DE3816262A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern einer verpackungsmaschine - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum steuern einer verpackungsmaschineInfo
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Description
Die Erfindung befaßt sich mit einer Verpackungsmaschine, die
automatisch gesteuert wird, um einen Einwickel- oder
Verpackungsvorgang auszuführen, und betrifft insbesondere
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des Antriebs
einer derartigen Verpackungsmaschine.
Um einen Gegenstand beispielsweise unter Verwendung einer
horizontal gelagerten Verpackungsmaschine zu verpacken, wird
eine fortlaufende Folie in Bahnform von einem Folienvorrat
abgezogen, der die aufgerollte Folie enthält, und dann
während ihres Laufes zu einem Schlauch geformt. Nachdem die
Gegenstände in den Folienschlauch in bestimmten Intervallen
eingefüllt sind, wird der Folienschlauch quer bezüglich der
Folienlaufrichtung zwischen benachbarten Gegenständen
verschweißt und je nach Wahl an den verschweißten Teilen
geschnitten. Die Folienbahn ist oftmals mit ornamentalen
Muster, Zeichen, Bildern und ähnlichem in regelmäßigen
Abständen versehen.
Das obige Verpacken macht es erforderlich, daß zwischen der
Transportposition des zu verpackenden Gegenstandes, der
Schneid- und Schweißposition der Folie zwischen den
Gegenständen und der zeitlichen Steuerung der Zuführung der
Folienbahn eine Übereinstimmung besteht, so daß die
Aufdrucke an der richtigen Stelle am verpackten Gegenstand
angeordnet sind.
Eine typische Verpackungsmaschine verwendet einen einzigen
Anriebsmotor, von dem die Antriebsenergie auf alle
Antriebseinheiten über verschiedene Übertragungs- oder
Getriebeeinrichtungen, wie beispielsweise
Kurvengetriebemechanismen, übertragen wird, wobei die
Maschine jedoch vor dem Beginn der Arbeit in komplizierter
Weise so eingestellt werden muß, daß sie die obige
Positionierung ausführt. Das heißt im einzelnen, daß jedes
Getriebe vom Motor getrennt werden sollte und die Position
jeder Antriebseinheit vorübergehend eingestellt werden
sollte. Dann wird die Antriebseinheit wieder mit dem Motor
verbunden und einem Testlauf unterworfen, um zu prüfen, ob
die Maschine richtig arbeitet oder nicht. Wenn die
Positionen nicht übereinstimmen, muß das Getriebe vom Motor
wieder getrennt werden, um die Antriebseinheiten neu
einzustellen. Die anfängliche Einstellung der Maschine
stellt daher einen zeitraubenden und schwierigen
Arbeitsvorgang dar.
In der jüngsten Zeit wurde eine Verpackungsmaschine
entwickelt, die mehrere Antriebsmotoren für die jeweiligen
Antriebseinheiten aufweist. Da diese Antriebsmotoren
unabhängig betrieben werden können, kann die
Anfangseinstellung der Antriebseinheiten leicht und richtig
erfolgen. Bei einer derartigen Maschine mit mehreren Motoren
ist eine Steuerung im wesentlichen dazu erforderlich, die
Motoren miteinander zu synchronisieren, so daß der normale
Verpackungsvorgang anschließend an die Anfangseinstellung
gleichmäßig, ruckfrei und genau ausgeführt werden kann.
Ein typisches Beispiel einer derartigen Steuerung ist in der
JP-OS 61-2 59 927 dargestellt, bei der die Motoren für die
Folienführungseinheit und für die Schweiß- und
Schneideinheit jeweils mit dem Motor für die
Transporteinheit als Bezug gesteuert werden. Das heißt im
einzelnen, daß die Transporteinheit mit einer konstanten
Laufgeschwindigkeit angetrieben wird, während die
Folienlaufgeschwindigkeit über die Aufnahme einer
Registrierungsmarkierung, bei der die Folie zu schneiden
ist, gesteuert wird, und die Schneid- und Schweißeinheit
gleichfalls so gesteuert wird, daß sie ihre
Drehgeschwindigkeit sowie ihren Eingriffszeitpunkt variiert.
Bei der anfänglichen Einstellung wird ein Ansatz, eine Stufe
oder ein sogenannten Flieger, der an der Fördereinheit
ausgebildet ist, um den Gegenstand vorzubefördern, an
irgendeiner geeigneten Stelle angehalten. Da der Abstand
zwischen dem Ansatz und der Schneid- und Schweißeinheit
berechnet werden kann, kann auch die Anfangsposition der
zuletzt genannten Einheit auf der Grundlage des berechneten
Abstandes und anderer Faktoren einschließlich des
Drehwinkels der Einheit für das Zeitintervall berechnet
werden, in dem der Gegenstand vom Ansatz bis zu einer Stelle
neben der Einheit läuft. Die Schneid- und Schweißeinheit
kann daher richtig relativ zur Fördereinheit positioniert
werden. Die Registrierungsmarkierungen auf der Folienbahn
werden andererseits von einem Sensor wahrgenommen, der einer
Steuereinheit ein Signal zum Anhalten des Laufes der
Folienbahn sendet, so daß die Registrierungsmarkierung an
der Stelle des Sensors anhält. Der Sensor ist ortsfest neben
dem Folienvorrat angeordnet und der Abstand zwischen dem
Sensor und der Schneid- und Schweißeinheit ist konstant. Die
Anfangsposition der Folienbahn, die durch den Sensor
bestimmt ist, fällt daher nicht immer mit der
Anfangsposition der Schneid- und Schweißeinheit zusammen,
die so bestimmt wurde, daß sie mit der Fördereinheit
koordiniert ist, was zu einer Schwierigkeit bei der
Anfangseinstellung der Folienlaufeinheit führt.
Während des anschließenden Verpackungsvorganges läuft die
Fördereinheit mit konstanter Geschwindigkeit, wie es oben
beschrieben wurde. Wenn das Intervall zwischen benachbarten
Registrierungsmarkierungen, die vom Sensor wahrgenommen
werden, von einem vorgegebenen oder eingegebenen Wert
aufgrund eines Druckfehlers oder einer Verlängerung oder
Dehnung der Folie selbst verschieden ist, werden die
Folienlaufgeschwindigkeit sowie die Drehgeschwindigkeit der
Schneid- und Schweißeinheit so variiert, daß jeder
Gegenstand dennoch an der richtigen Stelle verpackt werden
kann. Eine derartige Änderung der Foliengeschwindigkeit, die
immer dann hervorgerufen wird, wenn der Sensor einen
Intervallunterschied feststellt, macht die Folienspannung
jedoch instabil, was dazu führt, daß die Folie während ihres
Laufes schwankt und verhindert, daß die Schneid- und
Schweißeinheit so arbeitet, wie es erwünscht ist. Die
Folienschwankungen oder -wellungen setzen sich weiter nach
dem Bilden der Folie zu einem Schlauch fort, in den die
Gegenstände zu befördern sind. Das führt zu der Gefahr, daß
die Gegenstände relativ zum Folienschlauch verschoben
werden, der in regelmäßigen Intervallen zu schneiden ist. Es
ist darüberhinaus erforderlich, daß die
Umfangsgeschwindigkeit der Schneid- und Schweißeinheit mit
der Foliengeschwindigkeit übereinstimmt, während diese in
Berührung miteinander stehen. Die Umfangsgeschwindigkeit
sollte daher immer dann geändert werden, wenn sich die
Foliengeschwindigkeit ändert. Eine solche Steuerung ist
jedoch sehr kompliziert, da keine direkte Verbindung
zwischen den Steuerungen des Motors für die Schneid- und
Schweißeinheit und des Motors für die Folienlaufeinheit
besteht.
Durch die Erfindung soll daher eine Vorrichtung zum Steuern
des Antriebs einer Verpackungsmaschine geschaffen werden,
mit der jeder Antriebsmotor genau in relativ einfacher Weise
gesteuert werden kann.
Durch die Erfindung soll insbesondere eine Vorrichtung zum
Steuern des Antriebs einer Verpackungsmaschine geschaffen
werden, die eine richtige Einstellung der relativen Lage
einer Folie, einer Fördereinheit und einer Schneid- und
Schweißeinheit erlaubt.
Ziel der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zum
Steuern des Antriebs einer Verpackungsmaschine, die
Gegenstände mit einem guten äußeren Aussehen verpacken kann.
Weiterhin soll durch die Erfindung eine Vorrichtung zum
Steuern des Antriebs einer Verpackungsmaschine geschaffen
werden, die den Arbeitswirkungsgrad beim Verpacken erhöhen
kann.
Weiterhin soll durch die Erfindung ein Verfahren zum Steuern
des Antriebs einer Verpackungsmaschine geschaffen werden,
mit dem die Antriebsmotoren koordiniert werden können, um
fehlerfreie Verpackungsvorgänge auszuführen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern des Antriebs
einer Verpackungsmaschine soll insbesondere die Einstellung
der relativen Positionen einer Folie, einer Fördereinheit
und einer Schneid- und Schweißeinheit erleichtern.
Schließlich soll durch die Erfindung ein Verfahren zum
Steuern des Antriebs einer Verpackungsmaschine geschaffen
werden, das verhindert, daß eine Folie während ihres Laufes
schwankt oder Wellen bildet.
Dazu weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Steuern
einer Verpackungsmaschine eine Einrichtung zum Führen einer
Folienbahn und zum Formen der Folienbahn während ihres
Laufes zu einem durchgehenden Schlauch, wobei die
Führungseinrichtung mit einem dritten dafür vorgesehenen
Antriebsmotor versehen ist, Einrichtungen zum Befördern der
zu verpackenden Gegenstände und zum Liefern der Gegenstände
in Intervallen in den Folienschlauch, wobei die
Fördereinrichtungen mit einem ersten dazu vorgesehenen
Antriebsmotor versehen sind, und Einrichtungen wenigstens
zum Verschweißen des Folienschlauches in eine Richtung quer
zur Folienlaufrichtung auf, wobei die Schweißeinrichtungen
mit einem zweiten dafür vorgesehenen Antriebsmotor versehen
sind. Die Steuervorrichtung umfaßt Detektoreinrichtungen zum
Wahrnehmen von Verhältnissen einschließlich der Positionen
der Führungseinrichtungen, der Fördereinrichtungen und der
Schweißeinrichtungen, und Steuereinrichtungen, die mit den
Detektoreinrichtungen verbunden sind, um den ersten, zweiten
und dritten Motor so zu steuern, daß der erste und der
zweite Motor auf der Grundlage der Signale von der
Detektoreinrichtung für die Führungseinrichtungen gesteuert
werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern der
Antriebsmotoren für eine Verpackungsmaschine der oben
beschriebenen Art werden die Laufgeschwindigkeiten des
ersten und des zweiten Motors auf der Grundlage der
Laufgeschwindigkeit des dritten Antriebsmotors gesteuert.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der
erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Antriebsmotoren
genau und relativ einfach so gesteuert werden, daß die
Verpackungsmaschine den gewünschten Arbeitsvorgang ausführt.
Es wird dadurch vermieden, daß die Folienlaufgeschwindigkeit
häufigen Änderungen ausgesetzt ist, die zu Schwankungen oder
Wellenbildungen der Folie führen würden.
Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung
besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer
Verpackungsmaschine mit einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Steuervorrichtung,
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die in Fig.
1 dargestellte Maschine und
Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels des
erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern
einer Verpackungsmaschine.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert, in
denen eine horizontal gelagerte Maschine als typisches
Beispiel einer Verpackungsmaschine dargestellt ist, bei der
die erfindungsgemäße Ausbildung angewandt werden kann. Es
versteht sich jedoch, daß die erfindungsgemäße Ausbildung
auch bei jeder anderen Verpackungsmaschine mit einem
ähnlichen Antrieb anwendbar ist.
Wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, werden die zu
verpackenden Gegenstände 1 über eine Fördereinheit 2 in
einem bestimmten Intervall befördert und ist eine Schneid-
und Schweißeinheit 5 an einer Stelle vor der Fördereinheit 2
vorgesehen. Ein Folienvorrat 8 ist über der Fördereinheit 2
angeordnet und enthält eine aufgerollte bahnförmige Folie 7,
die im folgenden als Folienbahn bezeichnet wird und über
eine Führungsrolle 9 und eine Vielzahl von Spannrollen 10
zur Fördereinheit 2 befördert wird. Nicht dargestellte
Registrierungsmarkierungen sind auf die Seitenkanten der
Folienbahn 7 in bestimmten regelmäßigen Abständen gedruckt,
um die Stellen anzuzeigen, an denen die Folie in
Querrichtung, d.h. in einer Richtung senkrecht zu ihrer
Laufrichtung durch die Einheit 5 zu schneiden ist. Neben dem
stromabwärts liegenden Ende der Fördereinheit 2 befindet
sich eine Taschen oder Beutel bildende Einrichtung 11, in
die die Folienbahn 7 eingeführt wird und in der die
Folienbahn 7 zu einem Schlauch geformt wird. Der durch die
Einheit 2 beförderte Gegenstand 1 wird in den Folienschlauch
7 a in der Einrichtung 11 geliefert.
Die Fördereinheit 2 weist einen Förderer 15 zum Befördern
der Gegenstände 1 vor dem Verpacken auf. Der Förderer 15
umfaßt zwei Kettenräder 17, eine Endloskette 18, die um die
Kettenräder läuft, und eine Vielzahl von Ansätzen, Stufen
oder Fliegern 19, die in bestimmten Abständen an der
Endloskette 18 angeordnet sind. Eines der Kettenräder 17 ist
mechanisch mit einem ersten Antriebsmotor 20 über eine
Kraftübertragung, wie beispielsweise ein Kettenrad,
Kettenzahnräder u.ä. verbunden. Die Antriebsenergie vom
ersten Antriebsmotor 20 bewegt somit die Endloskette 18 mit
den Ansätzen oder Stufen 19.
Die Schneid- und Schweißeinheit 5 weist zwei
Endschweißeinrichtungen 30 auf, die übereinander angeordnet
sind und deren Drehachsen 31 quer bezüglich der
Folienlaufrichtung verlaufen. Zahnräder 32 sind an den Enden
der jeweiligen Achsen 31 angebracht und stehen miteinander
so in Eingriff, daß die Drehbewegungen der Achsen
synchronisiert sind. Die Achse 21 der unteren
Schweißeinrichtung 30 ist über einen Übertragungsmechanismus
mit einem zweiten Motor 35 verbunden, um dadurch gedreht zu
werden. Der Folienschlauch 7 a wird fortlaufende in die
Einheit 5 eingeführt, wo er quer geschnitten und zyklisch
durch die Ineingriffnahme der beiden Endschweißeinrichtungen
30 heiß verschweißt wird, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.
Nach der Ineingriffnahme über ein bestimmtes Zeitintervall
werden die Endschweißeinrichtungen 30 voneinander weg
bewegt, damit eine gegebene Strecke des Folienschlauches 7 a
mit dem darin befindlichen Gegenstand 1 durch die Einheit 5
hindurchgehen kann.
Neben dem Auslaß der Einrichtung 11 sind zwei Rollen 25
vorgesehen, die in Kontakt miteinander so angeordnet sind,
daß sie dazwischen die überlappenden Längskanten 7 b des
Folienschlauches 7 a erfassen, so daß die Drehbewegung der
Rollen 25 den Folienschlauch 7 a vorbewegt. Anschließend an
die Rollen 25 sind zwei Rollen oder sogenannte
Mittenschweißeinrichtungen 28 vorgesehen, um die
überlappenden Kanten 7 b zusammenzuschweißen, während der
Folienschlauch 7 a vorläuft, wobei die verschweißten Kanten
in der Mitte am Boden des Folienschlauches 7 a verlaufen. Das
Schweißen erfolgt gewöhnlich unter Einsatz von Wärme. Diese
Rollen 25 und 28 sind mechanisch mit einem dritten
Antriebsmotor 38 verbunden, der über einen
Übertragungsmechanismus auch mit der Folienführungsrolle 9
verbunden ist, so daß die Drehung der Rollen 25 und 28 mit
der Drehung der Führungsrolle 9 synchronisiert ist. Alle
diese Rollen 9, 25 und 28 bilden eine Folienführungseinheit.
Ein Herausförderer 45 erstreckt sich nach vorne, um die
vollständig verpackten Gegenstände 40 von der Einheit 5 zu
irgendeinem folgenden Arbeitsschritt zu transportieren.
Der erste, der zweite und der dritte Antriebsmotor 20,35 und
38 sind elektrisch mit einer Steuereinheit 50 verbunden,
ihre Drehgeschwindigkeiten werden unabhängig voneinander
über Signale von der Steuereinheit 50 gesteuert.
Insbesondere ist die Steuereinheit 50 so ausgebildet, daß
sie die Drehgeschwindigkeit des ersten und des zweiten
Antriebsmotors 20 und 35 auf der Grundlage von Daten
berechnet, die die Drehgeschwindigkeit des dritten
Antriebsmotors 30, das Intervall zum Schneiden des
Folienschlauches 7 a, d.h. den Schneidabstand und ähnliches,
einschließen, und Steuersignale in Abhängigkeit von dem
Rechenergebnis dem ersten und zweiten Antriebsmotor 20 und
35 liefert. Aufgrund dieser Steuerung arbeiten der erste und
der zweite Antriebsmotor 20 und 35 über die Steuereinheit 50
synchron mit dem dritten Antriebsmotor 38 und dient in
diesem Sinne der dritte Motor 38 als Bezug beim Steuern der
anderen Motoren.
Ein erster Codierer 51 ist koaxial am Kettenrad 17 der
Fördereinheit 2 angebracht, die mit dem ersten Antriebsmotor
20 verbunden ist, um die Anzahl an Umdrehungen und den
Drehwinkel des Kettenrades 17 in Zusammenarbeit mit einem
ersten Positionssensor 52 aufzunehmen, der neben dem ersten
Codierer 51 angeordnet ist. Der Sensor 52 nimmt auch den
Ansatz oder Flieger 19 wahr, wenn dieser in eine bestimmte
Bezugsposition bewegt wird. In ähnlicher Weise ist die
untere Endschweißeinrichtung 30 auf ihrer Achse 31 mit einem
zweiten Codierer 34 und einem zweiten Positionssensor 55
versehen, der den Drehwinkel der Endschweißeinrichtung 30
wahrnimmt. Weiterhin sind ein dritter Codierer 57 und ein
dritter Positionssensor 58 koaxial zur Folienführungsrolle 9
angeordnet, um den Drehwinkel sowie die Drehgeschwindigkeit
der Rolle 9 wahrzunehmen.
Neben dem Außenumfang der Führungsrolle 9 ist ein Detektor
60 angeordnet, der die Registrierungsmarkierungen am
Seitenrand der Folienbahn 7 wahrnehmen kann. Ein
Hilfsdetektor 61 ist gleichfalls zwischen den
Mittenschweißeinrichtungen 28 und den
Endschweißeinrichtungen 30 angeordnet, um die
Registrierungsmarkierungen auf der Folie 7 wahrzunehmen, die
dort schlauchförmig ist.
Die Steuereinheit 50 ist elektrisch mit den obigen Codierern
51,54 und 57, den Sensoren 52,55 und 58 sowie den Detektoren
60 und 61 verbunden, so daß die von diesen Codierern,
Sensoren und Detektoren erhaltene Information der Einheit 50
eingegeben wird. Die Steuerung der Motoren 20, 35 und 38
erfolgt auf der Grundlage der eingegebenen Daten. Bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel umfassen die Sensoren und
Detektoren photoelektrische Röhren, es können jedoch auch
verschiedene andere Einrichtungen, wie beispielsweise
Mikroschalter und Annäherungsschalter verwandt werden.
Vorzugsweise enthält die Steuereinheit 50 eine Einrichtung
zum Speichern der Daten vom Detektor 60, die jedes Intervall
zwischen benachbarten Registrierungsmarkierungen auf der
Folienbahn 7 wiedergeben, und zum Vergleichen der folgenden
Eingangsdaten vom Detektor 60 mit den gespeicherten Daten.
Die Arbeitsweise der obigen Verpackungsmaschine wird im
folgenden anhand von Fig. 3 erläutert, die die
aufeinanderfolgenden Schritte der Steuerung zeigt. Zunächst
wird ein Hauptschalter der Maschine angeschaltet, woraufhin
verschiedene Daten der Steuereinheit 50 eingegeben werden.
Diese Daten schließen feste Daten, die den regelmäßigen
Abstand der Ansätze 19, die Länge des Teiles der Folie, der
durch die Endschweißeinrichtungen 30 zu verschweißen ist,
den Radius der Endschweißeinrichtung 30 angeben und ähnliche
der Maschine inherente Daten sowie variable Daten ein, die
die Größe des zu verpackenden Gegenstandes, den
Schneidabstand der Folie usw. wiedergeben und in
Abhängigkeit vom Gegenstand variieren. Der nächste Schritt
ist eine anfängliche Einstellung oder Positionierung der
Folienführungseinheit, der Fördereinheit 2 und der Schneid-
und Schweißeinheit 5. Dieser Schritt umfaßt zwei
Unterschritte, nämlich einen ersten Unterschritt, bei dem
die Ansätze oder Flieger 19 des Förderers 15, die
Endschweißeinrichtungen 30 und die Folie 7 zu jeweiligen
Bezugspositionen befördert werden, und einen zweiten
Unterschritt, bei dem diese Bauteile so verschoben werden,
daß ihre relativen Positionen so eingestellt sind, daß sie
übereinstimmen.
Die Positionierung erfolgt im einzelnen in der folgenden
Weise. Der Förderer 15 wird durch den ersten Motor 20
bewegt, bis ein Ansatz 19 (der vorderste in Fig. 1) durch
den ersten Positionissensor 52 wahrgenommen wird, und dort
angehalten, wo der Ansatz 19 neben dem Einlaß der
Einrichtung 11 angeordnet ist, was die Bezugsposition des
Ansatzes 19 darstellt. In der Schneid- und Schweißeinheit 5
wird die obere Endschweißeinrichtung 30 gedreht, bis sie
nach oben gewandt ist, während die untere
Endschweißeinrichtung 30 gedreht wird, bis sie nach unten
gewandt ist, was bedeutet, daß jede dieser
Schweißeinrichtungen um 180° aus der in Fig. 1 dargestellten
Position gedreht wird, in der die Schweißeinrichtungen
miteinander in Eingriff stehen. Dieser Betrieb der Einheit 5
in die Bezugsposition erfolgt über den zweiten Motor 35
unter der Steuerung durch Signale vom zweiten Codierer 54
und vom zweiten Positionssensor 55. Die Führungsrolle 9 wird
zusammen mit den Rollen 25 und den
Mittenschweißeinrichtungen 28 durch den dritten Motor 38
gedreht und dann angehalten, wenn der Detektor 60 eine
Registrierungsmarkierung auf der Folienbahn 7 feststellt,
wodurch die Folie in eine Bezugsposition gebracht wird, in
der die Registrierungsmarkierung dem Detektor 60 zugewandt
ist. Der erste Unterschritt ist damit abgeschlossen.
Für den nächsten Unterschritt berechnet die Steuereinheit 50
die Anzahl von Registrierungsmarkierungen, die zwischen dem
Detektor 60 und den Endschweißeinrichtungen 30 vorhanden
sind, sowie den Abstand zwischen den Endschweißeinrichtungen
30 und der am nächsten liegenden Registrierungsmarkierung
auf der Grundlage des Schneidabstandes und des Abstandes
zwischen dem Detektor 60 und den Endschweißeinrichtungen 30,
die in der Einheit 50 gespeichert sind. Es wird weiterhin
die Laufstrecke der Folie 7 in einem Zeitintervall
berechnet, in dem die Endschweißeinrichtungen 30 sich in
ihre Eingriffsposition drehen, was auf der Grundlage einer
bestimmten Folienlaufgeschwindigkeit erfolgt, von der die
Drehgeschwindigkeit der Endschweißeinrichtungen 30 abhängt.
Durch einen Vergleich der berechneten Position der
Registrierungsmarkierung, die den Enschweißeinrichtungen 30
am nächsten liegt, mit der berechneten Folienlaufstrecke,
wird die Position der Registrierungsmarkierung dadurch
eingestellt, daß die Folie 7 um eine gewisse Strecke
vorbewegt wird, die als Folge des Vergleiches erhalten wird,
so daß die Registrierungsmarkierung die Einheit 5 erreicht,
wenn die Endschweißeinrichtungen 30 miteinander in Eingriff
stehen. Der Vortransport der Folie erfolgt über den dritten
Motor 38, der die Führungsrolle 9 antreibt, und zwar unter
der Steuerung der Signale vom dritten Positionssensor 58. In
ähnlicher Weise berechnet die Steuereinheit 50 eine
geeignete Position des Ansatzes oder des Fliegers 19 und
treibt der erste Motor 20 den Förderer 15 unter der
Steuerung der Signale vom ersten Positionssensor 52 usw. so
an, daß der Ansatz 19 in die berechnete Position verschoben
wird. In dieser Weise werden verschiedene Einheiten relativ
zueinander angeordnet und ist die Verpackungsmaschine für
einen normalen Verpackungsvorgang bereit.
Der Hilfsdetektor 61 bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel dient dazu, die genaue anfängliche
Einstellung über eine Kompensation des Unterschiedes
zwischen dem ausgelegten Wert und dem tatsächlichen Wert des
Abstandes vom Detektor 60 zu den Endschweißeinrichtungen 30
sicherzustellen, wobei dieser Unterschied aufgrund einer
Verschiebung der Spannrollen 10 sowie einer Dehnung oder
einem Zusammenziehen der Folie selbst entstehen kann. Der
tatsächliche Abstand wird dadurch gemessen, daß die
Registrierungsmarkierung auf der Folie von der
Bezugsposition zu einer Position vorbewegt wird, in der
dieselbe Markierung durch den Hilfsdetektor 61 wahrgenommen
wird, die Laufstrecke der Folie auf der Grundlage der
Drehung der Führungsrolle 9 berechnet wird und der Abstand
zwischen dem Hilfsdetektor 61 und den
Endschweißeinrichtungen 30 dem gespeicherten Abstand
zuaddiert wird. Dieser gemessene Abstand wird in der
Steuereinheit 50 gespeichert, um bei der anfänglichen
Einstellung benutzt zu werden, wie es oben beschrieben
wurde.
Wenn die Steuereinheit 50 feststellt, daß die anfängliche
Einstellung abgeschlossen ist, liefert sie Signale den
Antriebsmotoren 20, 35 und 38, die ihrerseits zu laufen
beginnen, um den Verpackungsvorgang auszuführen. Es sei
jedoch darauf hingewiesen, daß der Schneidabstand, d.h. der
regelmäßige Abstand zwischen benachbarten
Registrierungsmarkierungen der Folie manchmal aufgrund eines
Druckfehlers oder der Elastizität der Folie vom eingegebenen
Wert verschieden ist, wobei bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel eine Kompensation für derartige
Unregelmäßigkeiten vorgesehen ist. Diese Kompensation umfaßt
die fortlaufende Überwachung der Registrierungsmarkierungen
während des Verpackungsvorganges und das Einstellen der
Laufgeschwindigkeit der Fördereinheit 2 und der Schneid- und
Schweißeinheit 5, wenn Unregelmäßigkeiten festgestellt
werden, so daß die Folie 7 immer an den
Registrierungsmarkierungen geschnitten werden kann und der
Gegenstand 1 immer in der gewünschten Position in der
geschweißten Tasche oder in dem geschweißten Beutel
angeordnet werden kann. Die Kompensation wird insbesondere
in der folgenden Weise ausgeführt.
Der Detektor 60 nimmt jede Registrierungsmarkierung auf der
Folienbahn 7 wahr, die mit konstanter Geschwindigkeit läuft,
und die Steuereinheit 50 bestimmt zusammen mit dem dritten
Codierer 57 und dem dritten Positionssensor 58, ob die
Intervalle der benachbarten Registrierungsmarkierungen mit
dem gespeicherten Wert übereinstimmen. Solange keine
Unregelmäßigkeiten festgestellt werden, werden die
Verpackunsvorgänge fortgesetzt, ohne die Laufgeschwindigkeit
der Motoren 20 und 35 zu ändern. Wenn die Steuereinheit 50
feststellt, daß eine Unregelmäßigkeit vorhanden ist,
ermittelt sie weiterhin, ob die festgestellte
Unregelmäßigkeit innerhalb eines bestimmten Bereiches liegt,
der vorgegeben ist und in der Einheit 50 vor dem Verpacken
gespeichert ist. Wenn die Unregelmäßigkeit in diesem Bereich
liegt, ändert die Steuereinheit 50 die Laufgeschwindigkeit
des ersten und zweiten Motors 20 und 35. Wenn insbesondere
das Intervall der Registrierungsmarkierungen größer als der
gespeicherte Wert ist, werden die Motoren 20 und 35 jeweils
verzögert, um die Geschwindigkeit des Förderers 15
herabzusetzen und das Zeitintervall für die Ineingriffnahme
der Endschweißeinrichtungen 30 zu verlängern. Wenn
andererseits das Intervall der Registrierungsmarkierungen
kleiner als der gespeicherte Wert ist, dann werden die
Motoren 20 und 35 durch die Steuereinheit 50 beschleunigt.
Die obige Kompensation kann immer dann ausgeführt werden,
wenn eine Unregelmäßigkeit festgestellt wird, die in dem
vorgegebenen Bereich liegt. Bei einem fortlaufenden
Verpackungsvorgang ist jedoch üblicherweise der
Intervallunterschied der Registrierungsmarkierungen
gegenüber dem gespeicherten oder vorgegebenen Wert im
wesentlichen konstant, d.h. sind die Intervalle gewöhnlich
um einen im wesentlichen konstanten Wert verlängert oder
verkürzt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung speichert die Steuereinheit 50 somit das
Registrierungsmarkierungsintervall, das vom Detektor 60
ermittelt wird, und vergleicht die Steuereinheit 50 dieses
Intervall mit den anschließend eingegebenen Intervallen, um
zu bestimmten, ob der Intervallunterschied gegenüber dem
vorgegebenen Wert konstant ist. Wenn festgestellt wird, daß
dieser Unterschied konstant ist, dann werden die
vorgegebenen Daten auf das tatsächliche Intervall korrigiert
und durch das tatsächliche Intervall ersetzt. Dann wird die
Laufgeschwindigkeit des dritten Motors 38 auf der Grundlage
des korrigierten Wertes des Intervalls und gespeicherter
Daten berechnet, die die Anzahl der pro Zeiteinheit zu
erzeugenden verpackten Gegenstände 40 betrifft, und gibt die
Steuereinheit 50 dem Motor 38 die Anweisung, seine
Geschwindigkeit nach Maßgabe des berechneten Ergebnisses zu
ändern. Die Laufgeschwindigkeiten des ersten und zweiten
Motors 20 und 35 werden gleichfalls so korrigiert, daß sie
zur neu festgelegten Geschwindigkeit des dritten Motors 38
koordiniert sind. Wenn beispielsweise die Intervalle der
Registrierungsmarkierungen länger sind als es den
vorgegebenen Daten entspricht, wird der dritte Motor 38
beschleunigt, um die Folienlaufgeschwindigkeit zu erhöhen,
während der zweite Motor 35 so angetrieben wird, daß die
Umfangsgeschwindigkeit der Endschweißeinrichtungen 30 in dem
Bereich zunimmt, in dem die Schweißeinrichtungen mit der
Folie 7 in Berührung stehen. Der erste Motor 20 wird
gleichfalls so nachgestellt, daß die Laufgeschwindigkeit des
Ansatzes 19 in dem Bereich zunimmt, in dem der Gegenstand 1
vom Förderer 15 in den Folienschlauch 7 a abgegeben wird.
Die obige Steuerung erlaubt es der Verpackungsmaschine,
verpackte Gegenstände 40 mit konstanter Rate selbst dann zu
erzeugen, wenn die tatsächlichen Intervalle der
Registrierungsmarkierungen von den vorgegebenen Daten
verschieden sind. Wenn die Intervalldaten einmal korrigiert
sind, ist es weiterhin nicht mehr notwendig, die
Kompensation für den ersten und den zweiten Motor 20 und 35
zu wiederholen, solange der Intervallunterschied konstant
bleibt, was zu einem stabilen Verpackungsvorgang mit
konstanter Laufgeschwindigkeit der Motoren führt.
Die Überwachung der Intervalle der
Registrierungsmarkierungen wird während des gesamten
Verpackungsvorganges, d.h. bis zum Anschalten eines Anhalte-
oder Unterbrechungsschalters fortgesetzt. Wenn der
Intervallunterschied außerhalb des vorgegebenen Bereiches
liegt, sendet die Steuereinheit 50 Haltesignale allen
Antriebsmotoren 20, 35 und 38, um den Verpackungsvorgang zu
unterbrechen. Die gesamte Maschine hält auch an, wenn der
Anhalteschalter angeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt
werden der erste und der zweite Motor 20 und 35 kurzzeitig
mit Energie versorgt, bis die Ansätze 19 und die
Endschweißeinrichtungen 30 in die oben erwähnten
Bezugspositionen bewegt sind, in der sie für den nächsten
Arbeitsvorgang bereit sind.
Wenn es erwünscht ist, eine Folie zu verwenden, die keine
ornamentalen Muster und daher keine
Registrierungsmarkierungen trägt, führt die
Verpackungsmaschine nach der Anfangseinstellung in der oben
beschriebenen Weise den Verpackungsvorgang so aus, daß die
Laufgeschwindigkeiten des ersten und zweiten Motors 20 und
35 auf der Grundlage der Laufgeschwindigkeit des dritten
Motors 38 und anderer Eingangsdaten bestimmt werden, die den
Folienschneidabstand einschließen. Der Verpackungsvorgang
wird ohne jede Kompensation und Korrektur fortgesetzt, da
sich auf der Folie keine zu überwachenden
Registrierungsmarkierungen befinden.
Aus der vorhergehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß
gemäß der Erfindung mehrere Antriebsmotoren genau so
gesteuert werden können, daß ihre Laufgeschwindigkeiten
koordiniert sind, und daß die anfängliche Einstellung oder
Positionierung der Fördereinheit, der Schneid- und
Schweißeinheit und der Folienführungseinheit automatisch und
exakt ausgeführt werden können, so daß der gewünschte
Verpackungsvorgang durchgeführt werden kann. Da die Folie
mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit läuft, wird
darüberhinaus verhindert, daß die Folie während ihres Laufes
schwankt oder Wellen bildet, was dann auftreten könnte, wenn
sich die Foliengeschwindigkeit häufig ändern würde.
Verpackungsmaschine, bei der eine Führungseinheit zum
Transportieren einer Folienbahn und zum Formen der
Folienbahn während ihres Laufes zu einem durchgehenden
Schlauch, eine Fördereinheit 2 zum Liefern der zu
verpackenden Gegenstände in den Folienschlauch und eine
Schneideinheit 5 wenigstens zum Schweißen des
Folienschlauches in Querrichtung über unabhängige Motoren
20, 35, 38 angetrieben werden, wobei die Motoren 20, 35, 38 so
gesteuert werden, daß die Laufgeschwindigkeiten der Motoren
20, 35 für die Fördereinheit 2 und die Schweißeinheit 5 auf
der Grundlage der Laufgeschwindigkeit des Motors 38 für die
Führungseinheit 9 gesteuert werden. Eine Steuervorrichtung
weist Detektoren 60, 61 zum Aufnehmen der Verhältnisse
einschließlich der Positionen der Führungseinheit 9, der
Fördereinheit 2 und der Schweißeinheit 5 und eine
Steuereinheit 50 auf, die mit den Detektoren 60, 61 verbunden
ist, um die Motoren 20, 35 für die Fördereinheit 2 und die
Schweißeinheit 5 auf der Grundlage der Signale vom Detektor
60 zu steuern, der die Führungseinheit 9 überwacht.
Claims (19)
1. Vorrichtung zum Steuern einer Verpackungsmaschine, die
eine Einrichtung zum Führen einer Folienbahn und zum
Formen der Folienbahn während ihres Laufes zu einem
durchgehenden Schlauch, wobei die Führungseinrichtung
einen dritten Antriebsmotor aufweist, der dafür
vorgesehen ist, eine Einrichtung zum Befördern der zu
verpackenden Gegenstände und zum Liefern der Gegenstände
in regelmäßigen Abständen in den Folienschlauch, wobei
die Fördereinrichtung einen ersten Antriebsmotor
aufweist, der dafür vorgesehen ist, und eine Einrichtung
zum wenigstens Verschweißen des Folienschlauches entlang
einer Richtung quer zur Folienlaufrichtung aufweist,
wobei die Schweißeinrichtung einen zweiten Antriebsmotor
aufweist, der dafür vorgesehen ist,
gekennzeichnet durch
Detektoreinrichtungen zum Aufnehmen von
Betriebsverhältnissen, einschließlich der Positionen der
Führungseinrichtung, der Fördereinrichtung und der
Schweißeinrichtung, und durch Steuereinrichtungen, die
mit den Detektoreinrichtungen verbunden sind, um den
ersten, den zweiten und den dritten Antriebsmotor zu
steuern, wobei die Steuereinrichtungen den ersten und
den zweiten Antriebsmotor auf der Grundlage der Signale
von der Detektoreinrichtung für die Führungseinrichtung
steuern.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zum Wahrnehmen von Anzeigemarkierungen
auf der Folie, die die Folienschneidstellen angeben,
wobei die Steuereinrichtungen die tatsächlichen
Intervalle zwischen benachbarten Anzeigemarkierungen
überwachen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtungen eine Einrichtung zum
Einstellen der Laufgeschwindigkeiten des ersten und
zweiten Antriebsmotors auf der Grundlage der
tatsächlichen Intervalle der Anzeigemarkierungen
aufweisen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtungen eine Einrichtung, die
bestimmt, ob die tatsächlichen Intervalle der
Anzeigemarkierungen von einem vorgegebenen Wert um eine
im wesentlichen konstante Strecke verschieden sind, und
eine Einrichtung aufweisen, die die Laufgeschwindigkeit
des dritten Motors auf der Grundlage des tatsächlichen
konstanten Intervalls ändert, um die
Verpackungsgeschwindigkeit beizubehalten.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bestimmungseinrichtung eine Einrichtung zum
Speichern eines vorher ermittelten tatsächlichen
Intervalls und eine Einrichtung zum Vergleichen dieses
Intervalls mit den anschließend aufgenommenen
tatsächlichen Intervallen umfaßt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die die Laufgeschwindigkeit ändernde Einrichtung
eine Einrichtung zum Korrigieren der vorgegebenen
Intervalldaten auf das tatsächliche konstante Intervall
aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch
eine Hilfsdetektoreinrichtung zum Wahrnehmen der
Anzeigemarkierungen, wobei die Hilfsdetektoreinrichtung
an einer Stelle stromabwärts von der Detektoreinrichtung
angeordnet ist und damit zusammenarbeitet, um den
tatsächlichen Abstand dazwischen vor einem
Verpackungsvorgang zu ermitteln.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fördereinrichtung ein Kettenrad, das von dem
ersten Motor angetrieben wird, und eine Vielzahl von
Anschlägen aufweist, die in regelmäßigen Intervallen zum
Befördern der Gegenstände angeordnet sind, und die
Detektoreinrichtungen eine Einrichtung aufweisen, die
die Drehgeschwindigkeit und den Drehwinkel des
Kettenrades sowie die Lage der Anschläge wahrnimmt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schweißeinrichtung zwei Endschweißeinrichtungen
umfaßt, die zyklisch miteinander in Eingriff kommen
können, um den Folienschlauch zu verschweißen und zu
schneiden, und daß die Detektoreinrichtungen eine
Einrichtung zum Wahrnehmen der Position der
Endschweißeinrichtungen aufweisen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Führungseinrichtung eine Führungsrolle aufweist,
die vom dritten Motor angetrieben wird, und daß die
Detektoreinrichtungen eine Einrichtung einschließen, die
die Drehgeschwindigkeit und den Drehwinkel der
Fuhrungsrolle aufnimmt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Führungseinrichtung eine Taschen oder Beutel
bildende Einrichtung, die die Folienbahn von der
Führungsrolle zu einem Schlauch formt, und zwei
Mittenschweißeinrichtungen umfaßt, die die Längskanten
der Folie zusammenschweißen und vom dritten
Antriebsmotor angetrieben werden.
12. Verfahren zum Steuern einer Verpackungsmaschine, die
eine Einrichtung zum Führen einer Folienbahn und zum
Formen der Folienbahn während ihres Laufes zum einem
fortlaufenden Schlauch, wobei die Führungseinrichtung
einen dritten Antriebsmotor aufweist, der dafür
vorgesehen ist, eine Einrichtung zum Befördern der zu
verpackenden Gegenstände und zum Liefern der Gegenstände
in Intervallen in den Folienschlauch, wobei die
Fördereinrichtung einen ersten Antriebsmotor aufweist,
der dafür vorgesehen ist, und eine Einrichtung
wenigstens zum Verschweißen des Folienschlauches entlang
einer Richtung quer zur Folienlaufrichtung aufweist,
wobei die Schweißeinrichtung einen zweiten Antriebsmotor
aufweist, der dafür vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Laufgeschwindigkeiten des ersten und des zweiten
Antriebsmotors auf der Grundlage der Laufgeschwindigkeit
des dritten Antriebsmotors gesteuert werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß Anzeigemarkierungen wahrgenommen werden, die auf der
Folie zum Anzeigen der Folienschneidpositionen
ausgebildet sind, und daß die tatsächlichen Intervalle
zwischen benachbarten Anzeigemarkierungen überwacht
werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Laufgeschwindigkeiten des ersten und des zweiten
Motors auf der Grundlage der tatsächlichen Intervalle
der Anzeigemarkierungen nachgestellt werden.
15. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß ermittelt wird, ob die tatsächlichen Intervalle der
Anzeigemarkierungen von dem vorgegebenen Wert um eine im
wesentlichen konstante Strecke verschieden sind, und daß
die Laufgeschwindigkeit des dritten Motors auf der
Grundlage des tatsächlichen konstanten Intervalles
geändert wird, um dadurch die Verpackungsgeschwindigkeit
beizubehalten.
16. Verfahren nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Bestimmung ein vorher ermitteltes
tatsächliches Intervall gespeichert und mit den
anschließend ermittelten tatsächlichen Intervallen
verglichen wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Änderung der Laufgeschwindigkeit die
vorgegebenen Intervalldaten auf das tatsächliche
konstante Intervall korrigiert werden und die
Laufgeschwindigkeit des dritten Motors auf der Grundlage
des korrigierten Intervalls und der
Verpackungsgeschwindigkeit berechnet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Positionen der Folie, der Fördereinrichtung und
der Schweißeinrichtung vor dem Verpackungsvorgang
koordiniert werden.
19. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Koordinieren die Folie, die Fördereinrichtung
und die Schweißeinrichtung an jeweiligen
Bezugspositionen angeordnet werden, die koordinierten
Positionen der Folie und der Fördereinrichtung berechnet
werden und die Folie und die Fördereinrichtung zu den
koordinierten Positionen bewegt werden.
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