CH674350A5 - - Google Patents

Description

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Zuführvorrichtung zu schaffen, welche diesen Nachteil nicht aufweist.

Dies wird bei einer Zuführvorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 erreicht.

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung kann die Geschwindigkeit jedes einzelnen Gegenstandes periodisch reguliert werden, um einen vorausbestimmten Abstand zwischen benachbarten Gegenständen zu bewirken, und die Geschwindigkeit jedes einzelnen Gegenstandes kann periodisch justiert werden, um die zeitliche Reihenfolge in bezug auf die Empfangsfördereinrichtung der Verpackungsmaschine oder einer anderen Gegenstandsbearbeitungsmaschine richtig einzustellen. Da die Gegenstände somit nicht aneinander anliegen, können auch stark kohäsive Gegenstände, solche, welche zum Verzahnen neigen, oder Gegenstände, welche durch Kompression beschädigt werden, oder solche, welche sich bei der Ansammlung ineinanderschieben, oder Gegenstände mit irregulären Formen, durch die vorliegende Erfindung in richtiger Phase zur Verpackungsmaschine gefördert werden. Gegestände unterschiedlicher Länge können zugeführt werden.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Menge der ankommenden Gegenstände überwacht werden, und die Geschwindigkeit der Vorrichtung und der Verpak-kungsmaschine kann gesteuert werden, um einen Vorrat von beabstandeten Gegenständen innerhalb vorgegebener Grenzen zu halten, und die Vorrichtung kann automatisch Starten und Anhalten, in Abhängigkeit vom Beginn und Ende des Gegenstandsnachschubs.

Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemässe Vorrichtung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung gemäss vorliegender Erfindung;

Fig. 3a und 3b Transferfördereinrichtungen zum Transfer von Gegenständen zwischen einer erfindungsgemässen Zuführvorrichtung und einer Verpackungsmaschine oder einer anderen Gegenstandsbehandlungsmaschine;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit der Anordnung der Motoren und Förderbänder zum Transport der Gegenstände;

Fig. 5 ein Blockdiagramm der Schaltung zur Steuerung des Betriebes einer Vorrichtung gemäss vorliegender Erfindung, und

Fig. 6 bis 19 Flussdiagramme, die den Betrieb der Schaltung von Fig. 5 erläutern.

Eine automatische Verpackungsanlage nach Fig. 1 umfasst eine Gegenstandsnachschubfördereinrichtung 12, welche zufallig beabstandete Gegenstände 11 zu der Zuführvorrichtung 16 fördert, welche die Distanz zwischen den Gegenständen einstellt, so dass die Gegenstände 11 gleichmässig beabstandet und mit einer Geschwindigkeit an eine Verpak-kungsmaschine abgegeben werden, welche der Geschwindigkeit deren Empfangsfördereinrichtung 17 entspricht. Eine Transferfördereinrichtung 18 (Fig. 1, 3A, 3B) ermöglicht die Übergabe der Gegenstände 11 an eine Empfangsförderein-'0 richtung der Verpackungsmaschine 17 (Fig. 3B), welche mit dem Zuführmodul 16 ausgerichtet ist oder an eine Empfangsfördereinrichtung (Fig. 3A), welche schiefwinklig zum Zuführmodul 16 steht. Eine ähnliche (nicht gezeigte) Transferfördereinrichtung kann zum Transfer von Gegenständen 15 zu einer Verpackungsmaschinenfördereinrichtung im rechten Winkel zum Zuführmodul dienen. Verschiedene andere Typen von Transferapparaten können zwischen die Verpak-kungsmaschinenfördereinrichtung und die Zuführvorrichtung 16 geschaltet sein.

20 Die Zuführvorrichtung 16 (Fig. 1, 2, 4) umfasst eine ab-standsändernde Fördereinrichtung 22 und eine Phasenfördereinrichtung 23, welche in Serie geschaltet sind und nachfolgend als Module bezeichnet werden. Die Module 22, 23 umfassen eine Mehrzahl von abstands- oder zwischenraum-25 ändernden Förderern G1-G5, einen Anpass- oder Messförderer M, einen Beschleunigungsförderer A und einen End-phasen- oder Ausgleichsförderer P. Die zwischenraumändernden Förderer G1-G5 vergrössern oder verkleinern ständig die Zwischenräume zwischen den Gegenständen 11, anso lässlich deren Lieferung vom Nachschubförderer, in Abhängigkeit von elektronischen Schaltungen, welche in Schrankabteilen 22a, 23a der Module 22, 23 angeordnet sind.

Jeder der Förderer G1-G5, M, A, P (Fig. 1-4) umfasst 35 ein breites, ebenes Band 24a-24h, welches auf einer Mehrzahl von Walzen 28 angeordnet ist (Fig. 4) und welches von einer Antriebswalze 29 beschleunigt wird, welche von einem Motor 30 und einem Antriebsriemen 31 angetrieben wird. Die Umdrehungslage jedes Motors 30 wird von einem zugehörigen Kodierer E überwacht und die Geschwindigkeit durch einen Tachometer T (Fig. 4, 5). Jede der Walzen 28 und Antriebswalzen 29 ist leicht ballig, mit einem Bereich geringen Durchmessers an jedem Ende, so dass die Bänder 24a-24h automatisch mit Bezug auf die Walzenenden zentriert werden. Da die Gegenstände nicht anzuliegen haben, werden keine Halter oder Seitenführungen für die Gegenstände benötigt. Dies verringert die Häufigkeit von Beschädigungen an empfindlichen Gegenständen und erleichtert die Bewegung von unregelmässig geformten Gegenständen auf 50 den Bändern. Die Walzen 28, 29 berühren nur die inneren Bereiche der Bänder 24a-24h, so dass Gegenstandsabfalle sich nicht auf den Walzen ablagern. Auffangwannen können auf dem Boden unterhalb der Förderer aufgestellt werden, um lose, von den Bändern gefallene Teile aufzufangen. Die Bändern lassen sich zur Reinigung oder zur Ersetzung eines Bandes leicht entfernen. Ein individueller Servoantriebsmotor für jedes Band ergibt eine schnell ansprechende, unabhängige Steuerung für jeden Fördermodul. Das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Gegenständen 11 wird durch eine oberhalb jedes Förderers G1-G5, M, A, P (Fig. 2, 4, 5) angeordnete Photozelle 35 erfasst. Signale von den Photozellen gelangen an eine Steuerschaltung 36 (Figur 5), welche die Geschwindigkeit der einzelnen Motoren 30 und deren zugehöriger Bänder (Figuren 4, 5) steuert, um den räumlichen 65 und zeitlichen Abstand der Gegenstände 11 zu beeinflussen.

Die zwischenraumändernden Förderer G5-G1 werden ständig geschwindigkeitskorrigiert, um die Gegenstände neu zu positionieren und damit relativ kleine und gleichmässige

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Zwischenräume zwischen den Gegenständen zu erreichen. Der Förderer M wird ständig geschwindigkeitskorrigiert, um die zeitliche Beziehung jedes der nun nahe beabstandeten Gegenstände mit den Förderketten oder Fördernocken der Empfangsfördereinrichtung 17 (Figur 1) der Horizonalver-packungsmaschine herzustellen. Diese Korrektur erfolgt derart, dass die einzelnen Gegenstände durch den Förderer A (Fig. 1, 2, 4) bis zur Geschwindigkeitsübereinstimmung mit der Verpackungsmaschinenempfangsfördereinrichtung beschleunigt werden und danach zeitlich richtig mit bezug auf die Fördernocken angeordnet werden. Der Förderer A beschleunigt die Gegenstände, aber führt keine Korrektur der Gegenstandsposition durch. Der Förderer P ermöglicht eine letzte Korrektur für allfällige Reibungsfehler, welche bei der Geschwindigkeitserhöhung beim Transfer vom Förderer M zum Förderer A entstehen können. Der Zuführer verwendet demnach zwei Korrekturen zur Korrektur des Timings der Gegenstände in bezug auf die Verpackungsmaschine. Die Übergabestelle zwischen Förderer A und Förderer P ist stufenweise verstellbar, um den Förderer P mit bezug auf die Gegenstandslänge anzuordnen, so dass jeder Gegenstand individuelle Geschwindigkeitskorrekturen erfahren kann, ohne die Geschwindigkeit oder Position benachbarter vor- oder nachlaufender Gegenstände zu beeinflussen.

Die Anzahl der zwischenraumändernden Förderer hängt für eine bestimmte Zuführanwendung ab von: (1) der Gleichförmigkeit der Abstände zwischen den an den Zuführer gelieferten Gegenständen, (2) der möglichen Beschleunigung ohne Schlupf zwischen Gegenständen und Fördermitteln und (3) der Grundgeschwindigkeit des Gegenstandsnachschubs. Die Anzahl der zwischenraumändernden Förderer kann entsprechend den individuellen Anforderungen ver-grössert oder verkleinert werden. Eine Vielzahl anderer Fördertypen kann in beschriebener Weise verwendet und gesteuert werden. Die Zuführersteuerschaltung 36 (Fig. 5) umfasst einen Schaltungsmodul 37 zur Steuerung des Betriebs des zwischenraumändernden Moduls 22 (Fig. 1, 2,4) und einen Schaltungsmodul 38 zur Steuerung des Betriebs des Phasenmoduls 23. Jeder der Module 37, 38 umfasst eine programmierbare Hauptlogiksteuerung oder einen Rechner 42a, 42b zur Steuerung der Motore 30 an den entsprechenden Modulen 22,23 in Abhängigkeit von Signalen aus der Verpak-kungsmaschine 17 und den photoelektrischen Zellen 35. Ein solch, in der vorliegenden Erfindung verwendbarer Rechner ist das Modell 8088, welches von mehreren Firmen hergestellt wird. Die Rechner 42a, 42b liefern Steuersignale an und empfangen Steuersignale von einer Mehrzahl von Achsbewegungssteuerungen 43, welche ihrerseits Umdrehungsgeschwindigkeit und -läge darstellende Signale von den Wel-lenkodierern E erhalten. Jede der Bewegungssteuerungen 43 liefert Steuersignale an eine Servomotorsteuerung 44, welche die Antriebsleistung für den entsprechenden Servomotor 30 liefert. Eine in der vorhegenden Erfindung verwendbare Motorsteuerung ist der Mikroprozessor Z-80A, welche von mehreren Firmen hergestellt wird. Eine in der vorliegenden Erfindung verwendbare Servomotorsteuerung 44 ist der pulsbreitenmodulierte (PWM) Typ, welcher von mehreren Firmen erhältlich ist. Ein verwendbarer Wellenkodierer E ist das Modell 80/80 EM, hergestellt von Motion Control Devices, Inc. in Lowell, Massachusetts, USA.

Ein Signal von der Logiksteuerung 42a (Fig. 5) kann über die Leitung 48 an weitere zwischenraumändernde Module abgegeben werden, wenn diese zur Sicherstellung des richtigen Abstandes der Gegenstände nötig sind, oder wenn die Anzahl der zwischenraumändernden Förderer des zwischenraumändernden Moduls 22 (Fig. 1, 2,4) grösser oder kleiner als vier ist, abhängig von der Anwendung.

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Die Leitung 48a ist eine Übertragungsverbindung zwischen den Logiksteuerungen 42a und 42b. Leitung 49a übermittelt Verpackungsmaschinenstatussignale an die Logiksteuerung 42b, welche über Leitung 49b Verpackungsma-

5 schinengeschwindigkeitssignale und Positionsreferenzsignale von einem Hauptkodierer El auf einer 1:1 Welle der Verpak-kungsmaschine empfangt. Die Logiksteuerung 42b verarbeitet diese Eingangssignale kontinuierlich und sendet kontinuierlich Ausgangssteuerungssignale an die Bewegungssteue-

10 rungen der M, A und P Förderer und synchronisiert diese dadurch mit der Verpackungsmaschine 17. Die Logiksteuerung 42b verarbeitet auch ständig Statuseingangssignale von allen Scannern 35 und sendet ständig ein Ausgangssignal über Leitung 49 zur automatischen Steuerung der Geschwin-15 digkeit der Verpackungsmaschine und dadurch zur automatischen Begrenzung des Gegenstandsrückstaus innerhalb vorausbestimmter Grenzen. Leitung 49c übermittelt ein Signal von der Logiksteuerung 42b an ein Gerät zum Auswurf gelegentlich vorkommender, ausserhalb der Phase geratener 2° Gegenstände, welche bei transienten Bedingungen, wie Nothalt, Schnellstart usw. vorkommen können. Ein Luftstrom aus einer Düse 53 (Fig. 1-3B) wird zum Auswurf aus der Reihe geratener Gegenstände beim Transferförderer 18 verwendet.

25 Das Signal vom Kodierer El (Fig. 5) der Verpackungsmaschine stellt das richtige Timing des Zuführers 16 in bezug auf die Verpackungsmaschine sicher und die Signale von den Kodierern E ergeben die genaue Messung der Bewegung jedes der Förderbänder. Ein Leitungspaar 54, 55 von den Ko-30 dierern E und dem Tachometer T ermöglicht geregelten Betrieb der Rechner 43 und der Motorsteuerungen 44 zur Regelung der Förderbandbeschleunigungen und zur Sicherstellung grösster Leistung ohne Schlupfprobleme. Die Kodierer E ergeben bis zu 100 Impulse pro Umdrehung, d.h. ein ge-35 naues Timing ist möglich, was besonders für kleine Verpak-kungsgeschwindigkeiten für den Zuführer vorteilhaft ist.

Das Steuersystem (Fig. 5) der vorliegenden Erfindung kann zur Zufuhr von «Gruppen» von Gegenständen zu Empfangsfördereinrichtungen mit oder ohne Fördernocken 40 von Verpackungs- oder anderen Maschinen programmiert werden. «Gruppen» gepaarter Gegenstände werden z.B. erzielt, indem die Logiksteuerung 42a so programmiert wird, um die Geschwindigkeit der zwischenraumändernden Förderer so zu steuern, dass zwischen gepaarten Gegenständen nur 45 ein kleiner oder kein Zwischenraum auftritt und ein grösserer Zwischenraum zwischen den «Gruppen» gepaarter Gegenstände. Bei dieser Gruppenanwendung wird die Logiksteuerung 42b programmiert, um die «Gruppen» gepaarter Gegenstände in Phase für den richtig getakteten Transfer in 50 die Eingangsfördereinrichtung, mit oder ohne Fördernokken, der Verpackungsmaschine zuzumessen. Bei dieser Gruppenanwendung sorgt das Steuerprogramm für nur kleine oder gar keine Beschleunigung beim Transfer vom Förderer M zum Förderer A, so dass der Zwischenraum zwischen 55 gepaarten Gegenständen einer «Gruppe» relativ klein bleibt.

Die Rechner 42a, 42b verwenden die Geschwindigkeit eines Gegenstandes während eines gewissen Zeitraums zur Berechnung der Beschleunigung des Gegenstandes und können den Beschleunigungsgrad so regeln, dass kein Schlupf oder 60 kein Umfallen auftritt. Die Rechner verwenden Tabellen, um eine Geschwindigkeitsänderung der Bänder zu erzielen, welche proportional zur Geschwindigkeit der Verpackungsmaschine ist und die das Vorkommen von Gegenstandstransfers mit unangepassten Bandgeschwindigkeiten mini-65 malisiert. Wird z.B. Förderer Gl beschleunigt, so müssen alle anderen Förderer G5-G2 ebenfalls beschleunigt werden, um die Gegenstandsposition zu korrigieren, so dass der Transfer bei angepassten Geschwindigkeiten erfolgt.

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Vorbestimmte Programme können in die Rechner 42a und 42b geladen und entweder durch einen Wahlschalter oder über eine Übertragungsverbindung von einem entfernten Rechner, z.B. von einem Personalcomputer aus, gewählt werden, so dass eine Bedienungsperson leicht die richtige Geschwindigkeit, Packungsgrösse und Gruppierungen wählen kann. Da die Zuführvorrichtung und die Verpackungsmaschine miteinander verbunden sind, sind sie geeignet synchronisiert. Da die Verpackungsmaschine ein Timingsignal vom Kodierer El an den Zuführer liefert, benötigt man keine gedruckten Markierungen bei den Förderern oder bei der Verpackungsmaschine, um die beiden Maschinen zu synchronisieren. Die vorderen Kanten der Gegenstände werden festgestellt und die zeitbestimmende Schaltung kann feststellen, ob die einzelnen Förderbänder beschleunigt oder verlangsamt werden sollen. Der Zuführer kann einen Zwischenraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gegenständen vergrössern und kann den richtigen Zwischenraum auch zwischen Gegenständen bewirken, welche zufällig und aneinander anliegend angeliefert werden.

Der Zuführer verwendet die Rechner 42a, 42b, um die Bewegungssteuerungen 43 und die Motorsteuerungen 44 zu steuern, so dass die Geschwindigkeit der beförderten Gegenstände mit der Geschwindigkeit des sie aufnehmenden Bandes übereinstimmt und derart Gegenstandsbeschädigungen und Ablagerung von Gegenstandsresten auf den Förderbändern des Zuführers vermieden werden.

Der Zuführer folgt innerhalb vorgewählter Grenzen der Nachschubrate, bzw. dem Takt der an das erste zwischenraumändernde Förderband angelieferten Gegenständen. Nimmt die Nachschubrate zu, so nimmt auch die Förderrate zu und nimmt sie ab, so nimmt auch die Förderrate ab. Der Zuführer sendet ein Raten- bzw. Taktsignal an die Verpak-kungsmaschine und befiehlt ihr dadurch mit derselben Rate wie der Zuführer zu arbeiten. Wenn die sich nicht berührenden Gegenstände im Rückstand auf den Zuführer als zu nahe beabstandet erkannt werden, so erhöht der Zuführer das Ratensignal an die Verpackungsmaschine um einen vorbestimmten Betrag, bis der Abstand zwischen den Gegenständen wieder normal ist. Wenn die sich nicht berührenden Gegenstände im Rückstand auf dem Zuführer als zu weit beabstandet erkannt werden, so verringert der Zuführer das Geschwindigkeitssteuersignal an die Verpackungsmaschine um einen vorbestimmten Betrag, bis der Abstand zwischen den Gegenständen wieder normal ist.

Die zwischenraumändernden Förderer werden verwendet, um gleichmässige Abstände zwischen Gegenständen gleicher Länge zu ergeben. Sind die Gegenstände nicht gleich lang, so wird der Abstand nicht gleichmässig, aber die Distanz von der vorderen Kante eines Gegenstandes zu der vorderen Kante eines benachbarten Gegenstandes ist gleichmässig.

Die zwischenraumändernden Förderer haben drei Betriebsmodi:

(a) Folgemodus

Bei diesem Modus folgt der zwischenraumändernde Förderer der Geschwindigkeit des nachfolgenden (downstream) Förderbandes. In diesem Modus erfolgen keine Korrekturen der Gegenstände auf dem zwischenraumändernden Förderband. Der Rechner befiehlt den Folgemodus immer, wenn ein den zugehörigen Gegenstandserfassungsscanner (35) des zwischenraumändernden Förderbandes durchlaufender Gegenstand als richtig beabstandet erkannt wird, oder immer, wenn ein Gegenstand den Übergang zum nächsten nachfolgenden Förderband macht.

(b) Zwischenraumverkleinerungs-Korrekturmodus

Der Rechner befiehlt diesen Modus immer, wenn ein zu grosser Zwischenraum zwischen dem zugehörigen Gegen-

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standsscanner des zwischenraumändernden Förderbandes erkannt worden ist. Dem zwischenraumändernden Förderer wird dann der Betrieb mit einer vom Rechner gewählten Vorwärtsgeschwindigkeit des Korrekturmodus befohlen. Die Vorwärtsgeschwindigkeit des Korrekturmodus kann auch durch einen Rechneralgorithmus bestimmt werden Der Algorithmus bestimmt die Maximalgeschwindigkeit von der aus die Geschwindigkeiten bei einer vorgewählten negativen Beschleunigung auf die Basisgeschwindigkeit (basierend auf der Verpackungsgeschwindigkeit) beschleunigt werden können, während einer Bewegung von der halben Gegenstandslänge.

Der zwischenraumändernde Förderer arbeitet solange mit der Korrekturgeschwindigkeit, bis der zugehörige Geis genstandserfassungsscanner die Vorderkante des folgenden Gegenstandes feststellt, oder bis ein Maximalkorrekturzähler oder Timer abgelaufen ist. Das Förderband verlangsamt dann, um seine Geschwindigkeit oder sein Geschwindigkeitsverhältnis an das benachbarte nachfolgende Förderband an-20 zupassen und geht in den «Folgemodus», (c) Zwischenraümvergrösserungsmodus

Der Rechner befiehlt diesen Modus, sobald ein ungenügender Abstand durch den zum Förderer zugehörigen Gegenstandserfassungsscanner festgestellt worden ist. Der zwi-25 schenraumändernde Förderer wird zum Betrieb mit einer Geschwindigkeit bestimmt, welche gleich der momentanen Förderbandgeschwindigkeit minus die Rückwärtskorrektur-differentialgeschwindigkeit für einen vorgegebenen Betrag der Förderbandbewegung oder einen vorgegebenen Zeit-30 räum ist. Der Rechner wählt automatisch entweder Förderbandbewegung oder Zeit als bestimmenden Faktor für die Rückwärtskorrektur. Bei gewissen Betriebsbedingungen wird eine bessere Korrektur bei Verwendung eines anderen Bestimmungsfaktors erhalten. Ist die Rückwärtskorrektur 35 abgeschlossen, so beschleunigt das Förderband, um die Geschwindigkeit oder das Geschwindigkeitsverhältnis an das nachfolgende (downstream) Förderband anzupassen. Es wird erneut der «Folgemodus» eingenommen.

Die Zuführvorrichtung überwacht einen Kodierer oder eine andere Art von Positions/Geschwindigkeits-Geber an der Verpackungsmaschine. Die Geberinformation wird in Verbindung mit den zugehörigen Gegenstandspositionsdetektoren des Messförderers M und des Feinphasenförderers , P verwendet, um den aktuellen Positionsfehler zwischen der 45 wahren Gegenstandsposition und der gewünschten Gegenstandsposition zu bestimmen. Ein Förderantriebskorrektur-signal proportional zum gemessenen Fehler wird erzeugt.

Dies wird erreicht, indem die Geschwindigkeit des betroffenen Förderbandes während einer berechneten Maschinen-50 oder Realzeitperiode geändert wird. Dies korrigiert die Gegenstandsposition und der aktuelle Positionsfehler fallt unter einen vorgewählten Wert.

Die vorstehend beschriebene Korrektur des Gegenstands-timings wird zuerst durch den Messförderer A und dann, 55 nachdem die Gegenstände vom Beschleunigungsförderer A beschleunigt worden sind, durch eine Endkorrektur des Gegenstandes durch den Feinphasenförderer P bewirkt.

Der Beschleunigungsförderer A der Zuführeinrichtung wird nur zum Beschleunigen der den Messförderer M verlassenden Gegenstände benützt. Die Gegenstände werden auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, welche mit derjenigen der Eingangsfördereinrichtung der Verpackungsmaschine übereinstimmt. Der Beschleunigungsförderer bewirkt keine Korrektur des Timings der Gegenstände.

Die vorliegende Erfindung umfasst auch einen automatischen Startmodus, welcher nur benützt werden kann, wenn auch die zugehörige Verpackungsmaschine einen automatischen Startmodus besitzt. Wird die Verpackungsmaschine

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«on-line» in den automatischen Startmodus gebracht, so ist der Zuführer automatisch startbereit. Befinden sich Gegenstände auf dem Zuführer, was im Speicher der Rechner 42a, 42b gespeichert ist, so sendet der Zuführer ein Startsignal an die Verpackungsmaschine und löst die folgenden Vorgänge aus:

1. Die Verpackungsmaschine lässt einen Alarmton ertönen und beginnt nach einer gewissen Verzögerungszeit mit einer vom Zuführer befohlenen Geschwindigkeit zu arbeiten.

2. Der Zuführer überwacht die Geschwindigkeits/Posi-tions-Sensoren, wie den Kodierer El, der Verpackungsmaschine und folgt dieser Maschine bei der Geschwindigkeitszunahme.

3. Der Gegenstandsnachschub zum ersten zwischenraumändernden Förderer wird mittels des zugehörigen Gegenstanderfassungsscanner überwacht. Diese Information wird verwendet, um die Basisbetriebsgeschwindigkeit des Zuführers und der Verpackungsmaschine festzusetzen.

Befinden sich keine Gegenstände auf dem Zuführer, was im Speicher festgehalten ist, so arbeitet der Zuführer wie folgt:

1. Die Förderbänder des Zuführers werden mit einer vor-bestimmten Startgeschwindigkeit betrieben.

2. Der Gegenstandserfassungsscanner des ersten zwischenraumändernden Förderbandes überwacht die Nachschubrate zur Bestimmung, ab wann ein brauchbarer Nachschub mit einer ziemlich konstanten Rate vorhanden ist. Gegenstände die nicht in diese Kategorie fallen, werden vom Transferförderer gestossen.

3. Ist ein «brauchbarer» Nachschub festgestellt worden, so befiehlt der Zuführer der Verpackungsmaschine zu demjenigen Realzeitpunkt zu starten, so dass der Zuführer einen Gegenstand an den ersten gewünschten Fördernocken der Empfangsfördereinrichtung der Verpackungsmaschine abgibt, was das Entstehen einer leeren Verpackung verhindert.

4. Die Gegenstandsnachschubrate an den ersten zwischenraumändernden Förderer wird über den zugehörigen Gegenstandserfassungsscanner Überacht. Diese Information wird zum Festsetzen der Basisbetriebsgeschwindigkeit der Zuführvorrichtung und der Verpackungsmaschine verwendet. Gibt es keinen Gegenstandsnachschub oder ist dieser zu sporadisch, so unternimmt der Zuführer das folgende:

1. Der Verpackungsmaschine wird das Verlangsamen und Anhalten befohlen.

2. Der Zuführer geht zurück in den «on-line»-Zustand im automatischen Startmodus. Während dieses automatischen Startens und Anhaltern werden alle ausserhalb der Phase liegenden Gegenstände automatisch vom Transferförderer gestossen.

Programme zum Betrieb der Verpackungsmaschine und des Zuführers können in den Rechnern 42a und 42b gespeichert werden und das gewünschte Programm kann von einem entfernten Rechner über einen Übertragungskanal gewählt, oder die Programme können über einen Wahlschalter am Kontrollschrank des Zuführers gewählt werden. Die Programmdaten umfassen solche Parameter wie die Gegenstandslänge, den gewünschten Abstand zwischen den Gegenständen und die gewünschte Beschleunigung.

Der Zuführer hat die Fähigkeit zum halbautomatischen Einstellen aller gegenstandsspezifischen Betriebseinstellungen mit Ausnahme der räumlichen Position der Gegenstanderfassungsscanner und der räumlichen Länge des Phasenförderers P. Die Einrichtungsprozedur ist wie folgt:

a. Stelle den Einrichtungsmodusschalter auf die «Einrich-tung»-Position.

b. Bringe die zugehörige Verpackungsmaschine in den «auto-start» Modus.

c. Der Zuführer befiehlt nun der Verpackungsmaschine zu starten und mit vorgewählter Geschwindigkeit zu laufen. Die Verpackungsmaschine lässt einen Alarm ertönen und beginnt zu laufen.

5 d. Der Zuführer überwacht die Geschwindigkeits/Posi-tions-Geber, wie z.B. einen an der Eingangsfördereinrichtung oder der Verpackungsmaterialzufuhreinrichtung angeordnete Kodierer. Der Zuführer bestimmt die Geschwindigkeit und die Beschleunigungsrate der Verpackungsmaschine. 10 Die Geschwindigkeit wird verwendet, um die Festsetzung der Basisgeschwindigkeitsverhältnisse für das Messförderband M, das Beschleunigungsförderband A und das Phasenförderband P zu bestimmen. Die gemessene Beschleunigung wird verwendet, um die Start- und Anhalteparameter zwi-15 sehen dem Zuführer und der Verpackungsmaschine anzugleichen.

e. Der Verpackungsmaschine wird das Anhalten befohlen.

f. Der Zuführer befiehlt allen Förderbändern mit 5" pro 20 Sekunde zu arbeiten.

g. Ein Gegenstand wird von Hand auf das erste zwischenraumändernde Band gelegt. Der Gegenstand läuft auf jedem Förderer durch den zugehörigen Gegenstanderfassungsscanner 35. Die Scanner werden verwendet, um die

25 Länge des Gegenstandes zu messen.

h. Nachdem alle Förderer den Gegenstand abgetastet haben, halten alle Förderer ausser dem ersten (most up-stream) an.

i. Die Länge des gemessenen Gegenstandes wird verwen-30 det, um den Zwischenraum- und Fehlererkennungsalgorithmus automatisch an den neuen Gegenstand anzupassen. Die gemessene Länge wird auch verwendet, um den Maximalbereich des vom Zuführerrechner erzeugten Verpackungsma-schinengeschwindigkeitsbefehls zu begrenzen. Je länger der

35 Gegenstand, desto kleiner der zulässige Verpackungsmaschi-nengeschwindigkeitsbereich.

j. Ein Gegenstand wird von Hand auf das erste zwischenraumändernde Förderband gelegt. Der Gegenstand rückt mit 12,7 cm pro Sekunde zum zugehörigen Gegenstanderfas-40 sungsscanner vor. Dieser Vorgang startet alle anderen nachfolgenden Förderbänder und erlaubt ihnen den Betrieb mit 12,7 cm pro Sekunde. Wenn der Gegenstanderfassungsscanner des nächsten Förderers die Vorderkante des Gegenstandes erfasst, werden alle Förderbänder mit 1 g auf eine Ge-45 schwindigkeit von 63,5 cm pro Sekunde beschleunigt. Sieht der nächste Gegenstanderfassungsscanner den Gegenstand, so werden alle Förderbänder mit 1 g Beschleunigung auf eine Geschwindigkeit von 12,7 cm pro Sekunde verlangsamt. Alle Förderer werden weiterhin beschleunigt und verlang-50 samt bis der Gegenstanderfassungsscanner des letzten Förderers die Vorderkante des Gegenstandes erfasst. Der Rechner misst die Zeit, die der Gegenstand vom Gegenstandspositionssensor des ersten zwischenraumändernden Förderer bis zum Gegenstandspositionssensor des Feinphasenförderers P 55 benötigt. Der Rechner vergleicht dann die wahre Zeit mit der idealen Zeit. Weichen diese Zeiten um mehr als einen vorgegebenen Wert voneinander ab, wird die Beschleunigung der Bänder um 0,1 g reduziert. Ein weiterer Gegenstand wird dann von Hand auf das erste zwischenraumän-60 dernde Band gelegt. Dieser Ablauf wird wiederholt, bis die Ist-Zeit und die berechnete Soll-Zeit innerhalb vorgegebener Grenzen liegen und der endgültige Beschleunigungswert wird automatisch im Rechner gespeichert. Dann werden alle Bänder angehalten.

65 k. Die im Schritt (j) bestimmte Beschleunigung ist die höchste Beschleunigung für denjenigen Gegenstand, bei der minimaler Schlupf während des Zuführens auftritt. Diese automatische Prozedur misst im wesentlichen den Reibungsko-

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effizienten des Gegenstandes und/oder dessen Neigung zum Rollen, was die Maximalbeschleunigung beeinflusst.

1. Stelle den Moduswahlschalter auf «Betrieb».

m. Halte die zugehörige Verpackungsmaschine an.

Die Flussdiagramme der Figuren 9-16 zeigen die Sequenz des Zuführerbetriebs detaillierter und können zur Programmierung der Zuführerrechner verwendet werden. Ein Überblick über das Programm zum Betrieb des Zuführers ist in Figur 6 gegeben und die Figuren 7-19 zeigen je die Detailarbeitsweise eines entsprechenden Blocks von Figur 6. Zum Beispiel ist das Basisausführungsprogramm umfassend das

Laden des Programms in den Prozessor und Überprüfen der Nullstellung des Kodierers in Figur 7 gezeigt. Die Schritte zur automatischen Einrichtung der Maschine sind in Figur 8 gezeigt.

5 Mit der vorliegenden Erfindung können kohäsive Gegenstände, unregelmässig beabstandete Gegenstände, empfindliche Gegenstände und Gegenstände welche zum Verzahnen und Übereinanderschichten neigen, zugeführt werden, welche bisher nur schwer zu Verpackungs- und anderen Maschi-

io nen zugeführt werden konnten.

C

15 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

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   PATENTANSPRÜCHE tung (43) geschaltete weitere Rückführungsschaltung (55)

   1. Zuführvorrichtung für Gegenstände, welche Zuführ- und eine Datenleitung (48a) zum Austausch von Daten zwi-vorrichtung an einem Ende zum Empfang zufällig beabstan- sehen den Rechnern aufweist.

   deter Gegenstände von einer Nachschubfördereinrichtung, 4. Zuführvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn-

   zum Ändern der Position der Gegenstände und deren Förde- 5 zeichnet, dass die Gegenstandserfassungsscanner (35) eine rung in gleichmässig räumlich und zeitlich beabstandeter Mehrzahl in Reihe angeordneter Photosensoren oberhalb je-Weise an ein gegenüberliegendes Ende der Zuführvorrich- des abstandsändernden Förderers und jedes Phasenförderers tung und zur Abgabe der gleichmässig beabstandeten Ge- der Reihen von Förderern umfassen, wobei durch die Photogenstände an eine Transferfördereinrichtung im Takt mit ei- sensoren Signale erzeugbar sind, wenn sich die Vorderkanten ner Eingangsfördereinrichtung einer Verpackungsmaschine io der Gegenstände unter den entsprechenden Photosensoren ausgestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvor- vorbeibewegen, und dass die Signale der Photosensoren von richtung eine abstandsändernde Fördereinrichtung (22) mit den Rechnern empfangbar sind, um den Betrieb jedes einzel-einer Mehrzahl einzeln angetriebener, in einer Reihe ange- nen Förderers der Reihen zu steuern.

   ordneter, abstandsändernder Förderer (G5-G1) zum Ändern 5. Zuführvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn-der Position der zufällig beabstandeten Gegenstände zu einer 15 zeichnet, dass die Förderer der Reihen Förderbänder Folge regelmässig und nahe benachbarter Gegenstände (24e-24h) umfassen, welche jeweils einzeln von den Servo-

   durch Steuerung der Betriebsgeschwindigkeit der einzelnen motoren antreibbar sind, und dass die Servomotoren einzeln abstandsändernden Förderer aufweist, dass die Zuführvor- von den Steuerlogiken steuerbar sind, um die Abstände zwi-richtung ferner eine Phasenfördereinrichtung (23) mit einzeln sehen den Gegenständen zu vergrössern oder zu verkleinern angetriebenen, in einer Reihe angeordneten Phasenförderern 20 und die zeitliche Abfolge der Gegenstände an die Geschwin-aufweist, welche auf die Reihe der abstandsändernden För- digkeit und Phase der Eingangsfördereinrichtung der Ver-derer folgen, und einen Anpassförderer (M) zur zeitlichen packungsmaschine anzupassen.

   Anpassung der nahe beabstandeten Gegenstände an die Pha- 6. Zuführvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn-se der Eingangsfördereinrichtung (17) der Verpackungsma- zeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung zur Erken-schine, einen Beschleunigungsförderer (A) zur Beschleuni- 25 nung des Taktes der empfangenen, zufällig beabstandeten gung der nahe benachbarten Gegenstände auf eine der Ge- Gegenstände und zur Steuerung der Geschwindigkeit der schwindigkeit der Eingangsfördereinrichtung angepasste Ge- Reihen der Förderer und der Geschwindigkeit der Eingangs-schwindigkeit und einen Endphasenförderer (P) umfassen, fördereinrichtung der Verpackungsmaschine ausgestaltet ist, mittels welchem eine abschliessende Taktkorrektur der be- um einen Vorrat an nahe benachbarten Gegenständen inner-schleunigten und nahe benachbarten Gegenstände durch- 30 halb vorwählbarer Grenzen aufrechtzuerhalten, und zum führbar ist, um Reibungsverluste beim Übergang der Gegen- selbsttätigen Starten und Anhalten der Zuführvorrichtung in stände vom Anpassförderer (M) zum Beschleunigungsförde- Abhängigkeit von Beginn und Ende des Gegenstandsnach-rer (A) zu kompensieren, wobei die Anpassung, Beschleuni- schubs ausgestaltet ist.

   gung und Taktkorrektur der nahe benachbarten Gegenstän- 7. Zuführvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-de durch Steuerung der Betriebsgeschwindigkeit der einzel- 35 zeichnet, dass die Steuerlogiken von Rechnern gebildet sind, nen Phasenförderer durchführbar ist, und dass die Zuführ- die zum Ermitteln der Geschwindigkeit der Reihen der För-vorrichtung eine elektronische Steuereinrichtung mit einer derer aus den Signalen der Gegenstandssensoren und zur Er-abstandsändernden Steuerschaltung (37) und einer Phasen- zeugung von Antriebssignalen zur Steuerung der Relativsteuerschaltung (38) aufweist, wobei jede Steuerschaltung ei- geschwindigkeit aufeinanderfolgender Förderer ausgestaltet ne programmierbare Steuerlogik (42a, 42b), umfasst, durch 40 sind.

   welche die Geschwindigkeit der einzelnen Förderer der Rei- 8. Zuführvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn-hen von abstandsändernden Förderern und Phasenförderern zeichnet, dass ein Codegeber an jedem Förderer der Reihen in Abhängigkeit von Signalen aus der Verpackungsmaschine angeordnet ist, um die Bewegung jedes einzelnen Förderers und aus oberhalb jedes Förderers der Reihen angeordneten zu erfassen, und dass die Rechner mit den entsprechenden Gegenstandserfassungsscannern (35) steuerbar ist. 45 Codegebern zum Empfang der jeweiligen Förderbewegungs-
2. 2. Zuführvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- signale aus jedem Codegeber verbunden und zur Erzeugung zeichnet, dass jeder Förderer der Reihen einen eigenen Ser- der Antriebssteuersignale in Abhängigkeit von den Förder-vomotorantrieb (30) aufweist und jeder Motor mit einem bewegungssignalen ausgestaltet sind.

   Tachometergeber (T) zur Abgabe eines die Fördererge- 9. Zuführvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn-

   schwindigkeit darstellenden Signals an die Steuereinrichtung 50 zeichnet, das einer der Rechner zur Steuerung der abstands-und mit einem Codegeber (E) zur Erzeugung eines die För- ändernden Förderer ausgestaltet ist, um den Abstand zwi-dererposition darstellenden Signals versehen ist, und dass die sehen aufeinanderfolgend empfangenen Gegenständen einzu-Steuerlogiken einen ersten Rechner (42a), welcher mit einer stellen und gleichmässig beabstandete Gegenstände an die ersten Schaltung zur Steuerung der abstandsändernden För- Phasenförderer der zweiten Gruppe abzugeben, und dass der derer verbunden ist, und einen zweiten Rechner (42b) umfas-55 zweite Rechner zur Steuerung der Phasenförderer ausgestal-sen, welcher mit einer zweiten Schaltung zur Steuerung der tet ist, um die Geschwindigkeit und Abgabezeit aufeinander-Phasenförderer verbunden ist. folgender, an die Transferfördereinrichtung abzugebender
3. 3. Zuführvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- Gegenstände einzustellen.

   zeichnet, dass die erste und zweite Schaltung jeweils eine mit 10. Zuführvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge-dem entsprechenden Rechner verbundene Bewegungssteuer- 60 kennzeichnet, dass die Rechner zum Empfangen von und schaltung (43) für jeden Servomotor, eine Motorsteuerschal- zum Aussprechen auf Synchronisiersignale von der Verpak-tung (44) für jeden Servomotor, welche zum Empfang von kungsmaschine ausgestaltet sind.

   Signalen aus der zugehörigen Bewegungssteuerschaltung (43)

   und zur Abgabe von Antriebssignalen zum Betrieb des jeweiligen Servomotors ausgestaltet ist, eine zwischen jeden Ta- 65 BESCHREIBUNG chometergeber (T) und die zugehörige Motorsteuerschaltung Die Erfindung betrifft eine Zuführvorrichtung gemäss geschaltete Rückführungsschaltung (54), eine zwischen jeden Oberbegriff des Patentanspruches 1.

   Codegeber (E) und die zugehörige Bewegungssteuerschal- Verpackungsmaschinen verwenden in der Regel Förder-

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   einrichtungen zur Zufuhr einer Reihenfolge von in Längsrichtung beabstandeten Gegenständen in eine Verpackungszone, in welcher eine oder mehrere Gegenstände eingepackt werden. Solche Verpackungsmaschinen werden herkömmlicherweise mit einem Zuführer verwendet, welche aneinanderliegende Gegenstände von einer Nachschubfördereinrichtung empfangt und diese Gegenstände in vorbestimmte räumliche und zeitliche Abstandsbeziehung relativ zur Empfangsfördereinrichtung der Verpackungsmaschine bringt. Der Zuführer umfasst in der Regel eine Gegenstandssammelförder-einrichtung, welche mit hoher Geschwindigkeit arbeitet, so dass eine Häufung von Gegenständen vom Nachschubförderer bei der Zuführstation auftritt. Solch ein Zuführer kann unbefriedigend arbeiten, wenn Gegenstände, die aneinander haften können, bei der Sammelfördereinrichtung aneinander anliegen, da diese haftenden Gegenstände nicht richtig getrennt werden.