ES2271669T3 - Sistema de embalaje con medicion del volumen de relleno. - Google Patents
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Abstract
Un sistema de llenado de espacios vacíos (10) para determinar automáticamente y proporcionar una cantidad de material de abarrote suficiente para llenar los espacios vacíos que quedan en un contenedor (32) en el que se han colocado uno o más objetos, que consta de: un dispensador de abarrote (12) el cual es operable para dispensar una cantidad controlada de material de abarrote; un escáner de contenedores (14) que consta de un área de escaneo (16), el escáner de contenedor incluyendo un sensor de altura (44) para detectar la característica de altura de un contenedor (32), un sensor de anchura (46) para detectar la característica de anchura de un contenedor y un sensor de contornos (48) para detectar la característica de contorno del objeto u objetos colocados en el contenedor; y un dispositivo de procesamiento (76) el cual es operable para procesar información de las características detectadas recibidas del sensor de altura (44), el sensor de anchura (46) y el sensor de contornos (48); determinar la cantidad de material de abarrote que se necesita para llenar los espacios vacíos que quedan en el contenedor no ocupados por el objeto u objetos; y ordenar al dispensador de abarrote (12) que proporcione la cantidad de material de abarrote determinada.
Description
Sistema de embalaje con medición del volumen de
relleno.
La invención que se describe en el presente
documento consiste, de forma general, en un sistema de empacado
para suministrar una cantidad controlada de material de abarrote
para rellenar hasta su parte superior un contenedor en el cual se
empacan uno o más objetos para su transportación.
En el proceso de transportación de un lugar a
otro de uno o más artículos, productos u otros objetos en un
contenedor; por ejemplo, consistente en cajas o cajones, usualmente
se coloca un material protector para empaque u otro tipo de
material de abarrote para llenar cualquier espacio vacío y
acolchonar el artículo durante el proceso de traslado. Algunos
materiales de empacar comúnmente usados son recortes de poli espuma,
plásticos de burbujas de aire, bolsas de aire y materiales de
abarrote hechos de papel procesado.
En muchos casos, los materiales de abarrote se
usan para llenar hasta arriba un contenedor en el cual se han
colocado uno o varios objetos, y de esta forma llenar cualquier
espacio vacío que haya quedado en el contenedor y así evitar o
minimizar cualquier movimiento de desplazamiento del objeto u
objetos dentro del contenedor durante su traslado. Si se utiliza un
dispensador automatizado para suministrar el material de abarrote
que llenará la caja, quizás la práctica que prevalezca actualmente
sea aquella en la que el operador del dispensador observe el
contenedor mientras éste es llenado con material de abarrote y pare
el dispensador cuando le parezca que el contenedor esté lleno. Los
dispensadores automatizados incluyen, por ejemplo, dispensadores de
recortes de poli espuma usualmente asociados a un sistema de aire a
presión, máquinas de bolsas de aire y procesadores de papel para
abarrote.
Una tendencia común es que el operador llene el
contenedor en exceso, resultando en que puede que se haya colocado
en el contenedor más material de abarrote del que se necesita para
proteger adecuadamente el objeto u objetos empacados en el
contenedor. En otros casos, el operador puede poner muy poco
material de abarrote en el contenedor trayendo como consecuencia
que el objeto u objetos colocados en el contenedor pueda dañarse
durante su traslado. El exceso o defecto en la cantidad de abarrote
se convierte usualmente en un problema mayor a medida que aumenta
la velocidad de los dispensadores. Hoy en día existen dispensadores
de relleno de vacío, en particular los procesadores de papel para
abarrotes, que pueden producir una cadena ininterrumpida de
material a un ritmo que sobrepasa los 50 pies por minuto (alrededor
de 0,25 m por segundo).
Una solución elemental para el problema
anteriormente expuesto se plantea en la Patente Norteamericana No.
5.871.429. La patente `429 muestra un sistema de empacado que consta
de una sonda para detectar los espacios vacíos en un contenedor y
un procesador de abarrote que consta de un controlador para
controlar la alimentación y cortar el flujo de material de abarrote
de manera que se produzca la cantidad de material de abarrote
necesaria para rellenar el espacio vacío en el contenedor. Como se
menciona en la patente `429, se puede usar una sonda mecánica para
sondear el contenedor en una o varias zonas para determinar la
cantidad de material de abarrote necesaria para llenar el vacío. La
sonda mecánica también se puede usar junto con un lector de código
de barras o puede usarse junto con sensores o ser suplantada por
estos, los cuales detecten las dimensiones o grado de relleno del
contenedor, incluyendo sensores ópticos y ultrasónicos.
Aunque el sistema de la patente `429 descrito
anteriormente representa un avance significativo en la técnica,
existe aún la necesidad de dispositivos mejorados y de métodos para
implementar la solución básica que se propone en la patente
`429.
La presente invención proporciona un sistema, y
componentes asociados y metodología, que proporciona definición
automática y suministro de la cantidad de material de abarrote
suficiente para llenar el vacío que queda en un contenedor en el
que se han colocado uno o varios objetos.
Según un aspecto de la invención, un sistema de
este tipo consta de un dispensador de abarrote que se opera para
dispensar una cantidad controlada de material de abarrote, un
escáner de contenedores que posee un área de escaneo y un
dispositivo de procesamiento. El escáner de contenedores incluye un
sensor de altura para detectar las características de altura del
contenedor, un sensor de anchura para detectar las características
de la anchura del contenedor, un sensor de contornos para detectar
las características de contorno del objeto u objetos colocados en
el contenedor. El dispositivo de procesamiento se pone en
funcionamiento (1) para procesar la información detectada sobre las
características del contenedor y objeto(s) recibida del
sensor de altura, el sensor de anchura y el sensor de contorno, (2)
para determinar la cantidad de material de abarrote que se necesita
para llenar los espacios vacíos del contenedor que no están ocupados
por el objeto u objetos, y (3) para ordenar al dispensador de
abarrote que proporcione la cantidad de material de abarrote
determinada.
En una realización preferible de un sistema de
llenado de espacios vacíos según la invención, un transportador
lleva el contenedor a través del área de escaneo y el dispositivo de
procesamiento calcula las características de longitud del
contenedor a medida que la información de las características es
detectada y recibida proveniente de al menos uno de los sensores y
el ritmo al cual el transportador pasa el contenedor a través del
área de escaneo. Además de esto, el sensor de contorno puede
detectar continuamente la superficie superior de uno o más objetos
dentro del contenedor a medida que el transportador pasa al
contenedor a través del área de escaneo del contenedor.
Según otro aspecto de la invención, un sistema
de llenado de espacios vacíos para determinar y producir
automáticamente una cantidad de material de abarrote suficiente
para llenar los espacios vacíos que quedan en un contenedor en el
cual se han colocado uno o más objetos, consta de un dispensador de
material de abarrote que se opera para dispensar una cantidad
controlada de material de abarrote, un aparato de medición de los
espacios vacíos que quedan en un contenedor después de haberse
colocado uno o más objetos en el contenedor, el aparato medidor de
espacios vacíos se opera para dar la orden al dispensador de
material de abarrote de proveer una cantidad determinada de
material de abarrote; y un dispositivo de alimentación conectado al
aparato medidor de espacios vacíos que permite seleccionar la
densidad del relleno de espacios vacíos entre una pluralidad de
densidades de relleno de espacios vacíos, y donde el aparato
medidor de espacios vacíos, en respuesta a la selección de una
determinada densidad de relleno de espacios vacíos, varía la
cantidad de material de abarrote que el dispensador de abarrote
debe suministrar según el volumen de espacios vacíos detectado, para
de esta forma obtener la densidad de relleno de espacios vacíos
seleccionada.
Las características anteriormente mencionadas de
la invención y otras se describirán detalladamente a continuación y
serán destacadas particularmente en las reivindicaciones, la
siguiente descripción y los dibujos anexos describen en detalle una
o más realizaciones ilustrativas de la invención. Estas
realizaciones, sin embargo, son sólo algunas de las muchas formas
en las que los principios de la invención pueden ser empleados.
Otros objetivos, ventajas y características de la invención se
harán aparentes a partir de la siguiente descripción detallada de
la invención al considerarla junto a los dibujos.
La Fig. 1 es una ilustración detallada de un
sistema de medir y dispensar ejemplar según la invención.
La Fig. 2 es una ilustración detallada del
escáner de contenedores usado en el sistema de la Fig. 1.
La Fig. 3 es una vista desde un extremo del
escáner de contenedores de la Fig. 2, visto desde la línea
3-3 de la Fig. 2.
La Fig. 4 es una vista en perspectiva de un
contenedor estándar de ranuras.
La Fig. 5 es un diagrama de bloque de un
dispositivo procesador empleado para controlar el sistema de
medición de espacios vacíos y dispensador de la Fig. 1.
La Fig. 6 es una vista transversal detallada de
un contenedor en el cual se han colocado varios objetos y donde los
espacios vacíos están señalados por medio de rayas
transversales.
Al referirnos ahora en detalle a los dibujos e
inicialmente a la Fig. 1, un sistema ejemplar de medir espacios
vacíos y de dispensar según la invención se indica de manera general
en la 10. El sistema (10) se opera con el fin de automáticamente
determinar y proporcionar la cantidad de material de abarrote
suficiente para llenar los espacios vacíos que quedan en un
contenedor en el que se han colocado uno o más objetos.
El sistema (10) generalmente consta de un
dispensador de abarrote (12) el cual se opera para proveer una
cantidad controlada de material de abarrote, un escáner de
contenedores (14) que posee un área de escaneo (16) y un
transportador (cinta transportadora) de contenedores para
transportar un contenedor a través del área de escaneo. El
transportador de contenedores (el cual puede formar parte de un
transportador de una línea de empacado) tiene preferiblemente una
sección energizada (20) y una sección no energizada (22). En la
realización ilustrada, la sección energizada (20) se extiende desde
al menos una estación de retención de contenedores (24), a través
del área de escaneo (16) y hasta la sección no energizada (22). La
sección no energizada (22) se extiende desde la sección energizada
(20) a través del área de llenado de abarrote (26) próxima al
dispensador de abarrote (12). El transportador (18) puede ser de
cualquier tipo apropiado como el transportador de rodillo que se
ilustra.
En la estación de retención (24) el
transportador (18) se acopla con una puerta de tope (30) de
cualquier tipo apropiado para permitir el paso de forma controlada
de los contenedores hacia el área de escaneo (16). En la
realización preferente ilustrada, la puerta de tope (30) consiste en
una pieza de tope retractable la cual en una posición extendida
bloqueará el paso de un contenedor (32a) y de esta forma retiene el
contenedor (32a) en la estación de retención. Cuando la pieza de
tope se retracta, el contenedor (32a) puede salir de la estación de
retención (24) debido a la acción de la sección energizada (20) del
transportador (18). Poco después que el contenedor es liberado, la
pieza de tope se extiende para capturar y retener el próximo
contenedor (32b) en la estación de retención (24), desde donde los
contenedores son introducidos de forma controlada en el área de
escaneo.
En las Figs. 2 y 3 se puede observar que el
escáner de contenedores (14) ejemplar incluye un marco (38) que
consta de un par de montantes verticales colocados a ambos lados del
transportador (18) y una viga (40) apoyada en ambas piezas
verticales y a una distancia fija del transportador (18) de
contenedores. Los montantes verticales, por ejemplo, pueden
apoyarse en el piso como se muestra e las figuras 2 y 3, o pueden
estar montados en el transportador como se muestra en la figura
1.
El escáner de contenedores (14) también consta
de uno o más sensores que pueden ser infrarrojos, ultrasónicos,
láser u otro tipo de sensores. En la realización preferente
ilustrada, los sensores son: un sensor de altura (44) para detectar
las características de altura del contenedor, un sensor de anchura
(46) para detectar las características de anchura del contenedor y
un sensor de contornos (48) para detectar las características de
contorno del objeto u objetos colocados en el contenedor.
El sensor de contornos (48), que se muestra
montado en la viga transversal (40) por encima del área de escaneo
(16), es preferentemente del tipo que escanea continuamente la
superficie superior del objeto u objetos colocados en el
contenedor, como el contenedor 32c, a medida que el contenedor es
movido por el transportador a través del área de escaneo (16). Un
sensor de contorno ejemplar es un escáner de láser óptico de no
contacto que opera midiendo el tiempo de trayectoria de los pulsos
de luz láser, como el escáner de láser Sick Optic LMS
200-30106. Una pulsación de rayo láser es emitida
por el escáner de láser y reflejada si choca con un objeto. La
reflexión es registrada por el receptor del escáner de láser. El
tiempo entre la emisión y la recepción del impulso reflejado es
directamente proporcional a la distancia entre el escáner de láser y
el objeto. La pulsación del rayo láser puede ser desviada por un
espejo interno rotatorio de forma tal que pueda efectuarse un
escaneo en forma de abanico del área circundante, con lo cual el
contorno del objeto (es decir, la distancia desde un punto/plano de
referencia fijo) es determinado a partir de la secuencia de impulsos
recibida. El rayo en forma de abanico es orientado perpendicular a
la trayectoria del movimiento del contenedor a través del área de
escaneo (16), por medio de éste el contorno del objeto se mide
progresivamente a medida que el contenedor se mueve a través del
área de escaneo (16). Como podrá apreciarse, los datos de las
medidas pueden proporcionarse en tiempo real a través de medios de
comunicación apropiados.
El sensor de anchura (46) puede ser cualquier
sensor apropiado para medir la anchura del contenedor que pasa a
través del área de escaneo. En la realización que se ilustra, el
sensor de anchura (46) es un sensor infrarrojo a distancia que
puede usarse para medir la distancia existente entre un lado del
contenedor y el sensor u otro punto de referencia. Para que este
procedimiento arroje la anchura del contenedor, la localización del
otro lado del contenedor debe registrarse a una distancia fija
conocida con respecto al sensor de anchura (46) el cual, como se
muestra, puede montarse en uno de los montantes del marco del
escáner (38) en un punto justo por encima del nivel del
transportador. Con este propósito, los contenedores son colocados
contra un riel guía (52) ubicado en el lado del transportador (18)
opuesto al sensor de anchura, dicho riel guía (52) está ubicado a
una distancia conocida del sensor de anchura y por tanto funciona
como una referencia cero. Por consiguiente, la anchura del
contenedor será la diferencia entre la ubicación del riel guía (52)
y la medida de la localización del lado del contenedor más cercano
al sensor de anchura (46). Cualquier medio apropiado puede ser
empleado para colocar el contenedor contra el riel guía
(52).
(52).
El sensor de altura (44) puede ser cualquier
sensor apropiado para determinar las características de altura del
contenedor en el área de escaneo (16). Un sensor (44) ejemplar
incluye un conjunto (56) de transmisores y un conjunto (58) de
receptores ubicados en lados transversales opuestos del área de
escaneo. En la realización ejemplar ilustrada, los conjuntos de
emisores y receptores (56 y 58) están montados respectivamente en
los montantes (38) del marco del escáner. Cada conjunto incluye una
serie de emisores/receptores que está orientada perpendicular al
plano del transportador (18). En correspondencia, el conjunto de
emisores (56) produce una cortina de luz que es detectada por el
conjunto de receptores (58). A medida que el contenedor se mueve a
través de la cortina, la cortina será interrumpida por el contenedor
hasta la altura del contenedor, y así se obtiene la medida de la
altura del contenedor.
En la realización ilustrada, el sistema (10)
está configurado para ser usado con contenedores corrientes de
ranuras (RSCs). Como se muestra en la figura 4, un RSCs (62) tiene
una correspondencia específica entre la anchura del contenedor (W)
y la altura de las tapas laterales (64) y las tapas de los extremos
(66). Es decir, Las tapas (64 y 66) tienen una altura igual a la
mitad de la anchura del contenedor. Por consiguiente, la altura (H)
de las paredes laterales (68) y las paredes de los extremos (70) del
contenedor (es decir, la altura del contenedor cuando está cerrado)
puede ser determinada a partir de la medida de la altura del
contenedor con las tapas superiores (64 y 65) en posición vertical
en su estado desplegado. Aunque la realización ilustrada mide la
altura del contenedor con las tapas superiores (64 y 66) en posición
vertical y desplegadas, los expertos de la técnica considerarán que
la altura (H) puede medirse de otras maneras, como cuando las tapas
(64 y 66) están dobladas, de forma que se obtenga una medición
directa de la altura de las paredes laterales y de los extremos del
contenedor.
Un sensor diferente pudiera usarse para medir el
largo del contenedor. Sin embargo, En la realización ilustrada, el
largo del contenedor es determinado indirectamente al medir el lapso
de tiempo que le toma al contenedor rebasar cualquiera de los
sensores, como el sensor de anchura (46) y al conocer la velocidad a
la cual el transportador (18) mueve al contenedor más allá del
sensor. El lapso de tiempo multiplicado por la velocidad del
transportador arrojará el largo del contenedor. Si la velocidad del
transportador es una constante conocida, entonces sólo se necesita
detectar el lapso de tiempo transcurrido para obtener el largo del
contenedor. Si la velocidad del contenedor varía o por otras
razones, el sensor (96) de la velocidad del transportador puede
usarse para detectar la velocidad del transportador y comunicar la
misma a la unidad de control (76) para ser procesada. El sensor de
velocidad puede ser, por ejemplo, un codificador en interfase con el
motor impulsor del transportador para proporcionar una serie de
impulsos, el ritmo de los cuales es proporcional a la velocidad del
motor y por ende del transportador. La unidad de control puede estar
calibrada para convertir el ritmo de pulsos en la velocidad de un
contenedor que puede multiplicarse por el tiempo que demora en pasar
el contenedor medido por medio del sensor de anchura.
Los diferentes componentes operativos del
sistema (10) son controlados por medio de un dispositivo de
procesamiento (76) el cual se muestra en el diagrama de la Fig. 5.
Las diversas funciones del dispositivo de procesamiento pueden
ejecutarse a través de un solo controlador, como la unidad de
control (78) para el escáner de contenedores (14). Sin embargo,
puede preferirse distribuir las funciones del dispositivo de
procesamiento (76) entre varios controladores cada uno de ellos
constando de diferentes procesadores, como entre la unidad de
control (78), el controlador del dispensador de abarrote y/o un
microprocesador de un ordenador personal (80). Como se usa en el
presente documento, el dispositivo de procesamiento (76) comprende
el procesador o procesadores del sistema que controla la operación
del sistema (10). El procesador puede ser cualquiera de los muchos
procesadores comercialmente disponibles como los PLCs y chips
procesadores multipropósitos con varios puertos de salida y entrada
y dispositivos de memoria acoplados incluyendo memorias ROM y RAM.
El dispositivo de procesamiento puede ser controlado por un
software apropiado que entre otras cosas use los datos recibidos de
los sensores de escaneo para determinar la altura, la anchura, el
largo y el volumen de espacio vacío superior.
Generalmente el dispositivo de procesamiento
(76) se opera para procesar la información de las características
recibidas del sensor de altura (44), el sensor de anchura (46) y el
sensor de contornos (48). El dispositivo de procesamiento (76)
determina entonces la cantidad de material de abarrote que se
necesita para llenar los espacios vacíos que quedan en el
contenedor por encima del objeto u objetos que han sido colocados en
el contenedor (o en el fondo del contenedor si no hay algún objeto
sobre el mismo). En la Fig. 6, este espacio vacío está representado
por las rayas diagonales (84) mientras que los objetos en el
contenedor (32) se indican con los números del 85 al 90. Después
que se determina la cantidad de material de abarrote para llenar el
contenedor hasta la parte superior, el dispositivo de procesamiento
(76) ordena al dispensador (12) proporcionar automáticamente la
cantidad de material de abarrote determinada. El material de relleno
puede fluir directamente dentro del contenedor y/o ser colocado o
guiado hacia el contenedor por un operario.
En el sistema ejemplar ilustrado, el dispensador
(12) de material de abarrote es un convertidor de abarrote que
convierte uno o más pliegos de hojas de material almacenado
(usualmente papel tipo kraft) en un material de abarrote
relativamente menos denso. Convertidores de abarrote ejemplares se
muestran en la patente de E.U. No. 5.123.889 y en la Solicitud de
Patente PCT No. PCT/US01/18678, publicada en la Publicación
Internacional No. 01/94107, las que se incorporan en este documento
por medio de referencia en la totalidad de éstas. Otros tipos de
dispensadores de abarrote pueden usarse, tales como otros tipos de
procesadores de papel para abarrote, dispensadores de partículas de
plástico, etc. Muchos de estos dispensadores son controlados hoy en
día por microprocesadores que se pueden conectar en interfase con
la unidad de control (78) y/o estar programados para realizar una o
más de las funciones del dispositivo de procesamiento (76) descritas
en este documento. En el caso del convertidor de material de
abarrote, el material de abarrote se puede producir en el lugar y
en respuesta a la orden del dispositivo de procesamiento (76).
Como se ilustra en la Fig. 5, la unidad de
control (78) puede conectarse en interfase con el dispensador (12)
de abarrote y con un ordenador personal (80) a través de conexiones
en serie (81a y 81b) del tipo RS-232. La unidad de
control (78) está equipada con varios puertos para conectarse con
los sensores de escáner (44, 46 y 48), con un interruptor de pedal
(94), con un sensor (96) de velocidad del transportador opcional,
con la puerta de tope (30) y con un panel de operador (98). Como se
observa en la Fig. 1, el interruptor de pedal (94) y el panel del
operador (98) están colocados, preferiblemente cerca del dispensador
de abarrote (12) para uso del operador/empacador humano. El
funcionamiento de los mismos será evidente a partir de la siguiente
descripción de la operación del sistema (10).
El sistema (10) ejemplar descrito anteriormente
se opera de la siguiente manera. Como se muestra en la Fig. 1, los
contenedores (32) que contienen uno o más objetos, como productos
para transportar, son llevados por la sección energizada (20) del
transportador (18) hacia el escáner (14) de relleno de espacios
vacíos. Los contenedores se colocan, valiéndose de medios
apropiados, a un lado del transportador de rodillo energizado, y
preferentemente colocados contra el riel guía (52) (Figs. 2 y 3).
Los contenedores son detenidos en el transportador por medio de la
puerta de tope (30) antes de entrar en al área de escaneo
(16).Cuando el operador acciona el interruptor de pedal (94), la
unidad de control (78) le ordena a la puerta de tope (30) liberar el
contenedor delantero retenido para que se mueva hacia el área de
escaneo (16) y pase a través de la misma. Después que el contenedor
es liberado, se le ordena a la puerta de tope regresar a su posición
de desplegada para evitar que el próximo contenedor se mueva hacia
el área de escaneo (16) hasta que posteriormente el dispositivo de
procesamiento (76) se lo ordene.
A medida que el contenedor se mueve a través del
área de escaneo (16), es escaneado por los sensores (44, 46 y 48).
Después del escaneo, el contenedor entra en la sección no energizada
(22) del transportador donde el operador puede alcanzar y colocar
el contenedor frente al orificio de salida del convertidor de
abarrote (12). El operador entonces acciona el interruptor de pedal
(94) nuevamente para lograr que el aparato ordene al dispensador de
abarrote (12) suministrar la cantidad de material de abarrote
necesaria para llenar el contenedor hasta su parte superior.
Después que el contenedor se ha llenado de abarrote, puede continuar
moviéndose para seguir siendo procesado, por ejemplo hacia un
cerrador de contenedores (102) y después hacia un transportador
también energizado (104).
Aunque la precedente constituye la forma
preferente de operar el sistema, la presente invención también
contempla otras formas de operar el sistema. Por ejemplo, después
que se le ordena al convertidor de abarrote proporcionar
determinada cantidad de material de abarrote necesaria para llenar
los espacios vacíos que quedan en el contenedor, el convertidor de
abarrote u otro dispensador de abarrote puede proporcionar el
material de abarrote de diferentes maneras. El material de abarrote
puede ser dispensado por el operador: método inicial descrito
arriba, o, alternativamente, el operador puede detener el
convertidor de abarrote para que no suministre material de
abarrote, si es necesario para que éste se empareje con el
convertidor de abarrote, por ejemplo, y entonces accionar el
interruptor de pedal nuevamente. El convertidor de abarrote
continuará entonces proporcionando material de abarrote hasta que
la cantidad determinada de abarrote se produzca y entonces parar
automáticamente.
Durante el proceso anteriormente mencionado, el
estatus de la operación puede ser indicado por indicadores
apropiados en el panel del operador (98). Por ejemplo, puede existir
un indicador de encendido, un indicador de escaneo completado, un
indicador de error detectado en el escaneo, y un indicador de
convertidor listo. Preferiblemente, el interruptor de pedal (94) es
operable solamente cuando la luz de convertidor listo esté
encendida y la luz del indicador de error detectado en el escaneo
esté apagada. Cuando se enciende el indicador de error detectado en
el escaneo puede indicar que no se detectó contenedor en el área de
escaneo, que la medida del contenedor detectada está por debajo de
la medida mínima y/o por encima de la medida máxima, y/o que la
medida del volumen de espacio vacío superior es negativa (no hay
objetos en el contenedor) o excede el volumen del contenedor
(contenedor sobrecargado).
El dispositivo procesador (76) puede también
estar equipado con uno o más dispositivos de entrada como un ratón,
un teclado, una pantalla de contacto, etc. Por ejemplo, el panel del
operador (98) puede estar equipado con una pantalla de contacto
como dispositivo de entrada, o el ordenador personal (80) puede
constar de una pantalla de contacto u otros dispositivos de entrada
asociados a él. De esta forma, se incluiría una entrada para
reiniciar el escaneo para permitir al operador eliminar la condición
de error o reiniciar el sistema por cualquier otra razón. El panel
del operador y/o el ordenador personal pueden constar de un monitor
para mostrar los diferentes indicadores y/o otra información, como
las dimensiones detectadas del contenedor, el volumen total del
contenedor, el volumen del contenido del contenedor y el volumen del
espacio vacío por encima del contenido del contenedor.
Adicionalmente, el panel del operador y/o
ordenador personal puede constar de un dispositivo de selección que
permita la selección de una densidad de relleno de espacios vacíos
entre una pluralidad de densidades de relleno de espacios vacíos.
Según la densidad de espacios vacíos seleccionada, el dispositivo de
procesamiento (76) varía la cantidad de material de abarrote por
volumen de espacio vacío detectado que será dispensado para así
proveer la densidad de espacio vacío seleccionada. Es decir, que el
dispositivo de procesamiento (76) puede estar programado con
parámetros predeterminados donde ordenará que una cantidad X de
abarrote sea proporcionada por unidad de volumen de espacio vacío
detectada. Sin embargo, si se necesita una protección mínima, por
ejemplo, el operador puede seleccionar una densidad de relleno de
espacios vacíos baja en respuesta a lo cual el dispositivo de
procesamiento (76) ordenará suministrar, por ejemplo, 10% menos de
material de abarrote por una determinada unidad de espacio vacío
superior detectado. Esto dará como resultado una densidad menor de
relleno del contenedor y se consumirá una cantidad menor de material
de abarrote. Por otra parte, si se necesita mayor protección y/o
los objetos empacados en el contenedor son más pesados, el operador
puede seleccionar una densidad mayor de relleno de espacios vacíos
a lo cual el dispositivo de procesamiento (76) responderá ordenando
suministrar, digamos, 10% más de material de abarrote por una
determinada unidad de espacio vacío superior detectado. El
dispositivo de entrada puede ser un dial donde se pueda indicar la
densidad deseada, un puntero de ratón, una pantalla de contacto con
una o más áreas de entrada, un teclado para introducir una densidad
de relleno de espacios vacíos deseada, etc.
Aunque la invención ha sido mostrada y descrita
con respecto a determinadas realizaciones preferentes, es obvio que
alteraciones y modificaciones equivalentes se les ocurrirán a los
expertos de la técnica al leer y comprender esta especificación y
los dibujos anexos. Particularmente en lo referente a las varias
funciones llevadas a cabo por los componentes descritos
anteriormente, los términos (incluyendo cualquier referencia a
"medios") usados para describir tales componentes se pretende
que correspondan, a menos que se indique lo contrario, a cualquier
componente que realice la función específica del componente descrito
(es decir, que sea funcionalmente equivalente), aunque no sea
estructuralmente equivalente a la estructura mostrada que realiza
la función en las realizaciones ejemplares de la invención
ilustradas en este documento. Además, aunque un rasgo en particular
de la invención puede haberse mostrado con respecto a solo una de
las diferentes realizaciones, este rasgo puede estar combinado con
uno o más rasgos diferentes de otras realizaciones según se desee o
sea ventajoso para una aplicación particular dada.
Claims (15)
1. Un sistema de llenado de espacios vacíos (10)
para determinar automáticamente y proporcionar una cantidad de
material de abarrote suficiente para llenar los espacios vacíos que
quedan en un contenedor (32) en el que se han colocado uno o más
objetos, que consta de:
- un dispensador de abarrote (12) el cual es operable para dispensar una cantidad controlada de material de abarrote;
- un escáner de contenedores (14) que consta de un área de escaneo (16), el escáner de contenedor incluyendo un sensor de altura (44) para detectar la característica de altura de un contenedor (32), un sensor de anchura (46) para detectar la característica de anchura de un contenedor y un sensor de contornos (48) para detectar la característica de contorno del objeto u objetos colocados en el contenedor; y
- un dispositivo de procesamiento (76) el cual es operable para procesar información de las características detectadas recibidas del sensor de altura (44), el sensor de anchura (46) y el sensor de contornos (48); determinar la cantidad de material de abarrote que se necesita para llenar los espacios vacíos que quedan en el contenedor no ocupados por el objeto u objetos; y ordenar al dispensador de abarrote (12) que proporcione la cantidad de material de abarrote determinada.
2. Un sistema de llenado de espacios vacíos como
se plantea en la reivindicación 1, que además consta de un
transportador que transporta el contenedor a través del área de
escaneo.
3. Un sistema de llenado de espacios vacíos,
como se plantea en la reivindicación 2, en el que el dispositivo de
procesamiento calcula las características de longitud del contenedor
como una función de la información de las características
detectadas recibidas al menos de uno de los sensores y el ritmo al
cual el transportador transporta el contenedor a través del área de
escaneo.
4. Un sistema de llenado de espacios vacíos como
se plantea en la reivindicación 2, en el que el sensor de contorno
detecta continuamente la superficie superior de un objeto u objetos
colocados en el contenedor a medida que el contenedor es movido por
el transportador a través del área de escaneo.
5. Un sistema de llenado de espacios vacíos como
se plantea en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el
que el sensor de anchura detecta la distancia a la que se encuentra
un lado del contenedor de un punto de referencia.
6. Un sistema de llenado de espacios vacíos como
se plantea en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el
que el sensor de anchura es un sensor infrarrojo de distancias.
7. Un sistema de llenado de espacios vacíos como
se plantea en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el
que el sensor de contorno es un escáner óptico de láser.
8. Un sistema de llenado de espacios vacíos como
se plantea en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el
que el sensor de altura incluye una serie de emisores y una serie de
receptores colocados en lados opuestos transversales del área de
esca-
neo.
neo.
9. Un sistema de llenado de espacios vacíos como
se plantea en la reivindicación 8, que también consta de un
transportador para transportar el contenedor a través del área de
escaneo, y en el que el escáner de contenedores incluye un marco
que tiene un par de montantes colocado por encima del transportador
de contenedores y una viga transversal que se apoya en la parte
superior de los montantes a una distancia fija del transportador de
contenedores, en el que la serie de emisores y la serie de
receptores están respectivamente montados en los montantes, y el
sensor de contorno está montado en la viga transversal.
10. Un sistema de llenado de espacios vacíos
como se plantea en una cualquiera de las reivindicaciones de la 2 a
la 9, que adicionalmente consta de una puerta de tope acoplada al
transportador de contenedores para permitir el paso controlado de
los contenedores hacia el área de escaneo.
11. Un sistema de llenado de espacios vacíos
como se plantea en cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
que adicionalmente consta de un dispositivo de selección conectado
al dispositivo de procesamiento para permitir la selección de una
densidad de relleno de espacios vacíos entre una pluralidad de
densidades de relleno de espacios vacíos, y en el que el
dispositivo de procesamiento, en respuesta a la densidad de relleno
de espacios vacíos seleccionada, varía la cantidad de material de
relleno que será proporcionada por volumen medido de espacio vacío,
para así proveer la densidad de relleno de espacio vacío
seleccionada.
12. Un sistema de llenado de espacios vacíos
(10) para determinar y producir automáticamente una cantidad de
material de abarrote suficiente para llenar los espacios vacíos que
quedan en un contenedor (32) en el cual uno o más objetos han sido
colocados, que consta de:
- un dispensador de abarrote (12) el cual es operable para dispensar una cantidad controlada de material de abarrote;
- un aparato para medir los espacios vacíos (14, 76) el cual mide la cantidad de espacios vacíos que quedan en un contenedor (32) después que uno o más objetos han sido colocados en el contenedor, el aparato para medir los espacios vacíos siendo operable para ordenar al dispensador de abarrote (12) suministrar una cantidad predeterminada de material de abarrote; y
- un dispositivo de entrada conectado al aparato para medir los espacios vacíos (14, 76) el cual permite la selección de una densidad de relleno de espacios vacíos entre una pluralidad de densidades de relleno de espacios vacíos, y en el que el aparato medidor de espacios vacíos, en respuesta a una densidad de relleno de espacios vacíos seleccionada, varía la cantidad de material de abarrote que se le ordena suministrar al dispensador de abarrote (12) por volumen de espacios vacíos medido.
13. Un sistema de llenado de espacios vacíos
como se plantea en la reivindicación 12, en el cual el aparato para
medir los espacios vacíos incluye
- un escáner de contenedores que consta de un área de escaneo, incluyendo el escáner de contenedores un sensor de altura para detectar la característica de altura de un contenedor, un sensor de de anchura para detectar la característica de anchura del contenedor y un sensor de contorno para detectar la característica de contorno de un objeto u objetos en el contenedor; y
- un dispositivo de procesamiento que es operable para
- procesar la información de las características recibidas del sensor de altura, del sensor de anchura y del sensor de contorno;
- determinar la cantidad de material de abarrote que se necesita para rellenar los espacios que quedan en el contenedor y no están ocupados por el objeto u objetos basado en la densidad de relleno de espacios vacíos seleccionada; y
- ordenar al dispensador de abarrote proporcionar la cantidad de material de abarrote determinada.
14. Un aparato para determinar automáticamente
una cantidad de material de abarrote suficiente para llenar los
espacios vacíos que quedan en un contenedor (32) en el que uno o más
objetos han sido colocados constando de:
- un dispositivo de procesamiento (76); y
- un dispositivo de entrada conectado al dispositivo de procesamiento que permite la selección de una densidad de relleno de espacios vacíos entre una pluralidad de densidades de relleno de espacios vacíos; y
- en el cual el dispositivo de procesamiento es operable para
- procesar la información detectada de características de un contenedor en el que uno o más objetos han sido colocados;
- determinar la cantidad de material de abarrote que se necesita para llenar los espacios vacíos que quedan en un contenedor no ocupados por el objeto u objetos basado en la densidad de abarrote seleccionada; y
- ordenar al dispensador de abarrote (12) proporcionar la cantidad de material de abarrote determinada.
15. Un aparato para determinar automáticamente
una cantidad de material de abarrote suficiente para llenar los
espacios vacíos que quedan en un contenedor (32) en el que se han
colocado uno u más objetos constando de:
- un escáner de contenedores (14) que consta de un área de escaneo (16), incluyendo el escáner de contenedores un sensor de altura (44) para detectar las características de altura de un contenedor, un sensor de anchura (46) para detectar las características de anchura de un contenedor y un sensor de contornos (48) para detectar las características de contorno del objeto u objetos colocados en el contenedor; y
- un dispositivo de procesamiento (76) que es operado para
- procesar la información de las características detectadas recibidas del sensor de altura (44), el sensor de anchura (46) y el sensor de contorno (48);
- determinar la cantidad de material de abarrote que se necesita para llenar los espacios vacíos que quedan en un contenedor (32) no ocupados por el objeto u objetos; y
- ordenar al dispensador de abarrote (12) suministrar la cantidad de material de abarrote determinada.
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