BRPI0904631A2 - instalação de paletização combinada com acesso protegido - Google Patents
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Abstract
INSTALAçãO DE PALETIZAçãO COMBINADA COM ACESSO PROTEGIDO. A instalação é constituída por uma máquina (2) de embalagem de produtos (8) e por uma estação robotizada de paletização dispostas dentro de um mesmo recinto (1) dotado com uma porta (7) que permite o acesso à estação de paletização. Esta instalação compreende meios que limitam o campo de evolução do robó (15) dentro do recinto (1) fechado para concentrar os deslocamentos da sua cabeça (7) de preensão dentro de um espaço restrito que não invada o espaço de segurança que se define em função de uma distância mínima medida a partir da barreira imaterial situada dentro do recinto 1, na proximidade da porta (7). Estes meios de limitação do campo de evolução do robó (15) são constituídos por um came do tipo elétrico, limitando o came, sob o controle do comando de pilotagem do robó, a amplitude do movimento do robó (15) ao redor do seu eixo principal n0 1, podendo o came também reduzir sua velocidade de evolução.
Description
"INSTALAÇÃO DE PALETIZAÇÃO COMBINADA COM AUtssu wuicüiuu
A presente invenção se refere a uma instalação que compreende, de modo combi-nado, uma estação robotizada de paletização de caixas de cartão e uma máquina de empa-cotar que fabrica as caixas e efetua o seu enchimento com os produtos anteriormente acon-dicionados.
De um modo geral, as instalações robotizadas apresentam, quaisquer que elas se-jam, um caráter de perigo considerável para os operadores que devem se aproximar do robô.
Além disso, para este tipo de instalação de paletização robotizada, as operações desaída de paletes cheias e de inserção das paletes vazias são geralmente realizadas pormeio de uma transportadora do tipo automático; no entanto, uma tal instalação implica nautilização de uma superfície muito maior no solo.
Para instalações compactas, como aquela que é objeto da presente invenção, emque o paletizador robotizado é combinado diretamente com uma máquina que realiza a em-balagem dos produtos, é clássico se colocar a instalação em segurança, isto é, se interrom-per o robô, quando uma intervenção manual deve ser realizada por um operador, como aretirada de uma palete que está cheia de caixas ou como a inserção de uma palete vazia, eisso durante todo o tempo necessário para a operação; mas a parada do robô de paletiza-ção implica também na parada da máquina de embalagem à qual ele está associado.
Estas paradas da máquina de embalagem provocam perdas de produção e podemtambém perturbar a produção a montante, como a que efetua, por exemplo, a etiquetagemou o acondicionamento primário dos produtos.
A presente invenção propõe um aperfeiçoamento para este tipo de instalação com-pacta que combina uma máquina de embalagem e um paletizador; ela permite especialmen-te que se ofereça uma grande segurança para o operador encarregado de intervir no nívelda estação de paletização e, principalmente, ela permite esta intervenção do operador semtornar obrigatória a parada da função ou das funções imediatamente a montante, conser-vando uma superfície no chão reduzida.
A instalação de acordo com a presente invenção é constituída por uma máquina deembalagem de produtos e por uma estação de paletização robotizada retirando o robô ascaixas cheias com os produtos na saída da máquina de embalagem para os dispor, de a-cordo com um esquema apropriado, por meio de uma cabeça de preensão, sobre uma ban-deja contígua à saída, sendo a máquina de embalagem e a estação de paletização dispos-tas dentro de um mesmo recinto fechado que é constituído por paredes laterais, por umaparede traseira, no nível da qual penetram, principalmente, os cartões que servem para aformação das caixas e por uma parede dianteira que é munida de uma porta que ofereceacesso à estação de paletização, compreendendo a instalação meios que limitam o campode evolução do robô no interior do recinto fechado para concentrar os deslocamento da suacabeça de preensão em um espaço restrito que não invada o espaço de segurança que sedefine pelo menos em função de uma distância mínima medida a partir de um meio de de-tecção de intrusão que se situa no nível da abertura da porta de acesso à estação de paleti-zação, sendo os meios de limitação do campo de evolução do robô constituídos:
- por um carne, do tipo elétrico, que assegura que o robô não sai da zona de traba-lho autorizada e limita, principalmente, a amplitude do seu movimento ao redor do seu eixoprincipal n° 1,
- por um elemento, do tipo comutador, que leva em conta um pedido de intervençãodo operador para receber acesso à estação de paletização para retirar a palete cheia decaixas e de substituir a mesma por uma palete vazia,
- por um comando de pilotagem do robô, do gênero autômato, que gera o pedido dooperador para ativar o carne elétrico e fazer funcionar o robô dentro do espaço restrito com-preendido no interior do volume de evolução autorizado e programado no nível do comandode pilotagem.
Sempre de acordo com a presente invenção, o espaço restrito dentro do qual o ro-bô intervém comporta pelo menos uma zona tampão que é prevista como uma plataformapara permitir uma deposição provisória das caixas de produtos fabricados pela máquina deembalagem, sendo a plataforma, principalmente, acessível ao robô, durante a operação deextração da palete pronta e durante a disposição de uma nova palete a ser cheia.
De acordo com uma outra disposição da invenção, a instalação compreende, no ní-vel do comando de pilotagem do robô, meios para modificar as velocidades de evolução dorobô, e especialmente para reduzir as velocidades durante sua fase de funcionamento den-tro do espaço restrito que lhe é atribuído.
Sempre de acordo com a presente invenção, o comando de pilotagem do robô geratambém o conjunto de movimentos do robô, assegurando ao mesmo tempo em que ele nãosai da zona de trabalho que está programada, isto é, este comando de pilotagem do robôcompreende meios para definir espaços de trabalho em que o robô está autorizado a fun-cionar assim como meios para provocar a sua parada imediata e total se ela sai destes es-paços de funcionamento autorizados.
De acordo com uma outra disposição da invenção, a instalação compreende umcaptor que está associado à porta de acesso à palete, captor este que autoriza, por intermé-dio do comando de pilotagem do robô, que se proceda à atividade do robô dentro do espaçorestrito s o operador solicitar acesso à estação de paletização, ou provoca a parada imediatae total da instalação em caso de ausência de uma solicitação de acesso ou no caso em quea porta de acesso é manobrada antes do recebimento da autorização de abertura que é da-da por intermédio de um visor luminoso associado ao comutador.Sempre de acordo com a presente invenção a instalação comporta no nível da por-ta de acesso à estação de paletização, um sistema de detecção de uma intrusão do opera-dor ou outra qualquer, no espaço de segurança, sendo o sistema de detecção, do tipo debarreira imaterial disposto de modo a permitir a introdução de uma palete vazia e de modo aprovocar a parada imediata e total da instalação em caso de intrusão de qualquer pessoa nocitado espaço de segurança.
De acordo com uma outra disposição da invenção, a instalação comporta, associa-das à barreira imaterial, meios de inibição desta última, sendo estes meios constituídos porcélulas fotoelétricas para permitir a extração da palete cheia sem provocar a parada imedia-ta e total da instalação.
Sempre de acordo com a invenção, a instalação compreende meios de sinalizaçãodo fim do ciclo de preparação de uma palete com as caixas de produtos que saem da má-quina de acondicionamento, sendo estes meios em forma de dispositivo luminoso.
De acordo com uma outra disposição da invenção, a instalação compreende, noespaço restrito, um ou mais dispositivos complementares que são accessíveis por meio dorobô, como, por exemplo, uma estação de etiquetagem das caixas e/ou uma zona de recu-peração e transferência das caixas destinadas aos rejeitos, sendo a zona de recuperaçãoequipada com uma esteira transportadora para evacuar os rejeitos para o exterior da insta-lação.
Mas a invenção será ainda descrita em detalhes com recurso à descrição seguintee desenhos apensos, dados a título indicativo e nos quais:
- a Figura 1 é uma vista geral esquemática em perspectiva de uma instalação deacordo com a invenção que combina uma máquina de acondicionamento de produtos e umaestação de paletização;
- a Figura 2 é uma vista esquemática em planta da instalação de acordo com a in-venção;
- a Figura 3 é Uma vista de lado parcial da instalação mostrando a estação de pale-tização e os meios anti-intrusão em forma de barreiras imateriais.
A instalação representada nas Figuras 1 e 2 compreende, montados dentro de umrecinto 1 que está fechado, uma máquina 2 de embalagem de produtos e uma estação paraa palete 3 onde se efetua a operação de paletização automática.
O recinto 1 é fechado por paredes 4 laterais, uma parede 5 traseira e uma parede 6dianteira que comporta uma porta 7 para permitir o acesso à palete 3 que se situa na esta-ção de paletização.
A máquina 2 de acondicionamento é, por exemplo, uma máquina do tio daqueladescrita no documento FR 2907 100. Ela é alimentada com produtos 8 de modo regular pormeio de uma esteira transportadora 9, representada na Figura 2, que introduz os produtos 8pela parede 5 traseira do recinto 1. esta máquina 2 comporta também um depósito 100, re-presentado igualmente na Figura 2, que permite que se alimente com peças recortadas decartão destinadas à fabricação das caixas 11.
Os produtos 8 são posicionados dentro das caixas 11 pela máquina 2 e estas cai-xas 11 saem da máquina 2 pela esteira transportadora 12 que se estende longitudinalmenteno interior do recinto 1.
A estação de paletização pode comportar uma moldura 13, representada na Figura2, que permite que se centralizem as paletes 3 em uma zona que se situa diante da porta 7e sobre o lado da esteira transportadora 12.
Um robô 15 é disposto atrás da estação de paletização, sobre o lado da máquina 2de embalagem. Este robô 15 é montado sobre um pedestal 16 que está colocado no chãoou que é solidário com o chassi geral de toda a instalação. Este robô 15 comporta diversosbraços e ele se articula ao redor do seu eixo principal n°1 que é um eixo vertical, correspon-dendo o eixo n°1 ao primeiro eixo em relação ao pedestal 16.
Este robô 15 está equipado com uma cabeça de preensão 17 que está situado naextremidade dos seus diferentes braços, esta cabeça de preensão 17, equipada com vento-sas 18, capta as caixas 11 para dispô-las de acordo com um esquema adequado sobre apalete 3.
O volume V dentro do recinto 1, no qual o robô 15 está autorizado a evoluir, é pro-gramado em um comando 20 de pilotagem do robô 15 e este comando, do gênero autôma-to, é integrado ao recinto 1.
O conjunto da instalação funciona com este comando 20 de pilotagem do robô 15que é encarregado, com programas adequados, de fazer funcionar o robô 15, e especial-mente de permitir a operação de paletização das caixas 11 de acordo com um esquemaadaptado à caixas e à palete 3.
Este robô 15 pode também cooperar com equipamentos complementares como,por exemplo, uma esteira transportadora 22 disposta na extremidade da esteira transporta-dora 12, recuperando a esteira transportadora 22 os eventuais refugos, transferindo-os parao exterior da instalação.
O robô 15 pode também cooperar com um aparelho 23 que realiza a etiquetagemdas caixas 11 antes de as dispor sobre a palete 3.
A máquina 2 de embalagem funciona de modo contínuo; ela funciona dentro do rit-mo com que é alimentada com os produtos 8. O robô 15 assegura a paletização das caixas11 à medida que elas saem da máquina 2; sua cabeça 17 de preensão das caixas 11 circuladentro de um volume que é programado no comando 20 de pilotagem do robô 15 e estevolume V está compreendido dentro do recinto 1 para dispor as caixas 11 de acordo com oesquema de distribuição previsto para a palete 3.Quando a palete 3 está cheia, o robô 15 é programado para continuar a funcionar ea continuar pegando as caixas 11 que continuam a sair da máquina 2 de embalagem.
A instalação comporta uma zona tampão que se apresenta na forma de uma plata-forma 25 disposta, por exemplo, acima da máquina 2 de embalagem e esta zona tampãopermite que o robô 15 disponha temporariamente as caixas 11, durante um tempo em que ooperador intervém para retirar a palete 3, que está cheia, e instalar uma nova palete na es-tação de paletização.
Para permitir que o operador intervenha com toda a segurança, o robô 15 comportaos meios que permitem limitar a amplitude máxima dos seus movimento dentro do volumeV. Estes meios de limitação da amplitude, conhecidos com o nome de carne elétrico, permi-tem que se defina, a autorização e/ou a interdição dos setores de evoluções do robô 15 aoredor do seu eixo principal N°1.
O comando 20 de pilotagem do robô 15 gera, por intermédio deste carne elétrico, oconjunto de movimentos do robô 15 assegurando ao mesmo tempo que ele não saia da zo-na de trabalho que é programada, isto é, esta comando 20 de pilotagem compreende meiospara definir os espaços de trabalho nos quais o robô está autorizado a funcionar assim co-mo meios para provocar a sua parada imediata e total se ela sai destes espaços de funcio-namento autorizados.
Na Figura 2, pode-se ver que o robô 15 dispõe de um grande setor S de interven-ção que corresponde à projeção horizontal do volume V. Este grande setor S é a soma dedois setores Sr e Si: - o setor Si que corresponde a um espaço no qual a presença do robôpode ser interditada momentaneamente e - o setor Sr que corresponde a um espaçorestrito dentro do qual o robô 15 pode funcionar de acordo com um programa adaptado àsituação, como será explicado abaixo.
O espaço interditado ao robô 15 que corresponde ao setor Si, se estende ao interiordo setor S a partir da esquadria da porta 7. Este espaço interditado corresponde a um vo-lume mínimo que é definido por uma distância medida pelo menos a partir de meios, descri-tos com detalhes mais abaixo, e que permitem que se detecte uma intrusão no recinto 1;estes meios de detecção se situam além da porta 7, no interior do recinto 1 e esta distânciamínima é da ordem de 50 cm dentro da instalação, conforme ela é representada nas Figu-ras; esta distância pode variar de acordo com o tipo de robô e especialmente em função dadistância de parada do robô durante uma parada de emergência.
Durante o funcionamento normal, quando a porta 7 está fechada, o robô 15 tem to-da a latitude para funcionar no interior do espaço que corresponde ao setor S.
Quando a palete 3 está cheia, e o operador intervém para, por um lado, retirar estapaleta cheia e, por outro lado, dispor uma nova palete 3, o espaço de intervenção do robôestá limitado ao setor Sr que é o setor restrito, isto é, um setor que permite ao robô 15agarrar as caixas 11 na saída da máquina 2 e de as colocar na zona de estocagem tempo-rária, sobre a plataforma 25 que funciona como tampão.
No setor Sr, o comando 20 de pilotagem do robô 15 pode ser programado para queeste último funcione a velocidades que são inferiores às que ele utiliza no setor S1 isto é, nosetor que corresponde a seu ciclo normal de funcionamento.
O setor Si corresponde, para o robô 15, no espaço que está protegido e no qual e-xiste um perigo para o operador, principalmente durante a sua intervenção para extrair apalete que está cheia e para introduzir uma palete nova 3.
Para se efetuar esta operação de retirada da palete cheia e de introdução de umanova palete 3, o operador é inicialmente alertado. Meios, constituídos por um elemento dealerta 27, do tipo luminoso ou outro qualquer, instalado sobre o recinto 1, lhe indicam que apalete está cheia.
Para realizar esta operação de extração da palete cheia e para instalar uma novapalete 3 na moldura 13, o operador dispõe de um elemento do tipo comutador 28. Este co-mutador 28 lhe permite transmitir ao comando 20 de pilotagem do robô 15, a sua intençãode ter acesso à estação de paletização.
Neste caso, o robô 15 termina sua tarefa em curso e vai se posicionar no setor Sr.A partir deste instante, por meio do comando 20 de pilotagem, o robô 15 fica contido nestesetor Sr, isto é, no setor restrito que lhe permite, principalmente, de retirar as caixas 11 nasaída da máquina 2 e de depositá-las de modo temporário sobre a plataforma 25.
A velocidade de trabalho do robô 15, durante o ciclo normal de paletização é sufici-entemente elevada para lhe permitir recuperar posteriormente as caixas 11, entrepostas naplataforma 25 e para dispô-las sobre a palete com as demais caixas que saem da máquina2 de embalagem.
Por outro lado, a partir do momento em que o robô 15 se encontra no setor Sr, umsinal luminoso do tipo visor luminoso, associado ao comutador 28, indica ao operador quetodas as condições de segurança estão reunidas e que ele está autorizado a abrir a porta 7.
Sempre visando a segurança do operador, a instalação comporta um captor 29 quecoopera com a porta 7 para indicar, ao comando 20 de pilotagem do robô 15 que a porta seencontra na posição fechada ou na posição aberta.
Este captor 2 permite que se coloque em segurança a instalação se a porta 7 formanipulada por uma pessoa qualquer, que não tenha sido autorizada previamente, isto é,antes que o visor luminoso do comutador 28 tenha sido aceso.
Levando-se em caso o fato de que o robô 15 funciona no seu espaço Sr restritoquando a porta 7 se encontra aberta, uma barreira 30 imaterial,. representada pela Figura 2e 3, permite que se coloque a instalação em segurança, isto é, que se interrompa a mesma,se o operador ou uma outra pessoa penetrar no recinto 1 pela porta 7.Esta barreira 30 é constituída pelas rampas 31 e 32 que são verticais. Estas ram-pas comportam células fotoelétricas e são dispostas no recinto 1, a uma certa distância daporta 7, atrás da esquadria desta última. É preferível que a distância que define o espaçointerditado ao robô 15, quando a porta 7 está aberta, seja medido a partir da barreira 30 ima-terial; esta distância é, por exemplo, da ordem de 50 cm, conforme já indicado.
A Figura 3 mostra a implantação da barreira 30 imaterial, na altura da abertura dorecinto 1. As rampas 31 e 32 desta barreira 30 são dispostas a uma certa distância do níveldo chão, da ordem de 30 cm, por exemplo; a barreira 30 se situa na verdade no nível que seencontra acima do nível superior da palete 3, quando ela está vazia, naturalmente, de modoa permitir a introdução desta palete 3 dentro da moldura 13, na estação de paletização semhaver risco de se interceptar os feixes das células da barreira 30 imaterial.
Para se aumentar a segurança, esta barreira 30 pode também comportar uma pri-meira zona 33 ativa que se estende até uma altura correspondente à da palete cheia e umasegunda zona 34, ativa também, mas de modo permanente.
A zona 33 da barreira 30 imaterial pode ser colocada em situação inativa, durante otempo necessário para se extrair a palete cheia. Meios permitem que se iniba esta zona 33da barreira 30; eles são constituídos, por exemplo, por um par de células 35, 36, que se si-tuam no interior do recinto 1.
No momento da sua extração, a palete cheia intercepta os feixes das células 35 e36 de inibição antes dos da barreira 30, o que tem por efeito, por meio do comando 20 depilotagem de desativar a barreira durante a fase de extração da palete cheia.
A inibição da barreira 30 imaterial é anulada desde o momento em que a paletecheia não se encontra mais diante dos feixes das células da barreira 30.
A introdução de uma nova palete 3 na estação se paletização se efetua sem inter-ceptar os diferentes feixes, pois a palete vazia passa abaixo do nível dos diferentes feixes.
Sempre na Figura 3, pode-se observar a presença de um captor 37 que permiteque se indicar, ao comando 20 de pilotagem do robô 15, a presença ou a ausência de umapalete na estação de paletização.
Depois da extração da palete cheia e da recolocação em seu lugar de uma paletevazia, o operador fecha a porta 7 e reinicia o ciclo normal do robô 15 por uma nova interven-ção no comutador 28. Depois da validação do fechamento da porta 7 pelo captor 29, o robô15 recomeça, sob o controle do comando 20 de pilotagem, a sua atividade sobre a totalida-de do setor S, mais exatamente: a preensão das caixas 11 sobre a esteira transportadora 12na saída da máquina 2 de embalagem e/ou a preensão das caixas estocadas sobre a plata-forma 25 visando a sua paletização.
Claims (10)
1. Instalação constituída por uma máquina (2) de embalagem de produtos (8) e poruma estação robotizada de paletização, cujo robô (15) agarra as caixas (11) cheias com osprodutos na saída da máquina (2) de embalagem, para dispô-las, de acordo com um es-quema adequado, por meio de uma cabeça (18) de preensão, sobre uma palete (3) que écontígua à saída, sendo a máquina (2) de embalagem e a estação de paletização dispostasem um mesmo recinto (1) fechado que é constituído por paredes (4) laterais, por uma pare-de (5) traseira, no nível da qual penetram, principalmente, os cartões que servem para afabricação das caixas (11), e por uma parede (6) dianteira que é dotada de uma porta (7)que proporciona acesso à estação de paletização, CARACTERIZADA pelo fato de que com-preende meios que limitam o campo de evolução do robô (15) dentro do recinto (1) fechadopara concentrar os deslocamento da sua cabeça (17) de preensão dentro de um espaçorestrito que não invada o espaço de segurança que é definido em função de uma distânciamínima medida a partir de um meio de detecção de intrusão que se situa no nível da porta(7), sendo os meios de limitação do campo de evolução do robô (15) constituídos:- por um carne, do tipo elétrico, que limita a amplitude do movimento do robô (15)ao redor do seu eixo principal n°1.- de um elemento, do gênero comutador (28), que leva em conta um pedido de in-tervenção do operador para receber acesso à estação de paletização para retirar a paletecheia de caixas (11) e substituí-la por uma palete vazia,- por um comando (20) de pilotagem do robô (15) que gera o pedido do operadorpara ativar o carne elétrico e fazer o robô funcionar (15) dentro do espaço restrito compre-endido no interior do volume V de evolução autorizado e programado no nível do comando(20) de pilotagem.
2. Instalação, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de queo espaço restrito dentro do qual o robô (15) intervém comporta pelo menos uma zona tam-pão que é disposta como uma plataforma (25) para permitir uma deposição provisória dascaixas (11) fabricadas pela máquina (2) de embalagem, sendo a plataforma (25) acessívelao robô (15) durante a operação de extração da palete pronta e durante a disposição deuma nova palete a ser cheia.
3. Instalação, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de quecompreende, no nível do comando (20) de pilotagem do robô, meios para modificar as velo-cidades de evolução do robô (15), e especialmente para reduzir as velocidades durante afase de funcionamento do robô (15) dentro do espaço restrito que lhe é destinado.
4. Instalação, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de quecompreende, no nível do comando (20) de pilotagem do robô (15), meios para definir espa-ços de trabalho dentro dos quais o robô (15) está autorizado a funcionar, e meios para pro-vocar a sua parada imediata e total se ele sair destes espaços de funcionamento autorizados.
5. Instalação, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de quecompreende um captor (29) associado à porta (7) que permite o acesso à estação de paleti-zação, autorizando o captor (29) por meio do comando (20) de pilotagem do robô (15) quese proceda à atividade deste último dentro do seu espaço restrito, se o operador tiver pedidoacesso à estação de paletização ou provocando a parada imediata e total da instalação emcaso de ausência de um pedido de acesso ou no caso em que a porta (7) estiver aberta an-tes do recebimento da autorização que é dada por meio de um visor luminoso associado aocomutador (28).
6. Instalação, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de quecomporta, no nível da porta (7) de acesso à estação de paletização, um sistema de detec-ção de uma intrusão do operador ou de um outro, no espaço de segurança, sendo o sistemade detecção, do tipo barreira (30) imaterial disposto de modo a permitir a introdução de umapalete vazia e de modo a provocar a parada imediata e total da instalação em caso de intru-são do operador ou de uma outra pessoa.
7. Instalação, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADA pelo fato de quecomporta, associados à barreira (30) imaterial, meios de inibição desta última, sendo osmeios constituídos por células (35, 36) fotoelétricas para permitir a extração da palete cheiasem provocar a parada de emergência da instalação.
8. Instalação, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de quecompreende meios de sinalização do fim do ciclo de preparação de uma palete com as cai-xas (11) de produtos que saem da máquina (2) de acondicionamento, sendo os meios emforma de alerta (27) luminoso.
9. Instalação, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de quecompreende, dentro do espaço restrito, um dispositivo complementar acessível ao robô (15)do tipo estação (23) de etiquetagem das caixas.
10. Instalação, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato deque compreende, dentro do espaço restrito, um dispositivo complementar acessível ao robô(15) do tipo esteira transportadora (22) para conduzir os refugos para fora da instalação.
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