DD285649A5 - Verfahren zum steuern der arbeitsgeschwindigkeit von verarbeitungsmaschinen - Google Patents

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DD285649A5 DD89333523A DD33352389A DD285649A5 DD 285649 A5 DD285649 A5 DD 285649A5 DD 89333523 A DD89333523 A DD 89333523A DD 33352389 A DD33352389 A DD 33352389A DD 285649 A5 DD285649 A5 DD 285649A5
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Matthias Weiss
Thorsten Mueller
Michael Aurin
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    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B57/00Automatic control, checking, warning, or safety devices
    • B65B57/02Automatic control, checking, warning, or safety devices responsive to absence, presence, abnormal feed, or misplacement of binding or wrapping material, containers, or packages
    • B65B57/08Automatic control, checking, warning, or safety devices responsive to absence, presence, abnormal feed, or misplacement of binding or wrapping material, containers, or packages and operating to stop, or to control the speed of, the machine as a whole

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Arbeitsgeschwindigkeit von Verarbeitungsmaschinen auf der Grundlage ihres Ausfallverhaltens. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Korrektur eingestellter Arbeitsgeschwindigkeiten von Verarbeitungsmaschinen bei zeitweise verminderter Qualitaet eines oder mehrerer Verarbeitungsgueter oder der sonstigen Verarbeitungsbedingungen zu entwickeln. Die Aufgabe wird erfindungsgemaesz dadurch geloest, dasz der Zeitpunkt sich anbahnender und/oder notwendiger Verarbeitungsabschnitte verminderter Zuverlaessigkeit bestimmt wird, die Arbeitsgeschwindigkeit ab diesem Zeitpunkt auf einen Wert verringert wird, der waehrend des Verarbeitungsabschnittes verminderter Zuverlaessigkeit mindestens noch die Funktionserfuellung unter den gegebenen Verarbeitungsbedingungen garantiert und anschlieszend die Arbeitsgeschwindigkeit wieder auf den globalen Wert erhoeht wird. Figur{Verarbeitungsmaschinen; Steuerung; Ausfallverhalten; Arbeitsgeschwindigkeit; globale Arbeitsgeschwindigkeit; Verarbeitungsabschnitt verminderter Zuverlaessigkeit; aktiver Speicher; passiver Speicher}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung wird angewendet in Verarbeitungsmaschinen und betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Verarbeitungsmaschinen auf der Grundlage ihres Ausfallverhaltens, wobei die Steuerung nach effektivitätsbezogenen Kennziffern erfolgt und die Verarbeitungsmaschine mit einer globalen, als optimal erkannten Arbeitsgeschwindigkeit über die gesamte oder einen durch konstante Arbeitsbedingungen gekennzeichneten Abschnitt der Betriebszeit gefahren wird.
Charakteristik dei bekannten Standes der Technik
In Verarbeitungsmaschine ι für Stückgüter sind Lösungen bekannt, bei denen die Arbeitsgeschwindigkeit nach einer Menge des vorhandenen Verarbeitungsgutes geregelt wird.
So wird entsprechend der DE-OS 3120603 die Arbeitsgeschwindigkeit einer Verarbeitungsmaschine nach der eingegebenen Zahl von Gefäßen, der Behandlungszeit, der möglichen Produktivität und dem aktuellen Befüllungsgrad stetig rechnerisch ermittelt und zur Regelung der Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine selbst und/oder weiterer zugeordneter Maschinen herangezogen. Die Ermittlung erfolgt nach einem Berechnungsalgorithmus mittels Rechner auf der Grundlage von Sensorimpulsen aus dem Bereich der Maschine, die kontrollierend wirken. Die Regelungsgröße wird durch die Sensorimpulse adaptiv selbsttätig verändert.
Nach der DE-CS 2740175 wird die Arbeitsgeschwindigkeit der Verarbeitungsmaschine nach der Verarbeitungsgutmenge geregelt, die ourch Sensorimpulse aus einem vorgeschalteten Speicher ermittelt wird.
Nachteilig ist beiden Lösungen, daß die Regelung der Arbeitsgeschwindigkeit nur nach einer definierten Anzahl von Verarbeitungsgut bzw. von Produkten erfolgt und keine zuverlässigkeits- und produktivitätsvermindernden Faktoren aus dem Verarbeitungsprozeß selbst Berücksichtigung finden.
Diesen Nachteil beseitigen Lösungen in Verarbeitungsmaschinen, die bei verminderter Verarbeitungsgutqualität oder sonstigen Verarbeitungsbedingungen ein manuelles Umschalten auf eine geringere als die eingestellte Arbeitsgeschwindigkeit zulassen.
Das bezieht sich beispielsweise auf die Anwendung polumschaltbar Wechselstrommotore für die stufenweise und BreitkeilriemengetriebA oder thyristorgesteuerter Gleichstrommotore mit vorgeschaltetem Widerstand für die stufenlose Reduzierung de: Arbeitsgeschwindigkeit der Verarbeitungsmaschine.
Nachteilig ist aiii η diesen Lösungen, daß wegen der Notwendigkeit zum m.'inuellen Verstellen der Arbeitsgeschwindigkeit ein Reagieren auf verminderte Zuverlässigkeit des Verarbeitungsprozesses nicht rechtzeitig und nur ungenau erfolgen kann.
Die Lösung nach DD-WP 246641 berücksichtigt durch die Regelung der Arbeitsgeschwindigkeit, deren Werte nach effektivitätsorientierten Kenngrößen ermittelt werden, die Verarbeitungsbedingungen und die zur Verfügung stehende Verarbeitungsgutmenge und erreicht durch den vorausschauenden gleichmäßigen Betrieb der Verarbeitungsmaschine eine zeitbezogene Stabilität des Verarbeitungsprozesses.
Nachteilig ist jedoch, daß mit global vorgegebener Arbeitsgeschwindigkeit zeitweise verminderte Verarbeitungsgutqualitäten bis zum Erkennen durch die Bedienperson zu erhöhten Produktionsausschuß führen. Andererseits führt das Berücksichtigen solcher Verarbeitungsabschnitte durch die Vorgabe niedriger globaler Arbeitsgeschwindigkeiten zu Produktivitätsverllisten.
Zum Beispiel wird in Verpackungsmaschinen, wie Einschlagmaschinen für Süßwaren, das Verpackungsmittel von Rollen aus einem Speicher zugeführt. Die Forderung nach hohen Arbeitsgeschwindigkeiten haben zu Lösungen für einen automatischen Wechsel der Verpackungsmittelzuführung von parallel angeordneten Speichern geführt. Dieser Wechsel des Verpackungsmittels erweist sich hier als solch ein Verarbeitungsabschnitt, bei dem zeitweise verminderte Verarbeitungsgutqualitäten und/oder sonstige Verarbeitungsbedingungen das Gesamtniveau der global vorgegebenen Arbeitsgeschwindigkeiten beeinflussen.
Ziel der Erfindung
Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen optimalen Produktausstoß für Verarbeitungsmaschinen zu erreichen.
Darlegung des Wosens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Korrektur eingestellter Arbeitsgeschwindigkeiten von Verarbeitungsmaschinen bei zeitweise verminderter Qualität eines oder mehrerer Verarbeitungsgüter oder der sonstigen Verarbeitungsbedingungen zu entwickeln.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zeitpunkt sich anbahnender und/oder notwendiger Vererbeitungsabschnitte verminderter Zuverlässigkeit bestimmt wird, die Arbeitsgeschwindigkeit ab diesem Zeitpunkt auf einen Wert verringert wird, der während des Verarbeitungsabschnittes verminderter Zuverlässigkeit mindestens noch die Funktionserfüllung unter den gegebenen Verarbeitungsbedingungen garantiert und anschließend die Arbeitsgeschwindigkeit wieder auf den globalen Wert orhöht wird.
Der Vorteil der Lösung besteht insgesamt darin, daß durch den Wegfall des Beseitigens von Störungen, beispielsweise beim Verpackungsmittelwechsel, eine Verminderung des Bedienaufwandes erzielt wird und durch die geringere Anzahl von Ausfallabschnitten sowie die insgesamt mögliche höhere Arbeitsgeschwindigkeit der Verarbeitungsmaschine die tatsächliche Produktivität erhöht und die Verarbeitungskosten gesenkt werden.
Ausführungsbelsplei
Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die dazugehörige Figur zeigt ein Stöuerungsdiagramm.
In Verpackungsmaschinen, beispielsweise Einschlagmaschinen für Süßwaren, wird das Verpackungsmittel von Rollen aus einem Speicher zugoführt. Hohe Arbeitsgeschwindigkeiten haben zu Lösungen für einen automatischen Wechsel der Verpackungsmittelzuführung von parallel angeordneten Speichern geführt.
Der automatische Verpackungsmittelwechsel erweist sich dabei als ein Verarbeitungsabschnitt, in dem signifikanten Produktivitätsverluste auftreten. Der Grund dafür ist einmal der Stillstand der Maschine beim Ausfall der Wechseleinrichtung und zum anderen der Ausschuß, der durch den Verpackungsmittelwechsel bedingt ist. In dieser Phase kommt es funktionsbedingt zu doppelt verpackte Produkte bzw. werden durch Störungen unverpackte Produkto ausgestoßen.
Die Ausfallwahrscheinlichkeiten der Wechseleinrichtung sowie die Anzahl der ausgesonderten Produkte und die damit auftretenden Produktiv>tätsverluste folgen einem nachgewiesenen funktionell Zusammenhang zur eingestellten Arbeitsgeschwindigkeit der Verarbeitungsmaschine, "er gleiche Zusammenhang gilt bezüglich der Steuerung einer Produktweiche zum Aussondern der Ausschußprodukte für das Verhältnis der Anzahl qualitätsgerechter und damit unnötig ausgesonderter Produkte zur Anzahl der notwendigerweise wegen doppelter Verpackung oder anderen Ausschuß hervorrufenden Gründen auszusortierenden Produkte. Damit finden diese Produktivitätsverluste als arbeitsgeschwindigkeitsabhängige Größe Berücksichtigung. Das gilt sowohl bei der Berechnung globaler Optimalwerte als auch bei der Auswahl der vorzugebenden Arbeitsgeschwindigkeit no der Verpackungsmaschine auf Grund von Erfahrungswerten. Auf diese Weise beeinflussen sie in ihrer von den jeweiligen Verarbeitungsbedingungen abhängigen konkreten Wertigkeit die berechnete tatsächliche Produktivität für die gesamte Laufzeit der Verpackungsmaschine.
Die Öffnungsdauer der in der Verpackungsmaschine vorgesehenen Weiche zum Aussortieren der während des automatischen Verpackungsmittelwechsels hergestellten Produkte wird durch die maximale Zeitdauer bestimmt, inneihalb der doppelt verpackte Produkte auftreten können und die für den Weg von der Station des letzten Faltvorganges bis zur Weiche benötigt
Nach der gegenwärtigen Lösung wird eine konstante Öffnungsdauer vorgegeben. Dadurch werden im normalen Botrieb, wo diese Zeitdauer drehzahlabhängig kleiner als die maximale Zeitdauer ist. eine größere Menge qualitätsgerecht hergestellte Produkte unnötigerweise aussortiert.
Die vorgeschlagene Lösung besteht darin, den Zeitpunkt für den Beginn des Verpackungsmittelwechsels durch einen entsprechenden Sensor zu identifizieren. In der Regel kann das durch Feststellen des Zeitpunktes t,, eines Grenzwertes zum Füllungsgrad, oder des Zeitpunktes t2, dem Zeitpukt des Erreichens des ungefüllten Zustandes im jeweils aktiven Speicher PM 1 erfolgen. Damit wird der Beginn eines Verarbeitungsabschnittes definiert, für den eine determiniert veränderte Arbeitsgeschwindigkeit nB* gegenüber dem global vorgegebenen Wert nB einzustellen ist.
Die Funktionssicherheit der Verarbeitungsmaschine nimmt mit steigender Drehzahl bzw. steigender Arbeitsgeschwindigkeit ab.
Diese wird auf einen Wert verringert, der gerade noch die Erfüllung der Funktion unter den gegebenen Verarbeitungsbedingungen garantiert. Dabei bedeutet Funktionserfüllung die unter Anwenderbedingungen ökonomisch vertretbare Wahrscheinlichkeit der Funktionserfüllung. Es gilt na* < ng.
Nachdem die Zuführung des Verarbeitungsgutes vom aktiven Speicher PM 1 auf den bis dahin passiven gefüllten Speicher PM 2 gewechselt wurde (Zeitpunkt tj), sowie die Produktweiche zum Aussondern doppelt verpackten Gutes (z. B. kleinstückiger Süßwaren) geöffnet (Zeitpunkt t3) wurde, das letzte abgezogene Verpackungsmittel aus dem bis dahin aktiven Speicher PM 1 das zu verpackende Gut erreicht hat (Zeitpunkt t4) und die Produktwaiche wieder geschlossen wurde (Zeitpunkt I6), wird dio Arbeitsgeschwindigkeit wieder von nB* auf den globalen Wert nB erhöht.
Damit wird erreicht, daß die Wahrscheinlichkeit der Funktionserfüllung der Einrichtung zum Verpackungsmittelwechsel berechenbar ist und einen Wert erreicht, der größer als der bisher einstellbare ist. Der automatische Verpackungsmittelwechsel kann ohne oder mit einer wesentlich geringeren Anzahl Störungen erfolgen.
Dadurch können außerhalb der Zeit des Verpackungsmittelwechsels größere Werte für die Arbeitsgeschwindigkeit vorgegeben werden. Das heißt, die global vorgegebene Arbeitsgeschwindigkeit kann von n0 auf nB gebracht werden. Da diese Zeit den überwiegenden Teil der Verarbeitungszeit ausmacht, kommt es insgesamt zu einem höheren Niveau der tatsächlichen Produktivität der Verpackungsmaschine.
Weiterhin kann die notwendige Öffnungsdauer der Weiche zum Aussondern des anfallenden Ausschusses genau vorgegeben werden so daß nur roch doppelt verpackte Süßwaren ausgeschieden werden.

Claims (2)

1. Verfahren zum Steuern der Arbeitsgeschwindigkeit von Verarbeitungsmaschinen auf der Grundlage ihres Ausfallverhaltens, wobei
- die Steuerung nach effektivilätsbezogenen Kennziffern erfolgt und
- die Verarbeitungsmaschine mit einer globalen, afs optimal erkannten Arbeitsgeschwindigkeit
- über die gesamte oder einen durch konstante Verarbeitungsbedingungen gekennzeichneten Abschnitt der Betriebszeit gefahren wird, dadurch gekennzeichnet, daß
- der Zeitpunkt (I1) sich anbahnender und/oder notwendiger Verarbeitungsabschnitte verminderter Zuverlässigkeit bestimmt wird,
- die Arbeitsgeschwindigkeit ab diesem Zeitpunkt (t,) auf einen Wert verringert wird, der während des Verarbeitungsabschnittes verminderter Zuverlässigkeit mindestens noch die Funktionserfüllung unter den gegebenen Verarbeitungsbedingungen garantiert und
- anschließend die Arbeitsgeschwindigkeit wieder auf den globalen Wert nB erhöt wird.
2. Verfahren zum Steuern der Arbeitsgeschwindigkeit von Verarbeitungsmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt sich anbahnender und/oder notwendiger Verarbeitungsabschnitte verminderter Zuverlässigkeit durch entsprechende Sensoren bestimmt wird.
DD89333523A 1989-10-12 1989-10-12 Verfahren zum steuern der arbeitsgeschwindigkeit von verarbeitungsmaschinen DD285649A5 (de)

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