CN116113578A - 物品生产过程中的控制方法和根据该方法操作的物品生产设备 - Google Patents

Abstract

一种用于对物品(2)的生产过程进行控制的方法，包括以下步骤：将多个物品(2)给送到第一操作单元(30)，在该第一操作单元处物品经受第一处理操作；对从第一操作单元(30)输出的物品(2)的至少一个特性进行控制；在输出的物品(2)中识别出第一组物品和第二组物品，第一组物品的特性符合预定质量参数，第二组物品的特性不符合预定质量参数；将从第一操作单元(30)输出的物品(2)移送到至少一个第二操作单元(40)，在至少一个第二操作单元处物品经受至少一个第二处理操作；允许至少一个第二操作单元(40)对第一组物品执行至少一个第二处理操作；接收从至少一个第二操作单元(40)输出的物品(2)，然后丢弃第二组物品。

Description

物品生产过程中的控制方法和根据该方法操作的物品生产设备

技术领域

本发明涉及一种在生产过程中控制物品质量的方法。它还涉及旨在根据该方法进行操作的生产设备。

背景技术

本发明优选地但非排他性地应用在对食品和非食品产品进行制备和包装的领域中，所述食品和非食品产品的示例以用于冲泡型饮料例如咖啡的囊状件为代表，在不失一般性的情况下将在下文中提及该产品。

特别地，在该技术领域中，已知下述生产和包装设备，在这种生产和包装设备中多个容器单独地填充有待包装的产品例如咖啡粉，然后，在用合适的膜对其封闭之后，包装在特殊的盒状件中并送往最后的包装步骤。

这种类型的生产设备可以包括多个操作单元，这些操作单元按顺序布置以形成生产线，每个操作单元对容器进行特定的处理操作，直到获得最终产品。

这些过程彼此之间可能非常不同，并且还可能涉及旨在与容器配合以获得最终产品的其他组件，诸如，例如可以插入容器底部的保护盘、联接到容器的内部并用于容纳冲泡型饮料的粉末的过滤件、倒入的粉末状产品、封闭膜、以及还有可能存在的标签。

概括地说，每个操作单元都可能出现故障，这些故障可能导致处理的物品不符合要求的质量标准，这意味着需要计划对处理的物品进行控制，以识别那些不符合要求的物品，并因此丢弃它们。

当然，取决于要控制的特性，在过程中或过程结束时可以对物品进行的控制的类型是各式各样的，其中包括光学控制、重量控制、尺寸控制和分光光度控制。

发明内容

在本说明书以及所附权利要求中，某些术语和表述被认为具有以下定义中表述的含义，另有明确说明的除外。

术语“物品”是指易于在生产过程中处理或通过涉及不止一个操作单元的生产过程获得的任何物体。

因此，物品可以是最终产品，或半成品。

物品可以彼此相同，或者它们可以在某些特性例如形状、成分或颜色上彼此不同。

物品可以是例如已经包装在单独的容器或包装纸中的食品和糖果产品，诸如咖啡囊状件或其他冲泡型饮品、饮料瓶和饮料盒、酸奶罐、单独的巧克力(包装式或非包装式)、糖果、小型盒、装有固体、液体或半固体食品的贮袋；此外，陶瓷行业的产品、卫生用吸收性产品、烟草行业的产品、化妆品行业的产品、制药行业的产品、个人和家庭护理行业的产品。

当被处理的物品通过运输机移动时，过程或其步骤，特别是由操作单元执行的处理，是“连续地”执行的，该运输机在该过程或该步骤期间具有非零的速度。

当物品的特性发生变化时，对物品进行“处理”，上述特性诸如为物品的形状、定向、颜色、整体组成(例如通过与其他部件或其他产品联接或组合)，甚至是该物品相对于其他物品的布置。

在包括被设置成用于对物品执行连续处理操作的多个操作单元的生产设备中，“过程索引”是指在连续的物品进入生产过程时由操作单元以循环方式连续采用的所有不同操作配置的集合。

过程索引，在行业中也被称为“虚拟逻辑轴”或简称为“虚拟轴”，当对物品的处理操作由彼此同步并且包括(诸如当装置安装在传送带式传送装置上时)以循环方式作用于物品的多个装置的操作单元执行时特别有用。在这种情况下，实际上，装置循环连续地对给送到操作单元的物品进行操作，使得在与装置的数量相等的数个步骤之后，操作单元始终具有相同的操作配置。

为此，应当注意，操作单元的“配置”由被指定用于对单个物品执行处理操作的装置的相对位置来限定。

举例来说，在包括8个以规律间距安装在传送带设备上的填充装置的容器填充单元中，每次填充装置拾取物品以对其填充时可以限定一过程步骤。可以注意到，在8个过程步骤之后，填充单元将始终具有相同的操作配置。

当处理操作中存在装置数量不同的操作单元时，限定上述过程索引的可能配置为各操作单元中装置数量的最小公倍数。

换言之，当新物品被引入生产过程中时，过程索引会对每个操作单元的配置进行快照。不同操作单元的这组配置限定了过程索引步骤。应该指出的是，可以同时将多个物品引入过程或操作单元，前提是它们由单独的装置接管。

需要说明的是，本文中的“装置”是指能够对单个物品进行处理操作的数个设备。装置可以一个接一个地接连布置在操作单元中，或者它们可以连续组的形式布置，例如成对地布置。

当物品的特性满足最终产品的特定要求时，该“特性”就是“符合”预定质量参数的。

从这个意义而言，被控制的特性应在一般意义上理解，特别是，可以是定量的可测量特性(诸如重量或尺寸)或者定性的可评估特性(诸如完整性或存在性，或者，再次地，物品或部件的形状)。

申请人已经初步观察到，在物品的生产过程中，对所进行的处理操作的控制除了保证物品符合要求的质量参数之外，还允许更有效地管理生产过程，例如通过及时识别操作单元可能出现的故障，从而允许他们快速准时地进行纠正干预。

申请人进一步观察到，一般而言，物品在生产过程的下游受到控制，如果它们不符合质量参数，它们将在被送去进行最终包装之前被丢弃。

然而，申请人已经核实，当导致物品不合格的处理不是所设想的生产过程中的最后处理时，该不合格物品同样要经受继导致该产品不合格的处理之后的所有处理。

申请人已经注意到，然而，这样的事件可能导致后续处理中的其他不便，包括材料在生产设备中扩散的可能性，或者在最坏的情况下，甚至损坏后续操作单元和停产的可能性。

此外，申请人已经观察到，在任何情况下，使不合格的物品经受一个或更多个后续过程都需要浪费能源，并且可能浪费材料，从而对生产成本和环境产生负面影响。

因此，申请人考虑了在最关键的处理操作的下游立即执行控制操作并立即丢弃在这种处理之后被证明不合格的任何物品的可能性。

然而，申请人已经确定，需要大量增加控制站和剔除不合格物品的这种可能的解决方案带来诸多缺点，包括生产设备的整体尺寸和生产成本的显着增加。

此外，申请人已经证实，当生产设备以高生产速度连续运行时，这些问题进一步加剧，这是循环时间减少的直接结果。

然而，申请人已经认识到，可以通过以下方式来克服上述缺点：沿着生产过程识别合格物品和不合格物品，并且在让它们一起沿着设备继续行进的同时，选择性地停用下游操作单元以便至少部分地避免这些下游操作单元对不合格物品执行不必要的处理。

最后，申请人发现了一种物品生产过程的控制方法，其提供了下述步骤：在第一操作单元的下游对物品质量进行控制，识别不合格物品，使它们在生产过程中与合格物品一同行进，但是具有部分地停用下游操作单元的预防措施，使得下游操作单元规律地对合格物品进行预期的处理，并尽可能避免对不合格物品进行此类处理，一方面可以避免对在任何情况下注定要被丢弃的物品进行不必要的处理，从而节省能源以及可能地节省材料，同时避免破坏物品沿生产过程的正常流动。

因此，在其第一方面，本发明涉及一种用于控制生产物品的过程的方法。

优选地，所述方法包括将多个物品给送到第一操作单元的步骤，该第一操作单元被设置为使所述物品经受第一处理操作。

优选地，所述方法包括对从所述第一操作单元输出的所述物品的至少一个特性进行控制的步骤。

优选地，所述方法包括在所述物品中识别第一组物品的步骤，该第一组物品的所述特征符合预定质量参数。

优选地，所述方法包括在所述物品中识别第二组物品的步骤，该第二组物品的所述特性不符合所述预定质量参数。

优选地，所述方法包括将从所述第一操作单元输出的所述物品传送到至少一个第二操作单元的步骤，所述第二操作单元被设置为使所述物品经受至少一个第二处理操作。

优选地，所述方法包括允许所述至少一个第二处理单元对所述第一组物品执行所述至少一个第二处理操作的步骤。

优选地，所述方法包括至少部分地防止所述至少一个第二操作单元对所述第二组物品执行所述至少一个第二处理操作的步骤。

优选地，所述方法包括对从所述至少一个第二操作单元输出的所述物品进行接收的步骤。

优选地，所述方法包括丢弃所述第二组物品的步骤。

在其第二方面，本发明涉及一种用于生产物品的设备。

优选地，所述设备包括第一操作单元，该第一操作单元被设计成使这些物品经受第一处理操作。

优选地，所述设备包括至少第二操作单元，第二操作单元被设置为使所述物品经受至少一个第二处理操作。

优选地，所述设备包括检测系统，该检测系统被设置成对位于所述第一操作单元与所述至少一个第二操作单元之间的所述物品的至少一个特性进行检测。

优选地，所述设备包括连接到所述检测系统的所述设备的控制单元。

优选地，所述控制单元被布置成对所述物品与所述特性的预定质量参数的符合性进行控制。

优选地，所述控制单元被布置成在所述物品中识别第一组物品，所述第一组物品的所述特性符合所述预定质量参数。

优选地，所述控制单元被布置成在所述物品中识别第二组物品，所述第二组物品的所述特性不符合所述预定质量参数。

优选地，所述控制单元被布置成对所述至少一个第二操作单元进行控制以对所述第一组物品执行所述至少一个第二处理操作。

优选地，所述控制单元被设置成对所述至少一个第二操作单元进行控制以至少部分地防止对所述第二组物品执行所述至少一个第二处理操作。

优选地，所述设备包括丢弃站，该丢弃站位于所述至少一个第二操作单元的下游并且被设置为对所述第二组物品进行丢弃。

通过这些特征，可以有效地控制涉及多个彼此接连的操作单元的物品生产过程，避免在每个操作单元的下游设置昂贵且笨重的丢弃站，同时避免将资源(能源或材料)浪费在已经注定要被丢弃的物品上。

本发明的控制方法还允许工件在各个操作单元中的流动不受干扰，使得其特别适用于连续过程和高生产能力的过程，从而使生产设备更经济高效。

在其第三方面，本发明涉及一种用于物品的光学检查的方法。

优选地，所述方法包括对所述物品的待控制表面进行识别的步骤。

优选地，所述方法包括以下步骤：将多个摄像机布置成指向所述物品，以便捕获所述待控制表面的图像。

优选地，所述摄像机被定位成使得：在由每个所述摄像机捕获的每个图像中限定有中心区域和周缘区域，在所述中心区域中所述待控制表面被较多的聚焦，在所述周缘区域中所述待控制表面被较少的聚焦。

优选地，所述中心区域对应于靠近所述摄像机的光轴的分区。

优选地，所述周缘区域对应于远离摄像机的所述光轴的分区，更优选地对应于所述图像的与所述中心分区互补的分区。

优选地，所述摄像机被定位成使得所述待监控表面的每个部分由位于其中心区域的至少一个摄像机或由位于相应周缘区域的至少两个摄像机进行检测。

优选地，所述方法包括通过所述摄像机捕获所述待控制表面的相应图像的步骤。

优选地，所述方法包括分析所述图像以识别与所述待控制表面相关联的任何不合格的步骤。

利用该方法，通过分析摄像机捕获的图像能够有效地控制复杂形状物品的表面是有利的，上述复杂形状物品的表面例如为具有通常不规则形状的圆柱形、截头圆锥形或截锥体容器的内表面。

特别地，该方法通过利用对位于摄像机的图像的中心区域(因此完全聚焦)的或存在于由放置在不同角度的摄像机捕获的至少两个图像中的待控制表面的每个感兴趣部分的图像进行分析的可能性，可以对以存在大量凸起和凹陷为特征的表面进行有效且精确地控制。

对不同摄像机捕获的图像的中心区域和周缘区域的识别取决于多个因素，首先是摄像机的光学特性、它们相对于待控制表面的定位和待控制表面的形状，并且必须根据分析图像所需的精确度逐个评估。

在上述方面的至少一个方面，本发明还可以具有至少一个下述优选特征。

优选地，在已对所述特性进行控制之后，所述物品在连续的操作单元中经受多个处理操作，并且所述连续的操作单元中的每一个操作单元被允许对所述第一组物品执行相应的处理操作并且被至少部分地防止对所述第二组物品执行所述相应的处理操作。

以这种方式，能源和可能的材料资源的节省扩展到设备的在识别不合格物品的质量控制下游的整个部分。

优选地，所述第二组物品在所述生产过程结束时被丢弃。

在一些实施例中，设想在一个或更多个操作单元的下游对所述物品进行不止一次的控制操作，并且所述第二组由在至少一个所述控制操作中被识别为不合格的所有物品形成。

以此方式，通过在处理操作中的每种控制上复制相同的发明构思，还可以成倍增加有益性。

优选地，所述操作单元彼此同步。

以此方式，可以在生产设备的操作单元的配置与其他操作单元的配置之间建立对应关系，还允许对过程步骤的时间序列进行限定，在上述过程步骤中操作单元的配置是预先确定的。

优选地，所述第一处理操作由所述第一操作单元通过多个装置来执行，并且更优选地，每个装置旨在对不同的物品进行操作。

以此方式，通过利用在时间上可以彼此并行或彼此错开操作的不同装置处理来多个物品，可以提高第一过程的生产能力。

在一些实施方式中，在所述物品移动的同时连续地执行所述第一处理。

这进一步促进了以高生产速度对物品进行第一处理的可能性。

在一些实施方式中，所述至少一个第二处理由所述至少一个第二操作单元通过多个装置来执行，并且更优选地，每个装置旨在对不同的物品进行操作。

优选地，在所述物品移动的同时连续地执行所述至少一个第二处理操作。

优选地，物品的整个生产过程是连续执行的。

在一些实施方式中，过程索引被限定为当连续的物品进入生产过程时由所述操作单元以循环方式连续采用的所有不同操作配置的集合。

这种过程索引的限定有利地允许对不同操作单元可以应用于其中的操作配置的时间连续性进行识别。

优选地，每个所述物品与所述过程索引的步骤编号唯一关联。

以此方式，对于每个物品，可以唯一地标识将对该物品执行(或已经执行)相应处理的操作单元的配置。

实际上，当物品进入生产过程时，它会到达生产设备的处于给定的操作配置的各操作单元(即它进入过程索引的给定步骤)并且，假设操作单元彼此同步并且因此操作单元的连续操作配置全部由过程索引的规则连续的步骤标记，物品所处的设备的操作配置在该物品经受任何后续处理时实际上仍然是唯一确定的。

换言之，一旦进入过程，物品的后续路线就已经预先确定，无法更改。

沿着生产过程移动的物品与对这些物品执行相应处理操作的不同操作单元的操作配置之间的这种唯一关联允许对操作单元进行非常精确的控制。

在一些实施方式中，将物品识别为属于所述第二组是通过限定在所述控制单元中的滚动寄存器上记录不合格来完成的。

该滚动寄存器记录了与对每个物品执行的不同过程相关的从过程开始到结束的所有事件和信息，特别是在质量参数控制期间对物品不合格的评估可以被有利的记录。

例如，该记录允许控制单元准确地识别要在丢弃站丢弃的物品。

此外，它允许选择性地和暂时地(至少部分地)停用被要求对识别为不合格的物品执行处理的装置。

在对被识别为不合格的物品的处理中，操作单元的停用可能是完全的或部分的取决于要执行的处理，如果有必要，还取决于已经执行的处理。

特别是，停用将是完全的，即不合格物品将通过至少一个操作单元，而不会在该操作单元中进行任何设想的处理，除了不处理所获得的节省，无论如何这都不会导致继续处理的更大不利结果。在后一种情况下，不合格物品预计会进行最少的处理(操作单元的部分停用)，以免造成此类不便，同时仍能节省少量费用。

完全停用的示例是，当空囊状件在过程开始时被检测到有缺陷，那么所有下游处理，例如用咖啡粉填充该囊状件并用薄膜封闭该囊状件，都可以完全停用。

部分停用的示例是当囊状件在填充咖啡粉的步骤后被检测为有缺陷时。在这种情况下，仍然建议用盖件封闭囊状件，以防止咖啡粉从囊状件中逸出并散布到环境中。然而，封闭囊状件的操作可以部分方式进行，例如持续较短的时间段，这本身不足以保证成品囊状件遵照正常质量标准的气密性，但至少足以避免粉末在到达丢弃不合格物品的站之前被散布到环境中。

本发明的该特征的另一个重要优点是可以检测操作单元内的特定装置的故障。

事实上，通过对不合格物品的过程索引的各个步骤进行分析，可以准确地识别出不同操作单元的哪些装置对它们进行了作用，从而可以识别出任何发生故障的装置。这样做的好处是减少了识别故障的时间和可能的停机时间，因此可以及时启动必要的纠正程序。

优选地，所述过程索引的步骤编号打印在每个物品上。

这样，如果仅在生产过程的下游检测到一个或更多个物品可能不合格，特别是在最终产品上，则可以追溯到作用于该物品的装置，以便可以识别任何故障。

优选地，在所述过程结束时打印所述过程索引的步骤编号。

在一些实施方式中，如果所述设备的一操作单元的一装置被停用，则其他操作单元的涉及下述物品的所有处理都会被停用：所述物品具有包括被停用的该装置的所述过程索引的步骤编号。

以此方式，可以排除操作单元的特定装置，例如为了进行维护，而不必中断操作单元的其他装置的正常操作。

事实上，在这种情况下，仅可能在过程索引的使用被排除的装置的给定步骤处禁止物品进入过程。

在一些实施方式中，所述特性由光学检测系统控制。

可替选地或附加地，检测系统可以是不同类型的，例如重量分析，或者更一般地，可以基于辐射或电磁场的使用。

在一种实施方式中，所述第一操作单元包括在所述物品之一上的部件的组装过程，并且所述控制包括通过光学检测系统控制所述组装过程。

优选地，通过所述光学检测系统进行的所述控制是根据前述第三方面的方法进行的。

在一种实施方式中，所述物品是内部组装有过滤件的囊状件。

优选地，所述待控制表面是组装到所述囊状件的所述过滤件的表面。

优选地，所述待控制表面为带底部和侧壁的截头圆锥形。

优选地，所述过滤件在其与所述底部相对的上边缘联接到所述囊状件。

优选地，所述侧壁是褶皱的。

优选地，所述摄像机被放置在所述囊状件的口部上方以便能够获取所述侧壁和所述底部的图像。

优选地，所述摄像机定位在所述囊状件上方100mm至200mm之间的高度处。

优选地，所述摄像机彼此共面，更优选地，它们布置在平行于所述口部的平面中。

在一种实施方式中，该中心区域对应于以所述光轴为中心的90°视角。

优选地，所述侧壁的至少90％的表面，更优选地，所述侧壁的整个表面，是所述摄像机之一的中心区域的一部分。

以此方式，在最佳聚焦条件下分析待控制的最关键表面，即过滤件的侧壁。

优选地，所述摄像机的光轴指向所述侧壁，更优选地在所述口部与所述底部之间的中间高度处。

优选地，所述摄像机的光轴相对于所述过滤件的所述底部倾斜45°至70°的角度，更优选地倾斜55°至60°的角度。

在一种实施方式中，所述底部的中心部分是所述摄像机的至少两个周缘区域的一部分。

以此方式，通过利用从不同角度拍摄的图像的冗余来分析过滤件底部的中心部分，从而补偿它没有被完全聚焦的事实。

在一种实施方式中，所述摄像机是四个并且优选地，它们位于正方形的顶点处。

在一种实施方式中，所述光学检测系统包括照明器件，该照明器件被设置成在所述摄像机获取所述图像时照亮所述待控制表面。

优选地，所述照明器件对于所有摄像机是唯一的。

优选地，所述照明器件介于所述摄像机和所述待控制表面之间，位于所述摄像机的视野之外。

优选地，所述照明器件具有环形形状。

优选地，在所述物品移动的同时对所述特性进行控制。

在一些实施方式中，所述物品以每分钟超过500件、更优选每分钟超过1000件物品、甚至更优选每分钟超过1200件物品的速度被给送。

在一些实施方式中，所述物品是用于冲泡型饮料例如咖啡的囊状件。

在一些实施方式中，所述生产设备的所述第一操作单元和所述至少一个第二操作单元包括用于给送空囊状件的单元、用于用浸泡型饮料粉末填充空囊状件的单元、以及用于封闭囊状件的单元。

更优选地，所述生产设备的所述第一操作单元和所述至少一个第二操作单元还包括在所述给送单元和所述填充单元之间的过滤件联接单元，以联接到所述相应的空囊状件，并且甚至更优选地，在所述联接单元之前，包括待联接到所述空囊状件的过滤件形成单元。

优选地，所述第一操作单元包括第一传送构件，多个第一装置安装在所述第一传送构件上，并且所述物品在被所述第一传送构件移动的同时经受由所述第一装置进行的所述第一处理操作。

以此方式，可以以连续的方式进行物品的第一处理。

优选地，所述至少一个第二操作单元包括至少一个第二传送构件，多个相应的第二装置安装在所述至少一个第二传送构件上，并且所述物品在它们被所述至少一个第二传送构件移动的同时经受由所述相应的第二装置进行的所述至少一个第二处理操作。

以此方式，可以连续地进行物品的第二次处理，并且还可能连续进行第一处理下游的所有处理。

附图说明

通过非限制性示例并参考附图的详细描述，本发明的特征和优点将变得更加清楚，其中：

图1是根据本发明的方法操作的物品生产设备的俯视示意平面图；

图2是图1中的生产设备的第一部分的放大俯视立体示意图；

图3是图1中的生产设备的第二部分的示意性侧视图。

具体实施方式

参考附图，1表示根据本发明的控制方法进行操作的用于物品2的设备。

在这里描述的实施方式中，生产设备1被设置成制备用于冲泡型饮料特别是咖啡的囊状件。

因此，在该实施方式中，物品2(在下文中也用相同的附图标记表示)由囊状件形成，在生产过程的发展过程中逐渐处理这些囊状件，直到它们在设备1的末端变成准备好的囊状件用于包装、打包和最终发货。

一般而言，设备1包括：入口单元10，空囊状件2给送到该入口单元中；过滤件成形单元20，在该过滤件成形单元中特殊形成的过滤件被插入到每个空囊状件2中；联接单元30，在该联接单元中过滤件被联接至相应的囊状件2；填充单元40，在该填充单元中设置有过滤件的空囊状件2被填充咖啡粉；封闭单元50，在该封闭单元中填充有咖啡的囊状件2通过膜被再次封闭；以及出口单元60，在该出口单元中囊状件被适当地选择，然后被送往包装设备(未显示)。

在本实施方式中，入口单元10和过滤件形成单元20之间还设置有辅助单元11，用于在空囊状件2的底部放置相应的保护盘。

囊状件2由具有截头圆锥形状的刚性外壳形成，包括底部，扩张形侧壁从该底部朝向与该底部相反的口部延伸。底部的横截面小于口部，总体而言，囊状件的直径在20mm至60mm之间，高度在15mm至60mm之间。

上述各单元10、11、20、30、40、50、60分别代表生产设备1的相应操作单元，每个单元被布置成对囊状件2或囊状件2的部件进行一个或更多个特定的处理操作。

设备1连续运行，使得不同操作单元内的囊状件2在由传送构件传送的同时经受相应的处理，该传送构件可以是输送器或传送带类型，然后通过移送器件使囊状件在连续的操作单元之间进行移送。

有利地，每个物品2总是被单独地保持、移动和处理，使得在任何给定时间物品2在生产设备1内的位置总是由操作单元或移送器件的位置唯一地确定。

换言之，这意味着，例如，在生产设备1中，不存在对随机数量的物品进行处理操作的操作单元，并且不存在对物品的随机分组以及物品从一个操作单元到其他操作单元的随机移送。

因此，所有操作单元也相互同步，以便能够正确处理物品。

入口单元10包括分选器件12，该分选器件用于从一对嵌套的囊状件叠置体中提取单个囊状件并将它们放置在带式输送器13上，在带式输送器13的路径期间，在辅助单元11处于囊状件的底部上设置保护盘，如果过程如此设想了的话。

可能设置有保护盘的空囊状件2然后以连续行的形式移送到过滤件形成单元20，在该过滤件形成单元处过滤件被形成并定位在每个空囊状件2内部，这要归功于设置了安装在旋转式传送带22上的特殊装置21。

由过滤件形成单元20形成的过滤件除了其高度之外在形状上与它插入其中的囊状件2相似。特别地，过滤件具有截头圆锥形状，包括基本上水平且平滑的底部，扩张形侧壁从该底部朝向与该底部相反的口部延伸。侧壁是完全褶皱的，规则的褶皱从口部纵向延伸直至底部。

然后通过交换轮23将囊状件2和相关过滤件移送到联接单元30，在该联接单元处，在配备有定位和接合(weld)装置32的另一旋转式传送带31上，将过滤件正确定位并接合在囊状件2内部。具体地，过滤件在其侧壁的靠近相应口部的上冠部处接合到囊状件的相应侧壁。

设置有过滤件的囊状件2然后通过特殊的钳型夹持元件34从交换轮33上取下，并移送到填充单元40，在填充单元中，由于配备有递送器件的特殊装置41，囊状件2被填充咖啡粉，在旋转式传送带42上被连续传送。

在一系列其他交换轮之后，囊状件2被带到封闭单元50，在封闭单元中，囊状件在均匀布置在旋转式传送带52上的特殊接合装置51处被用盖件封闭。

在封闭单元50的下游，经填充并适当封闭的囊状件2被移送到出口单元60，在这里囊状件2在被移送至包装设备之前被标记、抽样和分类。

沿着生产设备1还设置了多个检测系统，这些检测系统被设置成获取关于囊状件2或其组件的信息，这些信息对于验证在一个或更多个紧接在前的操作单元中执行的处理的质量是有用的。

特别地，每个检测系统被设置成控制物品或组件的一个或更多个特性以验证它们是否符合预定质量参数。

当然，要控制的特性取决于上游操作单元中执行的特定过程，并且可能非常多样化，具体取决于过程、物品和要满足的质量参数。

举例来说，在生产设备1中，在联接单元30和填充单元40之间设置第一检测系统35，在填充单元40下游设置第二检测系统45，在封闭单元50处设置第三检测系统55。

具体地，第一检测系统35被设置成获取为验证过滤件的完整性及其在囊状件2内的正确联接所必需的信息，第二检测系统45被设置成获取为验证用咖啡粉正确填充囊状件所必需的信息，以及和第三检测系统55被设置成获取为验证在将盖件接合到相应的囊状件上之前该盖件在接合装置51上的正确定位所必需的信息。

这些检测系统是根据要控制的特性来选择的，因此可能基于不同的操作原理。例如，第一检测系统35和第三检测系统55是光学类型的并且基于对特殊摄像机捕获的图像的分析，而第二检测系统45可以是重力或微波类型。

生产设备1还包括控制单元100，该控制单元被设置成控制整个生产过程以及每个单独的操作单元，当然还控制相关联的检测系统。

首先，通过当连续的物品进入生产过程时由操作单元采用的所有不同操作配置的循环连续在控制单元100中定义过程索引。当新物品进入过程时，不同操作单元采用的每种配置形成了过程索引中的步骤。

由于所有操作单元同步运行，不存在物品的中间堆积，进入操作单元的每件物品与离开同一操作单元的一件物品和进入下一操作单元的一件物品相对应。

此外，由于每个操作单元包括一个或更多个以循环方式执行计划操作的装置(由于它们运行在旋转式传送带上)，因此每个操作单元在限定的操作次数(对应于传送带的一整圈)之后具有相同的配置(即相同的装置布置)。

因此，总是可以确定过程循环数，由单个操作单元的装置数之间的最小公倍数表示，之后所有操作单元又呈现相同的配置(每个执行一个或更多个完整的循环)。

换言之，生产设备1的所有操作单元的配置对于与上述过程循环数相等的每数个过程索引步骤都是相同的。

此外，每个过程索引步骤又可以进一步细分为对在比过程索引步骤更小的时间间隔内发生的处理或事件进行更精确地控制所需的数个子步骤。例如，每个过程索引步骤可以进一步细分为360个子步骤。

后续的子步骤以及因此过程索引的每个步骤都由编码器标记。

此外，在操作单元100中限定了滚动寄存器，其中记录了与每个物品相关的从其进入设备1直到从设备1离开的所有被认为重要的事件和信息。

依据这些假设，对于进入生产设备1的每个新囊状件2，例如当从分选单元12中移出时，控制单元100分配过程索引的步骤编号，这将唯一地限定其在生产设备1内的路径并且，特别地，唯一地限定该囊状件将由每个操作单元的哪个装置来进行处理。

如果分选单元12同时移出不止一个囊状件，则根据所移出的物品的位置来建立数列顺序。

在下文中，为了详细描述本发明，将具体参考介于联接单元30和填充单元40之间的第一检测系统35，联接单元30因此代表生产设备1的一般性的第一操作单元，填充单元40因此表示生产设备1的一般性的第二操作单元。相应地，旋转式传送带31因此表示一般性的第一传送构件，定位和接合装置32表示一般性的多个第一装置，而旋转式传送带42表示一般性的第二传送构件，装置41表示一般性的多个第二装置。

然而应当理解，关于第一检测系统35以及相应的联接单元30和填充单元40的陈述将在上述其他检测系统中类似地可再现。

如图2中更清楚可见，检测系统35位于交换轮33处，交换轮33间置于联接单元30和填充单元40之间，并且包括在两个操作单位之间移送的四个摄像机36，所述四个摄像机能够获取囊状件2的一个或更多个图像。

检测系统35的摄像机36布置成与正方形的顶点共面，并且特别地安装在支撑板37上，该支撑板是水平的并且具有大的中心孔，摄像机指向该中心孔。

摄像机36被放置在距离囊状件2的口部约150mm的高度处，并且向下倾斜，使得摄像机的光轴相对于水平面倾斜约55°至60°。

环形照明器件38也定位在板37的孔处，面朝下并与摄像机36同步以用漫射光从上方照亮囊状件2及其内部的过滤件。

摄像机36以固定方式指向交换轮33路径上的点，囊状件2连续通过该点。

特别地，摄像机36被定向为捕获过滤件底部和褶皱侧壁的图像，其中要特别注意过滤件和囊状件之间的接合区域，底部、褶皱侧壁以及接合区域一起形成待由光学控制系统控制的表面。

有利地，摄像机36的光轴指向过滤件的侧壁，处于口部和底部之间的中间高度处。

摄像机36具有合适的焦距，例如16mm，这允许它们以大约70mm×50mm的取景框从上方对囊状件2和联接到其的过滤件进行取景。

在此取景框内，限定了中心区域和周缘区域，中心区域基本上对应于光轴附近的区域，在该中心区域中焦点可以认为是最佳的，在该周缘区域中图像稍微模糊。

由于摄像机36的特性及其特定布置，每个摄像机36的中心区域覆盖过滤件的侧壁扇区，该扇区以相应的光轴为中心延展约90°的角度。

以此方式，过滤件的整个侧壁(由于褶皱而更难以精确分析)是摄像机36的中心区域的一部分。此外，大部分侧壁还是摄像机36的周缘区域的一部分。

至于过滤件的底部，它又可以是摄像机36的图像的中心区域的一部分，或者，例如它的最中心部分，又可以是多个摄像机36的周缘区域的一部分，最好是所有四个摄像头36的周缘区域的一部分。

摄像机36捕获的图像立即由控制单元100借助特殊算法进行分析，以验证过滤件的完整性、其正确的形状、其在囊状件内的正确定位以及过滤件与囊状件之间的正确联接。

这种分析是实时进行的(几十毫秒)，并且这种分析可以识别这些特性是否符合所需的质量参数。

在此分析的基础上，识别出满足这些质量参数的第一组囊状件和不满足这些质量参数的第二组囊状件。

特别地，通过在滚动寄存器上在其特定过程索引步骤编号处记录这种不符合而唯一地识别第二组的所有囊状件2。

第一组和第二组的囊状件2都由交换轮33运送到后续的操作单元，即填充单元40，其中每个囊状件由相应的装置41拾取。

然而，接管属于第二组的囊状件2(即被识别为不合格的囊状件)的装置41基本上被停用，使得它们沿着填充单元40移动而没有填充咖啡粉。

类似地，所有囊状件2，包括那些在第一检测系统35处被识别为合格的和那些被识别为不合格的，都被给送到封闭单元50。

然而，被识别为不合格的囊状件2，即使它们被相应的接合装置51接收并被旋转式传送带52移动，也没有被相应的盖件封闭，从而节省了盖件和相应的接合操作。

在封闭单元50的下游，囊状件2然后被传送到出口单元60。

此处，如图3中更清晰可见，囊状件2由输送器61传送到标记站62，在标记站62处通过激光打印与产品相关的某些数据，例如批号、有效期和与生产过程相关的其他数据，特别包括与每单个囊状件相关的过程索引的步骤编号。

以此方式，可以精确识别出对每个单独的囊状件2执行了每个单独的处理的装置，即使当囊状件已经离开生产设备1时，例如在包装、打包步骤期间或甚至被投放市场以后也是如此。

出口单元60还包括抽样站63，在抽样站63处一些囊状件2被拾取用于可能的统计质量抽样，并且最后包括丢弃站64，在丢弃站处第一组的囊状件2(即，由于从每个检测系统得出的分析而被发现合格的囊状件)与第二组的囊状件2(即，由于从至少一个检测系统得出的分析而被发现不合格的囊状件)分离。

特别地，丢弃站64包括交换轮65，该交换轮选择性地拾取第一组的囊状件2以将它们带到用于包装设备的传送装置66，而将第二组的囊状件2留在输送器61上以旨在落入设置在输送器61末端的废物收集容器(未示出)中。

由于在滚动寄存器上记录了任何的不合格以及提供了过程索引和每个步骤与进入生产设备1并在其中被处理的每个囊状件的唯一关联，控制单元100可以对各操作单元的装置的所有启用和停用动作进行轻松管理，直至丢弃站64的交换轮65进行最终选择。

控制单元100还以基本类似的方式管理由第二检测系统45和第三检测系统55对囊状件2执行的质量控制。

特别地，第二检测系统45在填充单元40的下游验证给送到每个囊状件2中的咖啡粉的量是否符合所需的重量值。

如果作为该控制的结果，发现囊状件2具有不合格的值，则该囊状件也被识别为属于第二组并且其不合格被记录在滚动寄存器中。

然而，在这种情况下，可以设想的是，在由第二检测系统45产生的上述分析之后负责该被识别为不合格的囊状件2的接合装置51将仅被部分地停用。

特别地，可以设想的是，这样的囊状件仍将由盖件封闭，即使它没有完全密封或仅部分地密封。

这防止囊状件中的咖啡粉散布到环境中并且至少确保囊状件保持封闭至少直到从生产过程中丢弃的囊状件被处理掉。

类似地，在第三检测系统55的分析之后发现不合格的囊状件2被处理，第三检测系统55通过光学分析验证囊状件和盖件在被接合之前的正确定位。

同样在这种情况下，事实上，可以设想的是，用于操作盖件和被识别为不合格的囊状件2的密封操作的密封装置51仅被部分停用，以便仍然对已经填充有咖啡粉的囊状件进行封闭，其中盖件仅进行部分密封或以最低程度进行密封。

如果在抽样站62拾取的囊状件2的统计抽样显示任何额外的不合格囊状件，则处理这些额外囊状件的所有装置将通过打印在囊状件上的过程索引步骤编号而被容易地识别。

作为统计抽样的结果或作为过程中执行的控制的结果而被识别为不合格的囊状件的所有步骤编号也有利地被记录和统计验证，以便识别可归因于操作单元的某个特定装置的任何异常并允许任何有针对性的干预。

由于本发明的特征，因此可以有效地管理物品的生产过程，保证物品在其生产过程中的最高质量控制标准，而不会限制生产能力并且不会增加成本和生产设备的空间要求。

不言而喻，本领域的技术人员为了满足特定的和可能的应用需要，可以在所附权利要求书所限定的保护范围内对上述发明作出进一步的修改和变型。

Claims (18)

1.一种用于对物品(2)的生产过程进行控制的方法，包括：

将多个物品(2)给送到第一操作单元(30)，所述第一操作单元(30)被设置为使所述物品(2)经受第一处理操作，

对从所述第一操作单元(30)输出的所述物品(2)的至少一个特性进行控制，

在所述物品(2)中识别出第一组物品和第二组物品，所述第一组物品的所述特性符合预定质量参数，所述第二组物品的所述特性不符合所述预定质量参数，

将从所述第一操作单元(30)输出的所述物品(2)移送到至少一个第二操作单元(40)，所述至少一个第二操作单元(40)被设置为使所述物品经受至少一个第二处理操作，

允许所述至少一个第二操作单元(40)对所述第一组物品执行所述至少一个第二处理操作，

至少部分地防止所述至少一个第二操作单元(40)对所述第二组物品执行所述至少一个第二处理操作，

对从所述至少一个第二操作单元(40)输出的所述物品(2)进行接收，

丢弃所述第二组物品。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在已对所述特性进行控制之后，使所述物品(2)在连续的操作单元(50)中经受多次处理操作，并且允许所述连续的操作单元(50)中的每一者对所述第一组物品执行相应的处理操作，以及至少部分地防止所述连续的操作单元(50)中的每一者对所述第二组物品执行所述相应的处理操作。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第二组物品在所述生产过程结束时被丢弃。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在一个或更多个操作单元的下游设置对所述物品(2)的多个控制操作(35、45、55)，所述第二组物品是由所有被识别为不符合所述控制操作(35、45、55)中的至少一个控制操作的物品形成的。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述第一处理操作是由所述第一操作单元(30)借助于多个装置(32)来执行的，每个装置用于对不同的物品(2)进行操作。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在所述物品(2)移动的同时连续地执行所述第一处理操作。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述至少一个第二处理操作是由所述至少一个第二操作单元(40)借助于多个装置(41)来执行，每个装置用于对不同的物品(2)进行操作。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在所述物品(2)移动的同时连续地执行所述至少一个第二处理操作。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，限定有过程索引，所述过程索引是由在将连续的物品引入生产过程期间通过所述操作单元以循环方式连续采用的所有不同操作配置的整体来形成的，并且其中每个所述物品(2)与所述过程索引的步骤编号唯一地相关联。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述过程索引的步骤编号被打印在每个物品(2)上。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述过程结束时打印所述过程索引的步骤编号。

12.根据权利要求9至11中的任一项所述的方法，其中，如果所述设备的操作单元的装置被停用，则其他操作单元的涉及下述物品的所有处理操作都会被停用：所述物品具有包含被停用的该装置的所述过程索引的步骤编号。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，通过光学类型的检测系统来对所述特性进行控制。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述检测系统包括指向所述物品的四个摄像机。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在所述物品(2)移动的同时对所述特性进行控制。

16.一种用于物品(2)的生产设备(1)，包括：

第一操作单元(30)，所述第一操作单元(30)被设置为使所述物品(2)经受第一处理操作，

至少一个第二操作单元(40)，所述至少一个第二操作单元(40)被设置为使所述物品(2)经受至少一个第二处理操作，

检测系统(35)，所述检测系统(35)被设置为对位于所述第一操作单元(30)与所述至少一个第二操作单元(40)之间的所述物品(2)的至少一个特性进行检测，

用于所述设备(1)的控制单元(100)，所述控制单元(100)连接到所述检测系统(35)，并且所述控制单元(100)被设置为：

i.对所述物品(2)与所述特性的预定质量参数的符合性进行控制，

ii.在所述物品(2)中识别出第一组物品和第二组物品，所述第一组物品的所述特性符合所述预定质量参数，所述第二组物品的所述特性不符合所述预定质量参数，

iii.对所述至少一个第二操作单元(40)进行控制从而：对所述第一组物品执行所述至少一个第二处理操作，以及至少部分地防止对所述第二组物品执行所述至少一个第二处理操作，以及

丢弃站(64)，所述丢弃站(64)位于所述至少一个第二操作单元(40)的下游，并且所述丢弃站(64)被设置为对所述第二组物品进行丢弃。

17.根据权利要求16所述的设备，其中，所述第一操作单元(30)包括第一传送构件(31)，多个第一装置(32)安装在所述第一传送构件(31)上，所述物品(2)在通过所述第一传送构件(31)而进行移动的同时经受由所述第一装置(32)进行的所述第一处理操作。

18.根据权利要求16或17所述的设备，其中，所述至少一个第二操作单元(40)包括至少一个第二传送构件(42)，多个相应的第二装置(41)安装在所述至少一个第二传送构件(42)上，所述物品(2)在通过所述至少一个第二传送构件(42)而进行移动的同时经受由所述相应的第二装置(41)进行的所述至少一个第二处理操作。

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