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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Drehbewegung
von Gefäßen nach dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Entsprechende
Vorrichtungen kommen beispielsweise in Behälterbehandlungsmaschinen für die Etikettierung
von Gefäßen zum
Einsatz. Derartige Maschinen sind beispielsweise so aufgebaut, dass die
Gefäße auf einem
Transportkarussell in einer Kreisbahn gefördert werden und sich außen um das Transportkarussell
herum verschiedene Behandlungsstationen befinden, die dazu dienen,
die Behälter
mit Etiketten, Aufdrucken und dgl. zu versehen. Dabei ist es häufig notwendig,
dass der Behälter selbst,
während
er vom Transportkarussell an der Behandlungsstation vorbei transportiert
wird, um seine Hochachse gedreht wird, um z. B. die saubere Anbringung
eines Etikettes im Vorbeilaufen zu ermöglichen.
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Hierzu
ist es u. a. bekannt, dass sich die Behälter oder Gefäße selbst
auf drehangetriebenen Drehtellern befinden, auf denen sie mittels
einer absenkbaren Zentriervorrichtung gehalten werden. Die Drehteller
sind dabei in regelmäßigen Abständen im Außenbereich
des Transportkarussells angebracht. Mittels einer zentralen oder
dezentralen Steuervorrichtung wird die Drehung des jeweiligen Drehtellers und
des Transportkarussells gesteuert. Dabei sind, abhängig von
der Anlagenart, den vorhandenen Behandlungsstationen und der aktuellen
Bestückung der
Maschine Steuerprogramme hinterlegt, die dafür sorgen, dass das Gefäß an jeder
Behandlungsstation mit der nötigen
Ausrichtung ankommt und die für
den aktuellen Bearbeitungsschritt nötige Drehbewegung ausführt. So
wird beispielweise sichergestellt, dass auch eine Mehrzahl von auf
dem Gefäß angeordneten
Etiketten mit der richtigen Anordnung zueinander aufgeklebt werden.
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Probleme
ergeben sich, wenn Gefäße bzw. Behälter verwendet
werden, welche über
eine Vorzuglage verfügen.
So gibt es beispielsweise Gefäße, welche
eingearbeitete Henkel, nicht zylindrische Grundkörper, eingearbeitete reliefartige
Gestaltungselemente oder ähnliches
aufweisen.
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Eine
weiteres Problem besteht in Glasstörungen, die bedingt durch den
Fertigungsprozess auch auf rotationssymmetrischen Körpern unweigerlich
vorhanden sind, und welche eine Störung darstellen. Beispielsweise
seien die sogenannten Pressnähte
erwähnt,
welche sich unweigerlich an den Trennfugen der Blasformen ausbilden,
und bei der Etikettierung möglichst
nicht überklebt
werden sollen.
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Bei
Behältern
mit einer Vorzugslage wird üblicherweise
erwartet, dass die anzubringenden Etiketten, Bedruckungen und dgl.
immer mit der selben Ausrichtung zum Gestaltungsmerkmal des Behälters auf
diesem befestigt werden, so dass alle Behälter ein einheitliches Bild
aufweisen. Hierzu ist es nötig, dass
die Gefäße bzw.
Behälter
immer in der gleichen Ausrichtung an den Behandlungsstationen vorbeigeführt werden.
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Um
dafür Sorge
zu tragen, sind im Stand der Technik unterschiedliche Lösungen bekannt.
So ist es möglich,
auf mechanische Weise sicherzustellen, dass die Behälter bereits
alle in der selben Ausrichtung der Behandlungsmaschine zugeführt werden. Derartige
mechanische Verfahren haben sich allerdings als störanfällig und
ungenau erwiesen und sind insbesondere bei Gefäßtypen, bei denen die asymmetrisch
angebrachten Gestaltungselemente relativ klein sind, nur schwierig
umsetzbar.
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In
der
EP 1 205 388 A1 der
Anmelderin wird eine Vorrichtung zur Steuerung der Drehbewegung von
Gefäßen beschrieben,
bei der die Ausrichtung des Gefäßes in Bezug
auf die Förderrichtung
der Behandlungsmaschine mittels mindestens einer Kamera erfasst
wird. Durch entsprechende optische Bildverarbeitungsverfahren wird
aus den erfassten Bildern die Drehlage des Gefäßes auf dem Drehteller bestimmt
und daraufhin ein Steuersignal generiert, mit dem das Gefäß durch
Drehung des zugehörigen Drehtellers
in die nötige
Ausgangsposition für
die erste Behandlungsstation gebracht wird. Diese Ausrichtung in
die nötige
Ausgangsposition kann beispielsweise auf kürzestem Wege erfolgen.
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Nachteilig
an dieser Vorrichtung ist die aufwändige Bestimmung der Ausgangslage
der Gefäße in Bezug
auf die Förderrichtung.
Je nach Gestaltung des Gefäßes sind die
Anforderungen an die nachgeschaltete Bildverarbeitung hoch, um aus
den erfassten Bildern die Lage des Gefäßes präzise bestimmen zu können. Insbesondere
bei den hohen gewünschten
Durchsatzraten der Behandlungsmaschinen müssen die verwendeten Bildverarbeitungssysteme sehr
leistungsstark und aufwändig
gestaltet werden, was sie entsprechend teuer macht.
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Insbesondere
erfordert auch die Programmierung neuer Behältertypen mit neuen Gestaltungsmerkmalen,
das so genannte Einlernen, einen nicht unerheblichen Aufwand.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen
Art derartig zu verbessern, dass eine einfache und schnelle Erfassung der
Ausrichtung der Gefäße möglich ist.
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Die
Erfindung erreicht dies durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen
des Patentanspruches 1.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Viele
Gefäße werden
bereits bei ihrer Herstellung mit bestimmten Codierungen ausgestattet. Beispielsweise
werden Glasflaschen in ihrem Bodenbereich üblicherweise mit einem Formcode,
auch Moldcode genannt, versehen, der eine Zuordnung der Glasflasche
zu der verwendeten Gussform ermöglicht.
Der Code ist immer an der gleichen Stelle, meist im Bodenbereich
der Flasche, angeordnet und weist einen standardisierten Aufbau
auf. Die übliche Codierung
erfolgt binär
durch eine Serie von punktförmigen
Erhebungen auf der Flasche. Dazu ist die Nummer der Form zwischen
einem in jedem Fall vorhandenen Start- und Stopppunkt durch die
dazwischen angeordneten konstant voneinander beabstandeten Positionen,
an denen ein Punkt vorhanden ist oder nicht, binär nach einem festgelegten Schema codiert.
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Üblicherweise
findet sich eine definierte Anzahl von Stellen, deren Position um
einen konstanten Drehwinkel in Bezug auf die Behältermittelachse beabstandet
sind zur Codierung der Form Verwendung. Sie werden von je einem,
immer vorhandenen, in gleichem Winkelabstand angeordneten Start-
und Stopppunkt eingeschlossen, so dass unabhängig von der jeweiligen Formnummer
immer der Start- und der Stopppunkt in einem definierten Winkel
zueinander vorhanden sind.
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Eine
weit verbreitete Ausgestaltung eines Moldcodes weist beispielsweise
sieben Stellen mit einem Winkelabstand von 6° und einen Winkelabstand zwischen
Start- und Endpunkt
von 48° auf.
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Die
Verwendung einer derartigen Codierung zur Erfassung der aktuellen
Ausrichtung der Gefäße bietet
eine Reihe von Vorteilen. Zum einen wird die Codierung bei der Herstellung
der Gefäße unter
anderem zur Qualitätskontrolle
bei deren Herstellung verwendet und ist somit immer in gut abtastbarer Qualität am Gefäß vorhanden.
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Die
Codierung liegt immer an der selben Position des Gefäßes, und
zwar auch dann, wenn die Gefäße aus verschiedenen
Blasformen oder sogar von verschiedenen Herstellern stammen. Durch
den einfachen Aufbau derartiger Codierungen, insbesondere des Moldcodes,
kann die Abtastung sehr einfach und sicher erfolgen. Aufwändige Nachbearbeitungssysteme
sind nicht erforderlich, da für
die Entschlüsselung
der abgetasteten Codierungsdaten nur geringe Aufwand erforderlich
ist. Bei Verwendung des Moldcodes ist es beispielsweise nur erforderlich, sicher
den Anfangs- und den Endpunkt der Codierung zu erfassen.
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Für unterschiedliche
Gefäßtypen muss
lediglich die gewünschte
Ausrichtung des Gefäßes für die weitere
Bearbeitung in der Behandlungsmaschine in Bezug auf die Lage des
Formcodes einmalig programmiert werden, damit die Ausrichtung zuverlässig erfolgen
kann. Dies reduziert den Lernaufwand auch bei Verwendung mehrerer
unterschiedlicher Gefäßtypen erheblich.
Aufwändige
zeitintensive und damit teure Trainingseinheiten von Bildverarbeitungssystemen
können
entfallen. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit der gesamten Anlage
kann durch die einfache Abtastung deutlich erhöht werden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem Ausführungsbeispiel,
das anhand der beigefügten
Zeichnungen näher
beschrieben ist.
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Diese
zeigt in
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1 eine
schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht durch eine Behälterbehandlungsmaschine
der Erfindung sowie in
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2 eine
schematische Draufsicht auf eine Fördereinrichtung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Eine
allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung zur Steuerung der
Drehbewegung von Gefäßen ist
in 1 näher
dargestellt. Hier sind auf einem Transportkarussell 2 einer
nicht näher
dargestellten Etikettiermaschine 3 eine Reihe von Drehtellern 4 angeordnet.
Die Drehteller 4 werden über eine Drehachse 5 jeweils
von einem Antrieb 6 angetrieben und können über integrierte Drehwinkelsensoren
in beide Richtungen auf eine definierte Winkelposition gedreht werden.
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Es
versteht sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung von selbst, dass
Antrieb und Ausrichtung der Drehteller 4 auf jede dem Fachmann
bekannte Weise erfolgen können,
ohne dass dadurch der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung verlassen
wird. So ist es beispielsweise möglich,
je Drehteller 4 einen eigenen steuer- oder regelbaren Antrieb
vorzusehen, welcher es gestattet, den Drehteller 4 in gewünschter
Weise nach Drehrichtung, Drehwinkel, Drehgeschwindigkeit zu drehen.
Ebenfalls ist es möglich,
für alle
Drehteller 4 einen gemeinsamen Antrieb vorzusehen, und
die Drehbewegung eines jeden einzelnen Drehtellers 4 beispielsweise mittels
einer Schaltkupplung bei Erreichen der gewünschten Lage anzuhalten.
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Auf
jedem der Drehteller befindet sich ein Gefäß 7, beispielsweise
eine Glasflasche, die von oben mittels einer absenkbaren Zentriervorrichtung (Tulpe) 8 auf
dem Drehteller drehbar fixiert ist.
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Das
Gefäß 7 weist
in seinem seitlichen Bodenbereich einen Formcode (Moldcode) 9 auf,
in Form einer Serie voneinander beabstandeter punktförmiger Erhebungen
im gegossenen Glaskörper. Eine
optische Abtasteinrichtung 10 in Form einer Kamera ist
ortsfest außen
am Transportkarussell 2 im Eingangsbereich der Etikettiermaschine 3 angeordnet
und so ausgebildet, dass er den Formcode 9 optisch erfassen
kann. Dazu wird das Gefäß 7 durch Drehung
des Antriebs 6 mittels des Drehtellers 4 an der
Abtasteinrichtung 10 vorbeibewegt und von der Abtasteinrichtung 10 der
Anfangs- und der Endpunkt der Codesequenz 9 erfasst.
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Die
Lager dieser beiden Punkte sind in Verbindung mit den Drehwinkelsensordaten
des Antriebs 6 ausreichend um die aktuelle Ausrichtung
des Gefäßes 7 zu
bestimmen. Anhand einer vorher programmierten Abhängigkeit
der Position des Formcodes 9 in Bezug auf die gewünschte Ausrichtung des
Gefäßes 7 in
Bezug auf die Förderrichtung
des Transportkarussells 2, wird dann von der nicht näher dargestellten
Steuereinrichtung ein entsprechendes Stellsignal an den Antrieb 6 übermittelt,
um das Gefäß 7 auf
kürzestem
Weg in die gewünschte
Ausrichtung zu drehen.
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Die
räumliche
Anordnung der Elemente zueinander ist in 2 noch einmal
dargestellt. Um das Transportkarussell 2 herum sind Bearbeitungsstationen
angeordnet, im vorliegenden Fall eine einzelne Etikettierungseinrichtung 11.
Die zu behandelnden Gefäße 7 werden
an der Übergabeposition 12 mittels nicht
näher dargestellter
Transportsterne auf die Drehteller 4 des Transportkarussells 2 aufgesetzt und,
wie ausgeführt,
von oben mittels der Zentriervorrichtung 8 auf dem Drehteller 4 drehbar
fixiert. Durch die Rotation des Transportkarussells 2 laufen
die Gefäße 7 zunächst an
der Abtasteinrichtung 10 vorbei, die die Winkelposition
des Formcodes 9 aus dem Gefäß 7 erfasst. Daraufhin
wird durch Drehung des Drehtellers 4 das Gefäß 7 in
die nötige
Ausrichtung gebracht, so dass das Etikett von der Behandlungsstation 11 beispielsweise
einer Etikettiereinrichtung an der gewünschten Gefäßposition angebracht werden
kann.
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Daran
anschließend
können
sich noch weitere Behandlungseinheiten in Drehrichtung des Transportkarussells 2 anschließen, die
ebenfalls an definierten Positionen auf das Gefäß 7 wirken können, indem
es vom Antrieb 6, beispielsweise einem Servo- oder Schrittmotor
entsprechend gedreht wird.
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Die
Erfindung ist nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere
können
auch andere Anordnungen von Abtast- Antriebs- und Dreheinrichtungen
verwendet werden. So können
die Gefäße bereits
vor dem Einlaufen in die Behandlungsmaschine abgetastet und anhand
der erkannten Codierung von einer Drehvorrichtung in eine definierte
Ausrichtung gebracht werden. Durch entsprechende Auslegung der anschließenden Transporteinheiten,
beispielsweise Transportsterne und dgl., wird dann dafür Sorge
getragen, dass das Gefäß in sich
nur um definierte und damit bekannte Beträge gedreht wird, so dass die
Ausrichtung in Bezug auf die Förderrichtung
in der Gefäßbehandlungsmaschine
steuerbar ist.
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Die
Codierung kann an der Gefäßseite oder dem
Gefäßboden angebracht
werden. Als Abtasteinrichtung kommen neben dem optischen Kamerasystem
auch Scanner-Systeme
oder sogar mechanische Abtasteinrichtungen für entsprechend gestaltete Codierungen
in Frage.
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Die
Betrachtung kann sowohl von der Seite, von oder von unten erfolgen.
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Ebenfalls
kann anstatt des Moldcodes beispielsweise auch ein unveränderlicher
Schriftzug oder ein unveränderliches
Firmenlogo abgetastet werden, wenn dieses immer die selbe Ausrichtung
zu einem auf dem Behälter
angeordneten Gestaltmerkmal aufweist.
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Auch
ist die Erfindung nicht nur zur Verwendung bei den beschriebenen
Etikettieranlagen verwendbar, sondern bei allen Behälterbehandlungsmaschinen,
bei denen es auf eine definierte Ausrichtung der Gefäße ankommt.
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Transportkarussell
- 3
- Etikettiermaschine
- 4
- Drehteller
- 5
- Drehachse
- 6
- Servomotor
- 7
- Gefäß
- 8
- Zentriervorrichtung
- 9
- Formcode
- 10
- Abtasteinrichtung
- 11
- Etikettierungseinrichtung
- 12
- Übergabeposition