具有一个分配输送装置和多个卫星处理单元的中空主体操纵设备的制作方法

本发明涉及操纵中空主体，更准确地说，在由预型件生产容器的生产线上操纵塑性材料制的预型件和容器。下文中，术语“中空主体”不加区分地指的是预型件或容器，或者甚至成型过程中的中间容器。

背景技术：

这种生产线具有多个处理单元，每个处理单元用于对预型件或容器进行的一种(或多种)给定的处理。

因此，通常，一条生产线具有多个连续的处理单元：

-一个预型件热调节单元，其用于使预型件加热到高于材料玻璃转化温度的温度(在聚对苯二甲酸乙酯pet的情况下，其玻璃转化温度约为80℃，预型件的加热温度一般约为120℃)；

-一个成型单元，其用于通过对热的预型件进行吹制或者拉伸吹制来成型容器；

-可选地，一个清洗单元，其清洗如此成型的容器；

-一个灌装单元，其用制品(例如饮料)灌装成型的容器(可选地，经过清洗的容器)；

-一个封装单元，其用于封装已灌装的容器；

-一个贴标签单元，其为封装的容器贴标签。

在热调节单元中，预型件一般沿一线性路径进行输送，固接于称为转盘的转动支承件。

在其他处理单元中，预型件(然后是容器)一般沿圆形路径进行输送，每个处理单元具有一个循环输送装置，在该循环输送装置的周边安装有预型件(或容器)的抓取装置。

处理单元串联地安装，转送装置间置在处理单元之间，用于将预型件或容器从一个处理单元转送到另一个处理单元。每个转送装置通常呈一个轮的形式，在其周边装配有夹持件，其在一个给定的处理单元的出口抓住预型件(或容器)，在一段圆弧形行程之后，将预型件(或容器)输送到下一个处理单元。

这种结构不是没有缺陷。

第一，在一些转送轮中，中空主体之间的空间(称为间距)是固定的。如果一个上游传动处理单元的间距或者转速改变，那么，只有转送轮的转速变化可适配处理单元的新间距(或者新转速)。但是，在这种情况下，必须也要适配位于转送轮下游的处理单元的间距，从而在生产线的也位于下游的整个部分上连续适配。换句话说，仅一个处理单元的进度变化，会影响到整个生产线。为了解决这个困难，提出在生产线上安装暂时储存中空主体的缓冲储备区。这种缓冲储备也可用于在对处理单元之一进行短时间局部干预的情况下，避免整个生产线停止运转，但是，这种缓冲储备存在体积问题。

为了解决该首要困难，已提出间距改变式转送轮。在这种转送轮中，其通常间置在热调节单元(在其出口两个相邻预型件的间距例如约为40毫米)与容器成型单元(在其入口两个相邻预型件的间距例如约为500毫米)之间，夹持件安装在铰接臂上，在热调节单元的出口与成型单元的入口之间，铰接臂由一个凸轮或者任何其他等效装置成角度地彼此分开。但是，间距改变式轮相当复杂且易损，必须常常使整个生产线停止运转，进行维护保养操作。

第二，转送轮的结构在空间占据方面相当受限，尤其是在需要在现有生产线上加上一个新的处理单元时，必须重新检查。

第三，处理单元必须彼此充分离开，以围绕每个处理单元设置一个循环区域，以便进行维护保养操作。因此，为了填满其间的空间，倾向于头尾相连地增加转送轮，这存在以下问题：

-增大转送操作的复杂性；

-增加中空主体的操纵次数，从而增大中空主体损坏的危险；

-增加中空主体在不同转送装置之间的转送次数，在例如由于一个处理单元发生严重故障而紧急停机的情况下，可能出现废品。

有人提出在一些区域用装配有单独转送元件的转送装置取代轮子，转送元件在一个磁道上彼此独立地移动，参见欧洲专利申请ep2889238(sidels.p.a.)。该文献甚至提出一种如图6所示的解决方案，其在转送元件在其上移动的导道内具有不同的处理单元。

如果任何一个处理单元的间距或者一般说来进度的变化确实不影响生产线的总体运行(除非配置缓冲贮存区域，其可通过转送元件之间的间距的简单局部变化生成)，那么，所有问题都得不到解决。一方面，任何影响处理单元之一或者转送装置的故障会停止生产线；另一方面，加上一个新的处理单元需要重新检查整个生产线的结构。

发明目的

因此，本发明的一个目的是解决前述问题，特别是提出一种标准化生产线结构，其可去除、替代或者加上一个处理单元，保持生产线的总体结构。

为此，首先提出一种用于操纵塑性材料制的中空主体的操纵设备，其具有：

-多个用于处理中空主体的处理单元，每个处理单元都对中空主体限定一个处理回路，该处理回路在一个输入点和一个输出点之间延伸；

-一个将中空主体分配于处理单元的分配输送装置，该分配输送装置具有一个闭路的导道和多个单独抓取中空主体的抓取装置，抓取装置在该导道上循环(circuler)；

其中：

-处理单元布置在分配输送装置的周边(优选地，布置在外部)，

-输送装置相对于每个处理单元限定一个装载点一个卸载点，在装载点，每个中空主体从一个抓取装置被提取，以被转送到处理单元进行处理；在卸载点，每个已处理的中空主体从处理单元被转送到一个抓取装置。

这样，处理单元围绕分配输送装置呈卫星形式布置。可根据设备内必须进行的操作(通常是当设备是一容器生产线时对预型件或者容器进行的操作)，移动、除去或者加上处理单元，而设备的总体结构不改变。

单独或者组合地，该设备可具有其他附加特征。

如此：

-卸载点和装载点可分别与输入点和输出点分开，因此，操纵设备可具有间置在分配输送装置与每个处理单元之间的以下部件：

·一个输入转送轮，其在装载点从分配输送装置提取中空主体并在输入点将中空主体输送到处理单元，以及

·一个输出转送轮，其在输出点从处理单元提取已处理的中空主体并在卸载点将已处理的中空主体输送到分配输送装置；

-装载点和卸载点可分别与处理单元的输入点和输出点重合；

-分配输送装置可具有交替的承载中空主体的抓取装置和空载的抓取装置；

-任何在一个处理单元的上游承载一个中空主体的承载的抓取装置可在处理单元的下游是空载的，因此，任何在处理单元的上游空载的抓取装置在处理单元的下游承载一个已处理的中空主体；

-在导道上，卸载点可位于装载点的上游；

-分配输送装置的导道可以是磁性的；

-因此，分配输送装置可具有控制单元，该控制单元配置成控制每个单独的抓取装置沿导道的独立移动；

-操纵设备的处理单元之一是一个旁路的处理单元，操纵设备具有旁路部件，该旁路部件设计成到达与一个旁路的处理单元相应的装载点的一个中空主体，经过由分配输送装置的在所述旁路的处理单元的装载点与卸载点之间延伸的一个段部构成的一个旁路，直接到与所述旁路的处理单元相应的卸载点；

-操纵设备的处理单元之一是一个旁路的处理单元，操纵设备具有旁路部件，该旁路部件设计成到达与一个旁路的处理单元相应的装载点的一个中空主体，经过由分配输送装置的在所述旁路的处理单元的装载点与卸载点之间延伸的段部构成的一个旁路，直接到与所述旁路的处理单元相应的卸载点，旁路部件的构成是，控制单元用于使单独的抓取装置的移动不同步，以防止在中空主体到装载点时向所述旁路的处理单元转送；

-导道可具有大致平行的一个外侧面(brin)和一个内侧面，因此，抓取装置通过连杆彼此连接，连杆由一个固定于外侧面的外端以及由一个固定于内侧面的内端相互连接；

-内侧面与外侧面之间的距离可在分配输送装置的至少一个包括装载点和卸载点在内的装载/卸载部分中局部缩短，以在该装载/卸载部分提高抓取装置的移动速度。

其次，提出一种用于操纵塑性材料制的中空主体的操纵方法，其包括：

-多个用于处理中空主体的处理工序，每一处理工序都使用一个处理单元，处理单元对于中空主体限定一个处理回路，该处理回路在处理单元的一个输入点和一个输出点之间延伸；

-一个将中空主体分配于处理单元的分配工序，该分配工序使用一个输送装置，该输送装置配有一闭路的导道和多个单独抓取中空主体的抓取装置，抓取装置在该导道上循环；

-一个装载工序，其在沿输送装置相对于相应的处理单元限定的一个装载点装载中空主体，在该装载点每个中空主体从一个抓取装置被提取，以被转送到处理单元并在处理单元进行处理；以及

-一个卸载工序，其在一个卸载点卸载中空主体，在该卸载点每个已处理的中空主体从处理单元转送到一个抓取装置。

单独或者组合地，该操纵方法可具有其他附加特征。

如此：

-一个绕开工序，其中，一个中空主体到达与一个处理单元相应的装载点，然后，该中空主体经过一个不使用所述处理单元的旁路，直接到与所述处理单元相应的卸载点。

附图说明

通过阅读下面参照附图对一实施方式进行的说明，本发明的其他目的和优点将显示出来，在附图中：

图1是根据第一实施方式的完整的中空主体操纵设备的示意图；

图2是图1所示操纵设备的细部透视图；

图3是根据第二实施方式的中空主体操纵设备的局部示意图；

图4是根据第二实施方式的一个实施变型的中空主体操纵设备的局部示意图。

具体实施方式

图1示出用于操纵塑性材料制的中空主体2、3的操纵设备1。其尤其可以是由塑性材料通常是聚对苯二甲酸乙酯(pet)制的预型件3来生产容器2的生产线。在这种情况下，“中空主体”无区别地指的是预型件3或者由预型件形成的容器2。图1上，预型件3用小直径的圆圈示出，容器2由大直径的圆圈示出。图1上绘出的中空主体2、3的尺寸和密度仅为示例性的，既不考虑设备1的比例，也不考虑设1的生产能力。

首先，设备1具有多个用于处理中空主体2、3的处理单元4，每个处理单元对于中空主体限定一处理回路5，处理回路在一个输入点e和一个输出点s之间延伸，在输入点，中空主体2、3进入到处理单元4中，在输出点，中空主体2、3从处理单元4排出。

由预型件3生产容器2的标准生产线具有一系列处理单元4，该处理单元串联地安装并且每个都用于对预型件3或者容器2实施一种特定功能，即：

-预型件3的热调节单元4a(也称为加热炉)，其配置成将预型件3带到高于材料的玻璃转化温度(在pet的情况下，其玻璃转化温度约为80℃，预型件的加热温度通常约为120℃)的温度；该热调节单元4a通常具有一系列红外辐射光源(通常是卤素灯)，或者一系列在微波范围内发光的光源，预型件3在所述光源前面前送(在一未示出的替换实施方式中，单独的加热工位装载在一个循环输送装置的周边，以进行预型件的单独加热)；

-通过吹制或者拉伸吹制成型容器2的成型单元4b(也称为吹制机)，其具有一个循环输送装置6和多个安装在该循环输送装置上的处理工位7，例如具有容器2的型腔的模具；

-清洗单元4c(也称为清洗器)，其也具有一个循环输送装置和多个安装在该循环输送装置上的将清洗液注入容器2中的注入管；

-灌装单元4d(也称为装瓶机)，其具有一个循环输送装置和多个安装在该循环输送装置上的将制品(尤其是食品，通常是饮料)分配到容器2中的分配阀；

-封口单元4e(也称为封口机)，其具有一个循环输送装置和安装在该循环输送装置上的施盖器，以密封地封闭预先灌装的容器2；

-贴标签单元4f(也称为贴标签机)，其具有一个循环输送装置和多个安装在该循环输送装置上的贴标签工位，贴标签工位配置成在每个已灌装并封口的容器2上贴上具有信息价值(valeurinformative)的标签；

-冷却单元4g，其在成型单元4b的下游冷却容器2的底部；

-干燥单元4h，其在封口单元4e的下游干燥容器2。

这些处理单元4是作为非限制性的示例给出的。其中一些是可选的，例如清洗单元4c、冷却单元4g或者干燥单元4h。其他的可进行组合，例如灌装单元4d和封口单元4e，可组合成配有分配阀和施盖器的单个灌装与封口单元。

一些处理单元4(尤其是吹制机4b、清洗单元4c、装瓶机4d、封口机4e和贴标签机4f)，可具有多个处理工位7(在吹制机4b的情况下是模具7)，这多个处理工位配置成每个单独处理一个中空主体2、3。

在所示的实施例中，可见处理回路5的配置模式(profil)可以从一个处理单元4变化到另一个处理单元。因此，热调节单元4a的处理回路5具有一个或多个线直部分5a或者一个或多个圆弧部分5b。

在所示的实施例中，其他处理单元4(吹制机4b、清洗单元4c、装瓶机4d、封口机4e、贴标签机4f)每个都限定一圆形处理回路5(或者至少呈圆弧形)。

其次，设备1具有将中空主体2、3分配于处理单元4的分配输送装置8，该输送装置具有一个闭路的导道9和多个单独抓取中空主体2、3的抓取装置10，这多个抓取装置在导道9上循环。

导道9可具有线直部分9a和/或曲线部分9b，如图1所示的实施例中那样，其中，导道9具有椭圆形形状(非限制性的)。

如在图1清楚可见，处理单元4布置在输送装置8的周边，即沿输送装置的外廓(pourtour)布置。

根据附图所示的第一种实施方式，处理单元4布置在输送装置8的外部，即由导道9限定的闭路所界定的空间的外部，使得处理单元4形成围绕输送装置8的卫星装置(satellites)。处理单元4围绕输送装置8的布置可视设备1布置处的制约条件而定。在所示的实施例中，处理单元4均匀分布，但是，一些处理单元4例如装瓶机4d和封口机4e可集中布置，以限制制品在容器2灌装后溅出的危险。

根据未示出的第二实施方式，处理单元4可布置在输送装置8的内部，即由导道9限定的闭路所界定的空间的内部，其优点是限制设备占地体积。

输送装置8确保中空主体2、3(在吹制机上游是预型件3，然后，在吹制机下游是容器2)的分配，即对于每个处理单元4来说，先是供给未处理的中空主体2、3，然后是排出已处理的中空主体2、3，使已处理的中空主体2、3从一个处理单元4转送(transfert)到下一个处理单元。

为此，输送装置8相对于每个处理单元4限定：

-一个装载点c(处理单元4的)，每个中空主体2、3在此由输送装置8提取，以转送到处理单元4并在该处理单元进行处理，以及

-一个卸载点d(处理单元4的)，每个中空主体2、3在此从处理单元4转送到输送装置8。

根据图1和2所示的第一实施方式，中空主体2、3不直接从输送装置8转送到每个处理单元4，反之亦然。实际上，在该第一实施方式中，装载点c不同于输入点e，卸载点d不同于输出点s，设备1具有转送轮11、12，转送轮间置在输送装置8与每个处理单元4之间，中空主体2、3通过转送轮传送。

另外，装载点c不同于卸载点d，输入点e不同于输出点s。

更准确地说，在该第一实施方式中，对于每个处理单元4来说，设备具有：

-一个输入转送轮11，其在装载点c从分配输送装置8提取中空主体2、3并将中空主体在输入点e输送到处理单元4，以及

-一个输出转送轮12，其在输出点s从处理单元4提取已处理的中空主体2、3并将中空主体在卸载点d输送到输送装置8。

图2上更详细地示出该实施方式，其示出导道9的一个直线部分9a、一个处理单元4这里是一个吹制机4b、以及间置在输送装置8与吹制机4b之间的转送轮11、12。

如在图2可见，每个抓取装置10具有一个滑架13和一个安装在滑架13上的夹持件14，用于确保抓取一个预型件3(在吹制机4b的上游，即装载点c的上游)或者一个容器2(在吹制机4b的下游，即卸载点d的下游)。

在图2所示的实施例中，导道9是磁性的。其通常集装有一台由一系列电磁铁组成的长定子线性同步电动机，每个滑架13包括一个通常由相对于电动机定位的一个或多个永久磁铁形成的转子。输送装置8有利地具有一个控制单元15，该控制单元配置成控制每个电磁铁的供电，更准确地说，配置成改变每个电磁铁中的电压和电流频率。这样，控制单元15可控制每个滑架13的独立移动，尤其是可控制每个滑架13独立于其他滑架的速度。换句话说，控制单元15可使每个滑架13在导道9的任何部位加速、制动或者保持速度不变。

在装载点c和卸载点d，输送装置8有利地装配有一个凸轮，该凸轮作用于一个由每个抓取装置10的夹持件14承载的导轮(例如一个滚珠轴承)上，以便打开夹持件，从而释放一个中空主体2、3，或者闭合夹持件，从而抓取一个中空主体2、3。

如图2所示，每个转送轮11、12具有一个安装成围绕一轴线转动的圆形板16，以及多个在板的周边安装在板16上的夹持件17。对于输入转送轮11来说，凸轮(不可见)相继确保每个夹持件14在装载点c和输入点e的打开和闭合。同样，对于输出转送轮12来说，凸轮(不可见)相继确保每个夹持件14在输出点s和卸载点d的开启和闭合。

这样，中空主体2、3相继：

-由输送装置8带到装载点c，

-在该装载点c转送到输入转送轮11上，

-由输入转送轮移动到输入点e，

-在该输入点e转送到处理单元4，

-沿处理回路5移动，进行处理，直至输出点s，

-在该输出点s转送到输出转送轮12上，

-由该输出转送轮移动到卸载点d，

-在该卸载点d转送到输送装置8上，以及

-由该输送装置移动到下一个处理单元4，或者移动到一个排出装置18，在图1上，排出装置是一个(或多个)与导道9相切的转送轮。

应当指出，在排出装置18处(或者下游)，容器可被装箱。为此，转辙器可用于有条理地布置容器。

简而言之，当处理单元4在生产时，输送装置8的滑架13的移动与每个转送轮11、12同步，以便在装载点c将中空主体装载到处理单元上，在卸载点d卸载处理单元上的中空主体。

在实施变型中，至少一个处理单元4可以不工作，但是，并不停止设备的生产。为此，尽管处理单元4停止工作，但是，转送轮11、12继续运行。输送装置8的滑架13的移动与每个转送轮11、12的转动不同步，以便通过一旁路绕开装载点c和卸载点d。

为了进入该旁路，输送中空主体2、3的滑架13在固定在转送轮11、12上的两个相邻夹持件之间的空间中经过。

转送轮11、12的不同步实施起来比较简单。实际上，为使转送轮11、12与滑架13不同步，滑架的速度相对于转送轮与滑架之间的标称同步速度增大或减小。

旁路相当于输送装置8的位于装载点c与卸载点d之间的段部，输送中空主体2、3的滑架13在该部分上循环。

该旁路的优点之一是可批量安装一定量的处理单元，可根据生产线的需要使用这些处理单元。换句话说，该旁路尤其可串联安装一定量的处理单元。例如，在处理单元是贴标签机的情况下，容器可根据在容器上贴的标签，或者通过划分到达不同的贴标签机上的容器数量，进行分布，提高设备的生产进度。显然，该特殊情况可以推广到构成生产线的其他处理单元，灌装机，封口机等等。

根据图3所示的第二实施方式，中空主体2、3直接从输送装置8转送到每个处理单元4，反之亦然。在这种情况下，装载点c与输入点e重合，卸载点d与输出点s重合。

如图3所示，在处理单元4附近，导道9具有装载/卸载部分9c，该装载/卸载部分局部循随处理单元。处理单元4本身装配有一系列单独的处理工位7，术语“单独的”指的是中空主体单独处理或者成对处理。

在所示的实施例中，由处理单元4限定的处理回路5是圆形的，装载/卸载部分9c是弯曲的，以便与处理单元4共径向，从而便于从输送装置8向处理单元4输送中空主体2、3，反之亦然。

在这种构型中，卸载点d位于装载点c的上游，一个已处理的中空主体2、3(例如一个容器2)应该从每个单独的处理工位7(例如成型单元4b上的一个模具7)卸载，该处理工位再装载一个新的待处理的中空主体2、3(例如一个预型件3)。

为了装载和卸载中空主体2、3，输送装置8有利地具有交替的装载的抓取装置10(即中空主体2、3的承载装置)和空载的抓取装置10。换句话说，抓取装置10成对，每对抓取装置具有一个装载的抓取装置10和一个空载的抓取装置10。按照惯例，在处理单元4的上游，标记为10a的奇数的抓取装置称为处理单元4上游(即装载点c或输入点e上游)的装载的抓取装置10，标记为10b的偶数的抓取装置称为空载的抓取装置10。

如图所示，在装载/卸载部分9c，抓取装置10加速移动，以便：

-首先，在卸载点d(即输出点s)，偶数的抓取装置10b位于一个装载的处理工位7处，以便允许一个处理的中空主体2、3从处理单元4转送到偶数的抓取装置10b；

-接着，在装载点c(即输入点e)，奇数的抓取装置10a位于如此空载的处理工位7处，以在该空载的处理工位装载一个新的待处理的中空主体2、3。

如图所示，在处理单元4的下游，奇数的抓取装置10a是空载的，而偶数的抓取装置10b是装载的。

为避免容器2的路径与处理工位7的路径之间互相干扰，例如可通过安装在每个抓取装置10上的一对铰接臂设置路径局部偏向装置(déviationslocalesdetrajectoire)，该对铰接臂中一个确保使一个中空主体2、3向处理单元4转送，另一个确保在处理单元的出口接纳和抓住一个处理的中空主体2、3。

不管怎样，对于下一个处理单元4，该周期可重复。

在该第二实施方式中，导道9可以是磁性的，如前所述。在这种情况下，滑架13在装载/卸载部分9c的速度变化由控制单元15进行操控。

根据图3所示的一实施方式，输送装置8具有至少一旁路19，该旁路由一个位于装载点c的上游的第一转辙器20和一个位于卸载点d的下游的第二转辙器21连接于导道9，即分别位于处理单元4的上游和下游的第一转辙器和第二转辙器，以便当轨道至少暂时不工作时，允许从轨道绕开。

因此，通常，当在某些制品(例如灌装有无汽水的容器2)的生产中不需要清洗单元时，可使抓取装置10在清洗单元4c的一旁路19上循环，而通常在生产灌装有敏感饮料例如果汁或者牛奶的容器2时，在相同生产线上需要使用清洗单元4c的制品生产过程中旁路19不工作。

图4示出第二实施方式的一个实施变型，其中，抓取装置10的驱动(特别是在一些区域，移动速度的变化)，由非磁性的机械件实施。

该图示意性地示出一个装载/卸载部分9c，其位于由虚线的圆弧示意性所示的一个处理单元4处。

如图所示，导道9具有大致彼此平行的一个外侧面22和一个内侧面23。这里，术语“平行”并不意味着侧面22、23在纯数学意义上是直线的和平行的，而是可具有弯曲部分的侧面22、23绝不会交。

因此，抓取装置10通过连杆24彼此连接，每个连杆都由外端25固定于外侧面22，由内端26固定于内侧面23。

在处理单元4之间的循环区域，侧面22、23平行，分开一距离e1。在这些循环区域，抓取装置以速度v1移动。

在一个或者多个装载/卸载部分9c中，外侧面22与内侧面23之间的距离e2局部缩短(e2<e1)。这可提高抓取装置10的移动速度(标记为v2，v2>v1)，以确保在卸载点d(即输出点s)，一个偶数的抓取装置10b与一个装载的处理工位7保持一致，在装载点c(即输入点e)，一个奇数的抓取装置10a在卸载点d与一个预先卸载的处理工位7处保持一致。

如图所示，处理单元4围绕分配输送装置8呈卫星状布置，这样可随意配置设备1，尤其是根据生产线的需要，移动、卸除或者加入处理单元4。这种移动、卸除和加入可不改变设备的结构而实施，因而可实现设备的尺寸标准化。

尤其是可使生产线适合于建有该生产线的工作环境(车间、仓储建筑)。使用一旁路，可使一个处理单元4不工作，但是，不使整个生产线停产，这有利于生产的连续性。因此，易于使清洗单元不工作(例如为了更换制品)，而对生产线没有大妨碍。

输送装置8中抓取装置10的个性化本身具有附加的优点：

-每个抓取装置10可保持在输送装置中，或者从输送装置中取出以便清洗、修理或者更换；

-循环的抓取装置10的数量可适于设备1的装载：可从输送装置8除去一组抓取装置10，或者相反，增加一组抓取装置；

-为此，储备抓取装置10的一个储存箱(magasin)可安装于输送装置8的边缘(例如周边)；

-抓取装置10的增加或者去除，可根据生产进度自动进行；

-抓取装置10的移动速度可适配处理单元4的相应速度；

-因此，输送装置8可借助于抓取装置10的移动速度的变化性，吸收一个或者多个处理单元4的可能存在的局部变化(可选地是暂时变化)。