Packaging system and method of packaging object

Abstract

Example embodiments of the present disclosure relate to a packaging system and a method of packaging an object. The packaging system comprises a rail (10) having a plurality of moving components (12) provided thereon, wherein the plurality of moving components (12) are configured to move above the rail (10) in a non-contact manner; a first industrial robot (21) configured to pick an object (23) from an object storage (22) onto one of the moving components (12); a plurality of workstations (30) provided adjacent to the rail (10). Each of the plurality of workstations (30) comprises: a platform (31); a second industrial robot (32) provided adjacent to the rail (10) and configured to put a packaging box (43) onto the platform (31); and a third industrial robot (33) provided adjacent to the platform (31), wherein the third industrial robot (33) is configured to pick the object (23) from the moving component (12) onto the platform (31) and place the object (23) into the packaging box (43). According to the present disclosure, the workstations (30) are independent from each other and they are working in a parallel mode.

Description

PACKAGING SYSTEM AND METHOD OF PACKAGING OBJECTFIELD

[0001] Example embodiments of the present disclosure generally relate to the packaging field, and more particularly, to an intelligent packaging system with high automation.BACKGROUND

[0002] The traditional packaging production line consists of a conveying line connecting a plurality of special machines with special functions designed in a non-standard way in series. Since the special machines are designed to be customized for a specific product and are rigidly connected in series by the conveying line, when the customer products are upgraded and replaced, the production line needs a large-scale reconstruction and rebuilding. In addition, it is generally difficult for traditional production lines to produce a variety of products together. Owing to the fact that customization demands are becoming more and more popular, the conventional production line cannot meet such increasing demands. Therefore, there is still room for higher degree of automation in the packaging field.SUMMARY

[0003] In general, example embodiments of the present disclosure provide a packaging system and a method of packaging an object.

[0004] In a first aspect, there is provided a packaging system. The packaging system comprises a rail having a plurality of moving components provided thereon, wherein the plurality of moving components are configured to move above the rail in a non-contact manner; a first industrial robot configured to pick an object from an object storage onto one of the moving components; a plurality of workstations provided adjacent to the rail, each of the plurality of workstations comprises: a platform; a second industrial robot provided adjacent to the rail and configured to put a packaging box onto the platform; and a third industrial robot provided adjacent to the platform, wherein the third industrial robot is configured to pick the object from the moving component onto the platform and place the object into the packaging box.

[0005] According to the present disclosure, the workstations are independent from each  other and they are working in a parallel mode. These workstations share the common rail and can be extended to update the product or enlarge the production scale.

[0006] In some example embodiments, the rail is a linear form, and wherein the plurality of workstations are provided at both sides of the rail while the object storage is provided at an end of the rail.

[0007] In some example embodiments, each workstation is provided with a package storage, wherein the workstation is located between a respective package storage and the rail; and wherein the second industrial robot is configured to pick the packaging box from the respective package storage onto the platform

[0008] In some example embodiments, the moving component is configured to move in a travelling direction parallel to an extending direction of the rail.

[0009] In some example embodiments, the moving component is configured to move in a height direction perpendicular to a main plane of the rail.

[0010] In some example embodiments, the moving component is configured to move a lateral direction normal to the travelling direction and the height direction to allow the moving component to move along different tracks on the rail.

[0011] In some example embodiments, the moving component is configured to rotate about the height direction.

[0012] In some example embodiments, the second industrial robot and the third industrial robot are integrated into a single industrial robot.

[0013] In some example embodiments, each of the plurality of workstations comprises a recognition module configured to recognize a code on the packaging box and / or the object.

[0014] In some example embodiments, the moving component is configured to move above the rail in a magnetic manner.

[0015] In a second aspect, there is provided a method of packaging an object. The method comprises: actuating a first industrial robot to pick an object from an object storage onto one of a plurality of moving components provided above a rail, wherein the plurality of moving components are configured to move above the rail in a non-contact manner; actuating a second industrial robot provided adjacent to the rail to put a packaging box onto a platform; and actuating a third industrial robot provided adjacent to the platform to pick the object from  the moving component onto the platform and place the object into the packaging box, wherein the platform, the second industrial robot and third industrial robot are included in each of a plurality of workstations provided adjacent to the rail.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0016] Through the following detailed description with reference to the accompanying drawings, the above and other objectives, features and advantages of the example embodiments disclosed herein will become more comprehensible. In the drawings, several example embodiments disclosed herein will be illustrated in an exemplary and in a non-limiting manner, wherein:

[0017] Fig. 1 illustrates a top view of the packaging system in accordance with an example embodiment of the present disclosure;

[0018] Fig. 2 illustrates a perspective view of a rail of the packaging system in accordance with an example embodiment of the present disclosure;

[0019] Fig. 3 illustrates a perspective view of a first industrial robot and an object storage of the packaging system in accordance with an example embodiment of the present disclosure;

[0020] Fig. 4 illustrates a first perspective view of a workstation of the packaging system in accordance with an example embodiment of the present disclosure;

[0021] Fig. 5 illustrates a second perspective view of the workstation of the packaging system in accordance with an example embodiment of the present disclosure; and

[0022] Fig. 6 illustrates a method of packaging an object in accordance with example embodiments of the present disclosure.

[0023] Throughout the drawings, the same or similar reference numerals represent the same or similar element.DETAILED DESCRIPTION

[0024] Principles of the present disclosure will now be described with reference to some example embodiments. It is to be understood that these embodiments are described only for the purpose of illustration and to help those skilled in the art to understand and implement the present disclosure, without suggesting any limitation as to the scope of the disclosure.  The disclosure described herein can be implemented in various manners other than the ones described below.

[0025] In the following description and claims, unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs.

[0026] References in the present disclosure to “one embodiment, ” “an embodiment, ” “an example embodiment, ” and the like indicate that the embodiment described may include a particular feature, structure, or characteristic, but it is not necessary that every embodiment includes the particular feature, structure, or characteristic. Moreover, such phrases are not necessarily referring to the same embodiment. Further, when a particular feature, structure, or characteristic is described in connection with an embodiment, it is submitted that it is within the knowledge of one skilled in the art to apply such feature, structure, or characteristic in connection with other embodiments whether or not explicitly described.

[0027] It should be understood that although the terms “first” and “second” etc. may be used herein to describe various elements, these elements should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element from another. For example, a first element could be termed a second element, and similarly, a second element could be termed a first element, without departing from the scope of example embodiments. As used herein, the term “and / or” includes any and all combinations of one or more of the listed terms.

[0028] The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of example embodiments. As used herein, the singular forms “a” , “an” and “the” are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise. It will be further understood that the terms “comprises” , “comprising” , “has” , “having” , “includes” and / or “including” , when used herein, specify the presence of stated features, elements, and / or components etc., but do not preclude the presence or addition of one or more other features, elements, components and / or combinations thereof.

[0029] As described above, the traditional multi-station packaging line is designed in series. This means when one of the equipment in one station fails, the entire production line needs to be shut down, resulting in reduced packaging line efficiency. Besides, the traditional conveyor line can only convey in a linear sequence, and has high requirements for  the timing of the equipment on the production line. The production beat of the entire line is based on the slowest workstation, which cannot fully utilize the production capacity of the equipment. In addition, the traditional packaging line uses non-standard equipment or industrial robots, and safety protection fences must be added to ensure the safety of operators. Worse still, the traditional packaging lines are all non-standard customized for the size or process of specific products, which means that when the customer’s product is upgraded, especially when the upgraded product is very different from the original product, it is difficult for the traditional production line to be compatible with the new product, or even if it is compatible, a large-scale software and hardware transformation is required.

[0030] At least to address the problem existed in the conventional approaches, the present disclosure proposes a packaging system and a method of packaging an object, which can be used in scenarios where products are frequently updated, can reduce the cost of upgrading customers’ equipment to new products; can improve customers’ work efficiency and can improve customers’ product image.

[0031] Example embodiments will be described in more detail hereinafter in accordance with Figs. 1-6. With reference to Fig. 1 at first, which illustrates a top view of the packaging system 1 in accordance with an example embodiment of the present disclosure.

[0032] The packaging system 1 is designed to pack an object into a packaging box. The object may be a pack of cigarettes. It is to be understood that this is only for illustration without suggesting any limitations as to the scope of the subject matter described herein. The object may be other types in addition to the pack of cigarettes. As illustrated in Fig. 1, the packaging system 1 comprises an object storage 22 which contains a stack of object. The packaging system 1 further comprises at least one package storage 42 which contains one or more stack of packaging box. Both the object and the packaging box are transferred to a workstation 30 and the object may be packaged into the packaging box at the workstation 30, which will be described in details hereinafter.

[0033] As shown in Fig. 1, the packaging system 1 further includes a rail 10 for transferring the object. Fig. 2 illustrates a perspective view of the rail 10 of the packaging system 1 in accordance with an example embodiment of the present disclosure. As shown in Fig. 2, a plurality of moving components 12 may move above the rail 10 to move the objet 23 to a desired destination.

[0034] Fig. 3 illustrates a perspective view of a first industrial robot 21 and the object storage 22 of the packaging system 1 in accordance with an example embodiment of the present disclosure. As shown, the object 23 stored within the object storage 22 may be picked by the first industrial robot 21 from the object storage 22 onto one of the moving components 12. The first industrial robot 21 may be equipped with a sucker fixture to carry out the above picking action and the specific type of the first industrial robot 21 will not be limited to the present disclosure. The picking action of the first industrial robot 21 may be conducted based on visual system guidance. As shown, some moving components 12 are “empty” with no object placed thereon. They can be moved to a position adjacent to the first industrial robot 21 to allow the first industrial robot 21 to put an object 23 onto it. The moving component 12 with object 23 thereon may be referred to as a “full” moving component 12.

[0035] Referring back to Fig. 1, the packaging system 1 may include a plurality of workstations 30 provided adjacent to the rail 10. Each workstation 30 may be provided with a package storage 42 for storing the packaging box 43, and the workstation 30 and the respective package storage 42 form a working unit 2. As shown in Fig. 1, five workstations 30 and the respective package storage 42 (i.e., five working units 2) are included in the packaging system 1. However, this is merely illustrative, rather than restrictive. According to the actual need, the number of the workstations 30 and the respective package storage 42 (i.e., the number of the working unit 2) may be adjusted.

[0036] Figs. 4 and 5 illustrate different perspective views of the workstation 30 in the packaging system 1 in accordance with an example embodiment of the present disclosure. With reference to Figs. 1, 4 and 5, each of the plurality of workstations 30 comprises a platform 31 for packaging the object 23, a second industrial robot 32 and a third industrial robot 33 provided adjacent to the platform 31. The second industrial robot 32 is configured to pick the packaging box 43 from the package storage 42 and put it onto the platform 31.

[0037] The third industrial robot 33 is configured to pick the object 23 from the moving component 12 onto the platform 31 and place the object 23 into the packaging box 43. The third industrial robot 33 may be configured to place the packaging box 43 on a positioning fixture, open a lid of the packaging box 43, and suck the object 23 to fill the packaging box 43, cover the lid of the packaging box 43, and place the packaging box 43 having object 23 inside into an empty turnover box for palletizing. The specific type of the third industrial  robot 33 will not be limited to the present disclosure.

[0038] According to example embodiments of the present disclosure, these workstations 30 work independently from each other. They are working in a parallel mode. Since each workstation 30 is parallel and independent from each other, there is no correlation in the process. If one workstation 30 stops during the work process, other workstations 30 can work normally and the whole packaging system 1 will not be influenced greatly. Meanwhile, the maintenance personnel can directly enter the production line for maintenance while other workstations 30 are still working normally. In this way, the shutdown of a single workstation 30 does not affect the entire production line, and the packaging line efficiency is high.

[0039] Besides, each workstation 30 is an independent packaging unit that can independently complete all packing processes but share the common rail 10, the packaging system 1 according to example embodiments of the present disclosure can achieve the co-production of multiple kinds of packaging box 43. Since different brands may use different types of packaging box 43, the packaging system 1 according to example embodiments of the present disclosure can achieve the co-production of multiple brands.

[0040] In some example embodiments, the second industrial robot 32 and the third industrial robot 33 may be integrated into a single industrial robot.

[0041] According to example embodiments, the moving components 12 may move above the rail 10 in a non-contact manner, for example in a magnetic manner. Since the moving components 12 is not physically contact the rail 10, the travelling speed of the moving components 12 may be very quick. In this way, a fast transfer of the object 23 can be achieved.

[0042] In some example embodiments, the moving component 12 may be configured to move in a travelling direction X parallel to an extending direction of the rail 10, a height direction Z perpendicular to a main plane of the rail 10, and / or a lateral direction Y normal to the travelling direction X and the height direction X. In other example embodiments, the moving component 12 may be further configured to rotate about the height direction Z. The movement of the moving component 12 may be controlled by programming with strong flexibility.

[0043] In some example embodiments, as shown in Fig. 2, the rail 10 is wide enough in  Y direction to allow the moving components 12 to move laterally in the lateral direction Y so that the moving components 12 may move on different track to avoid collisions. The moving components 12 on the rail 10 can move at their respective predetermined speeds and be picked up by the second industrial robot 32 in the appropriate workstation 30 as needed, which allows the moving components 12 to move in a non-fixed speed. As a result, in a scenario where more than one brand is being produced simultaneously, priority can be given to distribution according to the needs of the working process, maximizing the equipment efficiency of each workstation 30. In this way, a multi-degree-of-freedom magnetic suspension conveyor line and a flexible packing unit are realized.

[0044] As shown in Fig. 1, the rail 10 is a linear form, and wherein the plurality of workstations 30 are provided at both sides of the rail 10 while the object storage 22 is provided at an end of the rail 10. In a word, the workstations 30 on both sides of the rail 10 as well as the object storage 22 at the end of the rail 10 generally form a C shape. Since C shape has an opening at a side opposite to the objection storage 22, the rail 10 can be extended along the travelling direction X of the rail 30 as shown in Fig. 2. According to example embodiments of the present disclosure, the production line can be extended very conveniently by adding more workstations 30 along the travelling direction X of the rail 30.

[0045] As shown in Fig. 1, the workstation 30 is located between a respective package storage 42 and the rail 10 wherein the second industrial robot 32 is configured to pick the packaging box 43 from the respective package storage 42 onto the platform 31

[0046] With reference to Fig. 3, the object storage 22 comprises a recognition module 25 use for object locating and error prevention recognition. The recognition module 25 may capture an image of the object 23 to correctly locate the object 23. The recognition module 25 may scan a code on the object 23 to see whether a right object 23 is being handled or not. In some example embodiments, the recognition module 25 may be a 3D vision camera. According to example embodiments of the present disclosure, the production line can achieve the package of multiple brands. Different packaging box 43 of different brands may have different size. By recognizing the code on the packaging box 43 and / or the object 23, the workstation 30 may accurately pick the object 23 into the right packaging box 43.

[0047] In some example embodiments, as shown in Fig. 5, the moving component 12 may be rotated about the height direction Z to allow a code on the object 23 to be scanned. The workstation 30 may be equipped with a recognition module 35, which include a 2D vision  camera and light source 37 for quality inspection. The workstation 30 may further include a positioning mechanism 36 for precise positioning of the packaging box 43. The workstation 30 may also include a quick-change fixture base plate 38, which can be directly replaced when an old fixture is not compatible with new varieties to achieve compatibility with new products.

[0048] Fig. 6 illustrates a method 600 of packaging an object 23 in accordance with example embodiments of the present disclosure.

[0049] At block 602, a first industrial robot 21 is actuated to pick an object 23 from an object storage 22 onto one of a plurality of moving components 12 provided above a rail 10. The plurality of moving components 12 are configured to move above the rail 10 in a non-contact manner.

[0050] At block 604, a second industrial robot 32 provided adjacent to the rail 10 is actuated to put a packaging box 43 onto a platform 31.

[0051] At block 606, a third industrial robot 33 provided adjacent to the platform 31 is actuated to pick the object 23 from the moving component 12 onto the platform 31 and place the object 23 into the packaging box 43. The platform 31, the second industrial robot 32 and third industrial robot 33 are included in each of a plurality of workstations 30 provided adjacent to the rail 10.

[0052] It is to be understood that the apparatus, the structure or the process involved in Fig. 6 have been described above with reference to Figs. 1-5, and the details will not be described hereinafter for the sake of brevity.

[0053] Further, while operations are depicted in a particular order, this should not be understood as requiring that such operations be performed in the particular order shown or in sequential order, or that all illustrated operations be performed, to achieve desirable results. In certain circumstances, multitasking and parallel processing may be advantageous. Likewise, while several specific implementation details are contained in the above discussions, these should not be construed as limitations on the scope of the present disclosure, but rather as descriptions of features that may be specific to particular embodiments. Certain features that are described in the context of separate embodiments may also be implemented in combination in a single embodiment. On the other hand, various features that are described in the context of a single embodiment may also be  implemented in multiple embodiments separately or in any suitable sub-combination.

[0054] Compared with the conventional approaches to package an item, the packaging system 1 according to the present disclosure adopts the solution where the rail 10 is connected to the plurality of independent workstations 30 in parallel to allow each independent workstation 30 to independently produce respective kind of packaging product with different brand or jointly produce one packaging product with one brand. Workstations 30 use cooperative industrial robots 32, 33 to complete left and right mechanical movements. When the product is updated, only the robot program needs to be changed, which can adapt to the production scenarios of rapid product changes and changeable product types. Moreover, since all packing workstations 30 use industrial robots, no physical fence required.

[0055] It is to be understood that although the above disclosure are described by taking the cigarette packaging as examples, this is only for illustration without suggesting any limitations as to the scope of the subject matter described herein, the above embodiments may be used in other scenarios.

[0056] Although the subject matter has been described in language specific to structural features and / or methodological acts, it is to be understood that the subject matter defined in the appended claims is not necessarily limited to the specific features or acts described above. Rather, the specific features and acts described above are disclosed as example forms of implementing the claims.

Claims

1.A packaging system (1) , comprising:a rail (10) having a plurality of moving components (12) provided thereon, wherein the plurality of moving components (12) are configured to move above the rail (10) in a non-contact manner;a first industrial robot (21) configured to pick an object (23) from an object storage (22) onto one of the moving components (12) ;a plurality of workstations (30) provided adjacent to the rail (10) , each of the plurality of workstations (30) comprises:a platform (31) ;a second industrial robot (32) provided adjacent to the rail (10) and configured to put a packaging box (43) onto the platform (31) ; anda third industrial robot (33) provided adjacent to the platform (31) , wherein the third industrial robot (33) is configured to pick the object (23) from the moving component (12) onto the platform (31) and place the object (23) into the packaging box (43) .2.The packaging system (1) of claim 1, wherein the rail (10) is a linear form, and wherein the plurality of workstations (30) are provided at both sides of the rail (10) while the object storage (22) is provided at an end of the rail (10) .3.The packaging system (1) of any of claims 1-2, wherein each workstation (30) is provided with a package storage (42) , wherein the workstation (30) is located between a respective package storage (42) and the rail (10) ; andwherein the second industrial robot (32) is configured to pick the packaging box (43) from the respective package storage (42) onto the platform (31) .4.The packaging system (1) of any of claims 1-2, wherein the moving component (12) is configured to move in a travelling direction (X) parallel to an extending direction of the rail (10) .5.The packaging system (1) of claim 4, wherein the moving component (12) is configured to move in a height direction (Z) perpendicular to a main plane of the rail (10) .6.The packaging system (1) of claim 5, wherein the moving component (12) is configured to move a lateral direction (Y) normal to the travelling direction (X) and the height direction (X) to allow the moving component (12) to move along different tracks on the rail (10) .7.The packaging system (1) of claim 5, wherein the moving component (12) is configured to rotate about the height direction (Z) .8.The packaging system (1) of any of claims 1-2, wherein the second industrial robot (32) and the third industrial robot (33) are integrated into a single industrial robot.9.The packaging system (1) of any of claims 1-2, wherein each of the plurality of workstations (30) comprises a recognition module configured to recognize a code on the packaging box (43) and / or the object (23) .10.The packaging system (1) of any of claims 1-2, wherein the moving component (12) is configured to move above the rail (10) in a magnetic manner.11.A method of packaging an object (23) , comprising:actuating a first industrial robot (21) to pick an object (23) from an object storage (22) onto one of a plurality of moving components (12) provided above a rail (10) , wherein the plurality of moving components (12) are configured to move above the rail (10) in a non-contact manner;actuating a second industrial robot (32) provided adjacent to the rail (10) to put a packaging box (43) onto a platform (31) ; andactuating a third industrial robot (33) provided adjacent to the platform (31) to pick the object (23) from the moving component (12) onto the platform (31) and place the object (23) into the packaging box (43) , wherein the platform (31) , the second industrial robot (32) and third industrial robot (33) are included in each of a plurality of workstations (30) provided adjacent to the rail (10) .

Images