DE102014111632A1 - Device and method for unpacking articles from a package - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zum vollautomatisierten Entpacken von einer Mehrzahl gemeinsam in Schrumpffolie verpackter und zu einem Pack zusammengefasster Artikel vorgestellt. Wobei die Artikel insbesondere Flaschen, Gefäße oder Container sind. Das Verfahren weist die Schritte Bereitstellen des Packs mit den Artikeln, Festklemmen und Positionieren des Packs mit den Artikeln, Bereitstellen von elektronischen Schnittparametern zum aktiven Steuern einer Schneidvorrichtung, Anstellen einer Schneidvorrichtung an die Schrumpffolie des Packs, Steuern der Schneidvorrichtung anhand der elektronischen Schnittparameter, so dass das Schneiden der Schrumpffolie ausgeführt wird, indem zwischen der Schneidvorrichtung und dem Pack eine Relativbewegung stattfindet, insbesondere der Pack um eine Drehachse gedreht wird, und die Schneidvorrichtung dabei unter Berücksichtigung der elektronischen Schnittparameter an den Pack angestellt wird, wobei der Pack geöffnet wird, Ablösen eines Unterteils der geschnittenen Schrumpffolie von dem geöffneten Pack, Ablösen eines Oberteils der geschnittenen Schrumpffolie von dem geöffneten Pack, Abführen der vollständig entpackten Artikel zur weiteren Verwendung auf.A method is presented for fully automated unpacking of a plurality of shrink-wrapped and packaged articles together. The articles are in particular bottles, containers or containers. The method comprises the steps of providing the pack with the articles, clamping and positioning the pack with the articles, providing electronic cutting parameters for actively controlling a cutting device, applying a cutting device to the shrink film of the pack, controlling the cutting device based on the electronic cutting parameters such that the cutting of the shrink film is performed by a relative movement takes place between the cutting device and the pack, in particular the pack is rotated about an axis of rotation, and the cutting device is adjusted taking into account the electronic cutting parameters to the pack, the pack is opened, peeling off a Bottom of the cut shrink film from the opened pack, peeling off a top of the cut shrink film from the opened pack, discharging the fully unpacked articles for further use.
Description
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entpacken von Artikeln aus einer Verpackung sowie eine Entpackungsanlage. The invention relates to a method for unpacking articles from a package as well as an unpacking system.
Hintergrund der Erfindung Background of the invention
Automatisierte Verpackungsanlagen werden häufig beim Verpacken von Produkten für den Verkauf im Einzelhandel oder solchen eingesetzt, die für die weitere Verarbeitung bestimmt sind. Die Produkte werden typischerweise mit einem Kasten oder einer Schale zu einem Pack gebündelt, sind in dieser Form palettierbar bzw. können auf einer Palette gestapelt werden und bilden so eine Transporteinheit. Automated packaging equipment is often used in the packaging of retail products or those intended for further processing. The products are typically bundled into a box with a box or tray, palletized in this form, or stacked on a pallet to form a transport unit.
Die Schrumpffolienverpackung stellt dabei eine besondere Form dar, mittels der die Produkte gebündelt werden können. Der Einsatz schrumpfbarer Plastikfolie zum Verpacken von verschiedenen Produkten ist generell bekannt. Die Produkte werden typischerweise in einer Schichtanordnung, also nebeneinander, angeordnet, und nach und nach einem Schrumpfofen zugeführt. Der entropiegeführte Schrumpfprozess formt hierbei eine eng sitzende Hülle um die Produkte herum. Das entstandene Bündel kann schließlich automatisiert weitergeführt werden, beispielsweise in einem automatisierten Stapelprozess, ohne dass das Risiko bestünde, dass ein einzelnes Produkt aus der Hülle herausfällt. The shrink film packaging represents a special form by which the products can be bundled. The use of shrinkable plastic film for packaging various products is generally known. The products are typically arranged in a layer arrangement, ie side by side, and gradually fed to a shrink oven. The entropy-led shrinking process forms a tight-fitting shell around the products. The resulting bundle can eventually be automated, for example in an automated batch process, without the risk of a single product falling out of the envelope.
Bei der weiteren automatisierten Verarbeitung sowie dem Entpacken der mit Schrumpffolie versehenen Produkte sind einige Herausforderungen zu meistern. Die eingesetzte Schrumpffolie ist oft nicht gleichmäßig um die Produkte verteilt. Beispielsweise können sich Toleranzmaße zu jedem Produkt über die Schichtanordnung hinweg addieren und zu fehlerhaften Packabmessungen führen. Die Schrumpffolie kann sich dabei bereichsweise in Falten legen. Es können also lokale Verdickungen auftreten, welche schwierig zu bearbeiten sind. The further automated processing and unpacking of shrink-wrapped products poses some challenges. The shrink film used is often not evenly distributed around the products. For example, tolerance measures may add up to each product across the layer arrangement and result in erroneous packing dimensions. The shrink film may be partially fold in folds. It can therefore occur local thickening, which are difficult to work.
Beispielsweise zeigt die US-Patentschrift
Aus der US-Patentschrift
Das US-Patent
Das US-Patent
So ist den bisher beschriebenen und den käuflich erwerbbaren Entpackungsvorrichtungen gemein, dass diese keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzeugen. Darüber hinaus arbeiten diese nicht schnell genug oder benötigen zu viel Bauraum. Thus, the previously described and commercially available unpackaging devices have in common that they do not produce satisfactory results. In addition, these do not work fast enough or require too much space.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung General description of the invention
Es ergibt sich daher als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entpackungsvorrichtung bereit zu stellen, welche die vorgenannten Nachteile behebt oder verbessert. It is therefore an object of the present invention to provide an unpacking device which overcomes or improves the aforementioned disadvantages.
Ein Aspekt der Erfindung ist es, eine platzsparende Vorrichtung bereitzustellen. One aspect of the invention is to provide a space saving device.
Ein weiteren Aspekt der Erfindung ist es, zuverlässigere Schnitte von Schrumpffolienverpackungen zu gewährleisten. Another aspect of the invention is to provide more reliable cuts of shrink wrap packages.
Weitere Aufgaben ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bzw. den besonderen Vorteilen die mit bestimmten Ausführungsformen erzielt werden. Other objects will become apparent from the following description or the particular advantages achieved with certain embodiments.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. The object is solved by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die nun im Weiteren vorgestellte Erfindung löst also die Aufgabe, eine Schrumpffolienverpackung, welche eine Vielzahl mittels der Folie gebündelter Artikel umgibt, vollautomatisch zu entpacken und dabei tolerant gegenüber unvollkommenen Schrumpffolien zu sein. Die vorgestellte Erfindung ist darüber hinaus kompakt aufgebaut, so dass der Platzbedarf gegenüber bekannten Anlagen zudem deutlich verringert werden kann. The invention which is now presented in the following thus solves the problem of fully automatically unpacking a shrink-wrap package which surrounds a large number of articles bundled by means of the film and thereby being tolerant of imperfect shrink-wrap films. The presented invention is also compact in construction, so that the space requirements compared to known systems can also be significantly reduced.
Erfindungsgemäß wird bei dem Verfahren zum vollautomatisierten Entpacken einer Mehrzahl gemeinsam in Schrumpffolie verpackter und zu einem Pack zusammengefasster Artikel zunächst der Pack mit den Artikeln bereitgestellt. According to the invention, in the method for fully automated unpacking of a plurality of articles, which are packaged together in shrink-wrapped packaging and combined into a pack, the pack of articles is first provided.
Typischerweise werden mehrere der Packs auf einer Palette gemeinsam angeliefert und jeweils einer der Packs, beispielsweise mittels eines Roboters, zu einer Zuführeinrichtung gebracht, also beispielsweise auf eine Zuführschiene gelegt. Der Pack wird in der Entpackungsanlage weiterbewegt, bis der Pack festgeklemmt wird, um für die Öffnung der Schrumpffolienverpackung eine stabile und definierte Position einzunehmen. Die Position des Packs kann ggf. beim Festklemmen an Vorgaben angepasst bzw. korrigiert oder optimiert werden. Typically, several of the packs are delivered together on a pallet and each one of the packs, for example by means of a robot, brought to a feeder, so for example placed on a feed rail. The pack is moved in the unpacking system until the pack is clamped to take a stable and defined position for the opening of the shrink wrap. If necessary, the position of the pack can be adjusted or corrected or optimized during clamping.
Zur Vorbereitung des Schneidvorgangs werden elektronische Schnittparameter zum aktiven Steuern einer Schneidvorrichtung bereitgestellt. Die elektronischen Schnittparameter können beispielsweise Einstellwerte sein, mit denen die Schneidvorrichtung eingestellt wird, oder Angaben über die Abmessungen des Packs. To prepare the cutting operation, electronic cutting parameters are provided for actively controlling a cutting device. The electronic cutting parameters can be, for example, setting values with which the cutting device is adjusted or information about the dimensions of the pack.
Erfindungsgemäß folgt das Anstellen der Schneidvorrichtung an die Schrumpffolie des Packs. Mit anderen Worten wird die Schneidvorrichtung derart an die Schrumpffolie angenähert, dass der Schnittvorgang durchgeführt werden kann. Gegebenenfalls wird der Pack auch bei dem Festklemmen bereits so positioniert, dass die Schneidvorrichtung beim Festklemmen direkt an den Pack angestellt ist. In der Regel ist es aber vorteilhaft, wenn beim Festklemmen ein, wenn auch geringer, Platz zu der Schneidvorrichtung verbleibt, so dass der Pack zunächst positioniert werden kann, ohne dass beispielsweise die Möglichkeit besteht, dass der Pack an der Schneidvorrichtung hängen bleibt oder die Schneidvorrichtung im Weg ist. According to the invention follows the hiring of the cutting device to the shrink film of the pack. In other words, the cutter is approximated to the shrink film so that the cutting operation can be performed. If necessary, the pack is already positioned during the clamping so that the cutting device is employed when clamping directly to the pack. In general, however, it is advantageous if, while clamping a, albeit less space remains to the cutter, so that the pack can be initially positioned without, for example, the possibility that the pack gets caught on the cutter or the cutter is in the way.
Erfindungsgemäß ist die Schneidvorrichtung steuerbar. Mit anderen Worten kann beispielsweise die Position der Schneidvorrichtung durch translatorische und/oder rotatorische Bewegung oder durch Änderung des Anstellwinkels verändert werden. Die Änderung kann beispielsweise servomotorisch, pneumatisch oder hydraulisch erfolgen. Die Einstellung der Position erfolgt besonders vorteilhaft anhand der elektronischen Schnittparameter. According to the invention, the cutting device is controllable. In other words, for example, the position of the cutting device can be changed by translational and / or rotational movement or by changing the angle of attack. The change can for example be servomotor, pneumatic or hydraulic. The adjustment of the position is particularly advantageous based on the electronic cutting parameters.
Das Schneiden der Schrumpffolie wird dann ausgeführt, indem zwischen der Schneidvorrichtung und dem Pack eine Relativbewegung stattfindet, und die Schneidvorrichtung dabei unter Berücksichtigung der elektronischen Schnittparameter an den Pack angestellt wird. Der Pack wird dabei also geöffnet. Mit anderen Worten schneidet die Schneidvorrichtung den Pack entlang des Umfangs der Schnittebene, während eine Relativbewegung zwischen der Schneidvorrichtung und dem Pack stattfindet. The cutting of the shrink film is then carried out by a relative movement between the cutting device and the pack, and the cutting device is adjusted to the pack taking into account the electronic cutting parameters. The pack will be opened. In other words, the cutting device cuts the pack along the circumference of the cutting plane while relative movement takes place between the cutting device and the pack.
Die Schneidvorrichtung kann unter Beaufschlagung einer Anpresskraft an den Pack angestellt sein. Dies kann beispielsweise eine Vorspannkraft sein. The cutting device can be made under the application of a contact pressure to the pack. This can be for example a biasing force.
Der Pack kann dabei um eine Drehachse gedreht werden. Beispielsweise geht eine solche Drehachse durch den Schwerpunkt des Packs, bevorzugt ist die Drehachse eine zu einer Packebene senkrechte vertikale Drehachse. Die Drehachse des Packs ist dabei typischerweise eine zu der Schnittfläche bzw. -ebene senkrechte Achse. The pack can be rotated around a rotation axis. For example, such an axis of rotation passes through the center of gravity of the pack, preferably the axis of rotation is a vertical axis of rotation perpendicular to a packing plane. The axis of rotation of the pack is typically an axis perpendicular to the cut surface or plane.
Sodann folgt das Ablösen eines Oberteils der geschnittenen Schrumpffolie von dem geöffneten Pack. Beispielsweise kann eine Haltevorrichtung mit Saugnäpfen vorgesehen sein, die das Oberteil der geschnittenen Schrumpffolie von dem geöffneten Pack unter Beaufschlagung einer Unterdruckkraft entfernt. Then, peeling off a top of the cut shrink film from the opened pack. For example, a holding device with suction cups may be provided which removes the top of the cut shrink film from the opened pack by applying a vacuum force.
Mit dem Ablösen eines Unterteils der geschnittenen Schrumpffolie von dem geöffneten Pack ist die gesamte Schrumpffolienverpackung von den Artikeln entfernt. Die vollständig entpackten Artikel werden zur weiteren Verwendung abgeführt, also beispielsweise auf einer Fördereinrichtung weiter transportiert, wo die Artikel, das heißt insbesondere Flaschen, Gefäße oder Container, beispielsweise gereinigt, befüllt oder anderweitig weiter bearbeitet werden. With the detachment of a bottom of the cut shrink wrap from the opened pack, the entire shrink wrap is removed from the articles. The completely unpacked articles are removed for further use, so for example transported on a conveyor where the articles, ie in particular bottles, containers or containers, for example, cleaned, filled or otherwise processed further.
Bevorzugt taucht zu Beginn des Schneidvorgangs ein Schneidmesser der Schneidvorrichtung in die Schrumpffolie ein. Das Schneidmesser ist dabei bevorzugt so angeordnet, dass seine scharfe Schneidseite während des Schneidvorgangs von den Artikeln abgewandt ist, so dass eine stumpfe Seite des Schneidmessers bei dem Schneidvorgang den Artikeln zugewandt ist. Mit anderen Worten durchtaucht das Schneidmesser die gespannte Schrumpffolie und schneidet diese von der Innenseite der Schrumpffolie her. Das Schneidmesser wird also durch die Schrumpffolie hindurchgeführt, beispielsweise zwischen zwei Artikeln in die Schrumpffolie eingestochen, so dass das Schneidmesser von der Innenseite der Schrumpffolie her die Schrumpffolie durchschneidet. Preferably, at the beginning of the cutting process, a cutting blade of the cutting device dips into the shrink film. The cutting blade is preferably arranged so that its sharp cutting side is facing away from the articles during the cutting process, so that a blunt side of the cutting blade faces the articles in the cutting process. In other words, the cutting blade penetrates the stretched shrink film and cuts it from the inside of the shrink film. The cutting blade is thus passed through the shrink film, for example, inserted between two articles in the shrink film, so that the cutting blade of the Inside the shrink film cuts through the shrink film.
Der Anordnung des mit der stumpfen Seite den Artikeln zugewandten Schneidmessers ist vorteilhaft, dass die Artikel, die insbesondere Glasflaschen sind, nicht von dem Schneidmesser angeritzt und so vorgeschädigt werden, wie es bislang häufig bei Entpackungsmaschinen auftrat. Vorschäden an Artikeln durch zum Beispiel Zerkratzen oder Ritzen können einerseits zu verfrühtem Bruch der Artikel führen, beispielsweise schon im normalen Gebrauch der Artikel. Andererseits können beim Anritzen der Artikel Partikel der Artikel gelöst werden und, sofern eine Reinraumumgebung, wie insbesondere bei pharmazeutischen Produkten verlangt, notwendig sein sollte, kann die Reinraumumgebung bereits durch diese Partikel belastet werden. Dies vermag die vorliegende Erfindung zu verhindern bzw. zu verringern. The arrangement of the cutting blade facing the articles with the blunt side is advantageous in that the articles, which are in particular glass bottles, are not scratched by the cutting blade and thus pre-damaged, as has hitherto frequently occurred in unpacking machines. On the one hand, pre-damage to articles due to, for example, scratching or scratches can lead to premature breakage of the articles, for example already in normal use of the articles. On the other hand, when scribing the articles particles of the articles can be solved and, if a clean room environment, as required in particular for pharmaceutical products, should be necessary, the clean room environment can already be burdened by these particles. This can prevent or reduce the present invention.
Die Positionierung der Schneidvorrichtung bei dieser bevorzugten Schneidmesserausrichtung ist dabei aufwändig herzustellen, weshalb es von besonderem Vorteil ist, die Schneidvorrichtung anhand der elektronisch verfügbaren Schneidparameter gegebenenfalls auch während des Schneidvorgangs verstellen und einstellen zu können. So kann die Schneidvorrichtung unter Heranziehung der Schneidparameter, beispielsweise der Packabmessungen, voreingestellt werden, aber auch auf Unregelmäßigkeiten während der Schnittführung reagieren. The positioning of the cutting device in this preferred cutting blade alignment is complex to manufacture, which is why it is particularly advantageous to be able to adjust and adjust the cutting device on the basis of the electronically available cutting parameters, possibly also during the cutting process. Thus, the cutting device can be preset by taking into account the cutting parameters, for example the packing dimensions, but can also respond to irregularities during cutting.
Das Schneiden der Schrumpffolie unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens kann daher nun in vorteilhafter Weise ohne Herauslösen von Partikeln der Artikel erfolgen, d.h. beispielsweise von Glaspartikeln, wie es bei bekannten Schneidverfahren regelmäßig auftritt. Die Gläser erhalten beim Öffnen der Verpackung daher keine „Sollbruchstelle“ im Schnittbereich mehr, auch ist die Gefahr des Auftretens von Splittern in den Artikeln erheblich reduziert. The cutting of the shrink film using the method according to the invention can therefore be carried out advantageously without detachment of particles of the articles, i. For example, of glass particles, as occurs regularly in known cutting methods. The glasses therefore receive no "breaking point" in the cutting area when opening the packaging, and the risk of splinters in the articles is also considerably reduced.
Darüber hinaus ist auch kein Einsatz eines Heizverfahrens nötig, um die Schrumpffolie zu schneiden, wie es bei bekannten Verfahren regelmäßig eingesetzt wird, so dass ferner auch weniger oder keine Partikel der Schrumpffolie freigesetzt werden. Beim Öffnen der Schrumpffolie treten daher insgesamt deutlich weniger Fremdstoffe aus, wie im Vergleich zu bekannten Verfahren. In addition, no use of a heating process is necessary to cut the shrink film, as it is regularly used in known methods, so that also less or no particles of the shrink film are released. When opening the shrink film, therefore, occur significantly less foreign matter overall, as compared to known methods.
Somit kann es mit Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens nun möglich sein, die Schrumpffolie, die ggf. luftdicht abschließt, in einem Reinraum zu öffnen, d.h. die Artikel zu entpacken, ohne den Reinraum übermäßig mit Partikeln durch den Öffnungsvorgang zu belasten. Mit anderen Worten kann das erfindungsgemäße Verfahren eine vollständige Prozesskette der Artikel in einer Reinraumumgebung ermöglichen. Thus, with the use of the method according to the invention, it may now be possible to open the shrink film, which may be airtight, in a clean room, i. unpack the articles without excessively loading the clean room with particles through the opening process. In other words, the method according to the invention can enable a complete process chain of the articles in a clean room environment.
Das Schneidmesser ist bevorzugt derart schwimmend gelagert, dass Unregelmäßigkeiten und/oder Abweichungen in der Schrumpffolie, insbesondere Schwankungen in einer Dicke der Folie oder einer Breite des Packs, toleriert werden. The cutting blade is preferably mounted in such a floating manner that irregularities and / or deviations in the shrink film, in particular variations in a thickness of the film or a width of the pack, are tolerated.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Schnittfläche der Schrumpffolienverpackung mittels eines Sensors erfasst. Beispielsweise kann der Pack um eine Drehachse gedreht werden während ein Sensor, insbesondere ein Lasersensor, die Schrumpffolienverpackung abtastet und somit erfasst. Insbesondere kann das Erfassen der Schnittfläche nach dem Schritt des Festklemmens und Positionierens des Packs mit den Artikeln durchgeführt werden. In a preferred embodiment of the invention, the cut surface of the shrink film packaging is detected by means of a sensor. For example, the pack can be rotated about an axis of rotation while a sensor, in particular a laser sensor, scans the shrink-wrap package and thus detects it. In particular, the detection of the cut surface may be performed after the step of clamping and positioning the pack with the articles.
Mittels der mit dem Sensor erfassten Schnittfläche kann in einer weiteren Ausführungsform eine Hüllkurve ermittelt werden. Die Hüllkurve kann wiederum bei der Einstellung des Schneidmessers berücksichtigt werden. Mit anderen Worten können Schnittparameter des Schneidmessers anhand der Hüllkurve eingestellt werden. By means of the cut surface detected with the sensor, an envelope can be determined in a further embodiment. The envelope can in turn be taken into account when setting the cutting blade. In other words, cutting parameters of the cutting blade can be adjusted based on the envelope.
Für das Ablösen des Unterteils der geschnittenen Schrumpffolie von dem geöffneten Pack konnte in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine vorteilhafte Durchführung gefunden werden, indem das Unterteil an den Artikeln verbleibt, während die Artikel in eine erste Ebene angehoben werden. Mit anderen Worten ist der ganze Pack im Bereich des Unterteils der geschnittenen Schrumpffolie noch um den Pack gespannt, während die Artikel von unten, beispielsweise durch eine Platte wie eine Hubebene, angehoben werden. Bei dem Hubvorgang löst sich sodann die noch gespannte Schrumpffolie. Die Schrumpffolie wird dabei bevorzugt von einer Abstreifeinrichtung beim Passieren der Abstreifeinrichtung im Bereich des Schnittes erfasst und beim weiteren Anheben der Artikel durch eine Hubeinrichtung von den Artikeln abgestreift. Die Schrumpffolie kann dann über die Hubeinrichtung gestülpt werden. For the detachment of the lower part of the cut shrink film from the opened pack, in another embodiment of the invention, an advantageous implementation could be found by leaving the lower part attached to the articles while lifting the articles into a first plane. In other words, the entire pack in the region of the lower part of the cut shrink film is still stretched around the pack, while the articles are raised from below, for example by a plate such as a lifting plane. During the lifting process then the still stretched shrink film dissolves. The shrink film is preferably detected by a scraper when passing the stripping in the region of the cut and stripped from the articles during further lifting of the article by a lifting device. The shrink film can then be slipped over the lifting device.
Die Hubeinrichtung kann auch so gestaltet sein, dass nach dem Schneidvorgang die Klemmkraft auf den Pack aufgehoben wird und das Unterteil der Schrumpffolie fixiert wird, insbesondere durch Unterdrucksauger, und das Unterteil der Schrumpffolie nach unten fixiert wird. The lifting device can also be designed so that after the cutting operation, the clamping force is released on the pack and the lower part of the shrink film is fixed, in particular by vacuum suction, and the lower part of the shrink film is fixed down.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Pack in der ersten Ebene bereitgestellt und in eine zweite Ebene, die unter der ersten Ebene liegt, transportiert, um dort festgeklemmt und geschnitten zu werden. In another embodiment, the pack is provided in the first plane and transported to a second plane underlying the first plane for clamping and cutting.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform werden nach dem Ablösen der Schrumpffolie das geschnittene Oberteil und/oder das geschnittene Unterteil der Schrumpffolie ausgestoßen, insbesondere mittels eines Gasdruckstoßes von den Maschinenteilen gelöst. Hierdurch können ggf. auftretende elektrostatische Anziehungskräfte der Folienteile überwunden werden und die Folienteile sicher entfernt werden. In still another embodiment, after the peel-off of the shrink film, the cut top and / or the cut bottom of the shrink film are ejected, in particular released from the machine parts by means of a gas pressure impact. As a result, any occurring electrostatic forces of attraction of the film parts can be overcome and the film parts are safely removed.
Eine erfindungsgemäße Entpackungsanlage zum vollautomatisierten Entpacken von einer Mehrzahl gemeinsam in Schrumpffolie verpackter und zu einem Pack zusammengefasster Artikel, weist eine Klemmeinrichtung zum Festklemmen des Packs auf. Der Pack wird mittels einer Zuführeinrichtung, welche hergerichtet ist zum Zuführen des Packs mit den Artikeln zu der Klemmeinrichtung, zu der Klemmeinrichtung befördert. In einem einfachen Fall kann die Zuführeinrichtung ein Förderband sein. Beispielsweise auch Rollen, angetrieben oder nicht, sind als Zuführeinrichtung geeignet. Bevorzugt weist die Zuführeinrichtung einen Zuführarm auf. Mit anderen Worten wird der Pack beispielsweise mit einem Roboterarm oder einem Portalsystem von der Palette entladen, auf das Förderband gestellt und dort automatisch, insbesondere mittels des Zuführarmes, der Klemmeinrichtung zugeführt. Die Klemmeinrichtung fixiert den Pack und positioniert gegebenenfalls den Pack. An unpacking system according to the invention for the fully automated unpacking of a plurality of articles packaged together in shrink-wrapped film and combined into a pack has a clamping device for clamping the pack. The pack is conveyed to the clamping device by means of a feed device, which is prepared for feeding the pack with the articles to the clamping device. In a simple case, the feeder may be a conveyor belt. For example, rollers, driven or not, are suitable as a feeder. Preferably, the feed device has a feed arm. In other words, the pack is unloaded from the pallet, for example with a robot arm or a portal system, placed on the conveyor belt and fed there automatically, in particular by means of the feed arm, to the clamping device. The clamping device fixes the pack and optionally positions the pack.
Die Entpackungsanlage weist ferner eine steuerbare Schneidvorrichtung zum Öffnen der Schrumpffolie, wenn der Pack in der Klemmeinrichtung festgeklemmt ist, auf. Es ist also eine Schneidvorrichtung vorgesehen, welche in Ansprechen auf dedizierte Steuerbefehle steuerbar ist. Steuerbefehle sind insbesondere elektronische Schnittparameter, mit welcher die Schneidvorrichtung auch bei schwierigeren Schnittflächen steuerbar ist. Mit anderen Worten ist die Schneidvorrichtung hergerichtet, auf Steueranweisungen hin Änderungen am Schnitt herbeizuführen. Beispielsweise kann die Schneidvorrichtung hierfür Einstellmittel, insbesondere servomotorische, pneumatische oder hydraulische Einstellmittel, aufweisen. Mittels der Einstellmittel kann das Schneidmesser insbesondere hinsichtlich der radialen Position relativ zu dem Pack und/oder hinsichtlich des Anstellwinkels eines Schneidmessers an die Schrumpffolie eingestellt werden. The unpacking system further includes a controllable cutter for opening the shrink film when the pack is clamped in the clamp. Thus, a cutting device is provided which is controllable in response to dedicated control commands. Control commands are in particular electronic cutting parameters with which the cutting device can be controlled even with more difficult cutting surfaces. In other words, the cutting device is adapted to make changes to the cut in response to control instructions. For example, the cutting device for this adjustment, in particular servo-motor, pneumatic or hydraulic adjusting means have. By means of the adjusting means, the cutting blade can be adjusted to the shrinking film, in particular with regard to the radial position relative to the pack and / or with regard to the angle of incidence of a cutting blade.
Eine Steuereinrichtung stellt die elektronischen Schnittparameter bereit, mittels welcher die Schneidvorrichtung steuerbar ist. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung eine kommerziell erhältliche Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) umfassen, um Steuerbefehle an die Schneidvorrichtung auszugeben und somit das Schneidmesser während dem Schnitt kontrolliert zu führen. Die SPS kann eine so hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit aufweisen, dass die Schnittparameter während der Steuerung der Schneidvorrichtung, also insbesondere während der Pack geschnitten wird, erzeugt und an die Schneidvorrichtung zur Steuerung derselben ausgegeben werden. Somit lässt sich das Schneidmesser präziser führen. Fehlstellen in der Schrumpffolienverpackung, wie beispielsweise mehrlagige Verdickungen der Folie oder Löcher in der Folie, können in einer Ausführungsform während des Schneidvorgangs nachgeführt werden, so dass fehlerhafte Schnittvorgänge auf ein Mindestmaß reduziert werden. A control device provides the electronic cutting parameters, by means of which the cutting device is controllable. For example, the controller may include a commercially available programmable logic controller (PLC) to issue control commands to the cutter and thus to guide the cutter blade in a controlled manner during the cut. The PLC can have such a high processing speed that the cutting parameters are generated during the control of the cutting device, that is, in particular during the pack, and output to the cutting device for controlling the same. Thus, the cutting blade can perform more precise. Defects in the shrink wrap, such as multi-layer thickening of the film or holes in the film, can be tracked during the cutting operation in one embodiment, so that faulty cutting operations are minimized.
Die Schneidvorrichtung ist derart ausgebildet, die Schrumpffolie in einer Schnittebene zu schneiden. Die Schnittebene ist dabei bevorzugt eine Fläche, die im Wesentlichen parallel zu einer Oberseite und/oder einer Unterseite des Packs ist. Die Schnittebene liegt ferner typischerweise so, dass die Schnittebene durch die Artikel geht. Der mit dem Schneidmesser der Schneidvorrichtung durchgeführte Schnitt führt dabei entlang des Umfangs, der von der Schrumpffolie des Packs auf der Schnittebene gebildet wird. The cutting device is designed to cut the shrink film in a cutting plane. The sectional plane is preferably a surface which is substantially parallel to an upper side and / or a lower side of the pack. The cutting plane is also typically such that the cutting plane passes through the articles. The cut made with the cutting blade of the cutting device in this case leads along the circumference, which is formed by the shrink film of the pack on the cutting plane.
Eine Entpackungsanlage weist ferner eine Ablöseeinrichtung zum Ablösen eines Oberteils der geschnittenen Schrumpffolie auf. Nach dem Schneidvorgang kann somit die im Weiteren nicht mehr benötigte Schrumpffolie von den Artikeln abgezogen werden. Die Artikel werden dabei gegebenenfalls weiter von der Klemmeinrichtung festgeklemmt, während die Ablöseeinrichtung das Oberteil der Schrumpffolie, bevorzugt in einer vertikalen Richtung, von dem Pack entfernt. An unpacking system further comprises a detachment device for detaching an upper part of the cut shrink film. After the cutting process, the shrink film which is no longer required can thus be removed from the articles. The articles are optionally further clamped by the clamping device, while the removal device removes the upper part of the shrink film, preferably in a vertical direction, from the pack.
Auch das Unterteil der geschnittenen Schrumpffolie wird in der Entpackungsanlage von den Artikeln entfernt. Das Unterteil wird beispielsweise nach dem die Artikel von der Klemmeinrichtung gelöst sind, abgestreift. Zum Abstreifen des Unterteils der geschnittenen Schrumpffolie weist die Entpackungsanlage eine Abstreifeinrichtung auf. The lower part of the cut shrink film is removed from the articles in the unpacking system. The lower part is stripped, for example, after the articles are detached from the clamping device. For stripping the lower part of the cut shrink film, the Entpackungsanlage on a stripping device.
Das Oberteil und das Unterteil der geschnittenen Schrumpffolie kann überdies nach dem Schneidvorgang mittels einer Ausstoßeinrichtung automatisch aus der Entpackungsanlage ausgestoßen werden. Beispielsweise können die Teile der Schrumpffolie mit einem definierten Ausstoß von Druckluft zusammen mit der entweichenden Luftströmung seitlich aus der Entpackungsanlage austreten. Moreover, the upper part and the lower part of the cut shrink film can be automatically ejected from the unpacking device after the cutting operation by means of an ejection device. For example, the parts of the shrink film with a defined discharge of compressed air together with the escaping air flow laterally escape from the Entpackungsanlage.
Die elektronischen Schnittparameter können einen oder mehrere Werte umfassen, die beispielsweise direkt an dem Pack messbar sind. So kann ein elektronischer Schnittparameter die vertikale Position der Schnittebene sein. Diese Position ist vor Beginn des Schneidvorgangs von der Schneidvorrichtung anzufahren. The electronic cutting parameters may include one or more values that are measurable directly on the pack, for example. Thus, an electronic cutting parameter can be the vertical position of the cutting plane. This position must be approached by the cutting device before starting the cutting process.
Die elektronischen Schnittparameter können auch aus Werten, insbesondere direkt am Pack messbaren Werten, gebildet werden. Beispielsweise kann mittels eines Sensors die maximale und/oder minimale Dicke der Schrumpffolienverpackung in der Schnittebene gemessen werden und daraus beispielsweise berechnet werden, welche Krafteinstellungen bei der Steuerung des Schneidmessers zu setzen sind. The electronic cutting parameters can also be formed from values, in particular directly measurable values at the pack. For example, by means of a sensor, the maximum and / or minimum thickness of the shrink wrap in the cutting plane can be measured and used, for example, to calculate which force settings are to be set in the control of the cutting blade.
Weitere elektronische Schnittparameter können sein die Länge und/oder Breite des Packs, der Umfang des Packs in der Schnittebene, die mittlere Dicke der Schrumpffolienverpackung in der Schnittebene, der Verlauf der Dicke der Schrumpffolienverpackung entlang des Schnittumfangs, die Kontur der Schrumpffolie zwischen den Artikeln und/oder die Geometrie des einzelnen Artikels. Other electronic cutting parameters may include the length and / or width of the pack, the circumference of the pack in the cutting plane, the average thickness of the shrink wrap in the cutting plane, the thickness of the shrink wrap along the cutting circumference, the contraction of the shrink film between the articles and / or or the geometry of the individual article.
Elektronische Schnittparameter können auch in Zusammenhang mit vordefinierten Werten stehen. So kann ein Packtyp vordefiniert werden, bei welchem insbesondere vor Aufnahme des regulären Entpackprozesses die benötigten Werte und Schnittparameter bereits berechnet wurden. Der Packtyp kann dann beim Anfahren der Entpackungsanlage und/oder bei einem Einlesevorgang des Packs, insbesondere über einen Barcode oder Ähnliches, in der Entpackungsanlage eingestellt werden. Electronic cutting parameters may also be related to predefined values. Thus, a packing type can be predefined in which the required values and cutting parameters have already been calculated before the regular unpacking process is started. The type of pack can then be set in the unpacking system when starting the unpacking system and / or during a read-in operation of the pack, in particular via a barcode or the like.
Zu einem Pack kann auch eine relative Abweichung der Position der Schrumpffolie zu einer vordefinierten geometrischen Figur erfasst werden. In einem einfachen Fall kann die geometrische Figur ein Rechteck sein. Beispielsweise kann aber der Packtyp die vordefinierte geometrische Figur darstellen, wobei als elektronischer Schnittparameter die Abweichung des gerade in der Entpackungsanlage eingesetzten Packs von dem Packtyp bzw. von der vordefinierten geometrischen Figur abgelegt ist. Durch das Vordefinieren von Packtypen und/oder geometrischen Figuren kann ggf. der Rechenaufwand bei der Bearbeitung eines Packs verringert werden. To a pack, a relative deviation of the position of the shrink film to a predefined geometric figure can be detected. In a simple case, the geometric figure may be a rectangle. For example, however, the pack type can represent the predefined geometric figure, the deviation of the pack currently being used in the unpacking system from the pack type or from the predefined geometric figure being stored as the electronic cutting parameter. By predefining pack types and / or geometric figures, the computation outlay when processing a pack can possibly be reduced.
Eine Entpackungsanlage kann eine automatische Kompensationseinrichtung der Schneidvorrichtung zur Kompensation kleinerer Unregelmäßigkeiten und/oder Abweichungen in der Schrumpffolie aufweisen. Unregelmäßigkeiten sind insbesondere Dickeschwankungen der Schrumpffolie entlang des Schnittumfangs und Konturabweichungen. Häufig treten Dickeschwankungen im Bereich der Ecken des Packs auf, wobei sich mehrere Lagen der Schrumpffolie übereinander legen und das Schneiden der Schrumpffolie erheblich erschweren. An unpacking system may have an automatic compensating device of the cutting device for compensating for minor irregularities and / or deviations in the shrinking film. Irregularities are, in particular, thickness variations of the shrink film along the circumference of the cut and contour deviations. Frequently, thickness variations occur in the region of the corners of the pack, with several layers of the shrink film laying one on top of the other and considerably complicating the cutting of the shrink film.
Die automatische Kompensationseinrichtung kann ferner eine Translations- oder Exzentereinheit umfassen, wobei die Translationseinheit eine Verschiebung der Schneidvorrichtung in der Schnittebene ermöglicht. Mit anderen Worten ermöglicht die Translationseinheit eine Bewegung der Schneidvorrichtung in Richtung auf die Artikel zu sowie in einer Richtung von den Artikeln weg, also eine radiale Bewegungsrichtung senkrecht zu dem Schnittumfang und in der Schnittebene. The automatic compensation device may further comprise a translational or eccentric unit, wherein the translational unit allows a displacement of the cutting device in the cutting plane. In other words, the translational unit permits movement of the cutting device in the direction of the articles towards and in a direction away from the articles, ie a radial movement direction perpendicular to the cutting circumference and in the cutting plane.
Die Translationseinheit kann Vorspannmittel aufweisen, um eine in tangentialer Richtung zur Schnittebene wirkende Vorspannkraft auf die an den Pack angestellte Schneidvorrichtung auszuüben. Bei den Vorspannmitteln können beispielsweise eine mechanische Feder, eine Gasdruckfeder, pneumatische wirkende Elemente oder eine Kombination daraus die Vorspannkraft aufbringen. Eine solcherart vorgespannte Schneidvorrichtung zeigt alle Vorzüge einer schwimmenden Lagerung, wobei die Schneidvorrichtung dem Schnittumfang mit kurzen Ansprechzeiten präzise folgen kann, aber zudem auf Abweichungen automatisch reagieren kann. The translating unit may include biasing means for exerting a biasing force acting in a tangential direction to the cutting plane on the cutting device attached to the pack. In the biasing means, for example, a mechanical spring, a gas spring, pneumatic acting elements or a combination thereof can apply the biasing force. Such a biased cutting device shows all the advantages of a floating storage, the cutting device can follow the cutting circumference with short response times precisely, but can also automatically respond to deviations.
Die Entpackungsanlage kann ferner eine Hubeinrichtung zum Verfahren des Packs von einer ersten Ebene in eine zweite Ebene aufweisen. Die zweite Ebene ist dabei unterhalb der ersten Ebene angeordnet. Die Schneidvorrichtung kann in dieser Ausführungsform im Bereich der zweiten Ebene angeordnet sein, so dass der Pack geschnitten werden kann, wenn er in die zweite Ebene verfahren ist. Mit anderen Worten wird die automatisierte Entpackung in dieser Ausführungsform in mehreren Ebenen durchgeführt, welche übereinander angeordnet sind, um einerseits den Prozess zügiger durchzuführen, andererseits auch wertvollen Platz in der Produktions- bzw. Abfertigungshalle einzusparen. The unpacking system may further comprise a lifting device for moving the pack from a first level to a second level. The second level is arranged below the first level. The cutting device may be arranged in the region of the second plane in this embodiment, so that the pack can be cut when it is moved in the second plane. In other words, the automated unpacking is performed in this embodiment in several levels, which are arranged one above the other, on the one hand to speed up the process, on the other hand to save valuable space in the production or dispatch hall.
Des Weiteren kann in der Entpackungsanlage eine Erfassungseinrichtung vorgesehen sein zum Erfassen der Schnittebene des Packs. Die Erfassungseinrichtung kann einen Sensor, insbesondere einen Lasersensor, umfassen. Furthermore, a detection device can be provided in the unpacking system for detecting the sectional plane of the pack. The detection device may comprise a sensor, in particular a laser sensor.
Der Sensor kann dabei feststehend angeordnet sein. Der Sensor kann in einer Ausführungsform der Erfindung die Schnittebene erfassen, während der Pack mittels der hier drehbar ausgeführten Klemmeinrichtung um die Drehachse gedreht wird. The sensor can be arranged stationary. The sensor can detect the cutting plane in one embodiment of the invention, while the pack is rotated about the axis of rotation by means of the here rotatably running clamping device.
Anhand der mit der Erfassungseinrichtung erfassten Schnittebene können insbesondere die Schnittparameter für ein sicheres Schneiden der Schrumpffolie definiert werden. Unter Heranziehung der Schnittparameter kann die Schneidvorrichtung dann das Schneidmesser zum Schneiden der Schrumpffolienverpackung steuern. On the basis of the cutting plane detected by the detection device, in particular the cutting parameters for a safe cutting of the shrink film can be defined. Using the cutting parameters, the cutting device can then control the cutting blade to cut the shrink wrap.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verläuft die Rotationsachse (
Bevorzugt halten die Schieber (
Die Schieber (
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert, wobei gleiche und ähnliche Elemente teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können. In the following the invention will be explained in more detail by means of embodiments and with reference to the figures, wherein the same and similar elements are partially provided with the same reference numerals and the features of the various embodiments can be combined.
Kurzbeschreibung der Figuren Brief description of the figures
Es zeigen: Show it:
Detaillierte Beschreibung der Erfindung Detailed description of the invention
Die Entpackungsanlage
Die Schiene
In
Die Zuführeinrichtung
Des Weiteren weist die Ausführungsform der
Die Hubeinrichtung
Die Hubeinrichtung
Die Klemmeinrichtung
Die Drehung der Klemmeinrichtung
In
Die Schneidvorrichtung
Verschiedene Steuerleitungen und elektrische Versorgungsleitungen werden über die Schneidmesseransteller
Ferner ist in
Das abgetrennte und nun im Wesentlichen lose auf den Artikeln
Der obere Teil
Werden die Artikel
Beispielsweise kann das Oberteil
Zusammenfassend wird eine vollautomatische Entpackungsanlage
Die Schneidvorrichtung kann bei dem Schnitt einer vordefinierten Kontur folgen, da sie durch die Steuereinrichtung
Die Kompensationseinrichtung
Um die Größe der Maschine zu reduzieren werden alle Schritte in horizontalen Ebenen durchgeführt, also insbesondere in mehreren übereinander angeordneten Ebenen. Die Schrumpffolie
Optische Detektionsverfahren können hinzugefügt werden, um den Schneidbereich abzutasten (z. B. mit einem Laser-Scanner), so dass die Hüllkurve vor dem Schneiden erfasst werden kann. Anschließend berechnet die Steuereinheit
Die Ausgabeleistung der Entpackungsanlage
Auch ist ein bevorzugter Einsatzzweck der Entpackungsanlage
Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind, und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann, ohne den Schutzbereich der Ansprüche zu verlassen. Ferner ist ersichtlich, dass die Merkmale unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung, den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig offenbart sind, auch einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung definieren, selbst wenn sie zusammen mit anderen Merkmalen gemeinsam beschrieben sind. It will be apparent to those skilled in the art that the above-described embodiments are to be read by way of example, and that the invention is not limited thereto, but that it can be varied in many ways without departing from the scope of the claims. It is also to be understood that the features, independently as they are disclosed in the specification, claims, figures, or otherwise, also individually define essential components of the invention, even if described together with other features.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 10 10
- Entpackungsanlage Entpackungsanlage
- 12 12
- Steuereinrichtung control device
- 16 16
- erste Ebene first floor
- 18 18
- zweite Ebene second level
- 20 20
- Schiene rail
- 22 22
- Zuführschiene feed track
- 23 23
- Zuführeinrichtung feeding
- 24 24
- Abführschiene unloading guiding
- 25 25
- Abführeinrichtung removal device
- 26 26
- Schieber pusher
- 27 27
- Schieber pusher
- 28 28
- Positionserfassungseinrichtung Position detection device
- 30 30
- Rotationsrichtung des Schiebers Rotation direction of the slider
- 32 32
- Translationsrichtung der Zuführeinrichtung Direction of translation of the feeder
- 34 34
- Zuführarm supply arm
- 35 35
- Abführarm removal arm
- 36 36
- Positionserfassungseinrichtung Position detection device
- 38 38
- Rotationsrichtung des Schiebers Rotation direction of the slider
- 40 40
- Translationsrichtung der Abführeinrichtung Direction of translation of the discharge device
- 42 42
- Abstreifeinrichtung stripping
- 43 43
- Packöffnung Pack opening
- 44 44
- Ablöseeinrichtung stripper
- 46 46
- Stechmittel piercing means
- 47 47
- Richtungspfeil arrow
- 50 50
- Drehachse axis of rotation
- 52 52
- Hubeinrichtung lifting device
- 53 53
- Hubkolben reciprocating
- 54 54
- Hubzylinder lifting cylinder
- 55 55
- Segmentierung segmentation
- 56 56
- Hubrichtung stroke direction
- 58 58
- Hubebene Lifting Platform
- 61 61
- Mast mast
- 62 62
- Klemmeinrichtungshalter Clamper holder
- 63 63
- Ausleger boom
- 64 64
- Haftmittel adhesives
- 65 65
- Ablöserahmen transfer framework
- 66 66
- Translationsrichtung der Ablöseeinrichtung Direction of translation of the removal device
- 67 67
- Packöffnung Pack opening
- 68 68
- Rotationsrichtung der Ablöseeinrichtung Rotation direction of the detachment device
- 69 69
- Rotationsantrieb rotary drive
- 70 70
- Klemmeinrichtung clamper
- 72 72
- Klemmkörper clamping bodies
- 74 74
- Richtungspfeil arrow
- 75 75
- Drehringführung/Rundtisch Rotating ring guide / rotary table
- 76 76
- Packöffnung Pack opening
- 78 78
- Doppelrahmen double frame
- 80 80
- verschlossener Pack mit Artikeln closed pack with articles
- 82 82
- Artikel items
- 84 84
- Schrumpffolie shrink film
- 84A 84A
- Unterteil der geschnittenen Schrumpffolie Lower part of the cut shrink film
- 84B 84B
- Oberteil der geschnittenen Schrumpffolie Upper part of the cut shrink film
- 86 86
- Hüllkurve envelope
- 88 88
- Schnitttiefenbegrenzer Cutting deepth
- 89 89
- Halterung der Schneidvorrichtung Holder of the cutting device
- 90 90
- Schneidvorrichtung cutter
- 91 91
- Erfassungseinrichtung, Sensor Detecting device, sensor
- 92 92
- Schneidmesser cutting blade
- 93 93
- Vorspannelement biasing member
- 94 94
- Schneidmesseransteller Schneidmesseransteller
- 95 95
- Translationseinheit Translation unit
- 96 96
- Schneidmesseranstellerführung Schneidmesseranstellerführung
- 97 97
- flexible Zuleitung flexible supply line
- 98 98
- Anstelleranschlag Anstelleranschlag
- 99 99
- Kompensationseinrichtung compensator
- 100 100
- Bedienungseinrichtung operating device
- 102 102
- Tragarm Beam
- 110 110
- Kabine cabin
- 112 112
- Sicherheitstrennwand safety partition
- 114 114
- Not-Aus-Knopf Emergency button
- 116 116
- Zuführöffnung feed
- 118 118
- Ausführöffnung outfeed
- 120 120
- Anzeigeeinrichtung display
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- US 3922778 A [0008] US 3,922,778 A [0008]
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