用于组装和收集未填充的带嘴袋的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于组装和收集未填充的带嘴袋(non-filled spouted pouches)的系统和方法。
【背景技术】
[0002]通常已知在组装线上组装嘴和由箔制成的袋。通常地，如此得到的带嘴袋被随后填充有产品和例如用盖密封。填充装置用于将带嘴袋填充有例如产品，诸如食物和饮料产品、化学和个人护理产品以及医疗和制药产品。该产品可以具有糊状的、液体的、颗粒状或及其组合的形式。通常，使用用于高容量批量生产填充袋的自动机器。
[0003]由于多种原因，经常期望在远离填充位置的位置处生产和组装带嘴袋。例如，当在进行填充之前短时间内生产产品，这需要适于生产产品的生产设备，这与用于生产带嘴袋的产品设备相比固有地具有不同的产品设备需求。这些不同的产品设备需求可以难以匹配。另一原因可以是难以匹配生产能力，特别地在这些不同处理的数量方面。
[0004]因此，在带嘴袋的领域，已知在远离填充位置的位置处组装和收集带嘴袋，随后将未填充的带嘴袋输送到填充装置。带嘴袋的物流成本将是产品的总成本的一部分。
【发明内容】
[0005]本发明的第一方面的目的是提供给用于组装和收集未填充的带嘴袋的系统和方法，实现了带嘴袋的更有效的物流，优选地实现了降低物流的成本。
[0006]通过根据方案1的系统实现该目的，此外通过根据方案11的方法实现该目的。利用该方法和装置，在收集位置处在存储轨道中高效地收集带嘴袋，堆叠有未填充的带嘴袋的存储轨道被输送到远处的填充装置。
[0007]根据本发明的第一方面，所述带嘴袋被排出所述组装线且掉落到传送器上。组装线具有一个或多个站，在该一个或多个站处，嘴和由箔制成的袋被组装成带嘴袋。未填充的带嘴袋被排出组装线。传送器被设置成接收排出的未填充的带嘴袋，传送器优选地为带传送器。由于根据本发明的系统能够处理传送器上的非取向的带嘴袋，因此允许通过掉落进行排出的任何方式。结果，根据本发明的第一方面的方法和系统能够与用于带嘴袋的许多类型的现有组装线组合。供带嘴袋掉落的传送器可以具有用于接收掉落的带嘴袋的可动表面的任何适当传送器，诸如输送带传送器，转盘等等。
[0008]根据本发明的第一方面，袋由箔制成。诸如，柔性袋优选地由相对片的箔材料制成，该箔材料可以呈现多种形状，诸如三角片袋、筒状、立方体、锥状等。袋优选地由堆叠箔材料的箔片制造。在实施方式中，袋被制造为包括用于访问内部的内容物或排出内部的内容物用的开口。开口可以形成在袋上的任何地方，诸如沿着袋的侧部或在袋的壁的部分中。开口装配有嘴。
[0009]可以例如由注射成型塑料材料来生产嘴。通常地，嘴包括:颈部，该颈部形成了开口且限定了纵向通道，用于访问内部的内容物或排出内部的内容物；密封部，嘴的开口被密封到该密封部，其中颈部具有比密封部的直径小的直径。通常地，在组装线中，在袋例如通过加热密封而被密封到密封部的状态下，通过颈部保持嘴。
[0010]优选地，带嘴袋的嘴包括接合存储轨道的接合部件，从而收集存储轨道中的带嘴袋的嘴。在优选的实施方式中，带嘴袋包括从嘴的外表面径向延伸的、特别地在嘴的颈部径向延伸的颈圈结构，颈圈结构包括用于接合存储轨道的支撑表面。
[0011]在根据本发明的第一方面的方法和系统中，带嘴袋被收集在多个存储轨道中，多个存储轨道被定位在与传送器相邻的收集位置处。这些存储轨道分别被实施为保持多个带嘴袋，优选地通过接合于带嘴袋的嘴而保持多个带嘴袋。在实施方式中，存储轨道均设置有单个纵槽。该存储轨道特别有利的是:存储包括从嘴的外表面径向延伸的、特别地在嘴的颈部径向延伸的颈圈结构的带嘴袋，颈圈结构包括用于接合存储轨道的支撑表面。在轨道通过带嘴袋的颈圈与带嘴袋接合的状态下，具有颈圈的嘴部能够收集在存储轨道中，使带嘴袋的剩余部分、特别地嘴和袋的剩余部分远离轨道的槽延伸。特别地，嘴的颈部的纵轴延伸通过纵槽且与纵槽垂直。在水平取向的轨道中，从轨道悬挂袋。可选地，优选地，待填充带嘴袋的轨道可以竖直地取向。竖直取向在重力方面是有利的。
[0012]当被放置于轨道时，远离轨道延伸的密封到嘴的袋可以被允许相对于轨道的纵槽、沿任意取向延伸；平行或者垂直或者两者之间的任意取向。多个带嘴袋的袋可以彼此接触。
[0013]通常，存储轨道的尺寸稍微超过嘴的尺寸，但是比袋的尺寸小得多。这里，嘴允许在大部分袋远离轨道延伸的状态下被装配到存储轨道。因此，当设置了多个轨道时，允许袋重叠。
[0014]在实施方式中，存储轨道具有长条状的第一壁和从第一壁的两相对侧延伸的一对侧壁，从而形成大体上“U”形状。存储轨道进一步包括一对朝内凸缘。该一对凸缘的一个凸缘布置在一对侧壁中的一个侧壁上，一对凸缘的中另一凸缘布置在一对侧壁中的另一侧壁上。该一对凸缘中的每一个朝向彼此延伸且彼此间隔开预定距离，从而形成沿着存储轨道的长度延伸的纵槽。存储轨道的凸缘被构造成接合嘴的颈圈，从而保持嘴。
[0015]优选地，在存储轨道的至少一个头部端，存储轨道设置有开口端，嘴可以滑到开口端中，使得各嘴的颈圈的支撑表面抵靠存储轨道的各凸缘的一部分。
[0016]存储轨道可以由诸如钢等耐久材料模压出。应当理解的是，U形状的存储轨道的长度将确定存储轨道能够保持的带嘴袋的数量。可以地，40至60个带嘴袋被堆叠在各轨道，但是存储轨道的实施方式已知存储几百个带嘴袋。
[0017]使用存储轨道的优势在于，存储轨道能够实现一致地、准确地、快速地将带嘴袋进给到填充装置。轨道优选地呈现出当将带嘴袋引入到填充装置中时带嘴袋的定义取向，这减少了填充步骤中的错误且利用高效性。
[0018]根据本发明的第一方面的系统和方法包括和使用与传送器相邻地设置在收集位置处的拾取放置机器人。拾取放置机器人的技术通常应用于速度和精度关键的拾取任务。该拾取放置机器人系统还可以被称作“delta-机器人”。包括诸如2D或3D视觉系统的照相机系统以及可行的传送器跟踪技术，这些机器人能够每分钟拾取和放置高达100至500个物品。高速拾取放置机器人通常用于快速组装、检查质量控制、快速包装以及快速分类。这些机器人提供了高输出，而减少了操作成本以及人体工程学的问题。根据本发明的第一方面的拾取放置机器人系统能够操作以将带嘴袋高效地堆叠且收集到在收集位置处的多个存储轨道。
[0019]根据本发明的第一方面，拾取放置机器人系统包括照相机系统，其能够操作以进行在传送器上的视觉观察，识别已掉落到传送器上的带嘴袋。拾取放置机器人系统还包括:夹持装置，其适于拾取一个或多个带嘴袋、优选地拾取一个或多个带嘴袋的颈部且将各带嘴袋放置到多个存储轨道中的至少一个轨道；以及机器人臂，其连接该夹持装置且适于输送夹持装置。拾取放置机器人系统还包括控制器，其适于基于堆叠程序且基于来自照相机系统的观察而控制夹持装置和机器人臂。
[0020]结果，夹持装置与连接到夹持装置的机器人臂被控制移动到传送器，在传送器处，夹持装置基于来自照相机系统的观察、可操作以在一个拾取动作中从传送器拾取一个或多个带嘴袋。具有夹持装置和一个或多个带嘴袋的机器人臂随后基于堆叠程序、被允许从传送器输送到多个轨道中的一个轨道，其中夹持装置被操作以将一个或多个带嘴袋放置到存储轨道中。因而，通过照相机系统检查带嘴袋的位置，该位置被转发至机器人臂，夹持器能够拾取带嘴袋。拾取放置机器人系统的夹持装置允许从传送器上的非取向的位置拾取带嘴袋。
[0021]在可行的实施方式中，拾取放置机器人系统包括至少两个独立操作的机器人臂，其分别具有夹持装置，其中优选地，拾取放置机器人系统包括载荷平衡软件，从而在机器人臂之间划分传送器上的带嘴袋。
[0022]可以地，夹持装置是具有两个夹持器的双头夹持器，每个夹持器适于从传送带拾取带嘴袋。这里，两个夹持器能够分别拾取带嘴袋。该拾取优选地连贯地进行，且双头夹持器优选地允许两个带嘴袋的拾取具有不同的取向。优选地，夹持器配置于双头夹持器中使得双头夹持器适于将两个带嘴袋放置到两个存储轨道中，优选地，两个存储轨道平行且并排地配置。因此，优选地，夹持器之间的间隔与存储轨道之间的间隔对应。如之前指示地，归因于嘴的大尺寸，嘴允许当带嘴袋被填充到多个存储轨道(特别地为并排配置地存储轨道)中时重叠。该双头夹持器优选地具有每分钟拾取约80个袋的能力，优选地具有每分钟拾取高达100个袋的能力。在包括多个机