DE3621556A1 - Rechnergesteuerte horizontal-verpackungsmaschine - Google Patents
Rechnergesteuerte horizontal-verpackungsmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Horizontal-Verpackungsmaschine
und insbesondere eine Verpackungsmaschine mit elektronisch
gesteuerten Servomotoren, die Maschinenelemente mit einer
Geschwindigkeit antreiben, welche von einer von einem her
kömmlichen GS-Motor bestimmten Bezugsgeschwindigkeit abhängt.
Zum Stand der Technik sei u.a. auf die US-PS 45 25 977, die
Europa-Patentanmeldung 00 859 122 vom 12.12.1982 und auf die
US-PS 41 06 262 verwiesen.
Die Erfindung schafft einen herkömmlichen Antriebsmotor, der
nicht nur den Aufnahmeförderer der Verpackungsmaschine an
treibt, sondern auch als Primär- bzw. Hauptantrieb in einem
rechnergesteuerten Servosystem dient, in dem zwei oder mehr
Sekundär- bzw. Hilfsantriebe ansprechend auf Steuersignale
aus einem Bewegungssteuerrechner der Bewegung des Hauptan
triebs folgen. Gemäß dieser Anordnung wird die servoge
steuerte Horizontal-Verpackungsmaschine digital maschinen
synchron, nicht in Echtzeit gesteuert.
Durch erfindungsgemäßen Einsatz einer digitalen Regelung und
eine Proportionalregelung der Servo-Sekundärmotoren einer
Horizontal-Verpackungsmaschine, um eine schnelle und genaue
Korrektur von Positionsfehlern zu erreichen, wird ein schnel
ler Größenwechsel bei minimalem Anfall von Ausschuß erreicht
und eine präzise Abschneide- und Ausrichtsteuerung in allen
Phasen des Betriebs der Verpackungsmaschine ermöglicht. Durch
eine digitale Proportional-Fehlerausregelung, die mit
auf die Bahn aufgedruckten Steuermarkierungen arbeitet,
lassen sich allmähliche Änderungen der Wiederholungs- bzw.
Zuführeigenschaften der die Bahn antreibenden Elemente kom
pensieren.
Weiterhin ermöglicht erfindungsgemäß eine rechnergesteuerte
Hochleistungsantriebsanordnung einen Lauf des Servoantriebs
für den Schneidkopf mit verhältnismäßig konstanter Geschwin
digkeit, da die periodisch veränderbare Geschwindigkeit durch
eine mechanische Anordnung erreicht wird, die eine konstante
Eingangs- in eine periodisch variable Ausgangsgeschwindigkeit
umsetzt. Diese mechanische Anordnung läßt sich auch für den
Antrieb von zwei oder mehreren Schneide- und Verschlußköpfen
mit einem Servomotor versehen.
Indem weiterhin erfindungsgemäß in einer von einem Digital
rechner gesteuerten Servo-Verpackungsmaschine eine analoge
Steuerung der Verpackungsgeschwindigkeit vorgesehen ist,
läßt die Verpackungsgeschwindigkeit sich von Hand mit einem
Potentiometer, selbsttätig durch Umschalten zwischen mehre
ren voreingestellten Potentiometern oder selbsttätig mit ei
nem analogen Steuersignal aus dem die Verpackungsmaschine an
steuernden Prozeß ändern; auf diese Weise erhält man eine
praktische und zweckmäßige Möglichkeit, den Stückgutrückstau
zu regeln. Zusätzlich arbeitet das rechnergesteuerte Ver
packungssystem mit Servoantrieb mit einem 1 : 1-Schalter als
Bezugsimpulsvorgabe, nicht mit einer Erfassung der Gegen
stände oder ihrer Mitnehmer selbst; damit lassen sich Unregel
mäßigkeiten vermeiden bzw. in ihrer Wirkung abschwächen,
da die Verpackungsmaschine auf geringe Unregelmäßigkeiten
in der Position des angelieferten Stückguts nicht anspricht.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen an
hand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der
Zeichnung zeigen:
Fig. 1 perspektivisch eine Horizontal-Verpackungs
maschine;
Fig. 2 eine schaubildliche Perspektivdarstellung
einer Antriebsanordnung für eine Ver
packungsmaschine mit Elementen, die ge
meinsam einen Hochleistungsbetrieb er
geben; dabei sind Bahnantriebsrollen
von einem Servomotor angetrieben;
Fig. 3 eine schaubildliche Perspektivdarstel
lung einer Verpackungsmaschine, bei wel
cher das von einer Vorratsrolle abge
wickelte Bahnmaterial mit servogetriebe
nen Tandem-Verschlußrädern erzielt
wird;
Fig. 4 entspricht im wesentlichen Fig. 3, zeigt
indessen den Antrieb der Verschließ/Quetsch-
und Schneidklauen durch einen drehzahl
veränderlichen Servomotor;
Fig. 5 eine der Fig. 2 ähnliche Antriebsanordnung,
in der ein "2-up"-Quetschkopf von einem
Servomotor angetrieben wird;
Fig. 6 einen elektrischen Stromlauf, der die we
sentlichen elektrischen und elektronischen
Komponenten und deren Verbindungen zeigt;
Fig. 7A, 7B, 7C Funktionsdiagramme mit den verschiedenen
im Rechner abgespeicherten und verfügbaren
Menüs;
Fig. 8 ein Datenflußdiagramm.
In Fig. 1 und 2 ist eine Verpackungs- und Einwickelmaschine
20 für hohe Verpackungsraten gezeigt, was in diesem Zusam
menhang 250 oder mehr Packungen pro Minute bedeuten soll.
Ein Bahnmaterial wird von einer Rolle 22 abgewickelt, die
mit einer Lagerwelle 24 auf einem geeigneten Abwickelständer
23 gelagert ist. Die Bahn W läuft über Leerlaufrollen 26 und
um bzw. zwischen Andruckrollen 28, 30 hindurch, von denen vor
zugsweise die Rolle 28 einen Gummiüberzug trägt, während die
andere Rolle 30 aus Metall besteht. Die Bahn läuft dann über
eine Rolle 32 und über Führungsrollen 34 und wird danach von
einer herkömmlich aufgebauten Formeinrichtung 35 erfaßt,
welcher die flache Materialbahn zu einem Rohr bzw. Schlauch
formt derart, daß die gegenüberliegenden Längskanten einen
längsverlaufenden Kantenstreifen bilden, der zwischen beheiz
ten Verschlußrädern 36 erfaßt und verschweißt wird. Ein Auf
gabeförderer 38 mit Gliedern oder Mitnehmern 40 ("flights")
führt einen Vorrat längsbeabstandeter Gegenstände in den
von der Einrichtung 35 gebildeten Schlauch, der sie vonein
ander beabstandet einer oder mehreren Quetscheinrichtungen
zuführt, in denen der Schlauch in einem nicht von einem Ge
genstand belegten Bereich durchtrennt und verschweißt wird.
Die in Fig. 2 gezeigte Anordnung einer Verpackungsvorrich
tung umfaßt Tandem-Quetsch- und Schweißköpfe 42, 44 mit
Quetsch- und Schweißeinrichtungen 46, 48, welche den Schlauch
bei jeweils 180° Drehung der Welle quetschen, verschweißen
und durchtrennen. Der Schlauchabschnitt mit seinem Inhalt
wird dann auf einen Abgabeförderer 50 gegeben, von dem die
fertigen Packungen von Hand oder selbsttätig zum Versand in
Kartons verpackt werden.
Erfindungsgemäß treibt ein herkömmlicher Motor 52 - vorzugs
weise ein Gleichstrommotor - den Aufgabeförderer 38, den
Abgabeförderer 50 und über geeignete Zapfwellen bzw. Lei
stungsverzweigungen laufauf- und -abwärts angeordnetes Anla
genzubehör der Verpackungs- bzw. Einwickelanlage an. Der Mo
tor 52, der im folgenden auch als Haupt- oder Primärmotor be
zeichnet ist, liefert ein Maschinenzeitsignal an einen rech
nergesteuerten Servoantrieb mit Hilfs- bzw. Sekundärantrie
ben, welche der Bewegung des Haupt- bzw. Primärmotors folgen.
Der rechnergesteuerte Hochleistungsantrieb nach Fig. 2 be
wirkt einen Antrieb, indem ein mit dem Hauptantrieb gekoppel
ter Servomotor mit verhältnismäßig konstanter Geschwindig
keit läuft, während die von ihm angetriebenen Quetschköpfe
42, 44 mit periodisch veränderlicher Geschwindigkeit durch
eine Mechanik gedreht laufen, welcher die konstante Eingangs
geschwindigkeit des Servomotors in eine periodisch veränder
liche Ausgangsgeschwindigkeit umwandelt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 treibt der Haupt- bzw. Primärmo
tor 52 über einen Riemen 54, der über die Riemenscheibe 56
auf der Ausgangswelle und eine Riemenscheibe 58 läuft, eine
langgestreckte Querwelle 60 an, auf welcher Riemenscheiben
62, 64, 66 und 68 sitzen, die über Riemen 70, 72, 74 und 76
eine laufaufwärtig angeordnete Querwelle 78, auf der eine
vom Riemen 70 angetriebene Riemenscheibe 80 sitzt, eine Zapf
welle 82, den Abgabeförderer 50 und einen Kodierer 83 an
treiben. Am äußeren Ende ist auf die Welle 60 ein Handrad 84
verkeilt. Der Hauptmotor 52 kann auch mit einem Tachometer
86 versehen sein, der die Konstantregelung der Motordrehzahl
verbessert bzw. gewährleistet.
Die vom Hauptmotor 52 über den Riemen 70 angetriebene Quer
welle 78 treibt über einen Riemen 90 eine Verzweigung 88 an,
der über Riemenscheiben 92, 94 läuft, wobei die Riemenschei
be 94 auf der Eingangswelle der Verzweigung 88 angeordnet
ist.
Die Verzweigungen 82, 88 können zum Antrieb einer Vielzahl
von Anlagenzusätzen - beispielsweise automatischer Aufgabe
einheiten, Kodedatierer, Drucker, Stanzer, Zusammentrag
vorrichtungen, Verpackungsvorrichtungen - dienen, welche zum
Erfüllen bestimmter Verpackungsaufträge erforderlich sind.
Mittels eines Riemens 96 und zugehörigen Riemenscheiben 98,
100 auf einer Welle 78 bzw. einer Welle 102 wird der Aufgabe
förderer 38 angetrieben, der eine Folge der von ihm getra
genen Gegenstände in den Schlauch führt. Eine Antriebsriemen
scheibe bzw. ein Zahnrad 104 des Förderers 38 ist über einen
Kettentrieb 106 mit der Welle 102 verbunden. Änderungen der
Geschwindigkeit des Aufgabeförderers 38 infolge der Produkt
länge, die den Abstand zwischen den Gliedern bzw. Mitnehmern
40 bestimmt, erfolgen vorzugsweise durch Auswechseln des Zahn
rades 105 des Antriebs 106, so daß man eine der Geschwindig
keit der Verpackungsvorrichtung proportionale Übersetzung
erhält. Die dargestellte Anordnung zum Ändern der Geschwin
digkeit des Aufgabeförderers ist verhältnismäßig einfach
und kostengünstig zu erstellen und für eine Vielzahl von Ver
packungsanlagen durchaus ausreichend. Wo jedoch eine genauere
Geschwindigkeitsanpassung zwischen dem Aufgabeförderer 38 und
der zugeführten Verpackungsmaterialbahn erforderlich ist, ste
hen kompliziertere und auch kostenaufwendigere Anordnungen
zur Verfügung, wie sie im folgenden beschrieben sind.
Die Andruckrollen 28, 30 des Bandantriebs und die Verschluß
räder 36 werden von einem Servomotor 108 angetrieben, der
mit einem geeigneten Wellenkodierer 110 versehen ist, welcher
Drehzahlsignale an einen unten ausführlicher erläuterten Be
wegungsrechner liefert. Auf der Ausgangswelle 112 des Servo
motors 108 sitzen Riemenscheiben 114 und 116, die mittels
Riemen 118 bzw. 120 und einer auf der Welle 124 sitzenden
Riemenscheibe 122 die Andruckrolle 30 und die Rändelräder 36
über eine Riemenscheibe 126 auf der Eingangswelle 128 eines
Getriebes 130 antreiben, das die Verschlußräder 36 gleich
laufend antreibt.
Ein weiterer Servomotor 132 mit einem Kodierer 134 treibt
die Quetsch- und Verschluß- bzw. Schweißköpfe 42, 44 an.
Eine periodisch veränderliche Geschwindigkeit der Quetsch
köpfe wird mit mechanischen Getrieben 136, 138 (slot drive
units) erzeugt, die herkömmlicher Bauart sind. Der Servomo
tor 132 treibt über einen Riementrieb 140 Einheiten 136, 138
an. Eingangswellen 142 bzw. 144 der Getriebe 136 bzw. 138 trei
ben Ausgangswellen 146, 148 mit periodisch veränderbarer Dreh
zahl so an, daß, wenn die Quetsch-und Schweißflächen der Vor
richtungen 46, 48 sich an den Schlauch anlegen, ihre Geschwin
digkeit der des Schlauches entspricht. Die unteren Quetsch
elemente 46 a, 48 a sitzen auf Ausgangswellen 146, 148; über
Zahnräder 150, 152 werden die oberen Quetschköpfe 46 b, 48 b
gleichlaufend mit den Quetschköpfen 46 a, 46 b angetrieben.
Falls eine Folie mit aufgedruckten Steuermarkierungen ver
wendet wird, erzeugt ein Detektor 154 für diese Steuermar
kierungen ein Signal für den Bewegungssteuerrechner, der
den Servomotor 108 so steuert, daß eine vorbestimmte Phasen
lage zwischen den aufgedruckten Steuermarkierungen und den
Mitnehmern 40 des Aufgabeförderers 38 eingehalten wird. Mit
dieser Zuordnung erhält man dann über den Antrieb der Bahnzu
führrollen 28, 30 eine sehr genaue Kontrolle über das Durch
schneiden der Bahn und die Aufdruckausrichtung.
Die Antriebsanordnung der Verpackungs- bzw. Einwickelanordnung
nach Fig. 3 entspricht in ihren wesentlichen Punkten der
oben bereits beschriebenen; es werden daher zur Kennzeichnung
gleicher oder entsprechender Elemente die gleichen Bezugs
zeichen verwendet. Der Unterschied besteht im wesentlichen
im Fehlen der Bahnantriebsrollen 28, 30, eines der Quetsch
köpfe und im Vorhandensein von drei Sätzen von Verschlußrä
dern, welche ein Servomotor 108 treibt. Wie in Fig. 3 gezeigt
ist, treibt der Servomotor 108 mit einem Riemen 158 auf einer
Riemenscheibe 160 eine Welle 156 an. Weiterhin trägt die Wel
le 156 eine Riemenscheibe 162, über die ein Riemen 164 um
läuft, der über Antriebsscheiben 166, 168, 170 läuft, die ent
sprechend auf Wellen 172, 174 bzw. 176 verkeilt sind. Leer
laufscheiben 178, 180 dienen dazu, den Berührungsbogen bzw.
Umschlingungswinkel zwischen Riemen 164 und den Riemenschei
ben 166, 168, 170 zu vergrößern. Getriebe 182, 184, 186 trei
ben gegenüberliegende Paare von Verschlußrädern 188, 190, 192
an, denen die Antriebsleistung von den Wellen 172, 174 bzw.
176 geliefert wird.
Bei der Anordnung nach Fig. 3 steht die Geschwindigkeit, mit
welcher die Bahn von der Vorratsrolle abgezogen wird, in di
rektem Zusammenhang mit der Drehzahl des Servomotors 108, so
daß die Umfangsgeschwindigkeit der Verschlußräder direkt der
gewünschten Foliengeschwindigkeit entspricht. Um beim Ab
ziehen von der Vorratsrolle 22 einen vorbestimmten Zug zwi
schen dem Verschlußrad 188 und der Bahn einzustellen, kann
eine herkömmliche Reibungsbremse verwendet werden. Die Ver
schlußräder 190, 192 dienen dazu, einen vorbestimmten Zug auf
die Bahn mit verstellbaren Drehmomenteinrichtungen 184, 186
auf den Wellen 174, 176 auszuüben. Handelsübliche verstell
bare Drehmomenteinrichtungen ermöglichen im unbelasteten Zu
stand (d.h. beim Lauf ohne eingelegte Bahn) eine bestimmte
Übergeschwindigkeit; im belasteten Zustand rutschen sie bei
einem voreingestellten Drehmoment, so daß auf den Bahnabschnitt
zwischen den Verschlußrädern ein vorbestimmter Zug wirkt.
In Fig. 3 ist ein Quetschkopf 198 gezeigt, der vom Servoan
trieb 132 mit periodisch veränderbarer Geschwindigkeit ange
trieben wird. Dieser Quetschkopf ergreift, quetscht und durch
trennt die Bahn jedoch einmal pro Umdrehung der Welle 146. Die
se Variante wird auch als "1-up"-Kopf bezeichnet, während die
in Fig. 2 gezeigten Quetschköpfe 42, 44 als "2-up"-Köpfe be
zeichnet werden: sie stellen während jeder Umdrehung von 360°
zwei Verschlüsse her.
Die in Fig. 4 gezeigte Anordnung zum Antreiben einer Verpackungs
bzw. Einwickelmaschine entspricht der in Fig. 3 gezeigten; daher
sind für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet.
Wie bei der vorigen Anordnung liefert ein Servomotor 132,
der über einen Riementrieb 140 die Welle 146 dreht, die An
triebsleistung für den Quetschkopf 198. Um diesem eine pe
riodisch veränderbare Drehzahl zu erteilen, wird der Servo
motor 132 von einem Programm im Rechner angesteuert, das die
für einen bestimmten Verpackungsauftrag gewünschte periodi
sche Änderung der Drehzahl bestimmt. Die in Fig. 4 gezeigte
Anordnung macht das Getriebe 136 überflüssig, das, wie er
wähnt, die konstante Umdrehung in eine periodisch veränder
bare umwandelt. Die periodisch veränderbare Geschwindig
keit der Quetschköpfe 198 durch fortwährendes Andern der
Drehzahl des Servomotors 132 kann jedoch wegen der auftre
tenden elektrischen Stromspitzen eine Zwangsluftkühlung des
Servomotors erfordern. Der direkte Servoantrieb des Quetsch
kopfes 198 kann für Anlagen mit nur einem Quetschkopf ge
eignet sein, wenn Gegenstände vieler unterschiedlicher Grös
sen zu verpacken sind, die Größenumstellung schnell erfol
gen muß und auch weniger gut ausgebildetes Personal einge
setzt werden soll.
Die in Fig. 5 gezeigte Anordnung der Verpackungsmechanik
enthält wesentliche Teile der in Fig. 2 gezeigten Ausfüh
rung; es fehlen jedoch die Verzweigung 82, und es treibt
der Servomotor 132 unmittelbar einen "2-up"-Quetschkopf 200
an, dessen Geschwindigkeit bzw. Drehzahl bei jeweils 180°
Umdrehung durch den Steuerrechner zyklisch verändert wird.
Die in Fig. 2 bis 5 gezeigten Ausführungsformen einer Ver
packungsanordnung umfassen jeweils einen Photodetektor 202,
der zum Teil auf der Welle 102 sitzt, welche den Aufgabe
förderer 38 antreibt, und einen Photodetektor 204 ähnlichen
Aufbaus, der teilweise auf einer Welle 146 des Quetsch
kopfes 42 sitzt. Die Detektoren weisen eine radial vorste
hende Fahne 206, welche von einer Hülse 208 getragen ist,
die verstellbar auf der Welle 102 sitzt, und eine Licht
quelle 210 auf, die einen Impuls erzeugt, wenn die Fahne
206 bei jeder Umdrehung der Welle 102 den Lichtstrahl durch
läuft. Beim Einrichten der Maschine wird der Photodetektor
202 auf die Lage der Mitnehmer bzw. Glieder 40 des Aufgabe
förderers 38 eingestellt. Vorzugsweise erzeugt der Photode
tektor 202 immer dann einen Impuls, wenn ein Glied 40 die
Berührung mit einem Gegenstand verliert, der gerade in den
Schlauch eingesetzt worden ist. Dieser Zustand läßt sich für
jede Produktlänge immer erreichen, da die Hülse 208 so ju
stierbar ist, daß der erzeugte Impuls auftritt, wenn das
Glied 40 sich von dem in den Schlauch einlaufenden Gegen
stand löst. Der vom Detektor 202 erzeugte Impuls wird vom
Rechner erfaßt und schafft ein Bezugssignal für die Steuerung
der Relativgeschwindigkeit des gesamten Antriebszuges. Der
über den Riemen 76 von der Welle 60 angetriebene Kodierer 83
liefert ein digitales Drehzahlsignal entsprechend der Drehzahl
des Hauptantriebsmotors 50, das als Bezugssignal für die Ser
vomotoren 108, 132 dient. Die dem Detektor 204 zugehörige Fah
ne 206 wird auf der Welle 146 so justiert, daß ein Impuls
erzeugt wird, wenn die Schweiß- und Quetschflächen des
Quetschkopfes auf der Welle 146 vollständig geschlossen sind.
Der Servomotor 108 treibt sämtliche Bahnzuführ- und -spann
elemente des Systems über die Riemen 118, 120 an, welche die
Zuführrollen 28, 30 und die Verschlußräder 36 antreiben. Die
Zuführrollen üben über den Kodierer 110 den Haupteinfluß auf
die Laufgeschwindigkeit der Bahn und den Durchlauf der
Steuermarkierungen aus, der ein digitales Rückmeldesignal
für die Bahngeschwindigkeit liefert. Der Rechner(unten aus
führlich erläutert) ist so programmiert, daß der Servomotor
108 dem Hauptantriebsmotor 52 mit vorgewähltem Drehzahlver
hältnis folgt, so daß für jedes vom Hauptantriebsmotor 52
transportierte Glied 40 eine gewählte Bahnlänge zugeführt
wird. Eine präzise Steuerung der Bahngeschwindigkeit erfolgt
durch den Detektor 154 für die aufgedruckten Steuermarkie
rungen, der beim Erfassen einer derselben einen Impuls an
den Rechner abgibt. Der Rechner wirkt so auf den Servomotor
108; daß ein bestimmter Zusammenhang zwischen der Geschwin
digkeit der Steuermarkierungen auf der Bahn und der Ge
schwindigkeit der Mitnehmer bzw. Glieder 40 des Aufgabeför
derers 38 aufrechterhalten bleibt. Mit diesen Maßnahmen er
hält man unter Ansteuerung der Bahnzuführrollen 28, 30 eine
sehr genaue Regelung der Abschnittlängen der Bahn und des
Markierungsdurchlaufs.
Um auf die die Rollen 28, 30 verlassende Bahn einen gewünsch
ten Zug auszuüben, sind die Verschlußräder 36 (Fig. 2) mit
einer handelsüblichen Drehmomenteinrichtung 212 versehen, die
so justiert ist, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Verschluß
räder 36 etwa 5% höher als die Umfangsgeschwindigkeit der
Verschlußräder 26, 28 ohne eingelegte Materialbahn ist. Die
justierbare Drehmomenteinrichtung übt einen Zug auf die Bahn
aus, indem sie bei einem voreingestellten Drehmoment durch
rutscht, so daß der gewünschte Bahnzug zwischen den Zuführ
rollen 28, 30 und den Verschlußrädern 36 entsteht.
Der Servomotor 132, welcher die Quetsch- und Verschließ
köpfe 42, 44 antreibt, liefert mittels des Kodierers 134
ein digitales Geschwindigkeits- bzw. Drehzahl-Rückmelde
signal entsprechend der Drehzahl einer der Eingangswellen
142, 144 der Getriebeeinheiten 136, 138. Der Rechner ist so
programmiert, daß er das Drehzahl-Rückmeldesignal aus dem
Kodierer 134 mit dem Bezugssignal des Kodierers 83 ver
gleicht und dann den Servomotor 132 so ansteuert, daß bei
Gleichheit eine Umdrehung der Eingangswellen 142, 144 der
Getriebe 136, 138 einer Vorschublänge eines Gliedes 40 des
Aufgabeförderers 38 entspricht. Der Detektor 204 überwacht
die Bewegung der Welle des unteren Schneidkopfes und er
zeugt pro Quetsch-, Verschließ- und Schneidezyklus jeweils
einen Ausgangsimpuls. Der Rechner vergleicht die Impulse
aus den Detektoren 202, 204 bezüglich des Aufgabeförderers
38 und steuert den Servomotor 132 so an, daß eine vorbe
stimmte Phasenbeziehung zwischen den von den Detektoren
202, 204 gelieferten Signalen erhalten bleibt. Auf diese
Weise steuern der Rechner und der Servomotor 132 die Phasen
lage des Schneidkopfes bezüglich der Gegenstände in dem
Schlauch aus Verpackungsmaterial.
Die Getriebeeinheiten 136, 138 können eine Scheibe aufweisen,
die einen in Durchmesserrichtung verlaufenden Schlitz ent
hält, in den ein Stift auf der Stirnfläche eines Zahnrades
eingreift, das auf einem Getriebezug arbeitet, dessen
letztes Zahnrad die untere Welle - beispielsweise 146, 148 -
eines Quetschkopfes antreibt. Mittel sind vorgesehen, um
die Exzentrizität der Scheibe zu verändern, wobei der Stift
auf dem Zahnrad im Schlitz in der Scheibe verschiebbar ist.
Weiterhin ist eine Feineinstellung vorgesehen, um die Ex
zentrizität und damit die Periode der veränderbaren Ge
schwindigkeit für einen Umlauf des Quetschkopfes 42, 44
zu verändern. Die für Verpackungen unterschiedlicher Länge
erforderlichen Exzentrizitäten sind im Rechner gespeichert,
und folglich wird beim Einrichten der Maschine die Exzen
trizitätseinstellung der Getriebeeinheiten 136, 138 sicht
bar angezeigt, um eine geeignete Geschwindigkeitsanpassung
zwischen den Quetsch- und Verschlußbacken bezüglich des
Abstands der Gegenstände im Schlauch und damit ein einwand
freies Quetschen, Verschließen und Abtrennen des Schlauches
zwischen den Gegenständen zu erreichen. Sind in Reihe ge
schaltete Quetschköpfe - vergl. Fig. 2 - vorgesehen, treibt
der Servomotor 132 die Quetschköpfe 42, 44 an und der Rech
ner fragt eine Zahl zur Einstellung der Zeitskala der 1 : 1-
Eingangswelle des Quetschkopfes 44 ab. Mit der Eingabe dieser
Zahl wird der Quetschkopf 42 dem Quetschkopf 44 zeitlich zu
geordnet. Weiterhin fragt der Rechner eine Zahl zur Einstel
lung der Exzentrizität des Getriebes 138 ab. In dieser An
ordnung läuft der Servomotor 132 mit konstanter Geschwin
digkeit und bewirkt in den Getrieben 136, 138 einen Schwung
radeffekt, der die Beschleunigungsspitzen der periodisch ver
änderlichen Ausgangsdrehzahl der Wellen 146, 148 glättet.
Der Servomotor 132 wird also von den bei der Beschleunigung
und Verlangsamung auftretenden Stromspitzen und der damit
verbundenen Erwärmung freigehalten.
Wenn ein Quetschkopf direkt angetrieben wird, wie dies in
den Ausführungsformen der Fig. 4 und 5 gezeigt ist, kann die
Getriebeeinheit 136 entfallen; die periodische Veränderung
der Geschwindigkeit wird vom Rechner selbst besorgt. Während
die Antriebsmechanik in diesem Fall einfacher ist, wird die
Elektronik aufwendiger, da der Servoantrieb des Motors 132 die
Drehzahl in jeder Umdrehung ändern muß. Insbesondere enthält
der Rechner ein Programm, auf das der Kodierer 134 arbeitet und
das die periodische Drehzahländerung bewirkt. In dieser An
ordnung müssen der Servomotor 132 und dessen Steuerung auf
wendiger konstruiert sein, da positive und negative Last
spitzen auftreten, die kein Schwungradeffekt eines Wandler
getriebes glätten kann. Daher treten hohe Stromspitzen auf,
die eine entsprechende Auslegung der Leiter und Bürsten er
fordern; weiterhin kann die Belastung des Servomotors 132
eine Zwangsluftkühlung erfordern. Der direkte Antrieb ist
am ehesten geeignet für Anwendungen mit einer einzigen
Quetschkopfanordnung, in der zahlreiche unterschiedlich
große Gegenstände zu verpacken sind, die Größenumstellung
schnell erfolgen muß und man keine hohen Anforderungen an
die Fähigkeiten des Bedienungspersonals stellen kann. Will
man beispielsweise eine periodische Geschwindigkeitsänderung
des Quetschkopfes vorsehen, muß die Bedienungsperson nur In
formationen bezüglich des zu verpackenden Gegenstandes in
den Rechner eingeben. Falls der Rechner einen entsprechen
den Arbeitskode bereits abgespeichert enthält, braucht nur
diese Information in den aktiven Datensatz für den jewei
ligen Verpackungsauftrag übernommen zu werden.
Die für den Antrieb des Abgabeförderers 50 gezeigte Anordnung
ist eine kostengünstige und praktische Lösung, will man
die Geschwindigkeit des Abgabeförderers proportional zu der
der Verpackungsmaschine halten. Das Antriebsverhältnis,
das man durch Wahl geeigneter Riemenscheibendurchmesser ein
stellen kann, wird für eine bestimmte maximale Abtrennlänge
eines eingegebenen Verpackungsauftrags optimiert. Während
dies eine zufriedenstellende Lösung für die Mehrzahl aller
Verpackungsaufträge ist, muß unter Umständen die Geschwin
digkeit des Abgabeförderers der der Bahn sehr genau propor
tional sein. Dies läßt sich erreichen, indem man den Servo
motor 108 auch zum Antreiben des Abgabeförderers mit einem
separaten Gleichstrommotor verwendet und das Steuersignal
für den Servomotor 108 als Steuersignal für den Steuerkreis
des Abgabeförderers verwendet. Desgleichen kann man einen
separaten Servoantrieb mit einer Steuerung verwenden, um
den Abgabeförderer anzutreiben.
In Fig. 6 sind schematisch die Hauptantriebs- und -steuer
elemente des Systems und ihre Integration mit dem Bewegungs
steuerrechner gezeigt. Der Haupt- bzw. Primärantriebsmotor
52 ist elektrisch an eine Steuerung angeschlossen, die ein
Bezugssignal erhält, welches eine Festspannung (beispiels
weise aus einem Potentiometer) oder eine veränderliche
Spannung sein kann, die selbsttätig entsprechend einem Über
gangs- bzw. vorübergehenden Zustand verändert werden kann.
Die Spannung kann desgleichen entsprechend der Geschwindig
keit eingegeben werden, mit welcher ein Prozeß abläuft.
Dieses Signal geht auf die Steuerung, und die Drehzahl des
Hauptmotors 52 ist dann proportional dem Eingangsbezugs
signal. Der an die Steuerung angeschlossene Tachogenerator
86 liefert dieser eine Angabe über die Motordrehzahl, so daß
eine Drehzahlregelung des Motors 52 geschaffen ist. Der vom
Motor 52 angetriebene Dekoder 83 gibt auf der Leitung 83 a
ein Drehzahlsignal an den Bewegungssteuerrechner; wie oben
erwähnt ist, dient dieses Drehzahlsignal zur Angabe der Be
zugsdrehzahl für die Servomotoren 108, 132. Den Servomoto
ren 108, 132 sind impulsbreitenmodulierte Steuereinheiten
zur Stromzuführung zu den Servomotoren 108, 132 zugeordnet.
Ein Tachogenerator T liefert ein Geschwindigkeitssignal an
die Impulsbreitenmodulatoren, so daß sich der Regelkreis
schließt. Die Drehzahlsignale der Servomotoren 108, 132
gehen auf den Leitungen 108 a, 132 a an den Rechner. Ein Bild
schirm dient zur sichtbaren Anzeige von diversen Informa
tionen wie beispielsweise Betriebszuständen der Maschine
und Informationen, welche die Bedienungsperson mit der Ta
statur eingibt, um einen auftragsbezogenen Datensatz aufzu
rufen oder anzulegen. Weiterhin ist mit dem Bewegungs
steuerrechner über eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle der
Detektor 154 für die Steuermarkierungen, ein Mitnehmerab
lösedetektor 202, der Detektor 204 für die Quetschkopfstel
lung und eine Parameterkontroll- und Meldetafel angeschlos
sen. Mit einer Tastatur können die zum Ablauf eines bestimm
ten Verpackungsauftrages erforderlichen Parameter eingegeben
werden.
Die Fig. 7a, 7b, 7c zeigen gemeinsam schaubildlich vom Rech
ner abzurufende Informationen auf einem Bildschirm, um einen
Datensatz für einen bestimmten Verpackungsauftrag anzulegen.
Mit "Auftrag" sollen hier hauptsächlich die Informationen
hinsichtlich des zu verpackenden Gegenstandes und des ein
zusetzenden Verpackungsmaterials gemeint sein. Standard-
Eingabevariable, welche die Bedienungsperson eingibt, be
stehen aus vier Datensätzen hinsichtlich der Verpackung, der
Maschine selbst, des Auftragsablaufs und der Wartung. Be
stimmte Daten sind ab Werk eingegeben. Die Verpackungsdaten
sind u.a. die Film- bzw. Folienart (markiert oder nicht
markiert), die Länge der Gegenstände, die Verschlußlänge der
einzelnen Packungen, und der Abstand der Folienschnittlinie
zur Vorderkante der Steuermarkierung. Die Maschinendaten sind
u.a. der Abstand zwischen dem Bahnfühler und dem Ablösepunkt
der Mitnehmer, die Lochnummer des Leerlauf-Lagerhebels, der
Ablesewert auf der Skala der Leerlauf-Hebelverlängerung,
und Teilenummer des Formers 35. Die Wartungsangaben sind
u.a., ob beide Köpfe oder nur der zweite benutzt werden
(nur bei Tandem-Quetschanordnungen), der Abstand zwischen
dem Mitnehmerablösepunkt bis zur Mittellinie des ersten
aktiven Kopfes, die Anzahl der Quetschköpfe pro Welle auf
dem ersten Kopf, die Flächenbreite des ersten Kopfes, die
Lagerausrichtung des ersten Kopfes, der Teilkreisdurchmes
ser des zweiten Kopfes (nur bei Tandem-Quetschköpfen), die
Anzahl der Quetschelemente pro Welle des zweiten Kopfes
(nur bei Tandem-Quetschköpfen), die Flächenbreite des zwei
ten Kopfes (nur bei Tandem-Quetschköpfen), und die Lager
orientierung des zweiten Kopfes (nur bei Tandem-Quetsch
köpfen). Die werkseingestellten Informationen sind das Vor
liegen einer Einzel- oder einer Tandem-Quetschkopfmaschine,
der Basisabstand zwischen den Mittellinien der Quetschele
mente und deren Bezugsdrehzahl. Diese voreingestellten In
formationen sind der Bedienungsperson nicht zugänglich.
Zum besseren Verständnis der Offenbarung sollen einige ver
wendete Ausdrücke wie folgt definiert sein:
Bezeichnet sämtliche Informationen hinsichtlich eines be
stimmten Auftrags. Diese Nummern und Werte betreffen die
Film- bzw. Folienart, die Geometrie der Verpackung und die
Maschineneinrichtparameter, die zum Ausführen eines be
stimmten Auftrags benötigt werden.
Der aktive Datensatz ist derjenige, den der Rechner zur
Steuerung eines anstehenden Auftrags verwendet. Bis zu
24 Datensätze können katalogisiert und abgespeichert und
dann einzeln als aktiver Datensatz abgerufen werden.
Für einen bestimmten Auftrag erforderliche Informationen
über die Folie und die Abmessungen der Verpackung.
Von der Bedienungsperson eingegebene Informationen über
Anlagenteile und -abmessungen, die zum Durchführen eines
bestimmten Auftrages erforderlich sind.
Einricht- und Betriebsparameter, die für einen bestimmten
Auftrag empfohlen oder vom Rechner gesteuert werden.
sind Wartungs-Eingabedaten über Maschinenteile und -ab
messungen, die zur Ausführung eines bestimmten Auftrags
erforderlich sind.
Beschreibende Bezugnahme auf die von der Maschine auf ei
nen Tastendruck hin ausgeführte Tätigkeit. Eine Tastatur
enthält für die Bedienungsperson sechs Funktionstasten.
Eine bestimmte Menge von 1 bis 6 Funktionen, die den sechs
Tasten der Tastatur in einem gegebenen Augenblick zuge
ordnet sind.
In Fig. 7a ist die Tastatur für die Bedienungsperson mit
mehreren Zifferntasten und sechs Funktionstasten gezeigt,
die mit F 1 bis F 6 bezeichnet sind; weiterhin sind eine Ein
gabe- und eine Eingabelöschtaste vorgesehen. Im folgenden
soll an einem Beispiel die Erstellung eines aktiven Daten
satzes für einen bestimmten Auftrag beschrieben werden.
Das allgemeine Verfahren umfaßt vier grundsätzliche Schrit
te, die durch aufeinanderfolgendes Drücken der Tasten F 1
bis F 4 der Tastatur durchgeführt werden. Beim Einschalten
der Maschine wird das Hauptservomenü (Fig. 7b) auf dem
Bildschirm ausgegeben. Mit dem Drücken der Taste F 1 auf der
Tastatur erfolgt der Einsprung in das Menü "Datensatzver
waltung" (Fig. 7b). Ist der Auftrag zuvor bereits ausgeführt
worden, sind alle erforderlichen Parameter bereits vorhanden;
der jeweilige Auftrag erhält dann eine Nummer. Mit der
Wahl der Auftragsnummer wird die Taste F 6 der Tastatur ge
drückt und der gespeicherte Auftrag auf den aktiven Daten
satz umgeschrieben. Drückt die Bedienungsperson F 2 im
Servohauptmenü, werden die Einrichtparameter für den laufen
den Auftrag angezeigt; es handelt sich um einfache mechani
sche Einstellungen, die an verschiedenen Teilen der Maschine
durchzuführen sind. Die Einrichteinstellungen erfolgen nor
malerweise durch den Operator und brauchen nur einmal zu
Beginn eines Auftrags durchgeführt zu werden. Der Einricht
vorgang wird beendet durch Wahl der Funktion "Aussprung"
(Fig. 7c) des Einrichtmenüs.
Handels es sich bei der verwendeten Folie um eine markierte
Folie bzw. einen markierten Film, wird die Taste F 3 der Ta
statur gedrückt, um das "Ausrichtmenü" anzuspringen (Fig. 7b).
Beim Durchführen eines Auftrags unter Verwendung markierter
Folie werden sowohl die Bahn als auch die Quetschvorrichtung
zu Beginn der Auftragsdurchführung mit dem Hauptantrieb aus
gerichtet. Hinsichtlich der Maschine bedeutet dies, daß der
Detektor 154 und die Sensoren 202, 204 so justiert sind,
daß der Rechner einen Impuls erhält, der einen Bezugspunkt
bildet. Nachdem die Ausrichtung erfolgt ist, hält der Rech
ner den Ausrichtfehler beider Anlagenteile, d.h. der Folie
und der Quetschvorrichtung unter normalen Arbeitsbedingun
gen weit unter 1% der Packungslänge. Die Ausrichtfunktion
wird abgeschlossen durch Drücken der Taste F 6 (Verlassen
der Ausrichtfunktion) des Ausrichtmenüs.
Nun wird das Servohauptmenü erneut ausgegeben; es enthält,
wie ersichtlich, die Tastenposition F 4 mit der Aufschrift
"Betrieb". Beim Drücken der Taste F 4 auf der Tastatur
wird das Menü "Betrieb" erreicht (Fig. 7c), um in den nor
malen Laufbetrieb einzutreten. Am Ende des laufenden Auftrags
kann das Servohauptmenü (Fig. 7b) wieder erreicht werden
durch Wahl der Aussprungfunktion F 6 im Menü-Betrieb.
Aus dieser kurzen Beschreibung einer Schrittfolge geht
hervor, daß mit einer sehr zweckmäßigen, aus vier Schrit
ten bestehenden Folge sämtliche für einen Auftrag erfor
derlichen Werte festgelegt werden und die Einrichtdaten zur
Speicherung im Rechner eine Nummer erhalten können; dann
sind sie für die zukünftige Verwendung verfügbar. Zusammen
fassend gesagt ist also der erste Schritt, die Datensatz
verwaltung anzusprechen, welche das Aktivieren eines abge
speicherten Datensatzes erlaubt. Im Schritt 2 wird das
Einrichtmenü aktiviert, das die Bedienungsperson zur Wahl
bestimmter mechanischer Einstellungen auffordert. Im drit
ten Schritt wird das Ausrichtmenü aktiviert (Fig. 7b), das
die Bedienungsperson veranlaßt, die Bahn und die Quetsch
vorrichtung(en) miteinander auszurichten. Der letzte Schritt
ist der Zugang bzw. Sprung in das Menü "Betrieb" (Fig. 7c),
welches das Eintreten in den normalen Ausführungsbetrieb
erlaubt.
Das Erstellen eines Datensatzes wird durch das Drücken der
Taste F 2 im Menü "Datensatzverwaltung" eingeleitet, so daß
das Menü "Datensatz erstellen" (Fig. 7b) angesprungen wird.
Mit dem Drücken der Taste F 1 im Menü "Datensatz erstellen"
wird das Menü "Fortsetzung" angesprungen, mit dem der Rech
ner Informationen über die Folie und die Abmessungen der
Verpackung anfordert. Mit der Eingabe der Maschinendaten
(F 2 im Menü "Fortsetzung") fordert der Rechner weitere In
formationen über Maschinenteile an, die im Menü "Datensatz
darstellen" (Fig. 7b) enthalten sind. Die Eingabe der Ma
schinenlaufzeitdaten erfolgt durch Drücken der Taste F 3
im Menü "Datensatz erstellen", wobei die Folienabschnitts
länge angefordert wird. Nachdem sämtliche erforderlichen
Angaben gemacht worden sind, wird mit dem Drücken von F 5
im Menü "Datensatz erstellen" die gewählte und angeforderte
Information im Rechner abgespeichert. Der Rechner bestimmt
dann die verbleibenden Einricht- und Betriebsparameter
(Ausricht-, Zeitsteuerwerte usw.), die für die Ausführung
eines bestimmten Auftrags benötigt werden. Der so erstellte
Datensatz hängt von der aktiven Wartungseingabe ab. Akti
viert die Bedienungsperson die Erstellungs- und Aussprungs
funktionen (F 5) des Menüs "Fortsetzung", wird der neue Daten
satz zum aktiven Datensatz. Soll ein aktiver Datensatz auf
dem Bildschirm dargestellt werden, wird die Taste F 5 des Me
nüs "Datensatz erstellen" gedrückt. Ein großer Teil der zum
Erstellen eines neuen Datensatzes benötigten Informationen
kann denen des aktiven Datensatzes entsprechen. Um diese
Daten zu benutzen, wird die Funktion F 5 gewählt, um die ak
tiven Daten an jedem Dateneingabepunkt anzuzeigen; sie kön
nen dann geändert oder so belassen werden, wie sie sind. Um
Daten unverändert zu lassen, wird an den jeweiligen Daten
eingabepunkten einfach die Eingabetaste der Tastatur ge
drückt.
Die Abspeicherfunktion des Menüs "Datensatzverwaltung" kann
durch Drücken der Taste F 3 auf der Tastatur angesprungen
werden. Beim Drücken von F 3 wird das Menü "Datensatz ab
speichern" der Datensatzverwaltung angezeigt, das eine Ab
speicher- und Aussprungfunktion enthält, die durch Drücken
der Taste F 5 der Tastatur angewählt werden kann. Nach diesem
Verfahren wird der aktive Datensatz unter einer gewählten
Datensatznummer abgespeichert.
Das Aktualisieren eines bestimmten Datensatzes erfolgt durch
Drücken der Taste F 5, bevor die entsprechende Position der
Datensatzverwaltung das Menü "Datensatzmenü darstellen/ak
tualisieren" ausgibt; zu dieser Zeit erhält man durch Drücken
der Taste F 1 auf der Tastatur den Datensatz, indem man ein
fach das Menü "Datensatz ausgeben" (Fig. 7b) anwählt; dann
kann die Bedienungsperson durch Drücken der Taste F 1 das
Menü "Datensatz ausgeben" oder das Menü "Aktiven Datensatz
aktualisieren" durch Drücken der Taste F 2 der Tastatur
wählen. Die vom Rechner bestimmten Parameter lassen sich
von der Bedienungsperson während der anfänglichen Herstel
lung der Verpackungen noch geringfügig nachstellen. An die
sem Punkt ist es im allgemeinen erwünscht, diese Parameter
im aktiven Datensatz zu aktualisieren und den aktiven
Datensatz dann abzuspeichern. Die nachgestellten Werte er
scheinen dann als Einricht- und Betriebsparameter, wenn
der Datensatz für spätere Aufträge angewählt wird. Um Daten
unverändert zu lassen, drückt man auf der Tastatur an den
entsprechenden Dateneingabepunkten nur die Eingabetaste. Die
Aktualisier- und Aussprungfunktion (Taste F 5 des Menüs
"Aktiven Datensatz aktualisieren") aktualisiert den aktiven
Datensatz mit den neuen Parametern.
Soll ein bestimmter Auftrag zum ersten Mal durchgeführt wer
den, muß zunächst ein Datensatz erstellt werden. Ist dies
erfolgt, kann der Datensatz im Rechnerspeicher für weitere
Verwendung bei späteren Aufträgen abgelegt werden. Sämtli
che abgefragten Informationen müssen im Menü "Datensatz
erstellen" eingegeben werden. Das Menü "Datensatz erstellen"
besteht aus vier Schritten:
(1) Verpackungsdaten eingeben -
F 1 im Menü "Datensatz erstellen" drücken; der Rechner fragt
dann Informationen über die Folie und die Abmessungen der
Verpackung ab.
(2) Maschinendaten eingeben - F 2 im Menü "Datensatz erstel
len"; der Rechner fragt Informationen über mechanische An
lagenteile ab.
(3) Laufzeitdaten eingeben - F 3 auf dem Menü "Datensatz er
stellen" drücken; hier wird die Folienabschnittlänge abge
rufen.
(4) Erstellen eines Ausganges - F 5 im Menü "Datensatz er
stellen" drücken; diese Funktion wird gewählt, nachdem alle
angeforderten Daten eingegeben worden sind. An diesem
Punkt bestimmt der Rechner die verbleibenden Einricht- und
Arbeitsparameter (Ausrichtung, Zeitsteuerung usw.), die
für einen bestimmten Auftrag benötigt werden. Der so er
stellte Datensatz hängt vom aktiven Wartungseingang ab.
Mit der Auswahl der Funktion "Erstellen und Aussprung" wird
der neue Datensatz zum aktiven Datensatz.
Es wird empfohlen, nach dem Erstellen eines neuen Daten
satzes oder nach dem Nachstellen bzw. Aktualisieren des
aktiven Datensatzes diesen abzuspeichern. Die Funktion "Ab
speichern und Aussprung" rettet den aktiven Datensatz unter
der gewählten Datensatznummer. Wie in Fig. 7b, 7c gezeigt
ist, wird durch Wählen der Funktion "Betrieb" im Servohaupt
menü (Drücken der Taste F 4) das Menü "Betrieb" angewählt, das
die Feineinstellfunktion mit dem Menü "Feineinstellung"
durch Drücken der Taste F 4 der Tastatur zugänglich macht. Bei
laufender Maschine lassen sich drei der Arbeitsparameter
feineinstellen. Diese sind die Bahnposition (nur bei markier
ter Folie), die Quetschkopfposition und die Folienabschnitt
länge (nur bei nicht markierter Folie). Im Menü "Feineinstel
lung" hat der Operator die volle Freiheit, die Parameter um
zustellen, um optimale Eigenschaften für die Verpackung zu
erzielen. Die Feineinstellparameter werden nur dann Teil des
aktiven Datensatzes, wenn die Bedienungsperson die Funktion
"Aktivieren und Aussprung" (Taste F 5) drückt und den aktiven
Datensatz unter der ursprünglichen Datensatznummer abspei
chert.
Um die Arbeitsweise der beschriebenen elektronisch gesteuer
ten Horizontal-Verpackungsmaschine weiter zu erläutern, soll
nun ein Beispiel ausführlicher dargestellt werden. Beim Ein
schalten des Netzschalters am Bedienungspult erscheint das
Servohauptmenü auf dem Bildschirm. Mit dem Drücken der Taste
F 5 gelangt die Bedienungsperson in das Menü "Wartung"
(Fig. 7c), das ebenfalls auf dem Bildschirm dargestellt wird.
Eine der Funktionen des Menüs "Wartung" ist das Aktualisieren
der Wartungsdaten, die nach dem Drücken der Taste F 2 der Ta
statur auf dem Bildschirm dargestellt werden. Es wird auf
dem Bildschirm das Datenmenü ebenso wie drei Wartungsdaten
beschreibungen dargestellt, und zwar ob beide Quetschköpfe
oder nur der zweite arbeitet, das Ablösen des Abstands vom
Mitnehmer oder dem Glied 40 zur Mittellinie des ersten ak
tiven Kopfes und die Gliedlänge, d.h. der Abstand zwischen
den Mitnehmern bzw. Gliedern 40 des Aufnahmeförderers. Auf
der Bedienungstastatur wird die Variable 23 durch das Drükken
der Zahl 1 (beide Köpfe), oder der Zahl 2 (nur der zweite
Kopf) soll arbeiten, eingegeben. Bei der Eingabe erscheint
die Zahl unmittelbar rechts von der ersten Datenbeschreibung.
Diese Information wird durch Drücken der Eingabetaste in den
Rechner eingegeben. Der Abstand vom Mitnehmer- bzw. Glie
derablösepunkt bis zur Mittellinie des ersten aktiven Kopfes
wird mit der Zifferntastatur in Zoll eingegeben; die einge
gebene Zahl erscheint ebenfalls rechts von der Datenbeschrei
bung. Mit dem Drücken der Eingabetaste wird dieser Parame
ter an den Rechner übergeben; die Bedienungsperson kann dann
mit der Zifferntastatur den Gliedabstand des Förderers ein
geben. Die Routine läuft weiter, bis sämtliche Beschreibun
gen der Wartungsvariablen auf dem Bildschirm aus- und die
Parameter eingegeben worden sind. Nach dem Eingeben des
letzten Parameters wird das Wartungsmenü erneut ausgegeben;
die Bedienungsperson drückt dann die Taste F 6 der Tastatur;
es erscheint erneut das Servo-Hauptmenü auf dem Bildschirm.
Durch Drücken der Taste F 1 erhält man das Menü "Datensatz-
Verwaltung" mit der Funktion F 2, d.h. "Datensatz erstellen",
mit der man das Menü "Datensatz erstellen" auf den Bild
schirm bringt. Der Datensatz wird erstellt, indem man die
Taste F 1 der Tastatur drückt, so daß man das Menü "Fort
setzung" erhält, dessen Funktionstaste F 2 über den Bildschirm
die Bedienungsperson auffordert, die Verpackungsdaten einzu
geben, da das Datenmenü dargestellt wird. Wie oben erwähnt
ist, sind die Beschreibungen der Verpackungsdaten u.a. die
Folienart (markiert oder nicht markiert), die Länge der Ge
genstände, die Länge der verschlossenen Verpackung und der
Abstand zwischen der Folienkontur und der Vorderkante der
Ausricht- bzw. Steuermarkierung. Nach der Eingabe des Para
meters bezüglich der Entfernung zwischen der Folienabschnitt
linie zur Vorderkante der Steuer- bzw. Ausrichtmarke wird
das Menü "Datensatz erstellen/Fortsetzung" ausgegeben. Mit
dem Drücken der Taste F 2 im Menü "Datensatz erstellen / Fort
setzung" wird das Menü "Datensatz ausgeben" ausgegeben, das
die Bedienungsperson zur Eingabe von Maschinendaten auffor
dert, und zwar den Abstand zwischen dem Bahnfühler und dem
Ablösepunkt der Mitnehmer, die Lochnummer des Leerlaufhe
bels, den Ablesewert auf der Skala der Leerlaufhebelverlän
gerung, und die Teilenummer der Formeinrichtung. Nach der
Eingabe aller dieser Daten wird auf dem Bildschirm erneut
das Menü "Datensatz erstellen / Fortsetzung" ausgegeben, das
die Funktion "Laufdaten eingeben" enthält, was durch Drücken
der Taste F 3 der Tastatur erfolgt, mit der die Bedienungs
person aufgefordert wird, Laufdaten, d.h. die Folienabschnitt
länge einzugeben. Dann wird erneut das Menü "Datensatz er
stellen / Fortsetzung" ausgegeben und die Funktion "Erstellen
und Aussprung" durch Drücken der Taste F 5 auf der Tastatur
angewählt, die bewirkt, daß der Rechner sämtliche zur Ausfüh
rung des Auftrags erforderlichen übrigen Daten berechnet.
Sofort danach erscheint auf dem Bildschirm das Menü "Daten
satz-Verwaltung". Mit dem Drücken der Taste F 6 der Tastatur
erfolgt der Einsprung in die Funktion "Aussprung" aus der
"Datensatz-Verwaltung", und es erscheint das Servo-Haupt
menü auf dem Bildschirm. Wird nun die Taste F 2 der Tastatur
gedrückt, erfolgt der Einsprung in die Funktion "Einrichten
des Hauptmenüs und wird deren Menü ausgegeben. Gleichzeitig
werden die Werte für mehrere mechanische Einstellungen aus
gegeben, die die Bedienungsperson durchführen muß. Die Funk
tion "Weiter" des Menüs "Einrichten" wird durch Drücken der
Taste F 5 der Tastatur angewählt, so daß auf dem Bildschirm
ein Satz durchzuführender mechanischer Einstellungen ausge
geben wird. Hierbei kann es sich beispielsweise um den Teil
kreisdurchmesser ("pitch diameter") des zweiten Kopfes, die
Anzahl der Quetscheinrichtungen pro Welle auf dem zweiten
Kopf, die Flächenbreite des zweiten Kopfes und die Lager
kastenorientierung des zweiten Kopfes handeln. Diese Einstel
lungen gelten nur für eine Verpackungsmaschine mit Tandem-
Quetschköpfen, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist. Die Funktion
"Aussprung aus der Einrichtfunktion" des Menüs "Einrichten"
wird durch Drücken der Taste F 6 der Tastatur angewählt, so
daß wieder das Hauptmenü auf dem Bildschirm erscheint.
Das nächste Menü wird nur dann ausgegeben, wenn eine mar
kierte Folie Verwendung findet. Die Ausrichtfunktion des
Servo-Hauptmenüs wird durch Drücken der Taste F 3 auf der
Tastatur aufgerufen. Ist dieses Menü auf dem Bildschirm,
wird durch Drücken der Taste F 1 der Tastatur das Menü "Aus
richtung löschen" angewählt; gleichzeitig wird die Bedie
nungsperson aufgefordert, den Hauptantrieb zu starten. Sind
sämtliche Anfangsbedingungen erfüllt, wird der Startknopf
gedrückt, damit die Maschine anläuft. Nach einem Versuchs
lauf mit mehreren aufeinanderfolgenden Folienabschnitten
durch die Maschine wird das Ausrichtmenü erneut angegeben.
Zugang zur Funktion "Quetschvorrichtung" des Menüs "Aus
richten" erhält man durch Drücken der Taste F 2 der Tastatur;
dies zeigt an, daß der Versuchslauf über mehrere wiederholte
Folienabschnitte einwandfrei war, so daß der Auftrag weiter
geführt werden kann. Danach wird das Hauptmenü erneut durch
Drücken der Taste F 6 der Tastatur ausgegeben, so daß das
Servo-Hauptmenü auf dem Bildschirm erscheint. Zu diesem
Zeitpunkt gelten alle Eingaben als einwandfrei, und die
Bedienungsperson drückt die Taste F 4 der Tastatur und ruft
so das Menü "Betrieb" auf. Gleichzeitig wird die Bedienungs
person mit der Meldung "Hauptantrieb einschalten, wenn bereit"
zum Maschinenbetrieb aufgefordert. Die Bedienungsperson
braucht nun nur noch den Startknopf zu drücken; die Maschine
läuft dann mit der gewünschten Geschwindigkeit.
In Fig. 8 ist die Funktionsweise des oben beschriebenen Daten
flußnetzwerks gezeigt. Wie ersichtlich, werden die einge
tasteten Parameter sofort in dem der Daten-Erstellungsfunk
tion zugeordneten Datenpuffer gespeichert; Änderungen oder
Zusätze werden in dem Aktualisierungspuffer gespeichert.
Durch Drücken der Taste F 5 im Menü "Erstellen und Aussprung"
werden die Daten aus den Puffern in den aktiven Datensatz
überschrieben. Die Aktualisierungsdaten werden durch Drücken
der Taste F 5 im Menü "Aktiven Datensatz aktualisieren" in
den aktiven Datensatz geschrieben. Der Parametersatz für
jeden Verpackungsauftrag wird so in den aktiven Datensatz
geschrieben und, falls dieser gespeichert werden soll, die
Taste F 5 der Tastatur gedrückt, um die Daten mit einer zuge
hörigen Datensatznummer für spätere Verwendung im Rechner
speicher abzulegen. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, reicht der
Speicherplatz im Rechner für 24 einzelne Datensätze aus.
Ein im Rechnerspeicher abgelegter Auftrag kann in den akti
ven Datensatz eingegeben bzw. umgeschrieben werden, indem
die Taste F 5 im Menü "Aktivieren/Fortsetzung" gedrückt
wird. Falls während des Betriebs die Bedienungsperson die
Parameter nachstellen will, drückt sie die Taste F 4 und
holt so das Menü "Feineinstellung" auf den Bildschirm, das
eine Anzahl von Funktionen enthält, die während des Ma
schinenbetriebs verändert werden können. Die der Legende
"Zum Hauptmenü" zugeordnete Datenflußlinie soll anzeigen,
daß das Hauptmenü für den Nachstelldatenpuffer zugänglich
ist und daß dessen Ausgangswert die der Maschine zur Aus
führung eines speziellen Auftrags mitgeteilten Parameter
sind. Während der Ausführung eines Auftrags kann man durch
Zugriff auf das Feineinstell-Menü diese Parameter - insbe
sondere die Bahnposition und die Bahnabschnittlänge - nach
Belieben durch Drücken der Taste F 5 ("Aktivieren und Aus
sprung") des Feineinstellmenüs ändern. Wie mit der Daten
flußlinie angezeigt ist, werden diese Feineinstellungen in
den aktiven Datensatz aufgenommen. Der der Feineinstellfunk
tion zugeordnete Datenpuffer speichert alle Parameter für
die Steuerung des Maschinenbetriebs.
Der der Legende "+/-" zugeordnete Schalter stellt einen
Hebel auf dem Bedienpult der Maschine dar, der in der
Plus- oder der Minusrichtung umgelegt werden kann, um der
Bedienungsperson eine Feineinstellung zu erlauben, falls
sich bei einer Sichtprüfung beispielsweise eine Verschnelle
rung oder Verlangsamung der Bahnlaufgeschwindigkeit ergibt.
Diese Nachstellungen werden im Feineinstell-Datenpuffer
abgelegt.
Eine derart ausgestattete Horizontal-Maschine bietet hin
sichtlich des Betriebs, der Wartung und der Bedienung der
Kunden eine Reihe von Vorteilen. Die Aufgabe des Personals
wird erheblich erleichtert, da der Rechner die anfänglichen
Einrichtwerte berechnet und die mechanischen Einstellwerte
von der Bedienungsperson abfragt. Weiterhin gibt der Rechner
Meldungen aus, die die Aufmerksamkeit der Bedienungsperson
auf das jeweils vorliegende Problem richten. Die Rechner
steuerung arbeitet äußerst zuverlässig und bewirkt eine Ver
ringerung der Anforderungen an die Wartung der mechanischen
Anlagenteile, da viele der komplizierteren Antriebsmechani
ken entfallen, während gleichzeitig eine Fehleranzeige und
Selbstdiagnose in die Maschinensteuerung eingebaut ist, um
etwaige Fehler durch das Wartungspersonal auf ein Minimum
herabzusetzen.
Gegenüber den bekannten rechnergesteuerten Verpackungsma
schinen ist es bezeichnend, daß die erläuterte rechnerge
steuerte Verpackungsmaschine selbsttätig auf Änderungen
der Zuführrate des Prozesses anspricht, da die Verpackungs
rate durch ein Analogsignal an die Gleichspannungsantriebs
steuerung des Hauptantriebsmotors 52 gesteuert werden kann.
Weiterhin ist im Vergleich mit bekannten rechnergesteuerten
Verpackungsmaschinen die erfindungsgemäße Verpackungsma
schine für die Aufnahme von Anlagenzubehörteilen im Verhält
nis 1 : 1 sowie für die Aufnahme in Prozesse geeignet, in denen
der Stückgutrückstau ansprechend auf Änderungen der Aufgabe
rate geregelt wird. Weiterhin werden die rechnergesteuerten
Antriebe der erläuterten Verpackungsmaschine auf der Grund
lage der Maschinenzeitsteuerung digital gesteuert, so daß
eine Fehlererfassung und proportionale Fehlerkorrektur sowie
auch Korrekturen bei der Beschleunigung und Verlangsamung ebenso
wie beim Konstantgeschwindigkeitsbetrieb der Maschine möglich
werden. Das erfindungsgemäß eingesetzte Steuersystem unter
scheidet sich von den im Handel erhältlichen Systemen, da
der Impulsgenerator des Hauptantriebs eine 1 : 1-Welle ist.
Auf diese Weise erhält man der Maschinenzeit einwandfrei ent
sprechende Bezugsimpulse, was gegenüber der Ableitung von
Bezugsimpulsen durch Erfassen von Förderergliedern, Mitneh
mern oder Stückgut den Vorzug verdient, da letztere nicht
genau genug beabstandet oder ausgerichtet sind. Das auf die
Welle 60 aufgesetzte Handrad 84 erlaubt der Verpackungsma
schine auch dann zu arbeiten, wenn die Bedienungsperson ein
zelne Verpackungen herstellen will, während der Hauptan
triebsmotor 52 abgeschaltet ist. Dies ist möglich, da der
rechnergesteuerte Servoantrieb den Servo-Hilfsmotoren er
laubt, dem abgeschalteten Hauptantriebsmotor 52 nachzu
laufen, wenn dieser mit dem Handrad in der einen oder an
deren Richtung betätigt wird.
Claims (4)
1. Verfahren zum Betreiben einer Horizontal-Verpackungs
maschine mit einer Motorantreibeinrichtung, um eine Folge
regelmäßig beabstandeter Gegenstände in eine schlauchförmige
Bahn einzuführen, die durch Formen einer flachen Material
bahn zu einem Rohr bzw. Schlauch hergestellt ist, mit ei
ner motorisch angetriebenen Einrichtung, welche die Bahn
vortransportiert und an den Längsrändern verschließt, und
einer motorisch angetriebenen Einrichtung, die den Schlauch
in Querrichtung zu Packungen verschließt und zerschneidet,
die jeweils mindestens einen der Gegenstände enthalten,
wobei ein die Geschwindigkeit des Antriebsmotors für die
Zuführung der Gegenstände anzeigendes Signal erzeugt wird,
das Geschwindigkeitssignal digitalisiert wird und das
digitalisierte repräsentative Geschwindigkeitssignal zur
Steuerung der Geschwindigkeiten der Zuführ-, Verschließ
und Schneidemotoren verwendet wird.
2. Verfahren zur Steuerung der Geschwindigkeit, mit der
ein kontinuierlicher langgestreckter flacher Bahnmaterial
streifen zu einem Schlauch geformt wird, der im wesentlichen
gleichbeabstandete Gegenstände aufnimmt, und der Geschwindig
keit, mit welcher ein Querverschließ- und Schneidekopf den
Bahnschlauch in den von den Gegenständen nicht belegten Be
reichen verschließt und zu einzelnen Packungen zerschneidet,
die jeweils mindestens einen der Gegenstände enthalten, wobei
eine Folge von beabstandeten Gegenständen in den Schlauch
eingebracht wird, bei jedesmaligem Einsetzen eines Gegen
standes in den Schlauch ein Bezugsimpuls erzeugt wird, mit
dem Impuls den Betrieb eines Zählers eingeleitet wird, ein
die Geschwindigkeit des Einbringens eines Gegenstandes in
den Schlauch darstellendes digitales Signal erzeugt und
der Zählprozeß des Zählers beendet wird, wenn der Schlauch
quer durchtrennt und abgedichtet wird, wobei das digitale
Signal zu einem Geschwindigkeitswert verarbeitet wird, wel
cher zur Steuerung der Zuführgeschwindigkeit des Bahnmate
rials und des Zeitpunkts benutzt wird, an dem der Bahn
schlauch quer durchtrennt und verschlossen wird.
3. Verpackungsmaschine mit einer Einrichtung zur
Aufgabe einer Serie von im wesentlichen gleichbeabstandeten
Gegenständen, mit einer Einrichtung zum Umformen einer von
einer Rolle abgewickelten flachen Materialbahn zu einem
Schlauch, wobei die Gegenstände beabstandet in den Schlauch
eingeführt werden, mit einer Einrichtung, um die gegenüber
liegenden Längsränder des Schlauches zu verschließen, mit
einer Einrichtung, welche den Schlauch zwischen den Gegen
ständen verschließt und zu einzelnen Packungen zerschneidet,
mit einer Einrichtung, die auf die Zuführgeschwindigkeit
der beabstandeten Gegenstände ansprechen, ein die Zuführ
geschwindigkeit darstellendes Signal abgibt, mit einer Ein
richtung zum Antreiben der Aufgabevorrichtung für die Gegen
stände mit einer vom darstellenden Signal bestimmten Ge
schwindigkeit, mit einem Rechner zum Speichern des darstel
lenden Signals, mit einer Einrichtung, welche die Bahn
abwickelt und die Längsverschließeinrichtung betätigt, und
mit einer Einrichtung zum Antrieb der Querverschließ- und
Zerschneideeinrichtung, wobei die Abwickel- und die An
triebseinrichtung an den Rechner angeschlossen sind und der
Rechner der Abwickel- und der Antriebseinrichtung signali
siert, mit einer gegebenen Geschwindigkeit bezüglich des
darstellenden Geschwindigkeitssignals zu arbeiten.
4. Vorrichtung zum seriellen Betrieb einer Verpackungs
maschine, bei welcher mindestens eine Serie voneinander be
abstandeter Gegenstände in einen Schlauch aus Verpackungs
material eingeführt wird, der aus einem kontinuierlichen
flachen Streifen geformt ist, und bei welcher der Schlauch
in Längsrichtung verschlossen und zur Herstellung einzelner
Packungen in Querrichtung verschlossen und zerschnitten
wird, mit einem Aufgabeförderer, welcher die Gegenstände
voneinander beabstandet zuführt, einem Motor zum Antrieb des
Aufgabeförderers, mit einer an den Motor angeschlossenen
Einrichtung, um bei jedesmaligem Einführen eines Gegenstan
des in den Schlauch aus Bahnmaterial einen Impuls zu erzeu
gen, mit einer Einrichtung, welche den flachen Streifen aus
Verpackungsmaterial einer Vorrichtung zum Ausbilden eines
Schlauches zuführt, und welche eine Längsverschlußeinrich
tung betreibt, um einen Schlauch auszubilden, mit einer von
der Zuführeinrichtung angetriebene Einrichtung, welche ein
digitales Signal erzeugt, das die Geschwindigkeit der Auf
gabeeinrichtung darstellt, mit einer von der Einrichtung zum
Antreiben der Verschließ- und Durchtrenneinrichtung ange
triebenen Einrichtung, um ein die Geschwindigkeit der An
triebseinrichtung darstellendes digitales Signal zu erzeugen,
mit einem Rechner und einer Einrichtung, die den Impuls
und die digitalen Geschwindigkeitssignale dem Rechner zuzu
leiten, und mit einer Einrichtung, mit welcher sich der
Rechner nutzen läßt, um entsprechend dem beim jedesmaligem
Einführen eines Gegenstandes in den Schlauch aus Bahnmaterial
erzeugten Impuls die Geschwindigkeit der Aufgabeeinrichtung
und der Antriebseinrichtung zu überwachen und nachzustellen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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