CN116457278A - 用于处理和加工一级包装容器的系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于处理一级容器包装的系统，该系统包括：‑主输送单元(102)，其构造为输送安装在单独运动受控的移动件(106)上的多个抓取单元(108)，每个抓取单元(108)适于输送个体一级容器；以及‑相邻输送单元(104)，其构造为输送安装在单独运动受控的移动件(112)上的多个工具(114)，这些工具构造为向主输送单元提供一个或多个一级容器材料部件和/或对在主输送单元处存在的一级容器执行包装过程操作。

Description

用于处理和加工一级包装容器的系统

技术领域

本发明总体上涉及用于处理和加工包装的输送单元和系统。更具体地，本发明涉及用于对一级包装容器进行处理和执行一个或多个过程的输送单元和系统，以及涉及一种采用这些单元和系统的机器。

背景技术

针对搬运、处理、装载/卸载和加工功能(例如，对一级包装容器进行灌装、冲洗、加盖、装饰、处理、测量和/或检查)，已经为工业及在工业中设计了许多加工方法、机器和系统。这类加工系统通常包括一个或多个配备有搬运包装容器的传统装置的输送单元，从而将一级包装容器从一个地方移动到另一个地方、从一台机器移动到另一台机器或者从一台输送机移动到另一台输送机。

在传统的加工系统中，这些输送单元的典型结构包括采用定时涡卷、星形轮和导向件，用于将一级容器搬运到一级包装操作中和一级包装操作之间。在不同的包装机(比如容器清洁或冲洗设备、液体灌装和加盖机以及贴标签和检查机)中，实现了通过涡卷、星形轮和导向件搬运一级容器的各种执行。加工系统中的星形轮和导向件结构通常体积庞大，并且具有复杂的驱动(动力传输)布置。因此，由于其庞大的体积和复杂的结构，尤其对于大容量系统，星形轮和导向件结构可能使工作人员很难够到加工机器的各种零件或部件，会占用更多的空间，并且使得零件不易取出或更换。此外，生产线压力队列、输入和由涡卷(蜗杆)和星形轮和导向件进行的搬运常常会导致严重的冲撞事件、震动以及容器间和/或容器与容器搬运零件间接触的轻重负荷，这限制了减小壁厚以降低容器重量的尝试。

具有加工单元的许多其他加工系统通常实现为执行如搬运、处理、装载/卸载和其他功能(例如，对一级包装容器进行灌装、冲洗和加盖)的加工功能。但是，几乎所有现有的用于包装容器的加工系统都缺少一个或多个特征。例如，由于体积庞大或结构复杂，系统缺少更换加工机器的零件或部件的能力，因此这种转换需要时间，导致生产时间损失并影响了生产率。此外，现有的加工系统不能根据被处理的一级包装容器的类型进行调整。

当前的技术或解决方案也无法为个体一级包装容器的加工提供工具。此外，当前的系统未提供用于从一级包装容器的任一侧或所有侧对一级包装容器执行功能诸如包装操作、处理/加工功能的解决方案。

因此，本发明的第一个目的是提供运动受控的包装和处理操作，这些操作在可移动单元上实施，这些可移动单元能够在单独运动受控输送的同时转送到一级容器。

本发明的一个目的是，提供用于处理个体一级容器的包装和处理机。单独处理的结果还在于：可以减少在转送和/或加工过程中容器间的接触；避免了涡卷(蜗杆)、星形轮以及导向件的使用(尽管不能消除)，因此显著减少或消除了与冲击事件、压力冲击、较大的力和剪切(表面摩擦)相关的容器破损。

本发明的另一个目的是在组装时以及在输送的同时向个体一级容器提供一级包装材料部件。

本发明的一个目的是实现“同步”且运动受控的包装操作，当在间距优化(可变间距和速度)的输送过程中通过包装系统输送个体一级容器时，这些包装操作围绕个体一级容器的底部、侧面、拐角和顶部进行，同时另外包括考虑在沿着主要的定速主输送系统输送的单独受控包装输送移动件(小车)或瓦片内集成工装。

本发明的另一个目的是实现可编程的动态包装过程，这些过程涵盖了非常广泛的包装类型、尺寸和形状以及过程、部件和组装顺序。

本发明的另一个目的是在输送过程中最大程度实现同步、高度灵活、大范围的可定制包装操作。

本发明的另一个目的是提供一种方案驱动的和/或动态的包装系统，该包装系统可以根据待包装或操作的产品类型来实现一个或多个包装部件以及包装和/或处理操作。

本发明的另一个目的是提供一种紧凑、适应性强、与数字化解决方案相结合且不需要包装专用替换零件或部件的整体包装机。

本发明的另一个目的包括在整体包装机中对工装适应性和可优化且软件驱动的灵活性的有力支持。

本发明的另一个目的是在间距优化且运动受控的输送中，通过同步且自适应的包装过程来最大程度实现各种类型、形状和样式的产品和包装的高效组装以及组装顺序的灵活性。

本发明的另一个目的包括在输送过程中实现自适应包装和处理过程，其中在沿着一个或多个传统的和/或单独运动受控的主包装输送系统的一条或多条路线的一个或多个可变的多模块动态顺序生产过程中安排可优化的包装加工，一级产品沿着该路线装载/卸载或与个体一级包装相对，并且通过该路线组装个体一级包装。这进一步在很大程度上消除了包装设计、样式和操作方面的限制，同时又反过来实现了操作范围、生产能力、性能以及生产率效益。

本发明的另一个目的包括包装机的模块化和可编程执行。该包装机具有较宽的尺寸调节范围(直线驱动器的位置、高度和宽度)和包装系列工装能力，并且操作顺序灵活，并且这些工装可具有灵活性。

本发明的另一个目的是提供一种非常规且非传统的机器，该机器没有传统的、市售的解决方案所提供的包装或处理设计选项和样式的限制。

发明内容

在本发明的一个方面，一种用于处理一级容器包装的系统适于将安装在主输送单元处的单独运动受控的移动件上的多个容器保持装置输送到相邻输送单元，该相邻输送单元正在输送安装在单独运动受控的移动件上的多个工具，其中每个容器保持装置适于输送个体一级容器，并且所述工具适于向主输送单元提供一个或多个一级容器材料部件和/或对主输送单元处存在的一级容器执行包装过程操作。

本公开提供了一种用于处理一级容器包装的系统，包括：主输送单元，其构造为输送安装在单独运动受控的移动件上的多个容器保持装置，每个容器保持装置适于输送个体一级容器；以及相邻输送单元，其构造为输送安装在单独运动受控的移动件上的多个工具，所述工具构造为向主输送单元提供一个或多个一级容器材料部件和/或对在所述主输送单元处存在的一级容器执行包装过程操作。

在本发明的一个方面，当正在输送一级容器时，工具向主输送单元提供一个或多个一级容器材料部件和/或对主输送单元处存在的一级容器执行包装过程操作。

在本发明的一个方面，主输送单元和/或相邻输送单元是闭环输送单元。

在本发明的一个方面，相邻输送单元可以相对于主输送单元进行三维运动。具体而言，相邻输送单元可以沿着和/或围绕其X轴、Y轴和Z轴进行三维运动，即可选地能够围绕X轴、Y轴和Z轴中的一个或多个轴进行倾斜、翻转或旋转(通常称为俯仰、横摆和翻滚)及其旋转和平移的所有组合。

在本发明的一个方面，容器保持装置和/或工具可以是被无线控制的和/或无线供电的和/或位置感测的。

本发明的一个方面提供了一种如上所述的系统，并且进一步包括控制系统，该控制系统能够使得工具的步速和间距与主输送单元上的容器保持装置的步速和间距同步。

在本发明的一个方面，控制系统能够控制相邻输送单元相对于一级容器的三维运动。

在本发明的一个方面，如上所述的系统具有多个相邻输送单元，并且控制系统进一步能够控制相邻输送单元的三维运动，以同时向组装中的一级容器提供一个或多个一级容器材料部件和/或同时向组装中的包装提供包装过程操作，例如，贴标签和检查。

本发明的另一个方面提供了一种相邻输送单元的移动件，该移动件仅支撑一个工具或支撑多个工具，这些工具根据所需的操作可选地以不同的方式适用于执行不同的操作，或者一个工具可以由几个移动件支撑，例如，由于移动件相对于彼此进行单独运动且支撑一个工具，可以使得该工具发生运动，例如，铰接式运动、旋转、平移、升高、降低或缩回。

本发明的一个方面提供了一种如上所述的系统，其中工具适于在输送的同时使一级容器进行平移、定位、偏移、倾斜、旋转、定向、自旋、振动、摇动或摆动或者其任意组合。

例如，上述铰接式运动可以用于在输送过程中对一级容器进行容器方向感测、定向、贴标签、编码、印刷、检查、称重、表面处理、加热、冷却、冲洗、清洁、灌装、加盖、振动、照明或测量或者其任意组合。

根据本发明的又一个方面，主输送单元是闭环轨道，并且容器保持装置包括容器抓取单元，例如抓取器、一个或多个夹具、用于抓取/夹紧容器主体、颈部、瓶盖、盖子、软木塞、顶部或边缘的任何类型的装置、气动或电动郁金香形件或底部托盘。

在一个实施方式中，主输送单元包括平行的顶部和底部闭环轨道，并且一级容器被夹紧在相应的顶部和底部闭环轨道上的容器保持装置之间。

在一个实施方式中，主输送单元的单独运动受控的移动件安装在导轨或轨道上并在导轨或轨道上移动(即，直线电机或任何其他类型的基于导轨或基于轨道的推进系统)。可替代地，主输送单元是磁性驱动表面，并且其单独运动受控的移动件是悬浮瓦片。

在一个实施方式中，相邻输送单元中的至少一个相邻输送单元包括磁性驱动表面，并且其单独运动受控的移动件(即，工具移动件)是悬浮瓦片。

在根据本发明的另一个实施方式中，主输送单元和一个或多个相邻输送单元都包括磁性驱动表面，其中单独运动受控的移动件(即，包装移动件)是悬浮瓦片。

根据本发明的一个方面，容器保持装置适于相对于工装使个体一级容器运动(包括使个体一级容器沿着和/或围绕X轴、Y轴和Z轴中的一个或多个轴进行平移、倾斜、翻转或旋转或者其任意组合)。

在另一个实施方式中，控制器控制系统进一步能够控制一级容器相对于工装的相对运动。

本发明的一个方面提供了一种如上所述的系统，并且进一步包括转换站，用于装载和/或接收和存储不工作的工具和/或保持装置，和/或用于适配或调整工具和/或保持装置。

本发明的一个方面提供了一种用于处理一级容器的机器，并且该机器包括如上所述的系统。具体而言，该机器可以适用于对一级容器进行检查、冲洗、灌装、加盖或装饰或者其任意组合。一级容器可以是至少部分灌装的或空的。

在本发明的一个方面，该机器进一步包括如上所述的多个系统，并且其中主输送单元是通过多个系统的连续输送单元。这种连续输送单元也可以是磁性驱动表面。此外，根据本公开，一种机器包括多个相邻输送单元，并且其中主输送单元是连续输送单元。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施方式的系统的一个示例性环境，该系统包括相邻输送单元和主输送单元；

图2示出了根据本发明的一个实施方式的系统的一部分，示出了位于一个主输送单元周围的多个相邻输送单元，这些相邻输送单元从三个维度围绕该主输送单元；

图3示出了根据本发明的一个实施方式的系统的示意性平面图；

图4示出了根据本发明的一个实施方式的示例性环境，示出了在运行中的主输送单元上输送一级包装容器(比如瓶子)；

图5示出了根据本发明的一个实施方式的示例性环境，示出了一级包装容器正在主输送单元上输送通过相邻输送单元；

图6示出了根据本发明的一个实施方式的示例性环境，示出了一级包装容器(比如瓶子)正在主输送单元上输送通过包括相邻输送单元的包装/处理机；以及

图7示出了根据本发明的一个实施方式的示例性环境，示出了一级包装容器(比如瓶子)正在主输送单元上输送通过包括相邻输送的包装/处理机。

具体实施方式

本发明提供了一种用于处理个体一级包装容器的系统和机器。该系统和机器包括执行一项或多项操作，包括对一级包装容器进行处理、加工和/或包装。在一个实施方式中，在输送的同时对一级容器进行一项或多项操作。

在一个实施方式中，该系统向组装中的给定的一级包装容器提供一个或多个包装材料部件并对其提供包装过程操作。

在本发明的一个方面，该系统包括至少一个主输送单元和至少一个相邻输送单元。该主输送单元具有多个单独运动受控的移动件，这些移动件进一步安装或集成有一个或多个容器保持装置。每个容器保持装置适于保持和/或操纵静止的或输送中的个体一级容器。因此，主输送单元利用单独运动受控的移动件输送一级容器。

相邻输送单元输送安装在单独运动受控的移动件上的多个工具，并且这些工具对主输送单元处的装满的或空的一级容器执行一项或多项操作。该一项或多项操作包括但不限于包装操作、处理操作和加工操作，比如清洁、冲洗、灌装、加盖、贴标签、测量、计量、检验、干燥、装饰、照明、振动、称重、加热、冷却等。在一个实施方式中，工具对个体一级容器执行一项或多项操作。

对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的含义和范围的情况下，该系统可能需要对一级容器执行不同的已知加工或包装操作，并且本发明的系统能够通过配备有工具的相邻输送单元来执行这些已知加工或包装操作。

在一个实施方式中，工具向主输送单元提供一个或多个一级容器材料部件和/或对主输送单元处存在的一级容器执行包装过程操作。

相邻输送单元相对于主输送单元定位，以便工具能够在输送的同时对一级容器执行一项或多项操作。此外，主输送单元和相邻输送单元能够在一维或多维方向上相对于彼此运动。两个单元都可以包括运动系统，例如独立的或者与主输送单元集成或集成在加工系统框架或加工机器框架中的导轨、轨道、滑轨、直线电机、机器人、或高架框架或高架机器人。

在一个实施方式中，主输送单元和相邻输送单元由单独运动受控的小车(直线驱动器)系统或单独运动受控的悬浮瓦片系统或者其任意组合组成。

在运行时，主输送单元驱动移动件或悬浮瓦片(可以称为包装移动件)，这些移动件或悬浮瓦片进而驱动安装在每个包装移动件上和/或集成在每个包装移动件中的一个或多个容器保持装置。这使得组装中的由容器保持装置保持的一级包装容器被输送。因此，主输送单元输送组装中的一级包装容器(比如一级容器)。相邻输送单元相对于主输送单元运动，其中相邻输送单元驱动移动件和/或悬浮瓦片(可以称为工具移动件)，这些移动件和/或悬浮瓦片进而驱动安装在每个工具移动件上和/或集成在每个工具移动件中的一个或多个工具。因此，相邻输送单元使工具运动。这些工具对主输送单元处装配中的个体包装容器执行一项或多项所需的操作。

在一个实施方式中，主输送单元将一级容器输送或转送到安装在相邻输送单元上的工具。在另一个实施方式中，相邻输送单元将工具输送或转送到主输送单元上的一级容器，以对一级容器执行操作。在另一个实施方式中，当工具对组装中的一级容器处执行一项或多项操作时，主输送单元和相邻输送单元相对于彼此运动。

在本发明的一个方面，相邻输送单元可以相对于主输送单元进行三维运动。在一个实施方式中，相邻输送单元能够沿着和/或围绕X轴、Y轴和Z轴中的一个或多个轴及其所有组合进行平移、倾斜、翻转或旋转(通常称为俯仰、横摆和翻滚)。此外，在一个实施方式中，相邻输送单元可以相对于主输送单元在多个自由度内进行运动。

在一个实施方式中，相邻输送单元能够沿着纵轴(Z)运动(例如，相对于主输送单元高度可变)，沿着水平轴(X)运动(例如，在平行于主输送单元机器方向的方向上位置可变)，以及沿着第二水平轴(Y)运动(例如，在垂直于主输送单元机器方向的方向上位置可变)。

在一个实施方式中，相邻输送单元相对于主输送单元安置在不同的角度或位置，并且可以以六个自由度设定位置，使得相邻输送单元能够在主输送单元上的个体一级容器处在三维方向上以多个自由度执行操作。因此，该系统能够在对主输送单元上的个体一级容器提供包装、处理和/或加工操作时实现最大程度的灵活性和动态性。

在本发明的一个实施方式中，该系统可以包括多个相邻输送单元，这些输送单元从至少三个侧面(例如，左侧、右侧、机器方向的上方或正交布置之间的任何组合)包围主输送单元，相对于主输送单元以任何合适的角度(包括0°)倾斜，位于距主输送单元任何合适的距离处，并且相对于主输送单元单独地在三维方向上运动，从而以最大的自由度涵盖了围绕主输送单元的运动，这样，在不脱离本发明的含义和范围的情况下，在对主输送单元上的个体一级容器执行操作时给予了该系统极大的灵活性。

在另一个实施方式中，该系统可以包括至少三个主输送单元，这些主输送单元从至少三个侧面(例如，左侧、右侧、机器方向的上方或正交布置之间的任何组合)包围相邻输送单元，相对于相邻输送单元以任何合适的角度(包括0°)倾斜，位于距相邻输送单元任何合适的距离处，并且相对于相邻输送单元在三维方向上单独运动，从而从所有侧面覆盖了相邻输送单元。在这种情况下，根据需要，主输送单元可以从任意一侧以任意方向(例如，甚至以颠倒的方向)将包装容器输送到相邻输送单元上的工具，或者在与相邻输送单元相关的X维度内输送以一定角度翻转的容器。因此，在不脱离本发明的含义和范围的情况下，这些方面在对主输送单元上的个体一级容器执行操作时给予了该系统极大的灵活性。

此外，该系统可以包括主输送单元，该主输送单元包括安装有输送包装容器的容器保持装置的多个驱动轨道，并且主输送单元可以包括彼此平行的顶部和底部。一级容器可以夹紧在安装在相应的顶部和底部输送单元上的同步容器保持装置之间。顶部和底部轨道可以是在任意总体方向上一对一相对的闭环轨道或悬浮瓦片。

图1示出了根据本发明的一个实施方式的系统的一个示例性环境，该系统包括相对于主输送单元定位相邻输送单元。系统100包括至少一个主输送单元102、至少一个相邻输送单元104以及至少一个中央计算机或控制单元116，其中至少一个主输送单元102和至少一个相邻输送单元104能够相对于彼此进行运动。

主输送单元102具有多个单独运动受控的移动件106(称为包装移动件106)；每个包装移动件106适于输送一个或多个包装容器110(尤其是一级容器)。此外，多个包装移动件还可以适于作用于一个一级容器。

在一个实施方式中，每个包装移动件106可以安装有一个或多个容器保持装置108或者以其他方式与其集成在一起，其中每个容器保持装置108适于输送个体一级容器110。

容器保持装置108可以包括容器抓取单元(比如包括但不限于一个或多个抓取器、夹具、气动、真空或电动郁金香形件等)，以保持保持和操纵一级容器110的搬运。

在一个实施方式中，容器保持装置108可以包括但不限于至少一个抓取器组，该抓取器组进一步包括一对夹爪(或夹指)，其中至少一个夹爪(或夹指)被驱动来动态地抓取容器。在一个实施方式中，至少一个抓取器组适于操纵个体一级容器110的搬运，搬运操作包括但不限于使个体一级容器沿着和/或围绕X轴、Y轴和Z轴中的一个或多个轴进行平移、倾斜、翻转、旋转或自转。

此外，相邻输送单元104具有多个单独运动受控的且安装在导轨或轨道上的移动件或悬浮瓦片112(称为工具移动件112)；每个工具移动件112都安装有一个或多个工具114。工具114对一级容器110执行一项或多项操作。一项或多项操作包括但不限于包装操作、处理操作或加工操作。

包装移动件106、容器保持装置108、工具移动件112以及工具114是自动控制的，并且是可定制的、重量轻的、坚固的、可调节的和动态可编程的。此外，容器保持装置108本质上是动态且灵活的，并且可以利用软件程序和集成到工具中的感测机构的反馈来动态控制容器保持装置108。根据一级容器110的各种形状和尺寸，容器保持装置108可以灵活地且动态地调整其搬运机构，以便搬运一级容器110。

在一个实施方式中，位于工具移动件112上的或集成在工具移动件112中的工具114向由主输送单元102上的包装移动件106的工具108保持的一级产品提供一个或多个一级容器材料部件和/或对主输送单元102处存在的一级产品110执行包装操作。

在一个实施方式中，在输送一级容器110的同时，位于工具移动件112上的或集成在工具移动件112中的工具114向由主输送单元102上的包装移动件106的工具108保持的一级产品提供一个或多个一级容器材料部件和/或对主输送单元102处存在的一级产品110执行包装操作。

在一个实施方式中，工具移动件112支撑一个或多个工具114，这些工具114可选地适用于根据所需的操作以不同的方式执行不同的操作。在另一个实施方式中，一个工具114可以由几个工具移动件112支撑。例如，由于工具移动件112相对于彼此的单独运动和支撑一个工具114，使得工具114发生运动(例如，铰接式运动、旋转、平移、倾斜、延伸或缩回)。

工具114适于对一级容器110执行操作，比如包括但不限于对输送中的一级容器110进行方向感测、贴标签、编码、印刷、检查、加热、冷却、干燥、照明、振动、称重、扫描或测量或者其任意组合。

容器保持装置108保持一级容器110并使其围绕安装在相邻输送单元104的工具移动件112上的工具进行运动，以使工具114围绕一级容器110对其执行操作。例如，容器保持装置108可以使一级容器110围绕安装在相邻输送单元104的工具移动件112上的工具在三维方向上以多个自由度进行运动。

在一个实施方式中，相邻输送单元104的每个模块(包括工具移动件112和安装在工具移动件112上或集成在其中的工具114)可以在与主输送单元102相对的三维操作中设定位置。所有单独定位且运动受控的工具移动件112都处于受控的同步运动中，并且对它们进行无接触供电和/或无线控制和/或位置感测，从而实现了无绳、通电和受控的操作，以间距和步速可变且单独运动受控的方式同步操作。

此外，主输送单元102的每个模块(包括包装移动件106、容器保持装置108和一级容器110)可以在相对于相邻输送单元104的三维运动中设定位置。所有单独定位且运动受控的包装移动件106和/或容器保持装置108处于受控的同步运动中，并且对它们进行无接触供电和同步，同时还对它们进行无线(无缆)自动化控制。

在系统100中，主输送单元102和相邻输送单元104都能够相对于彼此进行运动，以将一级容器110输送到工具114，或者将工具输送到一级容器110，或者甚至使一级容器110和工具114相对于彼此进行运动，同时工具对一级容器110执行操作。

在一个实施方式中，系统100包括多个相邻输送单元104和多个主输送单元102，并且至少一个相邻输送单元104可以相对于至少一个主输送单元102进行三维运动。在一个附加实施方式中，相邻输送单元104可选地能够沿着或围绕X轴、Y轴和Z轴中的一个或多个轴及其所有组合进行平移、倾斜、翻转或旋转(通常称为俯仰、横摆和翻滚)。

此外，根据一个实施方式，容器保持装置108适于使个体一级容器110相对于工具进行运动，比如包括但不限于使个体一级容器110沿着或围绕X轴、Y轴和Z轴中的一个或多个轴进行平移、倾斜、翻转或旋转或者其任意组合。

此外，主输送单元102驱动包装移动件106，实现了运动系统(比如直线驱动电机、单独运动受控的小车、直线驱动轨道或滑轨、导轨、任何方向或几何形状的平坦或成形表面等)。相邻输送单元104驱动工具移动件112，实现了运动系统(比如直线驱动电机、单独运动受控的小车、直线驱动轨道或滑轨、导轨、任何方向或几何形状的平坦或成形表面等)。

此外，在一个实施方式中，主输送单元102以磁性的方式驱动包装移动件106，其中每个包装移动件106以非接触方式与主输送单元102磁性耦合。在该实施方式中，主输送单元102还可以以感应方式受控，并且可以具有电线圈，而包装移动件106可以配备有永磁体，以在主输送单元102和包装移动件106之间产生电磁场。因此，包装移动件106自由运动，在由主输送单元102中的电磁线圈和包装移动件106中的永磁体产生的电磁力的作用下悬浮在主输送单元102的上方。包装移动件106充当悬浮瓦片，并且可以进一步安装有容器保持装置108或者与其集成在一起，以保持保持一级容器110进行输送。

在相同的电磁场原理下，相邻输送单元104可以具有电线圈，相邻输送单元104是磁性驱动表面，并且工具移动件112是安装有工具114的悬浮瓦片。

在一个实施方式中，主输送单元102和/或相邻输送单元104可以用感应电缆来实现，感应功率从该感应电缆通过包装移动件106和工具移动件112分别传输到容器保持装置108和工具114。

在一个实施方式中，系统100的至少一个或所有部件(包括主输送单元102和/或相邻输送单元104以及它们的模块，比如包装移动件106、容器保持装置108和工具移动件112以及工具114)由中央控制系统116或控制单元116控制。控制单元116可以是用于控制系统100的操作的本地或远程控制装置，并且可以是任何计算装置，比如包括但不限于台式电脑、膝上型电脑、智能电话、移动电话、信息板、平板电脑、平板手机等。控制单元116可以分别以有线或无线方式控制实施有线通信协议或无线通信协议的整个系统100。有线通信协议可以包括但不限于电缆连接、光缆、以太网、LAN(局域网)等。无线通信协议可以包括但不限于短距离无线通信，比如蓝牙、红外、微波、窄宽带电信、或WLAN(无线局域网)、WAN(广域网)或互联网协议等。

在系统100的部件的无线操作控制的实施方式中，这些部件可以配备有天线，用于通过无线通信链路(比如WLAN或WAN等)进行无线通信。在这些实施方式中，相邻输送单元104、工具移动件112和工具114可以形成专用无线网络，在该专用无线网络中，可以通过遵循闭环或虚拟闭环或者悬浮瓦片的路线选项的数据传输电缆来无线控制工具移动件112和工具114以及相邻输送单元104。此外，在一个实施方式中，工具114可以在它们自己的专用无线网络中单独地无线控制。

以类似的方式，包装移动件106和容器保持装置108可以形成专用无线网络，在该专用无线网络中，可以通过遵循闭环或虚拟闭环或者悬浮瓦片的路线选项的数据传输电缆来无线控制包装移动件106和容器保持装置108以及主输送单元102。此外，在一个实施方式中，包装移动件106可以在它们自己的专用无线网络中单独地无线控制。

系统100的部件通过通信信道120(例如，通信现场总线120)与控制单元116进行双向通信。控制单元116安装有软件应用程序118，该软件应用程序监视、控制和优化整个系统100(包括主输送单元102、相邻输送单元104以及它们的模块，比如包装移动件106、容器保持装置108、一级容器110、工具移动件112以及工具114)的操作。

软件应用程序118可以分析主输送单元102和相邻输送单元104的模块的定位测量结果，并向控制单元116提供整个系统100的优化路径或者定位或轨道管理功能，以进一步监视和控制系统100的部件的位置和运动。控制单元116还使得工具114的步速和间距与容器保持装置108的步速和间距同步，以输送主输送单元102上的一级包装。控制单元116系统进一步能够控制一级容器110相对于工具114的相对运动。

此外，与一个或多个传感器进行通信的软件应用程序118还可以探测容器保持装置108的搬运机构的当前位置和布置以保持一级容器110，并且可以向容器保持装置108发信号以根据一级容器110的尺寸、形状和设计来调整或改变搬运机构的当前位置和布置。

在一个实施方式中，控制单元116控制相邻输送单元104相对于一级容器110的三维运动。此外，控制单元116还可以控制容器保持装置108相对于主输送单元102或相对于一级容器处理站的三维运动，以便容器保持装置108操纵主输送单元102上的一级容器110的搬运。

在一个实施方式中，控制单元116进一步能够控制相邻输送单元104的三维运动，以同时向组装中的给定一级容器110提供一个或多个一级容器材料部件和/或同时对组装中的给定包装110提供包装过程操作。

系统100还可以包括形成闭环(包括虚拟闭环)的至少一个主输送单元102和至少一个相邻输送单元104。

此外，系统100还可以包括用于装载和/或接收和存储不工作的工具114和/或用于调整工具114的转换站。

所述系统100能够将悬浮在包装移动件106和容器保持装置108上或者在直线闭环轨道上的单独运动受控的移动件上被驱动的个体一级容器110输送到并通过多个相邻输送单元104，其中相邻输送单元104可以进一步包括对一级容器110执行包装、处理或加工操作的一个或多个机器。该一个或多个机器可以是例如容器竖起机、清洗机、消毒机、冲洗机、灌装机、加盖机、装饰机、贴标机和/或检查机等。

系统100包括多个工具114，这些工具是可编程的定制机器人工具，并且安装在相邻输送单元104的工具移动件112上或集成在其中。相邻输送单元104可以是位置可调的直线驱动器。主输送单元102也可以是位置可调的直线驱动器。相邻输送单元104可以构造和最佳地受控为对个体一级容器110进行操作，同时遵循主输送单元102的运动轨迹，因此与在主输送单元102处操作的包装110一起行进。

在一个实施方式中，系统100是包括多个系统100的机器，并且一个或多个主输送单元102提供了可编程且可变的(如可以通过直线输送系统之间的切换和/或悬浮瓦片路径的重新设定来执行)，以通过多个系统100进行间距和步速设定的连续输送。

在一个实施方式中，可以对系统100中的所有软件控制的部件进行重新编程和调换或升级，以适应正在操作的各种(一系列)包装110，从而确保系统100保持相关性并适应优化后的性能。

图2和图3示出了根据本发明的一个实施方式的系统的一部分，示出了位于一个主输送单元102周围的多个相邻输送单元104。系统100的区段300包括位于一个主输送单元102周围的三个相邻输送单元104，这些相邻输送单元从主输送单元102的三个侧面(比如顶部、左侧和右侧)包围主输送单元102。主输送单元102可以充当系统100的主机，并且主输送单元102上的个体一级容器110在如箭头202所示的机器方向上移动。

在一个实施方式中，三个相邻输送单元104中的每一个相邻输送单元都能够彼此独立地在三维方向上运动。换句话说，三个相邻输送单元104能够相对于主输送单元102在三维方向上或三个轴(沿着和/或围绕X轴、Y轴和Z轴)的方向上运动。

对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，系统100还可以包括至少三个相邻输送单元104，这些相邻输送单元从至少三个侧面包围主输送单元102，以任意合适的角度向主输送单元102倾斜，位于距主输送单元102任意合适的距离处，并且相对于主输送单元102在三维方向上单独移动，从而以最大的自由度覆盖了围绕主输送单元102的移动，这样，在不脱离本发明的含义和范围的情况下，在对主输送单元102上的个体一级容器执行操作时给予了系统100极大的灵活性。

因此，通过在主输送单元102周围包括任意合适数量的相邻输送单元104，系统100具有很高的灵活性和动态性，其中相邻输送单元104能够相对于主输送单元102在一个或多个维度内单独移动，并且能够相对于主输送单元102在任意方向上位于任意合适的距离和任意合适的倾斜或平行或非平行(在旋转角度下)位置。因此，相邻输送单元104能够以单个和/或多个运动自由度向主输送单元102上的个体一级容器提供包装部件和操作。

此外，如上在图2中所述，主输送单元102甚至能够相对于相邻输送单元104以与相邻输送单元104相同的灵活性和自由度进行运动。

该系统可以至少部分地嵌入支撑框架结构中，其中主输送单元102和/或相邻输送单元104中的一个或多个相邻输送单元支撑在框架结构上。

图4示出了根据本发明的一个实施方式的示例性环境，示出了通过悬浮瓦片正在主输送单元102上输送一级包装容器110(比如瓶子110)。示例性环境400将主输送单元102示出为磁性驱动表面402，而包装移动件106是磁悬浮瓦片404。在由于磁性驱动表面402和瓦片404的磁极之间产生的电磁力而引起的悬浮运动效应的作用下，一级包装容器110在悬浮瓦片404上输送。

在一个实施方式中，容器保持装置108是用于保持、支撑和输送一级包装容器100的磁悬浮瓦片404。

在一个实施方式中，包装移动件106是安装有容器保持装置108的磁悬浮瓦片404，其中容器保持装置108附接到包装移动件106，并且保持和输送一级包装容器110。

图5示出了根据本发明的一个实施方式的示例性环境，示出了一级包装容器110正在主输送单元102上输送通过相邻输送单元104。示例性环境500示出了主输送单元102将许多包装容器110输送到并通过相邻输送单元104。图1至图4中描述的系统100可以包括单个主输送单元102，该主输送单元充当系统100的主机，输送一级容器110通过一个或多个包装和/或处理机，其中每个包装和/或处理机可以进一步包括一个或多个相邻输送单元104。例如，单个主输送单元102可以将一级容器110(比如瓶子)输送到并通过清洗机、灌装机和加盖机并最终输送到装饰机，以在整个清洁、灌装、加盖和装饰过程中对在单个主输送单元102上输送的一级容器110进行清洁、灌装、加盖和装饰。

图6示出了根据本发明的一个实施方式的示例性环境，示出了一级包装容器110(比如瓶子)正在主输送单元102上输送通过包括相邻输送单元104的包装/处理机输送。示例性环境600包括包装/处理机，比如执行给瓶子110加盖的包装操作的加盖机602。加盖机602可以包括一个或多个相邻输送单元104，并且用于执行加盖操作的必要加盖工具114安装在相邻输送单元104的工具移动件112上。主输送单元102将瓶子110输送到并通过加盖机602的每个及所有相邻输送单元104。应当理解的是，可替代地或者除了加盖机之外，示例性环境600还可以包括灌装机或冲洗机。

图7示出了根据本发明的一个实施方式的示例性环境，示出了一级包装容器110(比如瓶子)正在主输送单元102上输送通过包括相邻输送单元104的包装/处理机。示例性环境700包括包装/处理机(比如装饰机702)，该包装/处理机执行装饰瓶子110的包装/处理操作。装饰机702可以包括一个或多个相邻输送单元104，并且用于执行装饰操作的必要装饰工具114安装在相邻输送单元104的工具移动件112上。主输送单元102将瓶子110输送到并通过装饰机702的每个及所有相邻输送单元104。

本领域的普通技术人员可以理解的是，系统100不限于加盖机602和装饰机702，并且在不受限和不脱离本发明的含义和范围的情况下还可以包括其他包装/处理机，比如冲洗机、灌装机、贴标机等。

有利的是，本发明提供了一种用于对一级包装容器执行一个或多个包装、处理或加工操作的系统和机器，其中这些一级包装容器在主输送单元上输送到并通过一个或多个相邻输送单元，该相邻输送单元具有一个或多个执行这些操作的必要工具。主输送单元和相邻输送单元都可以在一个或多个维度和自由度内相对于彼此进行运动。由于主输送单元输送一级容器通过相邻输送单元，因此该系统可以避免主输送单元和相邻输送单元的输入/输出运动(例如，如图6和图7所示)。

此外，该系统使工具能够对个体一级容器执行操作。

此外，主输送单元可以保持和输送一级容器，以在机器间转送个体一级容器(输入/输出)。此外，主输送单元可以保持和输送一级容器，以将个体一级容器转送通过机器(例如，进行加工操作)。此外，主输送单元可以输送一级容器，以在输送容器的同时对其执行加工操作(例如，旋转)。

该系统还为主输送单元和相邻输送单元提供位置可设定的驱动器。此外，该系统实现了从一个或多个方向和维度对容器执行操作，比如利用安装在移动件上的侧工具来加工输送中的一级容器。

此外，可以自动致动系统中用于保持容器的容器保持装置，这些容器保持装置(比如包括具有一个或多个致动夹爪或夹指的抓取器)非常适合保持各种不同形状和尺寸的一级容器，同时执行多项搬运操作(比如翻转、旋转、自旋等)。可以通过包装移动件来对容器保持装置进行感应供电。

Claims (15)

1.一种用于处理一级容器包装的系统，包括：

-主输送单元，其构造为输送安装在单独运动受控的移动件上的多个容器保持装置，每个容器保持装置适于输送个体一级容器；

-相邻输送单元，其构造为输送安装在单独运动受控的移动件上的多个工具，所述工具构造为向所述主输送单元提供一个或多个一级容器材料部件和/或对在所述主输送单元处存在的一级容器执行包装过程操作。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述主输送单元和/或所述相邻输送单元是闭环单元。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述相邻输送单元相对于所述主输送单元能够进行三维运动。

4.根据上述权利要求中任一项所述的系统，其中所述容器保持装置和/或所述工具是被无线控制的和/或无线供电的。

5.根据上述权利要求中任一项所述的系统，包括控制系统，所述控制系统能够使所述工具的步速和间距与所述主输送单元的所述容器保持装置的步速和间距同步。

6.根据权利要求3至5所述的系统，包括控制系统，所述控制系统能够控制所述相邻输送单元相对于所述一级容器的三维运动。

7.根据权利要求6所述的系统，包括多个相邻输送单元，并且其中所述控制系统进一步能够控制所述相邻输送单元的三维运动，以同时向组装中的给定的所述一级容器提供一个或多个一级容器材料部件和/或同时对组装中的给定的所述包装提供包装过程操作。

8.根据上述权利要求中任一项所述的系统，其中所述相邻输送单元的移动件仅支撑一个工具，或支撑多个工具，所述多个工具根据所需的操作可选地以不同的方式适用于执行不同的操作，或者其中一个工具能够由多个移动件支撑。

9.根据上述权利要求中任一项所述的系统，其中所述多个工具适于对输送中的所述一级容器进行平移、定位、偏移、或倾斜、旋转、定向和方向感测、贴标签、编码、印刷、检查、称重、表面处理、加热、冷却、冲洗、清洁、灌装、加盖、振动、照明或测量、或者其任意组合。

10.根据上述权利要求中任一项所述的系统，其中所述容器保持装置包括容器抓取单元。

11.根据上述权利要求中任一项所述的系统，其中所述主输送单元和/或所述相邻输送单元中的至少一个相邻输送单元是磁性驱动表面，并且其各自的单独运动受控的移动件是悬浮瓦片。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述容器保持装置适于使所述个体一级容器相对于工装进行运动，包括使个体一级容器沿着和/或围绕X轴、Y轴和Z轴中的一个或多个轴进行倾斜、翻转或旋转，并且其中所述控制器控制系统进一步能够使得所述工具与所述一级容器的相对运动同步。

13.根据上述权利要求中任一项所述的系统，进一步包括转换站，用于装载和/或接收和存储不工作的工具和/或保持装置，和/或用于适配或调整工具和/或保持装置。

14.一种用于处理一级容器或其任意组合的机器，包括根据权利要求1至13中任一项所述的系统。

15.根据权利要求14所述的机器，包括多个相邻输送单元，并且其中所述主输送单元是连续输送单元。