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Title:
AUTOMATED SYSTEM FOR HANDLING CONTAINERS WITH PRODUCT LOADING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/178625
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a method and a system that has the advantage of being able to carry out different tasks of a conventional production line in a small space and with simple, low-cost elements, since product packages received by means of two packing lines are grouped and deposited so as to form various arrangements, depending on the container being handled at each particular moment. At the same time, the system is capable of receiving platforms or dollies loaded with empty containers that are to be stacked on another platform or dolly while being simultaneously and continuously filled. In addition, the system has the versatility of being able to handle platforms and dollies for mainly two different types of container, which can be accommodated in different configurations, using the same device without modification.

Inventors:
CAMPA MONROY GENARO (MX)
Application Number:
PCT/IB2019/052845
Publication Date:
September 10, 2020
Filing Date:
April 06, 2019
Export Citation:
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Assignee:
GRUPO BIMBO SAB DE CV (MX)
International Classes:
B65G60/00; B65B5/10; B65G57/24
Domestic Patent References:
WO2007002615A22007-01-04
Foreign References:
US4588341A1986-05-13
US3517831A1970-06-30
US20040000121A12004-01-01
EP3227189A12017-10-11
EP0146643A11985-07-03
US5807065A1998-09-15
GB2148260A1985-05-30
Attorney, Agent or Firm:
MIER Y CONCHA SEGURA, Jorge (MX)
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Claims:
REIVINDICACIONES

1 . Un sistema para el manejo de contenedores con carga de producto conformado por un soporte principal (1) que define una plataforma estable y resistente que tiene la función de alojar y soportar diversos componentes del sistema, así como la capacidad para realizar funciones de desapilado, llenado y apilado de contenedores; el sistema comprende:

una primera zona de trabajo (A) conformada por al menos dos bandas transportadoras discontinuas y paralelas que presentan una compuerta en un extremo de las mismas para acumular los empaques de producto (12) que provienen de la zona de empaquetado; y

al menos un brazo articulado (5) ubicado en el extremo lateral exterior de al menos una de las bandas transportadoras (14); en donde

dicho al menos un brazo articulado a su vez tiene acoplado en su extremo libre un dispositivo de succión (20) accionado por compresores regenerativos para levantar tantos empaques de producto (12) sean necesarios desde las bandas transportadoras (14), para su posterior acomodo dentro de contenedores vacíos (9b);

una segunda zona de trabajo (B) conformada por una plataforma de operación (1 b) que sirve de marco para al menos dos montacargas paralelos, uno de ascenso (2) y uno de descenso (3) que conectan respectivamente dos rieles guía conformados por una serie de rodillos (7a);

en donde el montacargas de ascenso (2) permite, por medio de los rieles guía, el acceso de una tarima de entrada cargada de contenedores vacíos (9b) anidados mientras que el montacargas de descenso (3) permite, por medio de los rieles guías, el desalojo de una tarima de salida cargada de contenedores apilados llenos con empaques de producto; y

un brazo robotizado (4), completamente articulado se localiza sobre la plataforma de operación (1 b) entre los montacargas de ascenso y descenso (2,3), presenta en su extremo libre un dispositivo de sujeción (10) que sujeta y levanta firmemente al menos un contenedor vacío para su desapilado y traslado desde la tarima de entrada hasta su apilado en la tarima de salida para su posterior llenado con empaques de producto a través de al menos un brazo articulado de la primera zona de trabajo (A); y

una tercera zona de trabajo (C) presenta al menos dos trenes de llenado paralelos conformados por bandas transportadoras de movimiento continuo (1 1) que se configuran de manera ascendente para transportar los empaques de producto provenientes desde los toboganes de distribución (24) de la zona de empaque hasta la zona de acumulación, formada por las bandas transportadoras de la primera zona de trabajo (A), por medio de una serie de aletas perpendiculares (13) a las bandas transportadoras de movimiento continuo (1 1);

en donde,

al menos dos bandas de unión discontinuas (23) se localizan en cada extremo de las bandas transportadoras de movimiento continuo (1 1) para desplazar horizontalmente los empaques de producto (12), entre los toboganes de distribución (24) provenientes de la zona de empaque y el extremo inferior de las bandas transportadoras de la tercera zona de trabajo (C), así como para trasladar horizontalmente los empaques de producto entre el extremo superior de las bandas transportadoras de la tercera zona de trabajo (C) y las bandas transportadoras de la primera zona de trabajo (A).

2. El sistema para el manejo de contenedores con carga de producto de conformidad con la reivindicación 1 ; caracterizado porque, los brazos articulados (5) que levantan los empaques de producto (12) utilizan la succión de compresores regenerativos de aire montados en el soporte principal.

3. El sistema para el manejo de contenedores con carga de producto de conformidad con la reivindicación 1 ; caracterizado porque, el sistema utiliza tarimas o dollies.

4. El sistema para el manejo de contenedores con carga de producto de conformidad con la reivindicación 1 y 3; caracterizado porque, las tarimas o dollies se montan en las horquillas de cada montacargas de ascenso y descenso.

5. El sistema para el manejo de contenedores con carga de producto de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque, el brazo robotizado tiene la posibilidad de extenderse y girar sobre su propio eje 360°.

6. El sistema para el manejo de contenedores con carga de producto de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque, el dispositivo de sujeción puede tomar los contenedores por capas.

7. El sistema para el manejo de contenedores con carga de producto de conformidad con la reivindicación 6 caracterizado porque, el dispositivo de sujeción puede tomar cinco contenedores (9b) y mantenerlos firmemente sujetos durante los cambios de tarima.

8. El sistema para el manejo de contenedores con carga de producto de conformidad con la reivindicación 1 , 6 y 7 caracterizado porque, el dispositivo de sujeción está conformado por un armazón metálico de forma rectangular (17) que tiene dos rieles longitudinales de carga paralelos (16a, 16b) que soportan una variedad de tenazas con una superficie dentada en sus caras internas.

9. El sistema para el manejo de contenedores con carga de producto de conformidad con la reivindicación 8 caracterizado porque, las caras internas de las tenazas son de material anti-derrapante.

10. El sistema para el manejo de contenedores con carga de producto de conformidad con la reivindicación 1 , 6 y 7 caracterizado porque, se distribuyen cinco tenazas (17a) bajo el primer riel (16a) y tres tenazas (17b) bajo el segundo riel de carga (16b).

1 1 . El sistema para el manejo de contenedores con carga de producto de conformidad con la reivindicación 1 , 6 y 7 caracterizado porque, la configuración de las tenazas (17a, 17b) en el armazón (17) permite sujetar contenedores de 58.8 X 78.8 X 15.5 cm y contenedores de 39.4 X 58.8 X 13.5 cm.

12. El sistema para el manejo de contenedores con carga de producto de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque, el brazo robotizado (4) está programado con una lógica y sensores especiales que le permiten identificar si los contenedores vacíos (9b) se encuentran“anidados” o“apilados”.

13. El sistema para el manejo de contenedores con carga de producto de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque, la primera zona de trabajo (A) presenta dos brazos articulados (5) para el llenado de contenedores con empaques.

14. El sistema para el manejo de contenedores con carga de producto de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque, el dispositivo de succión de cada brazo articulado (5) está conformado por un árbol de ventosas (21) distribuidas de cuatro en cuatro por cada rama (22).

15. El sistema para el manejo de contenedores con carga de producto de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque, los brazos articulados (5) detectan la presencia/ausencia de los empaques de producto (12) que llegan a la primera zona de trabajo (A) por medio de primeros y segundos sensores de presencia (19a, 19b) en los costados de cada banda transportadora (14).

16. El sistema para el manejo de contenedores con carga de producto de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la plataforma principal de la segunda zona de trabajo (B) comprende una serie de dispositivos de ajuste (4a) para el acomodo de los contenedores (9b) vacíos antes de ser llenados.

17. El sistema para el manejo de contenedores con carga de producto de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque, la plataforma principal tiene por lo menos cuatro cilindros neumáticos montados sobre carros de desplazamiento horizontal que corren dentro de los travesaños (25a) que definen la plataforma de operación (1 b), para trasladar la tarima de entrada (8a) de la posición de apilado en el montacargas (2) de ascenso (zona a) a la posición de apilado y llenado de contenedores en el montacargas de descenso (3) (zona W) durante los cambios de tarima.

18. El sistema para el manejo de contenedores con carga de producto de conformidad con la reivindicación 1 ; caracterizado porque, el montacargas de ascenso (2) eleva un paso la tarima de entrada conforme el brazo robotizado (4) levanta los contenedores vacíos.

19. El sistema para el manejo de contenedores con carga de producto de conformidad con la reivindicación 1 ; caracterizado porque, el montacargas de descenso (2) baja un paso la tarima de salida conforme el brazo robotizado (4) apila los contenedores vacíos.

20. Un método para el manejo de contenedores con carga de producto, el método comprende los pasos de:

recibir los empaques de producto a través de dos trenes de embolsado con la cadencia de la línea, mediante un transportador de distribución;

elevar, por medio de las aletas perpendiculares de los transportadores de movimiento continuo (1 1) ascendentes, los empaques de producto hasta las bandas transportadoras que conforman la primera zona de trabajo (A) en donde con ayuda de sensores se contabiliza las piezas en el grupo y se manda la indicación al procesador principal de grupo completo para notificar a los brazos articulados que tomen los empaques de producto de acuerdo al arreglo programado;

en donde los brazos articulados tienen la función de:

levantar los empaques de producto, por medio de un dispositivo de succión, utilizando el vacío de los compresores regenerativos para su acomodo dentro de los contenedores vacíos de acuerdo con las indicaciones del procesador principal;

y de forma paralela:

introducir la tarima de entrada cargadas de contenedores vacíos anidados a la zona del montacargas de ascenso;

elevar la tarima de entrada de contenedores vacíos anidados hasta una posición de desapilado, lo cual es indicado por un sensor que está instalado en la plataforma de operación del brazo robotizado articulado;

sujetar los contenedores vacíos utilizando un dispositivo de sujeción especial en el brazo robotizado que toma el arreglo de contenedores vacíos y los traslada desde la tarima de entrada hacia la tarima de salida para su apilado y llenado con productos de pan; en donde,

cada vez que el brazo robotizado toma una capa de contenedores vacíos en la zona de desapilado, el montacargas ascensor procede a mover hacia arriba la tarima de entrada para que la siguiente capa de contenedores se mantenga lista para la siguiente toma, mientras que el montacargas de descenso tiene la función de esperar que la capa de contenedores apilados en la tarima de salida sea llenada, por medio de los brazos articulados, con empaques de producto para proceder a descender la tarima de salida a una posición inferior y dejar el espacio para que la siguiente capa de contenedores vacíos sea colocada; y

en donde,

una vez que la tarima de salida esta completa con las capas de contenedores llenos, el montacargas de descenso se prepara para mover la tarima de salida hasta su carrera final para dejar la tarima soportada en los rieles con rodillos del armazón del bastidor principal de salida.

21 . El método de conformidad con la reivindicación 20; caracterizado porque, mientras se retira la tarima de salida de contenedores llenos, la tarima de entrada en el montacargas de ascenso pasa de estar soportada por las roquilla del montacargas a estar soportada por los cilindros neumáticos montados sobre carros de desplazamiento que corren dentro de los travesaños de la plataforma de operación para desplazar la tarima de entrada de la posición de desapilado en el montacargas de ascenso a la posición de apilado y llenado en el montacargas de descenso para comenzar el ciclo de nuevo.

22. El método de conformidad con la reivindicación 20; caracterizado porque, las tarimas se introducen y desalojan de manera semiautomática utilizando un patín mecánico o eléctrico hacia los rieles con rodillos que están a nivel de piso.

23. El método de conformidad con la reivindicación 20; caracterizado porque, las tarimas se colocan en una posición inicial sobre los rieles guía para ser centradas por un sistema neumático.

24. El método de conformidad con la reivindicación 20; caracterizado porque, las tarimas son desplazadas por medio de una cadena de arrastre sobre los rodillos de los rieles guía.

Description:
SISTEMA AUTOMATIZADO PARA EL MANEJO DE CONTENEDORES CON CARGA

DE PRODUCTO

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención pertenece al campo de la distribución de productos en donde se implementan diferentes equipos como transportadores, mecanismos electromecánicos y de servo posicionamiento, que generalmente ocupan mucho espacio dentro de una determinada área de producción. Particularmente, la presente invención se relaciona con un sistema y método configurado para realizar dentro de un mismo equipo el proceso de desapilado, encestado y apilado de contenedores en un área de trabajo reducida.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la actualidad, los sistemas de manejo de materiales empaquetados comprenden dispositivos mecánicos y robotizados que desempeñan diversas funciones, sin embargo, este tipo de sistemas están limitados a realizar funciones específicas, por lo que requieren de sistemas adicionales para completar su operación, por esta razón, para este tipo de sistemas se utilizan naves industriales de grandes dimensiones con la finalidad de alojar en su interior las distintas estaciones de trabajo requeridas. Este exceso de dimensiones repercute en una mayor inversión inicial, así como en un incremento de los gastos de operación.

En el campo de manejo de productos empaquetados como el material de panadería y bollería, este tipo de sistemas son comúnmente utilizados ya que se requieren para realizar las funciones de llenado de contenedores con empaques de producto para su posterior transporte y distribución. Los contenedores que se utilizan comúnmente para este tipo de productos vienen apilados en tarimas y deben ser retirados (desapilado) para su llenado, y una vez llenos los contenedores con un determinado producto, deben ser nuevamente apilados sobre tarimas para su distribución y venta.

Como se mencionó previamente, este tipo de sistemas son de uso común ya que en todos ellos utilizan contenedores, tarimas, bandas transportadoras, dispositivos de succión y brazos robotizados, sin embargo, en ningún sistema actual se realiza este proceso de manera simultánea dentro de una misma estación en una zona de trabajo reducida; tal y como se propone en la presente invención.

Los sistemas tradicionales ocupan mucho espacio y son complejos de operar ya que manejan el proceso por partes utilizando mecanismos como servos, los cuales cuando pierden sincronismo, son complicados de ajustar nuevamente y no manejan todos los arreglos necesarios para productos diferentes. De manera que en los sistemas tradicionales resulta complicado implementar algún arreglo de productos diferente a los preestablecidos, ya que su diseño original no lo permite a menos que se modifique para cada configuración, es decir, si el equipo fue fabricado para el manejo de tarimas solo puede manejar tarimas y no dollies como se propone en la presente invención.

De manera que la presente invención utiliza un sistema único conformado por dos montacargas, uno de ascenso y otro de descenso, que permiten acercar las tarimas y/o dollies cargadas con contenedores (apilados en el montacargas de ascenso) hasta la plataforma de trabajo del equipo, en donde un brazo robotizado y articulado tiene la capacidad de tomar al menos una capa de contenedores (más de un contenedor), por medio de un dispositivo de sujeción para posteriormente ser apilados en otra tarima o dolly vacío (en el montacargas de descenso), y para que a su vez, dichos contenedores sean llenados con empaques, utilizando por lo menos un brazo articulado automático que levanta los empaques a través de un dispositivo de succión, siendo en la modalidad preferente de la presente invención material de panadería y bollería. Por lo que gracias a la configuración de dicho equipo, el sistema de la presente invención utiliza un mínimo espacio de trabajo evitando tiempos muertos al tener la capacidad de realizar todas las operaciones de manera simultánea y en una sola estación.

Actualmente existen varias propuestas relacionadas con sistemas para el manejo de contenedores de carga de producto. Por ejemplo, la patente de los Estados Unidos US4850782 que describe un aparato de transporte, específicamente un equipo para desapilar, con un transportador para paquetes de artículos de alimentación de diferentes tamaños y pesos, y otro dispositivo como un apilador asignado a un punto de apilamiento que tiene un brazo giratorio que se puede mover verticalmente hacia arriba y hacia abajo y en cuyo extremo libre está dispuesta una cabeza de succión para sujetar y liberar los paquetes. Como se puede observar, a diferencia de la presente invención, dicha patente está limitada a sujetar o liberar directamente los paquetes provenientes de las bandas transportadoras y no tiene la capacidad de encestarlos dentro de contenedores para su posterior apilamiento. Además, dicha patente estadounidense no está configurada para manejar tarimas y/o dollies y se ve limitada a utilizar un solo tipo producto preestablecido.

Otro documento del estado de la técnica es la patente europea EP3227189 que divulga un dispositivo y método para apilar paquetes de diferentes tamaños en una tarima. Dicho dispositivo comprende medios para alimentar una tarima vacía en una estación de carga y medios para evacuar la tarima después de su carga. A diferencia de la presente invención, la patente europea EP3227189 solo tiene la capacidad de apilar productos, pero no de encestarlos, y no puede realizar las tareas de apilado y traslado de tarimas de manera simultánea como se menciona en la presente solicitud.

Otro documento del estado de la técnica es la patente china CN105800323 que comprende una línea de rodillos de transporte, una línea de rodillos de reciclaje de bandeja, un robot de transporte, un dispositivo sensor de detección de distancia, una pinza multifuncional de mano para el brazo robot, una línea de transporte de clasificación y un sistema de control maestro. De acuerdo con dicho sistema, el proceso de apilamiento robotizado para la clasificación logística de alta velocidad, la línea de rodillos de transporte de energía y la línea de rodillos de reciclaje de bandejas están dispuestas en paralelo y funcionan al mismo tiempo, la línea de rodillos de transporte se utiliza para transportar mercancías hasta el extremo frontal de un robot portador, la línea de rodillos de reciclaje de bandejas se utiliza para la reutilización de bandejas en donde se puede lograr una clasificación de alta velocidad y la pinza de mano robótica multifuncional puede agarrar productos de tipo caja que son levados a diferentes alturas. A diferencia de la presente invención, la patente china no tiene la capacidad de encestar productos dentro de contenedores y no permite reutilizar las tarimas previamente utilizadas en un proceso continuo, asimismo, en dicha patente se requiere de mayor espacio dada la utilización de tres líneas de rodillos y su sistema no está configurado para manejar diferentes tamaños de producto.

Finalmente, la patente china CN102923489 describe un sistema de apilamiento robótico compacto de cuatro estaciones. El sistema de apilamiento robótico tiene los puntos de innovación de que el sistema de apilamiento comprende una línea transportadora de productos, una línea transportadora de tarimas, un mecanismo de transporte, un robot de apilamiento y un dispositivo de suministro de tarimas vacías; la línea del transportador de tarimas tiene cuatro estaciones que están dispuestas de forma compacta y comprende específicamente una estación de suministro de tarimas, una estación de espera de tarimas, una estación de apilamiento de productos y una estación de salida de apilamiento completo. La patente china CN102923489 al igual que la presente invención utilizan equipos adaptados para ser utilizados en espacios reducidos, sin embargo, en el caso de dicha patente, los contenedores no son llenados con materiales de producto y no se reutiliza la tarima en un movimiento continuo, asimismo, no permite utilizar diversos tipos de contenedores o empaques.

Por lo que ninguno de los sistemas conocidos actualmente describe un equipo que realice todas las funciones (desapilado, llenado, apilado) de contenedores con material de producto de manera simultánea dentro de un mismo equipo, asimismo, ninguno de los brazos robotizados del estado de la técnica está configurado para utilizar una herramienta capaz de sujetar una capa de contenedores a la vez (varios contenedores), mientras se está llenando la capa de contenedores previa. Por lo tanto, la presente invención propone un sistema innovador, flexible, económico y altamente eficiente para el manejo de contenedores con diferentes características dentro de un mismo equipo, el cual a su vez, utiliza un espacio de reducidas dimensiones y está configurado para realizar de manera simultánea las tareas de manejo de tarimas o dollies y las etapas de desapilado, llenado y apilado de contenedores en un proceso continuo.

OBJETIVOS

El principal objetivo de la presente invención es: proporcionar un sistema y método de manejo de carga de producto que realiza las funciones de desapilado, llenado y apilado de contenedores en un proceso, económico, continuo, flexible y altamente eficiente.

Otro objetivo de la presente invención es: proporcionar un sistema que utiliza un equipo que cubre una zona de reducidas dimensiones con la capacidad de manejar la entrada y salida de tarimas cargadas de contenedores llenos y vacíos.

Otro objetivo de la presente invención es: proporcionar un sistema que utiliza montacargas de ascenso/descenso para gestionar el desapilado, llenado y apilado de contenedores vacíos en un espacio reducido.

Otro objetivo de la presente invención es: utilizar brazos articulados que permiten levantar los empaques de producto para ser colocados dentro de contenedores vacíos con diversas configuraciones.

Otro objetivo de la presente invención es: proporcionar un brazo robotizado equipado con un dispositivo de sujeción especial que permite tomar y depositar una capa de contenedores vacíos en una tarima soportada en el montacargas de descenso.

Otro objetivo de la presente invención es: utilizar trenes de canjilones, conformados por bandas trasportadoras, que tienen la capacidad de transportar los empaques de producto hasta la altura de la zona de estancamiento de productos para facilitar la operación de los brazos articulados.

Otro objetivo de la presente invención es: el de reutilizar la tarima de entrada en un movimiento continuo del sistema para su utilización como tarima de salida.

Otro objetivo de la presente invención es: utilizar bandas transportadoras de unión. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS O FIGURAS

Los aspectos anteriores y muchas de las ventajas concomitantes a esta invención se comprenderán mejor cuando se consulte la siguiente descripción detallada y se considere conjuntamente con los dibujos acompañantes, en los cuales:

La Figura 1 a es una vista en corte transversal del equipo que conforma el sistema para el manejo de contenedores con carga de producto.

La Figura 1 b es una vista de planta que muestra de manera general las zonas de trabajo A, B y C que conforman el sistema de la presente invención.

La Figura 2a es una vista en perspectiva que muestra la operación del dispositivo de sujeción acoplado con el brazo robotizado.

La Figura 2b es una vista detallada del dispositivo de sujeción.

La Figura 3a es una vista en perspectiva que muestra los elementos que conforman la zona de trabajo A.

La Figura 3b es una vista lateral que muestra las zonas de trabajo A y C.

La Figura 3c es una vista en perspectiva que muestra los dispositivos de succión acoplados a los brazos articulados para el llenado de empaque dentro de los contenedores.

La Figura 4a es una vista en perspectiva que muestra las bandas de unión en la parte baja de las bandas transportadoras de canjilones con las bandas transportadoras que provienen de la zona de empaquetado.

La Figura 4b es una vista en perspectiva de las bandas de unión en la parte alta de las bandas transportadoras de canjilones que permiten el transporte de empaques hacia la zona de trabajo A. La Figura 5 muestra una vista de planta de la zona de trabajo B en donde se ejemplifica el cambio de tarima para su reutilización.

La Figura 6 muestra un diagrama de flujo del método implementado en la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Como se procederá a describir a continuación, tenemos que la invención propuesta está relacionada con un sistema y método para el manejo de contenedores para su llenado con empaques de producto, principalmente, los productos relacionados con el material de panadería y bollería. La principal cualidad del sistema de la presente invención es la de poder realizar todas las funciones de una línea de llenado y manejo de contenedores convencional, que se utiliza para este tipo de productos, en un solo equipo que requiere de una sola estación de trabajo gracias al trabajo simultáneo de sus componentes.

El presente sistema tiene la ventaja de poder realizar diversas funciones de una línea de producción convencional en un espacio reducido y con elementos sencillos de bajo costo, ya que los empaques de producto que se reciben mediante dos trenes de embolsado, son agrupados y depositados para formar diferentes arreglos dependiendo del contenedor que se esté manejando en cada determinado momento; y al mismo tiempo, el sistema tiene la capacidad para recibir tarimas o dollies cargados con contenedores vacíos, para ser apilados en otra tarima o dolly mientras son llenados de manera simultánea y continua. El sistema además tiene la versatilidad de manejar tarimas y dollies para dos diferentes tipos de contenedores, principalmente, los cuales pueden ser acomodados en distintas configuraciones utilizando el mismo equipo sin realizar modificaciones.

Adicionalmente, el sistema de la presente invención utiliza brazos articulados diseñados para trabajar en espacios reducidos y que pueden manejar la longitud de cada capa de contenedores en la tarima. Por otra parte, el diseño del dispositivo sujetador (gripper) acoplado con el brazo robotizado principal cumple con el peso y el manejo de los diferentes arreglos de producto.

En resumen, el sistema de la presente invención ocupa el 70% menos de espacio que los sistemas comerciales ya que su versatilidad es muy alta para las operaciones de manejo de diferentes contenedores, arreglos, etc., tiene la flexibilidad para realizar diferentes arreglos de producto que hay, y puede aceptar otros nuevos arreglos sin cambios significativos, y los componentes del equipo son comerciales y no es difícil obtener refaccionamiento. Asimismo, el sistema está desarrollado con protocolos locales, lo que permite una fácil comprensión del sistema y por tanto su mantenimiento es menos complicado que en otros equipos.

El equipo que conforma el sistema de la presente invención se observa en la figura 1 a, en donde el bastidor o estructura de soporte principal (1) conformado por varias columnas y viguetas que definen una plataforma estable y resistente que tiene la función de alojar y soportar los diversos componentes del sistema propuesto. La estructura que define el soporte (1), está diseñada para conectar y alojar todos los componentes necesarios para cumplir la función de por lo menos tres zonas de trabajo (A), (B) y (C). Como se muestra en la figura 1 b, el sistema comprende una zona de trabajo (A) para el agrupamiento y acumulación de productos, empaques de producto para la modalidad preferente de la presente invención, una zona de trabajo (B) para el desapilado, apilado y llenado de contenedores, y una zona de trabajo (C) para el transporte de los empaques de producto. En la parte inferior del soporte (1), en el espacio definido por la zona de trabajo (A), se alojan los motores eléctricos (no mostrados) que mueven las bandas transportadoras (14) que forman parte de la zona de agrupamiento y los compresores regenerativos de aire que accionan los dispositivos de succión (mostrados más adelante), que utilizan los brazos articulados (5) para levantar los empaques de producto (12).

Adicionalmente, dos montacargas, uno de ascenso (2) y uno de descenso (3), conforman la zona de trabajo (B) para el desapilado, llenado y apilado de contenedores. Dicha zona está definida por una plataforma de operación (1 b) formada por travesaños en forma de“C” (25a, 25b). En dicha zona (B) se trabaja con los contenedores llenos (9a) y con los contenedores vacíos (9b). Dos rieles guía (7a) permiten el acceso de una tarima o dolly de entrada (8a) previamente cargada de contenedores vacíos (9b) anidados, dicha tarima (8a) se desliza sobre los rieles (7a) por medio de una serie de rodillos que la conforman hasta ser montada en las horquillas (no mostradas) del montacargas de ascenso (2), con la finalidad de que la tarima (8a) de contenedores vacíos (9b) se pueda levantar hasta la plataforma de operación (1 b) donde se encuentra soportado el brazo robotizado (4).

En un punto intermedio entre los dos montacargas (2, 3), sobre la plataforma de operación (1 b) del soporte principal (1), se localiza el brazo robotizado (4) que representa una herramienta completamente articulada que tiene la posibilidad de extenderse y girar sobre su propio eje 360°; dicho brazo robotizado (4) cumple la función de tomar y sujetar los contenedores vacíos (9b) (por capas o de manera individual), que están soportados en la tarima de entrada (8a), para posteriormente ser depositados sobre la tarima o dolly de salida (8b). La tarima de salida (8b) se encuentra soportada por las horquillas (no mostradas) del montacargas de descenso (3) mientras los contenedores vacíos (9b) son colocados sobre esta misma, para que una vez colocados, sean llenados con empaques de producto (12) para formar contenedores llenos (9a) con los empaques de producto. Los brazos articulados (5), son los encargados de llenar los contenedores vacíos (9b), una capa a la vez, de manera que cuando dicha capa ya está llena por contenedores cargados con empaques de producto (9a), una segunda capa de contenedores vacíos (9b) sea apilada sobre esta última repitiendo el ciclo. Este proceso se repetirá para cada capa de contenedores vacíos (9b) que va siendo desapilada de la tarima de entrada (8a) y colocada en la tarima de salida (8b) para su llenado con empaques (12) y su posterior apilado de contenedores llenos (9a). Cabe mencionar que el brazo robotizado (4) además tiene la función de girar los contenedores vacíos (9b), antes de su llenado y apilado, para ser colocados en su correcta posición de apilado y distribución según los parámetros preestablecidos por el operador. El brazo robotizado (4) además está programado con una lógica y sensores especiales que le permiten identificar si los contenedores vacíos (9b) se encuentran“anidados”, es decir, que están apilados en un mismo sentido, lo que implica que cada contenedor inmediato superior esté completamente incrustado dentro del contenedor anterior, lo que resulta en una separación mínima entre ambos. En este sentido, al momento de pasar los contenedores vacíos (9b) de la tarima de entrada (8a) que está en el montacargas de ascenso (2), a la tarima de salida (8b) que está en el montacargas de descenso (3), el brazo robotizado (4) identificará la posición original de cada contenedor vacío (9b) y determinará si debe mantenerlo en la misma posición o girarlo en sentido contrario a la posición del contenedor llenado anterior (9a) que ya está colocado en la tarima (8b) del montacargas de descenso (3), permitiendo que los contenedores llenos (9a) estén “apilados” en lugar de “anidados”, y de esta manera formar un espacio entre dichos contenedores (9a) lo que evita que los empaques de producto (12) dentro de los contenedores se aplasten.

Como se mencionó al comienzo de la presente descripción, el presente sistema tiene la capacidad de funcionar de manera simultánea, es decir, que conforme el brazo robotizado (4) tome una determinada capa (cierto número de contenedores) de contenedores vacíos (9b) de la tarima de entrada (8a) para ser colocada en la tarima (8b) de salida, el montacargas de ascenso (2) se elevará un paso equivalente a dicha capa retirada de la tarima (8a) mientras que el montacargas de descenso (3) bajará el mismo paso equivalente a la última capa de contenedores llenos (9a) en la tarima de salida (8b). Es importante mencionar que durante el tiempo en el que el brazo robotizado (4) mantiene levantada una determinada capa de contenedores vacíos (9b), los brazos articulados (5) se mantienen llenando los contenedores vacíos (9b) que ya están soportados en la tarima de salida (8b) hasta que dicha capa esté completada por contenedores llenos (9a).

Otra característica del presente sistema es su versatilidad que le permite adaptarse a diferentes tipos de contenedores sin importar su variación de tamaño y configuración. Esta adaptabilidad del sistema se logra gracias al dispositivo de sujeción (10), mostrado en la figura 2a, y con mayor detalle en la figura 2b, que se encuentra acoplado con el extremo libre del brazo robotizado (4). Dicho dispositivo de sujeción (10) tiene la capacidad para tomar, al menos un contenedor vacío (9b), cinco contenedores (9b) para la modalidad preferente, y mantenerlos firmemente sujetos mientras están suspendidos durante su traslado de tarima.

Una serie de dispositivos de ajuste (4a), están dispuestos en la parte interna de los travesaños (25b) que forman el marco (1 b) que rodea las tarimas (8a, 8b), para el acomodo de los contenedores (9b) cuando ya están sobre la tarima (8b), ya que dichos dispositivos de ajuste (4a) son varillas con extremos curvados que se mueven horizontalmente para empujar los contenedores (9b) hacia el centro de la tarima (8b) manteniéndolos alineados y listos para su llenado.

El dispositivo de sujeción (10) además está conformado por un armazón metálico de forma rectangular (17), ver figura 2b, que tiene dos rieles longitudinales de carga paralelos (16a, 16b) que soportan una variedad de tenazas, siendo en la modalidad preferente cinco tenazas (17a) bajo el primer riel (16a) y tres tenazas (17b) bajo el segundo riel de carga (16b). Cada tenaza (17a, 17b) tiene caras internas de material anti-derrapante con una superficie dentada (18) que mantiene los contenedores (9b) firmemente sujetos durante su elevación y traslado desde la tarima (8a) hacia la tarima (8b).

La configuración de las tenazas (17a, 17b) en el armazón (17) además permite sujetar contenedores de dos dimensiones principales, un contenedor grande de 58.8 X 78.8 X 15.5 cm y un contenedor chico de 39.4 X 58.8 X 13.5 cm., aunque pueden ser reconfiguradas para adaptarse a contenedores de diferentes dimensiones.

Con referencia a la primera zona de trabajo (A) de agrupamiento y llenado, la figura 3a muestra dos bandas transportadoras discontinuas (14) y paralelas, en donde se acumulan los empaques de producto (12) que provienen de la zona de empaquetado (no mostrada), dichas bandas transportadoras (14) están en movimiento continuo por lo que se utilizan compuertas de retención (15), mostradas en la figura 3b, dichas compuertas (15) se localizan en los bordes de las bandas transportadoras (14) para detener la trayectoria de los empaques de producto (12) mientras que la cinta de la transportadora (14) se mantiene girando.

Cada uno de los dos brazos articulados (5), en la modalidad preferente de la presente invención, están localizados en cada extremo lateral de las bandas transportadoras (14) cerca de las compuertas (15). Dichos brazos articulados (5) detectan la presencia/ausencia de los empaques de producto (12) que llegan a la primera zona de trabajo o agrupamiento (A) por medio de primeros y segundos sensores de presencia (19a, 19b) en los costados de la banda transportadora (14). Cuando los sensores (19a, 19b) detectan la presencia de empaques de producto (12), los brazos articulados (5) se activan de manera automática para llenar los contenedores vacíos (9b) que ya fueron colocadas en la tarima (8b) por el brazo robotizado (4).

Para cumplir con su tarea, cada brazo articulado (5) tiene acoplado en su extremo libre un dispositivo de succión (20), que se muestra en la figura 3c, conformado por un árbol de ventosas (21) distribuidas de cuatro en cuatro por cada rama (22), esta distribución puede variar dependiendo de los empaques. Dichas ventosas (21 ) son accionadas por compresores regenerativos para levantar por succión tantos empaques de producto (12) como sea necesario, dependiendo de la cantidad de contenedores a llenar o de la configuración y tamaño de estos últimos, cuando están detenidos en las bandas transportadoras (14) por las compuertas (15) y para su posterior acomodo dentro de los contenedores vacíos (9b) que ya fueron colocados en la tarima (8b).

Es importante mencionar que cada brazo articulado (5) del sistema de la presente invención tiene la capacidad de llenar todos los contenedores (9b) en cada determinada capa, sin embargo, en la modalidad preferente se utilizan dos brazos articulados (5) ya que, ante la falta de alguno de ellos por descompostura o mantenimiento, no se tienen repercusiones en la productividad y funcionamiento del sistema.

Al menos dos trenes de llenado paralelos conforman la tercera zona de trabajo (C), mostrados en las figuras 1 a, 1 b y 3b, están conformados por bandas transportadoras de movimiento continuo de canjilones (1 1) se configuran de manera ascendente con la finalidad de transportar los empaques de producto (12) hasta la plataforma de operación (1 b) del brazo robotizado (4). Los empaques de producto (12) son transportados desde la zona de empaquetado (no mostrada) hasta el extremo inferior de cada banda transportadora ascendente (11) en donde dichos empaques de producto (12), con la ayuda de una serie de aletas perpendiculares (13), son elevados hasta la primera zona de agrupamiento (A), definida por las bandas transportadoras (14), correspondientes a cada banda transportadora ascendente (1 1).

Al menos dos bandas de unión (23) que se muestran en la figura 1 y de manera detallada en las figuras 4a y 4b, están conformadas por cintas individuales de movimiento continuo para el desplazamiento horizontal de los empaques de producto (12), dichas bandas (13) sirven para conectar los empaques que vienen de los toboganes de distribución (24) de la zona de empaque, con las bandas transportadoras ascendentes (11) para ser posteriormente recogidos por las aletas perpendiculares (13) de estas últimas.

Dichas bandas de unión (23) están además presentes en el extremo superior de las bandas transportadoras ascendentes (11), ver figura 4b, para traspasar horizontalmente los empaques de producto (12) de las bandas transportadoras ascendentes (1 1) de la tercera zona de trabajo (C) a las bandas transportadoras (14) de la primera zona de trabajo (A).

La figura 5 finalmente muestra de manera esquemática el traslado de la tarima que se realiza en la presente invención para reutilizar la tarima de entrada (8a) que ingresa en el montacargas de ascenso (2). La estructura de la plataforma de operación (1 b) que define la segunda zona de trabajo (B) está conformada por travesaños (25a, 25b) que forman el marco de la plataforma de operación (1 b) alrededor de las tarimas de entrada (8a) y de salida (8b) cuando se encuentran a la altura de operación del brazo robotizado (4). Tal y como se mencionó en párrafos anteriores, la tarima (8a) asciende un paso a la vez que la tarima (8b) desciende el mismo paso conforme se pasan los contenedores vacíos (9b) de una tarima a la otra (de la tarima 8a a la tarima 8b), de tal manera que cuando falta una sola capa de contenedores vacíos (9b) por pasar de la tarima de entrada (8a) a la tarima de salida (8b), el brazo robotizado (4) mantiene levantada esta última capa de contenedores vacíos (9b) dejando la tarima de entrada (8a) vacía, y a su vez, la tarima vacía (8a) dejará de estar soportada por las horquillas del montacargas de ascenso (2) para ser ahora sujeta por al menos cuatro cilindros neumáticos montados sobre carros de desplazamiento horizontal (no mostrados) que corren horizontalmente dentro de los travesaños (25a) que definen la plataforma de operación (1 b). Dichos carros de desplazamiento, una vez que se mantiene la tarima (8a) firmemente sujeta, se desplazan por dentro de los travesaños (25a) con la finalidad de mover la tarima (8a) desde la posición de apilado en el montacargas (2) (zona a) hasta la posición de llenado en el montacargas (3) (zona W). De manera que la tarima (8a) que estaba originalmente soportada en el montacargas de ascenso (2) ahora ocupa el lugar de la tarima (8b) en el montacargas de descenso (3) y a partir de ese momento, la última capa de contenedores vacíos (9b) que se mantiene levantada por el brazo robotizado (4) es ahora colocada en la tarima actual (8b antes 8a) comenzando el ciclo nuevamente. Es importante mencionar que una vez que la tarima (8a) toma el lugar de la nueva tarima (8b), deja de estar soportada por los cilindros de los carros de desplazamiento para ser ahora soportada por las horquillas del montacargas de descenso (3).

En la figura 6, se muestra el diagrama de flujo del método implementado para el sistema de carga de contenedores de producto el cual consiste en:

• Transportadores de recepción de producto.

• Transportadores de elevación de producto.

• Transportadores de agrupamiento de producto.

• Al menos 2 brazos articulados de 1 8m de alcance.

· 2 compresores regenerativos.

• Montacargas de ascenso de tarima con contenedores vacíos.

• Montacargas de descenso de tarima con contenedores llenos.

• Brazo robotizado articulado de 25 kgs de peso y 3 m de alcance. • Plataforma de operaciones con marco para toma de capas de contenedores y área de depositado de capas de contenedores, para colocación de producto.

• Cadenas de arrastre con empujadores para entrada y salida de tarimas de la zona de montacargas de ascenso y descenso.

• Tableros de cada brazo articulado.

• Tablero principal.

Las etapas principales que componen el sistema son principalmente 4: entrada de empaques de producto, entrada de tarima con contenedores vacíos, desapilado de contenedores, apilado de contenedores y carga de producto, salida de tarima con contenedores y producto.

Los empaques de producto se reciben (100) a través de dos trenes de embolsado (producto envuelto de la zona de empaquetado) con la cadencia de la línea mediante un transportador de canjilones se eleva (101) el producto hasta la altura de zona de agrupamiento (A) de empaques a la misma altura que la plataforma de operación del brazo robotizado; a esa altura el producto es recibido (102) por un transportador con sensores que contabiliza (103) las piezas en el grupo y manda (104) la indicación al procesador principal de grupo completo para notificar (105) a los brazos articulados que tomen (106) el producto de acuerdo al arreglo programado. Conforme se van formando los grupos de producto, los brazos articulados de la zona de agrupamiento (A) levantan (107) los empaques de producto utilizando el vacío de los compresores regenerativos y lo mueven (108) hacia los contenedores vacíos de acuerdo a las indicaciones que les dé el procesador principal (# contenedor y posición). Es de vital importancia la coordinación que se tenga entre los brazos articulados para evitar alguna colisión de producto y el dispositivo sujetador.

De forma paralela (por otra parte), se reciben (109) en la zona de trabajo (B) las tarimas con contenedores vacíos y se meten (1 10) de manera semiautomática, ya sea utilizando un patín mecánico o eléctrico, hacia los rieles con rodillos que están a nivel de piso. Las tarimas se dejan en una posición inicial y ahí son centrados por un sistema neumático, una vez hecho esto, a través de una cadena de arrastre (que tiene un empujador) las tarimas son introducidas (1 1 1) a la zona del montacargas de ascenso (una tarima a la vez). Cuando el montacargas de ascenso tiene una tarima presente, este empieza a elevar (1 12) los contenedores vacíos hasta una posición de desapilado, la cual es indicada por un sensor que está instalado en la plataforma de operación. En ese momento, el brazo articulado (de 25 kg de capacidad de carga), utilizando un dispositivo sujetador especial, toma (1 13) el arreglo de contenedores en la tarima de entrada (capa por capa) y los pasa (1 14) a la tarima de salida en una segunda área para su llenado (1 15) de producto y apilado. Cada que el brazo articulado dejo una capa de contenedores en la tarima de salida de la zona de apilado, el montacargas ascensor mueve (1 16) la tarima de entrada hacia arriba dejando la siguiente capa lista para la siguiente toma. Mientras tanto la tarima de salida en el montacargas de descenso espera (1 17) a que la capa de contenedores colocados sea llenada (1 18) con producto (colocado por los dos brazos articulados previamente descritos), para descender (1 19) una posición inferior y dejar (120) el espacio para que la siguiente capa de contenedores vacíos sea colocada.

La sincronización entre los brazos articulados de llenado de producto, el brazo robotizado articulado que maneja las capas de los contenedores, el montacargas de ascenso y descenso es de vital importancia que se dé con precisión para que pueda darse la labor de desapilado, llenado y apilado.

Una vez que la tarima de salida esta completa, con las capas de contenedores llenos (de acuerdo a lo programado), el montacargas de descenso se mueve (121) hasta su carrera final para dejar la tarima de salida soportada en los rieles guía con rodillos en el armazón del bastidor principal de salida de tarima, y enseguida, dicha tarima es desalojada (122) mediante una cadena de arrastre y un empujador a una zona confiable, donde pueda ser tomada por un patín mecánico o eléctrico.

Mientras se retira la tarima de salida de contenedores llenos, la tarima de entrada en el montacargas de ascenso se desprende de las horquillas del montacargas y permanece soportada (123) por cilindros neumáticos que conforman los carros de desplazamiento que corren dentro de los travesaños de la plataforma de operación. Una vez soportada la tarima de entrada, los carros de desplazamiento de disponen a mover (124) dicha tarima de la posición de desapilado en el montacargas de ascenso a la posición de apilado y llenado en el montacargas de descenso para comenzar el ciclo de nuevo.

Aunque se han mostrado y descrito modalidades preferidas, alguien con experiencia en la técnica puede hacer modificaciones a las mismas sin alejarse del alcance o de las enseñanzas en la presente. Las modalidades descritas aquí son únicamente de ejemplo y no son limitantes.

Son posibles muchas variaciones y modificaciones de la configuración del sistema y los métodos de realizarlo, todas estas variaciones están dentro del alcance de la invención.

Son posibles también variaciones y modificaciones al sistema, como la eliminación de algunos de los procesos descritos o agregar alguna función al sistema. Todas estas variaciones están dentro del alcance de la invención.

Por ejemplo, pueden variarse los sistemas de llenado, el tipo de montacargas, el tamaño, forma y material de los contenedores, el material de los dispositivos de sujeción y las funciones, posición y ubicación del brazo robotizado, así como el número de contenedores que sostiene la herramienta de sujeción. Otros aditamentos como las escaleras y pasillos de servicio también pueden ser contemplados sin limitarse a su utilización. Consecuentemente, el alcance de protección no se limita a las modalidades descritas en la presente, sino que sólo está limitado por las reivindicaciones siguientes, cuyo alcance incluirá todos los equivalentes de la materia objeto de las reivindicaciones.