DE9314112U1 - Gripping device for packaging machines - Google Patents
Gripping device for packaging machinesInfo
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Description
KRONES AG pat-wm-jo/596-DEKRONES AG pat-wm-jo/596-EN
Hermann Kronseder 16. September 1993Hermann Kronseder 16 September 1993
Maschinenfabrik
93068 NeutraublingMachine factory
93068 Neutraubling
Greiforgan für PackmaschinenGripping device for packaging machines
Die Erfindung betrifft ein Greiforgan für Packmaschinen zum Umsetzen von Gefäßen, insbesondere zum Auspacken von Flaschen oder dgl. aus Transportbehältern, wobei die Funktion des Greiforgans durch einen die Gefäßfarbe erkennenden Sensor steuerbar ist.The invention relates to a gripping member for packaging machines for moving containers, in particular for unpacking bottles or the like from transport containers, wherein the function of the gripping member can be controlled by a sensor that detects the color of the container.
Greiforgane dieser Art sind aus der DE 25 34 183 C3 bekannt und werden zum Erkennen und gezielten Entnehmen von eine bestimmte Farbe aufweisenden Flaschen aus unsortiertem Leergut verwendet. In der genannten Druckschrift werden mit entsprechenden Greiforganen ausgestattete Packmaschinen beschrieben, bei denen die Farberkennung der sich noch im Kasten befindenden Flaschen durch eine den Packmaschinen vorgeordnete, am Kastenförderer stationär angeordnete Prüfeinrichtung erfolgt. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß die Erkennung der Farbe einer einzelnen, sich noch in einem Kasten oder einem Karton befindendenGripping devices of this type are known from DE 25 34 183 C3 and are used to identify and specifically remove bottles of a certain color from unsorted empties. The above-mentioned publication describes packing machines equipped with corresponding gripping devices, in which the color recognition of the bottles still in the crate is carried out by a testing device arranged upstream of the packing machines and stationary on the crate conveyor. In practice, however, it has been shown that the color recognition of a single bottle still in a crate or box
Flasche mit einer stationären Prüfeinrichtung schwierig und unzuverlässig ist. Die Erkennung wird vor allem durch störende Fremdkörper oder auch die häufig ungenaue Positionierung der Flaschen innerhalb eines Kastens erschwert.Bottle is difficult and unreliable with a stationary testing device. Detection is made difficult above all by interfering foreign objects or the often inaccurate positioning of the bottles within a crate.
Dem zufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Erkennungssicherheit zu verbessern.Accordingly, the invention is based on the task of improving the detection reliability.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der die Farbe eines Gefäßes erkennende Sensor mit dem Greiforgan mitführbar ist, insbesondere unmittelbar am Greiforgan selbst oder an diesem zugeordneten Teilen angeordnet ist. Diese Lösung hat den Vorteil, daß der zur Farberkennung eingesetzte Lichtstrahl immer an einer genau definierten Stelle auf das zu prüfende Gefäß, z.B. eine Flasche, trifft, wodurch eine zuverlässige Farberkennung sichergestellt ist; denn beim Absenken einer einen Packkopf bildenden Gruppe von Greiforganen auf einen Flaschenkasten bewirken die Greiforgane günstigerweise eine Zentrierung der zugeordneten Flaschen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß der zur Farberkennung eingesetzte Lichtstrahl im wesentlichen senkrecht auf die Flaschenseitenwand auftrifft, so daß nur ein geringer Teil des Prüflichts reflektiert wird. Besonders günstig ist eine Ausführung, bei der der Lichtstrahl dicht unter dem Kopfteil einer Flasche auf den Flaschenhals gerichtet wird, da sich in diesem Bereich in der Regel kein Ausstattungsmaterial an den Leerflaschen befindet.This task is solved by the fact that the sensor that detects the color of a container can be carried along with the gripping element, in particular it is arranged directly on the gripping element itself or on parts assigned to it. This solution has the advantage that the light beam used for color detection always hits the container to be tested, e.g. a bottle, at a precisely defined point, which ensures reliable color detection; because when a group of gripping elements forming a packing head is lowered onto a bottle crate, the gripping elements advantageously center the assigned bottles. A further advantage is that the light beam used for color detection hits the side wall of the bottle essentially perpendicularly, so that only a small part of the test light is reflected. A design in which the light beam is directed onto the bottle neck just below the head of a bottle is particularly advantageous, since there is usually no decoration material on the empty bottles in this area.
Eine besonders kompakte Ausführung des Greiforgans läßt sich realisieren, wenn der zur Farberkennung eingesetzte Lichtstrahl im wesentlichen parallel zur Längserstreckung bzw. Hochachse der Flaschen und des Greiforgans von der Lichtquelle ausgeht, im Bereich unterhalb des Greifwerkzeuges des Greiforgans quer zu der zu prüfenden Flasche hin umgelenkt und anschließend durch eine zweite Umlenkung wieder parallel zur Hochachse verlaufend zu einem Lichtempfänger geleitet wird. Die Umlenkung des Lichtstrahls kann durch Spiegel erfolgen. Bei dieser Lösung können die Sensoren oberhalb des GreifWerkzeuges angeordnet werden, wodurch der Durchmesser bzw. die horizontalen Querschnittsabmessungen eines Greiforgans kleingehalten werden können, da im Vergleich zu einem konventionellen Greiforgan lediglich etwas Platz neben dem Greifwerkzeug für die den Lichtstrahl führenden Kanäle vorgesehen werden muß. Zur Strahlführung können auch Lichtleiter verwendet werden, die ein hohes Maß an Gestaltungsfreiheit in Bezug auf die Anordnung der Sensoren erlauben. Zur Unterbringung der lichtführenden Kanäle oder Lichtleiter wird das Gehäuse eines Greiforgans vorzugsweise mit einem unrunden, z.B. rautenförmigen oder rechteckigen, Querschnitt ausgestattet. Besonders günstig ist ein Gehäuse mit quadratischem Querschnitt, wobei die Lichtleiter oder lichtführenden Kanäle in den Eckbereichen des Gehäuses angeordnet werden. Derart ausgestaltete Greiforgane lassen sich ebenso problemlos zu einer kompakten Gruppe von GreifOrganen, einem sogenannten Packkopf, zusammenfassen, wie konventionelle Greiforgane.A particularly compact design of the gripping device can be achieved if the light beam used for color detection emanates from the light source essentially parallel to the longitudinal extension or vertical axis of the bottles and the gripping device, is deflected in the area below the gripping tool of the gripping device across the bottle to be tested and is then guided to a light receiver again parallel to the vertical axis by a second deflection. The light beam can be deflected using mirrors. With this solution, the sensors can be arranged above the gripping tool, which means that the diameter or horizontal cross-sectional dimensions of a gripping device can be kept small, since in comparison to a conventional gripping device only a little space next to the gripping tool needs to be provided for the channels that guide the light beam. Optical fibers can also be used to guide the beam, which allow a high degree of design freedom with regard to the arrangement of the sensors. To accommodate the light-guiding channels or light guides, the housing of a gripping device is preferably equipped with a non-circular, e.g. diamond-shaped or rectangular, cross-section. A housing with a square cross-section is particularly advantageous, with the light guides or light-guiding channels being arranged in the corner areas of the housing. Gripping devices designed in this way can be combined just as easily as conventional gripping devices to form a compact group of gripping devices, a so-called packing head.
Zur Unterscheidung von Weiß- und Buntglas eignet sich Rotlicht, da dieses beispielsweise von grünem Glas absorbiert wird, weißes, d.h. farbloses, Glas dagegen durchdringen kann. Durch Auswertung der Helligkeitsdifferenz zwischen dem von der Lichtquelle ausgehenden und dem zum Lichtempfänger (Fotozelle) zurückkehrenden Teil des Rotlichtstrahls kann ein Signal zum Steuern des Greiforgans gewonnen werden. Die Erfindung ist zur Erkennung von verschiedenen Flaschenfarben nicht nur auf den Einsatz von Rotlicht beschränkt. Zur Farbunterscheidung, z.B. zwischen Braun- und Grünglas, sind geweils entsprechend geeignete Sensoren und Lichtquellen auszuwählen.Red light is suitable for distinguishing between white and colored glass, as it is absorbed by green glass, for example, but can penetrate white, i.e. colorless, glass. By evaluating the difference in brightness between the part of the red light beam emitted by the light source and the part returning to the light receiver (photocell), a signal can be obtained to control the gripping organ. The invention is not limited to the use of red light to detect different bottle colors. To distinguish between colors, e.g. between brown and green glass, appropriate sensors and light sources must be selected.
Es ist außerdem denkbar, Greiforgane mit zugeordneten Farbsensoren nicht nur für transparente Gefäße, die im Durchlichtverfahren prüfbar sind, einzusetzen, sondern auch für nicht transparente Gefäße, indem für eine Auflicht- bzw. -Reflexlichtprüfung geeignete Sensoren verwendet werden.It is also conceivable to use gripping devices with associated color sensors not only for transparent vessels that can be inspected using the transmitted light method, but also for non-transparent vessels by using sensors suitable for incident light or reflected light testing.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Fig. erläutert. Es zeigt:An example embodiment is explained below using the figure. It shows:
Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch ein Greiforgan entlang der Linie I-I undFig. 1 a partial longitudinal section through a gripping device along the line I-I and
Fig. 2 einen Horizontalschnitt entlang der Schnittlinie II-II· Fig. 2 a horizontal section along the section line II-II·
Das in Fig. 1 dargestellte pneumatisch betätigbare Greiforgan 1 besteht im wesentlichen aus einem GehäuseThe pneumatically actuated gripping device 1 shown in Fig. 1 essentially consists of a housing
und einem in einer zylindrischen Kanuner 15 des Gehäuses axial verschiebbar geführten Greifwerkzeug 7. Das Gehäuse ist an seinem unteren Ende mit einer Öffnung 22 ausgestattet, in die der Kopf einer Flasche 2 beim Absenken des Greiforgans auf einen nicht dargestellten Flaschenkasten eintauchen kann. Der Aufbau und die Funktion des Greifwerkzeugs 7 ist detailliert in dem deutschen Gebrauchsmuster 90 02 618.7 beschrieben. An der Oberseite des Gehäuses ist ein mit einem Bund ausgestattetes Rohr 12 befestigt, das axial verschiebbar an einer Tragplatte 13 hängt und von einer Druckfeder 24 umfaßt wird. Die Tragplatte 13 wird von einer steuerbaren Aufhängung einer nicht dargestellten Packmaschine (siehe DE 41 25 573 Al oder DE 40 24 335 Al) gehalten und von einer Flaschenauspackstation zu einer Flaschenabsetzstation und zurück geführt.and a gripping tool 7 guided axially displaceably in a cylindrical cannula 15 of the housing. The housing is equipped with an opening 22 at its lower end into which the head of a bottle 2 can be inserted when the gripping element is lowered onto a bottle crate (not shown). The structure and function of the gripping tool 7 is described in detail in the German utility model 90 02 618.7. A tube 12 equipped with a collar is attached to the top of the housing, which hangs axially displaceably on a support plate 13 and is enclosed by a compression spring 24. The support plate 13 is held by a controllable suspension of a packing machine (not shown) (see DE 41 25 573 Al or DE 40 24 335 Al) and is guided from a bottle unpacking station to a bottle depositing station and back.
Das Rohr 12 besitzt einen Druckluftkanal 14, der an seinem zum Gehäuse 11 weisenden Ende in die zylindrische Kammer einmündet. Das gegenüberliegende Ende des Druckluftkanals steht mit dem Ausgang 25 eines elektromagnetisch betätigbaren 3/2 Wegeventils in Verbindung, welches eingangsseitig mit einer Druckluftquelle 16 verbunden ist. Die Ansteuerung des Wegeventils erfolgt durch eine Auswerteinrichtung 5, die über Stromversorgungs- und Signalleitungen 19 u. 20 mit einer Lichtquelle 3 und einem Lichtempfänger 4 in Verbindung steht. Die Lichtquelle und der Lichtempfänger sind in das Gehäuse 11 des Greiforgans I integriert. Die Auswerteinrichtung 5 wird durch eine Stromversorgungsleitung 23 gespeist.The tube 12 has a compressed air channel 14, which opens into the cylindrical chamber at its end facing the housing 11. The opposite end of the compressed air channel is connected to the output 25 of an electromagnetically actuated 3/2-way valve, which is connected on the input side to a compressed air source 16. The directional valve is controlled by an evaluation device 5, which is connected to a light source 3 and a light receiver 4 via power supply and signal lines 19 and 20. The light source and the light receiver are integrated into the housing 11 of the gripping element I. The evaluation device 5 is fed by a power supply line 23.
Von der Lichtquelle 3 ausgehend erstreckt sich im Gehäuse ein zur Hochachse 21 des Greiforgans parallel verlaufender Kanal 17, der bis unter das Greifwerkzeug 7 reicht. An seinem unteren Ende ist ein erster Spiegel 9 plaziert, dem diametral gegenüberliegend im Gehäuse 11 ein zweiter Spiegel 10 zugeordnet ist, von dem aus sich ein ebenfalls parallel zur Hochachse 21 verlaufender Kanal 18 bis zum Lichtempfänger 4 erstreckt.Starting from the light source 3, a channel 17 extends in the housing, running parallel to the vertical axis 21 of the gripping organ, reaching below the gripping tool 7. At its lower end, a first mirror 9 is placed, to which a second mirror 10 is assigned diametrically opposite in the housing 11, from which a channel 18, also running parallel to the vertical axis 21, extends to the light receiver 4.
Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, besitzt das Gehäuse 11 des Greiforgans einen quadratischen Querschnitt, wobei die Lichtquelle 3 und der Lichtempfänger 4 und die zugeordneten Kanäle 17 und 18 in zwei Ecken des Gehäuses diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Diese Anordnung ermöglicht vorteilhafterweise eine kompakte, wenig Platz beanspruchende Gestaltung des Gehäuses 11.As can be seen from Fig. 2, the housing 11 of the gripping device has a square cross-section, with the light source 3 and the light receiver 4 and the associated channels 17 and 18 being arranged diametrically opposite each other in two corners of the housing. This arrangement advantageously enables a compact, space-saving design of the housing 11.
Wird das Greiforgan 1 auf eine Flasche 2 abgesenkt, veranlaßt die Auswerteinrichtung 5 die Lichtquelle 3 einen Lichtstrahl 8 in Richtung zum ersten Spiegel 9 auszusenden. Der vom Spiegel umgelenkte Lichtstrahl 8' tritt quer durch den Halsbereich der Flasche 2 durch, wobei in Abhängigkeit der Flaschenfarbe ein mehr oder weniger großer Teil des Lichts absorbiert wird, und der verbleibende Lichtstrahl trifft danach auf den zweiten Spiegel 10. Der vom Spiegel abgelenkte Lichtstrahl 8'' verläuft ebenfalls parallel zur Hochachse 21 des Greiforgans 1 und trifft schließlich auf den Lichtempfänger 4 (Fotozelle). Der Lichtempfänger 4 liefert über die Signalleitung 20 ein Signal an die Auswerteinrichtung 5, die nun einen Helligkeitsvergleich zwischen dem von der Lichtquelle 3 ausgesandten LichtstrahlIf the gripping member 1 is lowered onto a bottle 2, the evaluation device 5 causes the light source 3 to emit a light beam 8 in the direction of the first mirror 9. The light beam 8' deflected by the mirror passes across the neck area of the bottle 2, whereby a greater or lesser part of the light is absorbed depending on the color of the bottle, and the remaining light beam then hits the second mirror 10. The light beam 8'' deflected by the mirror also runs parallel to the vertical axis 21 of the gripping member 1 and finally hits the light receiver 4 (photocell). The light receiver 4 delivers a signal via the signal line 20 to the evaluation device 5, which now compares the brightness between the light beam emitted by the light source 3 and the light beam emitted by the light source 3.
8 und den vom Lichtempfänger 4 aufgenommenen Lichtstrahl 8'' durchführt. An der Auswerteinrichtung 5 ist ein Schwellwert oder ein Wertebereich für die Helligkeitsdifferenz einstellbar, bei dessen Über- oder Unterschreitung die Auswerteinrichtung 5 ein Steuersignal zur Betätigung des Wegeventils 6 abgibt.8 and the light beam 8'' received by the light receiver 4. A threshold value or a value range for the brightness difference can be set on the evaluation device 5, and if this is exceeded or not reached, the evaluation device 5 emits a control signal to actuate the directional control valve 6.
Sollen beispielsweise nur Flaschen aus Weißglas aus einem Flaschenkasten entnommen werden, gibt die Auswerteinrichtung 5 nur dann ein Steuersignal zum Umschalten des Wegeventils ab, wenn die ermittelte Helligkeitsdifferenz unter einem vorgegebenen Schwellwert liegt. Bei Vorliegen einer Grünoder Braunglasflasche wird der Schwellwert dagegen wegen der zu großen Helligkeitsdifferenz überschritten und von der Auswerteinrichtung 5 kein Steuersignal an das Wegeventil abgegeben.If, for example, only white glass bottles are to be removed from a bottle crate, the evaluation device 5 only emits a control signal to switch the directional valve if the brightness difference determined is below a specified threshold value. If a green or brown glass bottle is present, however, the threshold value is exceeded due to the brightness difference being too great and the evaluation device 5 does not emit a control signal to the directional valve.
In der linken Bildhälfte der Fig. 1 ist die Stellung des Greifwerkzeugs 7 dargestellt, die es bei Abgabe eines Steuersignals und Umschaltung des Wegeventils 6 einnimmt. Bei der Betätigung des Wegeventils wird eine Verbindung zwischen der Druckluftquelle 16 und der zylindrischen Kammer 15 im Gehäuse 11 über den Druckluftkanal 14 hergestellt. Durch die Druckbeaufschlagung wird das verformbare Greifwerkzeug 7 in der zylindrischen Kammer 15 axial nach unten verschoben und umfaßt dabei den Kopf der Flasche 2. Nach dem Herausheben der Flasche aus dem Flaschenkasten und Absetzen an einer Flaschenabgabestation wird diese durch Entlüften der Kammer 15 freigegeben (siehe rechte Bildhälfte), wozu das Wegeventil 6 die in Fig. 1 gezeigte Stellung einnimmt.The left half of Fig. 1 shows the position of the gripping tool 7, which it assumes when a control signal is given and the directional control valve 6 is switched. When the directional control valve is actuated, a connection is established between the compressed air source 16 and the cylindrical chamber 15 in the housing 11 via the compressed air channel 14. The pressure causes the deformable gripping tool 7 to be displaced axially downwards in the cylindrical chamber 15 and thereby grasps the head of the bottle 2. After the bottle has been lifted out of the bottle crate and placed at a bottle delivery station, it is released by venting the chamber 15 (see right half of the image), for which the directional control valve 6 assumes the position shown in Fig. 1.
Abweichend von der Darstellung in Fig. 1 können auch Farbsensoren verwendet werden, bei denen Sender 3 und Empfänger 4 ein gemeinsames Bauteil bilden oder in die Auswerteinrichtung 5 integriert sind. In diesen Fällen ist die Verwendung von Lichtleitern, z.B. Glasfasern, vom Sender bis nahe zur Flasche und von dort zum Empfänger zur Lichtführung besonders vorteilhaft. Lichtleiter ermöglichen eine hohe Flexibilität bei der Anordnung der Sensoren. So könnten beispielsweise der Sender 3 und Empfänger 4 ohne weiteres auch oberhalb der Tragplatte 13 plaziert werden.Deviating from the illustration in Fig. 1, color sensors can also be used in which the transmitter 3 and receiver 4 form a common component or are integrated into the evaluation device 5. In these cases, the use of optical fibers, e.g. glass fibers, from the transmitter to near the bottle and from there to the receiver to guide the light is particularly advantageous. Optical fibers allow a high degree of flexibility in the arrangement of the sensors. For example, the transmitter 3 and receiver 4 could easily be placed above the support plate 13.
Claims (14)
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DE9314112U DE9314112U1 (en) | 1993-09-18 | 1993-09-18 | Gripping device for packaging machines |
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DE9314112U DE9314112U1 (en) | 1993-09-18 | 1993-09-18 | Gripping device for packaging machines |
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DE9314112U1 true DE9314112U1 (en) | 1993-12-16 |
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DE9314112U Expired - Lifetime DE9314112U1 (en) | 1993-09-18 | 1993-09-18 | Gripping device for packaging machines |
Country Status (1)
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DE (1) | DE9314112U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10305072B3 (en) * | 2003-02-07 | 2004-08-19 | Recop Elektronic Gmbh | Method for sorting out defective bottles from a bottle crate conveyed on a box conveyor and removal device |
DE10244804C5 (en) * | 2002-09-26 | 2008-02-21 | Recop Elektronic Gmbh | Method for sorting out defective bottles from a first bottle crate conveyed on a conveyor belt and removal device for carrying out the method |
-
1993
- 1993-09-18 DE DE9314112U patent/DE9314112U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10244804C5 (en) * | 2002-09-26 | 2008-02-21 | Recop Elektronic Gmbh | Method for sorting out defective bottles from a first bottle crate conveyed on a conveyor belt and removal device for carrying out the method |
DE10305072B3 (en) * | 2003-02-07 | 2004-08-19 | Recop Elektronic Gmbh | Method for sorting out defective bottles from a bottle crate conveyed on a box conveyor and removal device |
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