DE60313039T2

DE60313039T2 - Verfahren und vorrichtung zum anordnen und ausrichten von paketen

Info

Publication number: DE60313039T2
Application number: DE60313039T
Authority: DE
Inventors: Giorgio Oppici
Original assignee: Acmi SpA Fornovo Di Taro; ACMI SpA
Current assignee: Acmi SpA Fornovo Di Taro; ACMI SpA
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2023-07-24
Also published as: BR0315930A; EP1578680A1; EA200500689A1; EP1578680B1; US7422097B2; US20060151293A1; ATE358644T1; MXPA05004718A; WO2004039705A1; DE60313039D1; EA007237B1; ES2285260T3; AU2003253264A1; BR0315930B1; ITPR20020062A1

Description

TECHNISCHES GEBIET UND STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anordnen und Ausrichten von Paketen, der Art umfassend Mittel zum Zuführen der Pakete zu einer Station zum Handhaben und Ausrichten.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Anordnen von Paketen.
Bei Verpackungs- und Palletieranlagen müssen bekanntlich Pakete, welche behandelte Produkte enthalten, auf Linien gehandhabt bzw. ausgerichtet werden, die dem Verfahren bzw. der Bearbeitung dienen und üblicherweise stromaufwärts der genannten Handhabungsstation angeordnet sind. Dies ist insbesondere bei Anlagen zur Behandlung von Behältern für Getränke, zum Beispiel Blechdosen und Flaschen aus Glas oder Kunststoff, die Wasser, Bier oder Wein enthalten, nötig. Insbesondere kann es sich bei den fraglichen Paketen um Kästen, Kartons, Gebinde oder Cluster handeln.
Die Patentschrift EP 1046598 beschreibt eine Vorrichtung zur Handhabung von Behälterpaketen, typischerweise Flaschen oder Blechdosen, um diese gemäss einer vorbestimmten Konfiguration anzuordnen, um deren Transport auf Palleten zu ermöglichen.
Diese Vorrichtung weist eine Station zum Ausrichten und Trennen der Packungen auf, die eine Vielzahl von parallelen Diagonalführungen aufweist, an denen jeweils ein Greifelement verfährt. Jedes Greifelement nimmt ein Paket auf und richtet es gemäss einer erwünschten Endkonfiguration aus.
Die Pakete werden der oben genannten Station mithilfe eines Förderbandes in einer oder mehreren Reihen zugeführt.
Die Verfahrgeschwindigkeit der Greifelemente an den Diagonalführungen wird von einem Prozessor gesteuert und ist je nach Vorschubgeschwindigkeit des Transportbandes veränderbar, um die Greifelemente in die Lage zu versetzen, den verschiedenen Paketen zu folgen und diese derart zu handhaben, dass sie eine genaue Winkelstellung zu der Bewegungsrichtung des Bandes einnehmen.
Die beschriebene Vorrichtung weist den grossen Nachteil auf, dass sie eine den Paketereihen auf dem Förderband entsprechende Anzahl an Greifelementen benötigt. Die Greifelemente werden zwangsweise diagonal bewegt und können daher Paketen, die gleichzeitig die Ausrichte- und Trennstation erreichen, nicht folgen. Insbesondere ist dieser Nachteil darauf zurückzuführen, dass das Greifelement nur einen Bewegungsfreiheitsgrad hat, der der diagonalen Bewegung entlang der Führung entspricht.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die oben genannten Nachteile durch Schaffung einer Vorrichtung, zum Anordnen und Ausrichten von Paketen zu beseitigen und ein Verfahren zum Anordnen der Pakete gemäss einer grossen Anzahl von Konfigurationen zu ermöglichen, um allen möglichen Palettieranforderungen gerecht zu werden.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, die oben genannten Ergebnisse im Rahmen einer rationalen und zuverlässigen konstruktiven Lösung zu erreichen.
Die genannten Aufgaben werden mit der Vorrichtung zum Anordnen und Ausrichten von Paketen und mit dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung vollständig gelöst, die bzw. das durch die unten aufgeführten Ansprüche gekennzeichnet ist und insbesondere durch:

– Erfassen eines voreilenden Paketes;
– Messen der Drehzahl eines Antriebsmotors eines ersten Bandes, auf dem sich das voreilende Paket befindet;
– Heraufsetzen eines Zählers in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors des ersten Bandes;
– Herabsetzen der Vorschubgeschwindigkeit des ersten Bandes des von dem Zähler eingenommenen Wertes;
– Erfassen eines nacheilenden Paketes;
– Messen der Drehzahl eines Antriebsmotors eines zweiten Förderbandes, auf dem sich das nacheilende Paket befindet;
– Herabsetzen des Zählers entsprechend der Drehzahl des Motors des zweiten Bandes;
– Erhöhen der Vorschubgeschwindigkeit des zweiten Förderbandes in Abhängigkeit des von dem Zähler eingenommenen Wertes.

BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Diese und weitere Merkmale gehen aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform näher hervor, die anhand eines nicht beschränkenden Beispiels in den beiliegenden Zeichnung dargestellt ist; es zeigen:
1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Sortiervorrichtung;
2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung von 1;
3 eine Vorderansicht eines der Vorrichtung von 1 zugeordneten Betriebsbauteils;
4 und 5 jeweils eine Seiten- und eine Draufsicht des Betriebsbauteils von 3;
6 und 7 jeweils eine Seiten- und eine Vorderansicht einer Konstruktionseinzelheit der Vorrichtung von 1;
8 eine vereinfachte Ansicht der Funktionsweise des in den 3, 4 und 5 dargestellten Betriebsbauteils.
Insbesondere mit Bezugnahme auf die 1 und 2 ist die Vorrichtung insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet und umfasst Mittel 2 zum Zuführen der Pakete zu mindestens einer Station 3 zum Handhaben und Ausrichten der Pakete. In dem dargestellten Beispiel umfassen die Mittel 2 zum Zuführen der Pakete ein Paar Förderbänder 4, 5, die mit unterschiedlichen und voneinander unabhängigen Geschwindigkeiten bewegbar sind, um die Pakete "in Gleichschritt" zu bringen bevor sie in die Handhabungsstation 3 eintreten.
Das Vorsehen eines Paares Förderbänder ermöglicht eine Zuführung der Pakete in zwei Reihen, wodurch die Produktivität der Anlage optimiert wird. Durch Synchronisierung der Vorschubgeschwindigkeiten der Förderbänder ist es jedoch auch möglich die Pakete jeweils auf beiden Förderbendern anzuordnen, so dass der Handhabungsstation nur eine Reihe von Paketen zugeführt wird.
Die Förderbänder 4, 5 sind ausserhalb der Handhabungsstation 3 angeordnet und legen die Pakete auf einem angeschlossenen Förderband 6 ab, das der Handhabungsstation 3 zugeordnet ist und sich auf einer gedachten Verlängerung der Förderbänder 4, 5 befindet.
Die Handhabungsstation 3 umfasst auf neuartige Weise zumindest einen mindestens zwei Bewegungsfreiheitsgrade aufweisenden Handhabungskopf 7. Insbesondere ist der Handhabungskopf in 1 in zwei verschiedenen Betriebsstellungen dargestellt: in einer ersten Betriebsstellung ist der Kopf mit der Nummer 7 gekennzeichnet, während er in einer zweiten Betriebsstellung die Nummer 77 trägt.
In der dargestellten Ausführungsform ist der genannte Kopf 7 durch Verfahren entlang den Achsen eines kartesischen räumlichen orthogonalen Koordinatensystems bewegbar. Insbesondere verfährt der Kopf 7 in einer parallel zu einer oberen Fläche 6a des Förderbandes 6 liegenden Ebene in zwei (nicht dargestellten) Richtungen X und Y; ferner bewegt sich der Kopf 7 entlang einer im wesentlichen vertikalen und senkrecht zu der Ebene liegenden (nicht dargestellten) Richtung Z, welche Ebene parallel zu der oberen Fläche 6a des Bandes 6 ist.
Der Kopf 7 ist ferner um eine im wesentlichen senkrechte Achse drehbeweglich, um die Pakete um einen vorbestimmten Winkelbetrag gemäss der zu erzielenden Endkonfiguration zu drehen.
Insbesondere ist der Kopf 7 durch Verfahren auf einer quer zu der Vorschubrichtung des Förderbandes 6 angeordneten Führung 7a bewegbar. Die Führung 7a verfährt ihrerseits auf Schienen 7b gemäss einer im wesentlichen parallel zu der Vorschubrichtung des Förderbandes 6 liegenden Richtung.
Wie aus den 6 und 7 hervorgeht umfasst der Handhabungskopf 7 Greifmittel 8 zum Bewegen der Pakete durch Verschieben derselben auf der Oberfläche des Förderbandes 6. In dem dargestellten Beispiel sind diese Greifmittel vorzugsweise Greifer, die aus einem Paar Greiffortsätze 8a, 8b bestehen, deren gegenseitiger Abstand zur Anpassung der Greifer an die Abmessungen des Paketes veränderbar ist. Insbesondere ist ein erster Fortsatz 8a einstückig mit dem Aufbau des Handhabungskopfes 7 ausgebildet, während ein zweiter Fortsatz 8b einstückig mit einer Stange 9 ausgebildet ist, die in einem entsprechenden Zylinder 10 verschiebbar ist.
In dem dargestellten Beispiel weist die Vorrichtung 1 vorzugsweise ein Paar Handhabungsstationen 3 auf, die direkt hintereinander angeordnet sind und jeweils ihr eigenes Förderband aufweisen.
Die Vorrichtung 1 weist ferner eine Station 11 zum Sammeln der Pakete auf, wobei diese Station ebenfalls ihr eigenes, von den oben beschriebenen Förderbändern unabhängiges Förderband aufweist.
In der bevorzugten Ausführungsform sind alle beschriebenen Förderbänder unabhängig ausgebildet und mit einem entsprechenden Antrieb ausgestattet. Stromabwärts der Sammelstation 11 liegt eine Station 12 mit Mitteln 13, welche die Pakete auf einen Palletierer schieben.
Die erfindungsgemässe Funktionsweise ist wie folgt:
Die Pakete werden der Handhabungsstation 3 von den Bändern 4, 5 durch Verfahren auf dem der genannten Station zugeordneten Förderband 6 zugeführt.
Wie aus 8 hervorgeht werden die Pakete durch ein Paar einander gegenüberstehende (in der Figur mit B4 und B5 gekennzeichnete) Lichtschranken "in Gleichschritt" gebracht; ein Paar (in der Figur mit SQ4 und SQ5 gekennzeichnete) Sensoren zum Erfassen der Drehzahl der (in der Figur mit M4 und M5 gekennzeichneten) Motoren der einzelnen Förderbänder 4, 5; einen (der Einfachheit halber Z genannten) Zähler, der die Betriebsgeschwindigkeit der Bänder berechnet. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Zähler Z in einem Prozessor (PC) angeordnet. Der mit 100 gekennzeichnete Pfeil zeigt die Zufuhrrichtung der Pakete an.
Wenn das von Band 4 bewegte Paket dem von Band 5 bewegten Paket vorauseilt, dann erfasst der Sensor SQ4, sobald das voreilende Paket die Lichtschranke B4 erreicht, die Drehzahl des Motors M4, um den Zähler Z heraufzusetzen.
Durch Auswertung des von dem Zähler angenommenen Wertes wird die Geschwindigkeitsreduzierung für den Motor M4 berechnet, welche nötig ist, um den Vorschub des Bandes zu verlangsamen. Insbesondere wird die Geschwindigkeit des Bandes 4 berechnet, indem von der Geschwindigkeit von Band 5 eine der Grösse Z proportionale Grösse abgezogen wird.
Erreicht ein zu weit hinten angeordnetes Paket die Lichtschranke B5, dann erfasst der Sensor SQ5 die Drehzahl des Motors M5, um Z herabzusetzen, so dass die Geschwindigkeit von Band 5 erhöht wird. Steigt der Wert des Zählers Z zu stark an (d.h. die "in Gleichschritt" zu bringenden Pakete liegen sehr weit voneinander entfernt), dann hält der Motor M4 an.
Hat der Zähler Z die Nullposition erreicht, dann bewegen sich die Pakete auf den Bändern 4 und 5 definitiv im Gleichlauf.
Soll die Vorrichtung derart betrieben werden, dass das Paket gleichzeitig auf beiden Bändern befördert wird, dann müssen die Geschwindigkeiten der beiden Bänder synchronisiert werden.
Dies geschieht auf folgende Weise.
Zunächst wird ein Hauptband, zum Beispiel das Band 4 bestimmt und die Geschwindigkeit des Motors M4 eingestellt.
Der Zähler Z wird durch den Sensor SQ4 heraufgesetzt und gleichzeitig durch den Sensor SQ5 herabgesetzt. Der absolute, aus dieser algebraischen Summe hervorgehende Wert ermöglicht die Synchronisierung der Vorschubgeschwindigkeiten der Bänder.
Ist der Wert Z positiv, dann dreht der Motor M4 schneller als der Motor M5, weshalb die Drehzahl von M5 gegenüber M4 um einen Prozentsatz erhöht wird, der basierend auf dem Zähler Z berechnet wird; ist der Wert negativ, dann dreht der Motor M5 schneller als der Motor M4, weshalb die Drehzahl von M5 gegenüber M4 um einen Prozentsatz herabgesetzt wird, der basierend auf dem Zähler Z berechnet wird.
Erreicht der Zähler Z die Nullposition, dann verfahren die Bänder mit gleicher Geschwindigkeit. Während der Bewegung des Förderers 6 wird der Handhabungskopf 7 den Paketen nachgeführt, ergreift diese bei Bedarf und richtet sie gemäss der zu erzielenden Endkonfiguration aus.
Mit der Erfindung werden wichtige Vorteile erzielt.
In erster Linie ist mit einer derartigen Vorrichtung eine sehr hohe Anzahl von Endkonfigurationen der Pakete erreichbar, da der Handhabungskopf 7 einen Bewegungsfreiheitsgrad mehr als nach dem Stand der Technik aufweist. Ferner kann durch Vorsehen mehrerer Handhabungsstationen die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung auf äusserst wirksame und flexible Weise verändert werden.

Claims

Vorrichtung (1) zum Anordnen und Ausrichten von Paketen, umfassend Mittel (2) zum Zuführen der Pakete zu mindestens einer Station (3) zum Handhaben und Ausrichten der Pakete, wobei die genannte Handhabungsstation (3) mindestens einen Handhabungskopf (7) und mindestes ein der Handhabungsstation (3) zugeordnetes Förderband (6) umfasst, der Handhabungskopf (7) um eine im wesentlichen senkrechte Achse drehbeweglich ist, um die Pakete bei der durch den Vorschub des genannten Förderbandes (6) hervorgerufenen Bewegung derselben auf einer oberen Fläche (6a) des Förderbandes (6) auzurichten, dadurch gekennzeichnet, dass der Handhabungskopf (7) entsprechend den Achsen eines kartesischen räumlichen orthogonalen Koordinatensystems verschiebbar ist und die genannten Mittel (2) zum Zuführen der Pakete ein Paar Förderbänder (4, 5) umfassen, die mit unterschiedlichen und voneinander unabhängigen Geschwindigkeiten bewegbar sind, um die Pakete vor ihrer Zuführung zu der Handhabungsstation (3) in "Gleichschritt zu bringen", und dass jedem Förderband: mindestens ein Antriebsmotor (M4, M5); mindestens eine Lichtschranke (B4, B5) zum Erfassen eines auf einem Förderband vorhandenen Paketes; mindestens ein mit einem entsprechenden Antriebsmotor (M4, M5) zusammenwirkender Sensor (SQ4, SQ5) zum Erfassen der Drehzahl des genannten Motors, sowie mindestens ein Prozessor zugeordnet ist, der dazu dient, einen Zähler in Abhängigkeit der Drehzahl des Motors eines ersten Bandes (4), auf dem ein voreilendes Paket erfasst wird, heraufzusetzen; wobei die Vorschubgeschwindigkeit des ersten Bandes in Abhängigkeit des von dem Zähler eingenommenen Wertes herabgesetzt wird; wobei der Zähler entsprechend der Drehzahl des Motors eines zweiten Förderbandes (5) herabgesetzt wird, auf dem ein nacheilendes Paket erfasst wird; und wobei die Vorschubgeschwindigkeit des zweiten Förderbandes in Abhängigkeit des von dem Zähler eingenommenen Wertes erhöht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Handhabungskopf (7) Greifmittel zum Verschieben der Pakete umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifmittel mit Greiffortsätzen (8a; 8b) versehene Greifer sind, wobei ein erster Fortsatz (8a) fest mit dem Aufbau des Handhabungskopfes (7) und ein zweiter Fortsatz (8b) fest mit einer Stange (9) ausgebildet ist, die in einem entsprechenden, in dem Aufbau des Kopfes (7) ausgebildeten Zylinder (10) verschiebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Führung (7A) quer zu einer Vorschubrichtung des Förderbandes (6) umfasst, wobei diese Führung (7a) in einer im wesentlichen zu der Vorschubrichtung des Förderbandes (6) parallelen Richtung auf Schienen (7b) verfährt und der genannte Handhabungskopf (7) durch Gleiten auf der genannten Führung (7a) bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Fläche (6a) des Förderbandes (6) eben ist und eine im wesentlichen horizontale Ebene aufspannt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Paar Förderbänder (4, 5) ausserhalb der Handhabungsstation (3) angeordnet ist und die Pakete auf dem der Handhabungsstation (3) zugeordneten Förderband (6) ablädt.
Verfahren, das dazu dient, Pakete "in Gleichschritt zu bringen", die von nebeneinander angeordneten Förderbändern zugeführt werden, umfassend folgende Schritte: – Erfassen des voreilenden Paketes; – Messen der Drehzahl eines Antriebsmotors (M4) eines ersten Bandes (4), auf dem sich das voreilende Paket befindet; – Heraufsetzen eines Zählers in Abhängigkeit der Drehzahl des Motors des ersten Bandes; – Herabsetzen der Geschwindigkeit des ersten Bandes in Abhängigkeit des von dem Zähler eingenommenen Wertes; – Erfassen des nacheilenden Paketes; – Messen der Drehzahl eines Antriebsmotors (M5) eines zweiten Förderbandes (5), auf dem sich das nacheilende Paket befindet; – Herabsetzen des Zählers entsprechend der Drehzahl des Motors des zweiten Bandes; – Erhöhen der Vorschubgeschwindigkeit des zweiten Förderbandes in Abhängigkeit des von dem Zähler eingenommenen Wertes.