ES1074788U - Maquina encajadora de productos hortofruticolas. - Google Patents
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Abstract
1. Máquina encajadora de productos hortofrutícolas, preferiblemente oblongos, caracterizada esencialmente porque está constituida por:- Una cinta transportadora translúcida (1), de entrada de piezas hortofrutícolas (5).- Un sistema de visión artificial compuesto preferiblemente por un pórtico (2) que soporta una cámara (3), y un dispositivo de retroiluminación (4) que ilumina la cinta transportadora translúcida (1) desde debajo de la misma, configurado para conseguir una imagen independiente del perfil o contorno de cada pieza (5) transportada por la cinta (1).- Un robot orientador (6) de tipo paralelo delta con cuatro brazos, que dispone de una o más garras (9) ancladas a la parte inferior de su base rotatoria; cada garra (9) dispone de dos ventosas de fuelle (10) de absorción por vacío, flanqueadas por sendas guías (11) en forma de "U" orientadas hacia abajo.- Un elemento intermediario constituido preferiblemente por un indexador móvil (12) configurado como una cadena compuesta por un conjunto de soportes paralelos independientes, a idéntica distancia unos de otros; cada uno de estos soportes dispone de dos guías (13) en forma de "U", orientadas hacia arriba, una a cada extremo del soporte, estando cada guía (13) dotada de rodamientos (14) en la cara interior de la "U".- Un robot encajador (15) que dispone de un elemento recogedor (24) compuesto preferiblemente por un conjunto de seis garras deslizantes (16) colgadas de una guía (21) anclada a un soporte (20), controladas independiente y de "paso" variable, estando cada garra (16) compuesta a su vez por dos ventosas de fuelle (17) de absorción por vacío controlado por vacuostato (22), activadas verticalmente por cilindros neumáticos independientes (18); el elemento recogedor está dotado de un cierto ángulo de "cabeceo" controlable.- Una cinta transportadora de salida de cajas (19).2. Máquina encajadora de productos hortofrutícolas, según reivindicación primera, caracterizada porque la cinta transportadora translúcida (1) de entrada de piezas hortofrutícolas (5) incorpora una pluralidad de tabicaciones longitudinales (23).
Description
Máquina encajadora de productos
hortofrutícolas.
El objeto de la presente invención, tal como se
expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, hace referencia
a una máquina encajadora de productos hortofrutícolas,
preferiblemente oblongos, tales como pepinos, calabacines, o
similares.
La colocación de pepinos (u otras hortalizas de
formas y tamaños similares) en sus envases o cajas, para ser
expedidos y transportados hasta el consumidor sin sufrir deterioros,
se ha realizado tradicionalmente a mano.
Sin embargo, este procedimiento es muy lento y
requiere mucha mano de obra, además del hecho de que los pepinos se
deterioran más fácilmente al no ser tratados con el cuidado
adecuado.
Para evitarlo, han aparecido en el mercado
diferentes tipos de dispositivos encajadores; ejemplos de ello son
los expedientes que aparecen en la OEPM con los números ES 2227040,
ES 2237330 o ES 2326279, o los expedientes extranjeros EP 1852354,
JP 6183410, NL 9300980 o JP 8301221, entre otros.
Sin embargo, todos estos dispositivos presentan
el inconveniente de que igualmente requieren, como paso previo, que
un operario coloque a mano las hortalizas ordenadas y bien puestas a
la entrada del dispositivo encajador de tal modo que, a
continuación, este los recoge y los encaja de forma adecuada;
además, estos dispositivos están configurados, en general, como
autómatas no programables, de modo que en cada ciclo de trabajo
encajan siempre la misma cantidad de hortalizas en cajas de la misma
medida, y con una misma distribución predeterminada, siendo
necesario cambiar de dispositivo si se cambia la cantidad o
distribución de las hortalizas a encajar, o las dimensiones de la
caja; también, algunos de estos dispositivos fuerzan la curvatura
natural de las piezas, si la tienen, hacia abajo, forzando la pieza
hortofrutícola a una posición concreta.
Con el fin de superar estos inconvenientes, se
ha diseñado la novedosa máquina encajadora de productos
hortofrutícolas, tales como pepinos o similares, objeto de la
presente memoria técnica, aunque opcionalmente, con la programación
adecuada, puede ser utilizada también en el encajado de piezas
oblongas de otros tipos o usos, de pequeño o mediano tamaño, ya sean
de metal, de plástico, etc.
La novedosa máquina, al ser programable,
presenta ventajas con respecto a otras ya existentes.
En primer lugar, no es necesario ningún tipo de
operación manual previa por parte de los operarios, ya que la
máquina puede recibir las piezas hortofrutícolas en cualquier
posición y orientación.
En segundo lugar, puede encajar diferentes
cantidades de piezas en cajas de diferentes dimensiones, y con
cualquier distribución vertical (por columnas o al tresbolillo).
Por último, la curvatura natural de las piezas
(si la tienen) no es forzada en ningún momento para que mantengan
una posición concreta, sino que este posicionamiento se produce de
forma natural.
El nuevo dispositivo está constituido en esencia
por los siguientes elementos: una cinta transportadora translúcida
de entrada, un sistema de visión artificial, un robot orientador de
tipo "Paralelo Delta" (o robot "Araña"), un elemento
intermediario constituido por un indexador móvil, un robot encajador
y una cinta transportadora de salida.
La cinta transportadora translúcida de entrada
se encarga de suministrar piezas hortofrutícolas a la máquina, en
posición horizontal.
Esta cinta puede disponer de una pluralidad de
tabicaciones longitudinales que ayudan al correcto posicionamiento
de las piezas en la misma.
El sistema de visión artificial está compuesto
por un pórtico que soporta una cámara, y un sistema de
retroiluminación que ilumina la cinta transportadora translúcida
desde debajo de la misma, de modo que la cámara capta cenitalmente
las siluetas de las piezas transportadas por la cinta; dicho sistema
de visión está configurado para conseguir una imagen independiente
del perfil o contorno de cada pieza, de tal modo que queda
identificada la posición de cada una sobre la cinta transportadora
de entrada, su orientación, y cuál es el extremo más grueso, si lo
hay (por ejemplo, un pepino tiene una forma elipsoidal u ovalada,
ligeramente curvada, con un extremo algo más grueso que el
otro).
El robot orientador "Paralelo Delta" de
cuatro brazos dispone de, cómo mínimo, una garra anclada a la parte
inferior de una base que puede ser situada y orientada en cualquier
posición: tres de los cuatro brazos se encargan de posicionar la
garra en las tres dimensiones del espacio, mientras que el cuarto
brazo hace que la base en donde va anclada la garra pueda girar
180º. Cada garra dispone de dos ventosas de absorción por vacío,
flanqueadas por sendas guías en forma de "U" orientadas hacia
abajo, las cuáles ayudan a centrar las ventosas sobre cada pieza
hortofrutícola de la cinta transportadora de entrada, cuando la
garra se dispone a cogerla bajando verticalmente sobre la misma. La
finalidad de utilizar un robot araña es que permite la recogida y
reorientación de las piezas hortofrutícolas muy rápidamente, ya que
al mover poco peso, las inercias implicadas en dichos movimientos
son pequeñas.
El indexador móvil está constituido por un
conjunto de soportes paralelos independientes y equidistantes, sobre
los que el robot araña deposita las piezas hortofrutícolas,
colocando una en cada soporte; cada uno de estos soportes está
conformado por dos guías en forma de "U" orientadas hacia
arriba, una a cada extremo del soporte, estando cada guía dotada de
una pluralidad de rodamientos en la cara interior de la "U"; de
este modo, cuando se deposita una pieza hortofrutícola, esta gira en
torno a su propio eje longitudinal y se auto-orienta
por efecto de la atracción gravitatoria, de forma que su curvatura
natural (si la hay) queda orientada hacia abajo.
El robot encajador dispone de un elemento
recogedor compuesto por un conjunto de varias garras
(preferiblemente seis) de control independiente y de "paso"
variable (la distancia entre garras se puede ajustar), estando cada
garra compuesta a su vez por dos ventosas de absorción por vacío,
las cuáles se centran sobre cada pieza hortofrutícola del indexador,
cuando las garras del elemento recogedor bajan verticalmente sobre
la pieza para atraparla; el elemento recogedor está dotado de un
cierto ángulo de "cabeceo" controlable, que ayuda a colocar las
piezas en cada caja sin deteriorarlas; el control independiente de
cada garra permite adecuar el número de piezas a encajar, tanto
horizontal como verticalmente, a las dimensiones de cada caja; el
robot encajador es más lento y robusto que el robot araña, puesto
que ha de mover más peso, pero a menor velocidad.
La cinta transportadora de salida se encarga de
suministrar cajas vacías a la máquina, al tiempo que va retirando
las llenas.
A continuación se describe el funcionamiento de
la novedosa máquina.
En primer lugar, desde una tolva o por vertido
directo, las piezas a encajar son depositadas sobre la cinta
transportadora de entrada donde las tabicaciones de la misma (en el
caso de que se hallan incluido) ayudan a su separación de manera que
se impide que dos piezas puedan depositarse montadas una sobre
otra.
Esta cinta transportadora, acarrea las piezas
hortofrutícolas en posición horizontal hasta hacerlas pasar por la
vertical de la cámara del sistema de visión artificial, la cuál va
tomando continuamente imágenes cenitales de las siluetas,
reconociendo el perfil o contorno de cada una de ellas por separado;
a partir de esta información, el sistema sabe cuál es la colocación
exacta de cada pieza en el plano horizontal de la cinta, así como su
orientación, de modo que cuando estas pasan por debajo de la
vertical del robot orientador de cuatro brazos, este sitúa y orienta
sus garras en la posición adecuada según sea la colocación y la
orientación que cada pieza entrante presenta en la cinta
transportadora, las recoge (mediante sus ventosas de absorción) de
una en una, desplazándose de una pieza a otra por orden de
proximidad, hasta completar el nº de piezas que puede recoger, tras
lo cual se dirige al indexador donde las deposita. Puesto que el
sistema de visión artificial es capaz de reconocer cuál es el
extremo más grueso de cada pieza, las va colocando en el indexador
de forma alternada, es decir, una con el extremo grueso hacia un
lado y la siguiente con el extremo grueso hacia el otro, de modo que
cuando vayan a ser encajadas ocupen el menor espacio posible.
Cuando las piezas quedan depositadas en los
soportes del indexador, estas rotan sobre si mismas por acción de
los rodamientos previstos en cada soporte, y se auto posicionan
según su centro de gravedad.
El indexador desplaza las piezas hacia el robot
encajador y a continuación, el elemento recogedor del robot
encajador se coloca sobre el mismo y retira las piezas mediante sus
ventosas de absorción por grupos. Cuando las piezas a encajar han
sido retiradas del indexador, las garras del elemento recogedor del
robot encajador se reorganizan por software, juntándose y o
distribuyéndose a diferentes niveles, y las lleva hasta la vertical
de una de las cajas que está circulando sobre la cinta
transportadora de salida, colocándolas en el interior de dicha caja
en posición horizontal, "cabeceando" ligeramente el grupo de
piezas durante dicha operación para facilitar su introducción en la
caja y evitar que los piezas de los extremos de cada grupo choquen
contra los rebordes de la caja, deteriorándose ellas mismas y/o
deteriorando la caja; la máquina puede colocar un único nivel de
piezas en cada caja, o bien, varios niveles; cuando se encajan
varios niveles, la máquina se puede programar para colocar una
determinada cantidad de piezas, ordenadas por filas y columnas, o al
tresbolillo. Finalmente, las cajas llenas son extraídas de la
máquina por la cinta transportadora de salida y llevadas hasta la
zona de almacenaje.
La figura 1 corresponde a una vista esquemática
general de la máquina encajadora.
La figura 2 muestra un detalle de la garra del
robot orientador.
La figura 3 muestra un detalle del elemento
recogedor del robot encajador.
La figura 4 muestra un detalle de uno de los
soportes del indexador.
En las figuras que acompañan a la presente
memoria se describe, a modo de ejemplo, un caso práctico de
realización del dispositivo objeto de la misma.
En este caso práctico se describe, como
aplicación, una máquina encajadora de pepinos constituida por:
- Una cinta transportadora translúcida (1) de
entrada de pepinos (5) dotada de una pluralidad de tabicaciones
longitudinales (23).
- Un sistema de visión artificial compuesto por
un pórtico (2) que soporta una cámara (3), y un dispositivo de
retroiluminación (4) que ilumina la cinta transportadora translúcida
(1) desde debajo de la misma, configurado para conseguir una imagen
de la silueta de cada pepino (5) transportada por la cinta (1).
- Un robot orientador (6) tipo Paralelo Delta
con cuatro brazos, que dispone de dos garras (9) ancladas a la parte
inferior de una base rotatoria que puede ser situada y reorientada
en cualquier posición: tres de los cuatro brazos son "brazos de
posición" (7) y se encargan de situar las garras con respecto a
las tres dimensiones del espacio, mientras que el cuarto brazo es un
"brazo de giro" (8) y hace que la base rotatoria (6) pueda
girar 180º. Cada garra (9) dispone de dos ventosas de fuelle (10) de
absorción por vacío, flanqueadas por sendas guías (11) en forma de
"U" orientadas hacia abajo.
- Un elemento intermediario constituido por un
indexador móvil (12) configurado como una cadena compuesta por un
conjunto de soportes paralelos independientes, a idéntica distancia
unos de otros; cada uno de estos soportes dispone de dos guías (13)
en forma de "U", orientadas hacia arriba, una a cada extremo
del soporte, estando cada guía (13) dotada de rodamientos (14) en la
cara interior de la "U".
- Un robot encajador (15) que dispone de un
elemento recogedor (24) compuesto por un conjunto de seis garras
(16) deslizantes, colgadas de una guía (21) anclada a un soporte
(20), controladas independiente y de "paso" variable, estando
cada garra (16) compuesta a su vez por dos ventosas de fuelle (17)
de absorción por vacío controlado por vacuostato (22), activadas
verticalmente por cilindros neumáticos independientes (18); el
elemento recogedor está dotado de un cierto ángulo de "cabeceo"
controlable.
- Una cinta transportadora de salida de cajas
(19).
Claims (2)
1. Máquina encajadora de productos
hortofrutícolas, preferiblemente oblongos, caracterizada
esencialmente porque está constituida por:
- Una cinta transportadora translúcida (1), de
entrada de piezas hortofrutícolas (5).
- Un sistema de visión artificial compuesto
preferiblemente por un pórtico (2) que soporta una cámara (3), y un
dispositivo de retroiluminación (4) que ilumina la cinta
transportadora translúcida (1) desde debajo de la misma, configurado
para conseguir una imagen independiente del perfil o contorno de
cada pieza (5) transportada por la cinta (1).
- Un robot orientador (6) de tipo paralelo delta
con cuatro brazos, que dispone de una o más garras (9) ancladas a la
parte inferior de su base rotatoria; cada garra (9) dispone de dos
ventosas de fuelle (10) de absorción por vacío, flanqueadas por
sendas guías (11) en forma de "U" orientadas hacia abajo.
- Un elemento intermediario constituido
preferiblemente por un indexador móvil (12) configurado como una
cadena compuesta por un conjunto de soportes paralelos
independientes, a idéntica distancia unos de otros; cada uno de
estos soportes dispone de dos guías (13) en forma de "U",
orientadas hacia arriba, una a cada extremo del soporte, estando
cada guía (13) dotada de rodamientos (14) en la cara interior de la
"U".
- Un robot encajador (15) que dispone de un
elemento recogedor (24) compuesto preferiblemente por un conjunto de
seis garras deslizantes (16)colgadas de una guía (21) anclada
a un soporte (20), controladas independiente y de "paso"
variable, estando cada garra (16) compuesta a su vez por dos
ventosas de fuelle (17) de absorción por vacío controlado por
vacuostato (22), activadas verticalmente por cilindros neumáticos
independientes (18); el elemento recogedor está dotado de un cierto
ángulo de "cabeceo" controlable.
- Una cinta transportadora de salida de cajas
(19).
2. Máquina encajadora de productos
hortofrutícolas, según reivindicación primera, caracterizada
porque la cinta transportadora translúcida (1) de entrada de piezas
hortofrutícolas (5) incorpora una pluralidad de tabicaciones
longitudinales (23).
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| ES201031158U ES1074788Y (es) | 2010-11-16 | 2010-11-16 | Maquina encajadora de productos hortofruticolas |
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|---|---|---|---|---|
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2010
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| ES1074788Y (es) | 2011-09-16 |
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