CN104640802B - 用于生产和/或灌装容器的模块化生产系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生产和/或灌装容器(11)的生产系统(100)和对应的方法。根据本发明，存在模块化的加工单元(1、2、3)，该加工单元具有固定操作模块(13)和搬运装置(12、14、22、24)，该搬运装置用于在加工单元的容器入口和加工单元的容器出口之间搬运容器并且用于将容器定位在操作模块中。搬运装置被构造为使得加工单元能够被单独地替换，和/或存在相同类型的至少两个加工单元，容器能够被特定地分配到该相同类型的至少两个加工单元。因此，生产系统的产能能够特别地灵活和有效率。

Description

用于生产和/或灌装容器的模块化生产系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于生产和/或灌装容器(特别是饮料瓶)的生产系统，并且涉及一种用于在根据本发明的生产系统中生产和/或灌装容器的方法。
背景技术
在灌装系统中，已知单独的加工步骤与分开的搬运单元关联，该分开的搬运单元能够被装配为例如联合系统概念的模块。为了介质供给等，用于控制系统的交接区(interface)是通用标准化的，以利于不同类型和/或生产能力的搬运单元的组合，从而减少用于购买和操作系统的费用。
但是，另外，存在对于灵活系统概念的增长的需求，从而即使频繁地改变产品也能够以最大可利用能力生产不同产品。在产品改变期间或维修测量期间的生产中断也应该最小化。
发明内容
本发明的目的在于在这方面提供改善。
根据方案1的生产系统满足了该目的。据此，该生产系统包括多个模块化的加工单元，每个模块化的加工单元均包括：至少一个固定的操作模块，所述操作模块用于生产或加工所述容器；并且另外具有搬运装置，所述搬运装置用于在所述加工单元的容器入口和所述加工单元的容器出口之间搬运所述容器并且用于将所述容器定位在所述操作模块中。所述搬运装置被构造为使得所述加工单元能够被单独地替换，和/或设置有相同类型的至少两个加工单元，所述容器能够被选择性地分配到所述相同类型的至少两个加工单元。
搬运装置(handling device)能够是与加工单元(processing unit)一体的部分，即，例如是固定地安装在加工单元上的部分。还能够将搬运装置构造为模块。于是，这些模块可替换地安装在加工单元上。
根据本发明将模块限定为例如被安装为操作单元的模块，为了操作该模块，仅必须连接供给线路和/或连通线路。
在本发明的含义范围内的容器特别是饮料瓶和用于食品、药品、化妆品、洗涤剂等的其它容器。由塑料制成的容器还包括半成品，特别是用于拉伸吹塑成型容器的预制件。
特别地，本发明的固定操作模块与旋转机器类型的操作模块不同之处在于，容器在处置期间不沿着节圆(pitch circle)循环。但是，在固定操作模块中，容器可以例如沿着固定操作模块的主轴线执行直线运动和/或例如围绕固定操作模块的主轴线执行转动运动。
加工单元的单独的替换将被理解为它们能够基本上被作为整体相对于预定的安装平台、安装网(mounting grid)等进行装卸。
搬运将被理解为对单独的工作步骤用的容器的准备，搬运装置自身不影响容器的任何处置，但是能够在加工期间保持和/或移动容器。优选地，该搬运为瓶颈搬运(neckhandling)。
根据本发明的搬运装置的一个构造为例如在加工单元之间用于容器传送的统一的和/或对应的交接区，这些交接区形成在相邻的加工单元的搬运装置之间。交接区相对于预定的安装网的位置也能够沿着容器的主输送方向统一地和/或直线地排列。优选地，交接区与加工单元的容器入口和容器出口大致对应。
容器的选择性分配被理解为关联的产品流通过使用门(gate)等被分配为部分产品流和合并部分产品流。
在一个优选实施方式中，入口侧的搬运装置设置为用于在入口侧接收所述容器并且用于将所述容器插入所述操作模块，出口侧的搬运装置用于从所述操作模块移除所述容器并且用于在出口侧传送所述容器。两个搬运装置特别是可单独控制的。然后，在入口侧的搬运装置能够在将容器插入操作模块之后立即再次移动回容器入口。相似地，在出口侧的搬运装置能够在完成工作步骤之后选择性地拾取容器并且将容器移动到容器出口。由此用于搬运容器所消耗的时间能够被最小化。操作模块能够在被处置的容器移除之后立即再次被装载。
优选地，所述搬运装置被设计为时控夹持单元，每个所述时控夹持单元均能够在所述操作模块的区域中的夹持位置和入口侧的夹持位置之间移动，或者在所述操作模块的区域中的夹持位置和出口侧的夹持位置之间移动。具有主动夹持件的夹持臂特别适于枢转运动或直线运动。它们容易在限定的端部位置之间来回移动。优选地，根据本发明，在入口侧和出口侧的夹持位置限定在相邻的搬运单元之间的传送交接区处的容器位置或者限定相对于分配模块的容器位置。夹持件也能够例如通过装配有强制两个夹持爪至夹持位置的弹簧仅被动地执行夹持功能。不管夹持件是主动操作或被动操作，关联的夹持臂的运动能够被主动控制为围绕至少一个轴线。根据容器的加工，围绕两个或更多个轴线的主动控制也是可以的。
在另一个优选实施方式中，轨道状的搬运装置设置为从所述容器入口延伸至所述容器出口，并且所述加工单元与至少一个被单独驱动的搬运装置至少临时关联，所述被单独驱动的搬运装置能够以被沿着所述轨道状的搬运装置引导的方式移动，并且利用所述被单独驱动的搬运装置所述容器能够定位在所述操作模块内，特别是在被引导运动期间能够定位在所述操作模块内。
只要单独的从动搬运装置的连续的运动保证了跨过相邻的搬运单元的交接区或分配单元，则轨道状的搬运装置能够由诸如引导轮廓、轨道等的任何引导元件组成。
单独的从动搬运装置被构造为诸如车架(carriage)的运载工具(vehicle)、往复运载件(shuttle)等。它们临时地与对应的加工单元关联，例如，在容器位于关联的操作模块内时与对应的加工单元关联。优选地，设置与具有轨道状的搬运装置的加工单元至少相同数量的单独的从动搬运装置。
轨道状的搬运装置能够由具有多个线圈的磁性直线驱动件组成，多个线圈配置在用于驱动运载工具的轨道上。为此，运载工具能够装配有永磁体或铁芯，其与由线圈产生的磁场配合以驱动运载工具。另外，运载工具能够从布置在轨道上或轨道内的线路接收电能，该电能能够驱动布置在运载工具上的夹持臂和/或夹持件。
也可以通过以下方式实现该目的，设置一种用于生产和/或灌装容器的生产系统，特别地，所述容器是饮料瓶，所述生产系统具有模块化的加工单元，每个模块化的加工单元均包括：至少一个固定的操作模块，所述操作模块用于生产或加工所述容器；和搬运装置，所述搬运装置用于在所述加工单元的容器入口和所述加工单元的容器出口之间搬运所述容器并且用于将所述容器定位在所述操作模块中，其中所述搬运装置包括在所述容器入口和所述容器出口之间的可移动的夹持单元，所述夹持单元具有特别地可枢转地安装的长度可变的夹持臂，所述夹持臂用于在移动所述夹持单元时在所述操作模块的区域中保持所述容器，特别地，用于将所述容器保持在相对于所述操作模块恒定的位置。
夹持臂的长度相对于它们在搬运装置上的支撑件被限定。从直线车架的方面来说，夹持臂能够例如以相对于它们的支撑件可伸缩或可移动的方式形成。除了运载工具的运动之外或作为运载工具的运动的一种替代，这能够在从操作模块移除容器期间或在将容器插入操作模块期间加速或减速容器。
优选地，所述夹持单元优选地包括与所述容器的颈部形状配合地夹持用的夹持件，特别地，使得被保持的所述容器能围绕该容器的纵向轴线转动地安装在所述夹持件内。这允许在从动搬运装置移动时将容器保持在操作模块中相对于操作模块恒定的转动位置。形状配合(positive fit)可以被理解为使得容器相对于其位置、但是不是相对于其转动位置被限定在夹持件中。然而，对于容器的压配合(force-fit)夹持(特别是在颈部区域)，夹持件也能够根据将执行的工作步骤被构造为具有相对于容器固定的转动位置。优选地，夹持件是能够主动控制的，特别是能够使容器以形状配合和压配合的方式被夹持。于是，搬运装置适合于各不相同的操作模块的组合。
优选地，夹持件优选地可枢转地安装于所述夹持臂，特别地，使得所述夹持臂和所述夹持件能够围绕彼此平行的转动轴线分开地枢转。于是，当搬运装置被构造为当运载工具移动时，容器能够相对于操作模块被保持在恒定位置并且相对于夹持臂和/或操作模块转动。也能够执行容器相对于操作模块的复杂运动，例如，用于在容器的周向的一部分或整个周向贴标或在容器的对应位置打印。优选地，利用一个或多个打印头进行数字打印。
在有利的实施方式中，所述轨道状的搬运装置在所述操作模块的区域内形成为弯曲状。特别地，弯曲部能够相对于操作模块形成为凸状。因而能够简化容器在模块中的合适定位需要的夹持臂的运动。
特别有利的实施方式还包括在加工单元之间设置有至少一个分配模块，用于不同工作步骤，利用所述分配模块，由所述容器形成的产品流能够被分配至至少两部分产品流，或者由所述容器形成的至少两部分产品流能够合并。这允许生产系统的产能的更好利用。优选地，分配模块将容器在与容器的主输送方向横向的副输送方向分配通过生产系统。在加工单元的直线配置的情况下，优选地，副输送方向(特别是横向地)与容器的主输送方向垂直。分配的概念还包括将容器合并至一个产品流。
被单独驱动的两个输送装置设置在所述分配模块上，被单独驱动的两个输送装置分别具有附接于其上的、用于接收和传送所述容器的至少一列夹持件，并且所述容器借助所述两个输送装置的所述夹持件能够移动至相同的交接区位置，用于从所述加工单元接收所述容器或将所述容器输送至所述加工单元。一个输送装置的夹持件能够使自身在入口侧加载容器，而其它输送装置的夹持件能够在出口侧将容器分配至加工单元。这允许通过可选择地加载一个或其它输送装置而使容器准连续的分配。输送装置与容器的主输送方向横向地分配容器。因此，多个接收交接区和/或传送交接区设置在与主输送方向横向的分配模块处。因而产品流能够分开、合并和/或可选择地分配。原则上，也能够仅在各个输送装置上提供单个的夹持件。
两个循环的输送装置优选地设置在所述分配模块上，两个循环的输送装置分别具有附接于其上的、用于接收或输送所述容器的至少一列夹持件，在所述输送装置的入口侧的相应路径和在所述输送装置的出口侧的相应路径被设置为将一者布置在另一者上方，使得成列的夹持件能够连续地移动至相同的交接区位置。因此，夹持件列能够可选择地被驱动至用于接收或传送容器的相同的交接区位置。优选地，夹持件被构造为使得它们在相同的竖直位置的交接区处接收容器和/或能够在相同的竖直位置传送容器。高度可调节的夹持件也能够被设置用于此。输送装置能够被构造为例如齿形带、链等。
有利的实施方式还包括移动操作模块，所述移动操作模块用于具有预定的工作加工周期的第一工作步骤，所述移动操作模块能够依序联接到与所述第一工作步骤相比具有较长的工作加工周期的第二工作步骤用的加工单元，以便使至少两个容器在依序执行所述第二工作步骤期间还执行所述第一工作步骤。
因而，用于第二工作步骤的加工周期能够特别有效地使用，并且当同时具有有效的加工设计时，用于第一工作步骤的操作模块的数量能够减少。第一工作步骤特别地在与第二工作步骤不同的容器区域内进行。例如，在具有相对长的加工周期的灌装阀上组合用于具有相对短的加工周期的容器侧壁的移动贴标组件是能够想到的。贴标组件能够移动至几个灌装站。
例如，两个瓶能够在两个灌装单元中被同时灌装，同时移动贴标组件在这个时期对该两个瓶贴标，其中移动贴标组件连续自动地移动至两个灌装单元。以这种方式，与每个灌装单元被分配有自己的贴标组件的构造相比，可以节约一个贴标组件。同时，由于别处(例如，在灌装后合并产品流时)不再需要分开贴标，因此能够节约生产车间的空间。这个原则能够应用于例如在固定吹塑模块的模具内贴标的其它操作模块处或者在固定消毒模块中加热塑料预制件的移动加热单元处，反之亦然：在具有移动消毒模块的固定加热模块处。在其它加工步骤期间检查容器的移动检查单元也是能够想到的。在需要时通过其它操作模块能够命令移动操作模块。还能够在固定操作模块上设置对接元件，以能够准确地定位移动操作模块。
通过如下方法也满足了本发明的目的：一种用于生产和/或灌装容器的方法，其在根据本发明的生产系统中进行，特别地，所述容器是饮料瓶，其中，将所述容器从具有第一工作加工周期的第一工作步骤用的加工单元分配给具有与第一工作加工周期相比周期较长的第二工作加工周期的第二工作步骤用的多个加工单元。还包括在相对较快的加工之前容器流的结合方面的方向改变。因而具有不同的产品输出的加工单元能够有效地串联，从而整体最大化系统的生产能力。
优选地，至少一个第一加工单元优选地被设置为用于具有第一工作加工周期的所述第一工作步骤，至少一个第二加工单元、特别是平行地连接于所述第一加工单元的至少一个第二加工单元被设置用于具有比第一工作加工周期长的第二工作加工周期的所述第一工作步骤。接着，对于所述第二工作步骤，所述容器根据第一工作步骤的加工周期以加权(weighting)的方式被分配至所述加工单元，以均衡用于所述第二工作步骤的所述加工单元的产能利用的程度。换句话说，相应较短的工作加工周期允许更高的机器输出，使得在第一工作步骤中单位时间能够加工更多容器，并且将更多容器分配至用于第二工作步骤的后续加工单元。
例如能够根据产品灵活地进行加权。在第一工作步骤和第二工作步骤不分开的情况下，就加工单元的串联而言，这与固定分配相反。因而能够更好地利用整个系统的生产能力。
例如当加工不同产品时，诸如当灌装不同饮料时，在第一工作步骤中能够产生不同的工作加工周期。例如，与来自较快的灌装加工的产品相比，来自较慢的灌装加工的产品于是能够被分配至较少的后续加工单元。在选择性地合并产品流的意图中，即在从相对慢的加工至需要较少的加工单元的、相对快的加工的转换中，也能够沿相反的方向进行容器的可变化的分配。然后，容器优选地被供给至能够较快地进行各个工作加工的加工单元。例如，低粘度饮料能够比高粘度饮料更快地被灌装。于是，优先加载低粘度饮料的灌装站，即，与高粘度饮料的灌装站相比，单位时间加载更多的容器。
该平行部分的产品流的灵活的加权和引导能够沿相反的方向进行，即当将几个相对慢的处置步骤合并至相对快的处置步骤时。
能够根据各个自由加工单元的需求自动地决定容器到并行连接的加工单元的分配。特别是当加工过程没有固定的加工周期时。这能够是如下情况：当加工由检查单元控制并且加工必须进行直到检查结果是满意的时，例如，当在分开的打印修正(printcorrection)步骤中在容器上打印时。
附图说明
在附图中示出优选的实施方式。在图中：
图1示出根据本发明的具有联接的加工单元的生产系统的示意平面图；
图2示出根据本发明的加工单元的第一实施方式的示意平面图；
图3A至图3C示出根据本发明的加工单元的第二实施方式的示意平面图；
图4示出根据本发明的加工单元的第三实施方式的示意平面图；
图5A和图5B示出根据本发明的加工单元的第四实施方式的示意平面图；
图6示出根据本发明的加工单元的第五实施方式的示意平面图；
图7A至图7E示出根据本发明的加工单元的第六实施方式的示意平面图；
图8示出根据本发明的具有用于联接加工单元的分配模块的生产系统的示意平面图；
图9示出根据本发明的分配模块的示意平面图；
图10示出通过分配模块的纵向截面图；
图11示出根据本发明的适于产品流通过生产系统的方法的示意图；
图12示出具有可选择的产品引导的生产系统的示意图；以及
图13示出具有移动的操作模块的生产系统的示意图。
具体实施方式
如图1所示，根据本发明的第一实施方式的生产系统100包括用于生产和/或处置容器11(诸如饮料瓶)的多个直线联接的加工单元1、2、3。加工单元1、2、3例如为灌装模块、封装模块和贴标模块。还示出了在模块边界处用于传送容器11的传送交接区7-10。利用传送交接区7-10能够将加工单元1、2、3联接在一起，从而在主输送方向11’以连续的产品流(product flow)的形式引导容器11依序通过单独的加工单元1、2、3。交接区7-10被统一地构造和/或被构造为具有相应的容器入口和容器出口，以使得能够在无需拆除相邻的加工单元的情况下进行单独的加工单元1、2、3的替换。为此，加工单元1、2、3例如可以包括相对于预定安装网(未示出)的统一安装点。
图2示意性示出根据本发明的第一实施方式的加工单元1。据此，设置有位于入口侧的搬运装置12、操作模块13和位于出口侧的搬运装置14。位于入口侧的搬运装置12示出为处于入口侧的夹持位置15，用于在容器入口处接收容器11，即，处于入口侧的交接区7的区域中。相应地，位于出口侧的搬运装置14示出为处于出口侧的夹持位置16，用于在容器出口处传送容器11，即，处于出口侧的交接区8的区域中。优选地，搬运装置12、14在它们的自由端包括主动夹持件12a、14a。
搬运装置12、14可以移动至位于操作模块13的区域中的夹持位置17，以将容器11传送至用于各工作步骤的操作模块13，或者将容器11从操作模块13移走。搬运装置12、14也可以根据需要在适当的工作位置保持或稳定容器11。本发明中提及的容器也包括半成品，尤其是用于吹塑塑料容器的预制件和具有多个容器的组合包装。
搬运装置12、14以时控的方式(clocked manner)被操作，尤其是使得：位于入口侧的搬运装置12在将容器传送至操作模块13之后立即退回至位于入口侧的夹持位置15。相应地，容器11在操作模块13中被加工后能够立即被位于出口侧的搬运装置14接收并且被移动到位于出口侧的夹持位置16。因此，允许搬运装置12、14的暂时重叠操作，以提高加工单元1的生产能力。搬运装置12、14的运动由双箭头12’、14’表示为枢转运动。但是，直线运动也是可能的。
与在旋转机器中循环操作模块相反，操作模块13固定地安装在加工单元1上。这应当被理解为：操作模块13仅执行对各工作步骤必要的运动13’，例如，包括用于装载和卸载的打开和关闭运动。这在图2中示意性地示出为吹塑模具半部。
图3A至图7E示出加工单元的替代实施方式21、21a-21d，其中，利用轨道状的搬运装置22和单独的从动搬运装置24的组合来搬运容器11，安装有夹持臂27和夹持件28的从动搬运装置24在搬运装置22上运行。轨道状的搬运装置22在入口侧的交接区25和出口侧的交接区26之间延伸，并因此被不变地分配给加工单元21、21a-21d。
作为在轨道状的搬运装置22上运行的诸如被磁驱动的运载工具、往复运载件等的搬运装置24能够沿箭头24’的方向在交接区25、26之间(即，在加工单元21、21a-21d的容器入口和容器出口之间)连续地移动，并且还能超出交接区25、26。因此，从动搬运装置24仅被暂时地分配给加工单元21、21a-21d。相应地，相邻的轨道状的搬运装置22之间的交接区25、26处的容器传送被省去。
优选地，设置的从动搬运装置24比具有轨道状的搬运装置22的加工单元21、21a-21d多。例如，在处置容器11时可以选择性地改变从动搬运装置24的速度。
图3A示出具有操作模块23的加工单元21，操作模块23包括吹塑模具半部，该吹塑模具半部能够在容器11(此时为预制件23)插入操作模块23期间在箭头23’的方向上直线移动。夹持件28仅以形状配合的方式围绕容器11将来的颈部区域(该颈部区域不会因处置而变化)闭合，以使容器11仍然能够在夹持件28中转动。相应地，夹持件28仅决定容器11的位置，而不决定容器11的旋转位置。因此，在从动搬运装置24继续移动且夹持件28围绕容器11转动时，容器11能够在相对于操作模块23固定的旋转位置被吹制。
图3B示出在加工单元21中的工作过程期间的状态。据此，从动搬运装置24继续移动，并且夹持件28围绕容器11转动。可以进一步看出，夹持臂27的长度以及夹持臂27在搬运装置24上的旋转位置已经改变。还示出了夹持件28可选择地可转动地安装在夹持臂27上。因此，夹持臂27是可枢转的，并且是可伸缩调节的或是可以其它方式调节长度的。
夹持件28的形状配合的夹持例如可以使容器11和夹持件28之间的许可摩擦不会过大或过小，从而使例如只有形成在容器11上的支撑环与夹持件28接触。优选地，例如，根据容器引导和容器11在操作模块23中所需的旋转位置，夹持件28能够主动适应期望的形状配合或压配合。
图3C示出容器11在从操作模块23移除的过程中的状态，此时容器11为完成的吹塑成型容器。然后，可以增加从动搬运装置24的输送速度，直到在随后的加工单元21中达到与图3A对应的状态。
轨道状的搬运装置22和从动搬运装置24的组合使得准连续的操作成为可能，其中，虽然容器11在操作模块中以时控的方式(尤其是以暂时固定的方式)被加工，但是在经过操作模块23时，搬运装置24(尤其是以变化的速度)被连续地驱动。
图4示出根据本发明的加工单元的第三实施方式21a，其中，轨道状的搬运装置22包括弯曲部22a，该弯曲部22a尤其是相对于操作模块23形成为凸状。这样，可以选择性地免于对夹持臂27进行枢转(参见虚线)，从而能够简化从动搬运装置24。此外，能够实现与第二实施方式中的功能和加工相同的功能和加工。
图5A和图5B示出根据本发明的加工单元的第四实施方式21b，与第二实施方式21不同之处在于，夹持件28以压配合的方式固定容器11，并且操作模块29的类型不同，例如，操作模块29为具有冲洗机阀29a的冲洗机或灌装机。图5A示出当容器11朝向操作模块29移动时的状态，图5B示出位于操作模块29中的容器11。据此，以长度可调节且可枢转的方式安装夹持臂27。同样，夹持件28可枢转地安装于夹持臂27。
优选地，夹持件28被主动控制，使得例如在将容器11关闭在操作模块29中时夹持件28的驱动转矩能够被监控，以便监控或控制工作步骤。
图6示出根据本发明的加工单元的第五实施方式21c，其中，夹持臂27的枢转运动用于相对于诸如分离的贴标组件或用于直接印刷的组件的操作模块30旋转容器11的侧面。在这种情况下，可以免于相对于夹持臂27枢转夹持件28。只需夹持臂27的长度例如通过伸缩适于从动搬运装置24的输送运动。
在这种情况下，容器11以形状配合的方式固定在夹持件28中，以使容器11仅因夹持臂27的枢转运动而旋转，并且使容器11的侧壁在操作模块30上碾轧(roll off)。为了获得贴标所需的接触压力，例如可以在容器的颈部区域和下侧壁部区域保持容器，或者可以通过对向支撑件(counter support)来支撑容器。
图7A-图7E示出根据本发明的加工单元的第六实施方式21d，其中，为了相对于诸如分离的贴标组件或用于直接印刷的组件的操作模块28完全地旋转容器11的侧面，通过夹持件28的枢转运动来支撑夹持臂27的枢转运动。同样，在这种情况下，容器11以压配合的方式固定在夹持件28中，从而使容器11相对于夹持件28的旋转位置不改变。为了示出枢转运动，通过在图7A和图7E中交叉的腿27a、27b示意性示出夹持臂27。图7B至图7D以示例的方式示出从动搬运装置24和夹持臂27的中间位置。
优选地，轨道状的搬运装置22和从动搬运装置24还可以有利地用于预热预制件。利用示出的夹持臂27和夹持件28，可以将预制件载置于相对于散热器的不同的距离和/或旋转位置。从而可以实现所谓的优选加热。还可以想到的是待加热的预制件的连续或振荡的枢转运动。
具有轨道状的搬运装置22和从动搬运装置24消除了在加工单元的边界处的夹持件之间传送容器的需要。从而能够延长用于实际处置可用的加工时间。由于连续的夹持，使得尤其是不具有支撑环的容器能够通过颈部搬运被可靠地搬运。
图8示出根据本发明的生产系统的特别有利的实施方式200，其中，并列连接的多个加工单元3a-3d、4a-4d和5a-5d被设置用于具有相对较长的工作搬运周期的工作步骤，例如，灌装模块、封装模块、贴标/印刷模块。对于具有相对较短的工作搬运周期的工作步骤，仅设置有单个的加工单元2、6，例如，吹塑模块和用于收集完成灌装的容器的组的分组模块。对于具有中等的工作搬运周期的工作步骤，在示例中，设置有两个加工单元1a、1b，例如用于预制件的加热模块。
在并列连接的加工单元的数量改变的交接区处，设置有分配模块31、32、33，利用分配模块31、32、33，各个产品流可以朝向下游加工单元被选择性地分配至部分产品流，或者部分产品流可以被合并。
图8示出，加工单元中的容器的依次处置代表容器11的主输送方向11’，分配模块31、32、33中容器11的与所述主方向横向作用的分配代表副输送方向11”。
用于各部分产品流的串联的加工单元3a、4a、5a的无分支的连接与图1中示出的具有交接区7-10的第一实施方式100大致相对应。为了清楚的目的，图8中未示出交接区7-10。交接区7、10在图8的示例中将建立与分配模块32、33连接。
如图9和图10详细示出的，根据本发明的分配模块31-33例如包括大致布置为一个在另一个上方的循环输送装置34、35，例如齿条、链条等。它们分别由驱动单元36、37驱动。排成行的夹持件38、39附接至输送装置34、35，排成行的夹持件38、39能够分别成组地移动至入口侧和出口侧的传送交接区。入口侧和出口侧的传送交接区的数量取决于需要的产品流分配。在图9的示例中，示出了入口侧的单个传送交接区9和出口侧的四个传送交接区10a-10d。
图10示出驱动单元36、37分别包括控制马达36a、37a和分开的驱动轮36b、37b。此外，一个输送装置34的夹持件38和另一输送装置35的夹持件39用于夹持在与图10中虚线40表示的高度相同的高度处形成的容器11。因此，夹持件38、39可以在相同的交接区9处连续地接收成组的容器11，并在相同的交接区10a-10d处传送该成组的容器11。如果需要，夹持件38、39的高度能够方便地被调节(未示出)。
输送装置34、35分别在入口侧形成路径34a和在出口侧形成路径34b(图9中隐藏了下输送装置35)。如图9和图10的比较示出的，夹持件38、39可以同时位于入口侧或出口侧的各个路径且相对地设置。
从而可以实现例如如下的操作模式：
在交接区9处相对较快的操作单个的加工单元2，从而将容器11依次传送至一个输送装置34的排列成行的夹持件38。随后，将具有负载的夹持件38依次移动至出口侧的交接区10a-10d，并在此将一个对应的容器11传送至关联的较慢的加工单元3a-3d。
被独立驱动的另一输送装置35可以同时移动至入口侧的交接区9，以使排列成行的夹持件39装载有容器11。夹持件39可以再次立即依序被移动至出口侧的交接区10a-10d，以在交接区10a-10d传送容器11。
从多个操作相对较慢的加工单元到较少数量的操作相对较快的加工单元的转变也同样是可能的。
因此，利用根据本发明的分配模块31-33，可以将主输送方向11’中的灵活联接和副输送方向11”中的分配相组合。
因此，加工周期没有区别的不同的产品(诸如不同颜色的产品)能够被可选择地分配或合并到一个产品流中。在相同种类的加工单元处的需要不同加工周期的不同产品(例如能够以不同的速度被灌装至容器中的饮料)能够被组合，并且，产品流可以总体根据不同的加工周期被有效地分配至单个的工作步骤中可用的产能。参考图11进行说明。
例如，首先，用于第一产品(阴影矩形)和具有相似性能的第二产品(空心方形)的两条平行的产品线可以利用第一和第二工作步骤中的相同数量的处置站1a、1b、2a、2b、2c、2d和1c、1d、2e、2f、2g、2h平行地被加工。在产品转换后，例如，第二产品可以在第一工作步骤中以显著低于第一产品的速度被加工，例如被灌装。在这种情况下，如果对于随后的第二工作步骤，在示例中将加工单元2d分配至第二产品，而非分配至第一产品，则可以更好地利用整个生产系统的产能。通过根据本发明的分配模块使得这成为可能。
例如，在吹塑不同尺寸的容器时，在向这些容器灌装额外的容器杀菌物等时，这种转换可以是有利的。
产品可以在容器的形状和/或设计、容器的容积、容器的材料、容器的杀菌程度、容器的关闭方式、灌装的产品、标签或直接印刷的设计、标签的数量、包装的种类(诸如半打装或盒装)、预制件的种类(诸如在预制件的重量和/或外观方面)、以及许多其它特征和上述特征的组合方面有所不同。因此，能够实现两个系统的不同加工周期的广泛组合，其中，单个模块的灵活应用和/或灵活分配可以是有利的。
图12中通过根据本发明的生产系统的另一实施方式300示意性地示出了使系统操作更灵活的同时减少用于分配模块的费用的另一种可能性。据此，容器11在主输送方向11’上的输送不通过各加工单元1a、1b、2a、2b，而是越过它们。在加工单元可用时，容器11只在分配模块41、42处沿副输送方向11”转向至加工单元。例如，加工单元1a、1b可以用于第一搬运步骤，下游的加工单元2a、2b可以用于第二搬运步骤。类似地，加工单元1a、1b、2a、2b都可以用于相同的搬运步骤。同样的分配模块41、42优选地用于进一步提高生产系统的模块化。
根据本发明提高生产系统的产能利用率的另一选择在于具有相对较长的工作加工周期的固定加工单元与用于相对较短的加工的至少一个移动操作模块的组合。这在图13中通过根据本发明的生产系统的另一实施方式400表示。例如，为了在较长的加工过程中执行较短的加工，移动操作模块51被构造为能够朝向定位在固定加工单元52a、52b、52c中的容器11移动。在此特别期望的是，使移动操作模块51被分配至连续的固定加工单元52a、52b、52c中的至少两个。因此可以减少较短的加工所需的组件的数量，并且减小较短的加工所需的空间。
这需要在不同的容器部分执行固定加工单元52a、52b、52c的加工和移动操作模块51的加工，以使工作加工不会彼此干涉。
例如，在将每个容器11定位在灌装阀处进行灌装的同时，利用移动操作模块在多个容器11上进行连续的贴标或印刷是可想到的。
由于模块化和统一的传送交接区，使得上述实施方式可以以特别简单的方式相互组合和/或替代。尤其是，分配模块与具有不同长度的工作加工周期的加工单元的组合使得灵活的产能利用成为可能。

Claims (32)

1.一种用于生产和/或灌装容器(11)的生产系统(100)，所述生产系统(100)具有模块化的加工单元(1、2、3)，每个模块化的加工单元(1、2、3)均包括：
-至少一个固定的操作模块(13)，所述操作模块(13)用于生产或加工所述容器；和
-搬运装置(12、14、22、24)，所述搬运装置(12、14、22、24)用于在所述加工单元的容器入口和所述加工单元的容器出口之间搬运所述容器并且用于将所述容器定位在所述操作模块中，其中所述搬运装置被构造为使得所述加工单元能够被单独地替换，和/或其中设置相同类型的至少两个加工单元(4a-4d、5a-5d)，所述容器能够被有针对性地分配到所述相同类型的至少两个加工单元(4a-4d、5a-5d)。
2.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，入口侧的搬运装置(12)设置为用于在入口侧的传送交接区(7)处接收所述容器(11)并且用于将所述容器插入所述操作模块(13)，出口侧的搬运装置(14)用于从所述操作模块移除所述容器并且用于在出口侧的传送交接区(8)处传送所述容器。
3.根据权利要求1或2所述的生产系统，其特征在于，所述搬运装置(12、14)被构造为时控夹持单元，每个所述时控夹持单元均能够在所述操作模块(13)的区域中的夹持位置(17)和入口侧的夹持位置(15)之间移动，或者在所述操作模块(13)的区域中的夹持位置(17)和出口侧的夹持位置(16)之间移动。
4.根据权利要求1或2所述的生产系统，其特征在于，所述容器(11)是饮料瓶。
5.根据权利要求1或2所述的生产系统，其特征在于，轨道状的搬运装置设置为从所述容器入口延伸至所述容器出口，并且所述加工单元与至少一个被单独驱动的搬运装置关联，所述被单独驱动的搬运装置能够以被沿着所述轨道状的搬运装置引导的方式移动，并且利用所述被单独驱动的搬运装置所述容器(11)能够定位在所述操作模块内。
6.根据权利要求5所述的生产系统，其特征在于，利用所述被单独驱动的搬运装置所述容器(11)在被引导运动期间能够定位在所述操作模块内。
7.根据权利要求5所述的生产系统，其特征在于，所述轨道状的搬运装置在所述操作模块的区域内形成为弯曲状。
8.根据权利要求1或2所述的生产系统，其特征在于，在加工单元之间还设置有至少一个分配模块(32)，用于不同工作步骤，利用所述分配模块(32)，由所述容器(11)形成的产品流能够被分配至至少两部分产品流，或者由所述容器形成的至少两部分产品流能够合并。
9.根据权利要求8所述的生产系统，其特征在于，被单独驱动的两个输送装置(34、35)分别具有附接于其上的、用于接收和传送所述容器(11)的至少一列夹持件(38、39)，所述输送装置(34、35)设置在所述分配模块(32)上，并且所述容器(11)借助两个所述输送装置的所述夹持件能够移动至相同的交接区位置，用于从所述加工单元接收所述容器或将所述容器输送至所述加工单元。
10.根据权利要求8所述的生产系统，其特征在于，两个循环的输送装置(34、35)分别具有附接于其上的、用于接收或输送所述容器(11)的至少一列夹持件(38、39)，所述输送装置(34、35)设置在所述分配模块(32)上，并且在所述输送装置的入口侧的相应路径(34a)和在所述输送装置的出口侧的相应路径(34b)被设置为将一者布置在另一者上方，使得成列的夹持件(38、39)能够连续地移动至相同的交接区位置。
11.根据权利要求1或2所述的生产系统，其特征在于，所述生产系统还包括移动操作模块(51)，所述移动操作模块(51)用于具有预定的工作加工周期的第一工作步骤，所述移动操作模块(51)能够依序联接到与所述第一工作步骤相比具有较长的工作加工周期的第二工作步骤用的加工单元，以便使至少两个容器(11)在依序执行所述第二工作步骤期间还执行所述第一工作步骤。
12.一种用于生产和/或灌装容器(11)的生产系统(100)，所述生产系统(100)具有模块化的加工单元(21、21a～21d)，每个模块化的加工单元(21、21a～21d)均包括：
-至少一个固定的操作模块(23、29、30)，所述操作模块(23、29、30)用于生产或加工所述容器；和
-搬运装置(22、24)，所述搬运装置(22、24)用于在所述加工单元的容器入口(25)和所述加工单元的容器出口(26)之间搬运所述容器并且用于将所述容器定位在所述操作模块中，其中所述容器入口和所述容器出口之间的所述搬运装置包括可移动的夹持单元，所述夹持单元具有长度可变的夹持臂(27)，所述夹持臂(27)用于在所述夹持单元运动期间在所述操作模块的区域中保持所述容器。
13.根据权利要求12所述的生产系统，其特征在于，所述夹持臂(27)是可枢转地安装的。
14.根据权利要求12所述的生产系统，其特征在于，所述夹持臂(27)用于将所述容器保持在相对于所述操作模块恒定的位置。
15.根据权利要求12或13所述的生产系统，其特征在于，轨道状的搬运装置(22)设置为从所述容器入口延伸至所述容器出口，并且所述加工单元(21)与至少一个被单独驱动的搬运装置(24)关联，所述被单独驱动的搬运装置(24)能够以被沿着所述轨道状的搬运装置引导的方式移动，并且利用所述被单独驱动的搬运装置(24)所述容器(11)能够定位在所述操作模块(23、29)内。
16.根据权利要求15所述的生产系统，其特征在于，利用所述被单独驱动的搬运装置(24)所述容器(11)在被引导运动期间能够定位在所述操作模块(23、29)内。
17.根据权利要求15所述的生产系统，其特征在于，所述被单独驱动的搬运装置(24)包括安装有长度可变的夹持臂(27)的夹持单元。
18.根据权利要求17所述的生产系统，其特征在于，所述夹持臂(27)是可枢转地安装的。
19.根据权利要求12或17所述的生产系统，其特征在于，夹持件(28)可枢转地安装于所述夹持臂(27)。
20.根据权利要求19所述的生产系统，其特征在于，夹持件(28)可枢转地安装于所述夹持臂(27)，使得所述夹持臂和所述夹持件能够围绕彼此平行的转动轴线分开地枢转。
21.根据权利要求12或13所述的生产系统，其特征在于，所述夹持单元包括与所述容器(11)的颈部形状配合地夹持用的夹持件(28)。
22.根据权利要求21所述的生产系统，其特征在于，所述夹持单元包括与所述容器(11)的颈部形状配合地夹持用的夹持件(28)，使得被保持的所述容器能围绕该容器的纵向轴线转动地安装在所述夹持件内。
23.根据权利要求15所述的生产系统，其特征在于，所述轨道状的搬运装置(22)在所述操作模块(23)的区域内形成为弯曲状。
24.根据权利要求12或13所述的生产系统，其特征在于，在加工单元(2、3a-3d)之间还设置有至少一个分配模块(32)，用于不同工作步骤，利用所述分配模块(32)，由所述容器(11)形成的产品流能够被分配至至少两部分产品流，或者由所述容器形成的至少两部分产品流能够合并。
25.根据权利要求24所述的生产系统，其特征在于，被单独驱动的两个输送装置(34、35)分别具有附接于其上的、用于接收和传送所述容器(11)的至少一列夹持件(38、39)，所述输送装置(34、35)设置在所述分配模块(32)上，并且所述容器(11)借助两个所述输送装置的所述夹持件能够移动至相同的交接区位置(9、10a-10d)，用于从所述加工单元(2、3a-3d)接收所述容器或将所述容器输送至所述加工单元(2、3a-3d)。
26.根据权利要求24所述的生产系统，其特征在于，两个循环的输送装置(34、35)分别具有附接于其上的、用于接收或输送所述容器(11)的至少一列夹持件(38、39)，所述输送装置(34、35)设置在所述分配模块(32)上，并且在所述输送装置的入口侧的相应路径(34a)和在所述输送装置的出口侧的相应路径(34b)被设置为将一者布置在另一者上方，使得成列的夹持件(38、39)能够连续地移动至相同的交接区位置(9、10a-10d)。
27.根据权利要求12或13所述的生产系统，其特征在于，所述生产系统还包括移动操作模块(51)，所述移动操作模块(51)用于具有预定的工作加工周期的第一工作步骤，所述移动操作模块(51)能够依序联接到与所述第一工作步骤相比具有较长的工作加工周期的第二工作步骤用的加工单元(52a、52b、52c)，以便使至少两个容器(11)在依序执行所述第二工作步骤期间还执行所述第一工作步骤。
28.根据权利要求12或13所述的生产系统，其特征在于，所述容器(11)是饮料瓶。
29.一种用于生产和/或灌装容器的方法，其在根据权利要求1～28中任一项所述的生产系统(200)中进行，其中，将所述容器(11)从具有第一工作加工周期的第一工作步骤用的加工单元(2)分配给具有与第一工作加工周期相比周期较长的第二工作加工周期的第二工作步骤用的多个加工单元(3a-3d)。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，至少一个第一加工单元(1a、1b)被设置为用于具有第一工作加工周期的所述第一工作步骤，至少一个第二加工单元(1c、1d)被设置用于具有比第一工作加工周期长的第二工作加工周期的所述第一工作步骤，接着，对于所述第二工作步骤，所述容器根据加工周期以加权的方式被分配至所述加工单元(2a-2h)，以均衡用于所述第二工作步骤的所述加工单元的产能利用的程度。
31.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述容器(11)是饮料瓶。
32.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述至少一个第二加工单元(1c、1d)是平行地连接于所述第一加工单元(1a、1b)的至少一个第二加工单元(1c、1d)。
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