ES2436014T3 - Método de carga de recipientes - Google Patents
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Abstract
Método de carga de recipientes (3, 4) que comprenden al menos un primer alojamiento vacío (31, 41) y un segundo alojamiento vacío (32, 42) siendo los citados recipientes (3, 4) desplazables intermitentemente entre una primera posición de reposo (1) y una segunda posición de reposo (1). El método comprende calcular un tiempo disponible td correspondiente al tiempo necesario para que un alojamiento vacío (31, 32, 41, 42) alcance una posición de carga (11, 12, 21, 22), y compararlo con un tiempo de posicionado tp11, tp12, tp21 y tp22 necesario para que el manipulador recoja desde su posición actual cada objeto a cargar desde una zona de recogida (5) y lo deposite en una posición de carga (11, 12, 21, 22) que coincide con la posición de un alojamiento vacío (31, 32) (41, 42) de un recipiente (3, 4). El objeto a recoger (a, b, c, d) y la posición de entrega de dicho objeto en un alojamiento vacío (31, 32) (41, 42), corresponde con una posición de carga (11, 12, 21, 22) del manipulador cuyo tiempo de posicionado tp11, tp12, tp21 o tp22 sea más próximo al tiempo disponible td.
Description
Metodo de carga de recipientes
5 SECTOR DE LA TECNICA La presente invencion se engloba en el campo de los dispositivos y metodos de carga de productos en recipientes o envases que se desplazan movidos por unos medios de desplazamiento y, mas concretamente, recipientes que avanzan intermitentemente y en los cuales la carga de los productos se realiza mediante manipuladores. ESTADO ANTERIOR DE LA TECNICA
15 En muchos procesos de envasado el movimiento de los recipientes a lo largo de la instalacion se realiza de forma intermitente debido a los procesos de transformacion (como por ejemplo, formado o sellado) que sufre el envase en las distintas estaciones o maquinas. Este movimiento intermitente dificulta la carga eficiente de los productos en los envases o recipientes ya que una vez i niciado el movimiento de carga el envase o recipiente no puede avanzar hasta que la carga se haya completado, produciendose un tiempo muerto en el proceso de envasado. Generalmente los productos a cargar llegan por una cinta transportadora paralela a la estacion de carga de la maquina, donde cada vez es mas comun encontrarse con robots que realizan la carga del producto en los alojamientos del recipiente o envase. Estos robots cogen un producto o un conjunto de productos de dichas cintas y lo entregan en los alojamientos del recipiente o envase previamente formado. Es habitual tambien que los productos
25 avancen en direccion contraria al avance de los envases (counter flow), aunque tambien se conocen instalaciones en las cuales los productos avanzan en la misma direccion de avance de los envases. Actualmente, la carga se realiza con el recipiente o envase parado (en las pausas del movimiento intermitente durante las cuales se realizan entre otras las operaciones de formado, llenado, sellado, corte y extraccion, en las subsiguientes partes de la maquina) y el envase o recipiente puede comprender varias alojamientos que deberian llenarse durante la citada pausa en el avance del recipiente. Asi por ejemplo si el envase a llenar tiene cuatro alojamientos y el manipulador solo ha podido llenar 3 de los 4 alojamientos en el ciclo actual (pausa del movimiento intermitente) pero no ha tenido tiempo para llenar el cuarto alojamiento, la maquina debera retrasar su avance hasta que el robot entregue el ultimo producto en el alojamiento correspondiente (por ejemplo en el cuarto alojamiento).
35 Este retraso en el avance supone una reduccion de la productividad de la maquina debido a la acumulacion de tiempos de retraso. Para evitar estos retrasos o tiempos muertos, existen alternativas basadas en que el robot siga al envase durante su avance. Una solucion a este problema consiste en evitar que la maquina permanezca parada hasta que todos los productos han sido cargados en sus alojamientos, haciendo que el manipulador se mueva siguiendo el alojamiento a llenar durante el avance de la maquina y realizando la carga con el envase en movimiento. Esto es m uy habitual en procesos continuos, por ejemplo, en el sector de la automocion.
45 Sin embargo, en ciertas maquinas del sector del envasado, como por ejemplo las maquinas termoformadoras, durante el av ance de los envases no s e realiza ninguna transformacion que a porte un val or afadido al envase/producto, por lo que conviene que los desplazamientos de una estacion de la maquina a otra se realicen lo mas rapido posible para eliminar estos tiempos muertos. Por ello, en estos casos las velocidades de avance de la maquina y por tanto de los envases siguen una curva muy pronunciada de aceleracion-deceleracion. En este caso el recorrido que realiza el robot mientras sigue a un alojamiento del envase en movimiento para depositar el producto es muy largo ya que el robot ira variando su vector de direccion a medida que detecta punto por punto las nuevas posiciones del alojamiento. Como resultado el manipulador seguira una trayectoria curva, vista en planta, que le supone un mayor tiempo y espacio recorrido para alcanzar el alojamiento donde depositara finalmente el producto,
55 llegando a darse el caso en que el robot llega al alojamiento una vez ha finalizado el avance, o incluso mas tarde en las maquinas muy rapidas. Por lo tanto, en este caso, el recorrido del robot no esta optimizado y el tiempo en exceso supone una disminucion de la productividad del robot. El documento US 2002/0157919 A1 divulga un sistema que resuelve el inconveniente de los sistemas en los que tiene que detenerse una unica linea transportadora durante la carga y tiene que detenerse el brazo robot que coopera con ella cuando se ha rellenado un alojamiento, y hasta que se disponga un nuevo alojamiento vacio en la posicion de llenado directamente en el camino de actuacion del brazo robot. La presente invencion pretende optimizar la productividad de la maquina y optimizar tambien el tiempo en exceso
65 empleado por el robot para aumentar su productividad.
EXPOSICION DE LA INVENCION
Un objeto de la invencion es un metodo de carga de recipientes que comprenden al menos un primer alojamiento
5 vacio y un segundo alojamiento vacio configurados para recibir un objeto a cargar, siendo los citados recipientes desplazables intermitentemente por unos medios de desplazamiento de forma que los recipientes pueden ocupar una primera posicion de reposo, durante un tiempo de reposo tr, y pueden desplazarse, durante un tiempo de avance ta, desde la primera posicion de reposo hasta al menos una segunda posicion de reposo. El desplazamiento de los recipientes se realiza con una velocidad variable (una velocidad con una aceleracion no constante) a lo largo
10 del tiempo deavance ta. La carga del objeto se realiza mediante al menos un manipulador (por ejemplo un robot) que puede recoger el objeto a cargar de una zona de recogida, que comprende al menos un objeto, y entregarlo en una posicion de carga que coincide con uno de los alojamientos vacios de uno de los recipientes. Una zona de recogida es una posicion dentro del area de trabajo del manipulador donde se encuentra el objeto o los objetos que son recogidos para su posterior carga. Los objetos a recoger pueden estar por ejemplo en un almacen de productos,
15 o en una cinta de transporte que desplaza los objetos a una velocidad determinada. Una posicion de carga es una posicion que esta dentro del area de trabajo del manipulador y enla que esta prevista la entrega de productos, pudiendo alcanzar el manipulador por ejemplo cuatro posiciones de carga distintas (primera, segunda, tercera y cuarta posicion de carga) y estas posiciones de carga coinciden espacialmente con la situacion de alguno de los alojamientos vacios de unode los recipientes, de forma recipientes, de forma que la carga del manipulador en una
20 posicion de carga produce la carga del producto en un alojamiento de un envase.
El metodo de la invencion comprende las siguientes fases: Calcular un tiempo disponible td correspondiente al tiempo necesario para que un alojamiento vacio de un recipiente alcance una posicion de carga,
25 Calcular para cada uno de los citados al menos un objeto (comprendidos en la zona de recogida en el momento de la recogida):
- -
- un tiempo de posicionado tp11 necesario para que el manipulador alcance una primera posicion de carga que coincide con la posicion de un primer alojamiento vacio de un recipiente,
30 -un tiempo de posicionado tp12 necesario para que el manipulador alcance una segunda posicion de carga que coincide con la posicion de un segundo alojamiento vacio de un recipiente,
- -
- un tiempo de posicionado tp21 necesario para que el manipulador alcance una tercera posicion de carga que coincide con la posicion de un primer alojamiento vacio de un recipiente,
- -
- un tiempo de posicionado tp22 necesariopara que el manipulador alcance una cuarta posicion de 35 carga que coincide con la posicion de un segundo alojamiento vacio de un recipiente.
A continuacion se compara el tiempo disponible td con los tiempos de posicionado tp11, tp12, tp21 y tp22 de cada uno de los al menos un objeto (a, b, c, d) en cada u na delas posiciones de carga (11, 12, 21, 22), para determinar un objeto a recoger y una posicion de carga cuyo tiempo de posicionado tp11, tp12, tp21 o tp22 sea mas proximo al
40 tiempo disponible td.
Finalmente, el manipulador entrega dicho objeto en dicha posicion de recogida (despues de recoger el objeto de la posicion de recogida).
45 De acuerdo con el metodo de la invencion, se tiene en cuenta el movimiento de los recipientes entre una primera posicion de reposo yuna segunda posicion de reposo; y mas concretamente, el tiempo necesario para que los alojamientos vacios de los recipientes lleguen a una posicion de carga. En base a este dato se calcula y se decide que objeto se va a recoger (en caso de que haya mas de un objeto en la zona de recogida) y en que posicion de carga vaarealizar el manipulador la entrega del objeto, posicion de carga que, obviamente, coincidira con un
50 alojamiento vacio de un recipiente.
Para ello, se calculan los tiempos de posicionado tp11, tp12, tp21 y tp22 de cada objeto (el tiempo que necesita el manipulador en la posicion actual, para recoger cada uno de los objetos comprendidos en la zona de recogida y llevarlos a cada alojamiento vacio en las p osibles posiciones de carga preestablecidas) y compara estos tiempos 55 con el tiempo disponible td (el tiempo necesario para que el alojamiento vacio del recipiente alcance una posicion de carga). Entre los posibles objetos a recoger y las posibles posiciones de carga donde depositar los objetos, se elegira un objeto y se depositara en una posicion de carga, cuyo tiempo de posicionado mas se aproxime al tiempo disponible. Es decir, el manipulador recogera un objeto y lo cargara en una posicion de carga basandose en cual de todos los tiempos de posicionado tp11, tp12, tp21 y tp22, calculado para cada objetoy para cada una de las
60 posiciones de carga, es mas proximo al tiempo disponible td. Este calculo se realiza constantemente, de forma que el manipulador elige los objetos a recoger y realiza las cargas de dichos objetos optimizando siempre el tiempo de posicionado necesario, en lugar de mantener una secuencia preestablecida a la hora de recoger los objetos a cargar, o una orden de carga preestablecida en una posicion de cargasin tener en cuenta los desajustes entre el tiempo de posicionado del manipulador y el movimiento del recipiente.
65 El man ipulador pue de des plazarse desde la posicion d e reco gida hasta la posicion de car ga si guiendo u na trayectoria rectilinea, visto desde arriba, para minimizar los tiempos de posicionado.
La primera, segunda, tercera y cuarta posiciones de carga pueden coincidir con la posicion de un alojamiento vacio
5 de un recipiente en la primera o segunda posicion de reposo, de forma que la carga de los productos se realice cuando los recipientes estan en re poso, o bie n pueden coincidir con posiciones intermedias entre la primera y segunda posicion de reposo, de forma que la carga se realiza durante en avance de los recipientes.
El metodo de la invencion puede comprender realizar un seguimiento de la trayectoria de los alojamientos cuando hay un cierto desfase entre la posicion de carga (teorica) y la posicion de los alojamientos vacios, o bien cuando los tiempos de posicionado tp1 1, tp12, tp21 y tp22 so n me nores que el tiempo disponible td, es decir, en esta s condiciones el metodo de invencion comprenderia un seguimiento (tracking) de los alojamientos. Este seguimiento de la trayectoria puede comprender un primer desplazamiento del manipulador que consiste en un desplazamiento en li nea recta , vista e n p lanta, hasta u na p osicion proxima a l a lojamiento y u n s egundo d esplazamiento del
15 manipulador que consiste en un seguimiento de la posicion del alojamiento. En los casos que el producto se deposita en un alojamiento de un recipiente todavia en movimiento, el manipulador adapta su velocidad y direccion a las del recipiente en el momento de la entrega.
Otro objeto dela invencion es una ma quina de envasado que comprende unos medios de desplazamiento que pueden desplazar intermitentemente recipientes de forma que los recipientes pueden ocupar una primera posicion de reposo, durante un tiempo de reposo tr, y pueden desplazarse, durante un tiempo de avance ta, desde la primera posicion de reposo hasta al menos una segunda posicion de reposo, realizandose dicho desplazamiento de los recipientes con una velocidad variable a lo largo del tiempo de avance ta. Los recipientes comprenden al menos, un primer alojamiento y un segundo alojamiento configurados para recibir un objeto a cargar, comprendiendo la citada
25 maquina al menos un manipulador que puede recoger un objeto a cargar de una zona de recogida que comprende al menos un objeto, y entregarlo en uno de los alojamientos de uno de los recipientes. La maquina comprende ademas un sistema de control y unos medios de comunicacion entre los medios de desplazamiento yel al menos un manipulador, configurados de forma que el al menos un objeto a cargar se deposita en uno de los alojamientos vacios de acuerdo a un metodo de carga segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
La maquina de envasado puede comprender una estacion de termoconformado y/o termosellado.
DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
35 Para complementar la descripcion que se esta realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracteristicas del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realizacion practica del mismo, se acompafa como parte integrante de dicha descripcion, un juego de dibujos en donde con caracter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1 muestra una representacion esquematica de dos recipientes (3, 4) que comprenden alojamientos vacios (31, 32) (41, 42) encontrandose el recipiente (4) en la primera posicion de reposo (1) y los alojamientos (41 y42) coincidiendo con las posiciones de carga (11, 12) del manipulador.
45 La figura 2 muestra una representacion esquematica similar a la de la figura 1, en la cual los recipientes (3) y (4) han avanzado encontrandose el recipiente (3) en la primera posicion de reposo (1) y el recipiente (4) en la segunda posicion de reposo (2). En esta situacion los alojamientos (31 y 32) coinciden con las posiciones de carga (11 y 12) y los alojamientos (41, 42) coinciden con las posiciones de carga (21, 22).
EXPOSICION DETALLADA DE LA INVENCION
De acuerdo con una realizacion mostrada en las figuras 1 y 2 el metodo de la invencion permite la carga de productos (a, b, c, d) en alojamientos vacios (31, 41, 32, 42) de recipientes (3, 4). Los citados recipientes (3, 4) se
55 desplazan intermitentemente por unos medios de desplazamiento de forma que los recipientes (3, 4) pueden ocupar una primera posicion de reposo (1), durante un tiempo de reposo tr, y pueden desplazarse, durante un tiempo de avance ta, de sde la pr imera posic ion d e reposo (1) h asta, al meno s una seg unda posic ion d e reposo (2). E l desplazamiento de los recipientes (3, 4) se realiza con una velocidad variable a lo largo del tiempo de avance ta, realizandose la carga del objeto (a, b, c, d) mediante al menos un manipulador que puede recoger el objeto a cargar de una zona de recogida (5) que comprende al menos un objeto (a, b, c, d), y entregarlo en una posicion de carga (11, 12, 21, 22) que coincide con uno de los alojamientos vacios (31, 32) (41,42) de uno de los recipientes (3, 4). La zona de recogida se encuentra comprendida dentro de la zona de trabajo (6) del manipulador o manipuladores. Las posiciones de carga (11, 12, 21, 22) pueden coincidir con la posicion de las alojamientos vacios (31, 32, 41, 42) en la primera posicion de reposo (1) y en la segunda posicion de reposo (2) tal y como se muestra en las figuras 1 y 2, o
65 bien pueden encontrarse en un punto intermedio entre la primera y la segunda posicion de reposo (1, 2) por donde se desplazan las alojamientos (31, 32, 41, 42) de los rec ipientes (3, 4) durante el avance de la maquina. En una realizacion preferencial y no excluyente de la presente invencion, se muestra una zona de recogida que comprende una cinta transportadora (5) sobre la que se mueven a velocidad constante y en direccion contraria al avance de la maquina unos objetos a recoger (a, b, c, d). En dicha cinta transportadora (5) se pueden encontrar uno o mas objetos (d) fuera de la zona de trabajo del manipulador tal y como se aprecia en la figura 1. Sin embargo, dichos
5 objetos (d) ubicados inicialmente fuera de la zona de trabajo del manipulador, pueden llegar a desplazarse hasta la zona de trabajo (6) del manipulador, de tal forma que aquellos objetos (d) que puedan alcanzar dicha zona de trabajo (6) cuando el manipulador se disponga a realizar la recogida, tambien seran tenidos en cuenta a la hora de realizar los calculos de los tiempos de posicionado.
10 En otras realizaciones la zona de recogida puede comprender un numero diferente de productos o incluso un solo producto. Asimismo los recipientes (3, 4) pueden comprender diferente numero de alojamientos vacios (por ejemplo 4, 6 etc.). En las figuras se han representado unicamente dos posiciones de reposo (1,2) para los recipientes (3, 4) pero estas posiciones de reposo pueden comprender una tercera o mas posiciones de reposo.
15 El metodo comprende las siguientes fases: 1- Calcular un tiempo disponible td correspondiente al tiempo necesario para que un alojamiento vacio (31, 32, 41, 42) de un recipiente (3, 4) alcance una posicion de carga (11, 12, 21, 22), 2- Calcular para cada uno de los citados al menos un objeto (a, b, c, d):
20 a) un tiempo de posicionado tp11 necesario para que el manipulador alcance una primera posicion de carga (11) que coincide con la posicion de un primer alojamiento vacio (31, 41) de un recipiente (3, 4). Se obtendrian los tiempos de posicionado tp11 a, tp11 b, tp11 c y tp11 d
b) un tiempo de posicionado tp12 necesario para que el manipulador alcance una segunda posicion de carga (12) que c oincide con la posicion de un segundo alojamiento vacio (3 2, 42) d e un 25 recipiente (3, 4). Se obtendrian los tiempos de posicionado tp12a, tp12b, tp12c y tp12d
c) un tiempo de posicionado tp21 necesario para que el manipulador alcance una tercera posicion de carga (21) que coincide con la posicion de un primer alojamiento vacio (31, 41) de un recipiente (3, 4). Se obtendrian los tiempos de posicionado tp21 a, tp21 b, tp21 c y tp21 d
d) un tiempo de posicionado tp22 necesario para que el manipulador alcance una cuarta posicion de 30 carga (22) que coincide con la posicion de un segundo alojamiento vacio (32, 42) de un recipiente (3, 4). Se obtendrian los tiempos de posicionado tp22a, tp22b, tp22c y tp22d
3- Comparar el tiempo disponible td con los tiempos de posicionado tp11 a, tp12a, tp21 a, tp22a tp11 b, tp12b, tp21 b, tp22b tp11 c, tp12c, tp21 c, tp22c tp11 d, tp12d, tp21 d, tp22d para determinar una posicion de carga (11, 12, 21, 22) del manipulador y un objeto a cargar (a, b, c, d) cuyo tiempo de posicionado sea mas
35 proximo al tiempo disponible td. Es decir se decide cual de los objetos (a, b, c, d) se va a recoger y en que alojamiento se realiza la carga del objeto. 4- Entregar dicho objeto (a, b, c, d) en dicha posicion de carga (11, 12, 21, 22).
En una primera realizacion el tiempo disponible td, y los tiempos de posicionado tp11, tp12, tp21 y tp22, de cada
40 objeto (a, b, c, d) pueden calcularse a partir de la deteccion del inicio del movimiento de los recipientes (3, 4) entre una primera posicion de reposo (1) y la, al menos una, segunda posicion de reposo (2). Este caso es aplicable, por ejemplo, cuando un operario puede forzar el inicio del avance de la maquina, o bien cuando es dificil establecer con exactitud el comportamiento del avance de la maquina y los productos han de ser cargados en las posiciones de reposo.
45 En esta realizacion, entre avance y avance de la maquina, el manipulador va introduciendo los productos en los diferentes alojamientos vacios, realizando la carga de los productos con los recipientes parados, pero por ejemplo puede iniciarse el avance del recipiente cuando el manipulador ha terminado de cargar uno de los dos alojamientos de un recipiente, yesta procediendo a llenar el segundo. A diferencia del estado del arte, en el momento que el
50 manipulador d etecta q ue se pro duce e l a vance en la maquina ( y c onsecuentemente, el d e los recip ientes), recalculara la posicion de entrega y se dirigira directamente al alojamiento vacio que corresponda, sin realizar un seguimiento del alojamiento que pretendia cargar. De igual manera, si el avance de la maquina se produce cuando el manipulador se dirige a recoger un objeto (a, b, c, d), se recalcularan los tiempos de posicionado tp11, tp12, tp21 , tp22 d e tod os los ob jetos que e n el mo mento d e la recogida s e en cuentren en el area de tra bajo (6), y se
55 determinara el objeto a recoger y la posicion de carga donde depositarlo, en funcion de cual de todos los tiempos de posicionado tp11 a, tp12a, tp21 a, tp22a tp21 a, tp22a tp11b, tp12b, tp21b, tp22b tp11c, tp12c, tp21c, tp22c tp11d, tp12d, tp21 d, tp22d se parezca mas al tiempo disponible td.
Pongamos por ejemplo que el manipulador recoge un objeto a cargar y que inicia el movimiento hacia una posicion
60 de carga objetivo (11, 12, 21, 22), correspondiente a un alojamiento vacio (31, 41, 32, 42) de un recipiente (3, 4). En esta real izacion, cuand o se detecta el i nicio de l ava nce de la ma quina, se calc ulan los n uevos tiempos de posicionado tp11, tp12, tp21 y tp22 teniendo en cuenta la posicion actual del manipulador, y se re-calcula la posicion de carga (11, 12, 21, 22) comparando dichos tiempos de posicionado tp11, tp12, tp21 y tp22, con el tiempo que los recipientes necesitaran para alcanzar las posiciones de reposo (el tiempo disponible td hasta finalizar el avance de la
65 maquina). A partir de este calcul o se decide si mantener la posicion de carga objetivo, realizar la entrega del
producto en una nueva posicion de carga, o bien si se eli ge otra posicion de carga atendiendo a criterios de lejania sobre el radio de accion del manipulador, completar el llenado de todas las alojamientos, u otros.
En este caso, el manipulador puede optar por no variar su trayectoria, realizando la entrega en la misma posicion de carga (11, 12, 21, 22) que antes del avance de la maquina, y depositar el producto en un nuevo alojamiento vacio que ocupara el lugar del alojamiento vacio que h a avanzado a una segunda posicion de reposo; tambien puede variar su trayectoria y dirigirse a una nueva posicion de carga que se corresponda con la nuevaposicion que ocupara el alojamiento vacio objetivo, una vez finalizado el avance de la maquina (dirigiendose directamente a la posicion final de dicho alojamiento sin hacer un seguimiento del mismo durante el avance); o bien, puede optar por realizar la entrega del objeto en una posicion de carga donde se encuentre cualquier otro alojamiento vacio, en cuyo caso tambien, se dirigira directamente a la posicion de carga definitiva, en vez de hacer un seguimiento o una trayectoria curva durante el avance de la maquina.
Siguiendo con el ejemplo a nterior, en el caso de que al detectars e el avanc e de la maquina, el tiempo de posicionado mas similar a l tiempo disponible td se corres ponda con el tiempo necesario para alcanzar la misma posicion de carga objetivo antes de iniciarse movimiento de avance, el alojamiento donde se pretendia realizar la entrega antes del avance seguira vacio en una segunda posicion de carga, ya que el producto se depositara en el alojamiento vacio de otro recipiente que alcanzara la posicion objetivo tras e l avance de la maquina. De igual manera, si al detectar el avance de la maquina, el tiempo disponible td se corresponde con el tiempo que necesita el manipulador en alcanzar desde su posicion actual la nueva posicion que ocupara el alojamiento objetivo tras el avance de la maquina, e l mani pulador se dirigira d irectamente a la n ueva posicion de carg a (si n realizar u n seguimiento del alojamiento). � por la misma logic a, tambien puede darse el caso en que el nuevo alojamiento objetivo sea diferente a cualquiera de las arriba explicadas, o incluso que primen otros criterios de carga que pueden combinarse c on el m etodo de la presente i nvencion, como por ejemplo com pletar el llenado de to dos los alojamientos antes de que salgan del area de trabajo (6) del manipulador, criterios de lejania sobre el radio de accion del manipulador, u otros.
Cuando en el caso del ejemplo anterior, se detecta el m ovimiento de avance de la maquina sin que el manipulador tenga ningun objeto para cargar en su haber, se calculara el tiempo de posicionado de todos los objetos (a, b, c, d) que pudieran estar dentro de la zona de recogida (5) comprendida en el area de trabajo (6) del manipulador en el instante de la recogida. Es decir, tambien se tendran en cuenta aquellos objetos que si bien en el preciso instante de detectarse el avance de la maquina estan fuera del area de trabajo del manipulador, pudieran desplazarse hasta la zona de recogida (5) durante el tiempo que necesita el manipulador en llegar desde su posicion actual hasta la posicion del objeto en dicha zona de recogida, y se compararan los tiempos de posicionado de cada objeto en cada alojamiento con el tiempo disponible td, para recoger el objeto (a, b, c, d) cuyo tiempo de posicionado tp11, tp12, tp21, tp22 en una determinada posicion de carga (11, 12, 21, 22) sea el mas proximo al tiempo disponible td. Al igual que en el ejemplo anterior, en este caso tambien pueden primar otros criterios como la prioridad a la recogida (es decir, priorizar la recogida de aquellos objetos que vayan a salir de la zona de trabajo del manipulador) a la hora de elegir el objeto a cargar, u otros.
Segun e l m etodo, la m aquina ya sa be d e a ntemano donde se e ncontraran los al ojamientos va cios un a ve z terminado el avance (tanto los de un recipiente que tiene todos los alojamientos vacios, como los que dejo por cargar en otro recipiente), tambien puede estimar el tiempo durante el cual se produce el avance de la maquina ta, y es capaz de prever en que posiciones de recogida se encontraran los objetos a cargar a lo largo del tiempo. Por lo tanto, calculara el tiempo de posicionado tp11, tp12, tp21 y tp22 que tardaria el manipulador en cargar cada uno de los objetos (a, b, c, d), llevandolos directamente (realizando una trayectoria rectilinea vista desde arriba) a cada una de las posiciones de carga que corresponderan a los alojamientos vacios de los recipientes una vez haya terminado el avance, yel objeto a cargar yla nueva posicion de carga sera aquella cuyo tiempo de posicionado sea mas parecido al tiempo de avance de la maquina, que en este caso coincide con el tiempo disponible (a diferencia del estado de la tecnica en el cual el manipulador sigue el movimiento de los alojamientos).
Como resultado, el metodo de la invencion optimiza la productividad del manipulador ya que se evita el tiempo en exceso necesario para hacer el seguimiento de las trayectorias durante el avance de la maquina.
En una segunda realizacion, el tiempo disponible td puede calcularse como la suma del tiempo deavance ta y un tiempo restante tres para que se inicie el movimiento de los recipientes entre una primera posicion de reposo (1) y al menos una segunda posicion de reposo (2).
En este caso, se procede optimizar la asignacion del producto basandose en el conocimiento que se dispone del ciclo de avance de la maquina.
A la hora de elegir el objeto (a, b, c, d) a recoger y determinar su posicion de carga, se calcula el tiempo restante tres antes del inicio del movimiento de los recipientes yse determina cuales son los objetos a cargar ylas posiciones de carga cuyo tiempo de posicionado es inferior al tiempo que falta para que se inicie el avance tres. Por ejemplo, cuando el tiempo restante tres es mayor que alguno de los tiempos de posicionado tp11, tp12, tp21, tp22, se determina el objeto a recoger yla posicion de e ntrega correspondiente al tiem po de posicionado que sea mas proximo al proximo al tiempo restante t res, aunque al igual que en el caso anterior, tambien pueden primar otros criterios de carga que pueden combinarse con el metodo de la presente invencion, como por ejemplo completar el llenado de todos los alojamientos antes de que salgan del area de trabajo (6) del manipulador, criterios de lejania sobre el radio de accion del manipulador, u otros.
5 En caso de que el tiempo restante tres sea menor que dichos tiempos de posicionado, se repite el calculo pero teniendo en consideracion el tiempo disponible despues del avance de los recipientes, es decir, el tiempo de avance ta mas el tiempo restante tres, ta � tres.
10 Finalmente, se determina cual es el objeto (a, b, c, d) a recoger ysu alojamiento de destino optimo comparando el tiempo de posicionado tp11, tp12, tp21, tp22 que mas se aproxime al tiempo disponible td, o bien atendiendo a criterio de lejania sobre el radio de accion, completar el llenado de todos los alojamientos, priorizar la recogida de aquellos objetos que vayan a salir de la zona de trabajo (6) del manipulador, u otros.
15 En principio, siguiendo este metodo, no se seria necesario aplicar el metodo de la primera realizacion, pero pueden darse casos (debido a la dificultad de establecer con exactitud el comportamiento del avance del envase) donde la combinacion de ambos mejore el resultado final.
El metodo de la segunda realizacion se diferencia de la primera realizacion en que es predictivo: en el caso anterior,
20 el manipulador recalculaba las posiciones de carga cuando detectaba el movimiento de avance de la maquina. Por el contrario en este 2� meto do, el manipulador sabra en todo momento cuando se producira el avance de la maquina, y en funcion del tiempo que le queda (antes o despues del avance) decidira donde depositar el producto.
En este caso, en el momento en que el manipulador deposita un producto en un alojamiento y se dispone a recoger
25 un nuevo producto de la zona de recogida (5), calcula el tiempo que le queda hasta que se produzca el avance de la maquina tres y el tiempo disponibleque le queda hasta que termine el avance dela maquinatres � ta. Asi puede decidir que producto (a, b, c, d) recoger y en que posicion depositar dicho producto, en funcion del tiempo que le queda antes del avance, el tiempo que dispone desde ese momento hasta despues del avance, u otros criterios.
30 Por ejemplo, optara por recoger un objeto y depositarloen una posicion de carga en la primera posicion de reposo (1), si no hay alojamientos que quedaran fuera del alcance del manipulador una vez avance la maquina o si el tiempo restante tres es el mas parecido al tiempo que tarda el manipulador en recoger dicho objetoy llegar a la posicion de carga en la primera posicion de reposo (1).
35 El manipulador optara por recoger un objeto y depositarlo en una posicion de carga en la segunda posicion de reposo (2), es decir, el alojamiento en la segunda posicion de reposo tras el avance del recipiente, si el tiempo disponible hasta que termine el avance de la maquina tres � ta es el mas parecido al tiempo que tarda el manipulador en recoger dicho objeto y llegar directamente a la posicion de carga en la segunda posicion de reposo (2).
40 En una tercera realizacion la posicion de carga corresponde a una posicion de un alojamiento vacio entre la primera posicion de reposo (1) y la segunda posicion de reposo (2), es decir, que el manipulador puede realizar la carga durante el movimiento del recipiente sin que sea necesario esperar a que se encuentre en una posicion de reposo.
De acuerdo con esta tercera realizacion el tiempo disponible td se calcula como la suma del tiempo de avance ta y
45 un tiempo restante tres para que se inicie el movimiento de los recipientes entre la primera posicion de reposo (1) y la, al menos una, segunda posicion de reposo (2), siendo el tiempo disponible td mayor que los tiempos de posicionado tp11, tp12, tp 21 � tp2 2 de cada uno de los ob jetos ( a, b, c, d) en las difer entes alojamientos vacios de lo s recipientes, y el tiempo restante tres menor que el tiempo de posicionado tp11, tp12, tp21, tp22. Es decir, cuando el manipulador no tiene tiempo de recoger y cargar el objeto antes de que comience el avance de los recipientes pero
50 este tiempo es menor que el tiempo disponible hasta que los recipientes alcancen la segunda posicion de reposo. En este caso, el manipulador recogera un objeto ylo depositara en una posicion de carga que corresponda con un alojamiento vacio en movimiento desde la primera posicion de reposo hacia la segunda posicion de reposo.
Este hecho implica que exista comunicacion entre el manipulador y la maquina de envasar, de manera que el
55 manipulador sepa en todo momento el tiempo que tiene hasta el avance, cuanto durara el avance ydonde se ubicaran exactamente los alojamientos vacios a lo largo del proceso de avance, de forma que le sea posible calcular que objeto recoger y la mejor posicion de carga de dicho objeto que optimice el rendimiento del conjunto maquinamanipulador en cada momento.
60 La entrega del objeto en la posicion de carga se realiza con una velocidad relativa sustancialmente nula respecto del recipiente y una direcciondedesplazamiento sustancialmente paralela a la direccion de avance delrecipiente. El manipulador conoce la posicion del alojamiento en todo momento y se dirige hacia una posicion de carga, en la cual se va a encontrar el alojamiento correspondiente. Una vez que el manipulador se encuentra en las proximidades de la pos icion de carga, ada pta su veloc idad y dir eccion de forma qu e coinc idan sustanci almente con las de l
65 alojamiento, para que la entrega del producto se realice en las mejores condiciones.
�ay que remarcar que la invencion no se limita al campo del llenado de productos, sino que tambien es aplicable en cualquier otro proceso llevado a cabo por manipuladores que actuan sobre un producto que se mueve de forma intermitente a veloci dad v ariable (proc esos de sol dadura, pal etizado, manip ulacion, descar ga, selecci on de productos, etc.)
Claims (11)
- REIVINDICACIONES1. Metodo de carga de recipientes (3, 4) que comprenden al menos un prim er alojamiento vacio (31, 41) y un5 segundo alojamiento v acio (32, 42) c onfigurados p ara recibir un objeto a carg ar, siend o los citados recipientes (3, 4) desplazables intermitentemente por unos medios de desplazamiento de forma que los recipientes (3, 4) pueden ocupar una primera posicion de reposo (1), durante un tiempo de reposo tr, y pueden desplazarse, durante un tiem po de avance ta, d esde la primera posicion de reposo (1) h asta al menos una segunda posicion de reposo (2), realizandose dicho desplazamiento de los recipientes (3, 4) con10 una velocidad variable a lo largo del tiempo de avance ta, realizandose la carga del objeto a cargar mediante al menos un manipulador que puede recoger el objeto a cargar de una zona de recogida (5) que comprende al menos un objeto (a, b, c, d) y entregarlo en una posicion de carga (11, 12, 21, 22) que coincide con uno de los alojamientos vacios (31, 32) (41, 42) de uno de los recipientes (3, 4) caracterizado porque comprende las siguientes fases:15 calcular un tiempo disponible td correspondiente al tiempo necesario para que un alojamiento vacio (31, 32, 41, 42) de un recipiente (3, 4) alcance una posicion de carga (11, 12, 21, 22), Calcular para cada uno de los citados al menos un objeto (a, b, c, d):
- -
- un tiempo de posicionado tp11 necesario para que el manipulador alcance una primera posicion de
20 carga (11) que coincide con la posicion de un primer alojamiento vacio (31, 41) de un recipiente (3, 4),- -
- un tiempo de posicionado tp12 necesario para que el manipulador alcance una segunda posicion de carga (12) que coincide con la posicion de un segundo alojamiento vacio (32, 42) de un recipiente (3, 4),
25 - un tiempo de posicionado tp21 necesario para que el manipulador alcance una tercera posicion de carga (21) que coincide con la posicion de un primer alojamiento vacio (31, 41) de un recipiente (3, 4),- -
- un tiempo de posicionado tp22 necesario para que el manipulador alcance una cuarta posicion de
carga (22) que coincide con la posicion de un segundo alojamiento vacio (32, 42) de un recipiente (3, 30 4),comparar el tiempo disponible td con los tiempos de posicionado tp11, tp12, tp21 y tp22 de cada uno de los al menos un objeto (a, b, c, d) en cada una de las posiciones de carga (11, 12, 21, 22), para determinar una posicion de carga (11, 12, 21, 22) del manipulador yun objeto a cargar (a, b, c, d) cuyo tiempo de35 posicionado tp11, tp12, tp21 o tp22 sea mas proximo al tiempo disponible td, entregar dicho objeto (a, b, c, d) en dicha posicion de carga (11, 12, 21, 22). - 2. Metodo segun la reivindicacion 1, en donde el manipulador se desplaza desde la posicion de recogida hastala posicion de carga siguiendo una trayectoria rectilinea. 40
-
- 3.
- Metodo segun las reivindicaciones anteriores, en donde la posicion de carga (11, 12, 21, 22) coincide con la posicion de un alojamiento vacio (31, 32, 41, 42) de un recipiente en una posicion de reposo (1, 2).
-
- 4.
- Metodo segun la reivindicacion 3, en donde el tiempo disponible td, ylos tiempos de posicionado tp11, tp12,
45 tp21 y tp22 se calculan a partir de la deteccion del iniciodel movimiento de los recipientes (3, 4) entre la primera posicion de reposo (1) y la, al menos una, segunda posicion de reposo (2). - 5. Metodo segun la reivindicacion 3, en donde el tiempo disponible td se calcula como la suma del tiempo deavance ta y un tiempo restante tres para que se inicie el movimiento de los recipientes (3, 4) entre la primera 50 posicion de reposo (1) y la, al menos una, segunda posicion de reposo (2).
- 6. Metodo segun la reivindicacion 5, en donde cuando el tiempo restante t res es mayor que alguno de los tiempos de posicionado tp11, tp12, tp21, tp22, se d etermina el objeto a recoger y la posicion de entrega correspondiente al tiempo de posicionado tp11, tp12, tp21, tp22 que sea mas proximo al tiempo restante tres.
- 7. Metodo segun la reivindicaciones 1 o 2, en donde laposicion de carga (11, 12, 21, 22) corresponde a una posicion de un alojamiento vacio (31, 32, 41, 42) entre la primera posicion de reposo (1) yla segunda posicion de reposo (2).60 �. Metodo segun la reivindicacion 7, en donde el tiempo disponible td se calcula como la suma del tiempo de avance ta y un tiempo restante tres para que se inicie el movimiento de los recipientes (3, 4) entre la primera posicion de reposo (1) � la, al menos una, segunda posicion de reposo (2), siendo el tiempo disponible td mayor que los tiempos de posicionado tp11, tp12, tp21 y tp22 y el tiempo restante tres menor que el tiempo de posicionado tp11, tp12, tp21, tp22.
- 9. Metodo segun la reivindicacion �, en donde el manipulador realiza la entrega del al menos un objeto (a, b, c, d) en la posicion de carga (11, 12, 21, 22) con una velocidad relativa sustancialmente nula respecto del recipiente (3, 4) yuna direccion de desplazamiento sustancialmente paralela a la direccion de avance del recipiente (3, 4).
- 10. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende realizar un seguimiento de la trayectoria de los alojamientos (31, 32, 41 y 42) cuando el tiempo de posicionado tp11, tp12, tp21 y tp22 es menor que el tiempo disponible td.10 11. Metodo s egun la reiv indicacion 10, en donde el s eguimiento de l a trayectoria c omprende u n primer desplazamiento de l ma nipulador que co nsiste en un d esplazamiento en li nea rect a hast a u na posicion proxima al alojamiento (31, 32, 41,42) y un segundo desplazamiento del manipulador que consiste en un seguimiento de la posicion del alojamiento (31,32,41,42).15 12. Metodo se gun cualq uiera d e las reivi ndicaciones anter iores, en do nde la zo na d e recogi da (5 ) esta comprendida dentro de un area de trabajo (6) del citado al menos un manipulador.
- 13. Maquina d e envasado q ue com prende un os m edios de d esplazamiento que pu eden des plazar intermitentemente recipientes (3, 4) de form a que los recipientes (3, 4) pueden ocupar una primera posicion 20 de reposo (1), durante un tiempo de reposo tr, y pueden desplazarse, durante un tiempo de avance ta, desde la primera posicion de reposo (1) hasta al menos u na segunda posicion de reposo (2), realizandose dicho desplazamiento de los recipientes (3, 4) con una velocidad variable a lo largo del tiempo de avance ta, comprendiendo los recipientes (3, 4) al menos un primer alojamiento (31, 41) y un segundo alojamiento (32, 42) configurados para recibir un objeto a cargar (a, b, c, d), compren diendo la citada maquina al menos un 25 manipulador que puede recoger un objeto a cargar (a, b, c, d) de una zona de recogida que comprende al menos un objeto (a, b, c, d) y entregarlo en uno de los alojamientos (31, 32, 41, 42) de uno de los recipientes (1, 2), caracterizada porque comprende un sistema de control y unosmediosdecomunicacion entre los medios de desplazamiento y el al menos un manipulador, configurados de forma que el al menos un objeto a cargar (a, b, c, d) se dep osita en uno de los alojamientos vacios (31, 32, 41, 42) de acuerdo a un metodo de30 carga seg un cualquiera de las reiv indicaciones a nteriores, y porque e l ma nipulador y la ma quina de envasado estan comunicados entre si, de maner a que el manipulador sepa en todo momento el tiempo que tiene hasta el avance, cuanto durara el avance y donde se ubicaran exactamente los alojamientos vacios a lo largo del proceso de avance, de forma que le sea posible calcular que objeto recoger y la mejor posicion de carga de dicho objeto que optimice el rendimiento del conjunto maquina-manipulador en cada momento.
- 14. Maquina de envasado segun la reivindicacion 13, que comprende una estacion de termoconformado y/o termosellado.
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