专利名称：自动化运输和运送系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及包装系统。更具体地，本发明涉及用于运输和运送物品(在所述物品中包括直立柔性包装)的系统。
背景技术：
在包装行业的许多领域中，例如宠物食品、牲畜饲料、种籽等，多壁角片的纸袋被大量使用。制造商可以从手动装袋机、半自动装袋机或全自动装袋机选择。已知装袋机包括至少一些下述子系统袋匣、袋分配机、袋放置机、填充喷口、退出单元、袋整形机和密封机。装袋机可以包括或者不包括封闭系统。不论所用的装袋机的类型是什么，对前面提到的那些种类的产品的装袋操作是类似的。对于半自动和全自动装袋机，袋分配机将袋放置在填充喷口上，而对于手动装袋机， 则需要操作者将袋放在喷口上的动作。对于自动装袋机，当袋在喷口上时，袋的角片或侧折叠部优选保持封闭((当袋是空的且平的时候)处于它们的原始形状)。否则，系统不得不对袋进行整形。已知整形是这样的动作将袋的顶部的折边聚集在一起并且重新折叠袋的角片或侧折边。当袋的顶部形状被彻底保持住时，则将袋从喷口处拿下来并运送到封闭系统。对于手动或半自动装袋机，在喷口上的整形系统是没用的，因为他们从喷口上放开袋并让袋落在传送机上，失去对袋的形状的控制。因此，在袋朝向封闭系统行进时使用对角片或侧折边进行整形的系统(称为在线整形系统)是必要的，否则操作者需要对袋的顶部进行整形并将袋运送到封闭系统。正确成形的角片或侧折边改善封闭品质、袋的外观并且使袋容易用货盘装运。当为了典型应用的非常精确的需要而寻找更合适的装袋机时，必需考虑几个准贝U。无疑，任何工厂管理者都会以最低的费用选择最好的方案。当然，最重要的准则是机器的成本、它的可靠性、生产率、复杂性、占地面积和模块性(可翻新)，与机器有关的安全性以及结果(成袋)的品质。要购买的话，手动装袋机是最便宜的；然而，它们经常与续生成本(诸如操作者的薪水及保险)有关。成品的品质平均是好的，但其会受不同因素的影响，例如操作者疲惫以及缺乏时间来重新调整折叠部，因为机器是保持在固定步速下运行。手动装袋机更适合大约每分钟15到20个袋的生产率。至于手动装袋机安全性问题，必需考虑操作者的安全性和人机工程学。另一方面，手动装袋机使用的占地面积最小。购买的话，半自动装袋机更贵一些(比手动装袋机大约贵2至3倍)。袋整形质量平均起来较低，因为喷口是固定的而袋从喷口落下，导致没有对袋的控制和手工整形。在用手动装袋机时，袋由操作者(所述操作者会收到手动装袋机所表现的相同因素的影响)整形。半自动装袋机也可以达到15-20袋每分钟的平均生产率。可以用在直列式整形系统翻新半自动装袋机，在袋朝向封闭系统行进时，在线整形系统自动进行对袋的整形。在线整形系统相当昂贵(它们会花费相当于半自动装袋机自身的数量)，并给出低品质的结果。至于可靠性问题，由于它们的复杂机械构造，这些系统平均起来机械可靠性较低。
购买的话，全自动装袋机是最贵的系统(大约比手动装袋机贵4至6倍)。大制造商可以承担这种机器，其向大批量装袋的制造商提供更多的好处以及高价值的最终产品。自动系统可以达到每分钟20至30袋的平均生产率。这些全自动装袋机具有更复杂的机械系统并且比手动或半自动装袋机使用更大的占地面积。最有效的方案显然是全自动装袋机，但这种选择也是最昂贵的，并且因为这个原因，对于大多数制造商来说全自动装袋机难以承担因而不合适，大多数制造商必需转向手动或半自动系统。手动和半自动装袋机购买起来较便宜并且可以用在直列式整形系统翻新，但是它们仍在以有限的生产率和品质进行工作。考虑到使用手动和半自动装袋机的制造商以及用附加自动设备给它们的系统增值的那些制造商的比例，表明机器销售上有巨大的潜力。关键点是将袋从装袋机运送到封闭系统的系统，因为它影响装袋机生产率以及成品的质量。使用专用直列式整形系统提高了装袋机的生产率，但是降低了产品的质量。到目前为止，在诸如宠物食品、牲畜饲料、种籽等等包装行业的目标领域中，表现出没有小的、低成本、高质量、高生产率、可靠的、可翻新的、可用来保持袋的顶部的形状，以及将袋从装 袋机运送和运输到封闭系统的系统。下面，应该理解，术语“运输”包括使物品移动并且在移动期间同时适当地支撑它的重量。术语“移位”包括物品在点A和点B之间的移动。术语“运送”包括物品在第一系统和第二系统之间传送和通过，其中第一系统在物品上执行操作，第二系统在物品上执行操作。一些参考文献显示位于机器喷口上的整形系统。对于在该技术领域中得到良好教育并且知晓现有技术的人来说，逻辑上可以想到一种系统，其能够在袋被封闭的时候拿取袋并保持其状态直到对袋的封闭完成。很容易研发出专用的机械系统，但这种系统笨重、难以翻新、复杂并且昂贵。最终的方案非常接近现有的自动装袋机，但缺点是两个机器不能很好的结合成一体并且几乎同样昂贵。另一种运送袋的方法(一旦袋已经在喷口上整形)是利用机器人来保持袋的整形状态并将袋运输到封闭系统。能够支持填充好的袋重量并且以实现可接受的生产力(最小值为每分钟20袋)所需要的速度移动袋的机器人将会非常大，而无法很好地结合到现有的装袋机上，并且其花费将与自动装袋机一样大。有些现有的应用，频繁用在自封袋应用中，其中机器人操作填充好的袋从装袋机到封闭系统，但是这种情况从来无法适合有角片的开口袋和缝纫系统。这些应用通常使用大的六轴机器人。因此，仍需要系统来完成手动和半自动装袋机的自动化，由此提高它们的生产率和成袋的品质。优选方案应该是小的、低成本的、高品质的、高生产率的、可靠的、可翻新的系统，以保持袋的顶部的形状，同时将袋从装袋机运输和运送到封闭系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种系统，其致力于满足上面提到的需求的至少一个。根据本发明，提供一种用于运送和运输柔性包装的系统，所述系统包括多轴机器人，用于在第一位置和第二位置之间运送和移动柔性包装；及用于运输柔性包装的提升辅助平台，所述提升辅助平台基本支撑柔性包装的重量，所述提升辅助平台包括移动系统，所述移动系统用于在第一和第二位置之间使柔性包装被直立地移动和支撑，所述平台位于所述多轴机器人的伸展范围内。优选地，多轴机器人在某些结构中使柔性包装保持在第一位置和第二位置之间。优选地，所述系统还包括单个中央控制器，用于使多轴机器人和提升辅助平台的运动同步。优选地，多轴机器人为五轴机器人。优选地，多轴机器人包括夹具，所述夹具在第一和第二位置之间连续地保持柔性包装的顶部的至少一部分的形状。优选地，夹具包括相对的侧夹以抓握所述柔性包装。优选地，所述系统还包括接近第一位置的半自动装袋机，用来填充直立的柔性包 装并对所述包装的顶部部分成形；及接近第二位置的封闭系统，用来封闭从多轴机器人收到的所述包装。优选地,移动系统是传送机系统。根据本发明，提供一种用于运送和运输柔性包装的方法，包括下述步骤a)提供系统，该系统包括多轴机器人，用于在第一位置和第二位置之间运送和移动柔性包装；及用于运输柔性包装的提升辅助平台，所述提升辅助平台基本支撑柔性包装的重量，所述提升辅助平台包括移动系统，所述移动系统用于在第一和第二位置之间使柔性包装被直立地移动和支撑，所述平台位于所述多轴机器人的伸展范围内；接近第一位置的半自动装袋机，用来填充直立的柔性包装；及接近第二位置的封闭系统；b)利用半自动装袋机，用物质填充所述柔性包装；c)在包装-封闭结构中，用半自动装袋机将填充完的柔性包装的顶部的侧壁聚集到一起；d)升高提升辅助平台以基本支撑填充好的柔性包装的重量；e)在包装-封闭结构中，用多轴机器人抓握和保持填充完的柔性包装的顶部的形状；f)从半自动装袋机释放填充完的柔性包装；g)通过多轴机器人和提升辅助平台的同步化的运动，向封闭系统的入口移动填充完的柔性包装，提升辅助平台的移动系统朝封闭系统横向移动柔性包装；h)将柔性包装的顶部与封闭系统的入口对准；及i)将柔性包装从多轴机器人运送到封闭系统。优选地，本发明是这样的系统，它能够运送填充完的袋，保持其位于包装-封闭结构中并且保持其垂直，支撑其重量并将其从装袋机运输到封闭系统。这些动作要求力量和灵巧。由于这些动作不能被除了大的，强有力的并且复杂的机器人之外的系统实现，方案是将需要力量的动作与需要灵巧的那些动作分开。本发明利用了机器人的灵巧性，而非其力量，由此允许使用并未强大到足以独自支撑袋的重量的较小的机器人。这样，该机器人用来完成灵巧的动作，诸如保持角片或侧折叠部封闭、保持袋垂直以及引导袋到封闭系统中。使用较小的机器人是可实现的，因为袋的重量由优选包括传送机的平台支撑，这样机器人臂不需要支撑袋的重量。诸如支撑袋的重量以及将袋运送到封闭系统的需要力量的支撑动作由传送机单独完成。袋通过同步的传送机带的运动、传送机的垂直运动以及机器人的3D运动被运送到封闭系统。机器人不用支撑来自袋的重量的负荷。传送机(由伺服电机提供动力)的垂直运动和带驱动由机器人控制，使得上述运动能够同步。整形动作由装袋机在喷口上完成，这样提供高品质的角片或侧折叠部并且简化了由机器人支撑的工具，从而允许使用小的机器人。本发明结合了许多有意思的优点使用小的机器人、需要的占地面积小(几乎比手动应用的占地面积还小)，以及容易翻新。此外，这些机器人因为它们出色的可靠性和操作安全性而在制造业中为人熟知。
在阅读详细描述(提供其仅作为非限制性的例子)以及参考附图以后，本发明的这些以及其它目的和优点将变得显而易见，在附图中图I为根据本发明优选实施例的系统的立体图；图2为图I中所示系统的另一立体图；图3为图I中所示系统的另一立体图；图4为图I中所示系统的另一立体图；图5为图I中所示系统的正视图；图6为图I中所示系统的后视图；图7为图I中所示系统的左侧视图；及图8为图I中所示系统的右侧视图。
具体实施例方式如图I至8中所示，本发明提供用于运送和运输柔性包装102的系统100。系统100包括多轴机器人101，以在第一位置(即填充点)和第二位置(即封闭点)之间运送和移动柔性包装102。该系统还包括用来运输柔性包装102的提升辅助平台104。提升辅助平台104基本支撑柔性包装102的重量。提升辅助平台104包括移动系统4，用来在第一和第二位置之间直立地移动和支撑柔性包装102。平台104位于多轴机器人101的伸展范围内。优选地，多轴机器人101在某些构造中，保持柔性包装102在第一位置和第二位置之间。优选地，系统100包括控制器3，以使提升平台104和多轴机器人101的动作同步。优选地，多轴机器人101为五轴机器人I。优选地，多轴机器人101包括夹具8，其在第一和第二位置之间连续保持柔性包装102的顶部的至少一部分的形状。优选地，夹具8包括用于抓握柔性包装102的相对的侧夹108。所述相对的侧夹中的一个用作相对的拇指以模拟人手的运动，而更好地操纵柔性包装。优选地,移动系统4是传送机系统4。
根据本发明，还提供一种运送和运输柔性包装102的方法，包括下述步骤a)提供系统100，包括多轴机器人101，用于在第一位置和第二位置之间运送和移动柔性包装102 ；提升辅助平台104，用来运送柔性包装102，所述提升辅助平台基本支撑柔性包装102的重量，提升辅助平台104包括移动系统4，用于在第一和第二位置之间直立地移动和支撑柔性包装102，平台104位于多轴机器人的伸展范围内；半自动装袋机9，靠近第一位置以填充直立的柔性包装102 ;及位于第二位置附近的封闭系统7。b)利用半自动装袋机9，用物质填充柔性包装102 ；
c)在包装-封闭结构中，用半自动装袋机9将填充好的柔性包装102的顶部的侧
壁聚集到一起；d)升高提升辅助平台104以基本支撑填充好的柔性包装102的重量；e)在包装-封闭结构中，用多轴机器人101抓握和保持填充好的柔性包装102的顶部的形状；f)从半自动装袋机9释放填充好的柔性包装102 ；g)通过多轴机器人101和提升辅助平台104的同步化的运动，向封闭系统的入口移动填充好的柔性包装102，提升辅助平台104的移动系统朝封闭系统7横向移动柔性包装102 ；h)将柔性包装102的顶部与封闭系统7的入口对准；及i)将柔性包装102从多轴机器人101运送到封闭系统7。优选地，柔性包装102为袋10，并且机器人I继续保持袋10的上部。如图3中更清楚示出的那样，在本发明的优选实施例中，带有夹具8的机器人I被放在装有控制器3的支撑件2上。平台102优选为安装在支撑件2上的支撑传送机4(技术上也被称为周边轴)。伺服电机5驱动支撑传送机4上下运动。退出传送机6位于支撑传送机4旁边。封闭系统7(优选为缝纫机)位于退出传送机6上方。半自动装袋机9被放在支撑传送机4前面。对操作循环的描述该系统优选依照系数步骤操作在半自动装袋机9的喷口 11处准备好填充完的袋10 ；在包装-封闭结构中将填充完的袋的顶部侧壁聚集在一起并且角片通过装袋机的喷口成形；在机器人I移动以抓取填充完的袋10的顶部的同时，支撑传送机4升高以支撑填充完的袋10的重量；喷口 11释放填充完的袋；机器人I利用其夹具8保持填充完的袋10的顶部的形状并保持袋垂直；在同步运动中，支撑传送机4向下运动，支撑传送机4的带12开始移动以将袋横向运送到封闭系统7，机器人I利用它的夹具8使袋10的顶部对准并将袋运送到封闭系统。在本发明的一个优选实施例中，封闭系统7是缝纫机，该缝纫机为驱动带和缝纫头的组装件。驱动带用来支持袋的顶部封闭以及在正确的速度下驱动袋的顶部以完成良好的缝合。然而，封闭系统可使用许多不同的封闭方法，包括粘合、缝合、装订、密封或者除了这些方法之外增加封闭部件。优选地，当袋10正被运送到封闭系统7时，支撑传送机4的带12和机器人I以和封闭系统的驱动带相同的速度移动。优选地，当袋被运送到封闭系统时，填充完的袋的底部停靠在与支撑传送机4相邻的退出传送机6上。退出传送机6的带13同样在与封闭系统7的驱动带相同的速度下移动。向平台中加入支撑传送机并结合五轴机器人使得机器人的必需能力可以减小，因为它不再必须被设计成支撑被操纵的袋或物品的重量。该机器人只要设计成针对它要执行的特定操纵操作即可。通过加入平台而产生的对机器人必需能力的降低使得成本得到节省，因为更简单的机器人可用于所述应用。如上面提到的那样，根据本发明的系统可作为模块来提供，然后该模块可用于翻 新现有的装袋机和封闭系统。虽然这里已经在附图中示出以及详细地描述了本发明的优选实施例，应该理解，本发明不限于这些精确的实施例，可以部片里本发明的精神或范围实现各种改变和变型。
权利要求
1.一种用于运送和运输柔性包装的系统，所述系统包括 多轴机器人，所述多轴机器人用于在第一位置和第二位置之间运送和移动柔性包装；及 用于运输柔性包装的提升辅助平台，所述提升辅助平台基本支撑柔性包装的重量，所述提升辅助平台包括移动系统，所述移动系统用于使所述柔性包装在第一和第二位置之间被直立地移动和支撑，所述提升辅助平台位于所述多轴机器人的伸展范围内。
2.根据权利要求I所述的系统，其中所述多轴机器人使柔性包装保持在第一位置和第二位置之间。
3.根据权利要求I或2所述的系统，还包括单个中央控制器，所述单个中央控制器用于使多轴机器人和提升辅助平台的运动同步。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的系统，其中所述多轴机器人为五轴机器人。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的系统，其中所述多轴机器人包括夹具，所述夹具在第一和第二位置之间连续保持柔性包装的顶部的至少一部分的形状。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的系统，还包括 接近第一位置的半自动装袋机，所述半自动装袋机用来填充直立的柔性包装并使所述包装的顶部部分成形；及 接近第二位置的封闭系统，所述封闭系统用来封闭从所述多轴机器人接收的所述包装。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的系统，其中移动系统是传送机系统。
8.一种用于运送和运输柔性包装的方法，包括下述步骤 a)提供系统，所述系统包括 多轴机器人，所述多轴机器人用于在第一位置和第二位置之间运送和移动柔性包装；以及 用于运输柔性包装的提升辅助平台，所述提升辅助平台基本支撑柔性包装的重量，所述提升辅助平台包括移动系统，所述移动系统用于使所述柔性包装在第一和第二位置之间被直立地移动和支撑，所述提升辅助平台位于所述多轴机器人的伸展范围内； 接近第一位置的半自动装袋机，所述半自动装袋机用来填充直立的柔性包装；及 接近第二位置的封闭系统； b)利用半自动装袋机，用物质填充所述柔性包装； c)在包装-封闭结构中，用半自动装袋机将填充完的柔性包装的顶部的侧壁聚集到一起; d)升高提升辅助平台以基本支撑填充好的柔性包装的重量； e)在所述包装-封闭结构中，用多轴机器人抓握和保持填充完的柔性包装的顶部的形状； f)从半自动装袋机释放填充完的柔性包装； g)通过多轴机器人和提升辅助平台的同步化的运动，向封闭系统的入口移动填充完的柔性包装，提升辅助平台的移动系统朝封闭系统横向移动柔性包装； h)将柔性包装的顶部与封闭系统的入口对准；及 i)将柔性包装从多轴机器人运送到封闭系统。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述多轴机器人使所述柔性包装保持在第一位置和第二位置之间。
10.根据权利要求8或9所述的方法，还包括单个中央控制器，所述单个中央控制器用来使多轴机器人和提升辅助平台的运动同步。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中所述多轴机器人为五轴机器人。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中所述多轴机器人包括夹具，所述夹具 在第一和第二位置之间连续保持柔性包装的顶部的至少一部分的形状。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的方法，其中所述移动系统为传送机系统。
全文摘要
用于保持、运送和运输柔性包装的系统和方法。所述系统包括优选为五轴机器人的操纵系统，用来运送和移动柔性包装，以及在操纵系统的伸展范围内的提升辅助平台，所述平台用来运输所述包装以及支撑所述柔性包装的重量。更具体地说，该系统可用于运输和运送直立的柔性包装。该系统简化了由机器人支持的工具，因而允许使用更小的机器人。
文档编号B65B51/00GK102803078SQ201080059100
公开日2012年11月28日 申请日期2010年12月6日 优先权日2009年12月22日
发明者埃里克·威尔, 维塔尔·乐维斯克, 爱添尼·基亚森 申请人:派米尔技术有限公司