DE3737973C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungs- und Steuereinrichtung für Verpackungsmaschinen, mittels der über Impulsgeber und Ab­ tastsensoren der Bestand, die Lage und der Zustand des Verpac­ kungsmaterials permanent erfaßt und das Erfassungsergebnis einem Microrechner zugeführt wird, von dem an Hand dieser Informationen und im Microrechner gespeicherten Vorgaben Schalt- und Steuer­ vorgänge zum Umschalten auf eine neue Verpackungsmaterialbahn ausgelöst werden.

Bei Verpackungsmaschinen, vornehmlich im Hochleistungsbereich, wie beispielsweise an Zigarettenpackmaschinen oder Bonboneinwic­ kelmaschinen, geht das Bestreben dahin, diese möglichst wenig abzuschalten, weswegen automatische Bobinenwechselaggregate vor­ gesehen sind, bzw. Störungen in der Packmittelzufuhr schnell zu erkennen, damit die Fehlpackungsrate möglichst niedrig gehalten wird.

Zur Ermittlung dieser Informationen sind gegenwärtig verschiedene Lösungen bekannt, wobei diese unabhängig voneinander arbeiten.

Eine Lösung zur Ermittlung von Packmittelfehlern ist durch die DE 33 41 539 A1 bekannt geworden. Zur Fehlererfassung werden hier­ bei Sensoren, bestehend aus einem Infrarotlichtgeber und einer diesem gegenüberstehenden Photodiode eingesetzt, zwischen denen die Packmittelbahn hindurchläuft. Mit dieser Einrichtung können Fehler und insbesondere Packmaterialanrisse erkannt werden.

Zur Ermittlung der Packmittelbahnenden werden gegenwärtig opto­ elektrische Sensoren eingesetzt (DE 34 36 217 A1) oder mechani­ sche Abtasteinrichtungen verwendet (DE 24 35 441 A1), von denen dann ein Signal zur Auslösung eines Schaltvorganges gegeben wird. Mit diesen Mitteln sind die Enden von Packmittelbahnen zwar gut zu ermitteln, reißt jedoch eine Packmittelbahn ab, so wird unter Umständen weiterhin die Anwesenheit des Packmittels angezeigt. Glasklare Packmittel, wie unbedrucktes Zellglas, lassen sich mit diesen Einrichtungen nicht abtasten.

In der GB 21 12 360 A ist eine Vorrichtung beschrieben, in der der Durchmesser der Vorratsrollen in herkömmlicher Weise abge­ tastet und bei Erreichung eines vorgegebenen minimalen Durch­ messers auf eine volle Vorratsrolle umgeschaltet wird.

Die DE 31 14 470 A1 offenbart eine Bobinenwechselvorrichtung, die mittels Pufferschleifen für das Packmittel arbeitet. Zwischen den Bobinen und den Pufferschleifen sind Erfassungsvorrichtungen angeordnet, die das Ablaufen der betreffenden Packmittelrolle anzeigen. Die Umschaltung auf eine volle Packmittelrolle erfolgt anschließend manuell.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch permanente Erfas­ sung des Bestandes, der Lage und des Zustandes der Verpackungs­ materialbahn Fehlpackungen infolge Packmittelriß oder Pack­ mittelauslauf zu vermeiden und durch automatisches Umschalten auf eine neue Verpackungsmaterialbahn bei Packmittelauslauf eine Stillsetzung der Verpackungsmaschine auszuschließen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß einem Micro­ rechner ein Signal von einem Distanzsensor, welcher an der Ab­ zugswalze angeordnet ist, zugeleitet wird, der bei nicht benötig­ tem Packmittel (Leertakt, abgehobene Abzugswalze) ein Dauersignal und bei Packmittelabzug (abgesenkte Abzugswalze) ein anderes Signal abgibt, wobei dem Microrechner Taktimpulse von einem an der Arbeitstaktwelle angeordneten Taktgeber und Zählimpulse von an den Bobinenwellen angeordneten Impulsgebern zugeleitet werden. Im Mikrorechner werden die zwischen den Taktimpulsen liegenden Zählimpulse mit einem im Microrechner gespeicherten Maximalwert verglichen, und bei Erreichen des Maximalwertes wird ein Schalt­ impuls ausgelöst, durch den die Bobinenwechselvorrichtung akti­ viert wird. Beim Ausbleiben von Zählimpulsen und positivem Ein­ gang aller anderen Informationen in den Microrechner wird ein Schaltimpuls ausgelöst, durch den der Motor der Verpackungs­ maschine abgeschaltet wird.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind im Microrechner zusätzliche Impuls-Zahlenwerte gespeichert, bei deren Erreichen vom Microrechner Schaltimpulse ausgelöst werden, durch die die Motordrehzahl des Motors der Verpackungsmaschine herabgesetzt wird.

Vorzugsweise ist die Erfindung ferner so ausgebildet, daß bei Packgutabwesenheit durch das Dauersignal des Packgutabtastsensors alle Steuerfunktionen gesperrt werden.

Ferner ist Gegenstand der Erfindung, daß unmittelbar nach erfolg­ tem Bobinenwechsel oder bei fehlendem Packmittel vom Microrechner ein Schaltimpuls ausgelöst wird, durch den eine Gutweiche zum Aussondern unkorrekt verpackter Güter angesteuert wird.

In Verbindung mit einer im Microrechner eingegebenen Sollimpuls­ vorgabe kann durch den Vergleich mit der Istimpulszahl pro Ar­ beitstakt ständig der Abwickelgrad der Packmittelbobine über­ wacht, rechtzeitig angezeigt und der automatische Wechsel von der Packmittelbahn einer ablaufenden Bobine auf die Packmittelbahn einer vollen Bobine ohne Unterbrechung des Maschinenlaufes erfol­ gen. Kommt die Packmittelbobine durch Materialabriß zum Still­ stand, kann die Maschine sofort automatisch stillgesetzt werden. Alle Vorgänge können gleichzeitig mit einer Alarmeinrichtung verbunden werden, die akustisch wie auch lichtelektrisch arbeiten kann. Fehlerquellen können damit sofort erkannt und Fehlpackungen vermieden werden.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 das stark schematisierte Packmittelabzugssystem mit den Abtastelementen und dem Microrechner in der Seitenansicht

Fig. 2 ein Blockschaltbild des Microrechners, in dem die auf­ genommenen Informationen verarbeitet und weiterge­ leitet werden.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, besteht das Verpackungs­ mittelabzugssystem aus einer für zwei Packmittelbobinen 1 und 1.1 ausgelegte Bobinenaufhängung, an deren Bobinenwelle je ein Impulsgeber 2 und 2.1 angeordnet ist. Die Impulsgeber 2; 2.1 sind über Schaltglieder mit einem, in einem Microrechner 3 integrierten Impulszähler verbunden. Die Packmittelbahnen 4 und 4.1 sind aber Umlenkwalzen 5 und 6 zu einer automatischen Packmittelwechselvorrichtung 7 und von dort aus die Pack­ mittelbahn 4 zu zwei Abzugswalzen 8 und 9 geführt, denen sich eine Schneidvorrichtung 10, die Bestandteil einer Ein­ wickelstation 11 ist, anschließt.

An den oberen Umlenkrollen 5 sind mechanisch wirkende Sensoren 12, 13 angeordnet, über die ermittelt wird, ob in die Bobinenhalterungen Packmittelbobinen eingelegt sind. In der Packmittelwechselvorrichtung 7 befindet sich ein die Wechsel­ vorrichtung betätigender Elektromagnet 14. Über der oberen, anhebbar ausgeführten Abzugswalze 8 ist ein Distanzsensor 15 angeordnet. Dieser steht mit einer in der Einwickelstation 11 angeordneten, nicht dargestellten Gutabtastvorrichtung in Wirkverbindung. Alle Sensoren stehen eingangsseitig mit dem Microrechner in Wirkverbindung. In einem nicht dargestellten Zentralgetriebe befindet sich Arbeitstaktwelle 16, der ein Taktgeber 17 zugeordnet ist. Dieser Taktgeber steht ebenfalls eingangsseitig mit dem Microrechner 3 in Wirk­ verbindung. Ausgangsseitig ist der Microrechner 3 über eine integrierte Steuereinrichtung mit dem Antriebs­ motor 18, dem Magnet 14 für die Packmittelwechselvorrichtung, Warneinrichtungen 19, die als akustische oder lichtoptische Einrichtungen ausgeführt sein können, sowie einem Magnet 20 zum Betätigen einer Gutweiche 21 verbunden.

Mit den Einrichtungen können mehrere Überwachungsfunktionen ausgeführt werden, die an Hand der Fig. 2 erläutert werden sollen. Es sei vorausgesetzt, daß die nötigen Ausgangsdaten als Programmteile in dem Microrechner eingegeben sind. Mit dem Einschalten der Maschine tastet der Sensor 12 ab, ob eine Packmittelbahn 4 eingelegt ist. Dieses Signal wird dem Microrechner 3 zugeführt. Erst bei positiver Aussage, wird vom Auswerteelement ein Schaltimpuls abgegeben, über den der Motor 18 eingeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt ist noch kein Verpackungsgut in der Einwickelstation 11 vorhanden, was von der Pack­ gutabtastvorrichtung festgestellt wird. Die Abzugswalze 8 befindet sich aus diesem Grund noch in angehobener Stellung, womit noch kein Packmittel abgezogen wird. Der über der Ab­ zugswalze 8 angeordnete Distanzsensor 15 tastet die Stellung der Abzugswalze 8 ab und signalisiert - kein Packmittelbedarf -. Dieses Signal wird in den Microrechner 3 eingegeben. Da durch diese Schaltung keine Störung angezeigt wird, läuft die Maschine weiter, obwohl vom Taktgeber 17 ein Taktimpuls T an den Microrechner 3 abgegeben wird und der Impulsgeber keinen Impuls I liefert, da in diesem Fall alle Steuerfunktionen von dem von der Packgutabtastvorrichtung gelieferten Dauerimpuls D gesperrt werden. Wenn von der Packgutabtastvorrichtung Packgut erfaßt wird, wird dieses Ergebnis dem Microrechner 3 zugeführt und über Schaltelemente die Abzugswalze 8 abgesenkt, womit die Packmittelbahn 4 erfaßt und von der Packmittelbobine 1 abge­ rollt wird. Da der Abstand des Distanzsensors 15 von der Abzugs­ walze 8 jetzt größer ist, wird dieser neue Zustand als Meßer­ gebnis an den Microrechner 3 abgegeben, womit der Dauerimpuls D aufgehoben und der Taktimpuls T wirksam wird. Mit dem Packmittel­ abzug wird auch die Packmittelbobine 1 sowie die Bobinenwelle und der damit verbundene Impulsgeber 2 in Drehung versetzt, womit Impulse I an den Microrechner 3 abgegeben werden. Durch den vom auf der Arbeitstaktwelle 16 angeordneten Taktgeber 17 ausgelösten Start- und Stoppimpuls wird die Zähldauer bestimmt, Liegen die vom Impulszähler 2 gezählten Impulse I innerhalb eines vorgegebenen von-bis-Wertes, läuft die Maschine im Normalbetrieb weiter. Da die Impulszahl mit abnehmendem Durch­ messer der Packmittelbobine 1 zunimmt, wird die gezählte Impulszahl zur Anzeige des Packmittelbestandes verwendet. Zu diesem Zweck ist der Zähler über geeignete Koppelglieder mit einer Anzeigeeinrichtung 19 verbunden.

Läuft die Packmittelbobine 1 aus, wird vom Impulsgeber 2, infolge der hohen Drehzahl, eine Impulszahl abgegeben, die dem Microrechner als oberer Grenzwert vorgegeben ist. Sind die Soll- und die Istimpulszahlen gleich, wird über die Sensoren 12; 13 das Steuerteil im Microrechner 3 aktiviert und der Magnet 14 betätigt, womit die Abzugswalzen der Packmittel­ wechselvorrichtung 7 die Packmittelbahn 4.1 erfassen und den Abzugswalzen 8; 9 zuführen. Mit dem Auslaufen der Packmittel­ bahn 4 signalisiert der Sensor 12, daß hier kein Pack­ mittel mehr vorhanden ist. Damit wird das Programm zur Anzeige des Packmittelvorrates gestartet. Da mit dem Wechsel der Pack­ mittelbahnen zeitweilig zwei Bahnen übereinanderliegen, werden einige Bonbons doppelt eingewickelt. Damit diese nicht in den weiteren Verarbeitungsprozeß gelangen, wird vom Steuerteil des Microrechners 3 der Magnet 20 aktiviert, womit die Gutweiche 21 betätigt wird und die Fehlpackungen ausgesondert werden. Tritt Packmittelabriß ein, bleiben die Packmittelbobine und damit auch der Impulsgeber stehen. Es werden keine Impulse I mehr in den Microrechner 3 eingegeben. Da der Distanzsensor 15 aber Packmittelbedarf meldet und der Taktgeber 17 den Lauf der Maschine ausweist, wird über das Steuerteil des Microrechners 3 der Antriebsmotor 18 abgeschaltet und die Maschine somit stillgesetzt. Gleichzeitig wird die Abgabeweiche 21 umgeschaltet, damit keine unverpackten Artikel auf das Transportband 22 gelangen können.

Nach dem Beheben der Störung und dem erneuten Anlauf der Maschine, wird das Programm zur Überwachung erneut gestartet. Nach einigen Takten schaltet die Abgabeweiche 21 in die Normalstellung zurück. Damit wird verhindert, daß noch in der Einwickelstation 11 vorhandene unverpackte Artikel auf das Transportband 22 gelangen.

Claims (4)

1. Überwachungs- und Steuereinrichtung für Verpackungsmaschinen, mittels der über Impulsgeber und Abtastsensoren der Bestand, die Lage und der Zustand des Verpackungsmaterials permanent erfaßt und das Erfassungsergebnis einem Microrechner zugeführt wird, von dem an Hand dieser Informationen und im Microrechner gespeicherten Vorgaben Schalt- und Steuervorgänge zum Um­ schalten auf eine neue Verpackungsmaterialbahn ausgelöst werden, dadurch gekennzeichnet, daß

• - dem Microrechner ein Signal von einem Distanzsensor (15), welcher an dem Abzugswalzenpaar (8; 9) angeordnet ist, zuge­ leitet wird, der bei nicht benötigtem Packmittel (Leertakt, abgehobene Abzugswalze) ein Dauersignal (D) und bei Pack­ mittelabzug (abgesenkte Abzugswalze) ein anderes Signal ab­ gibt,
• - dem Microrechner Taktimpulse (T) von einem an der Arbeits­ taktwelle angeordneten Taktgeber und Zählimpulse (I) von an den Bobinenwellen angeordneten Impulsgebern zugeleitet werden,
• -im Microrechner die zwischen den Taktimpulsen (T) liegenden Zählimpulse (I) mit einem im Microrechner gespeicherten Maxi­ malwert verglichen und bei Erreichen des Maximalwertes ein Schaltimpuls ausgelöst wird, durch den die Bobinenwechselvor­ richtung aktiviert wird und beim Ausbleiben von Zählimpulsen (I) und positivem Eingang aller anderen Informationen in den Microrechner ein Schaltimpuls ausgelöst wird, durch den der Motor (10) der Verpackungsmaschine abgeschaltet wird.

2. Überwachungs- und Steuereinrichtung für Verpackungsmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Microrechner zusätzliche Impuls-Zahlenwerte gespeichert sind, bei deren Erreichen vom Microrechner Schaltimpulse ausgelöst werden, durch die die Motordrehzahl des Motors (10) der Verpackungs­ maschine herabgesetzt wird.

3. Überwachungs- und Steuereinrichtung für Verpackungsmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Packgut­ abwesenheit durch das Dauersignal eines Packgutabtastsensors alle Steuerfunktionen gesperrt werden.

4. Überwachungs- und Steuereinrichtung für Verpackungsmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach erfolgtem Bobinenwechsel oder bei fehlendem Packmittel vom Microrechner ein Schaltimpuls ausgelöst wird, durch den eine Gutweiche (21) zum Aussondern unkorrekt verpackter Güter ange­ steuert wird.