IZQUIERDO EREÑO, Eneko (Bº Garagartza 51, OÑATI, E-20560, ES)
UGARTE BARRENA, Josu (Bº Garagartza 51, OÑATI, E-20560, ES)
IZQUIERDO EREÑO, Eneko (Bº Garagartza 51, OÑATI, E-20560, ES)
| R E I V I N D I C A C I O N E S 1.- Método de carga de recipientes (3, 4) que comprenden al menos un primer alojamiento vacío (31 , 41 ) y un segundo alojamiento vacío (32, 42) configurados para recibir un objeto a cargar , siendo los citados recipientes (3, 4) desplazables intermitentemente por unos medios de desplazamiento de forma que los recipientes (3, 4) pueden ocupar una primera posición de reposo (1 ), durante un tiempo de reposo tr, y pueden desplazarse, durante un tiempo de avance ta, desde Ia primera posición de reposo (1 ) hasta al menos una segunda posición de reposo (2), realizándose dicho desplazamiento de los recipientes (3, 4) con una velocidad variable a Io largo del tiempo de avance ta, realizándose Ia carga del objeto a cargar mediante al menos un manipulador que puede recoger el objeto a cargar de una zona de recogida (5) que comprende al menos un objeto (a, b, c, d) y entregarlo en una posición de carga (1 1 , 12, 21 , 22) que coincide con uno de los alojamientos vacíos (31 , 32) (41 , 42) de uno de los recipientes (3, 4) caracterizado porque comprende las siguientes fases: Calcular un tiempo disponible td correspondiente al tiempo necesario para que un alojamiento vacío (31 , 32, 41 , 42) de un recipiente (3, 4) alcance una posición de carga (1 1 , 12, 21 , 22), Calcular para cada uno de los citados al menos un objeto (a, b, c, d): - un tiempo de posicionado tp1 1 necesario para que el manipulador alcance una primera posición de carga (1 1 ) que coincide con Ia posición de un primer alojamiento vacío (31 , 41 ) de un recipiente (3, 4), - un tiempo de posicionado tp12 necesario para que el manipulador alcance una segunda posición de carga (12) que coincide con Ia posición de un segundo alojamiento vacío (32, 42) de un recipiente (3, 4), - un tiempo de posicionado tp21 necesario para que el manipulador alcance una tercera posición de carga (21 ) que coincide con Ia posición de un primer alojamiento vacío (31 , 41 ) de un recipiente (3, 4), - un tiempo de posicionado tp22 necesario para que el manipulador alcance una cuarta posición de carga (22) que coincide con Ia posición de un segundo alojamiento vacío (32, 42) de un recipiente (3, 4), Comparar el tiempo disponible td con los tiempos de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 y tp22 de cada uno de los al menos un objeto (a, b, c, d) en cada una de las posiciones de carga (1 1 , 12, 21 , 22), para determinar una posición de carga (1 1 , 12, 21 , 22) del manipulador y un objeto a cargar (a, b, c, d) cuyo tiempo de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 o tp22 sea más próximo al tiempo disponible td, entregar dicho objeto (a, b, c, d) en dicha posición de carga (1 1 , 12, 21 , 22). 2.- Método según reivindicación 1 , según el cual el manipulador se desplaza desde Ia posición de recogida hasta Ia posición de carga siguiendo una trayectoria rectilínea. 3.- Método según reivindicaciones anteriores, en el cual Ia posición de carga (1 1 , 12, 21 , 22) coincide con Ia posición de un alojamiento vacío (31 , 32, 41 , 42) de un recipiente en una posición de reposo (1 , 2). 4.- Método según Ia reivindicación 3, en el cual el tiempo disponible td, y los tiempos de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 y tp22 se calculan a partir de Ia detección del inicio del movimiento del los recipientes (3, 4) entre Ia primera posición de reposo (1 ) y Ia, al menos una, segunda posición de reposo (2). 5.- Método de carga, según reivindicación 3, en el cual el tiempo disponible td se calcula como Ia suma del tiempo de avance ta y un tiempo restante tres para que se inicie el movimiento del los recipientes (3, 4) entre Ia primera posición de reposo (1 ) y Ia, al menos una, segunda posición de reposo (2). 6.- Método de carga, según reivindicación 5, en el cual cuando el tiempo restante tres es mayor que alguno de los tiempos de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 , tp22, se determina el objeto a recoger y Ia posición de entrega correspondiente al tiempo de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 , tp22 que sea más próximo al tiempo restante tres- 7.- Método de carga, según reivindicación 1 ó 2, en el cual Ia posición de carga (1 1 , 12, 21 , 22) corresponde a una posición de un alojamiento vacío (31 , 32, 41 , 42) entre Ia primera posición de reposo (1 ) y Ia segunda posición de reposo (2). 8.- Método según Ia reivindicación 7 en el cual en el cual el tiempo disponible td se calcula como Ia suma del tiempo de avance ta y un tiempo restante tres para que se inicie el movimiento de los recipientes (3, 4) entre Ia primera posición de reposo (1 ) y Ia, al menos una, segunda posición de reposo (2), siendo el tiempo disponible td mayor que los tiempos de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 y tp22 y el tiempo restante tres menor que el tiempo de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 , tp22. 9.- Método según reivindicación 8 en el cual el manipulador realiza Ia entrega del al menos un objeto (a, b, c, d) en Ia posición de carga (1 1 , 12, 21 , 22) con una velocidad relativa sustancialmente nula respecto del recipiente (3, 4) y una dirección de desplazamiento sustancialmente paralela a Ia dirección de avance del recipiente (3, 4). 10.- Método, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende realizar un seguimiento de Ia trayectoria de los alojamientos (31 , 32, 41 y 42) cuando el tiempo de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 y tp22 es menor que el tiempo disponible td. 1 1 .- Método de carga según reivindicación 10 en el cual el seguimiento de Ia trayectoria comprende un primer desplazamiento del manipulador que consiste en un desplazamiento en línea recta hasta una posición próxima al alojamiento (31 , 32, 41 , 42) y un segundo desplazamiento del manipulador que consiste en un seguimiento de Ia posición del alojamiento (31 , 32, 41 , 42). 12.- Método de carga según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el cual Ia zona de recogida (5) esta comprendida dentro de un área de trabajo (6) del citado al menos un manipulador. 13.- Máquina de envasado que comprende unos medios de desplazamiento que pueden desplazar intermitentemente recipientes (3, 4) de forma que los recipientes (3, 4) pueden ocupar una primera posición de reposo (1 ), durante un tiempo de reposo tr, y pueden desplazarse, durante un tiempo de avance ta, desde Ia primera posición de reposo (1 ) hasta al menos una segunda posición de reposo (2), realizándose dicho desplazamiento de los recipientes (3, 4) con una velocidad variable a Io largo del tiempo de avance ta, comprendiendo los recipientes (3, 4) al menos un primer alojamiento (31 , 41 ) y un segundo alojamiento (32, 42) configurados para recibir un objeto a cargar (a, b, c, d), comprendiendo Ia citada máquina al menos un manipulador que puede recoger un objeto a cargar (a, b, c, d) de una zona de recogida que comprende al menos un objeto (a, b, c, d) y entregarlo en uno de los alojamientos (31 , 32, 41 , 42) de uno de los recipientes (1 , 2), caracterizado porque comprende un sistema de control y unos medios de comunicación entre los medios de desplazamiento y el al menos un manipulador, configurados de forma que el al menos un objeto a cargar (a, b, c, d) se deposita en uno de los alojamientos vacíos (31 , 32, 41 , 42) de acuerdo a un método de carga según cualquiera de las reivindicaciones anteriores. 14.- Máquina de envasado según reivindicación 13, que comprende una estación de termoconformado y/o termosellado. |
D E S C R I P C I Ó N
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se engloba en el campo de los dispositivos y métodos de carga de productos en recipientes o envases que se desplazan movidos por unos medios de desplazamiento y, más concretamente, recipientes que avanzan intermitentemente y en los cuales Ia carga de los productos se realiza mediante manipuladores.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En muchos procesos de envasado el movimiento de los recipientes a Io largo de Ia instalación se realiza de forma intermitente debido a los procesos de transformación (como por ejemplo, formado o sellado) que sufre el envase en las distintas estaciones o máquinas. Este movimiento intermitente dificulta Ia carga eficiente de los productos en los envases o recipientes ya que una vez iniciado el movimiento de carga el envase o recipiente no puede avanzar hasta que Ia carga se haya completado, produciéndose un tiempo muerto en el proceso de envasado.
Generalmente los productos a cargar llegan por una cinta transportadora paralela a Ia estación de carga de Ia máquina, donde cada vez es más común encontrarse a robots que realizan Ia carga del producto en las alojamientos del recipiente o envase. Estos robots cogen un producto o un conjunto de productos de dichas cintas y Io entregan en los alojamientos del recipiente o envase previamente formado. Es habitual también que los productos avancen en dirección contraria al avance de los envases (counter flow), aunque también se conocen instalaciones en las cuales los productos avanzan en Ia misma dirección de avance de los envases.
Actualmente, Ia carga se realiza con el recipiente o envase parado (en las pausas del movimiento intermitente durante las cuales se realizan entre otras las operaciones de formado, llenado, sellado, corte y extracción, en las subsiguientes partes de Ia máquina) y el envase o recipiente puede comprender varias alojamientos que deberían llenarse durante Ia citada pausa en el avance del recipiente. Así por ejemplo si el envase a llenar tiene cuatro alojamientos y el manipulador solo ha podido llenar 3 de las 4 alojamientos en el ciclo actual (pausa del movimiento intermitente) pero no ha tenido tiempo para llenar el cuarto alojamiento, Ia máquina deberá retrasar su avance hasta que el robot entregue el último producto en el alojamiento correspondiente (por ejemplo en el cuarto alojamiento). Este retraso en el avance supone una reducción de Ia productividad de Ia máquina debido a Ia acumulación de tiempos de retraso.
Para evitar estos retrasos o tiempos muertos, existen alternativas basadas en que el robot siga al envase durante su avance.
Una solución a este problema consiste en evitar que Ia máquina permanezca parada hasta que todos los productos han sido cargados en sus alojamientos, haciendo que el manipulador se mueva siguiendo el alojamiento a llenar durante el avance de Ia máquina y realizando Ia carga con el envase en movimiento. Esto es muy habitual en procesos continuos, por ejemplo, en el sector de Ia automoción.
Sin embargo, en ciertas máquinas del sector del envasado, como por ejemplo las máquinas termoformadoras, durante el avance de los envases no se realiza ninguna transformación que aporte un valor añadido al envase/producto, por Io que conviene que los desplazamientos de una estación de Ia máquina a otra se realicen Io más rápido posible para eliminar estos tiempos muertos. Por ello, en estos casos las velocidades de avance de Ia máquina y por tanto de los envases siguen una curva muy pronunciada de aceleración-deceleración. En este caso el recorrido que realiza el robot mientras sigue a un alojamiento del envase en movimiento para depositar el producto es muy largo ya que el robot irá variando su vector de dirección a medida que detecta punto por punto las nuevas posiciones del alojamiento. Como resultado el manipulador seguirá una trayectoria curva, vista en planta, que Ie supone un mayor tiempo y espacio recorrido para alcanzar el alojamiento donde depositará finalmente el producto, llegando a darse el caso en que el robot llega al alojamiento una vez ha finalizado el avance, o incluso más tarde en las máquinas muy rápidas. Por Io tanto, en este caso, el recorrido del robot no está optimizado y el tiempo en exceso supone una disminución de Ia productividad del robot.
La presente invención pretende optimizar Ia productividad de Ia máquina y optimizar también el tiempo en exceso empleado por el robot para aumentar su productividad.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Es objeto de Ia invención un método de carga de recipientes que comprenden al menos un primer alojamiento vacío y un segundo alojamiento vacío configurados para recibir un objeto a cargar, siendo los citados recipientes desplazables intermitentemente por unos medios de desplazamiento de forma que los recipientes pueden ocupar una primera posición de reposo, durante un tiempo de reposo tr, y pueden desplazarse, durante un tiempo de avance ta, desde Ia primera posición de reposo hasta al menos una segunda posición de reposo. El desplazamiento de los recipientes se realiza con una velocidad variable (una velocidad con una aceleración no constante) a Io largo del tiempo de avance ta. La carga del objeto se realiza mediante al menos un manipulador (por ejemplo un robot) que puede recoger el objeto a cargar de una zona de recogida, que comprende al menos un objeto, y entregarlo en una posición de carga que coincide con uno de los alojamientos vacíos de uno de los recipientes. Una zona de recogida es una posición dentro del área de trabajo del manipulador donde se encuentra el objeto o los objetos que son recogidos para su posterior carga. Los objetos a recoger pueden estar por ejemplo en un almacén de productos, o en una cinta de transporte que desplaza los objetos a una velocidad determinada. Una posición de carga es una posición que está dentro del área de trabajo del manipulador y en Ia que está prevista Ia entrega de productos, pudiendo alcanzar el manipulador por ejemplo cuatro posiciones de carga distintas (primera, segunda, tercera y cuarta posición de carga) y estas posiciones de carga coinciden espacialmente con Ia situación de alguno de los alojamientos vacíos de uno de los recipientes, de forma recipientes, de forma que Ia carga del manipulador en una posición de carga produce Ia carga del producto en un alojamiento de un envase.
El método de Ia invención comprende las siguientes fases:
Calcular un tiempo disponible td correspondiente al tiempo necesario para que un alojamiento vacío de un recipiente alcance una posición de carga,
Calcular para cada uno de los citados al menos un objeto (comprendidos en Ia zona de recogida en el momento de Ia recogida):
- un tiempo de posicionado tp1 1 necesario para que el manipulador alcance una primera posición de carga que coincide con Ia posición de un primer alojamiento vacío de un recipiente,
- un tiempo de posicionado tp12 necesario para que el manipulador alcance una segunda posición de carga que coincide con Ia posición de un segundo alojamiento vacío de un recipiente,
- un tiempo de posicionado tp21 necesario para que el manipulador alcance una tercera posición de carga que coincide con Ia posición de un primer alojamiento vacío de un recipiente,
- un tiempo de posicionado tp22 necesario para que el manipulador alcance una cuarta posición de carga que coincide con Ia posición de un segundo alojamiento vacío de un recipiente.
A continuación se compara el tiempo disponible td con los tiempos de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 y tp22 de cada uno de los al menos un objeto (a, b, c, d) en cada una de las posiciones de carga (1 1 , 12, 21 , 22), para determinar un objeto a recoger y una posición de carga cuyo tiempo de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 o tp22 sea más próximo al tiempo disponible td.
Finalmente, el manipulador entrega dicho objeto en dicha posición de recogida (después de recoger el objeto de Ia posición de recogida).
De acuerdo con el método de Ia invención, se tiene en cuenta el movimiento de los recipientes entre una primera posición de reposo y una segunda posición de reposo; y más concretamente, el tiempo necesario para que los alojamientos vacíos de los recipientes lleguen a una posición de carga. En base a este dato se calcula y se decide qué objeto se va a recoger (en caso de que haya más de un objeto en Ia zona de recogida) y en qué posición de carga va a realizar el manipulador Ia entrega del objeto, posición de carga que, obviamente, coincidirá con un alojamiento vacío de un recipiente.
Para ello, se calculan los tiempos de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 y tp22 de cada objeto (el tiempo que necesita el manipulador en Ia posición actual, para recoger cada uno de los objetos comprendidos en Ia zona de recogida y llevarlos a cada alojamiento vacío en las posibles posiciones de carga preestablecidas) y compara estos tiempos con el tiempo disponible td (el tiempo necesario para que el alojamiento vacío del recipiente alcance una posición de carga). Entre los posibles objetos a recoger y las posibles posiciones de carga donde depositar los objetos, se elegirá un objeto y se depositará en una posición de carga, cuyo tiempo de posicionado más se aproxime al tiempo disponible. Es decir, el manipulador recogerá un objeto y Io cargará en una posición de carga basándose en cuál de todos los tiempos de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 y tp22, calculado para cada objeto y para cada una de las posiciones de carga, es más próximo al tiempo disponible td. Este cálculo se realiza constantemente, de forma que el manipulador elige los objetos a recoger y realiza las cargas de dichos objetos optimizando siempre el tiempo de posicionado necesario, en lugar de mantener una secuencia preestablecida a Ia hora de recoger los objetos a cargar, o una orden de carga preestablecida en una posición de carga sin tener en cuenta los desajustes entre el tiempo de posicionado del manipulador y el movimiento del recipiente.
El manipulador puede desplazarse desde Ia posición de recogida hasta Ia posición de carga siguiendo una trayectoria rectilínea, visto desde arriba, para minimizar los tiempos de posicionado. La primera, segunda, tercera y cuarta posiciones de carga pueden coincidir con Ia posición de un alojamiento vacío de un recipiente en Ia primera o segunda posición de reposo, de forma que Ia carga de los productos se realice cuando los recipientes están en reposo, o bien pueden coincidir con posiciones intermedias entre Ia primera y segunda posición de reposo, de forma que Ia carga se realiza durante en avance de los recipientes.
El método de Ia invención puede comprender realizar un seguimiento de Ia trayectoria de los alojamientos cuando hay un cierto desfase entre Ia posición de carga (teórica) y Ia posición de los alojamientos vacíos, o bien cuando los tiempos de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 y tp22 son menores que el tiempo disponible td, es decir, en estas condiciones el método de invención comprendería un seguimiento (tracking) de los alojamientos. Este seguimiento de Ia trayectoria puede comprender un primer desplazamiento del manipulador que consiste en un desplazamiento en línea recta, vista en planta, hasta una posición próxima al alojamiento y un segundo desplazamiento del manipulador que consiste en un seguimiento de Ia posición del alojamiento. En los casos que el producto se deposita en un alojamiento de un recipiente todavía en movimiento, el manipulador adapta su velocidad y dirección a las del recipiente en el momento de Ia entrega.
Es también objeto de Ia invención una máquina de envasado que comprende unos medios de desplazamiento que pueden desplazar intermitentemente recipientes de forma que los recipientes pueden ocupar una primera posición de reposo, durante un tiempo de reposo tr, y pueden desplazarse, durante un tiempo de avance ta, desde Ia primera posición de reposo hasta al menos una segunda posición de reposo, realizándose dicho desplazamiento de los recipientes con una velocidad variable a Io largo del tiempo de avance ta. Los recipientes comprenden al menos, un primer alojamiento y un segundo alojamiento configurados para recibir un objeto a cargar, comprendiendo Ia citada máquina al menos un manipulador que puede recoger un objeto a cargar de una zona de recogida que comprende al menos un objeto, y entregarlo en uno de los alojamientos de uno de los recipientes. La máquina comprende además un sistema de control y unos medios de comunicación entre los medios de desplazamiento y el el al menos un manipulador, configurados de forma que el al menos un objeto a cargar se deposita en uno de los alojamientos vacíos de acuerdo a un método de carga según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
La máquina de envasado puede comprender una estación de termoconformado y/o termosellado.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar Ia descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado Io siguiente:
La figura 1.- muestra una representación esquemática de dos recipientes (3, 4) que comprenden alojamientos vacíos (31 , 32) (41 , 42) encontrándose el recipiente (4) en Ia primera posición de reposo (1 ) y los alojamientos (41 y 42) coincidiendo con las posiciones de carga (1 1 , 12) del manipulador.
La figura 2.- muestra una representación esquemática similar a Ia de Ia figura 1 , en Ia cual los recipientes (3) y (4) han avanzado encontrándose el recipiente (3) en Ia primera posición de reposo (1 ) y el recipiente (4) en Ia segunda posición de reposo (2). En esta situación los alojamientos (31 y 32) coinciden con las posiciones de carga (1 1 y 12) y los alojamientos (41 , 42) coinciden con las posiciones de carga (21 , 22).
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
De acuerdo con una realización mostrada en las figuras 1 y 2 el método de Ia invención permite Ia carga de productos (a, b, c, d) en alojamientos vacíos (31 , 41 , 32, 42) de recipientes (3, 4). Los citados recipientes (3, 4) se desplazan intermitentemente por unos medios de desplazamiento de forma que los recipientes (3, 4) pueden ocupar una primera posición de reposo (1 ), durante un tiempo de reposo tr, y pueden desplazarse, durante un tiempo de avance ta, desde Ia primera posición de reposo (1 ) hasta, al menos una segunda posición de reposo (2). El desplazamiento de los recipientes (3, 4) se realiza con una velocidad variable a Io largo del tiempo de avance ta, realizándose Ia carga del objeto (a, b, c, d) mediante al menos un manipulador que puede recoger el objeto a cargar de una zona de recogida (5) que comprende al menos un objeto (a, b, c, d), y entregarlo en una posición de carga (1 1 , 12, 21 , 22) que coincide con uno de los alojamientos vacíos (31 , 32) (41 , 42) de uno de los recipientes (3, 4). La zona de recogida se encuentra comprendida dentro de Ia zona de trabajo (6) del manipulador o manipuladores. Las posiciones de carga (1 1 , 12, 21 , 22) pueden coincidir con Ia posición de las alojamientos vacíos (31 , 32, 41 , 42) en Ia primera posición de reposo (1 ) y en Ia segunda posición de reposo (2) tal y como se muestra en las figuras 1 y 2, o bien pueden encontrarse en un punto intermedio entre Ia primera y Ia segunda posición de reposo (1 , 2) por donde se desplazan las alojamientos (31 , 32, 41 , 42) de los recipientes (3, 4) durante el avance de Ia máquina. En una realización preferencial y no excluyente de Ia presente invención, se muestra una zona de recogida que comprende una cinta transportadora (5) sobre Ia que se mueven a velocidad constante y en dirección contraria al avance de Ia máquina unos objetos a recoger (a, b, c, d). En dicha cinta transportadora (5) se pueden encontrar uno o más objetos (d) fuera de Ia zona de trabajo del manipulador tal y como se aprecia en Ia figura 1 . Sin embargo, dichos objetos (d) ubicados inicialmente fuera de Ia zona de trabajo del manipulador, pueden llegar a desplazarse hasta Ia zona de trabajo (6) del manipulador, de tal forma que aquellos objetos (d) que puedan alcanzar dicha zona de trabajo (6) cuando el manipulador se disponga a realizar Ia recogida, también serán tenidos en cuenta a Ia hora de realizar los cálculos de los tiempos de posicionado.
En otras realizaciones Ia zona de recogida puede comprender un número diferente de productos o incluso un solo producto. Asimismo los recipientes (3, 4) pueden comprender diferente número de alojamientos vacíos (por ejemplo 4, 6 etc). En las figuras se han representado únicamente dos posiciones de reposo (1 ,2) para los recipientes (3, 4) pero estas posiciones de reposo pueden comprender una tercera o más posiciones de reposo.
El método comprende las siguientes fases:
1 - Calcular un tiempo disponible td correspondiente al tiempo necesario para que un alojamiento vacío (31 , 32, 41 , 42) de un recipiente (3, 4) alcance una posición de carga (1 1 , 12, 21 , 22),
2- Calcular para cada uno de los citados al menos un objeto (a, b, c, d): a) un tiempo de posicionado tp1 1 necesario para que el manipulador alcance una primera posición de carga (1 1 ) que coincide con Ia posición de un primer alojamiento vacío (31 , 41 ) de un recipiente (3, 4). Se obtendrían los tiempos de posicionado tp1 1 a, tp1 1 b, tp1 1 c y tp1 1 d b) un tiempo de posicionado tp12 necesario para que el manipulador alcance una segunda posición de carga (12) que coincide con Ia posición de un segundo alojamiento vacío (32, 42) de un recipiente (3, 4). Se obtendrían los tiempos de posicionado tp12a, tp12b, tp12c y tp12d
c) un tiempo de posicionado tp21 necesario para que el manipulador alcance una tercera posición de carga (21 ) que coincide con Ia posición de un primer alojamiento vacío (31 , 41 ) de un recipiente (3, 4). Se obtendrían los tiempos de posicionado tp21 a, tp21 b, tp21 c y tp21 d
d) un tiempo de posicionado tp22 necesario para que el manipulador alcance una cuarta posición de carga (22) que coincide con Ia posición de un segundo alojamiento vacío (32, 42) de un recipiente (3, 4). Se obtendrían los tiempos de posicionado tp22a, tp22b, tp22c y tp22d 3- Comparar el tiempo disponible td con los tiempos de posicionado tp1 1 a, tp12a, tp21 a, tp22a tp1 1 b, tp12b, tp21 b, tp22b tp1 1c, tp12c, tp21c, tp22c tp1 1 d, tp12d, tp21 d, tp22d para determinar una posición de carga (1 1 , 12, 21 , 22) del manipulador y un objeto a cargar (a, b, c, d) cuyo tiempo de posicionado sea más próximo al tiempo disponible td. Es decir se decide cuál de los objetos (a, b, c, d) se va a recoger y en qué alojamiento se realiza Ia carga del objeto.
A- Entregar dicho objeto (a, b, c, d) en dicha posición de carga (1 1 , 12, 21 , 22).
En una primera realización el tiempo disponible td, y los tiempos de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 y tp22, de cada objeto (a, b, c, d) pueden calcularse a partir de Ia detección del inicio del movimiento de los recipientes (3, 4) entre una primera posición de reposo (1 ) y Ia, al menos una, segunda posición de reposo (2). Este caso es aplicable, por ejemplo, cuando un operario puede forzar el inicio del avance de Ia máquina, o bien cuando es difícil establecer con exactitud el comportamiento del avance de Ia máquina y los productos han de ser cargados en las posiciones de reposo.
En esta realización, entre avance y avance de Ia máquina, el manipulador va introduciendo los productos en los diferentes alojamientos vacíos, realizando Ia carga de los productos con los recipientes parados, pero por ejemplo puede iniciarse el avance del recipiente cuando el manipulador ha terminado de cargar uno de los dos alojamientos de un recipiente, y está procediendo a llenar el segundo. A diferencia del estado del arte, en el momento que el manipulador detecta que se produce el avance en Ia máquina (y consecuentemente, el de los recipientes), recalculará Ia posición de entrega y se dirigirá directamente al alojamiento vacío que corresponda, sin realizar un seguimiento del alojamiento que pretendía cargar. De igual manera, si el avance de Ia máquina se produce cuando el manipulador se dirige a recoger un objeto (a, b, c, d), se recalcularán los tiempos de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 , tp22 de todos los objetos que en el momento de Ia recogida se encuentren en el área de trabajo (6), y se determinará el objeto a recoger y Ia posición de carga donde depositarlo, en función de cuál de todos los tiempos de posicionado tp1 1 a, tp12a, tp21 a, tp22a tp21 a, tp22a tp1 1 b, tp12b, tp21 b, tp22b tp1 1c, tp12c, tp21c, tp22c tp1 1d, tp12d, tp21 d, tp22d se parezca más al tiempo disponible td.
Pongamos por ejemplo que el manipulador recoge un objeto a cargar y que inicia el movimiento hacia una posición de carga objetivo (1 1 , 12, 21 , 22), correspondiente a un alojamiento vacío (31 , 41 , 32, 42) de un recipiente (3, 4). En esta realización, cuando se detecta el inicio del avance de Ia máquina, se calculan los nuevos tiempos de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 y tp22 teniendo en cuenta Ia posición actual del manipulador, y se re-calcula Ia posición de carga (1 1 , 12, 21 , 22) comparando dichos tiempos de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 y tp22, con el tiempo que los recipientes necesitarán para alcanzar las posiciones de reposo (el tiempo disponible td hasta finalizar el avance de Ia máquina). A partir de este cálculo se decide si mantener Ia posición de carga objetivo, realizar Ia entrega del producto en una nueva posición de carga, o bien si se elige otra posición de carga atendiendo a criterios de lejanía sobre el radio de acción del manipulador, completar el llenado de todas las alojamientos, u otros.
En este caso, el manipulador puede optar por no variar su trayectoria, realizando Ia entrega en Ia misma posición de carga (1 1 , 12, 21 , 22) que antes del avance de Ia máquina, y depositar el producto en un nuevo alojamiento vacío que ocupará el lugar del alojamiento vacío que ha avanzado a una segunda posición de reposo; también puede variar su trayectoria y dirigirse a una nueva posición de carga que se corresponda con Ia nueva posición que ocupará el alojamiento vacío objetivo, una vez finalizado el avance de Ia máquina (dirigiéndose directamente a Ia posición final de dicho alojamiento sin hacer un seguimiento del mismo durante el avance); o bien, puede optar por realizar Ia entrega del objeto en una posición de carga donde se encuentre cualquier otro alojamiento vacío, en cuyo caso también, se dirigirá directamente a Ia posición de carga definitiva, en vez de hacer un seguimiento o una trayectoria curva durante el avance de Ia máquina.
Siguiendo con el ejemplo anterior, en el caso de que al detectarse el avance de Ia máquina, el tiempo de posicionado más similar al tiempo disponible td se corresponda con el tiempo necesario para alcanzar Ia misma posición de carga objetivo antes de iniciarse movimiento de avance, el alojamiento donde se pretendía realizar Ia entrega antes del avance seguirá vacío en una segunda posición de carga, ya que el producto se depositará en el alojamiento vacío de otro recipiente que alcanzará Ia posición objetivo tras el avance de Ia máquina. De igual manera, si al detectar el avance de Ia máquina, el tiempo disponible td se corresponde con el tiempo que necesita el manipulador en alcanzar desde su posición actual Ia nueva posición que ocupará el alojamiento objetivo tras el avance de Ia máquina, el manipulador se dirigirá directamente a Ia nueva posición de carga (sin realizar un seguimiento del alojamiento). Y por Ia misma lógica, también puede darse el caso en que el nuevo alojamiento objetivo sea diferente a cualquiera de las arriba explicadas, o incluso que primen otros criterios de carga que pueden combinarse con el método de Ia presente invención, como por ejemplo completar el llenado de todos los alojamientos antes de que salgan del área de trabajo (6) del manipulador, criterios de lejanía sobre el radio de acción del manipulador, u otros.
Cuando en el caso del ejemplo anterior, se detecta el movimiento de avance de Ia máquina sin que el manipulador tenga ningún objeto para cargar en su haber, se calculará el tiempo de posicionado de todos los objetos (a, b, c, d) que pudieran estar dentro de Ia zona de recogida (5) comprendida en el área de trabajo (6) del manipulador en el instante de Ia recogida. Es decir, también se tendrán en cuenta aquellos objetos que si bien en el preciso instante de detectarse el avance de Ia máquina están fuera del área de trabajo del manipulador, pudieran desplazarse hasta Ia zona de recogida (5) durante el tiempo que necesita el manipulador en llegar desde su posición actual hasta Ia posición del objeto en dicha zona de recogida, y se compararán los tiempos de posicionado de cada objeto en cada alojamiento con el tiempo disponible td, para recoger el objeto (a, b, c, d) cuyo tiempo de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 , tp22 en una determinada posición de carga (1 1 , 12, 21 , 22) sea el más próximo al tiempo disponible td. Al igual que en el ejemplo anterior, en este caso también pueden primar otros criterios como Ia prioridad a Ia recogida (es decir, priorizar Ia recogida de aquellos objetos que vayan a salir de Ia zona de trabajo del manipulador) a Ia hora de elegir el objeto a cargar, u otros.
Según el método, Ia máquina ya sabe de antemano dónde se encontrarán los alojamientos vacíos una vez terminado el avance (tanto los de un recipiente que tiene todos los alojamientos vacíos, como los que dejó por cargar en otro recipiente), también puede estimar el tiempo durante el cual se produce el avance de Ia máquina ta, y es capaz de prever en qué posiciones de recogida se encontrarán los objetos a cargar a Io largo del tiempo. Por Io tanto, calculará el tiempo de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 y tp22 que tardaría el manipulador en cargar cada uno de los objetos (a, b, c, d), llevándolos directamente (realizando una trayectoria rectilínea vista desde arriba) a cada una de las posiciones de carga que corresponderán a los alojamientos vacíos de los recipientes una vez haya terminado el avance, y el objeto a cargar y Ia nueva posición de carga será aquella cuyo tiempo de posicionado sea más parecido al tiempo de avance de Ia máquina, que en este caso coincide con el tiempo disponible (a diferencia del estado de Ia técnica en el cual el manipulador sigue el movimiento de los alojamientos).
Como resultado, el método de Ia invención optimiza Ia productividad del manipulador ya que se evita el tiempo en exceso necesario para hacer el seguimiento de las trayectorias durante el avance de Ia máquina.
En una segunda realización, el tiempo disponible td puede calcularse como Ia suma del tiempo de avance ta y un tiempo restante t res para que se inicie el movimiento del los recipientes entre una primera posición de reposo (1 ) y al menos una segunda posición de reposo (2).
En este caso, se procede optimizar Ia asignación del producto basándose en el conocimiento que se dispone del ciclo de avance de Ia máquina.
A Ia hora de elegir el objeto (a, b, c, d) a recoger y determinar su posición de carga, se calcula el tiempo restante t res antes del inicio del movimiento de los recipientes y se determina cuáles son los objetos a cargar y las posiciones de carga cuyo tiempo de posicionado es inferior al tiempo que falta para que se inicie el avance t res . Por ejemplo, cuando el tiempo restante t res es mayor que alguno de los tiempos de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 , tp22, se determina el objeto a recoger y Ia posición de entrega correspondiente al tiempo de posicionado que sea más próximo al próximo al tiempo restante t res , aunque al igual que en el caso anterior, también pueden primar otros criterios de carga que pueden combinarse con el método de Ia presente invención, como por ejemplo completar el llenado de todos los alojamientos antes de que salgan del área de trabajo (6) del manipulador, criterios de lejanía sobre el radio de acción del manipulador, u otros.
En caso de que el tiempo restante t res sea menor que dichos tiempos de posicionado, se repite el calculo pero tendiendo en consideración el tiempo disponible después del avance de los recipientes, es decir, el tiempo de avance ta mas el tiempo restante t res , ta+t res .
Finalmente, se determina cuál es el objeto (a, b, c, d) a recoger y su alojamiento de destino óptimo comparando el tiempo de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 , tp22 que más se aproxime al tiempo disponible td, o bien atendiendo a criterio de lejanía sobre el radio de acción, completar el llenado de todos los alojamientos, priorizar Ia recogida de aquellos objetos que vayan a salir de Ia zona de trabajo (6) del manipulador, u otros.
En principio, siguiendo este método, no se sería necesario aplicar el método de Ia primera realización, pero pueden darse casos (debido a Ia dificultad de establecer con exactitud el comportamiento del avance del envase) donde Ia combinación de ambos mejore el resultado final.
El método de Ia segunda realización se diferencia de Ia primera realización en que es predictivo: en el caso anterior, el manipulador recalculaba las posiciones de carga cuando detectaba el movimiento de avance de Ia máquina. Por el contrario en este 2- método, el manipulador sabrá en todo momento cuándo se producirá el avance de Ia máquina, y en función del tiempo que Ie queda (antes o después del avance) decidirá dónde depositar el producto.
En este caso, en el momento en que el manipulador deposita un producto en un alojamiento y se dispone a recoger un nuevo producto de Ia zona de recogida (5), calcula el tiempo que Ie queda hasta que se produzca el avance de Ia máquina t res y el tiempo disponible que Ie queda hasta que termine el avance de Ia máquina U s +ta. Así puede decidir qué producto (a, b, c, d) recoger y en qué posición depositar dicho producto, en función del tiempo que Ie queda antes del avance, el tiempo que dispone desde ése momento hasta después del avance, u otros criterios.
Por ejemplo, optará por recoger un objeto y depositarlo en una posición de carga en Ia primera posición de reposo (1 ), si no hay alojamientos que quedarán fuera del alcance del manipulador una vez avance Ia máquina o si el tiempo restante t res es el más parecido al tiempo que tarda el manipulador en recoger dicho objeto y llegar a Ia posición de carga en Ia primera posición de reposo (1 ).
El manipulador optará por recoger un objeto y depositarlo en una posición de carga en Ia segunda posición de reposo (2), es decir, el alojamiento en Ia segunda posición de reposo tras el avance del recipiente, si el tiempo disponible hasta que termine el avance de Ia máquina t res +ta es el más parecido al tiempo que tarda el manipulador en recoger dicho objeto y llegar directamente a Ia posición de carga en Ia segunda posición de reposo (2).
En una tercera realización Ia posición de carga corresponde a una posición de un alojamiento vacío entre Ia primera posición de reposo (1 ) y Ia segunda posición de reposo (2), es decir, que el manipulador puede realizar Ia carga durante el movimiento del recipiente sin que sea necesario esperar a que se encuentre en una posición de reposo.
De acuerdo con esta tercera realización el tiempo disponible td se calcula como Ia suma del tiempo de avance ta y un tiempo restante t res para que se inicie el movimiento del los recipientes entre Ia primera posición de reposo (1 ) y Ia, al menos una, segunda posición de reposo (2), siendo el tiempo disponible td mayor que los tiempos de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 y tp22 de cada uno de los objetos (a, b, c, d) en las diferentes alojamientos vacíos de los recipientes, y el tiempo restante t res menor que el tiempo de posicionado tp1 1 , tp12, tp21 , tp22. Es decir, cuando el manipulador no tiene tiempo de recoger y cargar el objeto antes de que comience el avance de los recipientes pero este tiempo es menor que el tiempo disponible disponible hasta que los recipientes alcancen Ia segunda posición de reposo. En este caso, el manipulador recogerá un objeto y Io depositará en una posición de carga que corresponda con un alojamiento vacío en movimiento desde Ia primera posición de reposo hacia Ia segunda posición de reposo.
Este hecho implica que exista comunicación entre el manipulador y Ia máquina de envasar, de manera que el manipulador sepa en todo momento el tiempo que tiene hasta el avance, cuánto durará el avance y dónde se ubicarán exactamente los alojamientos vacíos a Io largo del proceso de avance, de forma que Ie sea posible calcular qué objeto recoger y Ia mejor posición de carga de dicho objeto que optimice el rendimiento del conjunto máquina-manipulador en cada momento.
La entrega del objeto en Ia posición de carga se realiza con una velocidad relativa sustancialmente nula respecto del recipiente y una dirección de desplazamiento sustancialmente paralela a Ia dirección de avance del recipiente. El manipulador conoce Ia posición del alojamiento en todo momento y se dirige hacia una posición de carga, en Ia cual se va a encontrar el alojamiento correspondiente. Una vez que el manipulador se encuentra en las proximidades de Ia posición de carga, adapta su velocidad y dirección de forma que coincidan sustancialmente con las del alojamiento, para que Ia entrega del producto se realice en las mejores condiciones.
Hay que remarcar que Ia invención no se limita al campo del llenado de productos, sino que también es aplicable en cualquier otro proceso llevado a cabo por manipuladores que actúan sobre un producto que se mueve de forma intermitente a velocidad variable (procesos de soldadura, paletizado, manipulación, descarga, selección de productos, etc.)