ES2989368T3 - Aparato modular y método para llenar y cerrar artículos, planta con al menos un aparato modular - Google Patents

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Abstract

1. Aparato modular para el llenado y cierre de artículos, en particular de contenedores (A), que se alimentan aleatoriamente, que comprende: un sistema de transporte (10) para transportar los artículos (1) dispuestos aleatoriamente sobre al menos un primer plano de transporte (10a) a lo largo de una respectiva dirección de transporte de artículos (A1); un sistema de transporte (20) para transportar elementos de cierre dispuestos aleatoriamente sobre al menos un primer plano de transporte (20a) para transportar elementos de cierre, en una respectiva dirección de transporte (C1); una estación de llenado (60) para llenar uno de dichos artículos (A) dispuesto en una posición de llenado; una estación de cierre (70) para la aplicación de dichos elementos de cierre sobre uno de dichos artículos llenos (A); un sistema de extracción (50) para transportar los artículos llenos y cerrados en una dirección de extracción longitudinal (XX) y en un sentido de extracción de aguas arriba a aguas abajo; primeros dispositivos de recogida y colocación (30) para recoger y posicionar los artículos (A); segundos dispositivos de recogida y colocación (40) para recoger y posicionar dichos elementos de cierre; un sistema de detección para detectar la posición y/o la disposición de los artículos (A) en tránsito sobre el al menos primer plano de transporte (10a) y de los elementos de cierre (C) en tránsito sobre el respectivo al menos primer plano de transporte (20a); una unidad de procesamiento y control (500) para los componentes y sistemas operativos del aparato. El sistema de extracción (50) comprende preferiblemente un plano (50a) para la extracción de los artículos llenos y cerrados, que está orientado en paralelo a la dirección longitudinal (XX) de extracción de los artículos y a una dirección transversal a lo ancho (YY) del aparato y sobre el que se transportan los artículos llenos y cerrados (A') dispuestos con una orientación y/o posición predefinidas. Dichos primer plano de transporte (10a) para el transporte de los artículos (A) y primer plano de transporte (20a) para el transporte de los elementos de cierre (C) están dispuestos en lados opuestos del sistema de extracción (50), en particular del plano de extracción (50a) para los artículos llenos y cerrados. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato modular y método para llenar y cerrar artículos, planta con al menos un aparato modular
La presente invención se refiere a un aparato modular para llenar y cerrar artículos alimentados aleatoriamente, en particular, contenedores, un método para llenar y cerrar artículos alimentados aleatoriamente y una planta para envasar artículos tales como contenedores, que comprende uno o más de dichos aparatos modulares.
Se conoce que, en el sector técnico que se refiere al envasado de productos, por ejemplo, en forma líquida, fluida o en polvo, existe la necesidad de manipular artículos, en particular, contenedores, que tienen diferentes capacidades y formas y que se alimentan a máquinas operativas automáticas, tales como máquinas de llenado, de tapado y de etiquetado, cada una diseñada respectivamente para llenar, cerrar, etiquetar o remitir posteriormente los artículos/productos para envasado.
También se conoce que estas máquinas automáticas, generalmente, deben ser alimentadas de forma continua, a intervalos regulares y/o a una velocidad constante predefinida, en concreto, de acuerdo con parámetros determinados por los requisitos de dichas máquinas y por el ciclo de producción para el que están diseñadas y configuradas.
De manera adicional, también puede requerirse que los contenedores lleguen a las máquinas operativas automáticas siempre en una cierta posición - generalmente vertical -, es decir, con la abertura de llenado dirigida hacia arriba y/o con una orientación específica de sus superficies (convencionalmente identificadas como frontal, lateral o trasera con respecto a un eje longitudinal, la posición de la boca de llenado y/o la dirección de avance a través de la máquina), para permitir una correcta manipulación del artículo, por ejemplo, necesario durante las operaciones de llenado y etiquetado. En este contexto, las plantas de envasado comprenden, generalmente, una pluralidad de aparatos y máquinas que comprenden aparatos de alimentación - convencionalmente llamados aparatos de clasificación - que, empezando con artículos, tales como contenedores dispuestos aleatoriamente en tolvas especiales - son capaces de clasificar y alimentar los contenedores en una secuencia ordenada y/o con una orientación y/o posición predefinida (p. ej., posición erecta) a máquinas de llenado posteriores en las que los contenedores se llenan con el producto y posteriormente se transportan a aparatos de tapado para la aplicación de un elemento de cierre, tal como una tapa, en cada contenedor lleno. Posterior a la estación de tapado puede haber otras máquinas, tales como máquinas de etiquetado, básculas para verificar el peso del producto envasado y/o máquinas de envasado automáticas.
Las plantas de envasado conocidas hasta ahora han sido diseñadas con el objetivo de maximizar la capacidad de producción, la velocidad de clasificación, llenado y tapado de los artículos y la eficiencia de la manipulación de dichos artículos, con el objetivo de lograr la máxima productividad durante la producción en masa.
Para este fin, las plantas, generalmente, se diseñan y construyen a medida de acuerdo con los requisitos de capacidad y producción del cliente, con una serie de aparatos y máquinas dispuestos en serie y configurados para procesar con la máxima eficiencia y velocidad ciertos tipos específicos de artículos y para operar con una capacidad de producción predeterminada dada. Un problema que ha surgido recientemente es el que resulta del hecho de que las plantas de envasado conocidas no son versátiles en cuanto a la gestión de diferentes volúmenes de producción o tipos de producción.
De hecho, si la demanda del tipo de artículo para el que está diseñada la planta es menor que aquella para la que ha sido configurada, se requiere interrumpir la operación de las plantas una vez que la producción alcanza el nivel deseado.
Cualesquiera cambios de formato de los artículos a manipular y/o productos a dispensar requieren al menos la intervención de operadores especializados, lavado del aparato y, a menudo, también reconfiguración de la máquina por la empresa instaladora.
De manera adicional, si, por el contrario, se requiere aumentar la capacidad de producción de la planta instalada, la única solución es instalar una nueva planta, con el fin de cubrir el exceso de demanda que no puede garantizarse por la planta de envasado que ya se ha instalado.
Los mismos inconvenientes antes mencionados también tienen repercusiones en los fabricantes de las plantas de envasado, en particular, de las líneas de llenado y tapado, quienes, generalmente, están obligados a diseñar y construir cada planta en función de los requisitos de producción específicos y el tipo de artículos especificados por los clientes; como resultado, la producción de las plantas de envasado y, en particular, las líneas de clasificación, llenado y tapado pueden estandarizarse únicamente en lo que respecta a los aspectos más generales, pero cada planta debe ser posteriormente diseñada y configurada en cada caso con una enorme inversión en términos de tiempo y recursos técnicos y económicos.
En el contexto antes mencionado y con el fin de maximizar la capacidad de producción y la velocidad de envasado de los artículos, la automatización de las plantas, en particular, del aparato de clasificación, debe ser limitada, ya que los aparatos más complejos y, por lo tanto, altamente automatizados trabajan más lentamente que los aparatos simples que no deben llevar a cabo automáticamente operaciones o movimientos complejos. En la patente US2018/0075506 A1 se divulga un sistema y método de técnica anterior para producir productos personalizados intermezclados con productos producidos en masa. Utiliza un sistema de vías automatizado y una pluralidad de vehículos que pueden circular de forma independiente a lo largo del sistema de vías. Sus estaciones de carga de contenedores pueden configurarse para facilitar la carga de un contenedor vacío y/o un cierre en un vehículo. En una realización particular, las estaciones de carga de contenedores pueden incluir cada una un brazo robótico que recupera el contenedor y/o el cierre de un área de almacenamiento y coloca el contenedor y/o el cierre en el vehículo.
Un problema adicional es que las plantas conocidas ocupan un gran espacio, en particular, a lo largo y, como se ha mencionado, una vez instaladas, no se pueden eliminar o adaptar fácilmente a una reducción de o cambio en el requisito de producción.
El problema técnico que se plantea es, por lo tanto, proporcionar un aparato para llenar y cerrar artículos alimentados aleatoriamente, en particular, contenedores, que resuelve o al menos supera parcialmente uno o más de los dichos problemas de la técnica anterior.
Un objeto particular de la presente invención es proporcionar un aparato para llenar y cerrar artículos, en particular, contenedores, que es más versátil en cuanto a variaciones en el volumen y/o tipo de producción requerida. Esta versatilidad mejorada puede ser deseable durante el diseño y la construcción del aparato y/o durante la producción cuando el aparato se ha instalado. Otro aspecto deseable es que el aparato tenga pequeñas dimensiones, sea fácil y de bajo coste desde un punto de vista de producción y ensamblaje y que sea capaz de instalarse fácilmente en cualquier ubicación del usuario. Estos resultados se obtienen de acuerdo con la presente invención por un aparato modular para llenar y cerrar artículos alimentados aleatoriamente, en particular, contenedores, mediante elementos de cierre que también se alimentan aleatoriamente, de acuerdo con las características de la reivindicación 1 y por un método para llenar y cerrar artículos de acuerdo con las características de la reivindicación 16.
El aparato modular para llenar y cerrar artículos alimentados aleatoriamente, en particular, contenedores, por lo tanto, comprende un sistema para transportar los artículos dispuestos en al menos un primer plano de transporte a lo largo respectivamente de una dirección de transporte de artículos; un sistema para transportar elementos de cierre dispuestos aleatoriamente en al menos un primer plano de transporte para transportar elementos de cierre, respectivamente en una dirección de transporte; una estación para llenar uno de dichos artículos, dispuesto en una posición de llenado; una estación de cierre para la aplicación respectivamente de uno de dichos elementos de cierre en uno de dichos artículos llenos A; un sistema de extracción, diseñado para transportar los artículos llenos y cerrados a lo largo de una dirección de extracción longitudinal y en un sentido de extracción de atrás hacia adelante; uno o más primeros dispositivos de recogida y colocación para recoger y posicionar los artículos; uno o más segundos dispositivos de recogida y colocación para recoger y posicionar dichos elementos de cierre; un sistema de detección para detectar la posición y/o disposición de los artículos en tránsito en el al menos primer plano de transporte y los elementos de cierre en tránsito respectivamente en el al menos primer plano de transporte; una unidad de procesamiento y control para los componentes y sistemas operativos del aparato.
El sistema de extracción comprende preferentemente un plano de extracción para la extracción de los artículos llenos y cerrados, que está orientado paralelo a la dirección longitudinal de extracción de los artículos y a una dirección a lo ancho transversal del aparato y en el que se transportan los artículos llenos y cerrados dispuestos con una orientación y/o posición predefinida. Los dichos primer plano de transporte de los artículos y primer plano de transporte de los elementos de cierre están dispuestos en lados opuestos del sistema de extracción, en particular, del plano de extracción de los artículos llenos y cerrados.
Tal configuración de aparatos modulares permite la producción de plantas con diferentes capacidades de clasificación, llenado y tapado de artículos, tales como contenedores a llenar con un fluido, usando siempre una misma estructura modular de los aparatos de llenado y tapado y simplemente combinando un número adecuado de tales aparatos en serie a lo largo de la dirección de extracción, con el fin de obtener la capacidad de producción necesaria. Igualmente, es posible variar la capacidad de una planta que incluye un aparato de acuerdo con la invención que ha sido previamente instalado simplemente añadiendo (o eliminando) módulos de llenado y tapado adicionales antes o después a la misma en la dirección longitudinal.
También en conexión con las plantas que ya se han instalado, también es posible, debido a la estructura modular del aparato de acuerdo con la invención, variar la capacidad de producción de la planta dependiendo de las necesidades reales operando únicamente uno o más de los módulos de llenado y tapado que son independientes entre sí; alternativamente o en combinación, también es posible realizar diferentes tipos de producción usando los diversos módulos de llenado y tapado dispuestos a lo largo de la misma línea de extracción.
La presente invención se refiere, asimismo, a una planta para envasar artículos, con al menos un aparato modular de la presente invención de acuerdo con la reivindicación 15.
Se pueden obtener más detalles a partir de la siguiente descripción de ejemplos no limitativos de realización del sujeto de la presente invención proporcionados con referencia al caso en que los artículos a clasificar son contenedores, tales como botellas que contienen un producto y a los dibujos adjuntos, en los que:
Figura 1: muestra una vista en perspectiva de un primer ejemplo de realización de un aparato modular para llenar y tapar artículos de acuerdo con la presente invención;
Figura 2: muestra una vista en planta superior del aparato de acuerdo con la Fig. 1;
Figura 3: representa una vista frontal del aparato de acuerdo con la Figura 1;
Figura 4: muestra una vista detallada de los medios de agarre de los dispositivos de recogida y colocación del aparato de acuerdo con la Figura 1;
Figuras 5a-5f: muestran vistas en perspectiva de un ejemplo de un ciclo de llenado, tapado y extracción llevado a cabo por el aparato de acuerdo con la Figura 1;
Figura 6: muestra una vista en perspectiva de un segundo ejemplo de realización de un aparato modular para llenar y tapar artículos de acuerdo con la invención;
Figura 7: muestra una vista en planta superior del aparato de acuerdo con la Fig. 6; y
Figura 8: muestra un ejemplo de realización de una planta para envasar productos en el interior de artículos alimentados aleatoriamente A, que comprende una pluralidad de aparatos modulares de acuerdo con la presente invención.
Con referencia a las Fig. 1 y 2, un aparato de acuerdo con la presente invención para llenar y tapar artículos A, en particular, contenedores, alimentados aleatoriamente a la entrada de dicho aparato, comprende un sistema de transporte 10 para transportar los artículos A diseñado para transportar dichos artículos dispuestos aleatoriamente en un primer plano de transporte 10a a lo largo respectivamente de una dirección de transporte A1; y un sistema 20 para transportar elementos de cierre para cerrar los artículos A, en particular, tapas C, diseñado para transportar respectivamente en una dirección de transporte C1 dichos elementos de cierre dispuestos aleatoria y respectivamente en un plano de transporte 20a.
Un sistema de extracción 50 está diseñado para transportar los artículos llenos y tapados a lo largo de una dirección de extracción longitudinal X-X (asumida convencionalmente en aras de la conveniencia como una dimensión a lo largo del aparato) y en un sentido de extracción asumido convencionalmente como de atrás hacia adelante.
En particular, el sistema de extracción 50 comprende un plano de extracción 50a para los artículos llenos y cerrados que está orientado paralelo a la dirección longitudinal X-X de extracción de los artículos y a una dirección a lo ancho transversal Y-Y del aparato y en el que se transportan los artículos llenos y cerrados, que están dispuestos con una orientación y/o posición predefinida. El plano de extracción también podría ser únicamente teórico, por ejemplo, en el caso de sistemas de extracción con agarradores o cazoletas móviles que sujetan los artículos llenos y los mueven suspendidos a lo largo de una dirección de extracción.
De acuerdo con la invención, el dicho primer plano de transporte 10a para los artículos A y el dicho plano de transporte 20a para los elementos de cierre C están dispuestos en lados opuestos del sistema de extracción 50, en particular, en lados opuestos del plano de extracción para los artículos llenos y cerrados.
Con referencia a las Figuras 1-3, también se define una dirección a lo alto vertical Z-Z del aparato, asumida solamente en aras de una descripción más fácil y sin un significado limitativo como ortogonal a dichas dirección de extracción longitudinal X-X y dirección a lo ancho transversal Y-Y.
Con referencia todavía a las Fig. 1-3, el aparato de llenado y tapado de acuerdo con la invención comprende también:
- una estación de llenado 60 provista de medios para llenar los artículos, en particular, diseñada para alimentar y dispensar un producto fluido o en polvo en una boca o abertura superior abierta del contenedor A, con el fin de llenar el mismo;
- una estación de cierre 70 para cerrar los artículos llenos, provista de medios 71 para aplicar respectivamente uno de dichos elementos de cierre C a la boca superior de uno de dichos artículos llenos A;
- uno o más primeros dispositivos de recogida y colocación 30, dispuestos y configurados para recoger artículos A dispuestos aleatoriamente en el plano de transporte 10a y posicionarlos en una orientación y/o posición de llenado predefinida para el llenado en la estación de llenado 60;
- uno o más segundos dispositivos de recogida y colocación 40, dispuestos y configurados para recoger uno de dichos elementos de cierre de dicho plano 20a del respectivo sistema de transporte y alimentarlo a los medios de aplicación 71 de la estación de cierre 70;
- un sistema de detección diseñado para detectar la posición y la disposición de los artículos A en tránsito en el plano de transporte 10a y de los elementos de cierre C en tránsito en el respectivo plano de transporte 20a y hacer la información disponible para controlar los dispositivos de recogida y colocación 30, 40.
El aparato también puede comprender una unidad 500 para procesar y controlar los componentes y los sistemas operativos del aparato (únicamente mostrado esquemáticamente en la Figura 2), por ejemplo, configurada para recibir las señales de detección hechas disponibles por el sistema de detección y, en consecuencia, controlar el movimiento de los dispositivos de recogida y colocación 30, 40.
Como puede verse en las Figuras 2 y 3, el plano 10a para transportar los artículos A y el plano 20a para transportar los elementos de cierre C están dispuestos en lados opuestos del sistema de extracción, en particular, en lados opuestos, en la dirección transversal, de un plano longitudinal-vertical X-Z (Fig. 3) paralelo a la dirección de extracción longitudinal y a la dirección a lo alto vertical Z-Z y que pasa a través del plano de extracción 50a del sistema de extracción 50.
Debido a esta configuración, el aparato modular de llenado y cierre de acuerdo con la invención puede mantenerse ventajosamente compacto en la dirección longitudinal y combinarse con otro aparato de llenado y tapado similar dispuesto antes o después del mismo en la dirección de extracción longitudinal, para construir una planta de llenado y tapado del tipo modular en la que cada aparato de acuerdo con la invención forma o comprende un módulo de una pluralidad de módulos de llenado y tapado dispuestos en serie a lo largo de la dirección de extracción longitudinal X X y diseñados para depositar los artículos llenos y tapados en un mismo plano de extracción 50a.
"Modular" se entiende que significa que el aparato forma en su conjunto una unidad de llenado y cierre que puede controlarse independientemente, incluso si está formado por una variedad de dispositivos y grupos y/o incluso si el sistema de extracción es compartido con otros aparatos modulares.
En particular, cada aparato modular puede ser controlado para llevar a cabo autónomamente un ciclo de llenado y cierre de artículos alimentados aleatoriamente mediante elementos de cierre y/o está configurado para que pueda ser añadido a/eliminado de una planta de envasado sustancialmente como una unidad aislada y sin influir sustancialmente en la estructura restante de la planta.
Por lo tanto, está claro cómo tal configuración de aparato modular permite la construcción de plantas con diferentes capacidades de clasificación, llenado y tapado de artículos, tales como contenedores a llenar con un fluido, usando siempre una misma estructura modular de los aparatos de llenado y tapado y simplemente combinando un número adecuado de tales aparatos en serie a lo largo de la dirección de extracción, con el fin de obtener la capacidad de producción necesaria. Igualmente, es posible variar la capacidad de una planta que incluye un aparato de acuerdo con la invención que se ha instalado previamente añadiendo (o eliminando) módulos de llenado y tapado adicionales antes o después de la misma en la dirección longitudinal.
También en conexión con las plantas que ya se han instalado, también es posible, debido a la estructura modular del aparato de acuerdo con la invención, variar la capacidad de producción dependiendo de las necesidades reales operando únicamente uno o más de los módulos de llenado y tapado que son independientes entre sí; alternativamente o en combinación también es posible llevar a cabo diferentes tipos de producción usando los diversos módulos de llenado y tapado dispuestos a lo largo de la misma línea de extracción.
Otros aspectos ventajosos se pueden deducir de la siguiente descripción, provista de la referencia continua a las Figuras 1-3 y que asume un conjunto de tres ejes de referencia en una dirección a lo largo longitudinal X-X correspondiente a la dirección de extracción de los contenedores llenos y tapados a lo largo del plano de extracción, dirección a lo ancho transversal Y-Y del aparato, ortogonal a dicha dirección longitudinal y la dirección a lo alto vertical Z-Z del aparato ortogonal a las otras dos direcciones, así como una parte anterior y una parte posterior opuestas entre sí en la dirección de extracción longitudinal.
El sistema de transporte 10 para los contenedores puede ser de cualquier tipo diseñado para transportar artículos dispuestos aleatoriamente en un plano de transporte. En el ejemplo mostrado en las Fig. 1-3, el sistema 10 para transportar los artículos A comprende una cinta transportadora 10b, cuya superficie superior define el plano de soporte y transporte 10a a través del aparato para los contenedores A alimentados aleatoriamente por un conjunto 90 para alimentar los contenedores A.
La cinta 10b se mueve a lo largo de una primera dirección y sentido de movimiento A1 que está dirigido preferentemente en un ángulo, preferentemente de entre 80° y 100°, con respecto a la dirección longitudinal de extracción X-X y en un sentido dirigido hacia el plano 50a de dicho sistema de extracción. En particular, es particularmente ventajosa una disposición del sistema de transporte 10 de manera que el plano de transporte 10a y la dirección del movimiento de avance A1 están orientados para ser sustancialmente ortogonales a la dirección de extracción longitudinal X-X y, por lo tanto, paralelos a la dirección transversal Y-Y. Esto permite, entre otras cosas, la máxima compacidad longitudinal y facilita la disposición de un conjunto de alimentación de artículos 90 y de los dispositivos de recogida y colocación 30.
El conjunto de alimentación de artículos 90 está diseñado para alimentar aleatoriamente artículos vacíos A hacia el plano de transporte 10a. En el ejemplo preferido mostrado, el conjunto 90 comprende una rampa 91, cuyo un extremo inferior está dispuesto para hacer que los contenedores A caigan sobre el plano de transporte 10a en la vecindad de un extremo del mismo que está distal del plano de extracción en la dirección y sentido del movimiento de avance A1 y, en cualquier caso, antes de los medios de detección del sistema de detección. La rampa 91 está suministrada por un recipiente de almacenamiento 92 al que se alimentan los contenedores vacíos A mediante un conducto 93 con una tolva de entrada 93a. Preferentemente, el receptáculo de almacenamiento 92 está dispuesto en una posición situada debajo, en la dirección vertical Z-Z, del plano de transporte de contenedores 10a y de manera que los contenedores A que no son recogidos por los dispositivos de recogida y liberación 30 caen en el receptáculo de almacenamiento 92 al final de su movimiento de viaje a lo largo del plano de transporte 10a. En particular, el receptáculo de almacenamiento 92 puede estar dispuesto en una posición situada debajo de un extremo terminal del plano 10a, entre el propio plano 10a y el sistema de extracción 50 y tener una boca abierta 92a para recibir los contenedores que caen al final de su movimiento de viaje en el plano 10a. Esta configuración es particularmente ventajosa, porque facilita la recirculación de los contenedores no recogidos por los dispositivos de recogida y colocación 30, junto con los otros contenedores A alimentados al aparato. En el contexto del aparato modular de acuerdo con la invención, en particular, puede que no se requiera un alto grado de eficiencia de recogida y posicionamiento por los dispositivos de recogida y colocación 30, siendo más importante la versatilidad y automatización de dichos aparatos; por lo tanto, es ventajoso tener un sistema eficiente para recircular de los contenedores A de manera que los dispositivos 30 puedan, por ejemplo, estar configurados para recoger únicamente los contenedores A dispuestos en el plano con una o más orientaciones predefinidas, por ejemplo, con un flanco visible predefinido cierto. Preferentemente, un sistema portador (no mostrado) transporta los contenedores A desde el receptáculo de almacenamiento 92 hasta la rampa 91, haciendo que viajen desde un nivel debajo del plano de transporte 10a hasta un nivel encima del mismo donde son liberados a la rampa 91. Preferentemente el sistema portador está configurado para separar los contenedores A durante el transporte, por ejemplo, mediante bandejas vibradoras. Se prefiere el sistema portador, ya que permite un flujo muy regular de artículos hacia la rampa 91; sin embargo, otros sistemas de transporte son viables y conocidos en el sector.
El sistema de transporte 20 para los elementos de cierre C puede ser de cualquier tipo diseñado para transportar productos dispuestos aleatoriamente en un plano de transporte. En el ejemplo mostrado en las Fig. 1-3, el sistema de transporte 20 comprende una cinta transportadora 20b, cuya superficie superior define el plano de soporte y transporte 20a a través del aparato de los elementos de cierre C, en particular, tapas para botellas, que son alimentadas aleatoriamente por un conjunto 80 para alimentar elementos de cierre, descrito más adelante.
La cinta 20b se mueve respectivamente a lo largo de una dirección y en un sentido de movimiento C1, que está orientado preferentemente en un ángulo, preferentemente de entre 80° y 100°, con respecto a la dirección de extracción longitudinal X-X y en un sentido dirigido hacia el plano 50a del sistema de extracción. En particular, es particularmente ventajosa una disposición del sistema de transporte 20 de manera que el plano de transporte 20a y la dirección del movimiento de avance C1 están orientados para estar sustancialmente ortogonales a la dirección de extracción longitudinal X-X y, por lo tanto, paralelos a la dirección transversal Y-Y. Esto permite una máxima compacidad longitudinal y facilita la disposición del conjunto de alimentación de contenedores 80 y de los dispositivos de recogida y colocación 40 para los elementos de cierre.
De acuerdo con una realización particularmente preferida, el plano de transporte 10a para los contenedores A y el plano de transporte para los elementos de cierre C están orientados en un mismo ángulo, en particular, en ángulos rectos, con respecto a la dirección longitudinal X-X (medida en lados opuestos del sistema de extracción) y preferentemente desplazados axialmente en la misma dirección por una cierta distancia Dx (Fig. 2).
El conjunto 80 para alimentar elementos de cierre está diseñado para alimentar aleatoriamente elementos de cierre C al plano de transporte 20a. En el ejemplo preferido mostrado, el conjunto 80 comprende una rampa 81, cuyo un extremo inferior está dispuesto para hacer que los elementos de cierre C caigan sobre el plano de transporte 20a en la proximidad de un extremo del mismo distal del plano de extracción 50a en la dirección y sentido del movimiento de avance C1 y, en cualquier caso, antes de los medios de detección del sistema de detección. La rampa 81 está suministrada por un receptáculo de almacenamiento 82, al que se alimentan los elementos de cierre vacíos C mediante un conducto 83 con una tolva de entrada 83a. Preferentemente el receptáculo de almacenamiento 82 está dispuesto en una posición situada debajo, en la dirección vertical Z-Z, del plano de transporte 20a para los elementos de cierre y de manera que los elementos de cierre C no recogidos por los dispositivos de recogida y colocación 40 caen en el receptáculo de almacenamiento 82 al final de su viaje en el plano de transporte 20a. En particular, el receptáculo de almacenamiento 82 puede estar dispuesto en una posición situada debajo de un extremo terminal del plano 20a, entre el propio plano 20a y el sistema de extracción 50 y tener una boca abierta 82a para recibir los elementos de cierre que caen al final de su viaje en el plano 20a.
Esta configuración es particularmente ventajosa, porque facilita la recirculación de los elementos de cierre no recogidos por los dispositivos de recogida y colocación 40, junto con los otros elementos de cierre C alimentados al aparato. En conexión con el aparato modular de la invención, puede que no se requiera, en particular, una alta eficiencia de recogida y posicionamiento de los dispositivos 40, siendo más importante la versatilidad y automatización de dichos aparatos. Por lo tanto, es ventajoso tener un sistema eficiente para la recirculación de los elementos de cierre C de manera que los dispositivos de recogida y colocación 40 pueden estar configurados, por ejemplo, para recoger únicamente elementos de cierre C dispuestos en el plano 20a con una o más orientaciones predefinidas, por ejemplo, con la superficie superior cerrada visible o viceversa. Preferentemente, un sistema portador (no mostrado) transporta los elementos de cierre C desde el receptáculo de almacenamiento 82 hasta la rampa 81, haciendo que viajen desde un nivel debajo del plano de transporte 20a hasta un nivel encima del mismo, donde son liberados a la rampa 81. Preferentemente el sistema portador está configurado para separar los elementos de cierre C durante el transporte, por ejemplo, mediante bandejas vibradoras. Otros sistemas de transporte son viables y conocidos en el sector.
También se prefiere que el sistema 80 para alimentar los artículos y/o el sistema 90 para alimentar los elementos de cierre, en particular, la rampa 81, 91 y/o el sistema portador y/o el conducto 83; 93 esté/estén dispuestos en el sentido de avance en la dirección longitudinal X-X de los respectivos primeros planos 10a, 20a de los sistemas de transporte 10, 20, como quedará claro más adelante.
Una estación de llenado 60 está configurada para llenarse con un producto, tal como un fluido o, por ejemplo, un producto en polvo, el interior de un artículo A dispuesto en una posición de llenado en dicha estación 60.
La estación de llenado 60 puede estar configurada, en particular, con medios para alimentar el producto, tales como conductos 61 y medios para dispensar el producto en el interior del contenedor A, por ejemplo, una boquilla 62 que puede operarse para abrirse y cerrarse para dispensar una cantidad predeterminada de producto. La posición de llenado es, generalmente, de manera que el artículo A a llenar se dispone en una posición situada debajo, en la dirección vertical Z-Z, de los medios de dispensación 62.
De acuerdo con una realización particularmente preferida, los respectivos planos de transporte 10a, 20a para los artículos A a llenar y para los elementos de cierre C están dispuestos en lados opuestos, en la dirección transversal Y-Y, al menos de los medios de dispensación 62 de la estación de llenado 60.
En particular, preferentemente, los medios de dispensación 62 y, por lo tanto, la posición de llenado están ubicados sustancialmente encima del plano de extracción 50a y/o en una posición de manera que se intersecan por dicho plano longitudinal-vertical X-Z. Esto facilita y agiliza considerablemente las operaciones que implican el posicionamiento de los artículos y las tapas por los dispositivos de recogida y colocación 30, 40 y también el posicionamiento de los artículos llenos en el plano de extracción 50a y, al mismo tiempo, permite aprovechar al máximo la estructura modular del aparato.
Una estación de cierre 70 de un aparato modular de llenado y tapado de acuerdo con la invención está configurada para recibir un elemento de cierre C, sujetarlo hasta que un artículo lleno A llegue a una posición de cierre en la estación de cierre 70 y aplicarlo a una boca superior o cuello de dicho artículo A, con el fin de llevar a cabo el cierre del artículo lleno.
Para este fin, la estación de cierre 70 puede comprender medios 71 para sujetar y aplicar un elemento de cierre C, tal como una tapa para un contenedor, que comprende, en particular, medios de mandril diseñados para recibir el elemento de cierre C y aplicarlo, por ejemplo, mediante rotación o presión, sobre el cuello de un contenedor. Estos medios de sujeción y aplicación, así como otros dispositivos similares, son conocidos en el sector y no se describen en detalle y pueden variar dependiendo del tipo de elemento de cierre y contenedor que se procesa.
La posición de cierre es, generalmente, de manera que el artículo A a llenar se dispone en una posición situada debajo, en la dirección vertical Z-Z, de los medios de aplicación 71.
De acuerdo con una realización particularmente preferida, los planos de alimentación 10a, 20a, respectivamente, de los artículos A a llenar y de los elementos de cierre C están dispuestos en lados opuestos, en la dirección transversal Y-Y, de la estación de cierre 70, en particular, al menos de los medios de sujeción y aplicación 71.
En particular, los medios de sujeción y de aplicación 71 y, por lo tanto, la posición de cierre están preferentemente ubicados sustancialmente encima del plano de extracción 50a y/o en una posición de manera que se intersecan por dicho plano longitudinal-vertical X-Z. Esto facilita y agiliza considerablemente las operaciones que implican el posicionamiento de los artículos y las tapas por los dispositivos de recogida y colocación 30, 40 y también el posicionamiento de los artículos llenos en el plano de extracción 50a y, al mismo tiempo, permite aprovechar al máximo la estructura modular del aparato.
Ventajosamente, la estación de cierre 70 está dispuesta preferentemente después, en la dirección de extracción longitudinal X-X, de la estación de llenado 60, pero para el experto en la técnica está claro que estas posiciones también pueden invertirse.
De acuerdo con realizaciones preferidas, las estaciones de llenado y cierre pueden estar dispuestas preferentemente adyacentes, en particular, sustancialmente alineadas, a lo largo de la dirección de extracción longitudinal X-X.
El aparato modular de llenado y cierre de acuerdo con la invención tiene medios de agarre y posicionamiento que están configurados para llevar a cabo una o más, preferentemente todas, de las siguientes operaciones:
- sujetar un artículo A en una posición de llenado en la estación de llenado;
- desplazar un artículo lleno A desde una estación de llenado 60 hacia una posición de cierre en una estación de cierre 70;
- sujetar el artículo en la posición de cierre durante la aplicación del elemento de cierre;
- desplazar un artículo lleno y cerrado A' desde una posición de cierre en la estación de cierre hasta una posición de extracción y/u orientación dada en el plano de extracción 50a.
De acuerdo con una realización preferida adicional, los dichos medios de agarre y posicionamiento también pueden estar configurados para descartar un artículo, por ejemplo, si la unidad de control 500 detectara una operación de llenado o tapado incorrecta, en particular, depositándolo en una bandeja de colección estática (no mostrada).
Como quedará más claro a continuación, estos medios de agarre y posicionamiento están montados preferentemente en el primer y/o segundo dispositivo de recogida y colocación. En particular, de una manera particularmente preferida, uno o más de los segundos dispositivos de recogida y colocación que están diseñados para recoger y alimentar un elemento de cierre C a la estación de cierre 60 está/están configurados para llevar a cabo una o más de las operaciones descritas anteriormente. Esto permite optimizar el uso de los segundos dispositivos de recogida y colocación, como quedará más claro a continuación en el presente documento.
Sin embargo, la invención no está limitada en este sentido, siendo posible proporcionar otros dispositivos auxiliares que son capaces de implementar una o más de las operaciones descritas anteriormente.
Con referencia todavía a las Fig. 1-3, los primeros dispositivos de recogida y colocación pueden comprender al menos un brazo robótico 31, cuyo un extremo libre lleva medios de agarre 32 para recoger un artículo del plano de transporte 10a. Los segundos dispositivos de recogida y colocación 40 también pueden comprender al menos un brazo robótico 41, cuyo un extremo libre lleva medios de agarre 42 para recoger un elemento de cierre del plano de transporte 20a.
Ventajosamente, el al menos un brazo robótico 31; 41 del primer y/o segundo dispositivos de recogida y colocación puede ser del tipo antropomórfico, en particular, con al menos cinco, preferentemente al menos seis, ejes de rotación y/o grados de libertad. Esto es particularmente ventajoso en el caso del aparato modular de acuerdo con la invención, ya que asegura un alto grado de automatización y versatilidad durante la recogida, orientación y/o posicionamiento de los artículos A y/o elementos de cierre C con diferentes formas, incluyendo formas asimétricas. En efecto, un aspecto innovador de la presente invención es que lo que se busca no es la máxima velocidad y eficiencia durante la clasificación de los artículos, de manera que se preferirían dispositivos de recogida y colocación simples y, por lo tanto, de acción rápida, sino, por el contrario, la máxima versatilidad de cada aparato modular cuando se gestionan diferentes volúmenes y tipos de producción; por lo tanto, el uso de brazos robóticos del tipo propuesto permite una mayor versatilidad, aunque la velocidad de procesamiento de artículo puede estar penalizada.
De acuerdo con la realización preferida mostrada (Fig. 3), los primeros dispositivos de recogida y colocación 30 y los segundos dispositivos de recogida y colocación 40 están dispuestos en lados opuestos del sistema de extracción, en particular, en lados opuestos, en la dirección transversal, del plano longitudinal-vertical X-Z paralelo a la dirección de extracción longitudinal y a la dirección a lo alto vertical Z-Z y que pasa ortogonalmente a través del plano 50a del sistema de extracción 50. En particular, dichos dispositivos pueden estar dispuestos en el respectivo plano de transporte 10a para los artículos o el plano de transporte 20a para los elementos de cierre, donde se define un área de acción respectiva de los dispositivos de recogida y colocación para recoger los respectivos artículos A o elementos de cierre C.
Preferentemente, los primeros dispositivos de recogida y colocación 30 y los segundos dispositivos de recogida y colocación 40 están dispuestos en lados opuestos, en la dirección transversal Y-Y, de la estación de llenado, en particular, de los medios de dispensación 62 y/o de la estación de cierre 70, en particular, al menos de los medios de sujeción y aplicación 71.
Preferentemente, los primeros dispositivos de recogida y colocación 30 están configurados para recoger un artículo A del plano 10a, reorientarlo, si es necesario, posicionarlo con una cierta orientación en la posición de llenado en la estación de llenado 60 y sujetar el artículo A en la posición de llenado en la estación de llenado durante un intervalo de tiempo predefinido, en particular, hasta que otros medios de agarre y posicionamiento lo hayan recogido antes, durante o después de la dispensación del producto por los medios de dispensación 62 de la estación 60.
En la realización preferida mostrada, los medios de agarre 32 del brazo robótico 31 son del tipo ventosa, que son particularmente efectivas para recoger contenedores A, incluyendo aquellos con diferentes formas.
Preferentemente, los segundos dispositivos de recogida y colocación 40 están configurados para recoger un elemento de cierre C (en particular, una tapa) del plano de transporte 20a, reorientarlo, si es necesario y alimentarlo con una cierta orientación a los medios de aplicación 71 de la estación de cierre 70, desde donde se recibe el elemento de cierre y se sujeta de forma estable hasta que llega el artículo A a tapar.
Como ya se ha descrito, en una implementación particularmente preferida, los segundos dispositivos de recogida y colocación 40 también están configurados para completar una o más, preferentemente todas, de las siguientes operaciones:
- sujetar un artículo A en una posición de llenado en la estación de llenado durante al menos parte de la etapa de dispensación de producto;
- desplazar un artículo lleno A desde una estación de llenado 60 hacia una posición de cierre en una estación de cierre 70;
- sujetar el artículo en la posición de cierre durante la aplicación del elemento de cierre;
- desplazar un artículo lleno y cerrado A' desde una posición de cierre en la estación de cierre hasta una posición de extracción y/u orientación dada en el plano de extracción 50a;
- desechar el artículo si la unidad de control detecta un tapado y/o llenado incorrecto.
De esta manera se evita la necesidad de proporcionar medios específicos para sujetar y mover los contenedores hacia/entre las estaciones de llenado y cierre y desde estas últimas hasta el sistema de extracción, mejorando así más la versatilidad del aparato modular.
Es más, cuando son los segundos dispositivos de recogida y posicionamiento 40 los que llevan a cabo una o más de las operaciones antes mencionadas, liberan los primeros dispositivos de recogida y colocación 30, permitiéndoles recoger y reorientar un siguiente artículo, mientras se llena un artículo anterior, optimizando así el tiempo de procesamiento y asegurando que, al final de una operación de llenado, un siguiente artículo a llenar está listo de inmediato. Asimismo, se aprovecha ventajosamente el hecho de que la aplicación de los elementos de cierre es, generalmente, una operación más rápida que la operación de llenado de botella y que el tapado tiene lugar en cualquier caso después del llenado.
Con referencia a la Fig. 4, se describen, en este momento, un número de realizaciones preferidas de un dispositivo de recogida y colocación 40.
Como se muestra, un segundo dispositivo 40 puede comprender medios de agarre 42 dispuestos en el extremo libre de un brazo robótico 41.
Los medios de agarre 42 comprenden preferentemente un agarrador 43 compuesto por dos garras 44 dispuestas opuestas entre sí y móviles acercándose y alejándose entre sí, con el fin de abrir y cerrar el agarrador 43.
Preferentemente, cada garra 44 define una primera mordaza 44a configurada para formar con la primera mordaza opuesta 44a medios para agarrar un elemento de cierre y una segunda mordaza 44b configurada para formar, junto con la segunda mordaza opuesta 44b, medio para agarrar un artículo A. Las dos mordazas, generalmente, tendrán dimensiones diferentes y/o una forma diferente. En particular, cada mordaza 44a, 44b puede estar formada como una cavidad respectiva dirigida hacia la mordaza opuesta 44a, 44b, por ejemplo, con una forma sustancialmente de paralelepípedo o de tronco de cono o de pirámide truncada con una respectiva base abierta más grande, situada opuesta a la otra mordaza.
Ventajosamente, la apertura y el cierre del agarrador 43 se pueden ajustar en diferentes posiciones mediante medios operativos, por ejemplo, actuadores eléctricos 46 que controlan el movimiento de las garras 44 acercándose y alejándose entre sí. Preferentemente, los medios operativos 46 también son capaces de ajustar la fuerza de cierre del agarrador 43. De esta manera, se obtiene un agarrador servo 43 montado en los segundos dispositivos de recogida y colocación 40, formándose así tanto los medios de agarre para recoger y alimentar los elementos de cierre a la estación de cierre, como los medios de agarre que permiten a los dispositivos de recogida y colocación sujetar un artículo A en la posición de llenado en la estación de llenado y/o desplazar un artículo lleno A desde una estación de llenado 60 hasta una posición de cierre en una estación de cierre 70 y/o mantener el artículo en la posición de cierre durante la aplicación del elemento de cierre y/o desplazar un artículo lleno y cerrado desde una posición de cierre en la estación de cierre hasta una posición de extracción y/u orientación dada en el plano de extracción 50a.
Un sistema de extracción 50 se extiende en la dirección de extracción longitudinal X-X y está diseñado para transportar los artículos llenos y tapados, dispuestos con una orientación y/o posición predefinida, en un plano de extracción 50a que se extiende y se mueve a lo largo de dicha dirección longitudinal X-X y en un sentido de extracción que convencionalmente se asume que es de atrás hacia adelante.
Con mayor detalle, el plano de extracción 50a es capaz de recibir los artículos llenos y cerrados A' y extraerlos del aparato a lo largo de la dirección de extracción. Los artículos A' se liberan, en particular, preferentemente por los medios de agarre que se han configurado para mover un artículo lleno y cerrado desde una posición de cierre en la estación de cierre 70 hasta una posición de extracción y/u orientación dada en el plano de extracción 50a, estando estos medios de agarre preferentemente montados en los segundos dispositivos de recogida y colocación 40.
El sistema de extracción puede comprender, en particular, una cinta transportadora 50b que es operada por un actuador asociado y cuya superficie superior define el plano de extracción 50a. Como se muestra, la cinta transportadora 50b está dispuesta preferentemente en una posición sustancialmente central en la dirección de extensión a lo ancho transversal Y-Y de la máquina, con los sistemas de transporte 10, 20 y preferentemente los sistemas de alimentación 80, 90 y/o el primer y segundo dispositivos de recogida y colocación 30, 40 dispuestos en lados opuestos, en la dirección transversal, de la cinta de extracción 50b.
Preferentemente, el plano de extracción 50a no es coplanario con el plano de transporte de elementos de cierre 20 y/o el plano para transportar los artículos A, siendo esto ventajoso para facilitar las trayectorias de movimiento de los brazos robóticos 31, 41. Este plano de extracción puede, sin embargo, ser coplanario también con uno o ambos plano(s) de transporte de elementos de cierre 20a y plano(s) de transporte de artículos 10a. Los planos de transporte 10a, 20a y el plano de extracción 50a también son preferentemente paralelos.
Una realización particularmente ventajosa del aparato de clasificación de acuerdo con la invención es aquella en la que el sistema de extracción comprende un plano de soporte 50a para los contenedores liberados por los dispositivos de recogida y colocación 40 que está dispuesto sustancialmente equidistante del plano de transporte de contenedores 10a y del plano de transporte de elementos de cierre 20a. Esto permite que los movimientos de los robots de recogida y liberación 31; 41 que están asociados con el respectivo primer plano de transporte 10a, 20a se gestionen más simplemente. El aparato de acuerdo con la invención, sin embargo, no está estrictamente limitado en este sentido, siendo posible disponer el sistema de extracción a una distancia diferente de los primeros planos de transporte 10a, 20a.
En cuanto a la posición para deposición de los artículos llenos y tapados A' en el plano de extracción 50a, de acuerdo con un aspecto particularmente preferido de la presente invención, dicha posición es una de una pluralidad de posiciones predefinidas espaciadas entre sí a un intervalo constante P a lo largo de la dirección de extracción X-X.
De acuerdo con esta realización preferida, el aparato está configurado de modo que se definen una pluralidad de posiciones consecutivas en el plano de extracción 50a, espaciadas entre sí a un intervalo constante P y los dispositivos de recogida y colocación para sujetar y posicionar artículos llenos y tapados en la colocación de extracción 50a están controlados para colocar el artículo lleno y tapado A' en una de dichas posiciones predefinidas y, si se requiere, con una orientación predefinida. En este contexto, no es necesario que se ocupen todas las posiciones predefinidas sucesivas por un artículo A' a extraer, sino únicamente que la posición para la liberación al sistema de extracción debe ser una de las posiciones predefinidas. Esta operación de control puede ser llevada a cabo, en particular, por la unidad de procesamiento 500, como aparecerá más claramente a continuación.
Esta configuración facilita la coordinación de la extracción de los artículos llenos y cerrados A' por diversos aparatos modulares dispuestos en serie a lo largo de la dirección de extracción en un mismo plano de extracción 50a. En efecto, será suficiente que cada aparato modular esté controlado para depositar los artículos A' a extraer en una de las dichas posiciones predefinidas no ocupada por un artículo lleno y tapado A' por un aparato modular anterior. En particular, las unidades de procesamiento y control 500 de cada aparato modular (que también pueden estar formadas como una unidad de procesamiento adecuadamente configurada) pueden llevar a cabo la liberación de los artículos llenos y tapados a la cinta de extracción 50b dependiendo de una disposición predefinida para la ocupación de dichas posiciones de extracción predefinidas (p. ej., dejando libre una posición de cada dos, tres o más posiciones para el siguiente aparato modular situado posteriormente).
Es más, la unidad de procesamiento tendrá conocimiento de la posición de avance en la dirección de extracción X-X de todos los artículos llenos y tapados, siendo capaz así de hacer dicha información disponible tanto para cualesquiera máquinas operativas posteriores (por ejemplo, máquinas de etiquetado) como para los siguientes aparatos modulares de llenado y tapado posteriores, que de este modo pueden controlarse para depositar los artículos llenos asociados en una posición "vacía" predefinida no ocupada por un artículo A' extraído por uno de los aparatos modulares anteriores. Por lo tanto, no será necesaria una regla predefinida para la deposición de los artículos A' a extraer.
En cualquier caso, es evidente la extrema versatilidad del aparato modular de acuerdo con la invención, que permite, por ejemplo, obtener un volumen de producción más alto con un primer aparato modular anterior, que en promedio ocupará, por ejemplo, tres posiciones de cada cuatro posiciones de extracción sucesivas en el plano de extracción 50a, mientras que un aparato modular posterior será capaz de realizar la producción de artículos A' que requieren un mayor tiempo de llenado o para los que se requiere un volumen de producción menor, ocupando una posición de cada cuatro posiciones, que se deja libre en el plano de extracción del aparato anterior.
Si se desea aumentar el volumen de la segunda producción es posible simplemente controlar el primer aparato anterior para ocupar únicamente dos posiciones de cada cuatro posiciones en el plano de extracción, liberando una posición más para el aparato de llenado posterior.
Para el experto en la técnica estará claro que este concepto general puede ajustarse y adaptarse a una variedad de tipos de producción, configuraciones de aparatos y número de módulos o aparatos modulares de llenado y tapado dispuestos en serie.
Un ejemplo de un sistema de detección puede comprender al menos una primera y segunda cámara (u otro dispositivo de adquisición de imágenes adecuado) cada una dispuesta para enfocar en un plano de transporte respectivo 10a; 20a anterior en la dirección del movimiento de avance A1, C1 de un área de acción, en el plano respectivo, de los respectivos primeros/segundos dispositivos de recogida y colocación 30, 40.
Cada cámara puede estar diseñada para registrar la posición y disposición de los contenedores A o elementos de cierre C en tránsito en el respectivo plano de transporte dentro de su campo de visión, haciendo la información disponible para controlar la operación de los respectivos dispositivos de recogida y colocación 30, 40. Las cámaras de este tipo son conocidas en el sector de las máquinas de clasificación y no se describen con mayor detalle
Preferentemente, el sistema de detección comprende también medios para retroiluminar uno o ambos planos de transporte 10a, 20a, permitiendo mejorar la imagen adquirida por una primera o segunda cámara.
El sistema de detección 60 puede comprender preferentemente también medios 63 para medir el movimiento de avance del plano de transporte 10a; 20a de uno y/o el otro sistema de transporte 10, 20, por ejemplo, comprendiendo un codificador 63 asociado con medios para mover la cinta 10b; 20b que forma el plano 10a; 20a.
La unidad de procesamiento y control está, en particular, al menos configurada para recibir la información del sistema de detección y para controlar en consecuencia los dispositivos de recogida y colocación. Es más, puede controlar el posicionamiento de los artículos llenos A' a extraer y/o almacenar información relativa a su posición en el plano de extracción.
Ventajosamente, en presencia de varios aparatos modulares, la unidad de procesamiento puede ser una sola para todos los aparatos, puede incorporar una pluralidad de unidades de procesamiento, cada una diseñada para controlar un aparato respectivo, puede proporcionarse una unidad de coordinación que gestiona y coordina las unidades de procesamiento solas de cada aparato modular o una combinación de tales configuraciones. La realización de tal unidad de procesamiento o unidad de coordinación sobre la base de las enseñanzas de la presente descripción está dentro de la competencia del experto en la técnica.
En aras de una descripción más fácil, se describe un contenedor A, definido como asimétrico, ya que se caracteriza por una forma irregular, tal como, por ejemplo, el mostrado en las Fig. 1-3.
El contenedor tiene una forma con cuello o parte de boca - destinada a recibir una tapa de cierre - que está posicionada excéntricamente con respecto al cuerpo del contenedor. Cada contenedor está provisto de una abertura de llenado que, normalmente, puede tener una forma circular, con un eje principal (o longitudinal) - generalmente, alineado con la dimensión mayor del contenedor - que puede ser ortogonal a dicha abertura de llenado, pasando a través de su centro o desplazado axialmente con respecto a este.
Cada contenedor puede tener una superficie inferior que, a su vez, puede ser perpendicular a dicho eje longitudinal y estar diseñada para soportar el contenedor en la posición erecta.
Para el contenedor, es más, es posible identificar una primera y una segunda superficies laterales, que están dispuestas opuestas entre sí en dirección transversal, así como un lado o superficie de extremo frontal y un lado o superficie de extremo trasero, opuesto al lado de extremo frontal.
La superficie de extremo frontal es, generalmente, aquella que, en la salida del aparato, debe dirigirse hacia adelante en el mismo sentido que un sentido del movimiento de avance durante la extracción, por ejemplo, hacia las siguientes máquinas de manipulación que pueden estar diseñadas para aplicar una etiqueta a una superficie predefinida de las dos superficies laterales. Está claro para el experto en la técnica que el lado frontal también puede no tener una superficie, sino estar en forma de una línea que conecta las dos superficies laterales opuestas.
Para el llenado de los artículos, en particular, en el caso de artículos asimétricos, tales como el contenedor descrito anteriormente, el aparato puede configurarse ventajosamente de modo que los primeros dispositivos de recogida y colocación de artículos 30 estén destinados a recoger únicamente artículos dispuestos en el respectivo plano de transporte 10a con una o más primeras orientaciones predefinidas, por ejemplo, con el fin de recoger los contenedores que, dispuestos aleatoriamente, tienen una primera cara lateral visiblemente expuesta en la parte superior.
Con esta configuración y como se muestra en las Fig. 5a-f, el principio operativo del aparato modular de llenado y tapado puede ser como sigue:
- los contenedores A recogidos del receptáculo de almacenamiento 92a son alimentados aleatoriamente al plano de transporte 10a que los transporta en la dirección A1 dentro del rango de visión de una cámara del sistema de detección, que detecta posición y orientación de los mismos en el propio plano - por ejemplo, definida por la orientación de las caras de extremo frontal y trasera y/o por la posición de sus dos caras laterales que están respectivamente ocultas descansando en la cinta 10b y visibles en la parte superior -transmitiendo la información a la unidad de procesamiento y control 500;
- la unidad de control 500, si es necesario, correlacionando esta información con la información que mide el movimiento de avance de la cinta, ordena la operación del primer brazo robótico 31 que está autorizado a recoger, por ejemplo, únicamente los contenedores que tienen una cierta primera orientación en el plano de transporte, mientras que permite, por el contrario, que los otros contenedores pasen;
- el primer robot 31 recoge (Fig. 5a) mediante sus medios de agarre 32 un contenedor seleccionado A y lo manipula para llevarlo a la posición de llenado en la estación de llenado (Fig. 5b) con una orientación predeterminada, por ejemplo, con el cuello erecto y la abertura de llenado en posición superior y la cara de extremo frontal correctamente dirigida en el sentido predefinido para la extracción posterior;
- empieza la dispensación del producto en el interior del contenedor A por los medios de dispensación 61 de la estación de llenado 60;
- simultáneamente, los elementos de cierre C se alimentan aleatoriamente al plano de transporte 20a, su posición y orientación es detectada por el sistema de detección y el segundo dispositivo de recogida y posicionamiento 40 es controlado (Fig. 5a) para recoger un elemento de cierre seleccionado C y alimentarlo (Fig. 5b) a los medios de aplicación 71 de la estación de cierre 71, que lo sujetan de forma estable;
- una vez que el elemento de cierre ha sido liberado a la estación de cierre 70, los segundos dispositivos de recogida y colocación 40 posicionan (Fig. 5c) los medios de agarre asociados 43, en particular, las mordazas internas 44b, para agarrar el contenedor A dispuesto en posición de llenado para recibir el producto en la estación de llenado 60, liberando los primeros dispositivos de recogida y posicionamiento 31 (Fig. 5d) que pueden moverse para recoger (Fig. 5e) un nuevo contenedor A del plano de transporte 10a. Las operaciones antes mencionadas pueden tener lugar incluso antes de que se lleve a cabo el llenado o durante el llenado;
- una vez que se ha completado el llenado, el dispositivo de recogida y colocación 40 mueve el contenedor lleno A desde la estación de llenado hasta la posición de cierre por debajo de los medios 71 para la aplicación del elemento de cierre C, en el interior de la estación de tapado (Fig. 5e);
- los medios de aplicación 71 aplican, por ejemplo, mediante atornillado o presión, el elemento de cierre C a la boca superior del contenedor lleno A, sujeto en la posición de cierre por los medios de agarre 43 del segundo brazo robótico 41;
- mientras tanto, el primer brazo robótico 31 ha recogido y redirigido un nuevo artículo A a llenar posicionándolo (Fig. 5e, 5f) en la posición de llenado en la estación de llenado;
- una vez que se ha completado la aplicación del elemento de cierre C, el segundo brazo robótico 41 mueve el artículo lleno y cerrado A' desde la estación de cierre hacia una posición de extracción en el plano de extracción 50a, liberando el dicho artículo mediante la apertura de las mordazas 44b de los medios de agarre 43, para el transporte en la dirección longitudinal X-X por el plano de extracción 50a;
- el segundo brazo robótico 41, en este momento, está libre para recoger un nuevo elemento de cierre y alimentarlo a la estación de cierre 70 para tapar el siguiente artículo A ya alimentado a la posición de llenado por el primer brazo robótico 31.
Como se muestra en la Fig. 5f, los contenedores A' que se extraen en el plano de extracción están dispuestos preferentemente en una posición de una pluralidad de posiciones de extracción predefinidas que están espaciadas entre sí a un intervalo constante P.
Con referencia a las Fig. 6 y 7, un segundo ejemplo de realización de un aparato modular de llenado y tapado de acuerdo con la presente invención comprende al menos un plano de transporte adicional 110a para los artículos A alimentados aleatoriamente en una respectiva dirección de transporte adicional A11, asociado con al menos un dispositivo de recogida y colocación adicional 130 para los artículos A.
En el lado opuesto del plano de extracción 50a con respecto al plano de transporte adicional 110a está dispuesto un plano adicional 120a para transportar los elementos de cierre C en una dirección de transporte C11 respectiva y está asociado con un segundo dispositivo de recogida y colocación adicional 140 respectivo.
Como se muestra, en el ejemplo de las Fig. 6, 7, los planos de transporte adicionales 110a, 120a están dispuestos posteriormente en la dirección longitudinal de los primeros planos de transporte 10a, 20a y el plano de extracción 50a se prolonga en la dirección de extracción longitudinal X-X para recibir los artículos llenos A' en una estación de llenado adicional 160 y tapados en una estación de cierre adicional 170, estando las estaciones adicionales 160, 170 dispuestas después de las primeras estaciones de llenado y tapado 80, 70 en la dirección de extracción longitudinal X-X.
En cuanto a la disposición de las estaciones de llenado 160 y las estaciones de tapado 170 adicionales, con respecto a los planos de transporte adicionales 110a, 120a y/o el primer y segundo dispositivos de recogida y colocación adicionales 130, 140 y/o con respecto al plano de extracción, se aplican las mismas disposiciones y configuraciones preferidas descritas en detalle con referencia a la realización de las Fig. 1, 2 y 3.
Preferentemente, los planos de transporte adicionales 110a, 120a y/o las estaciones de llenado y tapado adicionales 160, 170 están dispuestas simétricamente con respecto a un plano transversal vertical y-z del aparato (Fig. 7). También es posible disponer, por el contrario, la estación de llenado adicional 160 antes de la estación de tapado adicional 170 en la dirección de extracción longitudinal X-X.
Está claro cómo, con esta realización, es posible proporcionar módulos independientes para llenar y tapar artículos alimentados aleatoriamente en el interior de un mismo aparato modular de acuerdo con la invención, mejorando más la versatilidad del aparato.
Ventajosamente, como se muestra en las Fig. 6, 7, el primer plano de transporte 10a y el plano de transporte adicional 110a para los artículos A pueden ser alimentados por un mismo sistema de alimentación 190 dispuesto entre el primer plano de transporte y el plano de transporte adicional 110a en la dirección longitudinal X-X. Ventajosamente, este sistema de alimentación puede comprender también una tolva de alimentación 103 que mediante un conducto 193 alimenta un primer receptáculo de almacenamiento de artículos 92 y un receptáculo de almacenamiento de artículos adicional 192 que, mediante un sistema de alimentación - por ejemplo, un sistema portador - cada uno alimenta la respectiva primera rampa 91 o rampa adicional 191 para alimentar los artículos A al respectivo primer plano de transporte 10a o plano de transporte adicional 110a.
De manera similar, un solo sistema 180 para alimentar los elementos de cierre se puede disponer entre el primer plano 20a y el plano adicional 120a para transportar los elementos de cierre C, con el fin de alimentar mediante las respectivas rampas 81, 181 los elementos de cierre a dichos planos.
Los aspectos preferidos del sistema de alimentación 180, 190 descritos anteriormente, con referencia a la realización de la Fig. 1, también son aplicables a la realización de las Fig. 6, 7 y no se repiten en el presente documento.
Como se muestra en la Fig. 7, preferentemente, todos los sistemas adicionales 110, 120, 130, 140, 160, 170, 180, 190 se replican en una disposición de imagen especular con respecto a dicho plano transversal-vertical Y-Z de simetría. Esto simplifica tanto la producción como la configuración del aparato, por ejemplo, en relación con los movimientos de los dispositivos de recogida y colocación 30, 40.
Estará claro para el experto en la técnica que son posibles otras disposiciones, por ejemplo, la estación de llenado adicional 160 puede estar dispuesta, anterior en la dirección longitudinal X-X, de la estación de cierre adicional 170 o los planos de transporte de artículos y elementos de cierre adicionales 110a, 120a pueden estar dispuestos en lados opuestos del sistema de extracción con respecto a los primeros planos de transporte correspondientes 10a, 20a.
De acuerdo con un aspecto preferido, la unidad de procesamiento y control 500 puede configurarse ventajosamente para controlar el primer y segundo dispositivos de recogida y colocación 30, 40 y la primera estación de llenado 60 y la primera estación de cierre 70 independientemente del primer y segundo dispositivos de recogida y colocación adicionales 130, 140 y las estaciones de llenado y tapado asociadas adicionales 60, 70. Se obtiene, por lo tanto, un grado adicional de versatilidad en la gestión de la producción, ya que un mismo aparato modular es capaz de proporcionar diferentes tipos y/o volúmenes de producción a lo largo de un mismo plano de extracción 50a. Preferentemente y como se ha descrito anteriormente, la unidad de procesamiento y control coordinará el posicionamiento en el plano de extracción 50a de los artículos A' que salen de la primera estación de cierre 70 o la estación de cierre adicional 170 para impedir interferencia y optimizar el flujo de artículos llenos y tapados A' que se extraen. Preferentemente, esto tendrá lugar, como se ha descrito anteriormente, asignando para cada artículo A' a extraer una posición de extracción respectiva de entre una pluralidad de posiciones de extracción dispuestas a un intervalo constante P a lo largo de la dirección de extracción X-X en el plano de extracción. Ventajosamente, mediante la unidad de procesamiento 500, el intervalo de espaciado P de dichas posiciones predefinidas se puede variar fácilmente dependiendo de los diferentes requisitos de producción y configuración de la planta, sin alteraciones estructurales. Este intervalo también puede no ser estrictamente constante, sino cumplir, por ejemplo, con una cierta regla periódica.
El extremo libre de uno o más de los dispositivos de recogida y colocación 30, 40, en particular, de uno o más de los brazos robóticos 41, 141 de los segundos dispositivos de recogida y colocación 40, 140, puede configurarse ventajosamente para llevar a cabo un remplazo automatizado de los medios de agarre 43 dispuestos en el extremo libre con una herramienta diferente dispuesta en el extremo. En particular (Fig. 1), los medios de agarre 43 pueden ser remplazados por medios de agarre 48 que tienen un formato y/o tamaño diferente, adecuado para diferentes elementos de cierre y/o artículos A.
De manera adicional o alternativamente, los medios dispuestos en los extremos 43 también pueden remplazarse por medios dispuestos en los extremos diferentes que no estén destinados a agarrar los elementos de cierre C y/o los artículos A, pero están diseñados para llevar a cabo una operación de mantenimiento o cambio de formato en el aparato modular.
En particular, estos medios de remplazo dispuestos en los extremos pueden comprender un colector 49, por ejemplo, en forma de una pequeña cazoleta, diseñado para ser aplicado a los medios de dispensación de la estación de llenado, con el fin de colectar un líquido para lavar los medios de alimentación y dispensación de producto de la estación de llenado y transportarlo a un receptáculo de almacenamiento.
Ventajosamente, un soporte S40 puede estar dispuesto en una posición accesible por uno o más de los dispositivos de recogida y colocación 40 y está diseñado para llevar uno o más de dichos medios de remplazo 48, 49 dispuestos en los extremos. Por ejemplo, el soporte S40 puede tener forma de una bandeja y/o estar dispuesto en una posición exterior en la dirección transversal Y-Y con respecto al brazo robótico 41, en particular, adyacente al extremo distal del plano de transporte asociado 20a en el que el brazo está configurado para operar.
De acuerdo con un ejemplo de realización preferido, el extremo libre de uno o más de los dispositivos de recogida y colocación 30, 40, en particular, de uno o más de los brazos robóticos 41, 141 de los segundos dispositivos de recogida y colocación 40, 140, está configurado con medios de interfaz para acoplarse/desacoplarse con/de los medios dispuestos en los extremos, permitiendo el remplazo automatizado de los dichos medios dispuestos en los extremos.
En particular, los medios de interfaz pueden estar dispuestos para proporcionar, una vez que se ha llevado a cabo el acoplamiento, un suministro eléctrico y/o un suministro neumático a uno de los medios dispuestos en los extremos y/o para cooperar con medios de acoplamiento/desacoplamiento complementarios dispuestos en la bandeja S40, por ejemplo, que comprenden un soporte, provisto de medios de interfaz, que enganchan y retienen los medios dispuestos en los extremos, facilitando el acoplamiento o desacoplamiento de los mismos con/desde los medios de interfaz del brazo robótico.
Por lo tanto, se obtienen una flexibilidad, versatilidad y grado de automatización incluso más mejorados del aparato modular.
De manera adicional a las ventajas ya evidentes de la descripción anterior, hay otras numerosas ventajas que resultan del aparato modular de acuerdo con la invención:
- la posibilidad de ajustar la velocidad de producción o el volumen de una planta de envasado, replicando N veces aparatos y/o módulos de llenado y tapado modulares, con ventajas tanto para el usuario de la máquina (posibilidad de variar la producción añadiendo otros módulos en un momento posterior) como para el fabricante de la máquina (menos trabajo de diseño).
- flexibilidad cuando se define el trazado global de la línea, ya que los módulos pueden estar dispuestos en diferentes posiciones entre sí, haciendo un mejor uso del espacio disponible;
de hecho, está claro para el experto en la técnica que la dirección de extracción longitudinal no es necesariamente lineal sobre toda la longitud de una planta de envasado, siendo posible, por ejemplo, introducir curvas en el plano de extracción entre un aparato modular y el siguiente o entre el aparato modular de llenado y tapado y las siguientes máquinas operativas posteriores;
- la posibilidad de llenar los artículos con diferentes productos o taparlos con diferentes elementos de cierre, simultáneamente en una misma línea de una planta y/o extrayéndolos de un mismo flujo de artículos y, si es necesario, envasándolos en lotes (cajas) que contienen productos mezclados;
- la posibilidad de reducir o aumentar el volumen de producción de una planta, manteniendo inactivos o activando uno o más de los módulos o estaciones de llenado y tapado que pueden ser controlados independientemente.
La presente invención se refiere, asimismo, a una planta para envasar productos en artículos alimentados aleatoriamente A, que comprende uno o más aparatos modulares de acuerdo con la presente invención, dispuestos en serie a lo largo de la dirección de extracción X-X y configurados para disponer los artículos llenos y cerrados A' en un mismo plano de extracción, cuyo un ejemplo de realización se muestra en la Fig. 8 y comprende tres aparatos de llenado y cierre FC1, FC2, FC3 realizados de acuerdo con la realización preferida mostrada en las Fig. 6 y 7 y dispuestos en serie a lo largo del plano de extracción 50a en la dirección longitudinal X-X. La planta puede comprender ventajosamente máquinas operativas posteriores adicionales, tales como una máquina de etiquetado L y/o una máquina de pesaje W y/o un aparato Q para verificar los artículos A' y/o una máquina de envasado. Preferentemente, una o más y preferentemente todas dichas máquinas operativas posteriores están dispuestas en serie a lo largo de la dirección de extracción X-X, con el fin de recibir los artículos A' extraídos en secuencia del plano de extracción 50a, como se muestra a modo de ejemplo en la Fig. 8.
Ventajosamente, dos o más de dichos aparatos modulares de la planta pueden estar configurados para gestionar una producción que varía en términos de volumen, producto dispensado, artículo A o elemento de cierre procesado y/o tiempos y modos de producción.
En una planta de envasado de acuerdo con la invención es posible, por lo tanto, también separar estructuralmente las diversas funciones de la planta, permitiendo al usuario añadir de una manera simple funciones que inicialmente no estaban proporcionadas, sin alterar radicalmente o remplazar completamente la línea de producción.
Aunque se describe en conexión con un número de realizaciones y un número de ejemplos preferidos de implementación de la invención, se entiende que el alcance de protección de la presente patente está definido exclusivamente por las siguientes reivindicaciones.

Claims (19)

REIVINDICACIONES
1. Aparato modular para llenar y cerrar artículos alimentados aleatoriamente, en particular, contenedores (A), que comprende:
- un sistema de transporte de artículos (10) para transportar los artículos (A) dispuestos aleatoriamente en al menos un primer plano de transporte de artículos (10a) a lo largo de una dirección (A1) respectiva para transportar artículos;
- un sistema de transporte de elementos de cierre (20) para transportar elementos de cierre, en particular, tapas (C), dispuestos aleatoriamente en al menos un primer plano de transporte de elementos de cierre (20a) para transportar elementos de cierre, en una dirección de transporte (C1) respectiva;
- una estación de llenado (60), configurada para suministrar y dispensar un producto en el interior de uno de dichos artículos A dispuestos en una posición de llenado;
- una estación de cierre (70) para cerrar los artículos llenos, provista de medios (71) para aplicar respectivamente uno de dichos elementos de cierre sobre uno de dichos artículos llenos A;
- un sistema de extracción (50) para transportar los artículos llenos y cerrados a lo largo de una dirección de extracción longitudinal (X-X) y en un sentido de extracción de atrás hacia adelante; comprendiendo el sistema de extracción (50), en particular, un plano de extracción (50a) para extraer los artículos llenos y cerrados que está orientado paralelo a la dirección de extracción longitudinal (X-X) y a una dirección a lo ancho transversal (Y-Y) del aparato, en el que se transportan los artículos llenos y cerrados (A'), dispuestos con una orientación y/o posición predefinida;
- uno o más primeros dispositivos de recogida y colocación (30) dispuestos y configurados para recoger los artículos A dispuestos aleatoriamente en el primer plano de transporte de artículos (10a) y para posicionarlos en una orientación y/o posición predefinida en la estación de llenado (60);
- uno o más segundos dispositivos de recogida y colocación (40), dispuestos y configurados para recoger uno de dichos elementos de cierre de dicho primer plano de transporte de elementos de cierre (20a) del respectivo sistema de transporte y para alimentarlo a los medios de aplicación (71) de la estación de cierre (70);
- un sistema de detección para detectar la posición y/o la disposición de los artículos (A) en tránsito en el al menos primer plano de transporte de artículos (10a) y de los elementos de cierre (C) en tránsito en el al menos primer plano de transporte de elementos de cierre (20a) respectivo y hacer la información disponible para controlar los dispositivos de recogida y colocación (30, 40);
- una unidad de procesamiento y control (500) para controlar los componentes y sistemas operativos del aparato, diseñada, en particular, para recibir información sobre la posición y/o disposición de los artículos y/o de los elementos de cierre y para controlar los dispositivos de recogida y colocación;
en donde dicho primer plano de transporte de artículos (10a) para transportar los artículos (A) y primer plano de transporte de elementos de cierre (20a) para transportar los elementos de cierre (C) están dispuestos en lados opuestos del sistema de extracción (50), en particular, del plano de extracción (50a) para la extracción de los artículos llenos y cerrados.
2. Aparato modular de acuerdo con la reivindicación 1,caracterizado por queel primer plano de transporte de artículos (10a) para transportar los artículos (A) y el primer plano de transporte de elementos de cierre (20a) para transportar los elementos de cierre (C) están dispuestos en lados opuestos en la dirección transversal de un plano longitudinal-vertical (X-Z) paralelo a la dirección longitudinal de extracción y a una dirección a lo alto vertical (Z-Z) y que pasa ortogonalmente a través del plano de extracción (50a) del sistema de extracción (50).
3. Aparato modular de acuerdo con la reivindicación 1 o 2,caracterizado por queel primer plano de transporte de artículos (10a) y la dirección del movimiento de avance (A1) de los artículos en el primer plano de transporte están orientados en un ángulo, preferentemente de entre 80 y 100 grados, con respecto a la dirección de extracción longitudinal (X-X) y en un sentido dirigido hacia el plano de extracción (50a) del dicho sistema de extracción, preferentemente orientados sustancialmente ortogonales a la dirección de extracción longitudinal (X-X) y paralelos a la dirección transversal (Y-Y); y/opor que:
el primer plano de transporte de elementos de cierre (20a) y la dirección del movimiento de avance (C1) de los elementos de cierre en el primer plano de transporte están orientados en un ángulo, preferentemente de entre 80 y 100 grados, con respecto a la dirección longitudinal (X-X) de extracción y en un sentido dirigido hacia el plano de extracción (50a) del dicho sistema de extracción, preferentemente orientados sustancialmente ortogonales a la dirección longitudinal (X-X) de extracción y paralelos a la dirección transversal (Y-Y).
4. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1 o 2 o 3,caracterizado por quecomprende:
- un conjunto de alimentación de artículos (90) para alimentar aleatoriamente artículos vacíos (A) desde un receptáculo de almacenamiento (92) hasta el menos al primer plano de transporte de artículos (10a), antes de los medios de detección del sistema de detección en la dirección y sentido del movimiento de avance (A1); en donde, preferentemente, el receptáculo de almacenamiento (92) está dispuesto en una posición situada debajo, en la dirección vertical Z-Z, de un primer plano de transporte (10a) para transportar los contenedores y de manera que los contenedores (A) no recogidos por los primeros dispositivos de recogida y colocación (30) caen en el receptáculo de almacenamiento (92) al final de su viaje en el primer plano de transporte (10a); y/o - un conjunto de alimentación de elementos de cierre (80) para alimentar aleatoriamente elementos de cierre (C) desde un receptáculo de almacenamiento (82) hasta el al menos primer plano de transporte de elementos de cierre (20a), antes de los medios de detección del sistema de detección en la dirección y sentido del movimiento de avance (C1); en donde, preferentemente, el receptáculo de almacenamiento (82) está dispuesto en una posición situada debajo, en la dirección vertical (Z-Z), de un primer plano (20a) para transportar los elementos de cierre y de manera que los elementos de cierre (C) no recogidos por los dispositivos de recogida y colocación (40) caen en el receptáculo de almacenamiento (82) al final de su viaje en el primer plano de transporte (20a).
5. Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el uno o más primeros dispositivos de recogida y colocación (30) y/o el uno o más segundos dispositivos de recogida y colocación (40) comprenden cada uno al menos un brazo robótico (31; 41), cuyo un extremo libre lleva medios dispuestos en los extremos, en particular, medios de agarre (32, 43), siendo los brazos robóticos (31; 41) del tipo antropomórfico, en particular, con al menos cinco y preferentemente al menos seis ejes de rotación y/o grados de libertad.
6. Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el uno o más primeros dispositivos de recogida y colocación (30) y el uno o más segundos dispositivos de recogida y colocación (40) están dispuestos respectivamente cada uno en dicho primer plano de transporte de artículos (10a) para transportar artículos o dicho primer plano de transporte de elementos de cierre (20a) para transportar los elementos de cierre, en los que se define un área de acción respectiva de uno de los dispositivos de recogida y colocación.
7. Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el uno o más primeros dispositivos de recogida y colocación (30) y el uno o más segundos dispositivos de recogida y colocación (40) están dispuestos en lados opuestos del sistema de extracción, en particular, en lados opuestos en la dirección transversal de un plano longitudinal-vertical (X-Y) paralelo a la dirección longitudinal de extracción y a la dirección a lo alto vertical (Z-Z) y que pasa ortogonalmente a través del plano de extracción (50a) del sistema de extracción (50).
8. Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además, medios de agarre y posicionamiento configurados y controlados para llevar a cabo una o más, preferentemente todas, de las siguientes operaciones:
- sujetar un artículo (A) en una posición de llenado en la estación de llenado;
- desplazar un artículo lleno (A) por una estación de llenado (60) hacia una posición de cierre en una estación de cierre (70);
- sujetar el artículo en una posición de cierre durante la aplicación de un elemento de cierre;
- desplazar un artículo lleno y cerrado desde una posición de cierre en la estación de cierre hasta una posición y orientación dada para la extracción en el plano de extracción (50a);
siendo dichos medios de agarre y posicionamiento preferentemente llevados por los segundos dispositivos de recogida y colocación.
9. Aparato de acuerdo con la reivindicación 5, en donde uno o más de los primeros o segundos dispositivos de recogida y colocación (40) están configurados para llevar a cabo el remplazo automatizado de los medios dispuestos en los extremos, en particular, medios de agarre (43), dispuestos en el extremo libre del brazo robótico, con diferentes medios dispuestos en los extremos, en particular, con medios de agarre (48) de diferente formato y/o tamaño y/o con medios de remplazo dispuestos en los extremos que comprenden un colector (49), por ejemplo, en forma de una pequeña cazoleta, diseñado para ser aplicado a los medios de dispensación de la estación de llenado, con el fin de colectar un líquido de lavado.
10. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la estación de llenado (60) comprende medios para dispensar el producto en el interior de un contenedor A dispuesto en una posición de llenado y en donde:
-- los primeros planos de transporte (10a, 20a) para transportar respectivamente los artículos (A) a llenar y los elementos de cierre (C) están dispuestos en lados opuestos en la dirección transversal (Y-Y) de los medios de dispensación (62) de la estación de llenado (60); y/o
-- los medios de dispensación (62) y la posición de llenado están ubicados sustancialmente encima, en la dirección vertical (Z-Z), del plano de extracción (50a) y/o están intersecados por un plano longitudinal-vertical (X-Z) que pasa ortogonalmente a través del plano de extracción (50a).
11. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por quela estación de cierre (70) comprende medios (71) para sujetar y aplicar un elemento de cierre (C) sobre un artículo lleno (A) dispuesto en una posición de cierre y en donde:
-- los primeros planos de transporte (10a, 20a) para transportar respectivamente los artículos (A) a llenar y los elementos de cierre (C) están dispuestos en lados opuestos, en la dirección transversal (Y-Y), de la estación de cierre (70), en particular, al menos de los medios de sujeción y aplicación (71) y la posición de cierre; y/o -- los medios de sujeción y aplicación (71) y la posición de cierre están ubicados sustancialmente encima, en la dirección vertical (Z-Z), del plano de extracción (50a) y/o están intersecados por un plano longitudinal-vertical (X-Z) que pasa ortogonalmente a través del plano de extracción (50a).
12. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las estaciones de llenado y cierre están dispuestas adyacentes y/o sustancialmente alineadas en la dirección longitudinal (X-X) de extracción.
13. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por quecomprende:
- un plano de transporte de artículos adicional (110a) para transportar los artículos (A) alimentados aleatoriamente en una dirección de transporte adicional (A11) respectiva, asociado con al menos un primer dispositivo de recogida y colocación adicional (130) para los artículos (A);
- un plano de transporte de elementos de cierre adicional (120a) para transportar los elementos de cierre (C) en una dirección de transporte (C11) respectiva, asociado con un segundo dispositivo de recogida y colocación adicional (140) respectivo y dispuesto en el lado opuesto del sistema de extracción, en particular, del plano de extracción (50a), con respecto al plano de transporte de artículos adicional (110a) para transportar los artículos (A);
una estación de llenado adicional (160) y una estación de cierre adicional (170) que están dispuestas para llenar y cerrar, respectivamente, artículos A recogidos de dicho plano de transporte de artículos adicional (110a); en donde el plano de extracción (50a) del sistema de extracción se extiende en la dirección longitudinal (X-X) de extracción para recibir los artículos llenos (A') en la estación de llenado adicional (160) y cerrados en la estación de cierre adicional (170) y en donde, preferentemente los planos de transporte adicionales (110a, 120a) y/o las estaciones de llenado y cierre adicionales (160, 170) están dispuestos simétricamente respecto a un plano transversal vertical (Y-Z) del aparato con respecto a los primeros planos de transporte y/o la respectiva primera estación de llenado o cierre.
14. Aparato de acuerdo con la reivindicación anterior,caracterizado por que:
-- el primer plano de transporte de artículos (10a) y el plano de transporte de artículos adicional (110a) están dispuestos en el mismo lado con respecto al sistema de extracción (50) ypor queel primer plano de transporte de elementos de cierre (20a) y el plano de transporte de elementos de cierre adicional (120a) están dispuestos en el mismo lado con respecto al sistema de extracción; y/o
-- el primer plano de transporte de artículos (10a) y el plano de transporte de artículos adicional (110a) son alimentados por un mismo conjunto de alimentación de artículos dispuesto preferentemente entre el primer y el plano de transporte de artículos adicional (10a, 110a) en la dirección longitudinal (X-X); y/o
-- el primer plano de transporte de elementos de cierre (20a) y el plano de transporte de elementos de cierre adicional (120a) son alimentados por un mismo conjunto de alimentación, preferentemente dispuesto entre el primer y el plano de transporte de elementos de cierre adicional (20a, 120a) en la dirección longitudinal (X-X).
15. Planta para envasar artículos (A) a llenar con un producto y cerrar con un elemento de cierre, que comprende al menos un aparato modular de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, preferentemente al menos dos aparatos modulares de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, dispuestos en serie a lo largo de la dirección longitudinal (X-X) de extracción y configurados para extraer los respectivos artículos llenos y cerrados (A') con un mismo sistema de extracción, en particular, en un mismo plano de extracción (50a).
16. Método para llenar y cerrar artículos alimentados aleatoriamente, en particular, contenedores (100), mediante elementos de cierre alimentados aleatoriamente, que comprende las etapas de:
- alimentar artículos (A) a un sistema de transporte de artículos (10) de un aparato modular de llenado y cierre, con transporte de los artículos (A) dispuestos aleatoriamente en al menos un primer plano de transporte de artículos (10a) en una al menos primera dirección de transporte (A1) respectiva
- detectar la posición y/o disposición de los artículos (A) en tránsito en el primer plano de transporte de artículos (10a) y emitir información de posición y/o disposición correspondiente;
- dependiendo de la información de posición y/o disposición emitida: recoger uno de los artículos dispuestos aleatoriamente en el sistema de transporte de artículos (10) y posicionarlo con una orientación predefinida y/o en una posición de llenado predefinida en una estación de llenado, mediante un primer dispositivo de recogida y colocación (30);
- alimentar elementos de cierre (C) a un sistema de transporte de elementos de cierre (20), con transporte de los elementos de cierre dispuestos aleatoriamente en al menos un primer plano de transporte de elementos de cierre (20a) en una al menos primera dirección de transporte C1 respectiva;
- detectar la posición y/o disposición de los elementos de cierre (C) en tránsito en el primer plano de transporte de elementos de cierre (20a) y emitir información de posición y/o disposición correspondiente;
- dependiendo de la información de posición y/u orientación emitida: recoger, mediante un segundo dispositivo de recogida y colocación (40), uno de los elementos de cierre dispuestos aleatoriamente en el primer plano de transporte de elementos de cierre (20a) y alimentar el mismo a los medios de aplicación (71) de una estación de cierre (70) para cerrar los artículos llenos, con sujeción del elemento de cierre por los medios de aplicación; - llenar dicho artículo (A) dispuesto en una posición de llenado llenando y dispensando un producto en el interior de dicho artículo;
- aplicar el elemento de cierre sobre el artículo lleno dispuesto en una posición de cierre en la estación de cierre mediante los medios de aplicación de la estación de cierre;
- transportar el artículo lleno y cerrado (A') dispuesto con una orientación y/o posición predefinida mediante un sistema de extracción (50), a lo largo de una dirección longitudinal (X-X) de extracción y en un sentido de extracción de atrás hacia adelante; en particular, en un plano de extracción (50a) del sistema de extracción (50) que está orientado preferentemente paralelo a la dirección longitudinal (X-X) de extracción de los artículos y a una dirección a lo ancho transversal (Y-Y) del aparato;
en donde el primer plano de transporte de artículos (10a) y el primer plano de transporte de elementos de cierre (20a) están dispuestos en lados opuestos del sistema de extracción (50), en particular, del plano de extracción (50a) para extraer los artículos llenos y cerrados.
17. Método para llenar y cerrar artículos de acuerdo con la reivindicación anterior, en donde el transporte de los artículos y de los elementos de cierre alimentados aleatoriamente se lleva a cabo en el primer plano de transporte de artículos (10a) y en el primer plano de transporte de elementos de cierre (20a) que están dispuestos en lados opuestos en la dirección transversal de un plano longitudinal-vertical (X-Z) paralelo a la dirección longitudinal de extracción y a una dirección a lo alto vertical (Z-Z) y que pasa ortogonalmente a través del plano de extracción (50a) del sistema de extracción (50); y/o en donde la dirección del movimiento de avance (A1) de los artículos en el primer plano de transporte está orientada en un ángulo, preferentemente de entre 80 y 100 grados y más preferentemente ortogonal sustancialmente, con respecto a la dirección longitudinal (X-X) de extracción y en un sentido dirigido hacia el plano (50a) del sistema de extracción; y/o en donde
la dirección del movimiento de avance (C1) de los elementos de cierre en el primer plano de transporte está orientada en un ángulo, preferentemente de entre 80 y 100 grados y más preferentemente ortogonal sustancialmente, con respecto a la dirección longitudinal (X-X) de extracción y en un sentido dirigido hacia el plano de extracción (50a) del sistema de extracción.
18. Método para llenar y cerrar artículos de acuerdo con una de las reivindicaciones 16-17, que comprende, además, una o más y preferentemente todas, de las siguientes etapas:
- sujetar, mediante medios de agarre y posicionamiento, un artículo (A) en una posición de llenado en la estación de llenado;
- desplazar, mediante medios de agarre y posicionamiento, un artículo lleno (A) por una estación de llenado (60) hacia una posición para cerrar en una estación de cierre (70);
- sujetar, mediante medios de agarre y posicionamiento, el artículo en una posición de cierre durante la aplicación de un elemento de cierre;
- desplazar, mediante medios de agarre y posicionamiento, un artículo lleno y cerrado desde una posición de cierre en la estación de cierre hasta una posición y/u orientación dada para la extracción en el plano de extracción (50a);
en donde dichos medios de agarre y posicionamiento son llevados preferentemente por uno o más de los segundos dispositivos de recogida y colocación.
19. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 16-18, en donde la posición de transporte predefinida para la extracción de uno o más artículos llenos y cerrados (A') es una posición seleccionada de entre una pluralidad de posiciones predefinidas, que están espaciadas entre sí a un intervalo constante (P) a lo largo de la dirección de extracción (X-X).
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