está montada en el
armazón del alimentador (70) de envases de cartón de una manera
adecuada. Un aparato de selección, tal como un cabezal giratorio
(79) con conjuntos (88) de tipo ventosa, retira un envase de cartón
individual desde un extremo de la pila (72).
Las señales desde la célula de carga (84) son
procesadas preferentemente por un dispositivo acondicionador de
señal y a continuación suministradas a un PLC. El PLC controla una
correa de transporte (78) para hacer descender envases de cartón
desde una pila (80) de reserva hacia la pila principal (72) cuando
el peso de la pila (72) es demasiado bajo. El PLC, según una posible
rutina, puede hacer avanzar la correa de transporte (78) a una
primera velocidad si la fuerza detectada en la célula de carga (84)
fuera menor que un primer nivel de umbral y a continuación disminuye
la velocidad mientras la fuerza se acerca a la fuerza óptima. Cuando
el peso de la pila (72) llega a ser mayor que una cierta magnitud,
el PLC debe detener completamente la correa de transporte (78) o por
lo menos reducir la velocidad de la correa de transporte (78). El
programa para el PLC en el alimentador (70) de envases de cartón
puede estar estructurado de diferentes maneras y no está limitado al
ejemplo dado a conocer.
Por otra parte, la invención no está limitada a
los valores fijados dados a conocer de las magnitudes umbrales ni
tampoco está limitada a los procedimientos dados a conocer en el
control de la posición de la paleta. El número de niveles de umbral
y los valores de los niveles de umbral pueden variar para
proporcionar una mayor o menor magnitud del control sobre la fuerza.
Asimismo, en vez de controlar la velocidad de la paleta (12) o de la
correa de transporte (78), el PLC puede controlar la posición de la
paleta (12) o de la correa de transporte (78). Otras variaciones en
el control de la fuerza pueden ser evidentes para los técnicos en la
materia.
Además será obvio para los técnicos en la materia
que se pueden realizar muchas variaciones en las realizaciones
descritas anteriormente, escogidas en este caso con la finalidad de
ilustrar la presente invención, y un resultado completo puede
obtenerse según la doctrina de equivalentes sin apartarse del ámbito
de la presente invención, según se define en las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (19)
1. Dispositivo para la detección de fuerza, para
utilizar en un sistema de distribución de productos que de manera
sucesiva retira productos desde un extremo de una pila de productos
y que fuerza dichos productos hacia dicho extremo de dicha pila,
comprendiendo dicho dispositivo para la detección de fuerza:
medios para la acción de las lengüetas para
contactar un producto localizado en dicho extremo de dicha pila y
para recibir una fuerza suministrada desde el producto;
medios para medir dicha fuerza y para generar una
señal de fuerza; y
medios de control para recibir dicha señal de
fuerza desde dichos medios de medición y para ajustar dicha fuerza
hasta que dicha fuerza iguale la fuerza deseada:
caracterizado porque:
dichos medios de medición comprenden una célula
de carga (42) y un resorte (40) que tienen un primer extremo que
recibe dicha fuerza y un segundo extremo conectado a dicha célula de
carga (42).
2. Dispositivo para la detección de fuerza, según
la reivindicación 1, en el que dichos medios para la acción de las
lengüetas comprenden por lo menos una lengüeta (18).
3. Dispositivo para la detección de fuerza, según
la reivindicación 1, en el que dichos medios de medición comprenden
además:
una barra transversal (20) que se extiende a lo
largo de un eje longitudinal de dicha pila, estando fijados dichos
medios (18) para la acción de las lengüetas a dicha barra
transversal (20);
una muñequilla de dos brazos (24) que dispone de
un primer brazo (24a) conectado a dicha barra transversal (20) y un
segundo brazo (24b) conectado a dicho primer extremo de dicho
resorte (40);
estando dicha barra transversal (20) desplazada
con dicha fuerza, siendo sometido a giro dicha muñequilla de dos
brazos (24) con dicha fuerza, y estando dicha fuerza transferida
desde dichos medios para la acción de las lengüetas a dicha célula
de carga (42).
4. Dispositivo para la detección de fuerza, según
la reivindicación 3, en el que la longitud de dicho primer brazo
(24a) es igual a la longitud de dicho segundo brazo (24b).
5. Dispositivo para la detección de fuerza, según
la reivindicación 1, en el que dichos medios de medición comprenden
además un elemento de tope (46) para limitar una magnitud a la que
dicho resorte (40) es comprimido.
6. Dispositivo para la detección de fuerza, según
la reivindicación 1, en el que dicho resorte (40) comprende un
resorte de uretano.
7. Dispositivo para la detección de fuerza, según
la reivindicación 1, en el que dichos medios de control
comprenden:
una paleta (12) para desplazar a lo largo de
dicho eje longitudinal y para establecer contacto con un producto
colocado en un extremo opuesto de dicha pila en dicho extremo;
un motor (56) para ajustar una velocidad de dicha
paleta (12); y
un dispositivo de control (52) para controlar
dicho motor (56) en base a dicha señal de fuerza suministrada desde
dichos medios de medición.
8. Dispositivo para la detección de fuerza, según
la reivindicación 7, en el que dicho dispositivo de control
comprende un controlador lógico programable (52).
9. Dispositivo para la detección de fuerza, según
la reivindicación 7, que comprende además un dispositivo
acondicionador de señal (50) para recibir dicha señal de fuerza y
para producir una señal de voltaje escalada que es suministrada a
dicho dispositivo de control (52).
10. Dispositivo para la detección de fuerza,
según la reivindicación 7, que comprende además un dispositivo
acondicionador de señal para recibir dicha señal de fuerza y para
producir una señal de corriente escalada que es suministrada a dicho
dispositivo de control (52).
11. Dispositivo para la detección de fuerza,
según la reivindicación 7, que comprende además un dispositivo
acondicionador de señal (50) para recibir dicha señal de fuerza y
para producir una primera señal cuando dicha fuerza se encuentra
dentro de una primera gama de fuerzas y para producir una segunda
señal cuando dicha fuerza se encuentra dentro de una segunda gama de
fuerzas, siendo suministradas dichas primera y segunda señales a
dicho dispositivo de
control (52).
control (52).
12. Dispositivo para la detección de fuerza,
según la reivindicación 7, que comprende además un vástago de
tornillo (60) que se extiende a lo largo de dicho eje longitudinal,
estando acoplada dicha paleta (12) a dicho vástago de tornillo (60),
y estando dicho motor (56) engranado para hacer girar dicho vástago
de tornillo (60) para desplazar dicha paleta (12) a lo largo de
dicho eje longitudinal.
13. Dispositivo para la detección de fuerza,
según la reivindicación 7, en el que dicho dispositivo de control
controla una velocidad y dirección de dicha
paleta.
paleta.
14. Método para controlar una fuerza generada en
una acción de las lengüetas en un sistema de distribución de
productos que de manera sucesiva retira productos desde un extremo
de una pila de productos y que fuerza dichos productos hacia dicho
extremo, comprendiendo dicho método las fases de:
proporcionar por lo menos una lengüeta (18) en
dicho extremo de dicha pila para establecer contacto con un producto
en dicho extremo de la pila;
recibir con dicha lengüeta (18) una fuerza
suministrada por dicho producto en un extremo de dicha pila;
transferir dicha fuerza a una célula de carga
(42);
detección de dicha fuerza con dicha célula
de
carga (42); y
carga (42); y
ajustar dicha fuerza en dicho extremo hasta que
dicha fuerza iguale la fuerza deseada:
caracterizado porque:
la fase de transferencia de dicha fuerza a dicha
célula de carga comprende las fases de:
aplicación de dicha fuerza a una barra
transversal (20) por encima de la cual se acopla dicha lengüeta
(18);
desplazamiento de dicha barra transversal (20)
una distancia proporcional a una magnitud de dicha fuerza; y
transferencia de dicha fuerza desde dicha barra
transversal (20) a un resorte (40) que tiene un extremo fijado a
dicha célula de carga (42).
15. Método, según la reivindicación 14, en el que
dichas fases de desplazamiento y transferencia comprenden las fases
de rotación de dicha barra transversal (20) con dicha fuerza,
conversión con una muñequilla de dos brazos (24) de una fuerza
giratoria de dicha barra transversal (20) en una fuerza
translacional, y la aplicación de dicha fuerza translacional desde
dicha muñequilla de dos brazos (24) a dicho
resorte (40).
resorte (40).
16. Método, según la reivindicación 14, en el que
dicha fase de ajuste de dicha fuerza comprende la fase de añadir
productos a dicha pila para aumentar dicha fuerza.
17. Método, según la reivindicación 14, en el que
dicha fase de ajuste de dicha fuerza comprende la fase de ajuste de
la posición de una paleta (12) que contacta con un extremo opuesto
de dicha pila en dicho extremo.
18. Método, según la reivindicación 14, en el que
dicha fase de ajuste de dicha fuerza comprende la fase de ajuste de
la velocidad de una paleta (12) que contacta con un extremo opuesto
de dicha pila en dicho extremo.
19. Método, según la reivindicación 18, en el que
dicha fase de ajuste de dicha fuerza comprende además la fase de
ajuste de la dirección de desplazamiento de dicha paleta (12).
Applications Claiming Priority (2)
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| US404225 | 1995-03-15 | ||
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