棒状対象物を取り扱う方法及び装置
本発明は、第一に、装填支援手段、特にカートンに関連する装填過程の際に、例えば乳製品産業に用いるべく、ほぼ棒状の対象物、特にプラスチックカップのようにばらばらにすることができるように堆積された複数の物品からなるポールを取扱うための完全に自動化し得る方法を提案する。取扱うべき対象物は製造機械又は処理機械から第1幾何学的配置へと供給される。本発明によれば、最初に対象物の少なくとも一部が捕捉され、次に対象物の相対配置が変更され、次に対象物の変更された対象物の配置が装填支援手段に供給され、その時、対象物は直立姿勢で配置されることを特徴とする。このようにして対象物の装填支援手段への最適パッキング密度を達成することができる。本発明は上記方法を実施するのに適した装置にも関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、装填支援手段、特にカートンの装填過程時に、取扱うべき製造機械又は処理機械から第1幾何学的配置へと供給されるほぼ棒状の対象物、特にプラスチックカップのようにばらばらにできるように堆積された複数の物品からなるポールを取扱う方法に関する。本発明は又、ほぼ棒状の対象物、特にプラスチックカップのようにばらばらにできるように堆積された複数の物品からなるポールを装填支援手段、特にカートンに関連する装填過程で第1幾何学的配置内の対応する製造機械又は処理機械に供給した後、対象物を取扱う、ほぼ棒状の対象物を取扱う装置にも関する。
【0002】
乳製品産業における乳製品、例えばヨーグルトやミルクドリンク等を受入るべく、しばしばプラスチックフォイルの深絞りで作ったカップが用いられる。このカップは普通、複数個が互いに積み重ねられる、即ち堆積されるように形成される。かくして形成され、入れ子式に堆積された複数カップの列を、以下カップポールと称する。
【0003】
実際工程にでは、対応する深絞り機械で作ったカップをカップポールに堆積した後、カップに印刷を施す装飾機械等の再処理機械に直接供給し、次に輸送のために例えば装填機に送り、そこで装填支援手段、特にカートンに詰め込む。該装填支援手段への詰め込み、即ちパッキングも実際は製造直後に行うことができる。
【0004】
冒頭に述べた型の公知の方法及び装置では、装填容器に関連する装填プロセス、即ちカップポールをカートンに詰め込んだりカートンから取出したりする作業は手作業、又は部分的に自動化して行われている。プラスチックカップは、普通手作業で、ポリプロピレン(PP)又はポリスチロール(PS)から熱間深絞り法にて作られる。そのため押し出されたフォイルが深絞り機に供給されてそこで加熱され、次に予備整形機で予備整形され、最後に例えば圧縮空気を用いて金型内でプレスされ、冷却され、型抜きされる。製造直後のこの段階では、カップはまだ熱く、容易に変形する状態にあり、このカップが深絞り機内に堆積され(複数のカップが互いにカップポールとして堆積され)、次に装飾(印刷)のために再処理機に自動的に供給されるか、カートンに手作業で詰め込まれる。衛生上の理由からカートンは、内部にプラスチック袋の形の内張りを備える。
【0005】
冒頭に述べた型の公知の方法と装置は多くの欠点を持っている。ところが、棒状対象物の取扱の際に実行される方法プロセス、特に装填支援手段への装填又はそこからの取出しを全自動で実施し得る装置は従来知られていない。更にカップポールを装填支援手段に自動装填する公知の装置では、新しいカップの直径又は形式に変更する場合、機械の部品を交換するのに多くの時間を必要とし、コスト的にも負担が大きくなる。そのため全体として変更の自由度が小さくならざるを得ない。更に又、多くの深絞り機は深絞りサイクル毎に、ただ1つのカップしか作らないのではなく、所定パターンに従い複数の個々のカップを同時に作る。これは一般に二次元であり、空洞と称される。カップを深絞り機から次の取扱処理の工程、例えば装飾又はパッキングの工程に引き渡す場合、その引き渡しは一般にカップポールの形で、即ち一次元の形で行われるので、空洞を個々のカップポールに置き換え得る、対応する装置が深絞り機に組み込まねばならない。ところがそのため対応する深絞り機が高価になり、製造コスト及び保守コストが高くなってしまう。
【0006】
更に公知の深絞り機では、カップポールの引き渡しは一般に水平方向側方で行われる。カップポールの水平方向側方での引き渡しの結果、重力や摩擦力等の力がカップの封止縁に作用し、それがカップの製造品質に悪影響を与える。特に深絞り直後のカップはなお80℃もの温度を持っており、そのため特に容易に変形し得る。ヨーグルト用カップの装填及び閉鎖にあたり上述の封止縁には、許容誤差、円形性及びカップ軸に対する角度位置に関し極めて高度の要求がある。そのため従来技術のこの欠点は特に深刻なものである。
【0007】
最後に公知の方法及び装置では、カップポールをカートン等の装填支援手段に装填するにあたり、特に最大装填密度、即ち最大パッキング密度を達成すべく、言い換えると各カートンに最大限のカップポールを装填すべく、カートン内のパッキングパターンを調節することは不可能である。
【0008】
独国特許第4030215号明細書は、開放状態の輸送容器に水平方向に供給されるカップポールの取扱い、特に取出しのための装置を開示する。この装置は、カップポールをその長い方の側面で捕捉する吸引機構を使用している。既述のようにカートンにカップポールを、ここに開示された水平方向に装填する方式によっては、一般に最適パッキング密度を達成し得ないと言う欠点がある。カップと吸引機構との間に作用する吸引力と、カートン内の底の方の層に強度の負荷をかけるカップポールの自重とに基づき、この装置は特にまだ熱くて変形を生じ易いカップの取扱には適していない。そのため独国特許第4030215号明細書の吸引機構は、固定長さのカップポールにしか適用できない。
【0009】
独国特許出願公開第3541900号明細書は、捕捉片を有する捕捉器が平行に並んだ複数のカップポールを形状係合的に又は摩擦力により捕捉し、それらを水平方向に操作してカートンに装填する、同じ大きさのポールを層をなして移動させる方法と装置を開示するが、独国特許第4030215号明細書に開示のものと同様の欠点を持っている。
【0010】
独国特許出願公開第3741257号明細書で、特に水平型プラスチックカップスタック用の捕捉装置が公知である。ここでもカップポールは装填支援手段に水平に、上下方向に積重配置される。ここに開示の捕捉装置は少なくとも1つの舌片と、これと協働する係合部とを備え、ポールスタックをその外周面上に捕捉舌片の形で捕捉する。ここでも上述の欠点が生ずる。
【0011】
最後に、独国特許第3424233号明細書は、カップポールが捕捉装置によって詳細には図示されていない方法でカートンに水平操作により装填する、カートンの装填装置を開示している。ここでもやはり少なくとも上述の欠点が生ずる。
【0012】
本発明の課題は、冒頭に述べた型の方法及び装置を、カップポールの完全自動取扱、特に開放側から見てそれ以外の全面が閉鎖しているカートンのような装填支援手段にカップポールを装填したりそこから取出したりできるように改善することである。そのため、カップの取扱が製造直後でも可能であるように、取扱時には、カップを非常に慎重に取扱わねばならない。最後に装填支援手段へのカップポールの装填密度、即ちパッキング密度は最適なものでなければならない。
【0013】
上記課題を解決すべく、本発明は、冒頭に述べた方法において、最初に対象物の少なくとも一部が捕捉され、次に対象物の相対配置が変更され、次に対象物の変更された配置が装填支援手段に装填され、その時、対象物は直立姿勢で配置されることを特徴とする。
【0014】
冒頭に述べた型の装置では、上記課題を解決すべく、対象物の少なくとも一部を、製造機械又は処理機械を有するインタフェースで捕捉し、かつ対象物を直立状態で装填するように構成された第1捕捉装置を備えることを特徴とする。
【0015】
本発明が取扱う対象物は、特に形状係合的に結合され得る。互いに堆積するとよいが、互いに引っかけることも可能な、個々の分離した対象物である。捕捉動作により対象物は更なる動きの際に案内され、もって所定の位置から定義された軌道に沿い動かされる。その場合、特に対象物の向きが各点で定義される。捕捉の後、対象物は更に保持され続け、それにより少なくとも一時的に所定の位置及び向きに確保される。本発明に従い特にその間隔変更又は相対位置変更中は、対象物は放射方向へ動かされる。しかし、長手方向には動かされない。かくして位置変更が絶対的に定義された形で行われる。
【0016】
本発明の方法又は装置では、第一に一方のみが開いた装填支援手段に関連し、カップポールを全自動で取扱える。カップの取扱は、特にカップ又はカップポールのほぼ垂直姿勢での整列に伴う堆積の結果として、カップにとり非常に優しく行える。対象物は、外周面で保持棒により取り囲まれ、更に他方の端面が確保機構で捕捉される。対象物は出口ユニットから直接取扱ユニットに搬送される。即ち取扱ユニットは中間に介在する堆積装置を必要とせず、取扱ユニットに直接接触する。しかし対象物は取扱ユニットへと動かされるばかりか、逆に取扱ユニットは出口ユニットへと動かされることもあり得る。その結果、ユニットの入れ子式又は伸縮自在の構造が生じ、従ってユニットの「はめ合わせ」が生じて、対象物の絶対的に確実な引き渡しが可能となる。カップ配置の本発明による整列方式では、装填支援手段に装填される対象物又はカップの数の最適化が可能になる。本発明によれば対象物の配置を高パッキング密度で達成し、従って高度の小型化を図れる。
【0017】
本発明においては、特に以下の構成も可能である。
【0018】
即ち、複数の対象物が個々の物品から可撓性のある緩い結合を形成する。本発明の方法では、対象物はその外周面が、外周に配置した保持棒で取り囲まれる。複数の対象物は、はめ合わされ得る。即ち、中心点間隔は半径の2倍より小さい。取扱作業中、対象物の実際の確保は端面側で、しかも捕捉器の中心/重心とは反対側に向いた「下方」の端面で行われる。かくして本発明の方法では、対象物を形状係合的に捕捉する。捕捉システムは元来存在するオリジナルユニットに直接結合される。更にオリジナルユニット(保持装置)内で押し回すこと、即ち単に押すだけでなく僅かに回すことでもそれは可能である。装填支援手段への装填の任意部分、即ち例えば対象物の1つの列だけではなく任意部分を取扱うことも可能である。
【0019】
本発明方法の好適な構成によれば、第1捕捉装置が取扱装置、特に多軸産業ロボットで操作される。その結果捕捉装置の特別な融通性のある、使い易さを提供できる。それに応じて本発明の装置では、第1捕捉装置は取扱装置、特に多軸産業ロボットで操作される。4軸又は6軸の産業ロボットが適するが、他の軸数の産業ロボットも使用可能である。
【0020】
装填支援手段の装填密度を最適化すべく、本発明は対象物を装填支援手段に装填するのに先立ち対象物のオリジナルの第1幾何学的配置を適合させることに着眼する。これは本発明により次の2つの方式で行い得る。しかし、両者を混在させた形式も可能である。
【0021】
そこで本発明では、まず対象物を第1捕捉装置で捕捉し、対象物の配置の変更を第1捕捉装置の幾何学的条件の変更を介して行う。しかしこれに対する代替案として、又はそれに付加的に、対象物を、装填支援手段に堆積する前に、マガジン手段に組み込んだ保存部材に装填してもよい。その場合、マガジン手段内で対象物の幾何学的配置を変更する。それに対応して、本発明による装置の更なる実施態様によれば、第1捕捉装置を、装填支援手段に装填する前に対象物装置の幾何学的条件を変更させるように構成するか、マガジン手段を対象物装置の幾何学的条件を変更させるように構成する。
【0022】
第1捕捉装置の幾何学的条件を融通性をもって変更可能とすべく、好適には(部分)空洞の各対象物が第1捕捉装置に組み込まれた捕捉部材によって捕捉され保持される。そのため本発明の装置の実施態様では、第1捕捉装置は各対象物に対して対応する捕捉部材を備える。上述の2つの実施態様に対応して、マガジン手段も各対象物に対して対応する保存部材を備え得る。
【0023】
取扱うべき棒状の対象物が特に剛性ではないので、本発明の装置では、好適には捕捉部材及び/又は保存部材は、保持されている各対象物のための側方案内手段を備える。その場合、少なくとも捕捉部材の側方案内手段に対象物を保持するための閉鎖手段を一体化して備え得る。対象物をできるだけ正確に、場所をとらないで堆積すべく、本発明の装置の更に好適な実施態様では、案内手段が対象物の棒軸を平行整列させるように形成する。
【0024】
装填支援手段の最適パッキング密度を達成可能とすべく、少なくとも1グループの捕捉部材を列をなして配置する。それに対応してマガジン手段に関し、これは平行な棒軸を有する対象物を受入るために列の配置内に構成する。その場合、少なくとも1グループの保存部材を列をなして配置する。
【0025】
上述の理由で装置技術的に、関連するグループの少なくとも列をなして配置される捕捉部材及び/又は保存部材は可動に配置され、好適には、保持された各対象物の棒軸に直角な方向に配置され、そのため本発明の方法によれば、第1対象物配置の幾何学的条件の求められる変更が捕捉部材及び/又は保存部材の相互間隔の変更によって行われ得る。
【0026】
この目的を達成すべく、捕捉部材及び/又は保存部材は、列の方向に延びるレール部材上に滑動可能に配置される。その場合、本発明装置の好適な実施態様では、捕捉部材及び/又は保存部材の側方相互間隔は列内で変更可能である。本発明の対応する方法の実施態様では、対象物を捕捉する際に設定される第1位置と、捕捉部材及び/又は保存部材に関し求められるパッキング密度によって装填支援手段に設定される第2位置との間で相対的な間隔変更が行われる。
【0027】
前述の予め与えられる2つの位置の間で列の対象物相互間の側方間隔の変更可能性を構造的に簡単に実現すべく、本発明の装置の好適な実施態様では、グループの捕捉部材及び/又は保存部材は、接続手段を介して、隣接する単数又は複数の捕捉部材及び/又は保存部材に接続され、それにより捕捉部材/保存部材の対をなす2つの異なる側方間隔を有する2つの相対位置が定義される。上述の接続手段によりグループの捕捉部材及び/又は保存部材の側方の動きが予め与えられる所定の限界内でグループの他の捕捉部材及び/又は保存部材に伝達されるので、捕捉部材及び/又は保存部材を操作すべく、捕捉部材及び/又は保存部材の各グループに対して唯一の動力源を備えるだけで足りる利点がある。
【0028】
本発明に従い、装填支援手段に求められる最適パッキング密度を特に空洞内のカップ又はカップポールの幾何学的配置と無関係に実現可能とするには、一般に、装填支援手段に装填される対象物の幾何学的配置を準備された対象物/空洞の数及び幾何学的配置とは事実上ほぼ完全に無関係にすることが必要である。このため、本発明の装置は、既述のように、第1捕捉装置に保持されている対象物の堆積のため、可動捕捉部材を有する第1捕捉装置又は場合によっては併用して可動保存部材を有するマガジン手段を備える。発明の方法的観点からは、対象物を、装填支援手段に装填する前に、対象物の配置の既に変更されている幾何学的条件によって対象物がマガジン手段に装填されるか、又は幾何学的条件適合のみがマガジン手段内でその可動保存部材により行われる。しかし既述の如く、上述の両方法の態様の混合形態も可能である。更に第1捕捉装置内での幾何学的条件の変更後、対象物を第1捕捉装置から装填支援手段に直接堆積することもできる。
【0029】
対象物の装填支援手段への堆積に関連し、本発明の好適な実施態様では、第2配置の形の対象物を第2捕捉装置によりマガジン手段から取出す。そのため本発明の装置に、マガジン手段から対象物の第2幾何学的配置を取出すための第2捕捉装置を設けるとよい。迅速な方法シーケンスと、装填支援手段内の最適パッキング密度を達成すべく、好適には、対象物をマガジンから列状又はブロック状に取出すように構成できる。本発明の方法の対応する実施態様では、マガジン手段からの取出しを列状又はブロック状に行う。その結果マガジン手段内の列の長さが装填支援手段のサイズに対応するものとなる利点がある。
【0030】
第1捕捉装置と同様に、第2捕捉装置も、取扱装置、特に多軸産業ロボットで操作するとよい。本発明の方法の対応する実施態様では、捕捉装置は共通の取扱装置、特に多軸産業ロボットで操作する。しかし、捕捉装置の操作は異なる取扱装置でも行える。
【0031】
第2捕捉装置が可動捕捉部材を備えれば、ここでも(場合によっては付加的な)対象物配置の幾何学的条件変更を対象物の装填支援手段への堆積前に行うこともできる。
【0032】
装填支援手段に堆積された対象物を輸送時中も確実かつ損傷なしにその意図した場所に保持すべく、本発明方法の好適な実施態様では、対象物の装填前に、装填支援手段に位置決めインサートを導入する。それに対応して本発明の装置は、好適には装填支援手段内に配置された位置決めインサートを備え、更に好適には位置決めインサートは装填支援手段の底に配置される。位置決めインサートを設けると、特に輸送時に装填支援手段内での対象物のパッキングパターンを、例えば滑動により変更する場合に有利である。装填支援手段の底に位置決めインサートをどのようにして備えるかは具体的な適用場面に従う。一つの可能な代替配置は、垂直に配置された仕切壁の形の位置決めインサートにある。
【0033】
対象物の受入のため、位置決めインサートは、本発明の装置の好適な実施態様では、対象物と装填支援手段の少なくとも1つの壁との間に永久的な間隔を形成するように構成された対象物用受入手段を備える。受入手段は本発明に従い、対象物の一方の棒端が挿入されるように構成、又は配置される。その場合、本発明の方法の好適な実施態様では、互いに平行な棒軸を有する複数の対象物の一方の棒端を位置決めインサートの受入手段に挿入する。好適なことに、対象物は位置決めインサートによって装填支援手段の少なくとも1つの壁との間に永久的な間隔を形成するように位置決め可能である。位置決めインサートは、堆積された対象物を例えばフォーク型捕捉器を用いて下方へ動かし、それによりカップ開口を下向きにされた(装填支援手段の底に向けられた)カップポールも装填支援手段から自動的に取出し得るように構成するとよい。
【0034】
本発明による方法又は装置は、既に基本的に述べた対象物の装填と共に装填支援手段からの全自動取出しも可能でなければならないので、本発明の方法の好適な実施態様では、取出し装置を対象物列と壁との間の空間に導入すべく、対象物の少なくとも1列をその棒軸に平行に延びる装填支援手段の壁から間隔をおいて位置決めする。それに応じて本発明の装置では、少なくとも1列の対象物用の受入手段を対象物の最適パッキング密度をもたらすよう配置するとよい。方法的観点からは、装填支援手段への装填も、対象物の最適パッキング密度が達成可能なように行う。
【0035】
装填支援手段内に堆積された対象物の取出しは、例えば本発明による方法の更なる実施態様では、対象物の取出し後、装填支援手段は装飾や装填等物品の再処理のために搬送されることが求められ又は必要である。そのため本発明の装置は、装飾装置又は装填装置のような物品用再取扱装置に装填支援手段を搬送する搬送手段を備えるとよい。本発明の装置は、好適にはその操作のために取扱装置と共に他の捕捉装置を備え、対象物を第2捕捉装置と同様の装填支援手段から取出す(取出し装置)べく、装填支援手段は、好適には対象物を装填支援手段から列状に取出すように構成される。本発明による方法の対応する実施態様によれば、物品の再処理のために対象物は更なる捕捉装置(取出し装置)によって装填支援手段から取出される。その取出しは、列状に行うとよい。
【0036】
代替的には、装填された装填支援手段は保存装置に送られ、そこに保存される。
【0037】
対象物を装填支援手段に高密度かつ場所を節約して装填するため、本発明の装置の好適な実施態様によれば、取出すべき各対象物のための取出し装置は、対象物を下から捕捉するための下捕捉手段と、上から押さえつける押さえつけ保持手段との間に対象物を挟み込むように形成されたクランプ装置を備える。この結果、下捕捉手段と押さえつけ保持手段との間の対象物は、保持手段及びクランプ装置によって装填支援手段から取出される。代替的に取出し装置は、取出すべき各対象物に対し、対象物の受入のために共通の軸の周りを回転する少なくとも2つの部分シェルからなるシェル装置を備え、対象物はシェル装置の内部に形成される空間内に受入られ、シェル装置の一端に設けた保持手段でそこに保持される。取出し装置は装填支援手段の壁と対象物列との間の領域に導入され、しかも本発明の位置決めインサートの対応する実施態様に従い、永久的に開放状態に保持される。
【0038】
物品の再処理後、本発明の方法の好適な実施態様に従い、対象物は装填支援手段に再び装填される。そこで本発明の方法の好適な実施態様では、対象物を共通の取扱装置、特に多軸産業ロボットで装填支援手段から取出し、再びそこに装填するようになし得る。本発明の装置の対応する変形例によれば、物品の再処理後、物品が、他の捕捉装置、特に取出し装置に対応する捕捉装置によって装填支援手段に再び堆積され得る。
【0039】
対象物は、製造又は再処理後、装填支援手段に堆積されている間、完全には満たされていない場合でも、互いに支持されるよう、装填支援手段は対象物の堆積の間、垂直方向に対し傾斜させられる。装填支援手段のこの傾斜は、本発明の装置では、この目的のためにも、対象物の堆積の間、装填支援手段内に存在する内張り、特にプラスチック袋を拡張させると同時に装填支援手段の壁に当接させるように構成した拡張ステーションを備えるとよい。この結果、装填用捕捉装置又は取出し用捕捉装置の導入時、装填支援手段の内張りとの衝突点が生じないようできる。と言うのは、それは特に内張りの損傷及びそれに伴う対象物の衛生上の障害を生じ得るからである。拡張ステーションの更なる責務は、堆積及び取出し時、装填支援手段の正確な位置決めを行うことである。
【0040】
本発明の装置の更なる実施態様では、取出し装置は取扱装置、特に多軸産業ロボットで操作される。同様に他の捕捉装置も対応する取扱装置で操作される。例えば動作領域での動作サイクル又は幾何学的配置構造に関し、再取扱装置の適切なタイミング動作の場合、取出し装置と他の捕捉装置を共通の取扱装置、特に多軸産業ロボットで操作してもよい。その際、方法的観点から、対象物を第1取扱装置、特に多軸産業ロボットで装填支援手段から取出し、再処理後、第2取扱装置、特に多軸産業ロボットで再び堆積させ得る。
【0041】
再処理装置が2組の取扱装置を持つ場合、本発明の装置は、好適には物品の再処理時、第1取扱装置の動作領域から第2取扱装置の動作領域にFIFO(先入れ先出し)の原理に従い装填支援手段を固定の循環サイクルに送る搬送手段を備える。方法の発明では、物品の再処理時、装填支援手段が上記循環サイクル内の物品を第1取扱装置の動作領域から第2取扱装置の動作領域に搬送する。
【0042】
本発明の他の特徴及び利点を、特許請求の範囲及び次に図面を参照して説明する実施例の記載から明らかにする。
【0043】
図1は、被取扱物品又はそれから形成される棒状対象物、ここでは特に乳製品産業分野プラスチックカップを製造する分野で用いられる本発明装置1を示す部分図である。この装置の図示の構成によって再設定なしに2つの異なる直径のカップを取扱える。この目的のため、本発明装置1は深絞り機の形のプラスチックカップ製造装置2を備えている。製造装置2は多軸産業ロボット、好適には4軸ないし6軸の産業ロボットの形の2つの取扱装置3.1、3.2を備える。取扱装置3.1、3.2は各々捕捉装置4.1、4.2を備え、該装置の作業領域A1、A2に工具ステーション5.1、5.2が存在する。取扱装置3.1、3.2は所定のカップ直径に適合させるべく捕捉装置4.1、4.2を交換できる。工具ステーション5.1、5.2は特に2つの異なるカップ直径が存在する冒頭に述べた場合のために設けている。カップ直径が単一なら、少なくとも1つの工具ステーションを省略できる。更に取扱装置3.2の作業領域A2に、例えばカートンの形の空状態及び装填状態の装填支援手段7.1又は7.2を搬送する搬送手段6が存在する。
【0044】
取扱装置3.1、3.2の作業領域A1、A2は、部分領域A1、2で部分的に重なり合っている。部分領域A1、2には図1の実施態様によれば、被取扱対象を一時的に受入るために、異なるカップ直径用の2つのマガジンユニット8a、8bの形のマガジン手段8が設けられている。こうすることで、サイズ変更時の再設定を省略できる。
【0045】
本発明の方法の基本的シーケンスを、図1で説明する。製造装置2はPP又はPSから熱間深絞り法により公知の方法で取扱対象のプラスチックカップを製造する。そのため製造装置2に整形されたフォイルシートが供給され(図示省略)、そこで加熱される。次に熱可塑性フォイルは製造装置内で予備整形機で予備整形され、モールド装置内で圧縮空気にてプレスされ、続いて冷却され、型抜きされる。完成したカップは、製造装置2でカップ棒の形に互いに積み重ねられ、続いて製造装置2の出口領域2.1に供給される。
【0046】
出口領域2.1から本発明によりカップ棒が第1捕捉装置4.1を用いて第1取扱装置3.1によって、空洞とも称され一次元又は二次元構造を持っている第1幾何学的配置へと取出され、マガジン手段8に導入されて、そこに一時的に堆積保存される。カップサイズが変更され、その結果、製造装置の出口領域2.1内のカップ棒のサイズが変更される場合、取扱装置3.1はそれに組み合わされている工具ステーション5.1へと動き、場合によってはそこで新たな捕捉装置を受取り、それによって本発明の方法は対象物のパラメータが変更された場合でも繰返し動作をすることができる。
【0047】
第1取扱装置3.1が製造装置2から取出した対象物をマガジン手段8に堆積した後、対象物はそこから第2取扱装置3.2を用いて、それによって操作される第2捕捉装置4.2によって再び取出され、搬送手段6によって取扱装置3.2の作業領域A2に搬送される空の装填支援手段7.1に堆積される。装填支援手段7.1が満杯になると、それは第2取扱装置3.2の作業領域A2から満杯の装填支援手段7.2として再び搬送手段6によって搬送され、場合によっては再処理(図11参照)のために用いられる。
【0048】
図1に概略的に示すように、製造装置2の出口領域2.1及びマガジン手段8は異なる幾何学的条件的サイズを持っている。本発明によれば、製造装置2の出口領域2.1で第1幾何学的配置によって取出された対象物は第1取扱装置3.1の捕捉装置4.1によってセグメント状にマガジン手段8に堆積される。続いて、マガジン手段8内で対象物の間隔が変えられる。これについては次に詳細に説明する。以上のようにして作られた対象物の第2配置は、第2取扱装置3.2が続いてその捕捉装置4.2によって装填支援手段7.1内に対象物の最適パッキング密度を達成できるように構成される。これについては図6a、6b、8及び9に、より詳細に示す。それに代えて、又は付加して、幾何学的配置の変更が第1捕捉装置4.1で行われ、対象物が第1取扱装置3.1の捕捉装置4.1によって変更された第2配置でマガジン手段8内に堆積される。
【0049】
図2は第1捕捉装置4.1によるカップポール9の形の、取扱うべき対象物の受入状態を示す。図の下段は本発明の方法の実行過程で順次進行する、異なる時点t1、t2、t3における製造装置2の出口領域2.1(図1)を示している。図の中段領域B1は同一時点t1〜t3における捕捉装置4.1を側方から見た状態を示し、他方、図の上段領域B2には時点t2、t3における捕捉装置4.1の平面図を示している。
【0050】
時点t1において、空洞Kのカップポール9が製造装置2の出口領域2.1からプランジャ2.2で押し出され、空洞捕捉器とも称される捕捉装置4.1内に移される。この過程はカップポール9が捕捉装置4.1内にある時点t2で終了される。全空洞Kが捕捉装置4.1内にあれば、時点t3でプランジャ2.2が再び挿入され、カップポール9が閉鎖手段4.1aによって捕捉装置4.1内に確保される。閉鎖手段4.1aについては図5a、5b、5cを参照して後で詳細に説明する。
【0051】
図2の場合、結果として空洞Kは5×5個のカップポール9の二次元配置をなし、それは正方形の幾何学配置で製造装置2の出口領域2.1に供給される。
【0052】
図3a〜3cは捕捉装置4.1(図1、2)の捕捉部材4.1cのグループ4.1bの詳細を示す。これらはマガジン手段(図1)内の保存部材8.1cのグループ8.1bにほぼ対応する。但し後者の場合、閉鎖手段は存在しない。図3a、3bに示す4つの捕捉部材4.1c又は保存部材8.1cは一連のものとして二重矢印Xの方向にレール部材4.1d、8.1dに沿って移動し得るように配置されている。そのため捕捉部材4.1c(保存部材8.1c)は、図示の実施例では下端部に各々レール部材4.1d、8.1dの対応する溝4.1f、8.1fに係合する鳩尾状の外形の突起4.1e、8.1eを備えている。上述の特殊外形に代得て、通常のすべり軸受を備えることもできる。
【0053】
捕捉部材4.1cと保存部材8.1cは、各々それらの間に受入るカップポール9(図2)用の三角に配置された3つの案内手段4.1g、8.1gを備える。案内手段4.1g、8.1gは特に丸断面を持つ棒形状に形成され、レール部材4.1d、8.1dの延長方向又は捕捉部材4.1c、8.1cの移動方向Xに対し直角方向に延びている。
【0054】
互いに隣接する捕捉部材4.1cと保存部材8.1cは、結合手段4.1h、8.1hで互いに結合されている。結合手段4.1h、8.1hは各々2つの細長い穴4.1i、4.1i′と8.1i、8.1i′を形成しており、その結果捕捉部材4.1c(保存部材8.1c)に存在する結合手段4.1h、8.1h用取付手段4.1j、8.1jと協働し、捕捉部材4.1c又は保存部材8.1cの2つの限界間隔d1、d2を定義する。
【0055】
かくして図3a、3bによる捕捉部材4.1c(保存部材8.1c)の構造と配置に基づき、捕捉部材4.1c(保存部材8.1c)の相互間隔を互いに容易に大きな相対間隔d1を持つ第1位置と小さな相対間隔d2を持つ第2位置との間で変更すべく、二重矢印Xの方向に直線的に作用する十分な動力源(図示省略)を提供できる。
【0056】
図4は、捕捉部材の二次元配置の枠内で隣接して平行な列の形をした捕捉部材4.1cの複数のグループ4.1b、4.1b′が配置された、本発明による第1捕捉装置4.1の全体図を示す。各列の内部では、ここでも捕捉部材4.1c相互間の相対間隔を二重矢印Xの方向に変更させ得る。その場合、図3a、3bの構成と同様に各々2つの細長い穴4.1i、4.1i′を有する結合手段4.1hが列の捕捉部材4.1cの結合のために挿入される。本発明の装置のマガジン手段8も上記に対応して構成される(図3a〜3c参照)が、それは図の見易さのため図示していない。
【0057】
図3a、3bに示す捕捉部材4.1cと異なり、図4の実施例では正方形ではなく、ほぼ三角形状ベース4.1kに形成されている。捕捉部材4.1cの隣接列の各ベース4.1k、4.1k′は、捕捉部材配置の平面に180°だけ互いに回転している。そのため捕捉部材4.1cのベース4.1kの頂点4.1lが、1つの列の隣接するベース4.1k、4.1k′の互いに対向する稜角部4.1n、4.1n′の間の三角形状の領域4.1m内に突出する。かくして捕捉装置4.1はつかみ空洞を捕捉することもでき、カップポール9が重複パターン(図7b参照)又は平面的に緊密パッキングに従い配置される。
【0058】
第1捕捉装置4.1の特殊構造に基づき、図3a〜3c及び図4に示す如く、製造装置2により予め与えられる第1相対間隔即ち間隔d1を有するカップポール9によって形成された空洞を捕捉できる。続いて捕捉部材4.1cをずらすことで、通常は捕捉部材4.1c、即ちカップポール9の狭い新たな相互間隔d2を設定できる。ここで間隔d2は少なくとも捕捉装置4.1bの列内で装填支援手段(図1)内のカップポール9の求められる最適パッキング密度にほぼ対応する。
【0059】
図3a〜3cと図4に示す捕捉部材4.1cの列は、製造装置2(図1)により作られた空洞の実際の幾何学的条件との相互間隔に適合している。それは例えば製造装置(深絞り機)の工具のパターンに対応している。しかし、例えば製造装置に他の工具を装着することで幾何学的条件を変更する場合、常にそれに対応して適合させ得る。図3a〜3cを参照して既に述べた如く、幾何学的条件の変更は捕捉装置4.1からマガジン手段8に移動させ得る。この結果捕捉装置4.1の基本的に望ましい構造的簡略化を達成できる。
【0060】
図4は、更にカップポール9を確保するための捕捉部材4.1cとその案内手段4.1g及び閉鎖手段4.1aの上部領域4.1oを拡大して示す。次に本発明によるカップポールの確保につき、図5a〜5cを参照して説明する。
【0061】
図5aは一体化された閉鎖手段4.1aを有する捕捉部材4.1cの案内手段4.1gの好適な構成例を示す。閉鎖手段4.1aは、図示の実施例では揺れアーム4.1pを備える。この揺れアーム4.1pは案内手段4.1gの終端凹所(図示省略)に案内手段の延長方向に直角な軸Sの周りで揺動可能に枢着され、案内手段4.1g内を走るリンク装置4.1qに結合されている。図3b上段で、リンク装置4.1qの矢印方向、即ち下方への動きは揺れアーム4.1pの内側への揺動を引き起こし、そのため揺れアーム4.1pはその先端4.1rがカップポール9の最下端カップ9.1の内縁に接触する。この領域はカップの最も安定な領域であり、そのためカップが製造されて間もない、即ちまだ温かく容易に変形可能としても、カップ9.1にはほぼ変形が生じない。図5a、5b(上段)、5cに矢印で示すリンク装置4.1qの上方及び下方への動きは、例えば図示しない駆動手段、例えば空気圧モータや電気モータによって行われる。
【0062】
図5a、5bの下段の図は、揺れアーム4.1pがカップ9.1内へと回動し(図5b下段、図5c右)、又は揺れアーム4.1pがカップ9.1から脱出するように回動した(図5a下段、図5c左)時の、カップポール9の案内手段4.1gの底面図を示す。
【0063】
図6aは、本発明に従い、捕捉装置4.1内にある空洞の第1幾何学的配置が装填支援手段内への堆積にとって好適なパターンに如何に変換されるかを示す。パッキング論理のコンテクストにおいて、「好適な」というのは、装填支援手段に求められるパッキングパターンがそこに最大限に多くのカップポールを収め得ることを意味する。
【0064】
可能なパッキングパターンを図7a、7bに模式的に示す。ここで一定のパターンに従って配置される幾つかのカップポールを平面図で示している。複数のカップポール9は、互いに固定間隔ΔYの列R内に配置されている。それに対し列R内のカップポール9は、相互間隔ΔXをもって配置されている。平面空間の有効利用に関し、図7bのパッキングパターンの方が図7aのそれよりも好適である。
【0065】
図3a、3b及び図4によれば、列内に配置される捕捉部材4.1c又は保存部材8.1cの相互間隔が調整可能なので、本発明によれば、第1捕捉装置4.1内に存在する列R内のカップポール9に必要な間隔ΔXも調整可能であり、例えばそれは図3bに示す間隔d2に相当する。空洞Kの別々の列Rがカップポール9の間隔ΔXに関し装填支援手段内の堆積に望ましい間隔値に適合された後、図6a左側の列Rがマガジン手段8内に堆積される。それとは異なり、空洞Kの一部を、マガジン手段8内に前もって間隔変更をすることなく持ち込んでおき、その後に間隔変更をマガジン手段内で行うこともできる。
【0066】
幾何学的条件変更を捕捉装置4.1のみで行う変形例では、図6aの平面図に従い、連続した、異なる時点t1〜t6で、マガジン手段8はカップポール9が各々列内の隣接する2つの保存部材8.1′間に静的に受入られ保持されるように構成された静止状態の保存部材8.1′の二次元配置を備えている。マガジン手段8の側面図を保存部材8.1′及びカップポール9と共に図6bに示す。
【0067】
時点t1で、第1空洞セグメントK1が第1捕捉装置4.1(図6aには図示せず)によってマガジン手段8の第1領域に堆積される。マガジン手段8内のカップポール9の相互間隔ΔXは、第1捕捉装置4.1で設定され、装填支援手段内のカップポール9の最適堆積に適した間隔に対応する。
【0068】
時点t2で第2空洞セグメントK2がマガジン手段8内に堆積される。時点t3で第3空洞セグメントK3がマガジン手段8内に堆積され、この結果マガジン手段8はこの時点でカップポール9で完全に満たされ、その間隔は装填支援手段内の目標とするパッキングパターンに必要な、列内に既に堆積しているカップポール9の相互間隔に対応している。
【0069】
間隔変更が捕捉装置4.1で行われない他の変形例によれば、求められるパッキングパターンを作るべく、この場所にマガジン手段8の個々の保存部材8.1が送られる。
【0070】
時点t3でマガジン手段8がカップポール9で完全に満たされた後、他の捕捉装置(図示省略)によってマガジン手段8にカップポール9が列をなして再び受入られ、装填支援手段7.1(図1)に堆積される。図6aによれば、これは時点t4、t5、t6で各カップポール9の列に対し、時点t6でマガジン手段8が再び完全に空になるまで行われる。
【0071】
図6aに従い時点t4〜t6でカップポール9の列状の受入のために用いられる他の捕捉装置(4.2)は捕捉装置4.1(空洞捕捉器)と同じ捕捉部材4.1cを備える。その違いは、他の捕捉装置(列捕捉器)の捕捉部材が互いに変位不能なことと、空洞セグメントK1〜K3より長くてもよい唯一のカップポール列のみが受入られることとである。
【0072】
図8は、製造装置2(図1)の対応する工具に応じカップポール9a〜9pがオーバラップして配置された空洞Kの場合の、対応する保存部材8.1′を有するマガジン手段8にカップポール9a〜9bを堆積した状態を示す。この場合、図8に案内手段4.1gのみを示す捕捉装置4.1により、第1時点t1でカップポール9a〜9d又は9e〜9hからなる唯一の列又は列対がマガジン手段8に堆積される。次の時点t2で空洞Kの残っている列又は列対(カップポール9i〜9l又は9m〜9p)がマガジン手段8の対応する保存部材8.1′に堆積されるよう、取扱装置3.1が捕捉装置4.1を移動させる。
【0073】
装填支援手段7.1内のカップポール9の堆積状態を連続する3つの時点t1、t2、t3で図9に示す。時点t1で装填支援手段7.1、例えばカートンはただ1列のカップポール9のみを内蔵している。各カップポール9間には列捕捉器の案内手段4.1g及び閉鎖手段4.1aを認め得る。時点t2では、列捕捉器によって第2列のカップポール9が装填支援手段7.1に堆積されている。ここで堆積は、2つの列の相対配置が特にその間隔ΔYに関して装填支援手段7.1内の求められる最適パッキングパターンに対応する(図7b参照)ように行われる。最後に時点t3で求められる最適パッキングパターンに従い、カップポール9で完全に満たされた装填支援手段7.2が示されている。装填支援手段7.1内に堆積されたカップポール列が時点t3で装填支援手段7.1を完全に満たす前にひっくりかえることのないように、装填支援手段7.1は堆積過程の間、垂直方向Vに対して図9の図面に平面に沿う矢印Nの方向に傾斜される。それにより、特に第1カップポール列を装填支援手段7.1の側壁7.1aで支持できる。本発明によれば、これは、図15を参照して詳細に説明する、所謂拡張ステーションで行われる。この拡張ステーションは、装填支援手段7.1の位置決めのためにも用いられる。
【0074】
図10は、本発明の装置1をプラスチックカップの再処理に関連して示す。装飾機械のような再処理装置11は、前述の型の産業ロボットの形の、2つの更なる取扱装置3.3、3.4を備えている。取扱装置3.3、3.4の作業領域A3、A4内に、各々工具ステーション5.3、5.4並びに再処理装置11の入口領域11.1又は出口領域11.2が存在する。再処理すべきカップポールは満たされた装填支援手段7.2(図9)内の取扱装置3.3の作業領域A3に搬送手段12を介して搬送される。対象物の製造及び続く堆積の上述の説明と同様に、装填支援手段は再処理領域内でも好適には拡張ステーション(図15)によって位置決めされ傾斜される。
【0075】
取扱装置3.3は、装填支援手段7.2に含まれるカップポール用の取出し装置4.3を備えている。取出し装置4.3は次に図12、その代替案は図13a〜13c、図14a〜14cを参照して詳細に説明する。取出し装置4.3によって取扱装置3.3が装填支援手段7.2からカップポールを取出し、それを再処理、ここではカップの装飾のために再処理装置11の入口領域11.1に送る。再処理装置11での再処理の後、カップポール形のカップは取出し装置4.3にほぼ対応する捕捉装置4.4を用いて取扱装置3.4により再処理装置11の出口領域11.2で再び捕捉され、装填支援手段7.1/7.2に再び堆積される。
【0076】
次に再処理装置11の入口領域11.1と出口領域11.2を、図16にて説明する。
【0077】
工具ステーション5.3、5.4は図1の説明と同様に所定のカップパラメータ、特にカップ直径等の変更に応じ、取出し装置4.3又は捕捉装置4.4の交換のために用いられる。
【0078】
先に図11を参照して説明した如く、装填支援手段7.2にカップポールを最適に密なパッキングを行う場合でも装填支援手段7.2からカップポールの問題のない取出しを可能とすべく、本発明による方法及び装置のここで説明する実施例に従い、装填支援手段7.1/7.2内の位置決めインサート13が使用される。
【0079】
最適パッキングパターンのサイズと装填支援手段の(内部)サイズとの間に大きな差があり、そのため対象物が輸送時に目標位置から大きく離れがちの場合、次に説明する型の位置決めインサートは特に必要なものとして備えられる。更に下方に開いたカップ開口を有するカップポールを装填支援手段内に導入すべき場合には位置決めインサートが常に用いられる(カップの鋭敏な封止縁の保護、カップポールの自体の外表面を介しての挟み込みの防止)。
【0080】
位置決めインサート13の実施形態を図11aの上段に断面図として示し、下段に平面図として示している。位置決めインサート13はカートン材料又はプラスチック材料からなり、当初は空の装填支援手段7.1の内部、好適にはその床領域に配置される。本発明によれば位置決めインサート13を、製造装置2(図1)の領域にカップポールを積込む前に装填支援手段内に持ち込む。
【0081】
位置決めインサート13はその上面13.1に突起13.2の形の受入手段の配置を備える。突起13.2はカップポールの求められるパッキングパターンに応じて列状にずらして配置される。列内に隣接して配置された2つの突起13.2′、13.2″は各々凹所13.4′、13.4″を備える。凹所13.4′、13.4″の形状は、その中に収められるカップの外形形状に対応している(図11b)。本発明によれば位置決めインサート13の突起13.2、13.2′、13.2″の内側面13.3′、13.3″の凹所13.4′、13.4″は上部にのみ配置される。その結果、下方にベース13.5が残る。該ベース13.5を介し、凹所13.4′、13.4″内に収められたカップ又はカップポールが、位置決めインサート13の上面13.1から間隔をおいて保持される。
【0082】
図11bは、突起13.2の凹所内に受入られ、互いに入れ子式に重ねられたプラスチックカップ9.1からなるカップポールを有する本発明の位置決めインサート13の一部を示す。
【0083】
図11cは個々の受入手段13.2を斜視図で示す。特にカップ9.1/カップポール9の対応する領域を受入るための2つの半円筒断面の凹所13.2a、13.2bを認め得る。
【0084】
図示の位置決めインサート13内へのカップポール9の配置により、装填支援手段の輸送過程でもカップポールの所望の最適パッキング密度を永続的に維持できる。これに関連し、カップポールの永続的固定配置の結果として、製造したばかりでカップ又はカップポールがまだ温かく容易に変形し得る場合であっても、カップ品質を損なうことがない。
【0085】
図11bによれば、位置決めインサート13はその端縁領域13.6に、装填支援手段7.1の一方の壁7.1aに隣接するカップポールの列を壁7.1aから距離dを保持すべく間隔手段13.7を備えている。この考え方は、図10による満たされた装填支援手段7.2からカップポール9(カップポール9の列)を取出すための取出し装置4.3の図12、図13a〜13c及び図14a〜14cに示す構造に関し大きな意味がある。更に位置決めインサート13は、各カップポール9の最下層カップと装填支援手段7.2の底7.2bとの間に間隔bを作る。
【0086】
取出し装置4.3は図12の実施例によれば、装填支援手段7.2からのカップポール9の完全な列を受入れ得る列捕捉器として構成される。そのため取出し装置は各カップポール9に対しフック状の下捕捉手段4.3aを備えている。下捕捉手段4.3aは、そのサイズに基づき装填支援手段7.2の壁7.2aと隣接するカップポール9との間にdなる間隔の空間をもって装入できる。このことを、図13に時点t1及びt2で示す。下捕捉手段4.3aは、それに対し相対的に動き得るように上方から押さえつける押さえつけ手段4.3bを備えている。押さえつけ手段4.3bは、電気又は空気圧モータ式の駆動装置(図示省略)により図13の二重矢印の方向、即ち上下方向に動き得る。このようにして下捕捉手段4.3aの先端4.3cと取出し装置4.3の押さえつけ手段4.3bとの間の間隔hがカップポール9の高さHに適合される。このことは、取出し装置4.3が少なくとも下捕捉手段4.3aの先端4.3cを有する関連する取扱装置4.3によって位置決めインサート13(図11a)のベース13.5の領域内でカップポール9の下方の自由空間にもたらされた後の、時点t3及びt4の所に示されている。押さえつけ手段4.3bは各カップの型に対して個々に調整し得る押さえつけ手段4.3bと下捕捉手段4.3aの先端4.3cとの間に保持力が達成される所まで下方へ動く。それによりカップポール9を先端と押さえつけ手段との間に挟み込める。かくしてカップポール9又はカップポール列全体を装填支援手段7.2から取出し、取扱装置3.3によって再処理装置11(図10)に供給することが可能になる。
【0087】
列捕捉器として機能する取出し装置4.3の他の好適な構成を図13a〜13c、14a〜14cに示す。その目的のため、図13aでは、取出し装置4.3は各カップポール9に対し、2つの半シェル17.1と17.2からなる略円形シリンダ状のシェル装置17を備えている。1つの列内に複数のシェル装置17が配置され、その各上端部17aの領域で共通の支持手段18に吊り下げられている。支持手段18は取扱装置の工具フランジに接続するためのフランジ板18aを備えている。図13aは、駆動装置19と、支持手段18に取り付けられたラック20とを示す。ラック20は各々これと協働する歯車21のシェル装置17に機能的に接続されている。駆動装置19はラック20をその延長方向に変位させるよう構成されている。シェル装置17の半シェル17.1は捕捉装置4.3に対し固定関係にある。それに対し半シェル17.2は可動であり、特に半シェル17.1に対し相対的に回転可能である。半シェル17.2の回転は駆動装置19に接続された動力源(図示省略)を経て電気又は空気圧的に行われる。両半シェル17.1、17.2により、カップポール9をシェル装置17内にほぼ完全に取り囲み得る。
【0088】
シェル装置17と半シェル17.1、17.2を、図13bに個々に示す。これらは少なくとも半シェル17.1の下部終端領域17b内に、シェル装置17内に受入るべき処理対象を確保すべく半シェル17.1の内周面上に配置された支持リップ22を備える。半シェル17.2もそのような支持リップ22を備えるとよい。半シェル17.1はその上部領域17aに穴17.1b、17.1cを有する閉鎖キャップ17.1aを持っている。半シェル17.2は、上端領域17aに環状の連結部17.2aを備えている。
【0089】
図13aの本発明による取出し装置4.3の詳細を、図13bのほぼC―C線に沿う断面図として図13cに示す。閉鎖キャップ17.1aは二重壁型とされ、連結部17.2aを取り囲んでいる。閉鎖キャップ17.1aの内部に、これに固定的に結合されて、付加的に外歯車21′に係合する内歯車23が設けられている。歯車21′は、取出し装置4.3(図13a)の上述の歯車21を有する共通の軸Wに取り付けるとよい。軸Wは本発明により穴17.1b(図13b)を貫通し、図13aに従い駆動装置19により歯車21を介して回転駆動される。この回転は、歯車21′、23を経て可動半シェル17.2に伝達される。穴17.1cは、半シェル17.1(即ちシェル装置17)を支持手段18(図13a)に固定するために用いられる。かくして駆動装置19は、歯車21、21′、23との連結によりラック20を介して取出し装置として機能するシェル装置17全体を同時に駆動する。
【0090】
カップポールの取出しは、両半シェルが互いにオーバラップして配置され、即ち半シェル17.2が半シェル17.1の前にある位置に取出し装置4.3があるようにして行われる。この位置で取出し装置4.3を有する取扱装置3.3は満杯状態の装填支援手段7.2に入る。取出し装置4.3を完全に挿入したら直ちに、即ち装填支援手段7.2の床迄又は位置決めインサート13迄挿入されたら直ちに、半シェル17.2が駆動装置19により回転され、そのため個々のカップポールはその端部がシェル装置17で取り囲まれる。これは、各シェル装置に対し図13b左側の図に対応する。次に支持リップ22が、カップポールの最下層カップの下方にあるように位置決めされる。それにより装填支援手段から取出し装置4.3を引き出す際にカップポールが確保される。この時、位置決めインサート13(図11a〜11c)により作り出される、対象物の最下層の物品と装填支援手段7.2の底7.2bとの間の間隔bには重要な意味がある。
【0091】
図14a、14bは取出し装置4.3の詳細を、図13bのA−A線に沿って示す縦断面図であり、各々シェル装置17の上端領域17aの詳細を示している。図14aはシェル装置17の開放状態を示しており、図14bは閉鎖状態を示している。
【0092】
再処理後にカップポールを改めてパッキングするための捕捉装置4.4は本発明により第2捕捉装置4.2又は取出し装置4.3と同様に構成される。
【0093】
好適には、カップポールを取出す際にもパッキング過程に関し既述のように、僅かに傾斜される。装填支援手段7.1、7.2のこの傾斜は本発明により、図15a〜15cに示す本発明の装置の拡張ステーション14によって行われる。これは図1及び10には見やすさのために示していない。拡張ステーション14の主たる責務は、装填支援手段7.1、7.2を正確に位置決めすることであり、図示の実施例の場合は装填支援手段に含まれる内張り15を拡張させること、特に衛生上の理由で設けられるプラスチック袋を、捕捉装置の挿入又は取出しの際に衝突点を生じて内張り15に損傷を与えることのないように拡張させ、装填支援手段7.1、7.2の壁7.1a、7.2aに当接させることである。図示の実施例によれば拡張ステーション14は図15aの第1側面図の二重矢印の方向に繰り出したり引っ込めたりできる2つの伸縮ユニット/リフトユニット14.1を備えており、その間で装填支援手段7.1、7.2を内張り15と共に位置決めできる。伸縮ユニット14.1には複数の拡張ピン14.2が備えられている。拡張ピン14.2をその間に介在された変位部材14.3により適当な駆動手段14.4の作用の下に対角線外方向に動かし得る(図14c参照)。
【0094】
図14bは異なる時点t1及びt2での拡張ピン14.2の位置を示す。図14bは図14aのB−B線に沿う断面図である。図15cは同一時点の平面図である。
【0095】
拡張ピン14.2の対角線外方向への変位に伴い、装填支援手段7.1、7.2は2つの方向に位置決めされ、内張り15は拡張されて装填支援手段の壁に当接する。
【0096】
伸縮ユニット14.1及び拡張ピン14.2の変位のための駆動手段14.4も例えば電気式又は空気圧式のものであり得る。
【0097】
最後に図16は、図10による再処理装置11の入口領域11.1及び出口領域11.2に用いられているような、更なるマガジン手段16を示す。このマガジン手段16は製造装置2(図1)の領域のマガジン手段8とはかなり異なっている。マガジン手段16では、カップポール9は再処理装置11、例えば装飾機械の操作確実性を向上させるべく、回転式搬送手段16.1によって、列状に能動的にリズミカルに操作され、再処理装置11へと搬送される。それに伴い、図15には4つのカップポール9によって形成される列Rを示している。列Rは図11の説明に従い取出し装置4.3によって装填支援手段7.2から取出され、搬送手段16.1によって今や図15の矢印の方向に再処理装置11の入口領域11.1へと搬送される。本発明によれば、同一配置が再処理装置11の出口領域11.2に設けられ、そこでカップポール9を再処理が施された後に再パッキングのために列状に取扱装置3.4(図10)に搬送するために用いられる。
【図面の簡単な説明】
【0098】
【図1】本発明による装置の、プラスチックカップの製造及びパッケージング部分を示す説明図である。
【図2】本発明による装置の第1捕捉装置によるカップポールの引渡しを説明する説明図である。
【図3a】マガジン手段における第1捕捉装置又は対応する保存手段の一連の捕捉部材の詳細を示す斜視図である。
【図3b】マガジン手段における第1捕捉装置又は対応する保存手段の一連の捕捉部材の図3aとは異なる状態の詳細を示す斜視図である。
【図3c】マガジン手段における第1捕捉装置又は対応する保存手段の単一の捕捉部材の詳細を示す斜視図である。
【図4】第1捕捉装置の全体構造を示す斜視図である。
【図5a】本発明による捕捉部材の詳細を示す側面図及び底面図である。
【図5b】本発明による捕捉部材の他の実施例を示す側面図及び底面図である。
【図5c】本発明による捕捉部材の異なる動作状態を説明する説明図である。
【図6a】対象物をマガジン手段に堆積し、又はマガジン手段から取出す状態を示す説明図である。
【図6b】図6aに示す装置の側面図である。
【図7a】装填支援手段における対象物の可能なパッキングパターンの一例を示す説明図である。
【図7b】装填支援手段における対象物の可能なパッキングパターンの他の例を示す説明図である。
【図8】対象物をマガジン手段に装填する他の方法を説明する説明図である。
【図9】対象物を装填支援手段に列状に堆積する状況を示す説明図である。
【図10】物品用再処理ステーションの領域における本発明の装置の構成例を示す部分図である。
【図11a】本発明による位置決めインサートの一例を示す平面図である。
【図11b】本発明による位置決めインサートの上に対象物を配置した状態を示す部分図である。
【図11c】位置決めインサートの受入手段の斜視図である。
【図12】装填支援手段内に堆積される本発明による装置の対象物用の第1取出し装置並びに第1取出し装置を用いて行われる対象物の取出し過程を示す説明図である。
【図13a】取出し装置の他の構成例の全体を示す斜視図である。
【図13b】シェル装置及び図13aの取出し装置の半シェルの詳細を示す拡大図である。
【図13c】図13bのC―C線に沿って見た横断面図である。
【図14a】シェル装置が開放されている状態を図13bのA―A線に沿って見た部分縦断面図である。
【図14b】シェル装置が閉じられている状態を図13bのA―A線に沿って見た部分縦断面図である。
【図15a】本発明による装置の拡張ステーションの構成及び動作態様を説明する説明図である。
【図15b】本発明による装置の拡張ステーションの構成及び動作態様の異なる状態を示す説明図である。
【図15c】本発明による装置の拡張ステーションの構成及び動作態様の更に異なる状態を示す説明図である。
【図16】マガジン手段の構成を物品の再処理領域で示す説明図である。
【符号の説明】
【0099】
1 本発明装置、2 カップ製造装置、2.1 出口領域、2.2 プランジャ、3.1、3.2、3.3、3.4 取扱装置、4.1、4.2、4.3、4.4 捕捉装置、4.1a 閉鎖手段、4.1b、4.1b′ グループ、4.1c 捕捉部材、4.1d レール部材、4.1e 突起、4.1f 溝、4.1g 案内手段、4.1h 結合手段、4.1i、4.1i′ 長穴、4.1j 取付手段、4.1k、4.1k′ ベース、4.11 先端、4.1m 領域、4.1n、4.1n′ 端縁、4.1o 上部領域、4.1p 揺れアーム、4.1q リンク装置、4.1r 先端、4.3a 下捕捉手段、4.3b 押さえつけ手段、4.3c 先端、5.1、5.2、5.3、5.4 工具ステーション、6 搬送手段、7.1、7.2 装填支援手段、7.1a、7.2a 壁、7.2b 底、8 マガジン手段、8.1、8.1′ 保存部材、8a、8b マガジンユニット、8.1a 閉鎖手段、8.1b、4.1b′ グループ、8.1c 捕捉部材、8.1d レール部材、8.1e 突起、8.1f 溝、8.1g 案内手段、8.1h 接続手段、8.1i、4.1i′ 長穴、8.1j 取付手段、8.1k、4.1k′ ベース、8.11 先端、8.1m 領域、8.1n、4.1n′ 端縁、8.1o 上部領域、8.1p 揺れアーム、8.1q リンク装置、8.1r 先端、9、9a〜9p カップポール、9.1 カップ、11 再処理装置、11.1 入口領域、12 搬送手段、13 位置決めインサート、13.1 上面、13.2、13.2′、13.2″ 突起、13.2a、13.2b 凹所、13.3′、13.3″ 内側面、13.4′、13.4″ 凹所、13.5 ベース、13.6 端縁領域、13.7 間隔手段、14 拡張ステーション、14.1 伸縮ユニット、14.2 拡張ピン、14.3 変位部材、14.4 駆動手段、15 内張り、16 マガジン手段、16.1 搬送手段、17 シェル装置、17a 上端領域、17b 下端領域、17.1 (固定)半シェル/部分シェル、17.1a 閉鎖キャップ、17.1b、17.1c 穴、17.2 (可動)部分シェル/半シェル、17.2a 連結部、18 支持手段、18a フランジ板、19 駆動装置、20 ラック、21、21′ 歯車、22 支持リップ、23 歯車、A1、A2、A3、A4 作業領域、A1、2 部分領域、B1、B2 領域、b、d1、d2、h 間隔、H 高さ、Ki 空洞、N 傾斜、R 列、S 軸、ti 時点、V 垂直方向、W 軸、X 変位方向、ΔX、ΔY 間隔
【技術分野】
【0001】
本発明は、装填支援手段、特にカートンの装填過程時に、取扱うべき製造機械又は処理機械から第1幾何学的配置へと供給されるほぼ棒状の対象物、特にプラスチックカップのようにばらばらにできるように堆積された複数の物品からなるポールを取扱う方法に関する。本発明は又、ほぼ棒状の対象物、特にプラスチックカップのようにばらばらにできるように堆積された複数の物品からなるポールを装填支援手段、特にカートンに関連する装填過程で第1幾何学的配置内の対応する製造機械又は処理機械に供給した後、対象物を取扱う、ほぼ棒状の対象物を取扱う装置にも関する。
【0002】
乳製品産業における乳製品、例えばヨーグルトやミルクドリンク等を受入るべく、しばしばプラスチックフォイルの深絞りで作ったカップが用いられる。このカップは普通、複数個が互いに積み重ねられる、即ち堆積されるように形成される。かくして形成され、入れ子式に堆積された複数カップの列を、以下カップポールと称する。
【0003】
実際工程にでは、対応する深絞り機械で作ったカップをカップポールに堆積した後、カップに印刷を施す装飾機械等の再処理機械に直接供給し、次に輸送のために例えば装填機に送り、そこで装填支援手段、特にカートンに詰め込む。該装填支援手段への詰め込み、即ちパッキングも実際は製造直後に行うことができる。
【0004】
冒頭に述べた型の公知の方法及び装置では、装填容器に関連する装填プロセス、即ちカップポールをカートンに詰め込んだりカートンから取出したりする作業は手作業、又は部分的に自動化して行われている。プラスチックカップは、普通手作業で、ポリプロピレン(PP)又はポリスチロール(PS)から熱間深絞り法にて作られる。そのため押し出されたフォイルが深絞り機に供給されてそこで加熱され、次に予備整形機で予備整形され、最後に例えば圧縮空気を用いて金型内でプレスされ、冷却され、型抜きされる。製造直後のこの段階では、カップはまだ熱く、容易に変形する状態にあり、このカップが深絞り機内に堆積され(複数のカップが互いにカップポールとして堆積され)、次に装飾(印刷)のために再処理機に自動的に供給されるか、カートンに手作業で詰め込まれる。衛生上の理由からカートンは、内部にプラスチック袋の形の内張りを備える。
【0005】
冒頭に述べた型の公知の方法と装置は多くの欠点を持っている。ところが、棒状対象物の取扱の際に実行される方法プロセス、特に装填支援手段への装填又はそこからの取出しを全自動で実施し得る装置は従来知られていない。更にカップポールを装填支援手段に自動装填する公知の装置では、新しいカップの直径又は形式に変更する場合、機械の部品を交換するのに多くの時間を必要とし、コスト的にも負担が大きくなる。そのため全体として変更の自由度が小さくならざるを得ない。更に又、多くの深絞り機は深絞りサイクル毎に、ただ1つのカップしか作らないのではなく、所定パターンに従い複数の個々のカップを同時に作る。これは一般に二次元であり、空洞と称される。カップを深絞り機から次の取扱処理の工程、例えば装飾又はパッキングの工程に引き渡す場合、その引き渡しは一般にカップポールの形で、即ち一次元の形で行われるので、空洞を個々のカップポールに置き換え得る、対応する装置が深絞り機に組み込まねばならない。ところがそのため対応する深絞り機が高価になり、製造コスト及び保守コストが高くなってしまう。
【0006】
更に公知の深絞り機では、カップポールの引き渡しは一般に水平方向側方で行われる。カップポールの水平方向側方での引き渡しの結果、重力や摩擦力等の力がカップの封止縁に作用し、それがカップの製造品質に悪影響を与える。特に深絞り直後のカップはなお80℃もの温度を持っており、そのため特に容易に変形し得る。ヨーグルト用カップの装填及び閉鎖にあたり上述の封止縁には、許容誤差、円形性及びカップ軸に対する角度位置に関し極めて高度の要求がある。そのため従来技術のこの欠点は特に深刻なものである。
【0007】
最後に公知の方法及び装置では、カップポールをカートン等の装填支援手段に装填するにあたり、特に最大装填密度、即ち最大パッキング密度を達成すべく、言い換えると各カートンに最大限のカップポールを装填すべく、カートン内のパッキングパターンを調節することは不可能である。
【0008】
独国特許第4030215号明細書は、開放状態の輸送容器に水平方向に供給されるカップポールの取扱い、特に取出しのための装置を開示する。この装置は、カップポールをその長い方の側面で捕捉する吸引機構を使用している。既述のようにカートンにカップポールを、ここに開示された水平方向に装填する方式によっては、一般に最適パッキング密度を達成し得ないと言う欠点がある。カップと吸引機構との間に作用する吸引力と、カートン内の底の方の層に強度の負荷をかけるカップポールの自重とに基づき、この装置は特にまだ熱くて変形を生じ易いカップの取扱には適していない。そのため独国特許第4030215号明細書の吸引機構は、固定長さのカップポールにしか適用できない。
【0009】
独国特許出願公開第3541900号明細書は、捕捉片を有する捕捉器が平行に並んだ複数のカップポールを形状係合的に又は摩擦力により捕捉し、それらを水平方向に操作してカートンに装填する、同じ大きさのポールを層をなして移動させる方法と装置を開示するが、独国特許第4030215号明細書に開示のものと同様の欠点を持っている。
【0010】
独国特許出願公開第3741257号明細書で、特に水平型プラスチックカップスタック用の捕捉装置が公知である。ここでもカップポールは装填支援手段に水平に、上下方向に積重配置される。ここに開示の捕捉装置は少なくとも1つの舌片と、これと協働する係合部とを備え、ポールスタックをその外周面上に捕捉舌片の形で捕捉する。ここでも上述の欠点が生ずる。
【0011】
最後に、独国特許第3424233号明細書は、カップポールが捕捉装置によって詳細には図示されていない方法でカートンに水平操作により装填する、カートンの装填装置を開示している。ここでもやはり少なくとも上述の欠点が生ずる。
【0012】
本発明の課題は、冒頭に述べた型の方法及び装置を、カップポールの完全自動取扱、特に開放側から見てそれ以外の全面が閉鎖しているカートンのような装填支援手段にカップポールを装填したりそこから取出したりできるように改善することである。そのため、カップの取扱が製造直後でも可能であるように、取扱時には、カップを非常に慎重に取扱わねばならない。最後に装填支援手段へのカップポールの装填密度、即ちパッキング密度は最適なものでなければならない。
【0013】
上記課題を解決すべく、本発明は、冒頭に述べた方法において、最初に対象物の少なくとも一部が捕捉され、次に対象物の相対配置が変更され、次に対象物の変更された配置が装填支援手段に装填され、その時、対象物は直立姿勢で配置されることを特徴とする。
【0014】
冒頭に述べた型の装置では、上記課題を解決すべく、対象物の少なくとも一部を、製造機械又は処理機械を有するインタフェースで捕捉し、かつ対象物を直立状態で装填するように構成された第1捕捉装置を備えることを特徴とする。
【0015】
本発明が取扱う対象物は、特に形状係合的に結合され得る。互いに堆積するとよいが、互いに引っかけることも可能な、個々の分離した対象物である。捕捉動作により対象物は更なる動きの際に案内され、もって所定の位置から定義された軌道に沿い動かされる。その場合、特に対象物の向きが各点で定義される。捕捉の後、対象物は更に保持され続け、それにより少なくとも一時的に所定の位置及び向きに確保される。本発明に従い特にその間隔変更又は相対位置変更中は、対象物は放射方向へ動かされる。しかし、長手方向には動かされない。かくして位置変更が絶対的に定義された形で行われる。
【0016】
本発明の方法又は装置では、第一に一方のみが開いた装填支援手段に関連し、カップポールを全自動で取扱える。カップの取扱は、特にカップ又はカップポールのほぼ垂直姿勢での整列に伴う堆積の結果として、カップにとり非常に優しく行える。対象物は、外周面で保持棒により取り囲まれ、更に他方の端面が確保機構で捕捉される。対象物は出口ユニットから直接取扱ユニットに搬送される。即ち取扱ユニットは中間に介在する堆積装置を必要とせず、取扱ユニットに直接接触する。しかし対象物は取扱ユニットへと動かされるばかりか、逆に取扱ユニットは出口ユニットへと動かされることもあり得る。その結果、ユニットの入れ子式又は伸縮自在の構造が生じ、従ってユニットの「はめ合わせ」が生じて、対象物の絶対的に確実な引き渡しが可能となる。カップ配置の本発明による整列方式では、装填支援手段に装填される対象物又はカップの数の最適化が可能になる。本発明によれば対象物の配置を高パッキング密度で達成し、従って高度の小型化を図れる。
【0017】
本発明においては、特に以下の構成も可能である。
【0018】
即ち、複数の対象物が個々の物品から可撓性のある緩い結合を形成する。本発明の方法では、対象物はその外周面が、外周に配置した保持棒で取り囲まれる。複数の対象物は、はめ合わされ得る。即ち、中心点間隔は半径の2倍より小さい。取扱作業中、対象物の実際の確保は端面側で、しかも捕捉器の中心/重心とは反対側に向いた「下方」の端面で行われる。かくして本発明の方法では、対象物を形状係合的に捕捉する。捕捉システムは元来存在するオリジナルユニットに直接結合される。更にオリジナルユニット(保持装置)内で押し回すこと、即ち単に押すだけでなく僅かに回すことでもそれは可能である。装填支援手段への装填の任意部分、即ち例えば対象物の1つの列だけではなく任意部分を取扱うことも可能である。
【0019】
本発明方法の好適な構成によれば、第1捕捉装置が取扱装置、特に多軸産業ロボットで操作される。その結果捕捉装置の特別な融通性のある、使い易さを提供できる。それに応じて本発明の装置では、第1捕捉装置は取扱装置、特に多軸産業ロボットで操作される。4軸又は6軸の産業ロボットが適するが、他の軸数の産業ロボットも使用可能である。
【0020】
装填支援手段の装填密度を最適化すべく、本発明は対象物を装填支援手段に装填するのに先立ち対象物のオリジナルの第1幾何学的配置を適合させることに着眼する。これは本発明により次の2つの方式で行い得る。しかし、両者を混在させた形式も可能である。
【0021】
そこで本発明では、まず対象物を第1捕捉装置で捕捉し、対象物の配置の変更を第1捕捉装置の幾何学的条件の変更を介して行う。しかしこれに対する代替案として、又はそれに付加的に、対象物を、装填支援手段に堆積する前に、マガジン手段に組み込んだ保存部材に装填してもよい。その場合、マガジン手段内で対象物の幾何学的配置を変更する。それに対応して、本発明による装置の更なる実施態様によれば、第1捕捉装置を、装填支援手段に装填する前に対象物装置の幾何学的条件を変更させるように構成するか、マガジン手段を対象物装置の幾何学的条件を変更させるように構成する。
【0022】
第1捕捉装置の幾何学的条件を融通性をもって変更可能とすべく、好適には(部分)空洞の各対象物が第1捕捉装置に組み込まれた捕捉部材によって捕捉され保持される。そのため本発明の装置の実施態様では、第1捕捉装置は各対象物に対して対応する捕捉部材を備える。上述の2つの実施態様に対応して、マガジン手段も各対象物に対して対応する保存部材を備え得る。
【0023】
取扱うべき棒状の対象物が特に剛性ではないので、本発明の装置では、好適には捕捉部材及び/又は保存部材は、保持されている各対象物のための側方案内手段を備える。その場合、少なくとも捕捉部材の側方案内手段に対象物を保持するための閉鎖手段を一体化して備え得る。対象物をできるだけ正確に、場所をとらないで堆積すべく、本発明の装置の更に好適な実施態様では、案内手段が対象物の棒軸を平行整列させるように形成する。
【0024】
装填支援手段の最適パッキング密度を達成可能とすべく、少なくとも1グループの捕捉部材を列をなして配置する。それに対応してマガジン手段に関し、これは平行な棒軸を有する対象物を受入るために列の配置内に構成する。その場合、少なくとも1グループの保存部材を列をなして配置する。
【0025】
上述の理由で装置技術的に、関連するグループの少なくとも列をなして配置される捕捉部材及び/又は保存部材は可動に配置され、好適には、保持された各対象物の棒軸に直角な方向に配置され、そのため本発明の方法によれば、第1対象物配置の幾何学的条件の求められる変更が捕捉部材及び/又は保存部材の相互間隔の変更によって行われ得る。
【0026】
この目的を達成すべく、捕捉部材及び/又は保存部材は、列の方向に延びるレール部材上に滑動可能に配置される。その場合、本発明装置の好適な実施態様では、捕捉部材及び/又は保存部材の側方相互間隔は列内で変更可能である。本発明の対応する方法の実施態様では、対象物を捕捉する際に設定される第1位置と、捕捉部材及び/又は保存部材に関し求められるパッキング密度によって装填支援手段に設定される第2位置との間で相対的な間隔変更が行われる。
【0027】
前述の予め与えられる2つの位置の間で列の対象物相互間の側方間隔の変更可能性を構造的に簡単に実現すべく、本発明の装置の好適な実施態様では、グループの捕捉部材及び/又は保存部材は、接続手段を介して、隣接する単数又は複数の捕捉部材及び/又は保存部材に接続され、それにより捕捉部材/保存部材の対をなす2つの異なる側方間隔を有する2つの相対位置が定義される。上述の接続手段によりグループの捕捉部材及び/又は保存部材の側方の動きが予め与えられる所定の限界内でグループの他の捕捉部材及び/又は保存部材に伝達されるので、捕捉部材及び/又は保存部材を操作すべく、捕捉部材及び/又は保存部材の各グループに対して唯一の動力源を備えるだけで足りる利点がある。
【0028】
本発明に従い、装填支援手段に求められる最適パッキング密度を特に空洞内のカップ又はカップポールの幾何学的配置と無関係に実現可能とするには、一般に、装填支援手段に装填される対象物の幾何学的配置を準備された対象物/空洞の数及び幾何学的配置とは事実上ほぼ完全に無関係にすることが必要である。このため、本発明の装置は、既述のように、第1捕捉装置に保持されている対象物の堆積のため、可動捕捉部材を有する第1捕捉装置又は場合によっては併用して可動保存部材を有するマガジン手段を備える。発明の方法的観点からは、対象物を、装填支援手段に装填する前に、対象物の配置の既に変更されている幾何学的条件によって対象物がマガジン手段に装填されるか、又は幾何学的条件適合のみがマガジン手段内でその可動保存部材により行われる。しかし既述の如く、上述の両方法の態様の混合形態も可能である。更に第1捕捉装置内での幾何学的条件の変更後、対象物を第1捕捉装置から装填支援手段に直接堆積することもできる。
【0029】
対象物の装填支援手段への堆積に関連し、本発明の好適な実施態様では、第2配置の形の対象物を第2捕捉装置によりマガジン手段から取出す。そのため本発明の装置に、マガジン手段から対象物の第2幾何学的配置を取出すための第2捕捉装置を設けるとよい。迅速な方法シーケンスと、装填支援手段内の最適パッキング密度を達成すべく、好適には、対象物をマガジンから列状又はブロック状に取出すように構成できる。本発明の方法の対応する実施態様では、マガジン手段からの取出しを列状又はブロック状に行う。その結果マガジン手段内の列の長さが装填支援手段のサイズに対応するものとなる利点がある。
【0030】
第1捕捉装置と同様に、第2捕捉装置も、取扱装置、特に多軸産業ロボットで操作するとよい。本発明の方法の対応する実施態様では、捕捉装置は共通の取扱装置、特に多軸産業ロボットで操作する。しかし、捕捉装置の操作は異なる取扱装置でも行える。
【0031】
第2捕捉装置が可動捕捉部材を備えれば、ここでも(場合によっては付加的な)対象物配置の幾何学的条件変更を対象物の装填支援手段への堆積前に行うこともできる。
【0032】
装填支援手段に堆積された対象物を輸送時中も確実かつ損傷なしにその意図した場所に保持すべく、本発明方法の好適な実施態様では、対象物の装填前に、装填支援手段に位置決めインサートを導入する。それに対応して本発明の装置は、好適には装填支援手段内に配置された位置決めインサートを備え、更に好適には位置決めインサートは装填支援手段の底に配置される。位置決めインサートを設けると、特に輸送時に装填支援手段内での対象物のパッキングパターンを、例えば滑動により変更する場合に有利である。装填支援手段の底に位置決めインサートをどのようにして備えるかは具体的な適用場面に従う。一つの可能な代替配置は、垂直に配置された仕切壁の形の位置決めインサートにある。
【0033】
対象物の受入のため、位置決めインサートは、本発明の装置の好適な実施態様では、対象物と装填支援手段の少なくとも1つの壁との間に永久的な間隔を形成するように構成された対象物用受入手段を備える。受入手段は本発明に従い、対象物の一方の棒端が挿入されるように構成、又は配置される。その場合、本発明の方法の好適な実施態様では、互いに平行な棒軸を有する複数の対象物の一方の棒端を位置決めインサートの受入手段に挿入する。好適なことに、対象物は位置決めインサートによって装填支援手段の少なくとも1つの壁との間に永久的な間隔を形成するように位置決め可能である。位置決めインサートは、堆積された対象物を例えばフォーク型捕捉器を用いて下方へ動かし、それによりカップ開口を下向きにされた(装填支援手段の底に向けられた)カップポールも装填支援手段から自動的に取出し得るように構成するとよい。
【0034】
本発明による方法又は装置は、既に基本的に述べた対象物の装填と共に装填支援手段からの全自動取出しも可能でなければならないので、本発明の方法の好適な実施態様では、取出し装置を対象物列と壁との間の空間に導入すべく、対象物の少なくとも1列をその棒軸に平行に延びる装填支援手段の壁から間隔をおいて位置決めする。それに応じて本発明の装置では、少なくとも1列の対象物用の受入手段を対象物の最適パッキング密度をもたらすよう配置するとよい。方法的観点からは、装填支援手段への装填も、対象物の最適パッキング密度が達成可能なように行う。
【0035】
装填支援手段内に堆積された対象物の取出しは、例えば本発明による方法の更なる実施態様では、対象物の取出し後、装填支援手段は装飾や装填等物品の再処理のために搬送されることが求められ又は必要である。そのため本発明の装置は、装飾装置又は装填装置のような物品用再取扱装置に装填支援手段を搬送する搬送手段を備えるとよい。本発明の装置は、好適にはその操作のために取扱装置と共に他の捕捉装置を備え、対象物を第2捕捉装置と同様の装填支援手段から取出す(取出し装置)べく、装填支援手段は、好適には対象物を装填支援手段から列状に取出すように構成される。本発明による方法の対応する実施態様によれば、物品の再処理のために対象物は更なる捕捉装置(取出し装置)によって装填支援手段から取出される。その取出しは、列状に行うとよい。
【0036】
代替的には、装填された装填支援手段は保存装置に送られ、そこに保存される。
【0037】
対象物を装填支援手段に高密度かつ場所を節約して装填するため、本発明の装置の好適な実施態様によれば、取出すべき各対象物のための取出し装置は、対象物を下から捕捉するための下捕捉手段と、上から押さえつける押さえつけ保持手段との間に対象物を挟み込むように形成されたクランプ装置を備える。この結果、下捕捉手段と押さえつけ保持手段との間の対象物は、保持手段及びクランプ装置によって装填支援手段から取出される。代替的に取出し装置は、取出すべき各対象物に対し、対象物の受入のために共通の軸の周りを回転する少なくとも2つの部分シェルからなるシェル装置を備え、対象物はシェル装置の内部に形成される空間内に受入られ、シェル装置の一端に設けた保持手段でそこに保持される。取出し装置は装填支援手段の壁と対象物列との間の領域に導入され、しかも本発明の位置決めインサートの対応する実施態様に従い、永久的に開放状態に保持される。
【0038】
物品の再処理後、本発明の方法の好適な実施態様に従い、対象物は装填支援手段に再び装填される。そこで本発明の方法の好適な実施態様では、対象物を共通の取扱装置、特に多軸産業ロボットで装填支援手段から取出し、再びそこに装填するようになし得る。本発明の装置の対応する変形例によれば、物品の再処理後、物品が、他の捕捉装置、特に取出し装置に対応する捕捉装置によって装填支援手段に再び堆積され得る。
【0039】
対象物は、製造又は再処理後、装填支援手段に堆積されている間、完全には満たされていない場合でも、互いに支持されるよう、装填支援手段は対象物の堆積の間、垂直方向に対し傾斜させられる。装填支援手段のこの傾斜は、本発明の装置では、この目的のためにも、対象物の堆積の間、装填支援手段内に存在する内張り、特にプラスチック袋を拡張させると同時に装填支援手段の壁に当接させるように構成した拡張ステーションを備えるとよい。この結果、装填用捕捉装置又は取出し用捕捉装置の導入時、装填支援手段の内張りとの衝突点が生じないようできる。と言うのは、それは特に内張りの損傷及びそれに伴う対象物の衛生上の障害を生じ得るからである。拡張ステーションの更なる責務は、堆積及び取出し時、装填支援手段の正確な位置決めを行うことである。
【0040】
本発明の装置の更なる実施態様では、取出し装置は取扱装置、特に多軸産業ロボットで操作される。同様に他の捕捉装置も対応する取扱装置で操作される。例えば動作領域での動作サイクル又は幾何学的配置構造に関し、再取扱装置の適切なタイミング動作の場合、取出し装置と他の捕捉装置を共通の取扱装置、特に多軸産業ロボットで操作してもよい。その際、方法的観点から、対象物を第1取扱装置、特に多軸産業ロボットで装填支援手段から取出し、再処理後、第2取扱装置、特に多軸産業ロボットで再び堆積させ得る。
【0041】
再処理装置が2組の取扱装置を持つ場合、本発明の装置は、好適には物品の再処理時、第1取扱装置の動作領域から第2取扱装置の動作領域にFIFO(先入れ先出し)の原理に従い装填支援手段を固定の循環サイクルに送る搬送手段を備える。方法の発明では、物品の再処理時、装填支援手段が上記循環サイクル内の物品を第1取扱装置の動作領域から第2取扱装置の動作領域に搬送する。
【0042】
本発明の他の特徴及び利点を、特許請求の範囲及び次に図面を参照して説明する実施例の記載から明らかにする。
【0043】
図1は、被取扱物品又はそれから形成される棒状対象物、ここでは特に乳製品産業分野プラスチックカップを製造する分野で用いられる本発明装置1を示す部分図である。この装置の図示の構成によって再設定なしに2つの異なる直径のカップを取扱える。この目的のため、本発明装置1は深絞り機の形のプラスチックカップ製造装置2を備えている。製造装置2は多軸産業ロボット、好適には4軸ないし6軸の産業ロボットの形の2つの取扱装置3.1、3.2を備える。取扱装置3.1、3.2は各々捕捉装置4.1、4.2を備え、該装置の作業領域A1、A2に工具ステーション5.1、5.2が存在する。取扱装置3.1、3.2は所定のカップ直径に適合させるべく捕捉装置4.1、4.2を交換できる。工具ステーション5.1、5.2は特に2つの異なるカップ直径が存在する冒頭に述べた場合のために設けている。カップ直径が単一なら、少なくとも1つの工具ステーションを省略できる。更に取扱装置3.2の作業領域A2に、例えばカートンの形の空状態及び装填状態の装填支援手段7.1又は7.2を搬送する搬送手段6が存在する。
【0044】
取扱装置3.1、3.2の作業領域A1、A2は、部分領域A1、2で部分的に重なり合っている。部分領域A1、2には図1の実施態様によれば、被取扱対象を一時的に受入るために、異なるカップ直径用の2つのマガジンユニット8a、8bの形のマガジン手段8が設けられている。こうすることで、サイズ変更時の再設定を省略できる。
【0045】
本発明の方法の基本的シーケンスを、図1で説明する。製造装置2はPP又はPSから熱間深絞り法により公知の方法で取扱対象のプラスチックカップを製造する。そのため製造装置2に整形されたフォイルシートが供給され(図示省略)、そこで加熱される。次に熱可塑性フォイルは製造装置内で予備整形機で予備整形され、モールド装置内で圧縮空気にてプレスされ、続いて冷却され、型抜きされる。完成したカップは、製造装置2でカップ棒の形に互いに積み重ねられ、続いて製造装置2の出口領域2.1に供給される。
【0046】
出口領域2.1から本発明によりカップ棒が第1捕捉装置4.1を用いて第1取扱装置3.1によって、空洞とも称され一次元又は二次元構造を持っている第1幾何学的配置へと取出され、マガジン手段8に導入されて、そこに一時的に堆積保存される。カップサイズが変更され、その結果、製造装置の出口領域2.1内のカップ棒のサイズが変更される場合、取扱装置3.1はそれに組み合わされている工具ステーション5.1へと動き、場合によってはそこで新たな捕捉装置を受取り、それによって本発明の方法は対象物のパラメータが変更された場合でも繰返し動作をすることができる。
【0047】
第1取扱装置3.1が製造装置2から取出した対象物をマガジン手段8に堆積した後、対象物はそこから第2取扱装置3.2を用いて、それによって操作される第2捕捉装置4.2によって再び取出され、搬送手段6によって取扱装置3.2の作業領域A2に搬送される空の装填支援手段7.1に堆積される。装填支援手段7.1が満杯になると、それは第2取扱装置3.2の作業領域A2から満杯の装填支援手段7.2として再び搬送手段6によって搬送され、場合によっては再処理(図11参照)のために用いられる。
【0048】
図1に概略的に示すように、製造装置2の出口領域2.1及びマガジン手段8は異なる幾何学的条件的サイズを持っている。本発明によれば、製造装置2の出口領域2.1で第1幾何学的配置によって取出された対象物は第1取扱装置3.1の捕捉装置4.1によってセグメント状にマガジン手段8に堆積される。続いて、マガジン手段8内で対象物の間隔が変えられる。これについては次に詳細に説明する。以上のようにして作られた対象物の第2配置は、第2取扱装置3.2が続いてその捕捉装置4.2によって装填支援手段7.1内に対象物の最適パッキング密度を達成できるように構成される。これについては図6a、6b、8及び9に、より詳細に示す。それに代えて、又は付加して、幾何学的配置の変更が第1捕捉装置4.1で行われ、対象物が第1取扱装置3.1の捕捉装置4.1によって変更された第2配置でマガジン手段8内に堆積される。
【0049】
図2は第1捕捉装置4.1によるカップポール9の形の、取扱うべき対象物の受入状態を示す。図の下段は本発明の方法の実行過程で順次進行する、異なる時点t1、t2、t3における製造装置2の出口領域2.1(図1)を示している。図の中段領域B1は同一時点t1〜t3における捕捉装置4.1を側方から見た状態を示し、他方、図の上段領域B2には時点t2、t3における捕捉装置4.1の平面図を示している。
【0050】
時点t1において、空洞Kのカップポール9が製造装置2の出口領域2.1からプランジャ2.2で押し出され、空洞捕捉器とも称される捕捉装置4.1内に移される。この過程はカップポール9が捕捉装置4.1内にある時点t2で終了される。全空洞Kが捕捉装置4.1内にあれば、時点t3でプランジャ2.2が再び挿入され、カップポール9が閉鎖手段4.1aによって捕捉装置4.1内に確保される。閉鎖手段4.1aについては図5a、5b、5cを参照して後で詳細に説明する。
【0051】
図2の場合、結果として空洞Kは5×5個のカップポール9の二次元配置をなし、それは正方形の幾何学配置で製造装置2の出口領域2.1に供給される。
【0052】
図3a〜3cは捕捉装置4.1(図1、2)の捕捉部材4.1cのグループ4.1bの詳細を示す。これらはマガジン手段(図1)内の保存部材8.1cのグループ8.1bにほぼ対応する。但し後者の場合、閉鎖手段は存在しない。図3a、3bに示す4つの捕捉部材4.1c又は保存部材8.1cは一連のものとして二重矢印Xの方向にレール部材4.1d、8.1dに沿って移動し得るように配置されている。そのため捕捉部材4.1c(保存部材8.1c)は、図示の実施例では下端部に各々レール部材4.1d、8.1dの対応する溝4.1f、8.1fに係合する鳩尾状の外形の突起4.1e、8.1eを備えている。上述の特殊外形に代得て、通常のすべり軸受を備えることもできる。
【0053】
捕捉部材4.1cと保存部材8.1cは、各々それらの間に受入るカップポール9(図2)用の三角に配置された3つの案内手段4.1g、8.1gを備える。案内手段4.1g、8.1gは特に丸断面を持つ棒形状に形成され、レール部材4.1d、8.1dの延長方向又は捕捉部材4.1c、8.1cの移動方向Xに対し直角方向に延びている。
【0054】
互いに隣接する捕捉部材4.1cと保存部材8.1cは、結合手段4.1h、8.1hで互いに結合されている。結合手段4.1h、8.1hは各々2つの細長い穴4.1i、4.1i′と8.1i、8.1i′を形成しており、その結果捕捉部材4.1c(保存部材8.1c)に存在する結合手段4.1h、8.1h用取付手段4.1j、8.1jと協働し、捕捉部材4.1c又は保存部材8.1cの2つの限界間隔d1、d2を定義する。
【0055】
かくして図3a、3bによる捕捉部材4.1c(保存部材8.1c)の構造と配置に基づき、捕捉部材4.1c(保存部材8.1c)の相互間隔を互いに容易に大きな相対間隔d1を持つ第1位置と小さな相対間隔d2を持つ第2位置との間で変更すべく、二重矢印Xの方向に直線的に作用する十分な動力源(図示省略)を提供できる。
【0056】
図4は、捕捉部材の二次元配置の枠内で隣接して平行な列の形をした捕捉部材4.1cの複数のグループ4.1b、4.1b′が配置された、本発明による第1捕捉装置4.1の全体図を示す。各列の内部では、ここでも捕捉部材4.1c相互間の相対間隔を二重矢印Xの方向に変更させ得る。その場合、図3a、3bの構成と同様に各々2つの細長い穴4.1i、4.1i′を有する結合手段4.1hが列の捕捉部材4.1cの結合のために挿入される。本発明の装置のマガジン手段8も上記に対応して構成される(図3a〜3c参照)が、それは図の見易さのため図示していない。
【0057】
図3a、3bに示す捕捉部材4.1cと異なり、図4の実施例では正方形ではなく、ほぼ三角形状ベース4.1kに形成されている。捕捉部材4.1cの隣接列の各ベース4.1k、4.1k′は、捕捉部材配置の平面に180°だけ互いに回転している。そのため捕捉部材4.1cのベース4.1kの頂点4.1lが、1つの列の隣接するベース4.1k、4.1k′の互いに対向する稜角部4.1n、4.1n′の間の三角形状の領域4.1m内に突出する。かくして捕捉装置4.1はつかみ空洞を捕捉することもでき、カップポール9が重複パターン(図7b参照)又は平面的に緊密パッキングに従い配置される。
【0058】
第1捕捉装置4.1の特殊構造に基づき、図3a〜3c及び図4に示す如く、製造装置2により予め与えられる第1相対間隔即ち間隔d1を有するカップポール9によって形成された空洞を捕捉できる。続いて捕捉部材4.1cをずらすことで、通常は捕捉部材4.1c、即ちカップポール9の狭い新たな相互間隔d2を設定できる。ここで間隔d2は少なくとも捕捉装置4.1bの列内で装填支援手段(図1)内のカップポール9の求められる最適パッキング密度にほぼ対応する。
【0059】
図3a〜3cと図4に示す捕捉部材4.1cの列は、製造装置2(図1)により作られた空洞の実際の幾何学的条件との相互間隔に適合している。それは例えば製造装置(深絞り機)の工具のパターンに対応している。しかし、例えば製造装置に他の工具を装着することで幾何学的条件を変更する場合、常にそれに対応して適合させ得る。図3a〜3cを参照して既に述べた如く、幾何学的条件の変更は捕捉装置4.1からマガジン手段8に移動させ得る。この結果捕捉装置4.1の基本的に望ましい構造的簡略化を達成できる。
【0060】
図4は、更にカップポール9を確保するための捕捉部材4.1cとその案内手段4.1g及び閉鎖手段4.1aの上部領域4.1oを拡大して示す。次に本発明によるカップポールの確保につき、図5a〜5cを参照して説明する。
【0061】
図5aは一体化された閉鎖手段4.1aを有する捕捉部材4.1cの案内手段4.1gの好適な構成例を示す。閉鎖手段4.1aは、図示の実施例では揺れアーム4.1pを備える。この揺れアーム4.1pは案内手段4.1gの終端凹所(図示省略)に案内手段の延長方向に直角な軸Sの周りで揺動可能に枢着され、案内手段4.1g内を走るリンク装置4.1qに結合されている。図3b上段で、リンク装置4.1qの矢印方向、即ち下方への動きは揺れアーム4.1pの内側への揺動を引き起こし、そのため揺れアーム4.1pはその先端4.1rがカップポール9の最下端カップ9.1の内縁に接触する。この領域はカップの最も安定な領域であり、そのためカップが製造されて間もない、即ちまだ温かく容易に変形可能としても、カップ9.1にはほぼ変形が生じない。図5a、5b(上段)、5cに矢印で示すリンク装置4.1qの上方及び下方への動きは、例えば図示しない駆動手段、例えば空気圧モータや電気モータによって行われる。
【0062】
図5a、5bの下段の図は、揺れアーム4.1pがカップ9.1内へと回動し(図5b下段、図5c右)、又は揺れアーム4.1pがカップ9.1から脱出するように回動した(図5a下段、図5c左)時の、カップポール9の案内手段4.1gの底面図を示す。
【0063】
図6aは、本発明に従い、捕捉装置4.1内にある空洞の第1幾何学的配置が装填支援手段内への堆積にとって好適なパターンに如何に変換されるかを示す。パッキング論理のコンテクストにおいて、「好適な」というのは、装填支援手段に求められるパッキングパターンがそこに最大限に多くのカップポールを収め得ることを意味する。
【0064】
可能なパッキングパターンを図7a、7bに模式的に示す。ここで一定のパターンに従って配置される幾つかのカップポールを平面図で示している。複数のカップポール9は、互いに固定間隔ΔYの列R内に配置されている。それに対し列R内のカップポール9は、相互間隔ΔXをもって配置されている。平面空間の有効利用に関し、図7bのパッキングパターンの方が図7aのそれよりも好適である。
【0065】
図3a、3b及び図4によれば、列内に配置される捕捉部材4.1c又は保存部材8.1cの相互間隔が調整可能なので、本発明によれば、第1捕捉装置4.1内に存在する列R内のカップポール9に必要な間隔ΔXも調整可能であり、例えばそれは図3bに示す間隔d2に相当する。空洞Kの別々の列Rがカップポール9の間隔ΔXに関し装填支援手段内の堆積に望ましい間隔値に適合された後、図6a左側の列Rがマガジン手段8内に堆積される。それとは異なり、空洞Kの一部を、マガジン手段8内に前もって間隔変更をすることなく持ち込んでおき、その後に間隔変更をマガジン手段内で行うこともできる。
【0066】
幾何学的条件変更を捕捉装置4.1のみで行う変形例では、図6aの平面図に従い、連続した、異なる時点t1〜t6で、マガジン手段8はカップポール9が各々列内の隣接する2つの保存部材8.1′間に静的に受入られ保持されるように構成された静止状態の保存部材8.1′の二次元配置を備えている。マガジン手段8の側面図を保存部材8.1′及びカップポール9と共に図6bに示す。
【0067】
時点t1で、第1空洞セグメントK1が第1捕捉装置4.1(図6aには図示せず)によってマガジン手段8の第1領域に堆積される。マガジン手段8内のカップポール9の相互間隔ΔXは、第1捕捉装置4.1で設定され、装填支援手段内のカップポール9の最適堆積に適した間隔に対応する。
【0068】
時点t2で第2空洞セグメントK2がマガジン手段8内に堆積される。時点t3で第3空洞セグメントK3がマガジン手段8内に堆積され、この結果マガジン手段8はこの時点でカップポール9で完全に満たされ、その間隔は装填支援手段内の目標とするパッキングパターンに必要な、列内に既に堆積しているカップポール9の相互間隔に対応している。
【0069】
間隔変更が捕捉装置4.1で行われない他の変形例によれば、求められるパッキングパターンを作るべく、この場所にマガジン手段8の個々の保存部材8.1が送られる。
【0070】
時点t3でマガジン手段8がカップポール9で完全に満たされた後、他の捕捉装置(図示省略)によってマガジン手段8にカップポール9が列をなして再び受入られ、装填支援手段7.1(図1)に堆積される。図6aによれば、これは時点t4、t5、t6で各カップポール9の列に対し、時点t6でマガジン手段8が再び完全に空になるまで行われる。
【0071】
図6aに従い時点t4〜t6でカップポール9の列状の受入のために用いられる他の捕捉装置(4.2)は捕捉装置4.1(空洞捕捉器)と同じ捕捉部材4.1cを備える。その違いは、他の捕捉装置(列捕捉器)の捕捉部材が互いに変位不能なことと、空洞セグメントK1〜K3より長くてもよい唯一のカップポール列のみが受入られることとである。
【0072】
図8は、製造装置2(図1)の対応する工具に応じカップポール9a〜9pがオーバラップして配置された空洞Kの場合の、対応する保存部材8.1′を有するマガジン手段8にカップポール9a〜9bを堆積した状態を示す。この場合、図8に案内手段4.1gのみを示す捕捉装置4.1により、第1時点t1でカップポール9a〜9d又は9e〜9hからなる唯一の列又は列対がマガジン手段8に堆積される。次の時点t2で空洞Kの残っている列又は列対(カップポール9i〜9l又は9m〜9p)がマガジン手段8の対応する保存部材8.1′に堆積されるよう、取扱装置3.1が捕捉装置4.1を移動させる。
【0073】
装填支援手段7.1内のカップポール9の堆積状態を連続する3つの時点t1、t2、t3で図9に示す。時点t1で装填支援手段7.1、例えばカートンはただ1列のカップポール9のみを内蔵している。各カップポール9間には列捕捉器の案内手段4.1g及び閉鎖手段4.1aを認め得る。時点t2では、列捕捉器によって第2列のカップポール9が装填支援手段7.1に堆積されている。ここで堆積は、2つの列の相対配置が特にその間隔ΔYに関して装填支援手段7.1内の求められる最適パッキングパターンに対応する(図7b参照)ように行われる。最後に時点t3で求められる最適パッキングパターンに従い、カップポール9で完全に満たされた装填支援手段7.2が示されている。装填支援手段7.1内に堆積されたカップポール列が時点t3で装填支援手段7.1を完全に満たす前にひっくりかえることのないように、装填支援手段7.1は堆積過程の間、垂直方向Vに対して図9の図面に平面に沿う矢印Nの方向に傾斜される。それにより、特に第1カップポール列を装填支援手段7.1の側壁7.1aで支持できる。本発明によれば、これは、図15を参照して詳細に説明する、所謂拡張ステーションで行われる。この拡張ステーションは、装填支援手段7.1の位置決めのためにも用いられる。
【0074】
図10は、本発明の装置1をプラスチックカップの再処理に関連して示す。装飾機械のような再処理装置11は、前述の型の産業ロボットの形の、2つの更なる取扱装置3.3、3.4を備えている。取扱装置3.3、3.4の作業領域A3、A4内に、各々工具ステーション5.3、5.4並びに再処理装置11の入口領域11.1又は出口領域11.2が存在する。再処理すべきカップポールは満たされた装填支援手段7.2(図9)内の取扱装置3.3の作業領域A3に搬送手段12を介して搬送される。対象物の製造及び続く堆積の上述の説明と同様に、装填支援手段は再処理領域内でも好適には拡張ステーション(図15)によって位置決めされ傾斜される。
【0075】
取扱装置3.3は、装填支援手段7.2に含まれるカップポール用の取出し装置4.3を備えている。取出し装置4.3は次に図12、その代替案は図13a〜13c、図14a〜14cを参照して詳細に説明する。取出し装置4.3によって取扱装置3.3が装填支援手段7.2からカップポールを取出し、それを再処理、ここではカップの装飾のために再処理装置11の入口領域11.1に送る。再処理装置11での再処理の後、カップポール形のカップは取出し装置4.3にほぼ対応する捕捉装置4.4を用いて取扱装置3.4により再処理装置11の出口領域11.2で再び捕捉され、装填支援手段7.1/7.2に再び堆積される。
【0076】
次に再処理装置11の入口領域11.1と出口領域11.2を、図16にて説明する。
【0077】
工具ステーション5.3、5.4は図1の説明と同様に所定のカップパラメータ、特にカップ直径等の変更に応じ、取出し装置4.3又は捕捉装置4.4の交換のために用いられる。
【0078】
先に図11を参照して説明した如く、装填支援手段7.2にカップポールを最適に密なパッキングを行う場合でも装填支援手段7.2からカップポールの問題のない取出しを可能とすべく、本発明による方法及び装置のここで説明する実施例に従い、装填支援手段7.1/7.2内の位置決めインサート13が使用される。
【0079】
最適パッキングパターンのサイズと装填支援手段の(内部)サイズとの間に大きな差があり、そのため対象物が輸送時に目標位置から大きく離れがちの場合、次に説明する型の位置決めインサートは特に必要なものとして備えられる。更に下方に開いたカップ開口を有するカップポールを装填支援手段内に導入すべき場合には位置決めインサートが常に用いられる(カップの鋭敏な封止縁の保護、カップポールの自体の外表面を介しての挟み込みの防止)。
【0080】
位置決めインサート13の実施形態を図11aの上段に断面図として示し、下段に平面図として示している。位置決めインサート13はカートン材料又はプラスチック材料からなり、当初は空の装填支援手段7.1の内部、好適にはその床領域に配置される。本発明によれば位置決めインサート13を、製造装置2(図1)の領域にカップポールを積込む前に装填支援手段内に持ち込む。
【0081】
位置決めインサート13はその上面13.1に突起13.2の形の受入手段の配置を備える。突起13.2はカップポールの求められるパッキングパターンに応じて列状にずらして配置される。列内に隣接して配置された2つの突起13.2′、13.2″は各々凹所13.4′、13.4″を備える。凹所13.4′、13.4″の形状は、その中に収められるカップの外形形状に対応している(図11b)。本発明によれば位置決めインサート13の突起13.2、13.2′、13.2″の内側面13.3′、13.3″の凹所13.4′、13.4″は上部にのみ配置される。その結果、下方にベース13.5が残る。該ベース13.5を介し、凹所13.4′、13.4″内に収められたカップ又はカップポールが、位置決めインサート13の上面13.1から間隔をおいて保持される。
【0082】
図11bは、突起13.2の凹所内に受入られ、互いに入れ子式に重ねられたプラスチックカップ9.1からなるカップポールを有する本発明の位置決めインサート13の一部を示す。
【0083】
図11cは個々の受入手段13.2を斜視図で示す。特にカップ9.1/カップポール9の対応する領域を受入るための2つの半円筒断面の凹所13.2a、13.2bを認め得る。
【0084】
図示の位置決めインサート13内へのカップポール9の配置により、装填支援手段の輸送過程でもカップポールの所望の最適パッキング密度を永続的に維持できる。これに関連し、カップポールの永続的固定配置の結果として、製造したばかりでカップ又はカップポールがまだ温かく容易に変形し得る場合であっても、カップ品質を損なうことがない。
【0085】
図11bによれば、位置決めインサート13はその端縁領域13.6に、装填支援手段7.1の一方の壁7.1aに隣接するカップポールの列を壁7.1aから距離dを保持すべく間隔手段13.7を備えている。この考え方は、図10による満たされた装填支援手段7.2からカップポール9(カップポール9の列)を取出すための取出し装置4.3の図12、図13a〜13c及び図14a〜14cに示す構造に関し大きな意味がある。更に位置決めインサート13は、各カップポール9の最下層カップと装填支援手段7.2の底7.2bとの間に間隔bを作る。
【0086】
取出し装置4.3は図12の実施例によれば、装填支援手段7.2からのカップポール9の完全な列を受入れ得る列捕捉器として構成される。そのため取出し装置は各カップポール9に対しフック状の下捕捉手段4.3aを備えている。下捕捉手段4.3aは、そのサイズに基づき装填支援手段7.2の壁7.2aと隣接するカップポール9との間にdなる間隔の空間をもって装入できる。このことを、図13に時点t1及びt2で示す。下捕捉手段4.3aは、それに対し相対的に動き得るように上方から押さえつける押さえつけ手段4.3bを備えている。押さえつけ手段4.3bは、電気又は空気圧モータ式の駆動装置(図示省略)により図13の二重矢印の方向、即ち上下方向に動き得る。このようにして下捕捉手段4.3aの先端4.3cと取出し装置4.3の押さえつけ手段4.3bとの間の間隔hがカップポール9の高さHに適合される。このことは、取出し装置4.3が少なくとも下捕捉手段4.3aの先端4.3cを有する関連する取扱装置4.3によって位置決めインサート13(図11a)のベース13.5の領域内でカップポール9の下方の自由空間にもたらされた後の、時点t3及びt4の所に示されている。押さえつけ手段4.3bは各カップの型に対して個々に調整し得る押さえつけ手段4.3bと下捕捉手段4.3aの先端4.3cとの間に保持力が達成される所まで下方へ動く。それによりカップポール9を先端と押さえつけ手段との間に挟み込める。かくしてカップポール9又はカップポール列全体を装填支援手段7.2から取出し、取扱装置3.3によって再処理装置11(図10)に供給することが可能になる。
【0087】
列捕捉器として機能する取出し装置4.3の他の好適な構成を図13a〜13c、14a〜14cに示す。その目的のため、図13aでは、取出し装置4.3は各カップポール9に対し、2つの半シェル17.1と17.2からなる略円形シリンダ状のシェル装置17を備えている。1つの列内に複数のシェル装置17が配置され、その各上端部17aの領域で共通の支持手段18に吊り下げられている。支持手段18は取扱装置の工具フランジに接続するためのフランジ板18aを備えている。図13aは、駆動装置19と、支持手段18に取り付けられたラック20とを示す。ラック20は各々これと協働する歯車21のシェル装置17に機能的に接続されている。駆動装置19はラック20をその延長方向に変位させるよう構成されている。シェル装置17の半シェル17.1は捕捉装置4.3に対し固定関係にある。それに対し半シェル17.2は可動であり、特に半シェル17.1に対し相対的に回転可能である。半シェル17.2の回転は駆動装置19に接続された動力源(図示省略)を経て電気又は空気圧的に行われる。両半シェル17.1、17.2により、カップポール9をシェル装置17内にほぼ完全に取り囲み得る。
【0088】
シェル装置17と半シェル17.1、17.2を、図13bに個々に示す。これらは少なくとも半シェル17.1の下部終端領域17b内に、シェル装置17内に受入るべき処理対象を確保すべく半シェル17.1の内周面上に配置された支持リップ22を備える。半シェル17.2もそのような支持リップ22を備えるとよい。半シェル17.1はその上部領域17aに穴17.1b、17.1cを有する閉鎖キャップ17.1aを持っている。半シェル17.2は、上端領域17aに環状の連結部17.2aを備えている。
【0089】
図13aの本発明による取出し装置4.3の詳細を、図13bのほぼC―C線に沿う断面図として図13cに示す。閉鎖キャップ17.1aは二重壁型とされ、連結部17.2aを取り囲んでいる。閉鎖キャップ17.1aの内部に、これに固定的に結合されて、付加的に外歯車21′に係合する内歯車23が設けられている。歯車21′は、取出し装置4.3(図13a)の上述の歯車21を有する共通の軸Wに取り付けるとよい。軸Wは本発明により穴17.1b(図13b)を貫通し、図13aに従い駆動装置19により歯車21を介して回転駆動される。この回転は、歯車21′、23を経て可動半シェル17.2に伝達される。穴17.1cは、半シェル17.1(即ちシェル装置17)を支持手段18(図13a)に固定するために用いられる。かくして駆動装置19は、歯車21、21′、23との連結によりラック20を介して取出し装置として機能するシェル装置17全体を同時に駆動する。
【0090】
カップポールの取出しは、両半シェルが互いにオーバラップして配置され、即ち半シェル17.2が半シェル17.1の前にある位置に取出し装置4.3があるようにして行われる。この位置で取出し装置4.3を有する取扱装置3.3は満杯状態の装填支援手段7.2に入る。取出し装置4.3を完全に挿入したら直ちに、即ち装填支援手段7.2の床迄又は位置決めインサート13迄挿入されたら直ちに、半シェル17.2が駆動装置19により回転され、そのため個々のカップポールはその端部がシェル装置17で取り囲まれる。これは、各シェル装置に対し図13b左側の図に対応する。次に支持リップ22が、カップポールの最下層カップの下方にあるように位置決めされる。それにより装填支援手段から取出し装置4.3を引き出す際にカップポールが確保される。この時、位置決めインサート13(図11a〜11c)により作り出される、対象物の最下層の物品と装填支援手段7.2の底7.2bとの間の間隔bには重要な意味がある。
【0091】
図14a、14bは取出し装置4.3の詳細を、図13bのA−A線に沿って示す縦断面図であり、各々シェル装置17の上端領域17aの詳細を示している。図14aはシェル装置17の開放状態を示しており、図14bは閉鎖状態を示している。
【0092】
再処理後にカップポールを改めてパッキングするための捕捉装置4.4は本発明により第2捕捉装置4.2又は取出し装置4.3と同様に構成される。
【0093】
好適には、カップポールを取出す際にもパッキング過程に関し既述のように、僅かに傾斜される。装填支援手段7.1、7.2のこの傾斜は本発明により、図15a〜15cに示す本発明の装置の拡張ステーション14によって行われる。これは図1及び10には見やすさのために示していない。拡張ステーション14の主たる責務は、装填支援手段7.1、7.2を正確に位置決めすることであり、図示の実施例の場合は装填支援手段に含まれる内張り15を拡張させること、特に衛生上の理由で設けられるプラスチック袋を、捕捉装置の挿入又は取出しの際に衝突点を生じて内張り15に損傷を与えることのないように拡張させ、装填支援手段7.1、7.2の壁7.1a、7.2aに当接させることである。図示の実施例によれば拡張ステーション14は図15aの第1側面図の二重矢印の方向に繰り出したり引っ込めたりできる2つの伸縮ユニット/リフトユニット14.1を備えており、その間で装填支援手段7.1、7.2を内張り15と共に位置決めできる。伸縮ユニット14.1には複数の拡張ピン14.2が備えられている。拡張ピン14.2をその間に介在された変位部材14.3により適当な駆動手段14.4の作用の下に対角線外方向に動かし得る(図14c参照)。
【0094】
図14bは異なる時点t1及びt2での拡張ピン14.2の位置を示す。図14bは図14aのB−B線に沿う断面図である。図15cは同一時点の平面図である。
【0095】
拡張ピン14.2の対角線外方向への変位に伴い、装填支援手段7.1、7.2は2つの方向に位置決めされ、内張り15は拡張されて装填支援手段の壁に当接する。
【0096】
伸縮ユニット14.1及び拡張ピン14.2の変位のための駆動手段14.4も例えば電気式又は空気圧式のものであり得る。
【0097】
最後に図16は、図10による再処理装置11の入口領域11.1及び出口領域11.2に用いられているような、更なるマガジン手段16を示す。このマガジン手段16は製造装置2(図1)の領域のマガジン手段8とはかなり異なっている。マガジン手段16では、カップポール9は再処理装置11、例えば装飾機械の操作確実性を向上させるべく、回転式搬送手段16.1によって、列状に能動的にリズミカルに操作され、再処理装置11へと搬送される。それに伴い、図15には4つのカップポール9によって形成される列Rを示している。列Rは図11の説明に従い取出し装置4.3によって装填支援手段7.2から取出され、搬送手段16.1によって今や図15の矢印の方向に再処理装置11の入口領域11.1へと搬送される。本発明によれば、同一配置が再処理装置11の出口領域11.2に設けられ、そこでカップポール9を再処理が施された後に再パッキングのために列状に取扱装置3.4(図10)に搬送するために用いられる。
【図面の簡単な説明】
【0098】
【図1】本発明による装置の、プラスチックカップの製造及びパッケージング部分を示す説明図である。
【図2】本発明による装置の第1捕捉装置によるカップポールの引渡しを説明する説明図である。
【図3a】マガジン手段における第1捕捉装置又は対応する保存手段の一連の捕捉部材の詳細を示す斜視図である。
【図3b】マガジン手段における第1捕捉装置又は対応する保存手段の一連の捕捉部材の図3aとは異なる状態の詳細を示す斜視図である。
【図3c】マガジン手段における第1捕捉装置又は対応する保存手段の単一の捕捉部材の詳細を示す斜視図である。
【図4】第1捕捉装置の全体構造を示す斜視図である。
【図5a】本発明による捕捉部材の詳細を示す側面図及び底面図である。
【図5b】本発明による捕捉部材の他の実施例を示す側面図及び底面図である。
【図5c】本発明による捕捉部材の異なる動作状態を説明する説明図である。
【図6a】対象物をマガジン手段に堆積し、又はマガジン手段から取出す状態を示す説明図である。
【図6b】図6aに示す装置の側面図である。
【図7a】装填支援手段における対象物の可能なパッキングパターンの一例を示す説明図である。
【図7b】装填支援手段における対象物の可能なパッキングパターンの他の例を示す説明図である。
【図8】対象物をマガジン手段に装填する他の方法を説明する説明図である。
【図9】対象物を装填支援手段に列状に堆積する状況を示す説明図である。
【図10】物品用再処理ステーションの領域における本発明の装置の構成例を示す部分図である。
【図11a】本発明による位置決めインサートの一例を示す平面図である。
【図11b】本発明による位置決めインサートの上に対象物を配置した状態を示す部分図である。
【図11c】位置決めインサートの受入手段の斜視図である。
【図12】装填支援手段内に堆積される本発明による装置の対象物用の第1取出し装置並びに第1取出し装置を用いて行われる対象物の取出し過程を示す説明図である。
【図13a】取出し装置の他の構成例の全体を示す斜視図である。
【図13b】シェル装置及び図13aの取出し装置の半シェルの詳細を示す拡大図である。
【図13c】図13bのC―C線に沿って見た横断面図である。
【図14a】シェル装置が開放されている状態を図13bのA―A線に沿って見た部分縦断面図である。
【図14b】シェル装置が閉じられている状態を図13bのA―A線に沿って見た部分縦断面図である。
【図15a】本発明による装置の拡張ステーションの構成及び動作態様を説明する説明図である。
【図15b】本発明による装置の拡張ステーションの構成及び動作態様の異なる状態を示す説明図である。
【図15c】本発明による装置の拡張ステーションの構成及び動作態様の更に異なる状態を示す説明図である。
【図16】マガジン手段の構成を物品の再処理領域で示す説明図である。
【符号の説明】
【0099】
1 本発明装置、2 カップ製造装置、2.1 出口領域、2.2 プランジャ、3.1、3.2、3.3、3.4 取扱装置、4.1、4.2、4.3、4.4 捕捉装置、4.1a 閉鎖手段、4.1b、4.1b′ グループ、4.1c 捕捉部材、4.1d レール部材、4.1e 突起、4.1f 溝、4.1g 案内手段、4.1h 結合手段、4.1i、4.1i′ 長穴、4.1j 取付手段、4.1k、4.1k′ ベース、4.11 先端、4.1m 領域、4.1n、4.1n′ 端縁、4.1o 上部領域、4.1p 揺れアーム、4.1q リンク装置、4.1r 先端、4.3a 下捕捉手段、4.3b 押さえつけ手段、4.3c 先端、5.1、5.2、5.3、5.4 工具ステーション、6 搬送手段、7.1、7.2 装填支援手段、7.1a、7.2a 壁、7.2b 底、8 マガジン手段、8.1、8.1′ 保存部材、8a、8b マガジンユニット、8.1a 閉鎖手段、8.1b、4.1b′ グループ、8.1c 捕捉部材、8.1d レール部材、8.1e 突起、8.1f 溝、8.1g 案内手段、8.1h 接続手段、8.1i、4.1i′ 長穴、8.1j 取付手段、8.1k、4.1k′ ベース、8.11 先端、8.1m 領域、8.1n、4.1n′ 端縁、8.1o 上部領域、8.1p 揺れアーム、8.1q リンク装置、8.1r 先端、9、9a〜9p カップポール、9.1 カップ、11 再処理装置、11.1 入口領域、12 搬送手段、13 位置決めインサート、13.1 上面、13.2、13.2′、13.2″ 突起、13.2a、13.2b 凹所、13.3′、13.3″ 内側面、13.4′、13.4″ 凹所、13.5 ベース、13.6 端縁領域、13.7 間隔手段、14 拡張ステーション、14.1 伸縮ユニット、14.2 拡張ピン、14.3 変位部材、14.4 駆動手段、15 内張り、16 マガジン手段、16.1 搬送手段、17 シェル装置、17a 上端領域、17b 下端領域、17.1 (固定)半シェル/部分シェル、17.1a 閉鎖キャップ、17.1b、17.1c 穴、17.2 (可動)部分シェル/半シェル、17.2a 連結部、18 支持手段、18a フランジ板、19 駆動装置、20 ラック、21、21′ 歯車、22 支持リップ、23 歯車、A1、A2、A3、A4 作業領域、A1、2 部分領域、B1、B2 領域、b、d1、d2、h 間隔、H 高さ、Ki 空洞、N 傾斜、R 列、S 軸、ti 時点、V 垂直方向、W 軸、X 変位方向、ΔX、ΔY 間隔
【特許請求の範囲】
【請求項1】
装填支援手段、特にカートンに関連する装填過程の際に、取扱うべき対象物が製造機械又は処理機械から第1幾何学的配置へと供給される、ほぼ棒状の対象物、特にプラスチックカップのようにばらばらにすることができるように堆積された複数の物品からなるポールを取扱う、棒状の対象物を取扱う方法において、
最初に対象物の少なくとも一部が捕捉され、
次に対象物の相対配置が変更され、
次に対象物の変更された配置が前記装填支援手段に装填され、その際対象物は直立姿勢で配置されることを特徴とする棒状の対象物を取扱う方法。
【請求項2】
前記対象物が第1捕捉装置によって捕捉され、前記対象物の配置の変更が前記第1捕捉装置の幾何学的条件の変更を介して行われることを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項3】
前記第1捕捉装置が取扱装置、特に多軸産業ロボットによって操作されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項4】
各対象物が前記第1捕捉装置に組み込まれた捕捉部材によって捕捉され保持されることを特徴とする請求項2又は3記載の方法。
【請求項5】
第1対象物の配置の幾何学的条件の変更が複数の捕捉部材の相互間隔の変更によって行われることを特徴とする請求項4記載の方法。
【請求項6】
前記対象物が、前記装填支援手段に堆積される前に、マガジン手段に組み込まれた保存部材に堆積されることを特徴とする請求項1から5の1つに記載の方法。
【請求項7】
前記対象物の配置の幾何学的条件が前記マガジン内で変更されることを特徴とする請求項6記載の方法。
【請求項8】
前記対象物を捕捉する際に設定される第1位置と、前記捕捉部材及び/又は保存部材に関し求められるパッキング密度により前記装填支援手段に設定される第2位置の間で、前記幾何学的条件の相対的な変更が行われることを特徴とする請求項5又は7記載の方法。
【請求項9】
前記対象物の第2幾何学的配置が第2捕捉装置によって前記マガジン手段から取出されることを特徴とする請求項6から8の1つに記載の方法。
【請求項10】
前記第2捕捉装置が取扱装置、特に多軸産業ロボットによって操作されることを特徴とする請求項9記載の方法。
【請求項11】
前記取出しが列状又はブロック状に行われることを特徴とする請求項9又は10記載の方法。
【請求項12】
前記マガジン手段内の対象物の列の長さが前記装填支援手段のサイズに対応することを特徴とする請求項6から11の1つに記載の方法。
【請求項13】
前記対象物の堆積前に、前記装填支援手段に位置決めインサートが導入されることを特徴とする請求項1から12の1つに記載の方法。
【請求項14】
互いに平行な棒軸を有する複数の対象物の一方の棒端が前記位置決めインサートの受入手段に導入されることを特徴とする請求項13記載の方法。
【請求項15】
前記装填支援手段が前記対象物を堆積した後に保存され、又は装飾若しくは充填のような物品の再処理に送られることを特徴とする請求項1から14の1つに記載の方法。
【請求項16】
前記物品の再処理のため、前記対象物が前記装填支援手段から更なる捕捉装置(取出し装置)により取出されることを特徴とする請求項15記載の方法。
【請求項17】
前記対象物が前記装填支援手段から列状に取出されることを特徴とする請求項16記載の方法。
【請求項18】
前記取出し装置が第1取扱装置、特に多軸産業ロボットにより操作されることを特徴とする請求項16又は17記載の方法。
【請求項19】
前記対象物が共通の取扱装置、特に多軸産業ロボットにより前記装填支援手段から取出され、再びそこに装填されることを特徴とする請求項16から18の1つに記載の方法。
【請求項20】
前記装填支援手段内に存在する内張り、特にプラスチック袋が前記対象物の装填及び/又は取出しの間、拡張され、前記装填支援手段の壁に当接させられることを特徴とする請求項1から19の1つに記載の方法。
【請求項21】
前記装填支援手段が前記対象物の堆積及び/又は取出しの間、垂直方向に対して傾斜させられることを特徴とする請求項1から20の1つに記載の方法。
【請求項22】
前記装填支援手段の傾斜及び前記内張りの拡張及び/又は当接がそのために設けられた拡張ステーションで行われることを特徴とする請求項20及び21記載の方法。
【請求項23】
ほぼ棒状の対象物、特にプラスチックカップのようにばらばらにすることができるように堆積された複数の物品からなるポールを装填支援手段、特にカートンに関連する装填過程で第1幾何学的配置内の対応する製造機械又は処理機械に供給した後に前記対象物を取扱う装置において、前記対象物(9)の少なくとも一部を、前記製造機械又は処理機械(2)を有するインタフェース(2.1)で捕捉し、該対象物(9)を直立状態で装填するように構成された第1捕捉装置(4.1)を備えることを特徴とする装置。
【請求項24】
前記第1捕捉装置(4.1)が、前記装填支援手段(7.1)に装填される前に前記対象物の配置の幾何学的条件を変更させるように構成されたことを特徴とする請求項23記載の装置。
【請求項25】
前記装填支援手段(7.1)に装填する前に前記第1捕捉装置(4.1)内に含まれている対象物(9)を堆積するためのマガジン手段(8)を備えることを特徴とする請求項23又は24記載の装置。
【請求項26】
前記マガジン手段(8)が列の配置における平行な棒軸を有する対象物(9)を受入るように構成されたことを特徴とする請求項記25記載の装置。
【請求項27】
前記マガジン手段(8)が前記対象物の配置の幾何学的条件を変更するように構成されたことを特徴とする請求項25又は26記載の装置。
【請求項28】
第1捕捉装置が各対象物(9)に対して対応する捕捉部材(4.1c)を備えることを特徴とする請求項23から27の1つに記載の装置。
【請求項29】
前記マガジン手段(8)が各対象物(9)に対して対応する保存部材(8.1c)を備えることを特徴とする請求項25から28の1つに記載の装置。
【請求項30】
前記捕捉部材(4.1c)及び/又は前記保存部材(8.1c)が、保持されている各対象物(9)のための側方案内手段(4.1g、8.1g)を備えることを特徴とする請求項28又は29記載の装置。
【請求項31】
前記少なくとも捕捉部材(4.1c)の前記案内手段(4.1g、8.1g)に対象物(9)を保持するための閉鎖手段(4.1a)が一体化されたことを特徴とする請求項30記載の装置。
【請求項32】
前記案内手段(4.1g、8.1g)が前記対象物(9)の棒軸を平行整列させるように構成されたことを特徴とする請求項30又は31記載の装置。
【請求項33】
少なくとも1グループ(4.1b、4.1b′)の捕捉部材(4.1c)が列をなして配置されたことを特徴とする請求項28から32の1つに記載の装置。
【請求項34】
少なくとも1グループ(8.1b、8.1b′)の保存部材(8.1c)が列をなして配置されたことを特徴とする請求項29から33の1つに記載の装置。
【請求項35】
前記グループ(4.1b、4.1b′、8.1b、8.1b′)の少なくとも捕捉部材(4.1c)及び/又は保存部材(8.1c)が可動に配置されたことを特徴とする請求項33又は34記載の装置。
【請求項36】
前記捕捉部材(4.1c)及び/又は保存部材(8.1c)が、保持された各対象物(9)の棒軸に対し直角方向(X)に可動なことを特徴とする請求項35記載の装置。
【請求項37】
前記グループ(4.1b、4.1b′、8.1b、8.1b′)の捕捉部材(4.1c)及び/又は保存部材(8.1c)が、前記列の方向に延びるレール部材(4.1d、8.1d)上に滑動可能に配置されたことを特徴とする請求項33から36の1つに記載の装置。
【請求項38】
前記捕捉部材(4.1c)及び/又は保存部材(8.1c)の側方相互間隔(d1、d2)が列内で変更可能であることを特徴とする請求項33から37の1つに記載の装置。
【請求項39】
前記側方間隔(d1、d2)によって、前記対象物(9)の捕捉の際に設定される前記捕捉部材(4.1c)及び/又は保存部材(8.1c)の第1位置が、前記装填支援手段(7.1、7.2)に求められるパッキング密度によって設定される前記捕捉部材(4.1c)及び/又は保存部材(8.1c)の第2位置に対し変更可能であることを特徴とする請求項38記載の装置。
【請求項40】
前記グループ(4.1b、4.1b′、8.1b、8.1b′)の捕捉部材(4.1c)及び/又は保存部材(8.1c)が、接続手段(4.1h、8.1h)を介して、隣接する単数の捕捉部材(4.1c)/保存部材(8.1c)又は複数の捕捉部材(4.1c)/保存部材(8.1c)に接続され、それにより前記捕捉部材(4.1c)/保存部材(8.1c)の対をなす2つの異なる側方間隔(d1、d2)を有する2つの相対位置が定義されることを特徴とする請求項33から39の1つに記載の装置。
【請求項41】
前記捕捉部材(4.1c)/保存部材(8.1c)の各グループ(4.1b、4.1b′、8.1b、8.1b′)に対し、捕捉部材(4.1c)/保存部材(8.1c)を操作するために個々の動力源が設けられたことを特徴とする請求項40記載の装置。
【請求項42】
前記マガジン手段(8)から対象物(9)の第2幾何学的配置を取出すための第2捕捉装置(4.2)を備えることを特徴とする請求項25から41の1つに記載の装置。
【請求項43】
前記第2捕捉装置(4.2)が前記マガジン手段(8)から対象物(9)を列状又はブロック状に取出すように構成されたことを特徴とする請求項42記載の装置。
【請求項44】
前記装填支援手段(7.1、7.2)内に配置された位置決めインサート(13)を備えることを特徴とする請求項23から43の1つに記載の装置。
【請求項45】
前記位置決めインサート(13)が対象物(9)用受入手段(13.2、13.2′、13.2″)を備え、該受入手段に前記対象物(9)の一方の棒端が挿入されたことを特徴とする請求項44記載の装置。
【請求項46】
前記装填支援手段(7.1、7.2)から対象物(9)を取出すための更なる捕捉装置(4.3)を備えることを特徴とする請求項23から45の1つに記載の装置。
【請求項47】
前記取出し装置(4.2)が前記対象物を、列をなして取出すように構成されたことを特徴とする請求項46記載の装置。
【請求項48】
前記取出し装置(4.3)が、取出すべき各対象物(9)に対し、対象物(9)の受入のために共通の軸の周りを回転する少なくとも2つの部分シェル(17.1、17.2)からなるシェル装置(17)を備え、前記対象物(9)が、シェル装置(17)の内部に形成される空間内に受入られ、前記シェル装置(17)の一端(17b)に備えられる保持手段(22)でそこに保持されたことを特徴とする請求項46又は47記載の装置。
【請求項49】
前記取出し装置(4.3)のシェル装置(17)の部分シェル(17.2)を共通に回転させるための駆動装置(19)を備えることを特徴とする請求項48記載の装置。
【請求項50】
取出すべき各対象物(9)のための取出し装置(4.3)が、対象物(9)を下から捕捉するための下捕捉手段(4.3a、4.3c)と、上から押さえつける押さえつけ保持手段(4.3b)との間に対象物(9)を挟み込むように形成されたクランプ装置を備えることを特徴とする請求項46又は47記載の装置。
【請求項51】
前記装填支援手段(7.2)を、装飾装置又は充填装置のような物品(9.1)用再処理装置(11)又は保存装置に搬送する搬送手段(6、12)を備えることを特徴とする請求項23から50の1つに記載の装置。
【請求項52】
前記物品(9.1)の再処理後、対象物(9)が、他の捕捉装置、特に第1又は第2捕捉装置(4.1、4.2)、又は前記取出し装置(4.3)に対応する捕捉装置(4.4)によって、装填支援手段(7.1)に再び装填されることを特徴とする請求項46から51の1つに記載の装置。
【請求項53】
対象物(9)を装填する間、前記装填支援手段(7.1、7.2)内に存在する内張り(15)、特にプラスチック袋を拡張させると同時に前記装填支援手段(7.1、7.2)の壁(7.1a、7.2a)に当接させるように構成された拡張ステーション(14)を備えることを特徴とする請求項23から52の1つに記載の装置。
【請求項54】
前記拡張ステーション(14)が、対象物(9)を装填する間、前記装填支援手段(7.1、7.2)を垂直方向に対して傾斜させるように構成されたことを特徴とする請求項53記載の装置。
【請求項55】
前記第1捕捉装置(4.1)が取扱装置(3.1)、特に多軸産業ロボットにより操作されることを特徴とする請求項23から54の1つに記載の装置。
【請求項56】
前記第2捕捉装置(4.2)が取扱装置(3.2)、特に多軸産業ロボットにより操作されることを特徴とする請求項42から55の1つに記載の装置。
【請求項57】
前記取出し装置(4.3)が取扱装置(3.3)、特に多軸産業ロボットにより操作されることを特徴とする請求項46から56の1つに記載の装置。
【請求項58】
前記他の捕捉装置(4.4)が取扱装置(3.4)、特に多軸産業ロボットにより操作されることを特徴とする請求項52から57の1つに記載の装置。
【請求項1】
装填支援手段、特にカートンに関連する装填過程の際に、取扱うべき対象物が製造機械又は処理機械から第1幾何学的配置へと供給される、ほぼ棒状の対象物、特にプラスチックカップのようにばらばらにすることができるように堆積された複数の物品からなるポールを取扱う、棒状の対象物を取扱う方法において、
最初に対象物の少なくとも一部が捕捉され、
次に対象物の相対配置が変更され、
次に対象物の変更された配置が前記装填支援手段に装填され、その際対象物は直立姿勢で配置されることを特徴とする棒状の対象物を取扱う方法。
【請求項2】
前記対象物が第1捕捉装置によって捕捉され、前記対象物の配置の変更が前記第1捕捉装置の幾何学的条件の変更を介して行われることを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項3】
前記第1捕捉装置が取扱装置、特に多軸産業ロボットによって操作されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項4】
各対象物が前記第1捕捉装置に組み込まれた捕捉部材によって捕捉され保持されることを特徴とする請求項2又は3記載の方法。
【請求項5】
第1対象物の配置の幾何学的条件の変更が複数の捕捉部材の相互間隔の変更によって行われることを特徴とする請求項4記載の方法。
【請求項6】
前記対象物が、前記装填支援手段に堆積される前に、マガジン手段に組み込まれた保存部材に堆積されることを特徴とする請求項1から5の1つに記載の方法。
【請求項7】
前記対象物の配置の幾何学的条件が前記マガジン内で変更されることを特徴とする請求項6記載の方法。
【請求項8】
前記対象物を捕捉する際に設定される第1位置と、前記捕捉部材及び/又は保存部材に関し求められるパッキング密度により前記装填支援手段に設定される第2位置の間で、前記幾何学的条件の相対的な変更が行われることを特徴とする請求項5又は7記載の方法。
【請求項9】
前記対象物の第2幾何学的配置が第2捕捉装置によって前記マガジン手段から取出されることを特徴とする請求項6から8の1つに記載の方法。
【請求項10】
前記第2捕捉装置が取扱装置、特に多軸産業ロボットによって操作されることを特徴とする請求項9記載の方法。
【請求項11】
前記取出しが列状又はブロック状に行われることを特徴とする請求項9又は10記載の方法。
【請求項12】
前記マガジン手段内の対象物の列の長さが前記装填支援手段のサイズに対応することを特徴とする請求項6から11の1つに記載の方法。
【請求項13】
前記対象物の堆積前に、前記装填支援手段に位置決めインサートが導入されることを特徴とする請求項1から12の1つに記載の方法。
【請求項14】
互いに平行な棒軸を有する複数の対象物の一方の棒端が前記位置決めインサートの受入手段に導入されることを特徴とする請求項13記載の方法。
【請求項15】
前記装填支援手段が前記対象物を堆積した後に保存され、又は装飾若しくは充填のような物品の再処理に送られることを特徴とする請求項1から14の1つに記載の方法。
【請求項16】
前記物品の再処理のため、前記対象物が前記装填支援手段から更なる捕捉装置(取出し装置)により取出されることを特徴とする請求項15記載の方法。
【請求項17】
前記対象物が前記装填支援手段から列状に取出されることを特徴とする請求項16記載の方法。
【請求項18】
前記取出し装置が第1取扱装置、特に多軸産業ロボットにより操作されることを特徴とする請求項16又は17記載の方法。
【請求項19】
前記対象物が共通の取扱装置、特に多軸産業ロボットにより前記装填支援手段から取出され、再びそこに装填されることを特徴とする請求項16から18の1つに記載の方法。
【請求項20】
前記装填支援手段内に存在する内張り、特にプラスチック袋が前記対象物の装填及び/又は取出しの間、拡張され、前記装填支援手段の壁に当接させられることを特徴とする請求項1から19の1つに記載の方法。
【請求項21】
前記装填支援手段が前記対象物の堆積及び/又は取出しの間、垂直方向に対して傾斜させられることを特徴とする請求項1から20の1つに記載の方法。
【請求項22】
前記装填支援手段の傾斜及び前記内張りの拡張及び/又は当接がそのために設けられた拡張ステーションで行われることを特徴とする請求項20及び21記載の方法。
【請求項23】
ほぼ棒状の対象物、特にプラスチックカップのようにばらばらにすることができるように堆積された複数の物品からなるポールを装填支援手段、特にカートンに関連する装填過程で第1幾何学的配置内の対応する製造機械又は処理機械に供給した後に前記対象物を取扱う装置において、前記対象物(9)の少なくとも一部を、前記製造機械又は処理機械(2)を有するインタフェース(2.1)で捕捉し、該対象物(9)を直立状態で装填するように構成された第1捕捉装置(4.1)を備えることを特徴とする装置。
【請求項24】
前記第1捕捉装置(4.1)が、前記装填支援手段(7.1)に装填される前に前記対象物の配置の幾何学的条件を変更させるように構成されたことを特徴とする請求項23記載の装置。
【請求項25】
前記装填支援手段(7.1)に装填する前に前記第1捕捉装置(4.1)内に含まれている対象物(9)を堆積するためのマガジン手段(8)を備えることを特徴とする請求項23又は24記載の装置。
【請求項26】
前記マガジン手段(8)が列の配置における平行な棒軸を有する対象物(9)を受入るように構成されたことを特徴とする請求項記25記載の装置。
【請求項27】
前記マガジン手段(8)が前記対象物の配置の幾何学的条件を変更するように構成されたことを特徴とする請求項25又は26記載の装置。
【請求項28】
第1捕捉装置が各対象物(9)に対して対応する捕捉部材(4.1c)を備えることを特徴とする請求項23から27の1つに記載の装置。
【請求項29】
前記マガジン手段(8)が各対象物(9)に対して対応する保存部材(8.1c)を備えることを特徴とする請求項25から28の1つに記載の装置。
【請求項30】
前記捕捉部材(4.1c)及び/又は前記保存部材(8.1c)が、保持されている各対象物(9)のための側方案内手段(4.1g、8.1g)を備えることを特徴とする請求項28又は29記載の装置。
【請求項31】
前記少なくとも捕捉部材(4.1c)の前記案内手段(4.1g、8.1g)に対象物(9)を保持するための閉鎖手段(4.1a)が一体化されたことを特徴とする請求項30記載の装置。
【請求項32】
前記案内手段(4.1g、8.1g)が前記対象物(9)の棒軸を平行整列させるように構成されたことを特徴とする請求項30又は31記載の装置。
【請求項33】
少なくとも1グループ(4.1b、4.1b′)の捕捉部材(4.1c)が列をなして配置されたことを特徴とする請求項28から32の1つに記載の装置。
【請求項34】
少なくとも1グループ(8.1b、8.1b′)の保存部材(8.1c)が列をなして配置されたことを特徴とする請求項29から33の1つに記載の装置。
【請求項35】
前記グループ(4.1b、4.1b′、8.1b、8.1b′)の少なくとも捕捉部材(4.1c)及び/又は保存部材(8.1c)が可動に配置されたことを特徴とする請求項33又は34記載の装置。
【請求項36】
前記捕捉部材(4.1c)及び/又は保存部材(8.1c)が、保持された各対象物(9)の棒軸に対し直角方向(X)に可動なことを特徴とする請求項35記載の装置。
【請求項37】
前記グループ(4.1b、4.1b′、8.1b、8.1b′)の捕捉部材(4.1c)及び/又は保存部材(8.1c)が、前記列の方向に延びるレール部材(4.1d、8.1d)上に滑動可能に配置されたことを特徴とする請求項33から36の1つに記載の装置。
【請求項38】
前記捕捉部材(4.1c)及び/又は保存部材(8.1c)の側方相互間隔(d1、d2)が列内で変更可能であることを特徴とする請求項33から37の1つに記載の装置。
【請求項39】
前記側方間隔(d1、d2)によって、前記対象物(9)の捕捉の際に設定される前記捕捉部材(4.1c)及び/又は保存部材(8.1c)の第1位置が、前記装填支援手段(7.1、7.2)に求められるパッキング密度によって設定される前記捕捉部材(4.1c)及び/又は保存部材(8.1c)の第2位置に対し変更可能であることを特徴とする請求項38記載の装置。
【請求項40】
前記グループ(4.1b、4.1b′、8.1b、8.1b′)の捕捉部材(4.1c)及び/又は保存部材(8.1c)が、接続手段(4.1h、8.1h)を介して、隣接する単数の捕捉部材(4.1c)/保存部材(8.1c)又は複数の捕捉部材(4.1c)/保存部材(8.1c)に接続され、それにより前記捕捉部材(4.1c)/保存部材(8.1c)の対をなす2つの異なる側方間隔(d1、d2)を有する2つの相対位置が定義されることを特徴とする請求項33から39の1つに記載の装置。
【請求項41】
前記捕捉部材(4.1c)/保存部材(8.1c)の各グループ(4.1b、4.1b′、8.1b、8.1b′)に対し、捕捉部材(4.1c)/保存部材(8.1c)を操作するために個々の動力源が設けられたことを特徴とする請求項40記載の装置。
【請求項42】
前記マガジン手段(8)から対象物(9)の第2幾何学的配置を取出すための第2捕捉装置(4.2)を備えることを特徴とする請求項25から41の1つに記載の装置。
【請求項43】
前記第2捕捉装置(4.2)が前記マガジン手段(8)から対象物(9)を列状又はブロック状に取出すように構成されたことを特徴とする請求項42記載の装置。
【請求項44】
前記装填支援手段(7.1、7.2)内に配置された位置決めインサート(13)を備えることを特徴とする請求項23から43の1つに記載の装置。
【請求項45】
前記位置決めインサート(13)が対象物(9)用受入手段(13.2、13.2′、13.2″)を備え、該受入手段に前記対象物(9)の一方の棒端が挿入されたことを特徴とする請求項44記載の装置。
【請求項46】
前記装填支援手段(7.1、7.2)から対象物(9)を取出すための更なる捕捉装置(4.3)を備えることを特徴とする請求項23から45の1つに記載の装置。
【請求項47】
前記取出し装置(4.2)が前記対象物を、列をなして取出すように構成されたことを特徴とする請求項46記載の装置。
【請求項48】
前記取出し装置(4.3)が、取出すべき各対象物(9)に対し、対象物(9)の受入のために共通の軸の周りを回転する少なくとも2つの部分シェル(17.1、17.2)からなるシェル装置(17)を備え、前記対象物(9)が、シェル装置(17)の内部に形成される空間内に受入られ、前記シェル装置(17)の一端(17b)に備えられる保持手段(22)でそこに保持されたことを特徴とする請求項46又は47記載の装置。
【請求項49】
前記取出し装置(4.3)のシェル装置(17)の部分シェル(17.2)を共通に回転させるための駆動装置(19)を備えることを特徴とする請求項48記載の装置。
【請求項50】
取出すべき各対象物(9)のための取出し装置(4.3)が、対象物(9)を下から捕捉するための下捕捉手段(4.3a、4.3c)と、上から押さえつける押さえつけ保持手段(4.3b)との間に対象物(9)を挟み込むように形成されたクランプ装置を備えることを特徴とする請求項46又は47記載の装置。
【請求項51】
前記装填支援手段(7.2)を、装飾装置又は充填装置のような物品(9.1)用再処理装置(11)又は保存装置に搬送する搬送手段(6、12)を備えることを特徴とする請求項23から50の1つに記載の装置。
【請求項52】
前記物品(9.1)の再処理後、対象物(9)が、他の捕捉装置、特に第1又は第2捕捉装置(4.1、4.2)、又は前記取出し装置(4.3)に対応する捕捉装置(4.4)によって、装填支援手段(7.1)に再び装填されることを特徴とする請求項46から51の1つに記載の装置。
【請求項53】
対象物(9)を装填する間、前記装填支援手段(7.1、7.2)内に存在する内張り(15)、特にプラスチック袋を拡張させると同時に前記装填支援手段(7.1、7.2)の壁(7.1a、7.2a)に当接させるように構成された拡張ステーション(14)を備えることを特徴とする請求項23から52の1つに記載の装置。
【請求項54】
前記拡張ステーション(14)が、対象物(9)を装填する間、前記装填支援手段(7.1、7.2)を垂直方向に対して傾斜させるように構成されたことを特徴とする請求項53記載の装置。
【請求項55】
前記第1捕捉装置(4.1)が取扱装置(3.1)、特に多軸産業ロボットにより操作されることを特徴とする請求項23から54の1つに記載の装置。
【請求項56】
前記第2捕捉装置(4.2)が取扱装置(3.2)、特に多軸産業ロボットにより操作されることを特徴とする請求項42から55の1つに記載の装置。
【請求項57】
前記取出し装置(4.3)が取扱装置(3.3)、特に多軸産業ロボットにより操作されることを特徴とする請求項46から56の1つに記載の装置。
【請求項58】
前記他の捕捉装置(4.4)が取扱装置(3.4)、特に多軸産業ロボットにより操作されることを特徴とする請求項52から57の1つに記載の装置。
【図1】
【図2】
【図3a】
【図3b】
【図3c】
【図4】
【図5a】
【図5b】
【図5c】
【図6a】
【図6b】
【図7a】
【図7b】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11a】
【図11b】
【図11c】
【図12】
【図13a】
【図13b】
【図13c】
【図14a】
【図14b】
【図15a】
【図15b】
【図15c】
【図16】
【図2】
【図3a】
【図3b】
【図3c】
【図4】
【図5a】
【図5b】
【図5c】
【図6a】
【図6b】
【図7a】
【図7b】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11a】
【図11b】
【図11c】
【図12】
【図13a】
【図13b】
【図13c】
【図14a】
【図14b】
【図15a】
【図15b】
【図15c】
【図16】
【公表番号】特表2007−515357(P2007−515357A)
【公表日】平成19年6月14日(2007.6.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−544333(P2006−544333)
【出願日】平成16年12月16日(2004.12.16)
【国際出願番号】PCT/EP2004/014325
【国際公開番号】WO2005/061353
【国際公開日】平成17年7月7日(2005.7.7)
【出願人】(506210303)クカ インノテック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (2)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成19年6月14日(2007.6.14)
【国際特許分類】
【出願日】平成16年12月16日(2004.12.16)
【国際出願番号】PCT/EP2004/014325
【国際公開番号】WO2005/061353
【国際公開日】平成17年7月7日(2005.7.7)
【出願人】(506210303)クカ インノテック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (2)
【Fターム(参考)】
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