FR2494217A1

FR2494217A1 - Control system for e.g. biscuit packing machine - includes opto-electronic device checking number of items in stack before wrapping and controllable deviator for incomplete piles

Info

Publication number: FR2494217A1
Application number: FR8024534A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-11-19
Filing date: 1980-11-19
Publication date: 1982-05-21

Abstract

The machine is used for processing stacks of objects and receives the objects, which are all of similar thickness, from a continuous pile. A conveyor having recesses in its surface takes a set number of objects from the bottom of the pile each time it passes. An opto-electronic device checks the height of the top object ineachin each stack of objects in order to verify the number of objects in the stack. If the correct number of objects is not detected, then a hydraulic or pneumatic jack (18) opens a trap door (17) and allows the under-size stack to fall out of the line into a collecting tray (22). Rolls of wrapping material are subsequently put around the correct size stacks of objects as they pass on through the processing system. The machine may for example be used for packing biscuits.

Description

La présente invention concerne un dispositif de contrôle de conformité de piles d'objets empilés dans une machine de conditionnement de ces piles d'objets, plus particulierement, quoique de façon non limitative, dans une machine d'emballage d'unités ou paquets de plusieurs piles de biscuits. The present invention relates to a device for checking the conformity of stacks of objects stacked in a machine for packaging these stacks of objects, more particularly, although not limited to, in a machine for packaging units or packages of several stacks of cookies.

Les machines de conditionnement de produits en vrac, solides ou liquides, sont pourvues de moyens de dosage volumétrique ou pondéral permettant de rebuter les conteneurs de conditionnement n'incorporant pas les quantités requises de produits. I1 n'en est pas de meme dans les machines de conditionnement d'objets empilés, où le principe meme de présentation des objets sous forme de piles constituées d'un nombre déterminé d'objets élaborees en amOnt assure théoriquement la conformité du nombre et, partant, de la quantité de produits à conditionner, seule une interruption de la chaîne d'approvisionnement étant généralement détectée pour interrompre momentanément le processus de conditionnement. The machines for packaging bulk, solid or liquid products are provided with volumetric or weight metering means making it possible to reject packaging containers that do not incorporate the required quantities of products. It is not the same in machines for packaging stacked objects, where the very principle of presenting objects in the form of stacks made up of a determined number of objects developed in amOnt theoretically ensures the conformity of the number and, therefore, from the quantity of products to be packaged, only an interruption in the supply chain is generally detected to temporarily interrupt the packaging process.

Or, dans le cas, par exemple, de biscuits conditionnés dans des paquets de plusieurs piles de biscuits, il arrive souvent que, du fait de leur fragilité intrinsèque et des manipulations qu'ils subissent un ou plusieurs biscuits se cassent ou manquent dans une ou plusieurs des piles assemblées par unités élémentaires pour alimenter la machine d'emballage, de sorte que ces unités incomplètes sont normalement emballées en paquets clos,ce qui impligue un contrôle a posteriori des paquets emballés et la mise au rebut des paquets incomplets, avec les inconvénients afférents de diminution de la rentabilité de la chaîne de conditionnement automatique. En raison de l'augmentation incessante des courts du papier et des cartonnages , ces rebutages obèrent par ailleurs considérablement les courts de production.However, in the case, for example, of cookies packaged in packages of several piles of cookies, it often happens that, because of their intrinsic fragility and the manipulations that they undergo one or more cookies break or are missing in one or more several of the stacks assembled in elementary units to supply the packaging machine, so that these incomplete units are normally packed in closed packages, which involves a posteriori control of the packaged packages and the disposal of the incomplete packages, with the disadvantages related to the reduced profitability of the automatic packaging chain. Due to the incessant increase in paper and cardboard courts, these rejects also considerably hamper production courts.

La présente invention a précisément.pour objet de proposer un dispositif de contrôle de conformité de piles d'objets empilés constituant des unités à conditionner permettant de vérifier, avant que les unités n'atteignent les postes d'emballage, que toutes les piles des unités d'objets empilés successives soient présentes et complètes de façon que, en cas de manque d'un seul objet dans une seule pile, le dispositif évacue de la chaîne de conditionnement l'unité renfermant la pile incomplète, en évitant ainsi; la fabrication d'un paquet incomplet et les opérations ultérieures additionnelles de vérification systématique ou statistique des paquets et de rebutage des paquets incomplets
La présente invention a pour autre objet de propose - un dispositif de contrôle de conformiste de ce type, a fonctionnement automatique et utilisable dans des machines de cnndiL-onnement à haute cadence existantes.The object of the present invention is precisely to propose a device for checking the conformity of stacks of stacked objects constituting units to be packaged, making it possible to verify, before the units reach the packing stations, that all the stacks of the units successive stacked objects are present and complete so that, in case of lack of a single object in a single stack, the device evacuates from the packaging chain the unit containing the incomplete stack, thereby avoiding; the manufacture of an incomplete package and the additional subsequent operations of systematic or statistical verification of the packages and scrapping of the incomplete packages
Another object of the present invention is to provide - a conformist control device of this type, with automatic operation and usable in existing high-speed operating machines.

Pour ce faire, selon une eara-téristique de la pré- sente invention, le dispositif de contrôle de conform-itd de piles d'objets empilés d'épaisseur sensiblement uniforme dans une machine de conditionnement de ces piles d'obJets comprenant au moins un chargeur délivrant, en un poste de charge- ment, au moins une pile d'un nombre déterminé d'objets empilés à un tiroir de transfert transférant, en un poste de reprise, la pile d'objets empilés à un convoyeur de transport vers un poste de conditionnement ultérieur, comporte,sur le trajet du tiroir de transfert au moins un moyen de détecteur, pour détecter le nombre d'objets empilés dans chaque pile, et, sur le trajet du convoyeur, un moyen de dérivation sélectivement actionnable pour dévier une pile incomplète en réponse à un signal fourni par le moyen de détecteur. To do this, according to an eara-teristic of the present invention, the device for conform-itd control of stacks of stacked objects of substantially uniform thickness in a machine for packaging these stacks of objects comprising at least one loader delivering, at a loading station, at least one stack of a determined number of objects stacked to a transfer drawer transferring, at a pick-up station, the stack of objects stacked to a transport conveyor subsequent packaging station, comprises, on the path of the transfer drawer at least one detector means, for detecting the number of objects stacked in each stack, and, on the path of the conveyor, a bypass means selectively operable to deflect a incomplete battery in response to a signal provided by the detector means.

D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation, donnés à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec les dessins annexés, sur lesquels
- La figure 1 est une vue schématique en perspective d'une portion d'une machine de conditionnement de paquets d'objets empilés;
La figure 2 est une vue schématique de côté du convoyeur de transfert au niveau de la zone de chargement/ reprise de la machine de la figure 1;
La figure 3 est une vue schématique de face de l'agencement du tiroir de transfert et du détecteur de conformité des piles d'objets;
La figure 4 est une vue schématique de côté de l'agencement de la figure 3;
La figure 5 est une vue partielle à plus grande échelle montrant l'agencement du détecteur par rapport au tiroir de transfert;;
La figure 6 est un schéma sous forme de blocs d'un circuit logique de détection et de contrôle selon la présente invention; et
La figure 7 est un diagramme temporel illustrant le fonctionnement du circuit de la figure 6.Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the following description of embodiments, given by way of illustration but in no way limiting, made in relation to the appended drawings, in which
- Figure 1 is a schematic perspective view of a portion of a machine for packaging packages of stacked objects;
Figure 2 is a schematic side view of the transfer conveyor at the loading / recovery area of the machine of Figure 1;
FIG. 3 is a schematic front view of the arrangement of the transfer drawer and of the conformity detector for stacks of objects;
Figure 4 is a schematic side view of the arrangement of Figure 3;
Figure 5 is a partial view on a larger scale showing the arrangement of the detector relative to the transfer drawer;
FIG. 6 is a block diagram of a logic detection and control circuit according to the present invention; and
FIG. 7 is a time diagram illustrating the operation of the circuit of FIG. 6.

Sur la figure 1, on a représenté schématiquement les éléments principaux d'une machine automatique à emballer les biscuits telle que la machine du type dit G.R.A. commer cialisée sous la marque S.I.G. capable de former automatiquement, à une cadence de 80 unités par minute, des paquets de piles de biscuits provenant de fours de cuisson.On reconnaît, sur cette figure, les chargeurs en parallèle 1, 1' acheminant en continu des séries de biscuits pour délivrer, en des postes de chargement 2, 2', un certain nombre (3 sur la figure 1, 4 sur les figures 3 et 7) de piles identiques 3 de biscuits empilés à un tiroir de transfert à mouvement alternatif 4, comportant des cloisons de séparation de piles transversa les 5 et définissant deux parties opérationnelles opposées, l'une étant alternativement située en un poste de chargement (2' sur la figure 3) pour recevoir les piles de biscuits d'un chargeur, l'autre, préalablement chargée, se situant alors au niveau d'un poste de reprise (6) où l'unité élémentaire B de trois ou quatre piles de biscuits est reprise du tiroir 4 par un convoyeur à palettes 7 pour être trans férée suivant un trajet de transfert linéaire 7', à un poste de mise en place de fonds en carton ondulé 8 puis à un poste d'emballage proprement dit 9, d'où sortent les paquets emballés clos 10. In Figure 1, there is shown schematically the main elements of an automatic cookie wrapping machine such as the machine of the type known as G.R.A. marketed under the brand S.I.G. capable of automatically forming, at a rate of 80 units per minute, packets of cookie stacks from baking ovens. In this figure, we recognize the parallel loaders 1, 1 ′ continuously carrying series of cookies to deliver , in loading stations 2, 2 ′, a certain number (3 in FIG. 1, 4 in FIGS. 3 and 7) of identical stacks 3 of cookies stacked on a reciprocating transfer drawer 4, comprising partitions separation of piles transversa the 5 and defining two opposite operational parts, one being alternately located in a loading station (2 ′ in FIG. 3) to receive the cookie stacks from a charger, the other, previously loaded, then located at a recovery station (6) where the elementary unit B of three or four stacks of cookies is taken from the drawer 4 by a pallet conveyor 7 to be transferred along a linear transfer path 7 ' , at a placement station of corrugated cardboard backing 8 then at a packing station proper 9, from which emerge the closed packaged packages 10.

Conformément à la présente invention, sur le trajet du tiroir de transfert 4, sont prévus des moyens de détecteurs D1, D2 situés chacun entre le poste de chargement correspondant 2, 2' et le poste de reprise central 6. Comme on le voit mieux sur les figures 3 à 5, les capteurs D1 et % sont, y exemple,du type optoélectronique fcnctionnnt en détecteurs de présence et sont montés de façon réglable sur des supports 11, eux-mEmes avantageusement rapportes sur les cloisons 12 du bâti du tiroir de transfert 4.Le faisceau de détection optique 13 est réglé pour que la distance de focalisation D vienne coincider sensiblement avec le plan du biscuit supó- rieur 30 de chaque pile 3, par exemple au niveau du bord avant de ce biscuit supérieur 30 (figure 5). Les capteurs D1 et D2 sont positionnes en hauteur, au début de chaque cycle de conditionnement, selon le nombre t l'épaisseur des ois- cuits de chaque pile 3. Les capteurs D1 et D2 sont reliés à une entrée de comptage commune 14 d'un compteur dQcimal pré-positionnable 15, dont l'entrée de remise à zéro 16 est reliée à un détecteur de remise à zéro D3. De cette façon, pour chaque cycle de comptage correspondant à chaque unité B de n piles de biscuit transitant sur le tiroir 4, en provenance de l'un ou l'autre des postes de chargement 2, 2', le détecteur intéressé D1 ou D2 envoie pour chaque pile complète détectée une impulsion au compteur 15, qui actionnera un dispositif de dérivation des unités B incomplètes si le comptage final n'indique pas zéro ou n, n étant comme susmentionné, le nombre de piles 3 de biscuits dans chaque unité B, l'actionnement du dispositif de dérivation correspondant à un comptage zéro permettant d'éviter la mise en oeuvre du dispositif de dérivation en cas de marche à vide d'un des chargeurs 1 ou 11. According to the present invention, on the path of the transfer drawer 4, there are provided detector means D1, D2 each located between the corresponding loading station 2, 2 'and the central recovery station 6. As can be seen better on Figures 3 to 5, the sensors D1 and% are, for example, of the optoelectronic type fcnctionnnt in presence detectors and are mounted in an adjustable manner on supports 11, themselves advantageously attached to the partitions 12 of the frame of the transfer drawer 4. The optical detection beam 13 is adjusted so that the focusing distance D comes to coincide substantially with the plane of the upper cookie 30 of each stack 3, for example at the level of the front edge of this upper cookie 30 (FIG. 5) . The sensors D1 and D2 are positioned in height, at the start of each conditioning cycle, according to the number t the thickness of the openings of each stack 3. The sensors D1 and D2 are connected to a common counting input 14 d ' a pre-positionable dQcimal counter 15, the reset input 16 of which is connected to a reset detector D3. In this way, for each counting cycle corresponding to each unit B of n piles of biscuit passing through the drawer 4, coming from one or other of the loading stations 2, 2 ′, the detector concerned D1 or D2 sends for each complete stack detected a pulse to the counter 15, which will activate a device for bypassing incomplete B units if the final count does not indicate zero or n, n being as above, the number of stacks 3 of cookies in each unit B , the actuation of the bypass device corresponding to zero counting makes it possible to avoid the use of the bypass device in the event of idle running of one of the chargers 1 or 11.

Les moyens de dérivation comprennent une trappe pivotante 17 aménagée sur le trajet 7' du convoyeur 7, entre le poste de reprise 6 et le poste immédiatement ultérieur 8 de la machine, cette trappe étant sélectivement actionnée par un vérin 18, par exemple pneumatique ou hydraulique, dont la ligne d'alimentation en fluide 19 est commandée par une électrovanne 20. Dans le circuit entre la sortie 21 du compteur 15 et l'électrovanne 20 est interposé un détecteur de commande de trappe D4.Les détecteurs D et D4 sont par exem
3 ple du type détecteur de proximité inductif et sont réglés chacun sur un élément mobile à déplacement cyclique de la machine pour que le détecteur D3 remette à zéro le compteur 15 après chaque cycle de contrle d'une unité de piles B (par exemple pour chaque inversion du déplacement du tiroir de transfert 4) et pour que le détecteur D4 provoque, par la fermeture d'un contact intégré C2, l'ouverture retardée de la trappe 17 si le compteur 15 l'a précédemment autorisé par fermeture du contact intégré C1 de façon que la trappe 17 évacue la seule unité B précédemment repérée comme non conforme par le détecteur interne D ou D .The bypass means comprise a pivoting hatch 17 arranged on the path 7 ′ of the conveyor 7, between the recovery station 6 and the immediately subsequent station 8 of the machine, this hatch being selectively actuated by a jack 18, for example pneumatic or hydraulic , whose fluid supply line 19 is controlled by a solenoid valve 20. In the circuit between the output 21 of the counter 15 and the solenoid valve 20 is interposed a hatch control detector D4.The detectors D and D4 are for example
3 ple of the inductive proximity detector type and are each set on a mobile element with cyclic movement of the machine so that the detector D3 resets the counter 15 to zero after each control cycle of a battery unit B (for example for each reversal of the movement of the transfer drawer 4) and so that the detector D4 causes, by closing an integrated contact C2, the delayed opening of the hatch 17 if the counter 15 has previously authorized it by closing the integrated contact C1 so that the hatch 17 evacuates the only unit B previously identified as non-compliant by the internal detector D or D.

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On a représenté sur la figure 7, un diagramme temporel illustrant le fonctionnement du dispositif de la figure 6 pour des unités de quatre piles de, par exemple, cinq biscuits chacune. Le compteur 15 reçoit donc normalement des détecteurs D1, D2 quatre impulsions de comptage apparaissant sur la première ligne du diagramme de la figure 7, le détecteur de remise à zéro D3 (deuxième ligne figure 7) émettant à intervalles réguliers des impulsions de remise à zéro du compteur 15 décalées d'un certain intervalle de temps par rapport à la fin de la dernière impulsion normalement transmise par chaque capteur D1, D2. De façon similaire, le détecteur D4 effectue une fermeture cyclique du contact C2 pendant un in tervalle de temps T.L'électrovanne 20 (E.V. sur la figure 7) ne fournit un signal d'ouverture de commande du vérin que lorsque les deux contacts C1 et C sont fermés (c1est-à-dire position haute sur la figure 7).Sur le diagrarirrtede la figure 7, le capteur D1 n'a pas enregistré de defauts sur les piles qu'il a contrôlées et fournit donu quatre impulsions au compteur 15.L'électrovanne 20 n'est pas actionnée. Par contre le capteur D2 a constaté un défaut, en l'occurrence, sur la quatrième pile de l'unité qu'il contrôle, et il manque donc la dernière impulsion n2 adressée au compteur,lemuel ferme en conséquence le contact Cl.et,au temps tl correspondant au front normal de fermeture du contact C 2par le détecteur D4, l'électrovanne 20 est actionne pour commander l'ouverture de la trappe 17, après quoi le cycle suivant, intéressant le détecteur D1, recommence.Lors de l'ouverture de la trappe 17, les biscuits de l'unité rebutée sont avantageusement repris par un petit convoyeur latéral 22 pour être transférés vers un bac de réception situé au pied du conducteur de la machine.1 2
There is shown in Figure 7, a time diagram illustrating the operation of the device of Figure 6 for units of four stacks of, for example, five cookies each. The counter 15 therefore normally receives from the detectors D1, D2 four counting pulses appearing on the first line of the diagram in FIG. 7, the reset detector D3 (second line in FIG. 7) emitting reset pulses at regular intervals. of the counter 15 offset by a certain time interval with respect to the end of the last pulse normally transmitted by each sensor D1, D2. Similarly, the detector D4 performs a cyclic closing of the contact C2 during a time interval T. The solenoid valve 20 (EV in FIG. 7) only provides a signal for opening the actuator control when the two contacts C1 and C are closed (i.e. high position in Figure 7). On the diagram in Figure 7, the sensor D1 has not recorded any faults on the batteries it has checked and is giving four pulses to the counter 15.The solenoid valve 20 is not actuated. On the other hand, the sensor D2 has noted a fault, in this case, on the fourth battery of the unit which it controls, and the last pulse n2 addressed to the counter is therefore missing, the manual consequently closes the contact Cl. And, at time tl corresponding to the normal front for closing the contact C 2 by the detector D4, the solenoid valve 20 is actuated to control the opening of the hatch 17, after which the next cycle, concerning the detector D1, begins again. opening the hatch 17, the biscuits from the discarded unit are advantageously taken up by a small lateral conveyor 22 to be transferred to a receiving bin located at the foot of the machine operator.

La machine est par ailleurs pourvue d 'un palpeur mécanique 23 vérifiant, dans un fonctionnement en tout ou rien, l'absen- ce ou la présence d' unités dans les logements du convoyeur a palette 7 pour eviter la mise en oeuvre correspondante des postes de conditionnement 8 et 9 en cas d'absence d'une uni te, la détection par le palpeur de l'unité présente suivante réactivant les postes 8 et 9.Selon le positionnement de d6 tecteurs D1 D2, il se peut que la pile soit corderee c,- e ratière si simplement une partie d'un biscuit supérieur cassé 30 passe sous le détecteur mais l'expérience statistique montre que cette situation ne survient que dans 2 à 5 % des cas, le gain moyen demeurant de l'ordre de 98 % des paquets incom- plets éliminés.The machine is moreover provided with a mechanical feeler 23 verifying, in an all-or-nothing operation, the absence or the presence of units in the housings of the pallet conveyor 7 to avoid the corresponding implementation of the stations conditioning 8 and 9 in the absence of a unit, detection by the probe of the following unit reactivating stations 8 and 9. Depending on the positioning of d6 detectors D1 D2, the battery may be corderee c, - e dobby so simply a part of a broken upper cookie 30 passes under the detector but the statistical experience shows that this situation occurs only in 2 to 5% of the cases, the average gain remaining of the order of 98% of incomplete packages eliminated.

Quoique la présente invention ait été décrite en relation avec un mode de réalisation particulier, elle ne s'en trouve pas limitée mais est au contraire susceptible de modifiations et de variantes qui apparaitront à l'homme de l'art ,les détecteurs pouvant être de tout type adéquat, par exemple ultrasonique Although the present invention has been described in relation to a particular embodiment, it is not limited thereto but is on the contrary liable to modifications and variants which will appear to those skilled in the art, the detectors being able to be of any suitable type, for example ultrasonic

Claims

1 - Device for checking the conformity of stacks of stacked objects of substantially uniform thickness in a machine for packaging stacks of stacked objects comprising at least one charger delivering at least one stack of a number of stacked objects determined at a transfer drawer transferring, in a recovery station, the stack of stacked objects to a conveyor transporting it to a subsequent packaging station, characterized in that it comprises on the path of the drawer (4) at least one detector means (D1 ;; D2) for detecting the number of objects stacked in each stack (3) and, on the path (7 ') of the conveyor (7), a bypass means Q7) selectively operable for divert an incomplete stack from the conveyor path in response to a signal provided by the detector means (D1, D2).

2 - Device according to claim 1, for machine for packaging units each consisting of at least two stacks of stacked objects, characterized in that it comprises a counting device (15) receiving the signals from the detector means ( D1; D2) and transmitting an actuation output signal to the bypass means (17), and a reset means (D3) of the counting device (15) at the start of each unit transfer cycle ( B) by the transfer drawer (4).

3 - Device according to claim 2, for packaging machine comprising two loaders continuously delivering units of piles of objects stacked to the transfer drawer in two remote loading stations from each other, characterized in that comprises two detector means (D1, D2) each arranged on the path of the transfer drawer (4) between the loading stations (2, 2 ') and the recovery station (6).

4 - Device according to claim2 or claim 3, characterized in that each detector means (D1; D2) is an optoelectronic sensor arranged to detect the presence of the highest stacked object (30) in each stack (3) .

5 - Device according to claim 4, characterized in that the sensor (D1; D2) provides a signal for detecting the presence of the highest object 130) of each stack to the counting device (15) which provides means control (20, 18) of the bypass means (17) an actuation signal when it has not recorded the values zero or n, n being the number of batteries (3) in each unit (B).

6 - Device according to any one of claims 2 to 5, characterized in that the reset means (D3) is a detector sensitive to the cyclic movement of a first active element of the packaging machine

7 - Device according to claim 5 or claim 6, characterized in that it comprises a second detector (D4) sensitive to the cyclic movement of a second active element of the conditioning machine for controlling the actuation delayed bypass means (17) in response to the actuation authorization signal provided by the counting device (15).

8 - Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the deria vation means is a tilting hatch (17) actuated by a jack means (18).