CAMPO DA INVENÇÃO

[01] A presente invenção se refere a um sistema e método aplicado em célula de colagem, montagem e formação automática de caixa de papelão. Mais especificamente compreende uma célula de formação de caixas do tipo bulk e similares dotada por um sistema automatizado que reduz o número de operadores e contempla duas unidades independentes de paletização, possibilitando a entrada do operador em uma das células, para realizar o posicionamento de calço ou a retirada do palete sem parada da linha de máquina.

[02] Este sistema permite a formação e colagem de caixas de papelão do tipo bulk e similares, além da paletização de pacotes pré-definidos para expedição de forma automatizada. Resultando em um aumento de produtividade devido ao sistema reduzir as etapas manuais, além de melhorar a ergonomia e a segurança dos operadores envolvido no processo.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[03] Atualmente, os sistemas de montagem, colagem e formação de caixas de papelão do tipo bulk e similares são realizados de forma manual, onde são necessários diversos trabalhadores divididos em várias etapas do processo.

[04] Este processo é realizado da seguinte forma: o primeiro operador coloca a placa interna na mesa 1 e na sequência o segundo operador coloca a placa externa na mesa 2, a placa interna é disposta na linha de laminação e após é alinhada na parte superior da placa externa de forma que as placas são pressionadas por um período para garantir a colagem através do auxílio de dois operadores. Na próxima etapa as placas coladas e laminadas são direcionadas para a realização dos vincos realizado por um operador e posteriormente são direcionadas para aplicação de cola na junta de fabricação da caixa, sendo que esta etapa é realizada através de três operadores. Após os painéis externos são dobrados com auxílio de dois operadores e na sequência as caixas são pressionadas por um período para garantir a colagem da junta através do auxílio de três operadores. Em seguida as caixas são paletizadas com a aplicação de filme extensível através do auxílio de três operadores.

[05] Portanto, o atual processo de montagem é dotado por diversas etapas manuais que utilizam 14 ou mais operadores para formação e paletização das caixas, o que resulta em diversas paradas na linha de montagem devido ao número expressivo de trabalhadores envolvidos, gerando diversos inconvenientes e uma baixa produtividade que é limitada em até 150 caixas por hora.

[06] Assim, o presente inventor buscando melhorar e reduzir os custos de produção, desenvolveu um sistema automatizado aplicado junto a linha de montagem das caixas do tipo bulk que reduz o número de operadores envolvidos no processo, de modo aumentar a produtividade e eficiência produtiva em até 600 caixas por hora.

[07] E m pesquisa realizada no estado da técnica, identificamos diversos documentos que descrevem soluções aplicadas em sistemas automatizados para montagem de caixas de papelão, onde podemos destacar os seguintes documentos:

[08] O documento CN210553248 (Sinotecho. 2019) descreve um dispositivo automático de formação de moldura para uma caixa de embalagem. De acordo com o processo automático de formação de moldura para a caixa de embalagem, a formação totalmente automática de um tipo de caixa de formação de moldura envolvente é alcançada, a adaptabilidade é ampla, a compatibilidade é alta, o requisito de fabricação de uma caixa de embalagem de moldura envolvente em um tamanho grande a faixa pode ser alcançado e o problema atual de formação manual do tipo de caixa formadora de estrutura envolvente é resolvido

[09] O documento CN209274049 (Shenzhen. 2018) descreve uma linha de transporte de sucção de ar, um dispositivo de fixação, um dispositivo de cobertura e um dispositivo de formação de dobradura de borda. A superfície da placa de papel é transportada para uma estação de cobertura de borda e uma borda lateral da superfície da placa de papel é dobrada para dentro através de um dispositivo de cobertura de borda para cobrir a tira circundante; e a placa de papel de superfície é transportada para uma estação de dobragem de borda, os dois lados opostos da placa de papel de superfície são virados através de um dispositivo de formação de dobragem de borda e os dois lados virados conectados através das tiras circundantes são conectados para formar um anel estrutura fechada. Portanto, todo o processo de conformação é rápido e eficiente.

[010] O documento EP3486079 (Emmeci. 2017) descreve uma linha para a produção de caixas de papelão cobertas que compreende uma unidade transportadora incluindo uma correia e um atuador transportador conectado à correia para acioná-la intermitentemente em uma sequência alternada de movimentos e paradas. E uma unidade de controle conectada à unidade de alimentação para definir de forma ajustável um deslocamento de fase dos instantes de alimentação em relação à sequência de paradas da correia. [011] O documento CN1091 59480 (Beijing Sanxianhusheng. 2018) descreve um mecanismo de montagem e equipamento de montagem de caixa de embalagem, sendo que a estrutura de montagem é fornecida com primeiras molas de tensão que são usadas para aplicar forças de mola aos primeiros braços oscilantes de modo a permitir que os primeiros braços oscilantes encostem nos primeiros excêntricos o tempo todo. Este processo descreve um sistema automatizado para formação de caixa de papelão.

[012] O documento EP2546052 (MG Automazioni. 2011 ) descreve uma máquina para fabricar caixas de embalagem de papelão que compreende um sistema transportador para avançar folhas de papelão de uma estação de entrada para uma estação de saída. A máquina inclui uma estação de corte, para fazer cortes nas folhas em posições predeterminadas, e uma estação de dobragem e colagem, a jusante da estação de corte, para dobrar as folhas ao longo das linhas vincadas e aplicar adesivo para as folhas. A estação de corte é fornecida com um ou mais dispositivos a laser, associados a servomecanismos controlados em sincronização com o sistema transportador, para direcionar feixes de laser que fazem cortes e/ou linhas vincadas nas folhas movidas pelo sistema de transporte

[013] Estes documentos citados no estado da técnica descrevem sistemas automatizados aplicados em linhas de montagem de caixas de papelão dotados por uma construtividade própria que não permitem otimizar o processo de colagem, montagem e formação de caixas do tipo bulk. Assim, estes documentos não descrevem um sistema que possibilita reduzir o número de operadores envolvidos no atual processo de produção destas caixas que apresentam um sistema próprio de montagem, de modo que o sistema desenvolvido reduz a incidência de paradas no processo e aumenta a produtividade por hora.

[014] Desta forma, é objeto da presente invenção, um sistema e método aplicado em célula de colagem, montagem e formação automática de caixa de papelão que compreende um sistema automatizado que reduz o número de operadores e contempla duas unidades independentes de paletização, possibilitando a entrada do operador em uma das células, para realizar o posicionamento de calço ou a retirada do palete sem parada da linha de máquina. Este sistema permite a formação e colagem de caixas de papelão do tipo bulk e similares, além da paletização de pacotes pré-definidos para expedição de forma automatizada. Resultando em um aumento de produtividade devido ao sistema reduzir as etapas manuais, além de melhorar a ergonomia e a segurança dos operadores envolvido no processo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[015] É característica da presente invenção um sistema e método aplicado em célula de colagem, montagem e formação automática de caixa de papelão que provê mesas vibratórias que recebem as folhas o posicionamento das folhas internas e externas.

[016] É característica da presente invenção um sistema e método aplicado em célula de colagem, montagem e formação automática de caixa de papelão que provê que as folhas internas passam por uma laminadora que aplica cola na face inferior.

[017] É característica da presente invenção um sistema e método aplicado em célula de colagem, montagem e formação automática de caixa de papelão que provê que as folhas externas são posicionadas junto a uma unidade de laminação. [018] É característica da presente invenção um sistema e método aplicado em célula de colagem, montagem e formação automática de caixa de papelão que provê que as folhas internas e externas são laminadas formando um pacote que combina uma folha interna e uma externa.

[019] É característica da presente invenção um sistema e método aplicado em célula de colagem, montagem e formação automática de caixa de papelão que provê que cada pacote é direcionado para uma unidade de prensagem para promover a cura da cola.

[020] É característica da presente invenção um sistema e método aplicado em célula de colagem, montagem e formação automática de caixa de papelão que provê que os pacotes são direcionados para o dobramento onde é aplicado um ponto de cola para proporcionar o fechamento da caixa.

[021] É característica da presente invenção um sistema e método aplicado em célula de colagem, montagem e formação automática de caixa de papelão que provê que os pacotes são direcionados para uma segunda prensagem para permitir a formação da caixa.

[022] É característica da presente invenção um sistema e método aplicado em célula de colagem, montagem e formação automática de caixa de papelão que provê que os pacotes são retirados da célula e posicionados para a paletização e aplicação de filme.

[023] É característica da presente invenção um sistema e método aplicado em célula de colagem, montagem e formação automática de caixa de papelão que provê um método de controle e gerenciamento realizado por uma interface homem máquina - IHM.

[024] É característica da presente invenção um sistema e método aplicado em célula de colagem, montagem e formação automática de caixa de papelão que provê um método de controle permitem gerenciar todas as informações dos equipamentos, tanto de forma manual ou automática.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[025] A figura 1 apresenta o diagrama das etapas de processamento do equipamento, a figura 1A apresenta a vista em perspectiva da célula de montagem e a figura 1 B apresenta a vista superior detalhando a disposição dos módulos.

[026] A figura 2 apresenta a tela principal do sistema de gerenciamento do equipamento pelo usuário.

[027] A figura 3 apresenta a tela do menu do sistema de gerenciamento do equipamento pelo usuário.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[028] O sistema e método aplicado em célula de colagem, montagem e formação automática de caixa de papelão, objeto da presente invenção, compreende uma linha automatizada de montagem dividida em algumas etapas.

[029] A primeira etapa as folhas de papelão corrugado, divididas em interna e externa para a formação da caixa, são dispostas sobre mesas vibratórias (1A) e (1 B) através do auxílio de empilhadeiras, sendo que a mesa (1A) recebe as folhas internas e a mesa (1 B) as folhas externas de formação da caixa.

[030] As folhas internas dispostas sobre a mesa (1A) são direcionadas sobre uma mesa elevatória (3A) através da vibração da mesa (1A) que permite posicionar as folhas sobre a mesa adjacente, de modo que a mesa (3A) se alinha à altura da pilha das folhas para permitir o posicionamento. [031] As folhas externas dispostas sobre a mesa (1 B) são direcionadas sobre uma mesa elevatória (3B) através da vibração da mesa (1A) que permite posicionar as folhas sobre a mesa adjacente, de modo que a mesa (3B) se alinha à altura da pilha das folhas para permitir o posicionamento. As mesas (1 B) e (3B) são posicionadas em um nível abaixo das mesas (1 A) e (3A) e da mesa (5) de forma que as folhas externas passam por baixo da mesa (5) e são posicionadas na unidade de laminação (6) para o recebimento das folhas internas já com a aplicação de cola, neste ponto as folhas são posicionadas uma a uma sobre a unidade (6).

[032] As folhas internas posicionadas sobre a mesa (3A) passam por uma laminadora (4), dotada por rolo de cola e prensa, com objetivo de colocar cola em toda a face inferior da folha interna. Após, a folha já com cola, é direcionada para a mesa (5) onde uma plataforma de movimentação com sistema de vácuo irá pegar a folha e colocar sobre uma folha externa posicionada e alinhada junto a unidade de laminação (6) de forma a colar a face inferior da folha interna sobre a face superior da folha externa, posicionadas uma a uma. Sendo que nesta etapa de laminação a célula poderá ser programada para aguardar a formação de até 10 pacotes, sendo que cada pacote é formado por uma folha externa colada com uma folha interna.

[033] O sistema de vácuo é realizado através de uma plataforma de movimentação que se posiciona sobre as folhas e promove o vácuo para possibilitar a elevação e movimentação da folha para a próxima etapa.

[034] Em seguida, estes pacotes são direcionados para uma prensa (7) através de uma esteira, sendo que nesta etapa os pacotes são pressionados por um tempo entre 0 a 5 minutos, dependendo do tempo necessário da taxa de cura da cola e da quantidade de caixas por pacote. Após estes pacotes são direcionados sobre a mesa (8) através de esteira, onde um sistema automático aplicará cola na junta de montagem de cada pacote, disposta em uma das extremidades, direcionando cada pacote para a mesa de dobramento (11). O transporte de cada pacote sobre a mesa (11) é realizado por uma plataforma de movimentação com sistema de vácuo que irá pegar o pacote e posicionar no centro da mesa de dobramento (11).

[035] O sistema automático de cola da mesa (8) é formado por uma pistola de aplicação que posiciona um filete de cola na junta de montagem de cada pacote.

[036] A mesa (11) é dotada por braços articulados que permitem realizar o dobramento de cada pacote e realiza a colagem de uma extremidade com a outra para a formação da caixa. Em seguida, este pacote que já possui o formato da caixa é direcionado sobre uma mesa (13) através de esteira, permitindo acumular até 10 pacotes para a passagem na segunda prensa.

[037] Este conjunto de até 10 pacotes é posicionado junto a segunda prensa (15) por um tempo um tempo entre 0 a 5 minutos, dependendo do tempo necessário da taxa de cura da cola e da quantidade de caixas por pacote, com objetivo de garantir a colagem da junta.

[038] Em seguida, este conjunto de pacotes é retirado da prensa (15) por esteiras e posicionado sobre a mesa de paletização (16) onde operadores irão posicionar o produto sobre pallets e direcionar para a etapa de aplicação do filme elástico (17).

[039] Em uma segunda forma construtiva, o sistema de aplicação de cola poderá ser substituído por um sistema de bico spray ou outro sistema similar, mantendo as características para seguimento nas etapas de fabricação.

[040] Além disso, os módulos de cada uma das etapas do sistema podem ser configurados e readequados conforme a necessidade de aplicação e disponibilidade de espaço, mantendo as etapas para formação das caixas.

[041] A célula com sistema automático de colagem, montagem e formação de caixa de papelão pode ser comandada através da IHM (Interface Homem - Máquina), que está localizada no painel principal (20), no lado externo da célula.

[042] A função desta tela é facilitar essa comunicação, com uma visualização fácil de ser compreendida, janelas com mensagens explicativas e animações, sendo que seu objetivo é permitir que qualquer usuário seja capaz de executar funções de funcionamento da máquina, conforme demonstrado na figura 2.

[043] Nesta tela pode-se passar o equipamento de modo manual para automático, ou de modo automático para manual e na tela principal da IHM terá visualmente o tipo da receita selecionada (modelo de caixa), quantidade de caixas de ambos os lados (lado A e lado B) e o status do equipamento, por exemplo, se a máquina está referenciada, se a segurança está “OK”, se existe alguma falha e onde está a falha, entre outras notificações do equipamento, conforme descrito na figura 3.

[044] A célula pode ser comandada de maneira manual, acessando a tela na IHM, onde se pode controlar cada Servo Motor, motor do equipamento, cilindro e também realizar a parte de setup, o layout, o status por estação e segurança, analisando onde cada uma dessas funções está separada devidamente por estação. [045] Toda e qualquer informação ou mudança, poderá ser realizada através da IHM, acessando as funções nela existentes, onde na mesma poderá visualizar, informações de falhas, erros, e o status em completo do equipamento.