专利名称：用于在抓取装置中借助盖封闭容器的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在抓取装置中借助盖封闭容器的方法，该方法能够实现对 生产过程的柔性设计。
背景技术：
由现有技术公知具有旋转式星形轮的包装机。通过这些星形轮分离和输送瓶状 容器。在此，通过所谓的抓放(PickandPlace)单元完成所述封闭，该抓放单元设置在容 器或星形轮上方。该抓放单元封闭容器，例如以塞借助环绕的、水平或竖直的塞轮或者 通过环绕的、凸轮控制的塞安放装置来封闭容器。这种封闭引起格式件的显著耗费，因 为星形轮和安放装置的结构已由容器和盖预给定。此外，根据现有技术的方法不允许填 充和封闭过程的工作流程的柔性设计。
发明内容
与之相比，具有权利要求1的特征的根据本发明的方法具有以下优点该方法 由于流程简单且有效而可成本有利地实施。这能够实现用于各种容器和盖的方法的柔性 且经济的执行。此外，该方法是生产流程链的模块式的组成部分。该模块性允许该方法 的灵活变化，而在此不必改变根据本发明的方法前面或后面的生产步骤。抓取装置在操 作单元上的根据本发明的应用允许两个方法步骤的同时实施一方面通过操作单元将容 器从第一位置输送到第二位置。另一方面在所述输送过程期间封闭容器。由此，不但节 省了生产时间，而且将仅设置用于输送容器的生产步骤集成到封闭过程中。这根据本发 明通过以下方式达到用于在抓取装置中借助盖封闭容器的方法包括以下四个步骤在 第一步骤中，抓取装置接收盖。在第二方法步骤中，抓取装置从第一位置(以下也称为 准备位置)接收充满的容器。在第三步骤期间，现在以盖封闭容器。在该封闭过程的同 时，借助操作单元在生产线内部输送容器和盖。第四步骤提出，从抓取装置输出封闭的 容器。该输出发生在第二位置(以下也称为搁放位置)上。因此，容器同时被输送和封 闭。最先的两个方法步骤在它们的顺序上是可变的。根据本发明也提出，抓取装置首先 接收容器，然后接收盖。此外，这两个步骤也可以组合并且根据本发明同时地进行容器 和盖的接收。从属权利要求示出本发明的优选扩展方案。该方法优选地提出，借助牵引运动接收所述盖，其中，所述盖从牵引位置被牵 引走。在牵引运动期间，抓取装置连贯地，即没有停顿地相对于牵引位置运动。因此， 可以在行进期间或者在输送过程期间没有时间损失地将盖接收到抓取装置中。由于根据 本发明的方法的该优选扩展方案，不但可以将盖的接收而且可以将容器的封闭组合到操 作单元的输送过程中。在一种特别优选的实施方案中，所述盖牵引运动弧形地实施。因此，可以借助 抓取装置中的优选直线的或弧形的开口将盖接收到凹部中。
此外优选的是，抓取装置从准备位置直至搁放位置以恒定速度运动。这意味 着，不但输送过程而且牵引运动以同样的速度实施。在另一种优选的扩展方案中，抓取装置可以接收至少两个容器，相应地也可以 接收至少两个盖。由此可以使该方法与生产线的节拍相适配，并且可以优化生产效率。此外有利的是，以仅一个牵引运动牵引多个盖。因此，操作单元不必为每一个 盖都实施一个弧形的牵引运动，并且由此形成的输送过程的流畅的过程使生产加速。还有利的是，利用可自由编程的、多轴式的、伺服驱动的机器人或机械手作为 操作单元。该机器人允许抓取装置在生产线内部的运动过程的柔性设计。还可以通过机 器人使牵引运动的速度、加速度和形状与各种不同的盖格式和机器生产率相适配。还有利的是，盖下降以将盖置放在容器上。由此，容器相对于抓取装置不运动 并且避免了容器的内容物的不必要的加速。这防止了例如液态内容物的溅出。此外优选的是，借助负压将容器和/或盖抽吸到抓取装置上。通过加载负压， 保证了容器或盖在抓取装置中的可靠保持。还可以通过消除负压或通过以过压加载实现以下两个方面其一可以将盖搁 放到容器上，其二可以在确定的时间点及由此在确定的位置上使容器从容器接收装置脱 开。此外根据本发明提出，容器和盖的抽吸分别独立地被供给负压。因此，容器的 抽吸与盖的抽吸的可能的压力升高无关，反之亦然。如果例如抓取装置由于功能故障没 有接收任何盖，或者盖从抓取装置脱开，则盖抽吸装置上的压力上升。通过容器抽吸装 置的根据本发明的分开的负压供给，容器上的负压保持不变并且容器不会从抓取装置脱 开。当容器的内容物可能在倒出的情况下损坏周围的机器或伤害人体时，通过分开的负 压供给的容器固定是特别有利的。此外优选的是根据本发明的方法在制药工业中的应用。尤其在小批量和中等批 量的范围中，根据本发明的抓取装置和根据本发明的操作单元提供了用于生产线的柔性 设计的新可能性。这样，该方法被用于将药品塞置入到容器中。在此，该容器被填充制 药物质，而该药品塞由橡胶类材料制成。此外，根据本发明提出，在隔离器内部运行操作单元，其中，隔离器如罩元件 一样设置在抓取装置上方。因此，也可以在保护气体下或在真空中封闭容器。在另一种优选扩展方案中，该抓取装置借助气动的驱动装置以盖封闭容器。为 此所需的压力源可以位于抓取装置外部，由此允许减轻在该方法中运动的机器部件的重 量。然而，封闭运动的驱动装置不限于气动装置，同样可想到机械的或液压的驱动装 置。还有利的是，作为借助牵引运动接收盖的变换，可使盖的接收节拍化。也就是 说，抓取装置停止、接收盖以及然后继续运动。
下面参照附图描述本发明的优选实施例。在附图中图1是用于实施根据本发明的实施例的方法的抓取装置的立体图，图2是图1的抓取装置的侧视图，和
图3是用于实施根据本发明的实施例的方法的制药设备的示意性俯视图。
具体实施例方式下面参照图1至3详细地描述用于实施根据本发明的优选实施例的方法的抓取装 置1。该实施例的抓取装置1与制药设备8内部的操作单元81 —起使用。如图1所示，该抓取装置1包括容器接收装置2、盖接收装置3和连接元件6。 如结合图3的制药设备8所描述的那样，抓取装置1能够接收两个容器4和两个盖5并 且能够输送这些容器和盖。在输送期间以这些盖5封闭这两个容器4。在这里应注意， 视制药设备8所需的产量而定，抓取装置1根据本发明也可对于仅一个或多于两个容器4 实施。此外，本发明不应限于使用圆的、瓶状的容器4。根据本发明也能使用有棱角的 瓶、杯或容器。在图1中为了使视图更清楚而隐藏了右边的容器4。但是示出了配属的盖5。在图1中示出了左边的瓶状容器4，该瓶状容器包括容器体41、容器颈部42和 容器凸缘43。容器体41向着容器颈部42逐渐缩小，而容器颈部42向着容器凸缘43逐 渐扩宽，该容器凸缘对容器4的开口包边。此外示出了两个盖5，它们实施为橡胶塞5。 每个橡胶塞5包括一个圆柱形的塞凸缘51以及一个缩小部52，该缩小部根据容器4的开 口确定大小。该橡胶塞5特别适合于容器4的可靠的、空气密封的封闭，该容器被填充制药物 质。然而，盖5作为橡胶塞5的实施方式是示例性的。根据本发明同样可将盖5实施为 所有材料的罩、旋转盖或塞。该容器接收装置2借助第一形锁合轮廓22和第二形锁合轮廓23在容器4的两个 不同的区域上保持瓶状容器4。在此，弧形的第二形锁合轮廓23围作用圆柱形的容器体 41。为了保证可靠的保持，容器体41的大约超过一半的圆周被第二形锁合轮廓23围作 用。此外，弧形的第一形锁合轮廓22直接在容器凸缘43下方围作用容器颈部42。因 此，第一形锁合轮廓22构成容器4的两个形锁合保持结构。其一，容器颈部43支承在 容器接收装置2上并且避免了容器4向下滑动。其二，第一形锁合轮廓22围绕容器颈部 的大约超过一半的圆周围作用该容器颈部42。由此，第一形锁合轮廓22优选地夹紧容器 4。根据本发明也可以仅构造这两个形锁合轮廓22、23中的一个。根据本发明，形锁合 轮廓22、23还可适配于与所示的容器4的形状不同的容器形状。盖接收装置3以板32的形式实施。该板32包括两个盖牵引单元31，这些盖牵 引单元为各一个铣削出的、弧形的开口 33和一个凹部35的形式。这两个弧形的开口 33 通入各一个凹部35中。盖牵引单元31的牵引功能结合图3描述。在图1中示出，橡胶 塞5在塞凸缘51的高度上如何被凹部35形锁合地保持。在该实施例中，该连接元件6将容器接收装置2与盖接收装置3连接，该连接 元件6包括两个直线导向元件64和一个气动缸61。气动缸61将结合图2的实施方式描 述。两个直线导向元件64实施为圆柱形的杆，这些杆固定地与板32连接。为了将橡胶 塞5压入容器4的开口中，需要容器接收装置2与盖接收装置3之间的相对运动11。在 该实施例中，该相对运动11通过板32在容器接收装置2的方向上下降来实施。为了将 橡胶塞5以直的运动压入到容器4中，两个直线导向元件64精确配合地在两个通孔24中导向。这些通孔24在容器接收装置2的下端部各构成一个开口。有利的是，橡胶塞5 下降到容器4上并且不使容器4的内容物不必要地运动。然而，也可行的是，抬升容器 接收装置2来实施相对运动11。除了容器4和橡胶塞5的形锁合的固定之外，根据本发明的抓取装置1具有四 个抽吸开口 21，34。因此，在容器接收装置2中对于每个容器4各有一个第一抽吸开口 21，而在盖接收装置中对于每个盖5各有一个第二抽吸开口 34。这两个第一抽吸开口 21 实施为第二形锁合轮廓23中的孔并且由此处于容器体41的高度上。这两个第二抽吸开 口 34分别在凹部35中位于塞凸缘51上方。借助抽吸开口 21，34以负压将容器4或橡 胶塞5固定在抓取装置1上。作为组合的抽吸开口的变换，抓取装置也可以包括用于抽 吸容器4和橡胶塞5的套装的抽吸设备。下面根据图2描述给抓取装置1供应负压。应注意，容器4的负压抽吸21和形锁合的夹紧22，23也可变换地使用。因此 可行的是，容器4要么仅通过形锁合轮廓22，23中的一个固定在容器接收装置2上，要 么仅通过负压抽吸开口 21固定在容器接收装置2上。这同样适用于橡胶塞5。橡胶塞也 可以通过形锁合35、负压34或这两种可能性的组合固定在盖接收装置3上。图2示出根据该实施例的按本发明的抓取装置1的侧视图，该抓取装置具有容器 接收装置2、盖接收装置3、容器4、橡胶塞5和连接元件6。在容器4的左侧，左边的 容器4的第一抽吸开口 21位于容器接收装置2内部。在塞凸缘51上方，左边的橡胶塞 5的第二抽吸开口 34位于盖接收装置3或板32内部。即便图2仅示出左边的容器4的 两个抽吸开口 21，34，但如已经所述的那样该抓取装置1配设有四个抽吸开口 21，34。 这四个抽吸开口 21，34中的每一个抽吸开口通过分开的负压管道7与外部的负压源72连 接。在抓取装置1内部，这四个负压管道7中的每个负压管道借助内部的负压分配管道 71与这四个抽吸开口中的一个抽吸开口连接。因为用于盖接收装置3的两个第二抽吸开 口 34的负压管道7也通入到容器接收装置2中，所以该内部的负压分配管道71配设了位 于直线导向元件64中的通道，以便将负压从容器接收装置2导通到盖接收装置3。此外，图2示出了用于执行相对运动11的气动缸61。通过该直线的相对运动11 将橡胶塞5压入到容器4中。该气动缸61包括中空缸，该中空缸配合到容器接收装置2 中的孔内。气动缸61的活塞插入到该中空缸内。该气动缸61双作用地实施并且由此不 但能够以压缩空气驱动地降低盖接收装置3而且可以抬升盖接收装置。由于双作用的实 施方式，该气动缸61配设有两个气动管道62，这些气动管道将气动缸与外部的压力源63 连接。在这里要注意，对于气动缸61而言仅一个气动管道62也就足够了。因此，用于 抬升盖接收装置3的运动例如也可以通过一个组合在气动缸61中的弹簧承担。值得一提的是，气动缸61变换地可以通过负压管道7连带供给，替代通过压力 源63供给。该气动缸61还可以取代这两个直线导向元件64中的一个。在这种情况下， 该气动缸61不仅承担上升和下降工作，而且与剩下的直线导向元件64结合来承担盖接收 装置3的直线导向。作为相对运动11的气动驱动装置的变换，液压的或机械的驱动装置 也是可行的。图3示出根据本发明的实施例的制药设备8的示意性俯视图。该制药设备8在 制药生产线中作为用于容器4的输送和封闭单元工作。在该制药设备8中，根据本发明 的抓取装置1在操作单元81的机械手82上被运行。该机械手82使抓取装置1从准备位
6置86经由牵引位置85运动到搁放位置87。在此，该抓取装置1借助机械手82如在图3 中通过箭头83所标出的那样执行弧形的牵引运动。分选装置84使橡胶塞5对齐并且将 各两个橡胶塞5提供到牵引位置85上。橡胶塞5被对齐，由此使它们保持竖直并且塞凸 缘51在缩小部52上方。没有容器4和橡胶塞5的抓取装置1从搁放位置87 (与箭头83相反地)向着牵 引位置85的方向运动。在此，抓取装置1以弧形的牵引运动经过牵引位置85，以便牵 引走橡胶塞5。在牵引过程期间，抓取装置1始终保持在运动中。盖牵引单元31的凹 部35在该过程中正好位于塞凸缘51的高度上，因此橡胶塞5沿着弧形的开口 33滑入到 凹部35中。橡胶塞5借助第二抽吸开口 34上的负压保持在凹部35中。接下来，抓取 装置1向着准备位置86运动并且在那里接收两个填充了制药物质的容器4。这些容器4 不但通过两个形锁合轮廓22，23而且通过两个第一抽吸开口 21上的负压保持。在接收 容器4之后，抓取装置1马上实施相对运动11并且由此封闭容器4。在此，借助压力源 63和气动管道61致动气动缸61。通过气动缸61的压缩使盖接收装置3下降到容器接收 装置2上并且将橡胶塞5压入容器4中。一旦橡胶塞5插入到容器4中，则可以消除两 个抽吸开口 34的负压。在封闭这些容器4的同时，即在气动缸61压缩的同时，机械手 82使抓取装置1继续在搁放位置87的方向上运动。在搁放位置87上，消除第一抽吸开 口 21的负压，并且搁放下已封闭的容器4。因此，操作单元81在将容器4从准备位置 86输送到搁放位置87期间没有时间损失地封闭这些容器4。因为牵引运动和输送运动以 同样的恒定速度执行，所以容器4的加速度/延迟最小化并且阻止了容器4的内容物的溅 出ο这些容器4直接地在准备位置86上被填充制药物质。在结束填充之后，该抓取 装置1马上接收这些容器4并且立即开始封闭过程。通过这种非常快速的封闭，避免了 制药物质被污染或者与周围环境的气氛反应。作为借助牵引运动来接收橡胶塞5的变换，橡胶塞5的接收也可以是节拍式的。 也就是说，抓取装置1保持在牵引位置83上、接收橡胶塞5以及然后继续向着准备位置 86的方向运动。此外根据本发明提出，制药设备8或操作单元81在隔离器88内部运行。为此， 制药设备8、操作单元81以及抓取装置1的材料根据在隔离器88中使用的要求来选择。
权利要求
1.用于在抓取装置(1)中借助盖(5)封闭容器(4)的方法，包括以下步骤将所述盖(5)接收到所述抓取装置(1)中，将所述容器(4)接收到所述抓取装置(1)中，在所述抓取装置(1)中以所述盖(5)封闭所述容器(4)，和从所述抓取装置(1)输出封闭的所述容器(4)，其中，通过操作单元(81)使所述抓取装置(1)运动，以将所述容器(4)从第一位置 (86)输送到第二位置(87)，其中，在所述操作单元(81)使所述抓取装置(1)运动期间实施所述容器(4)的所述 封闭。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，借助牵引运动接收所述盖(5)，其中，所述 盖(5)从牵引位置(85)被牵引走，所述抓取装置(1)在所述牵引运动期间始终相对于所 述牵引位置(85)运动。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，所述牵引运动弧形地实施。
4.根据以上权利要求之一的方法，其特征在于，所述抓取装置(1)接收至少两个容器 (4)和至少两个盖(5)。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于，所述抓取装置(1)以一个牵引运动牵引多个 盖(5)。
6.根据以上权利要求之一的方法，其特征在于，所述操作单元(81)包括机械手 (82)，其中，所述机械手(82)使所述抓取装置(1)运动。
7.根据以上权利要求之一的方法，其特征在于，在所述容器(4)的所述封闭过程中使 所述盖(5)向所述容器(4)下降。
8.根据以上权利要求之一的方法，其特征在于，借助负压将所述容器(4)和/或所述 盖(5)固定在所述抓取装置(1)中。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于，所述容器(4)上的负压与所述盖(5)上的负 压无关。
10.根据以上权利要求之一的方法，其特征在于，所述盖(5)是药品塞以及在用于制 药应用的机器中实施所述方法。
全文摘要
本发明涉及一种用于在抓取装置(1)中借助盖(5)封闭容器(4)的方法，包括以下步骤将所述盖(5)接收到所述抓取装置(1)中，将所述容器(4)接收到所述抓取装置(1)中，在所述抓取装置(1)中以所述盖(5)封闭所述容器(4)，及从所述抓取装置(1)输出封闭的所述容器(4)，其中，通过操作单元(81)使所述抓取装置(1)运动，以将所述容器(4)从第一位置(86)输送到第二位置(87)，在所述操作单元(81)使所述抓取装置(1)运动期间实施所述容器(4)的所述封闭。
文档编号B67B1/04GK102015457SQ200980114193
公开日2011年4月13日 申请日期2009年4月1日 优先权日2008年4月21日
发明者K·布卢门施托克, M·西蒙 申请人:罗伯特·博世有限公司