EP3626639A1 - Verpackungsmaschine mit automatischer komponentenerkennung - Google Patents

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EP3626639A1
EP3626639A1 EP19190328.5A EP19190328A EP3626639A1 EP 3626639 A1 EP3626639 A1 EP 3626639A1 EP 19190328 A EP19190328 A EP 19190328A EP 3626639 A1 EP3626639 A1 EP 3626639A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gripper
packaging machine
work station
control system
tool part
Prior art date
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Granted
Application number
EP19190328.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3626639B1 (de
Inventor
Peter Buchberger
Albert Gabler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Original Assignee
Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG filed Critical Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B59/00—Arrangements to enable machines to handle articles of different sizes, to produce packages of different sizes, to vary the contents of packages, to handle different types of packaging material, or to give access for cleaning or maintenance purposes
    • B65B59/04—Machines constructed with readily-detachable units or assemblies, e.g. to facilitate maintenance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B7/00—Closing containers or receptacles after filling
    • B65B7/16—Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons
    • B65B7/162—Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons by feeding web material to securing means
    • B65B7/164—Securing by heat-sealing

Definitions

  • the present invention relates to a packaging machine with a gripper system and automatic component recognition.
  • a sealing station of a packaging machine in which a tool, for example a lower part of a sealing tool with a mold cavity, can be exchanged and raised and lowered by means of a lifting device.
  • a tool for example a lower part of a sealing tool with a mold cavity
  • the lower part of the sealing tool has a queryable data memory from which the setpoints for the machine settings can be read out.
  • the object of the present invention is therefore to provide a packaging machine with interchangeable components and an improved automatic operational adjustment.
  • At least one of the upper tool part, the lower tool part, the gripper, the gripper arms and the format parts has an identifier
  • the control system is configured to automatically read the identifier by means of a sensor, to carry out a collision space calculation and the packaging machine, in particular the movement of at least one movable component to be controlled automatically depending on the collision space calculation.
  • the control system thus first identifies the interchangeable components used, and their general admissibility for the packaging machine and their compatibility with one another can also be checked. If all components are approved for joint operation, the control system is able to use the collision room calculation to calculate the permitted routes and times or to take them from a database. In particular, to achieve the shortest possible process times, e.g. Movement patterns of the first gripper, a possibly existing second gripper and the upper tool part and / or lower tool part are determined.
  • a “collision space” is understood to mean the area in which an undesired collision of a moving component with another component is possible. The collision area of two moving components is time-dependent and the respective routes can overlap accordingly.
  • So-called early start times can thus be determined. This means that, for example, a gripper can already start a movement in the direction of the interior of the workstation, even if it is not yet fully open, and would not allow the gripper to move completely at the start time. However, since the upper part of the tool and / or the lower part of the tool are also in an opening movement, the movement of the gripper, that is to say, for example, the entry into the work station, can be stopped completely without interruption due to the passage of time. According to the collision space calculation, the movements of the components can take place simultaneously at least in phases and thus the process times can be significantly reduced.
  • the gripper arms are interchangeable and at least one of them has a label.
  • the number of packaging trays processed at the same time in the work station can be determined depending on their size, that is, if the tool is selected appropriately, several packaging trays can be sealed at the same time if they are smaller.
  • the gripper arm is selected to match, in order to simultaneously transport the desired number of packaging trays to the work station.
  • the control system can automatically adjust the travel routes in terms of height, length, start and end points. This means that the packaging machine can be used for different formats and process times are kept to a minimum at the same time.
  • a data record with geometric dimensions of the respective component and / or process data is stored in the identifier and the control system is configured to read out the data record.
  • process data for recipe creation such as sealing temperature, sealing times, gassing times, etc.
  • weight or geometric information of the individual components such as dimensions of the shell holder and the upper and lower part of the tool, width and profile depth of the gripper arm, distance between the lower edge of the gripper arm and the transport level , etc., be saved. It So all the necessary data are stored in the label itself, for example an RFID tag and read out by the control system, which makes further databases and associated hardware and software connections unnecessary and enables multiple use on different machines.
  • a data record with geometric data for the respective component and / or process data is expediently stored in a database connected to the control system and the identification in each case references the data record in the database and the control system is configured to read out the data record.
  • the data in such a database can be easily edited using PC access, for example if recipe data are to be changed or new data such as the tool weight are to be added later.
  • the control system is preferably configured to control a speed and / or a travel path and / or an acceleration and / or a start time of the movements of the movable components.
  • the acceleration can be positive and negative, i.e. increase or decrease the speed. In this way, all relevant parameters can be coordinated with one another in order to achieve the shortest possible process times, since, for example, the available acceleration distances are determined by the geometry of the components.
  • the control system is configured to initiate movements of several movable components without collision and at least in phases at the same time.
  • a gripper can be moved successively into the workstation when it is opened.
  • a first gripper which is used to transport packaging trays into the work station
  • a second gripper which is used to transport packaging trays from the work station
  • the movements of all components are thus coordinated in such a way that the most time-efficient process cycle possible and short process times are achieved.
  • the following example can serve to illustrate a time saving potential: A gripper closes while the workstation is still opening, i.e. the lower part of the tool is moved downwards.
  • High packaging trays are assumed, in which the distance from the transport plane to a lower edge of the gripping arm is at least 25 mm.
  • the time for the total travel to close the gripper can be assumed to be 300 ms.
  • the time until the gripper is at the collision area of the shell holder or the lower part of the tool is 100 ms.
  • the Time for an overlapping movement in the work station taking into account the calculated collision spaces is 139 ms.
  • the lower part of the tool can still move 20 mm to the end position.
  • the first gripper 19 is used to transport the packaging tray 9 from the feed conveyor 13 to the work station 3 and the second gripper 21 is used to transport the packaging tray 9 from the work station 3 to the discharge conveyor 15.
  • the grippers 19, 21 and the transport sledges 23 are operated by one drive 27 each moves.
  • Movable and interchangeable components, such as the grippers 19, 21, are provided with an identifier 29, for example an RFID tag, which can be detected by a sensor 31 in order to identify the component.
  • the determined data are forwarded from the sensor 31 to a control system 33 and can be linked to data from a connected database 35.
  • the control system 33 is configured to control the drives 27 in dependence on the determined data.
  • Figure 2B shows the lower tool part 7 in a lowered position, whereby the packaging tray 9 is released.
  • the gripper arms 37, 39 are moved into the work station 3 taking into account the collision spaces 41.
  • the gripper arms 37, 39 can be retracted successively with the lowering of the lower tool part 7, in each case as far as the current position of the lower tool part 7 permits. Based on the calculation of the collision spaces 41, the gripper movement can therefore already be started while the lower tool part 7 is still being moved.
  • Figure 2C shows the gripper arms 37, 39 moved further inwards, so that the packaging tray 9 is gripped and can be moved out of the work station 3.
  • the upper tool part 5, the lower tool part 7, the first gripper 19, the second gripper 21, the transport slide 23, the first gripper arm 37, the second gripper arm 39, and also through the tool upper part 5 are here as movable components, and thus relevant for the collision space calculation or the lower mold part 7 moving format parts 36 shown.
  • movable components and thus relevant for the collision space calculation or the lower mold part 7 moving format parts 36 shown.
  • other embodiments with different and / or additional movable components are also possible.
  • the gripper arms 37, 39 are interchangeable, in particular to transport a different number of packaging trays 9 at the same time.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Specific Conveyance Elements (AREA)

Abstract

Verpackungsmaschine (1) mit einer Arbeitsstation (3), einem Zuförderer (13), einem Abförderer (15), einem Steuerungssystem (33) und einem Greifersystem (17), wobei das Greifersystem (17) einen Greifer (19, 21) umfasst, um Verpackungsschalen (9) in die Arbeitsstation (3) hinein und/oder aus dieser heraus zu bewegen, und der Greifer (19, 21) einen ersten und einen zweiten Greiferarm (37, 39) zum Erfassen der Verpackungsschalen (9) umfasst. Die Arbeitsstation (3) umfasst des Weiteren ein Werkzeugoberteil (5) und ein Werkzeugunterteil (7), wovon eines oder beide bewegbar sind, um die Arbeitsstation (3) zu öffnen und zu schließen, und die Arbeitsstation (3) ein oder mehrere austauschbare Formatteile (36) umfasst, um Verpackungsschalen (9) mit unterschiedlichen Größen oder Formaten zu verarbeiten, wobei zumindest eines von dem Werkzeugoberteil (5), dem Werkzeugunterteil (7), dem Greifer (19, 21), den Greiferarmen (37, 39) und den Formatteilen (36) eine Kennzeichnung (29) aufweist und das Steuerungssystem (33) dazu konfiguriert ist, mittels eines Sensors (31) die Kennzeichnung (29) automatisch auszulesen, eine Kollisionsraumberechnung durchzuführen und die Verpackungsmaschine (1), insbesondere die Bewegung mindestens einer bewegbaren Komponente (5, 7, 19, 21, 23, 36, 37, 39), in Abhängigkeit der Kollisionsraumberechnung automatisch zu steuern.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine mit einem Greifersystem und einer automatischen Komponentenerkennung.
  • Bei Verpackungsmaschinen, insbesondere bei deren Arbeitsstationen, wie beispielsweise einer Siegelstation, ist es mitunter nötig, Komponenten aufgrund von Verschleiß oder zur Produktanpassung auszutauschen.
  • Aus der DE 10 2005 059 312 B4 ist bekannt, Austauschteile mit drahtlos maschinenlesbaren Kennzeichnungen auszustatten, um beim Einbau diese Komponenten zu identifizieren, deren Zulassung zu überprüfen und mögliche Einstellparameter, wie beispielsweise Betriebstemperaturen und Betriebsdrücke, einzustellen.
  • Aus der WO 03/000481 A1 ist eine Siegelstation einer Verpackungsmaschine bekannt, bei welcher ein Werkzeug, beispielsweise ein Siegelwerkzeugunterteil mit einer Formmulde, austauschbar und mittels einer Hubvorrichtung anhebbar und absenkbar ist. Um die Maschinenparameter, wie beispielsweise den unteren und oberen Totpunkt der Hubfördereinrichtung, an das jeweilige Format des Siegelwerkzeugunterteils automatisch anzupassen, weist das Siegelwerkzeugunterteil einen abfragbaren Datenspeicher auf, aus welchem die Sollwerte für die Maschineneinstellungen ausgelesen werden können.
  • Insbesondere für Verpackungsmaschinen mit Arbeitsstationen, welche ein Greifersystem aufweisen, sind die Möglichkeiten zur automatischen Einstellung von Betriebsparametern bislang jedoch unbefriedigend.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Verpackungsmaschine mit austauschbaren Komponenten und einer verbesserten automatischen Betriebsanpassung bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Verpackungsmaschine gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Eine erfindungsgemäße Verpackungsmaschine umfasst eine Arbeitsstation, einen Zuförderer, einen Abförderer, ein Steuerungssystem und ein Greifersystem. Das Greifersystem umfasst einen Greifer, welcher wiederum einen ersten und einen zweiten Greiferarm zum Erfassen von Verpackungsschalen und zum Bewegen dieser Verpackungsschalen in die Arbeitsstation hinein und/oder aus dieser heraus, umfasst. Die Arbeitsstation umfasst ein Werkzeugoberteil und ein Werkzeugunterteil, wovon eines oder beide bewegbar sind, um die Arbeitsstation zu öffnen und zu schließen. Die Arbeitsstation umfasst des Weiteren ein oder mehrere austauschbare Formatteile, um Verpackungsschalen mit unterschiedlichen Größen oder Formaten zu verarbeiten. Dabei weist zumindest eines von dem Werkzeugoberteil, dem Werkzeugunterteil, dem Greifer, den Greiferarmen und den Formatteilen eine Kennzeichnung auf, und das Steuerungssystem ist dazu konfiguriert, mittels eines Sensors die Kennzeichnung automatisch auszulesen, eine Kollisionsraumberechnung durchzuführen und die Verpackungsmaschine, insbesondere die Bewegung mindestens einer bewegbaren Komponente, in Abhängigkeit der Kollisionsraumberechnung automatisch zu steuern.
  • Bewegbare Komponenten können beispielsweise das Werkzeugoberteil, das Werkzeugunterteil, der Greifer, die relativ zueinander bewegbaren Greiferarme und/oder die an den Werkzeugober- und unterteilen angebrachten Formatteile sein.
  • Das Steuerungssystem identifiziert also zunächst die verwendeten austauschbaren Komponenten, wobei auch deren generelle Zulässigkeit für die Verpackungsmaschine sowie deren Kompatibilität untereinander geprüft werden kann. Sind alle Komponenten für den gemeinsamen Betrieb zugelassen, so ist das Steuerungssystem in der Lage, anhand der Kollisionsraumberechnung die erlaubten Fahrwege und -zeitpunkte zu berechnen oder auch aus einer Datenbank zu entnehmen. So werden, insbesondere zum Erreichen möglichst kurzer Prozesszeiten, die z.B. Bewegungsmuster des ersten Greifers, eines möglicherweise vorhandenen zweiten Greifers sowie des Werkzeugoberteils und/oder Werkzeugunterteils ermittelt. Unter einem "Kollisionsraum" ist dabei der Bereich zu verstehen, in welchem ein unerwünschtes Aufeinandertreffen einer bewegten Komponente mit einer anderen Komponente möglich ist. Dabei ist der Kollisionsraum zweier bewegter Komponenten zeitabhängig und die jeweiligen Fahrwege können sich entsprechend überschneiden.
  • Es können damit sogenannte Frühstartzeitpunkte ermittelt werden. Dies bedeutet, dass beispielsweise ein Greifer bereits eine Bewegung in Richtung des Innenraums der Arbeitsstation starten kann, auch wenn diese noch nicht vollständig geöffnet ist, und zum Startzeitpunkt des Greifers dessen vollständige Bewegung nicht zulassen würde. Da sich das Werkzeugoberteil und/oder das Werkzeugunterteil jedoch ebenfalls in einer Öffnungsbewegung befinden, kann auch die Bewegung des Greifers, also beispielsweise das Einfahren in die Arbeitsstation, aufgrund des Zeitverlaufs ohne Unterbrechung vollständig beendet werden. Entsprechend der Kollisionsraumberechnung können also die Bewegungen der Komponenten zumindest phasenweise gleichzeitig erfolgen und somit die Prozesszeiten signifikant verkürzt werden. Bislang musste bei der Einstellung der Zeitpunkte der Frühstarts immer von einem ungünstigsten Fall ausgegangen werden, also beispielsweise immer ein Greifer mit den größten möglichen Abmessungen angenommen werden. Zusätzlich musste mit Sicherheitswerten gearbeitet werden. So konnten die Leistungsreserven der Maschine nicht voll genutzt werden. Nun findet jedoch eine exakte Berechnung basierend auf den tatsächlichen Abmessungen statt, wodurch das Einsparpotential an Prozesszeit voll ausgenutzt werden kann.
  • In einer bevorzugten Variante ist die Kennzeichnung ein Barcode, ein RFID-Tag, ein Datenträger oder eine Codierung. Eine Auslesung der Kennzeichnung durch den Sensor ist dabei zweckmäßig berührungsfrei möglich und es ist sinnvoll, alle Kennzeichnungen mittels eines einzigen Sensors auszulesen, wobei die erhaltenen Daten jeweils anhand einer eindeutigen Kennung der Komponente zugeordnet werden können, wie dies beispielsweise durch RFID-Tags möglich ist. Ebenso ist es auch möglich, unterschiedliche Sensoren an unterschiedlichen Orten anzubringen, wobei jeweils lediglich eine Kennzeichnung in Reichweite ist, was beispielsweise bei Verwendung eines Barcodes realisierbar ist. Eine Codierung kann beispielsweise auch über Näherungsschalter erfolgen, die mittels Busknoten im Werkzeugunterteil bzw. -oberteil ausgelesen werden können. Die Erfassung der Kennzeichnungen kann also über berührungslose Funktechnik und auch optische Erkennung erfolgen.
  • In einer vorteilhaften Variante sind die Greiferarme austauschbar und mindestens einer davon weist eine Kennzeichnung auf. So kann beispielsweise die Anzahl der in der Arbeitsstation gleichzeitig verarbeiteten Verpackungsschalen in Abhängigkeit ihrer Größe festgelegt werden, also bei entsprechender Wahl des Werkzeugs mehrere Verpackungsschalen gleichzeitig versiegelt werden, wenn diese kleiner sind. Passend dazu wird der Greiferarm gewählt, um die gewünschte Anzahl von Verpackungsschalen gleichzeitig in die Arbeitsstation zu transportieren. Durch die Kennzeichnung des Greiferarms kann das Steuerungssystem automatisch die Fahrwege bezüglich Höhe, Länge, Start- und Endpunkte anpassen. Somit ist eine Verwendung der Verpackungsmaschine für unterschiedliche Formate möglich und es werden gleichzeitig die Prozesszeiten auf einem Minimum gehalten.
  • In einer weiteren vorteilhaften Variante ist ein Datensatz mit geometrischen Abmessungen der jeweiligen Komponente und/oder Prozessdaten in der Kennzeichnung gespeichert und das Steuerungssystem ist dazu konfiguriert, den Datensatz auszulesen. Es können beispielsweise Prozessdaten zur Rezepterstellung wie Siegeltemperatur, Siegelzeiten, Begasungszeiten, etc., und Gewichts- oder geometrische Informationen der einzelnen Komponenten wie Abmessungen der Schalenaufnahme sowie des Werkzeugober- und -unterteils, Breite und Profiltiefe des Greiferarms, Abstand der Unterkante des Greiferarms zur Transportebene, etc., gespeichert sein. Es werden also alle benötigten Daten in der Kennzeichnung selbst, beispielsweise einem RFID-Tag vorgehalten und von dem Steuerungssystem ausgelesen, was weitere Datenbanken sowie zugehörige Hard- und Softwareverbindungen unnötig macht und die Mehrfachnutzung an verschiedenen Maschinen ermöglicht.
  • Zweckmäßig ist ein Datensatz mit geometrischen Daten für die jeweilige Komponente und/oder Prozessdaten in einer mit dem Steuerungssystem verbundenen Datenbank gespeichert und die Kennzeichnung referenziert jeweils den Datensatz in der Datenbank und das Steuerungssystem ist dazu konfiguriert, den Datensatz auszulesen. Somit können auf einfache Weise größere Datenmengen vorgehalten werden, als dies beispielsweise auf einem RFID-Tag möglich ist. Zudem sind die Daten in einer solchen Datenbank einfach mittels PC-Zugriff editierbar, falls beispielsweise Rezeptdaten geändert werden sollen, oder später neue Daten, wie beispielsweise das Werkzeuggewicht, ergänzt werden sollen.
  • Vorzugsweise ist das Steuerungssystem dazu konfiguriert, eine Geschwindigkeit und/oder einen Fahrweg und/oder eine Beschleunigung und/oder einen Startzeitpunkt der Bewegungen der bewegbaren Komponenten zu steuern. Die Beschleunigung kann dabei positiv und negativ sein, also die Geschwindigkeit erhöhen oder sie reduzieren. Somit können alle relevanten Parameter aufeinander abgestimmt werden, um möglichst niedrige Prozesszeiten zu erreichen, da zum Beispiel die zur Verfügung stehenden Beschleunigungsstrecken durch die Geometrie der Komponenten festgelegt werden.
  • In einer gängigen Variante ist das Steuerungssystem dazu konfiguriert, Bewegungen mehrerer bewegbarer Komponenten kollisionsfrei und zumindest phasenweise gleichzeitig zu veranlassen. So kann beispielsweise ein Greifer sukzessive mit dem Öffnen der Arbeitsstation in diese hineingefahren werden. Ebenso können ein erster Greifer, welcher zum Transport von Verpackungsschalen in die Arbeitsstation dient, und ein zweiter Greifer, welcher zum Transport von Verpackungsschalen aus der Arbeitsstation dient, zumindest phasenweise gleichzeitig gefahren werden. Die Bewegungen aller Komponenten werden also derart koordiniert, dass ein möglichst zeiteffizienter Prozesstakt und niedrige Prozesszeiten realisiert werden. Zum Verdeutlichen eines zeitlichen Einsparpotentials kann folgendes Beispiel dienen: Ein Greifer schließt, während sich die Arbeitsstation noch öffnet, also das Werkzeugunterteil nach unten bewegt wird. Es wird von hohen Verpackungsschalen ausgegangen, bei welchen ein Abstand der Transportebene zu einer Unterkante des Greifarms mindestens 25 mm beträgt. Die Zeit, für den Gesamtfahrweg zum Schließen des Greifers kann mit 300 ms angenommen werden. Die Zeit bis sich der Greifer am Kollisionsraum der Schalenaufnahme bzw. des Werkzeugunterteils befindet, beträgt 100 ms. Die Zeit für eine überlappende Bewegung in der Arbeitsstation unter Berücksichtigung der berechneten Kollisionsräume beträgt 139 ms. Hierbei kann das Werkzeugunterteil noch 20 mm bis in die Endlage fahren. Die effektive Greiferschließzeit für diesen Teil des Prozesstakts beträgt damit: 300 ms - 100 ms - 139 ms = 61 ms und somit liegt das Einsparpotential bei 239 ms.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen
    • Figur 1:
    eine schematische Seitenansicht einer Verpackungsmaschine,
    Figur 2 A, B, C:
    eine schematische Seitenansicht jeweils einer Phase eines Greifvorgangs zum Entnehmen einer Verpackungsschale aus einer Arbeitsstation.
  • Einander entsprechende Komponenten sind in den Figuren jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Verpackungsmaschine 1 in Form einer Schalenverschließmaschine mit einer Arbeitsstation 3, die ein Werkzeugoberteil 5 und ein vertikal bewegbares Werkzeugunterteil 7, mit welchem die Arbeitsstation 3 geöffnet und geschlossen werden kann, umfasst. In der Arbeitsstation 3 ist eine Verpackungsschale 9 gezeigt, welche beispielsweise mit einer Oberfolie 11 versiegelt wird. Die Verpackungsschale 9 wird von einem Zuförderer 13 in Transportrichtung T zur Arbeitsstation 3 bewegt und von einem Abförderer 15 nach der Bearbeitung weitertransportiert. Ein Greifersystem 17 umfasst in diesem Beispiel einen ersten und einen zweiten Greifer 19, 21 welche mittels jeweils einem Transportschlitten 23 verschiebbar auf einem Führungsgestänge 25 gelagert sind. Dabei dient der erste Greifer 19 zum Transport der Verpackungsschale 9 von dem Zuförderer 13 in die Arbeitsstation 3 und der zweite Greifer 21 zum Transport der Verpackungsschale 9 aus der Arbeitsstation 3 auf den Abförderer 15. Die Greifer 19, 21 bzw. die Transportschlitten 23 werden von jeweils einem Antrieb 27 bewegt. Bewegliche und austauschbare Komponenten, wie zum Beispiel die Greifer 19, 21, sind mit einer Kennzeichnung 29, beispielsweise einem RFID-Tag, versehen, die von einem Sensor 31 erfasst werden kann, um die Komponente zu identifizieren. Vom Sensor 31 werden die ermittelten Daten an ein Steuerungssystem 33 weitergeleitet und können mit Daten einer verbundenen Datenbank 35 verknüpft werden. Das Steuerungssystem 33 ist dazu konfiguriert, die Antriebe 27 in Abhängigkeit der ermittelten Daten zu steuern.
  • Die Figuren 2A, B und C zeigen eine schematische Seitenansicht in Transportrichtung T, also senkrecht zur Perspektive von Figur 1.
  • Figur 2A zeigt eine Verpackungsschale 9, welche in einer Schalenaufnahme eines angehobenen Werkzeugunterteils 7 gehalten wird. Die Arbeitsstation 3 ist bereits geringfügig geöffnet, also das Werkzeugunterteil 7 von dem Werkzeugoberteil 5 beabstandet, beispielsweise nach einem Versiegeln der Verpackungsschale 9 mit der Oberfolie 11. Um eine Schalenaufnahme mit passender Größe für die Verpackungsschale 9 zu erhalten, kann ein austauschbares Formatteil 36 in dem Werkzeugunterteil 7 eingebracht werden. Die Oberfolie 11 ist der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt. Ein Greifer, in diesem Fall der zweite Greifer 21, weist einen ersten Greiferarm 37 und einen zweiten Greiferarm 39 auf, wobei der Greifer 21 an einem Transportschlitten 23 gelagert ist und der Transportschlitten 23 wiederum verschiebbar mit dem Führungsgestänge 25 verbunden ist. Entsprechend der Abmessungen sowie der örtlichen Positionen sind für den Greifer 21 sowie das Werkzeugunterteil 7 von dem Steuerungssystem 33 berechnete Kollisionsräume 41 gestrichelt dargestellt. Die von den Kennzeichnungen 29 ausgelesenen Daten enthalten die Informationen zu den Abmessungen der jeweiligen Komponenten und/oder verweisen auf zugehörige Datensätze in der Datenbank 35. Das Steuerungssystem 33 ermittelt daraus die zeitabhängigen Kollisionsräume 41 in Abhängigkeit eines Fahrwegs. Eine Randbedingung bei der Ermittlung der Kollisionsräume 41 als Teil der Berechnung der Fahrwege kann sein, die Abstände der Kollisionsräume 41 zu minimieren. So sind die Greiferarme 37, 39 unter Berücksichtigung eines Sicherheitsabstands dem Werkzeugunterteil 7 maximal nah angenähert.
  • Figur 2B zeigt das Werkzeugunterteil 7 in einer abgesenkten Position, wodurch die Verpackungsschale 9 freigegeben wird. Die Greiferarme 37, 39 sind unter Berücksichtigung der Kollisionsräume 41 in die Arbeitsstation 3 eingefahren. Das Einfahren der Greiferarme 37, 39 kann dabei sukzessive mit dem Absenken des Werkzeugunterteils 7 geschehen, und zwar jeweils so weit, wie die aktuelle Position des Werkzeugunterteils 7 dies erlaubt. Aufgrund der Berechnung der Kollisionsräume 41 kann die Greiferbewegung also bereits begonnen werden, während das Werkzeugunterteil 7 noch verfahren wird.
  • Figur 2C zeigt die Greiferarme 37, 39 weiter nach innen gefahren, sodass die Verpackungsschale 9 gegriffen wird und aus der Arbeitsstation 3 bewegt werden kann.
  • Als bewegbare Komponenten, und damit relevant für die Kollisionsraumberechnung sind hier das Werkzeugoberteil 5, das Werkzeugunterteil 7, der erste Greifer 19, der zweite Greifer 21, die Transportschlitten 23, der erste Greiferarm 37, der zweite Greiferarm 39, sowie auch durch das Werkzeugoberteil 5 oder das Werkzeugunterteil 7 bewegte Formatteile 36 gezeigt. Natürlich sind auch andere Ausführungsformen mit unterschiedlichen und/oder zusätzlichen bewegbaren Komponenten möglich.
  • Ausgehend von den oben dargestellten Ausführungsformen einer Verpackungsmaschine 1 sind vielerlei Variationen derselben möglich. So sind die Greiferarme 37, 39 austauschbar, um insbesondere eine unterschiedliche Anzahl von Verpackungsschalen 9 gleichzeitig zu transportieren.

Claims (7)

  1. Verpackungsmaschine (1) mit einer Arbeitsstation (3), einem Zuförderer (13), einem Abförderer (15), einem Steuerungssystem (33) und einem Greifersystem (17), wobei das Greifersystem (17) einen Greifer (19, 21) umfasst, um Verpackungsschalen (9) in die Arbeitsstation (3) hinein und/oder aus dieser heraus zu bewegen, und der Greifer (19, 21) einen ersten und einen zweiten Greiferarm (37, 39) zum Erfassen der Verpackungsschalen (9) umfasst, und die Arbeitsstation (3) ein Werkzeugoberteil (5) und ein Werkzeugunterteil (7) umfasst, wovon eines oder beide bewegbar sind, um die Arbeitsstation (3) zu öffnen und zu schließen, und die Arbeitsstation (3) ein oder mehrere austauschbare Formatteile (36) umfasst, um Verpackungsschalen (9) mit unterschiedlichen Größen oder Formaten zu verarbeiten, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines von dem Werkzeugoberteil (5), dem Werkzeugunterteil (7), dem Greifer (19, 21), den Greiferarmen (37, 39) und den Formatteilen (36) eine Kennzeichnung (29) aufweist und das Steuerungssystem (33) dazu konfiguriert ist, mittels eines Sensors (31) die Kennzeichnung (29) automatisch auszulesen, eine Kollisionsraumberechnung durchzuführen und die Verpackungsmaschine (1), insbesondere die Bewegung mindestens einer bewegbaren Komponente (5, 7, 19, 21, 23, 36, 37, 39), in Abhängigkeit der Kollisionsraumberechnung automatisch zu steuern.
  2. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennzeichnung (29) ein Barcode, ein RFID-Tag, ein Datenträger oder eine Codierung ist.
  3. Verpackungsmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Greiferarme (37, 39) austauschbar sind und mindestens einer davon eine Kennzeichnung (29) aufweist.
  4. Verpackungsmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Datensatz mit geometrischen Abmessungen der jeweiligen Komponente (5, 7, 19, 21, 23, 36, 37, 39) und/oder Prozessdaten in der Kennzeichnung (29) gespeichert ist und das Steuerungssystem (33) dazu konfiguriert ist, den Datensatz auszulesen.
  5. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Datensatz mit geometrischen Daten für die jeweilige Komponente (5, 7, 19, 21, 23, 36, 37, 39) und/oder Prozessdaten in einer mit dem Steuerungssystem (33) verbundenen Datenbank (35) gespeichert ist und die Kennzeichnung (29) jeweils den Datensatz in der Datenbank (35) referenziert und das Steuerungssystem (33) dazu konfiguriert ist, den Datensatz auszulesen.
  6. Verpackungsmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem (33) dazu konfiguriert ist, eine Geschwindigkeit und/oder einen Fahrweg und/oder eine Beschleunigung und/oder einen Startzeitpunkt der Bewegungen der bewegbaren Komponente (5, 7, 19, 21, 23, 36, 37, 39) zu steuern.
  7. Verpackungsmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem (33) dazu konfiguriert ist, Bewegungen mehrerer bewegbarer Komponenten (5, 7, 19, 21, 23, 36, 37, 39) kollisionsfrei und zumindest phasenweise gleichzeitig zu veranlassen.
EP19190328.5A 2018-09-19 2019-08-06 Verpackungsmaschine mit automatischer komponentenerkennung Active EP3626639B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018215913.0A DE102018215913A1 (de) 2018-09-19 2018-09-19 Verpackungsmaschine mit automatischer Komponentenerkennung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3626639A1 true EP3626639A1 (de) 2020-03-25
EP3626639B1 EP3626639B1 (de) 2021-03-24

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ID=67551189

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