DE102007018676A1

DE102007018676A1 - Verfahren zur Steuerung des Aufbaus und der Übernahme eines Produktstapels in einer Verpackungsmaschine

Info

Publication number: DE102007018676A1
Application number: DE200710018676
Authority: DE
Inventors: Richard Christ
Original assignee: IWK Verpackungstechnik GmbH
Current assignee: IWK Verpackungstechnik GmbH
Priority date: 2007-04-18
Filing date: 2007-04-18
Publication date: 2008-10-23
Also published as: WO2008128608A1

Abstract

Bei einem Verfahren zur Steuerung des Aufbaus und der Übergabe eines Produktstapels in einer Verpackungsmaschine werden Produkte einzeln nacheinander in einer Produktreihe einer Stapeleinheit in getakteter Bewegung zugeführt und dort zu dem Produktstapel aus n Produkten (n >= 3) aufgebaut. Der fertige Produktstapel wird anschließend mittels einer Übergabevorrichtung an eine nachgeschaltete kontinuierlich bewegte Fördervorrichtung mit gleich beabstandeten Aufnahmen übergeben. Die Fertigstellung des aktuellen Produktstapels kann sich durch eine lückenhafte Produktreihe um zusätzliche NZ Takte verzögern und aus vorhergehenden Übergaben von Produktstapeln an die nachgeschaltete Fördervorrichtung kann bereits eine Verzögerung von NA Takten gegeben sein, so dass eine gesamtNA Takten gegeben ist. In den Ablauf des Stapel- und Übergabevorgangs wird nach folgenden Bedingungen eingegriffen: a) Wenn die Verzögerung NV in einem zulässigen Bereich von 1 bis (n-m) Takten liegt (m = 2, 3, 4; n > m), wird die Geschwindigkeit der Übergabevorrichtung (12) erhöht und ein Ausgleich der Verzögerung allein mittels der Übergabevorrichtung (12) vorgenommen und b) wenn die Verzögerung NV in einem unzulässigen Bereich von (n - m + 1) bis (n - 1) liegt, wird die Produktfolge in der Produktreihe (R) verändert, wodurch die auszugleichende gesamte Verzögerung NV verändert und in den zulässigen Bereich gebracht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Aufbaus und der Übergabe des Produktstapels in einer Verpackungsmaschine, wobei Produkte einzeln nacheinander in einer Produktreihe einer Stapeleinheit in getakteter Bewegung zugeführt und dort zu dem Produktstapel aus n Produkten (n > 4) aufgebaut werden und der fertige Produktstapel anschließend mittels einer Übergabevorrichtung an eine nachgeschaltete kontinuierlich bewegte Fördervorrichtung mit gleich beabstandeten Aufnahmen übergeben wird.
Bei einer bekannten Verpackungsmaschine werden die zu verpackenden Produkte in einer Produktreihe einzeln und nacheinander auf einem getaktet angetriebenen Zuführband zu der Stapeleinheit transportiert, in der aus den nacheinander eintreffenden einzelnen Produkten, beispielsweise Blisterstreifen, ein Produktstapel aus n einzelnen Produkten aufgebaut wird. Sobald der Produktstapel die vorgegebene Sollanzahl von einzelnen Produkten erreicht hat, wird er von einer Übergabevorrichtung in eine Aufnahme oder Zelle einer nachgeschalteten kontinuierlich angetriebenen Produkt-Fördervorrichtung beispielsweise einer Kartoniermaschine eingeschoben. Da die Fördervorrichtung kontinuierlich angetrieben ist, muss der Produktstapel genau zu einem vorbestimmten Übergabezeitpunkt in die Aufnahme bzw. Zelle der Fördervorrichtung eingeschoben werden.
Die einzelnen Produkte werden im idealen Normalbetrieb der Verpackungsmaschine ohne Unterbrechung in getakteter Bewegung der Stapeleinheit zugeführt, in der innerhalb von n Takten der Produktstapel aus n Produkten gebildet wird. Am Ende von n Takten steht ein neuer Produktstapel zur Verfügung, der von der Übergabevorrichtung zu dem vorgegebenen Übergabezeitpunkt an die jeweils zugeordnete Zelle der kontinuierlich laufenden Fördervorrichtung übergeben werden kann, ohne dass eine zeitliche Verzögerung auszugleichen ist.
Bei der Produktion der Produkte kann es passieren, dass einzelne Produkte als mangelhaft erkannt und deswegen ausgeschieden werden. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn ein Blisterstreifen nicht oder nur unvollständig gefüllt ist oder sich als undicht oder in sonstiger Weise fehlerhaft erwiesen hat. Wenn ein Produkt als fehlerhaft erkannt ist, wird es noch vor der Stapeleinheit aus dem Verpackungsprozess herausgenommen, so dass in der Produktreihe aufeinanderfolgender Produkte eine Lücke bzw. ein leerer Platz entsteht. Dies führt dazu, dass der Aufbau eines beispielsweise aus n = 5 Produkten bestehenden Produktstapels in der Stapeleinheit nicht 5 Takte dauert, sondern sich um einen Takt auf 6 Takte verlängert, wenn auf einem Platz des Zuführbandes kein Blisterstreifen vorhanden ist.
Um diese Unregelmäßigkeit zu vermeiden, ist es bei bekannten Verpackungsmaschinen üblich, leere Plätze in der Produktreihe, die durch die Herausnahme von als fehlerhaft erkannten Produkten entstanden sind, mit Ersatz-Produkten aufzufüllen, die in einem Speichermagazin aufgenommen sind und mittels einer Nachlege-Zykloide auf den leeren Plätzen der Produktreihe abgelegt werden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass an der Stapeleinheit eine stetige Produktreihe einzelner Produkte ankommt und somit der Produktstapel immer innerhalb der vorgegebenen n Takte aufgebaut werden kann. Dies führt dazu, dass auch die Übergabevorrichtung eine gleichmäßige getaktete Bewegung ausführen kann.
Die Einlagerung von Ersatz-Produkten in dem Speichermagazin ist jedoch verfahrenstechnisch sehr aufwendig und auch das automatische Auffüllen der Produktreihe mit den Ersatz-Produkten erfordert einen hohen gerätetechnischen Aufwand und somit hohe Kosten.
Die Vorgänge zum Beladen und Entladen des Speichermagazins müssen für jedes Blisterformat sehr exakt eingestellt und von der Verpackungsmaschine eingelernt werden. Die Blisterstreifen dürfen dabei nicht geknickt oder verletzt werden. Zusätzlich sind die Rückhaltezungen am Ausgang des Speichermagazins für jedes Blisterformat hinsichtlich der geometrischen Form und der zeitlichen Betätigung exakt einzustellen. Diese Einstellungen sind sehr aufwendig und erfordern bei der ersten Einstellung eines Blisterformats mehrere Arbeitstage.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung des Aufbaus und der Übergabe eines Produktstapels in einer Verpackungsmaschine zu schaffen, mit dem sich die Bildung eines Produktstapels und dessen Übergabe an eine nachfolgende Fördervorrichtung in einfacher Weise erreichen lässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Wenn sich die Fertigstellung des aktuellen Produktstapels durch eine lückenhafte Produktreihe um zusätzliche N_Z Takte verzögert und wenn gegebenenfalls aus vorhergehenden Übergaben von Produktsta peln an die nachgeschaltete Fördervorrichtung bereits eine Verzögerung von N_A Takten und somit eine gesamte Verzögerung von N_V = N_Z + N_A Takten gegeben ist, wird in den Ablauf des Stapel- und Übergabevorgangs nach folgenden Bedingungen eingegriffen:

a) wenn die gesamte Verzögerung N_V der Übergabevorrichtung gegenüber der Fördervorrichtung in einem zulässigen Bereich von 1 bis (n – m) Takten liegt (m = 2, 3, 4; n > m), wird die Geschwindigkeit der Übergabevorrichtung erhöht und ein Ausgleich der Verzögerung allein mittels der Übergabevorrichtung vorgenommen und
b) wenn die Verzögerung N_V der Übergabevorrichtung gegenüber der Fördervorrichtung in einem unzulässigen Bereich von (n – m + 1) bis (n – 1) Takten liegt, wird die Produktfolge in der Produktreihe (R) verändert, wodurch die auszugleichende gesamte Verzögerung N_V verändert und in den zulässigen Bereich gebracht wird.

Erfindungsgemäß wird von der Grundüberlegung ausgegangen, die Lücken in der Produktreihe stromauf der Stapeleinheit nicht grundsätzlich aufzufüllen, sondern zu unterscheiden, wie groß die gesamte Verzögerung der Übergabevorrichtung gegenüber der Fördervorrichtung am Ende des Aufbaus des aktuellen Produktstapels ist bzw. sein wird. In Abhängigkeit von der ermittelten Verzögerung von N_V Takten werden unterschiedliche Maßnahmen ergriffen, um die Verzögerung auszugleichen.
Das erfindungsgemäße Verfahren findet bei Produktstapeln Anwendung, die aus 3 oder mehr Produkten und insbesondere aus 4 oder mehr Produkten aufgebaut sind, d. h. n > 3. Zum Zwecke der Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll im Folgenden beispielhaft von einem Produktstapel aus n = 5 Produkten ausgegangen werden, jedoch ist die Erfindung darauf nicht beschränkt.
Der Wert m hängt von der konstruktiven Auslegung der Verpackungsmaschine und insbesondere von der maximalen Bewegungsgeschwindigkeit der Übergabevorrichtung ab und beträgt 2, 3 oder 4. Je schneller die Übergabevorrichtung den Produktstapel transportieren kann, desto größer ist der Wert m. Im Folgenden soll beispielhaft von einem Wert m = 3 ausgegangen werden, jedoch ist die Erfindung darauf nicht beschränkt.
Die Station zur Qualitätskontrolle der Produkte ist in einem erheblichen Abstand stromauf der Stapeleinheit angeordnet. Dies bedeutet, dass es unmittelbar stromab der Station zur Qualitätskontrolle und in einem wesentlichen Abstand stromauf der Stapeleinheit der Steuerung der Verpackungsmaschine bereits bekannt ist, ob und gegebenenfalls welche Plätze der sich der Stapeleinheit nähernden Produktreihe unbesetzt sind. Somit lässt sich ermitteln, wieviel Takte N_T nach Abschluss des vorhergehenden Produktstapels notwendig sind, um einen neuen Produktstapel aus n = 5 Produkten aufzubauen. Im Idealfall sind dazu 5 Takte notwendig, wenn die nächsten 5 Plätze der Produktreihe sämtlich besetzt sind. In diesem Fall ist keine Verzögerung N_Z infolge leerer Plätze in der Produktreihe gegeben. Wenn sich unter den nächsten fünf Plätzen der Produktreihe beispielsweise ein leerer Platz befindet, dann sind zumindest sechs Takte notwendig, um den nächsten Produktstapel aufzubauen, d. h. es ist infolge des leeren Platzes der Produktreihe eine Verzögerung N_Z = 1 gegeben.
Desweiteren ist zu berücksichtigen, ob aus den vorhergehenden Übergaben von Produktstapeln an die nachgeschaltete Fördervorrichtung bereits eine Verzögerung der tbergabevorrichtung gegenüber der Fördervorrichtung um gegebenenfalls N_A Takte gegeben ist. Die auszugleichende gesamte Verzögerung von N_V Takten ergibt sich aus der Summe der Verzöge rung N_Z infolge leerer Plätze in der Produktreihe und der Verzögerung N_A aus vorherigen Übergaben.
In Abhängigkeit von der Größe der auszugleichenden gesamten Verzögerung N_V werden erfindungsgemäß unterschiedliche Maßnahmen ergriffen.
Wenn die auszugleichende gesamte Verzögerung N_V relativ gering ist und in einem sogenannten zulässigen Bereich von 1 bis (n – m) bzw. (5 – 3) = 2 Takten liegt, wird auf einen Eingriff in die Anordnung der Produkte in der Produktreihe vollständig verzichtet und die zeitliche Verzögerung wird vollständig dadurch ausgeglichen, dass die Übergabevorrichtung den eigentlichen Übergabevorgang mit einer höheren Bewegungsgeschwindigkeit durchführt, so dass am Ende des Übergabevorgangs des Produktstapels die zeitliche Verzögerung aufgeholt und wieder die vorbestimmten Relativpositionen zwischen der Aufnahme bzw. Zelle der nachgeschalteten Fördervorrichtung und dem einzuschiebenden Produktstapel bzw. der Übergabevorrichtung gegeben ist.
Die maximale Geschwindigkeit der Übergabevorrichtung ist sowohl durch deren konstruktive Auslegung als auch dadurch beschränkt, dass die Übergabe sicher und zuverlässig erfolgen muss, ohne dass die Gefahr besteht, dass der Produktstapel durch Aufbringen übermäßiger dynamischer Kräfte verrutscht oder sonstiger Weise beschädigt wird. Darüber hinaus benötigt der Übergabevorgang einen Mindest-Zeitraum. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Ausgleich der Verzögerung von N_V Takten über die Geschwindigkeit der Übergabevorrichtung nur dann vorgenommen, wenn die Verzögerung N_V im Bereich von 1 bis (n – m) = (5 – 3) = 2 Takten liegt.
Wenn die Verzögerung N_V größer ist, d. h. im Bereich von (n – m + 1) = (5 – 3 + 1) = 3 Takten bis (n – 1) = (5 – 1) = 4 Takten liegt, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in den Auf bau der Produktreihe eingegriffen, um die Anzahl N_T der zum Aufbau des Produktstapels notwendigen Takte zu verändern. Die Veränderung der Anzahl N_T der zum Aufbau des Produktstapels notwendigen Takte erfolgt in der Weise, dass die auszugleichende gesamte Verzögerung N_V nach der Veränderung der Produktreihe im zulässigen Bereich von 0 bis (n – m) = (5 – 3) = 2 Takten liegt. Wenn die gesamte Verzögerung N_V nach Veränderung der Produktreihe 0 ist, ist kein weiterer Ausgleich notwendig. Wenn die gesamte Verzögerung N_V nach Veränderung des Aufbaus der Produktreihe im Bereich von 1 bis (n – m) = (5 – 3) = 2 Takten liegt, wird der weitere Ausgleich in genannter Weise über die Änderung der Geschwindigkeit der Übergabevorrichtung vorgenommen.
Die Anzahl N_T der zum Aufbau des Produktstapels notwendigen Takte kann auf unterschiedliche Weise verändert werden. Der Produktstapel wäre bei unveränderter Anzahl N_T fertig, wenn das 5. bzw. n-te Produkt die Stapeleinheit erreicht. Wenn der nachfolgende Platz in der Produktreihe leer ist, kann die Stapeleinheit um einen Takt warten, wodurch die Anzahl N_T der zum Aufbau des Produktstapels notwendigen Takte um 1 erhöht wird. Entsprechend kann die Stapeleinheit auch um 2 Takte warten, wenn die beiden folgenden Plätze in der Produktreihe leer sind.
Zusätzlich dazu ist erfindungsgemäß zumindest ein temporärer Zwischenspeicher vorgesehen, der genau ein Produkt aufnehmen kann. Der Zwischenspeicher kann einen sehr einfachen Aufbau aufweisen und ist vorzugsweise als Sauger ausgestaltet, der oberhalb der Produktreihe angeordnet ist und mit dem ein einzelnes Produkt aus der Produktreihe entnommen, oberhalb der Produktreihe gehalten und bei Bedarf wieder in die Produktreihe eingesetzt werden kann. Es sind insbesondere zwei temporäre Zwischenspeicher des genannten Aufbaus vorgesehen, die jeweils genau ein Produkt aufnehmen und unabhängig voneinander betätigbar sind.
Durch das Warten der Stapeleinheit um zumindest einen Takt, wenn ein leerer Platz in der Produktreihe folgt, verändert sich die Produktfolge in der Produktreihe nicht. Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, die Anzahl N_T der zum Aufbau des Produktstapels notwendigen Takte zu verändern, indem mittels des oder der temporären Zwischenspeicher, die jeweils genau ein Produkt aufnehmen, ein Produkt in die Produktlinie eingelegt oder aus dieser entnommen wird. Durch Einlegen eines Produktes in einen leeren Platz der Produktreihe wird die Anzahl N_T der für den Aufbau des Produktstapels notwendigen Takte vermindert. Entsprechend wird durch Entnehmen eines Produktes aus der Produktreihe die Anzahl N_T der zum Aufbau des Produktstapels notwendigen Takte vergrößert. Dadurch wird die auszugleichende gesamte Verzögerung über den unzulässigen Bereich hinaus in den nachfolgenden zulässigen Bereich des nächsten Stapelvorgangs verlängert, wobei in diesem Fall eine Aufnahme oder Zelle in der Fördervorrichtung leer bleibt. Auf diese Weise ist es möglich, bei jeder beliebigen Produktfolge in der Produktreihe sicherzustellen, dass die auszugleichende gesamte Verzögerung N_V entweder 0 ist oder im Bereich von 1 bis (n – m) = (5 – 3) = 2 Takten liegt und somit durch die Veränderung der Geschwindigkeit der Übergabevorrichtung ausgeglichen werden kann.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der vorliegenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der Stationen einer Verpackungsmaschine zum Aufbau und zur Übergabe eines Produktstapels,
2 eine Produktreihe im idealen Zustand ohne leere Plätze,
3 die Produktreihe gemäß 2 mit einem leeren Platz,
4 die Produktreihe mit zwei leeren Plätzen,
5 eine Produktreihe mit drei leeren Plätzen vor der Veränderung der Produktfolge,
6 die Produktreihe gemäß 5 nach Veränderung der Produktfolge,
7 eine weitere Produktreihe vor Veränderung der Produktfolge,
8 die Produktreihe gemäß 7 nach Veränderung der Produktfolge,
9 eine weitere Produktreihe vor Veränderung der Produktfolge,
10 die Produktreihe gemäß 9 nach Veränderung der Produktfolge und
11 die Produktreihe gemäß 11 nach einer alternativen Veränderung der Produktfolge.
1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Verpackungsmaschine 10 mit einer Zuführeinheit 11, die ein über Umlenkrollen 21 umlaufendes Zuführband 20 aufweist, mit dem einzelne Produkte P, die auf Abstand hintereinander auf dem Zuführband 20 angeordnet sind, in einer endlosen Produktreihe R einer nur symbolisch dargestellten Stapeleinheit 24 zugeführt werden. Das Zuführband 20 ist getaktet angetrieben und führt im dargestellten Ausführungsbeispiel Produkte P in Form von Blisterstreifen der Stapeleinheit 24 zu.
In der Stapeleinheit 24 werden mehrere einzelne Produkte P zu einem Produktstapel PS aufeinander gestapelt. Sobald der Produktstapel PS fertig ist, wird eine Übergabevorrichtung 12 aktiviert, die ein um Umlenkrollen 22 umlaufendes Transportband 13 aufweist, das auf seiner Außenoberfläche nach außen hervorragende, in Transportrichtung beabstandete Schubfinger 14 trägt. Sobald der Produktstapel PS fertig ist, kommt einer der Schubfinger 14 mit dem Produktstapel PS in Anlage und schiebt diesen seitlich über eine Oberfläche 19 in Richtung einer kontinuierlich angetriebenen Fördervorrichtung 15. Die Fördervorrichtung 15 weist ein über Umlenkrollen 23 umlaufendes Förderband 16 auf, das auf seiner Außenseite senkrecht zur Förderrichtung nach außen herausragende Zellenwände 17 trägt. Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zellenwänden 17 ist jeweils eine Zelle 18 zur Aufnahme eines Produktstapels PS gebildet.
Wie 1 zeigt, werden die Zellenwände 17 beim Umlauf um die Umlenkrolle 23 gespreizt und somit die Zelle 18 geöffnet. Dies ermöglicht es, dass die Übergabevorrichtung 12 den Produktstapel PS in die Zelle 18 einschiebt. Sobald die Zellenwände 17 die Umlenkrolle 23 vollständig umlaufen haben und sich in einem geradlinigen Abschnitt des Verlaufs des Förderbandes 16 befinden, stehen die Zellenwände wieder parallel zueinander und die Zelle 18 nimmt den Produktstapel PS unter enger Passung auf, wie es in 1 dargestellt ist.
Oberhalb des Zuführbandes 20 sind zwei Zwischenspeicher 25 angeordnet, die jeweils als Sauger 26 ausgebildet sind, die auf die Oberseite des Zuführbandes 20 absenkbar und von diesem abhebbar sind, wie es durch die Pfeile V angedeutet ist. Jeder Sauger 26 kann genau ein Produkt P, das auf dem Zuführband 20 angeordnet ist, aufnehmen und somit in der Produktreihe R einen leeren Platz erzeugen. Wenn die Sauger 26 ein Produkt P aufgenommen haben und mit Abstand oberhalb des Zuführbandes 20 halten, können sie das gehaltene Pro dukt P bei Bedarf auf einem leeren Platz der Produktreihe R ablegen und dadurch eine Lücke schließen oder verkleinern.
Im Folgenden soll anhand von 2 der Ablauf des idealen Normalbetriebs beim Aufbau des Produktstapels PS und dessen Übergabe an den Förderer 15 beschrieben werden. 2 zeigt zehn betrachtete Plätze 1 bis 10 der Produktreihe R stromauf der Stapeleinheit 24. In dem in 2 dargestellten idealen Betriebszustand sind alle Plätze der Produktreihe R mit einem Produkt P besetzt. Es sei im Folgenden beispielhaft davon ausgegangen, dass ein Produktstapel PS aus n = 5 einzelnen Produkten P besteht. Nach vollendetem Aufbau des vorhergehenden Produktstapels sind bei einer lückenlosen Produktreihe, wie sie in 2 dargestellt ist, fünf Arbeitstakte notwendig, um den Produktstapel PS vollständig aufzubauen, d. h. N_T = 5. Da in der Produktreihe keine leeren Plätze auftreten, sind auch keine zusätzlichen Takte zum Aufbau des Produktstapels notwendig, d. h. N_Z = 0. Es sei angenommen, dass sich die Übergabevorrichtung 12 und die nachgeschaltete Fördervorrichtung 15 in genauer zeitlicher Abstimmung befinden, d. h. aus vorhergehenden Übergaben von Produktstapeln an die nachgeschaltete Fördervorrichtung 15 keine Verzögerung N_A (= 0) gegeben ist. Somit beträgt die auszugleichende gesamte Verzögerung N_V = N_Z + N_A = 0 Takte.
3 zeigt eine 2 gleichartige Darstellung, wobei jedoch auf dem Platz 4 der Produktreihe kein Produkt angeordnet und somit ein leerer Platz vorhanden ist. Alle anderen Plätze der Produktreihe sind mit einem Produkt belegt. Um den Stapel aus n = 5 Produkten aufzubauen, sind bei dem Beispiel gemäß 3 somit N_T = 6 Takte notwendig, so dass die Anzahl N_Z der zusätzlichen Takte gegenüber dem Idealfall gemäß 2 den Wert 1 hat, d. h. N_Z = 1. Auf diese Weise verzögert sich der Aufbau des Produktstapels PS um einen Takt. Auch hierbei sei angenommen, dass sich die Übergabevorrichtung 12 und die nachgeschaltete Fördervorrichtung 16 in genauer zeitlicher Abstimmung befinden, d. h. dass aus vorhergehenden Übergaben von Produktstapeln keine Verzögerung N_A gegeben ist. Somit beträgt die auszugleichende gesamte Verzögerung N_V = N_Z + N_A = einen Takt, was bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch ausgeglichen wird, dass die Übergabevorrichtung 12 mit einer höheren Geschwindigkeit betrieben wird, wodurch die durch den zusätzlichen Takt auftretende Verzögerung aufgeholt wird. Diese Verzögerung wird jedoch für den Aufbau des nächsten Produktstapels PS als Verzögerung N_A = 1 übernommen.
Die in 4 dargestellte Produktreihe unterscheidet sich von der Produktreihe gemäß 3 durch einen weiteren leeren Platz 6, so dass der aus 5 Produkten bestehende Produktstapel PS erst nach sieben Takten (N_T = 7) aufgebaut ist und somit zwei zusätzliche Takte (N_Z = 2) notwendig sind. Auch hier sei angenommen, dass sich aus vorhergehenden Übergaben von Produktstapeln eine Verzögerung N_A von 0 Takten gegeben sei, so dass sich eine auszugleichende gesamte Verzögerung N_V von 2 Takten ergibt. Auch diese zeitliche Verzögerung N_V wird bei den erfindungsgemäßen Verfahren über eine Erhöhung der Geschwindigkeit der Übergabevorrichtung 12 aufgeholt und ist für die Betrachtung des nächsten Produktstapels als Verzögerung N_A = 2 zu berücksichtigen.
Wenn die auszugleichende gesamte Verzögerung N_V größer als (n – 3) = (5 – 3) = 2 Takte ist, reicht die Erhöhung der Geschwindigkeit der Übergabevorrichtung 12 zum Ausgleich der zeitlichen Verzögerung nicht aus. Ein entsprechendes Beispiel ist in 5 dargestellt. Bei diesem Beispiel sind auf den Plätzen 2, 5 und 7 der zehn betrachteten Plätze der Produktreihe jeweils Leerstellen vorhanden. Um den aus fünf Produkten bestehenden Produktstapel aufzubauen, sind somit 8 Takte notwendig (N_T = 8), d. h. gegenüber dem Idealfall gemäß 2 verzögert sich der Aufbau des Produktstapels PS um 3 Takte (N_Z = 3). Die aus vorhergehenden Übergaben von Produktstapeln an die nachgeschaltete Fördervorrichtung zu berücksichtigende Verzögerung N_A sei 0. Die auszugleichende gesamte Verzögerung N_V ergibt sich damit zu N_V = N_Z + N_A = 3 + 0 = 3 Takte. Dies wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch ausgeglichen, dass aus einem der beiden nicht dargestellten Zwischenspeicher, die jeweils ein einzelnes Produkt aufnehmen können, ein Produkt auf den Platz 7 gelegt wird, wie es in 6 durch den Pfeil A angedeutet ist. Dies hat zur Folge, dass der aus fünf Produkten bestehende Stapel nun bereits nach 7 Takten (N_T = 7) aufgebaut ist, so dass sich der Aufbau des Produktstapels gegenüber dem Idealfall nur noch um 2 Takte (N_Z = 2) verzögert. Dies führt zu einer gesamten Verzögerung N_V von 2 Takten und kann wiederum durch eine erhöhte Geschwindigkeit der Übergabevorrichtung 12 aufgeholt werden.
Das Hinzufügen eines Produktes aus einem der Zwischenspeicher ist nur dann möglich, wenn sich in zumindest einem der Zwischenspeicher ein Produkt befindet. Die 7 und 8 beschreiben das Vorgehen, wenn die Ablage eines Produktes in der Produktreihe aus dem Zwischenspeicher nicht möglich ist. Gemäß 7 weist die Produktreihe entsprechend der Darstellung in 5 drei Leerstellen an den Plätzen 2, 5 und 7 auf. Zum Aufbau des aus fünf Produkten bestehenden Produktstapels sind somit 8 Takte (N_T = 8) notwendig, so dass sich der Aufbau des Produktstapels um 3 Takte (N_Z = 3) verzögert. Die aus vorhergehenden Übergaben von Produktstapeln an die nachgeschaltete Fördervorrichtung zu berücksichtigende Verzögerung N_A sei 0. Die auszugleichende gesamte Verzögerung N_V ergibt sich damit zu N_V = N_Z + N_A = 3 + 0 = 3 Takten. Eine Verringerung der Anzahl N_T der zum Aufbau des Produktstapels notwendigen Takte durch Hinzufügen eines Produktes ist in diesem Fall nicht möglich, da sich in keinem der beiden Zwischenspeicher ein Produkt befindet. Es werden deshalb zwei Produkte von den Plätzen 8 und 9 in die beiden Zwischenspeicher übernommen, wie es durch die Pfeile E angedeutet ist. Nach Entnahme der beiden Produkte sind die Plätze 2, 5, 7, 8 und 9 der Produktreihe leer, so dass insgesamt 10 Takte (N_T = 10) zum Aufbau des aus fünf Produk ten bestehenden Produktstapels notwendig sind. Dies entspricht 2 aus jeweils 5 Takten bestehenden Arbeitszyklen, so dass keine weiteren Maßnahmen zum Ausgleich von zeitlichen Verzögerungen notwendig sind und die Übergabevorrichtung lediglich einen Arbeitszyklus aussetzt, was zu einer leeren Aufnahme oder Zelle der nachgeschalteten Fördervorrichtung führt, und anschließend die Übergabe mit normaler Geschwindigkeit durchführt.
Bei den bisherigen Ausführungsbeispielen war davon ausgegangen worden, dass aus vorhergehenden Übergaben von Produktstapeln keine Verzögerung N_A zu berücksichtigen ist. 9 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß 3, wobei nunmehr jedoch angenommen sei, dass sich aus vorhergehenden Übergaben von Produktstapeln bereits eine Verzögerung N_A von 2 Takten zu berücksichtigen ist. Da in der Produktreihe auf dem Platz 4 kein Produkt angeordnet ist, sind bei dem Beispiel gemäß 9 N_T = 6 Takte notwendig, um einen Produktstapel aus n = 5 Produkten aufzubauen, d. h. es ergibt sich ein zusätzlicher Takt (N_Z = 1). Dies führt zu einer auszugleichenden gesamten Verzögerung von N_V = N_Z + N_A = 1 + 2 = 3 Takten. Damit befindet sich die Verzögerung N_V (= 3 Takte) im unzulässigen Bereich, weshalb erfindungsgemäß in die Abfolge der Produktreihe eingegriffen wird.
In einer möglichen Ausgestaltung, wie sie in 10 dargestellt ist, wird angenommen, dass die beiden Zwischenspeicher jeweils unbesetzt sind, so dass die Produkte, die sie auf den Plätzen 5 und 6 der Produktreihe befinden, in die beiden Zwischenspeicher übernommen werden, wie es durch die Zeile E angedeutet ist. Dies hat zur Folge, dass nach Entnahme der beiden Produkte die Plätze 4, 5 und 6 der Produktreihe leer sind, so dass insgesamt 8 Takte (N_T = 8) zum Aufbau des aus 5 Produkten bestehenden Produktstapels notwendig sind, so dass sich für den Aufbau des Produktstapels insgesamt 3 zusätzliche Takte ergeben (N_Z = 3) und eine gesamte Verzögerung N_V = N_Z + N_A = 3 + 2 = 5 Takte auszuglei chen ist. Dies entspricht genau einem Arbeitszyklus, so dass keine weiteren Maßnahmen zum Ausgleich von zeitlichen Verzögerungen notwendig sind und die Übergabevorrichtung lediglich einen Arbeitszyklus aussetzt und somit eine Aufnahme oder Zelle der nachgeschalteten Fördervorrichtung leer bleibt.
Die Situation gemäß 9 kann auch in anderer Weise gelöst werden, wenn die beiden Zwischenspeicher nicht leer sind und somit nicht zwei Produkte in die Zwischenspeicher übernommen werden können. In diesem Fall wird aus einem der Zwischenspeicher auf den leeren Platz 4 der Produktreihe ein Produkt abgelegt, wie es in 11 durch den Pfeil A angedeutet ist. Dies führt dazu, dass die Anzahl N_T der zum Aufbau des Produktstapels notwendigen Takte von 6 auf nunmehr 5 verringert ist, was zur Folge hat, dass die auszugleichende gesamte Verzögerung N_V = N_Z + N_A = 0 + 2 = 2 Takte beträgt. Diese Verzögerung N_V kann in bereits dargestellter Weise über eine Erhöhung der Geschwindigkeit der Übergabevorrichtung 12 aufgeholt werden.

Claims

Verfahren zur Steuerung des Aufbaus und der Übergabe eines Produktstapels (PS) in einer Verpackungsmaschine (10), wobei Produkte (P) einzeln nacheinander in einer Produktreihe (R) einer Stapeleinheit (24) in getakteter Bewegung zugeführt und dort zu dem Produktstapel (PS) aus n Produkten (n > 3) aufgebaut werden und der fertige Produktstapel (PS) anschließend mittels einer Übergabevorrichtung (12) an eine nachgeschaltete kontinuierlich bewegte Fördervorrichtung (15) übergeben wird, wobei sich die Fertigstellung des aktuellen Produktstapels (PS) durch eine lückenhafte Produktreihe (R) um zusätzliche N_T Takte verzögert und wobei aus vorhergehenden Übergaben von Produktstapeln an die nachgeschaltete Fördervorrichtung (15) bereits eine Verzögerung von N_A Takten gegeben ist, so dass eine gesamte Verzögerung N_V = N_Z + N_A Takten gegeben ist, wobei in den Ablauf des Stapel- und Übergabevorgangs nach folgenden Bedingungen eingegriffen wird: a) wenn die Verzögerung N_V in einem zulässigen Bereich von 1 bis (n – m) Takten liegt (m = 2, 3, 4; n > m), wird die Geschwindigkeit der Übergabevorrichtung (12) erhöht und ein Ausgleich der Verzögerung allein mittels der Übergabevorrichtung (12) vorgenommen und b) wenn die Verzögerung N_V in einem unzulässigen Bereich von (n – m + 1) bis (n – 1) Takten liegt, wird die Produktfolge in der Produktreihe (R) verändert, wodurch die auszugleichende gesamte Verzögerung N_V verändert und in den zulässigen Bereich gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung N_V verändert wird, indem mittels zumindest eines temporären Zwischenspeichers (25), der genau ein Produkt (P) aufnehmen kann, ein Produkt (P) in die Produktreihe (R) eingelegt oder aus dieser entnommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung N_V verändert wird, indem die Stapeleinheit (24) um zumindest einen Takt wartet, wenn diesem ein leerer Platz in der Produktreihe (R) zugeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei temporäre Zwischenspeicher (15) vorgesehen sind, die jeweils genau ein Produkt (P) aufnehmen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der temporäre Zwischenspeicher (25) ein oberhalb der Produktreihe (R) angeordneter Sauger (26) ist, mit dem ein einzelnes Produkt (P) aus der Produktreihe R entnommen, oberhalb der Produktreihe (R) gehalten und in die Produktreihe (R) eingesetzt werden kann.