DE102008041007A1

DE102008041007A1 - Verfahren zur Optimierung der Betriebsweise von Vorrichtungen zur Verpackung von Materialbahnrollen und System zur Rüstvorgabe für Verbrauchsmaterialien

Info

Publication number: DE102008041007A1
Application number: DE102008041007A
Authority: DE
Inventors: Josef Nelles; Sven Marquardt; Thomas Lücke
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2008-08-05
Filing date: 2008-08-05
Publication date: 2010-02-11
Also published as: EP2151386A1; ATE541785T1; EP2151386B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der Betriebsweise von Vorrichtungen (1) zur Verpackung von Materialbahnrollen (2.1-2.n), bei welchem das zur Verpackung erforderliche Verbrauchsmaterial (VMsoll) in einem Rüstbereich (10) in der Vorrichtung (1) bereitgestellt wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des zur Verpackung erforderlichen Verbrauchsmaterials (VMsoll) im Rüstbereich (10) in Abhängigkeit der zu verpackenden Materialbahnrollen (2.1-2.n), insbesondere der Anzahl (N2soll) und Parameter (PD) der Materialbahnrollen (2.1-2.n) vorgerüstet werden. Die Erfindung betrifft ferner ein System (15) zur Rüstvorgabe für Verbrauchsmaterialien.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der Betriebsweise von Vorrichtungen zur Verpackung von Materialbahnrollen, bei welchem das zur Verpackung erforderliche Verbrauchsmaterial in einem Rüstbereich in der Vorrichtung bereitgestellt wird. Die Erfindung betrifft ferner ein System zur Rüstvorgabe für Verbrauchsmaterialien einer Vorrichtung zur Verpackung von Materialbahnrollen.
Vorrichtungen zur Verpackung von Materialbahnrollen sind in einer Vielzahl von Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt. Diese umfassen in der Regel mindestens eine Wickelstation, in der die Materialbahnrollen auf ihrem Außenumfang mit Verpackungsmaterial umschlungen werden, das über die Stirnseiten der Rollen ein wenig hinausragt und einen sogenannten Faltüberstand bildet, eine Faltstation, mittels derer der Faltüberstand umgebördelt wird, je eine Einheit, die Innen- bzw. Außenstirndeckel an die Stirnseiten der Materialbahnrollen anlegt (Stirndeckelapplikationsstationen) und eine Pressstation, mittels derer die Außenstirndeckel an die Materialbahnrollen angepresst werden, wobei diese Stationen in einzelnen Prozessabschnittsbereichen wirksam werden können.
Das zur Verpackung benötigte Verbrauchsmaterial, insbesondere die Verpackungsbahnrollen und Stirndeckel sind unmittelbar im Bereich der Umhüllungsstation angeordnet. Die Verpackungsmaterialbahnrollen sind in einer dafür vorgesehenen Verpackungsmaterialbahnspendereinrichtung angeordnet und können in begrenzten Mengen auch in der Spendereinrichtung vorrätig gehalten werden. Die Stirndeckel werden in so genannten Bereitstellungsbereichen im Bereich der Umhüllungsstation und im Wirkungsbereich von so genannten Handlingeinheiten, insbesondere Einrichtungen zur Positionierung und/oder Fixierung von Stirndeckeln angeordnet. Sind die einzelnen Verbrauchsmaterialien aufgebraucht, müssen diese ersetzt werden. Dazu erfolgt eine Überwachung der einzelnen, den Rüstbereich bildenden Bereitstellungsbereiche, wobei das Erreichen jeweils einer vordefinierten Mindestmenge entweder selbsttätig vom Bedienpersonal erkannt oder aber automatisch ein entsprechendes Signal erzeugt wird, dass auf das Erfordernis einer Beschickung der Bereitstellungsbereiche hinweist. Im ungünstigsten Fall wird dieser Zustand erst nach Stillstand der Anlage, der durch das aufgebrauchte Verpackungsmaterial bedingt ist, erkannt. Ansonsten wird die Vorrichtung vom Bedienpersonal gestoppt und das erforderliche Verbrauchsmaterial nachgerüstet. Die daraus resultierende erforderliche fortlaufende Überwachung ist sehr aufwendig und kann bei nicht aufeinander abgestimmter Nachrüstung zu einer Vielzahl von erforderlichen Produktionsunterbrechungen führen, welche die Produktivität der Vorrichtung zum Verpacken erheblich reduzieren.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Optimierung der Betriebsweise von Vorrichtungen zur Verpackung von Materialbahnrollen, bei welchem das zur Verpackung erforderliche Verbrauchsmaterial in einem Rüstbereich in der Vorrichtung bereitgestellt wird, zu entwickeln, mit dem die Stillstandszeiten minimiert und die Produktivität der Packanlage erhöht werden.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Optimierung der Betriebsweise von Vorrichtungen zur Verpackung von Materialbahnrollen, bei welchem das zur Verpackung erforderliche Verbrauchsmaterial in einem Rüstbereich in der Vorrichtung bereitgestellt wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des zur Verpackung erforderlichen Verbrauchsmaterials im Rüstbereich in Abhängigkeit der zu verpackenden Materialbahnrollen, insbesondere deren Parameter und Anzahl vorgerüstet wird.
Unter Verbrauchsmaterial im Sinne der Erfindung werden Materialien verstanden, die beim Verpackungsprozess zur Verpackung benötigt werden, wie beispielsweise Verpackungsmaterial, Stirndeckel, Leim und Kennzeichnungsmittel, insbesondere Etiketten oder Druckfarbe.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht damit eine vorausschauende Vorrüstung von Verbrauchsmaterial für eine vordefinierte Anzahl von zu verpackenden Materialbahnrollen und/oder einen vordefinierten Zeitraum, wobei das gesamte erforderliche Verbrauchsmaterial für diese Anzahl und/oder Zeitdauer bereitgestellt wird. Rüstvorgänge vor Ablauf dieser Zeitdauer und/oder vor Beendigung der Verpackung dieser Materialbahnrollen entfallen. Damit kann für diesen Zeitraum eine Produktionsunterbrechung bedingt durch Rüstvorgänge ausgeschlossen werden. Der Überwachungsaufwand wird mininiert und das Bedienpersonal kann für andere Aufgaben eingesetzt werden. Dadurch kann ferner auch die Anzahl erforderlichen Bedienpersonals insgesamt reduziert werden. Durch optimale Abstimmung der Abläufe an mehreren Packanlagen aufeinander können diese von einer geringeren Anzahl von Personen bei gleicher Auslastung der einzelnen Vorrichtungen zum Verpacken bedient werden.
Zur individuellen Ausführung der Verpackungen gemäß Kundenwunsch wird in einer vorteilhaften Weiterentwicklung das erforderliche Verbrauchsmaterial in Abhängigkeit der Eigenschaften des zur Verpackung geforderten Verpackungsmaterials bereitgestellt.
Um möglichst einfach handelbare Rüstintervalle zu erzielen, erfolgt die Vorrüstung in Abhängigkeit der in einem vordefinierten Zeitraum zu verpackenden Materialbahnrollen. Der Zeitraum kann beliebig gewählt werden, vorzugsweise orientiert dieser sich jedoch an den Schichtzeiten und den Betriebszeiten vorgeordneter Anlagen, wie Rollenschneidmaschinen oder Maschinen zur Herstellung von Materialbahnen. Das erforderliche Verbrauchsmaterial wird dann in besonders vorteilhafter Weise als Funktion des Produktionsausstoßes pro Zeiteinheit einer der Vorrichtung vorgeordneten Anlage, insbesondere Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen oder Rollenschneidmaschine vorgerüstet. Dies ermöglicht eine zeitnahe Verpackung des Produktionsausstosses und reduziert die Gefahr von Produktionsstauungen.
Das erforderliche Verbrauchsmaterial wird dazu vorzugsweise in Abhängigkeit zumindest einer der nachfolgend genannten Größen vorgerüstet:

– Maschinengeschwindigkeit der vorgeordneten Produktionsanlage
– Taktzeit der Vorrichtung zur Verpackung von Materialbahnrollen
– Anzahl der Materialbahnrollen
– Parameter der Materialbahnrollen, insbesondere Dimensionierung.

Der Rüstvorgang, insbesondere die Beschickung der Bereitstellungsbereiche selbst kann manuell oder aber zumindest teilautomatisiert erfolgen. Letztere Möglichkeit bietet den Vorteil, dass unter Umständen eine Unterbrechung der Produktion vermieden werden kann, da das Rüsten auch bei noch arbeitender Vorrichtung möglich ist.
Zur Sicherstellung der Rüstintervalle erfolgt die Rüstvorgabe unter Berücksichtigung eines Sicherheitsfaktors, d. h. einer Zugabe für Verbrauchsmaterial. Dadurch können z. B. Stirndeckelverluste während der Verpackung im zu berücksichtigenden Verbrauchsmaterial ausgeglichen werden.
In einer Weiterentwicklung erfolgt die Rüstvorgabe vorzugsweise unter Berücksichtigung des im Rüstbereich noch vorhandenen Verbrauchsmaterials. Dadurch kann der Einsatz von Verbrauchsmaterial optimiert werden.
Vorrichtungsmäßig ist ein System zur Rüstvorgabe für Verbrauchsmaterialien einer Vorrichtung zur Verpackung von Materialbahnrollen derart aufgebaut und ausgebildet, dass dieses zumindest eine Einrichtung zur Erfassung/Vorgabe der zu verpackenden Materialbahnrollen oder der zu verpackenden Materialbahnrollen pro Zeitraum, eine Einrichtung zur Erfassung/Vorgabe der Parameter der Materialbahnrollen, eine Einrichtung zur Erfassung/Vorgabe von, das verwendete Verpackungsmaterial VM wenigstens mittelbar charakterisierenden Größen und optional eine Einrichtung zur Vorgabe einer Zeitdauer T_soll sowie eine Auswert- und/oder Analysevorrichtung umfasst. Die Funktionen einzelner Einrichtungen können dabei auch zusammengefasst beziehungsweise von einer gemeinsamen Einrichtung ausgeführt werden.
Auf der Grundlage der in der Auswert- und Analysevorrichtung verarbeiteten Daten werden Stellgrößen erstellt, die der Ansteuerung eines Informations- und Wartungssystems dienen und/oder der Ansteuerung der Stelleinrichtungen zum Rüsten des Rüstbereiches.
Die Kopplung aller Komponenten des Rüstsystems kann über feste Leitungsverbindungen oder aber vorzugsweise drahtlos, d. h. per Funk oder Infrarot erfolgen.
Zur Berücksichtigung des Produktionsausstosses vorgeordneter Anlagen wird die Einrichtung zur Erfassung/Vorgabe der zu verpackenden Materialbahnrollen oder der zu verpackenden Materialbahnrollen in einer vordefinierten Zeitdauer vorzugsweise direkt von einer Einrichtung zur Erfassung/Vorgabe des Produktionsausstosses einer der Vorrichtung zum Verpacken vorgeordneten Produktionsanlage, insbesondere einer Steuereinrichtung/Regeleinrichtung einer der Vorrichtung vorgelagerten Anlage gebildet. Dies erlaubt auch rasche Anpassungen bei sich ändernder Produktion.
Um nicht benötigtes Verbrauchsmaterial aus dem Rüstbereich entfernen zu können. Ist im Rüstbereich zumindest eine Einrichtung zur Erfassung der noch vorhandenen Verbrauchsmaterialien vorgesehen ist, die mit der Auswert- und/oder Analyseeinrichtung gekoppelt ist. Entsprechend der erforderlichen Rüstvortgaben kann das noch vorhandene Verbrauchsmaterial in die neue Rüstvorgabe mit einbezogen werden oder aber wird entfernt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Diese zeigen:
1a beispielhaft eine Ausführung einer Vorrichtung zum Verpacken von Materialbahnrollen;
1b ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Rüsten einer Vorrichtung zum Verpacken von Materialbahnrollen in Abhängigkeit des Produktionsausstosses einer vorgeordneten Produktionsanlage;
2a und 2b vorteilhafte Weiterentwicklungen des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß 1b;
3 eine weitere Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß 1b;
4a bis 4c Ausführungen eines erfindungsgemäßen Systems für Rüstvorgaben.
Die 1b verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung und anhand eines Signalflussbildes das Grundprinzip eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Optimierung der Betriebsweise einer in 1a schematisiert vereinfacht dargestellten Vorrichtung 1 zur Verpackung von Materialbahnrollen 2. Derartige Vorrichtungen 1 können in Abhängigkeit der Art der Verpackung, des gewählten Verfahrens zur Umhüllung mit Verpackungsmaterial sowie der verwendeten Verpackungsmaterialien hinsichtlich ihrer Komplexität sehr unterschiedlich ausgeführt sein. Die 1a verdeutlicht dabei beispielhaft in schematisiert stark vereinfachter Darstellung den Aufbau einer Vorrichtung 1 zur Verpackung von Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n in einer Ansicht von oben, welche zum Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Diese umfasst zumindest eine Umhüllungsstation 3, in welcher die zu verpackenden Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n mit Verpackungsmaterial umhüllt werden. Ferner sind zumindest eine Einrichtung, hier zwei Einrichtungen 4.1, 4.2 zur Positionierung und Fixierung von Stirndeckeln S an den Stirnseiten einer einzelnen Materialbahnrolle 2.n vorgesehen. Je nach Art der Positionierung und Fixierung kann diese Einrichtung der Umhüllungsstation 3 vorgelagert oder aber im Wirkbereich dieser angeordnet sein. Im erstgenannten Fall erfolgt, jedoch hier nicht dargestellt, eine Anlage der Stirndeckel S an die einzelnen Stirnseiten einer Materialbahnrolle 2.n, wobei die Stirndeckel S in der Anlageposition gemeinsam mit der jeweiligen Materialbahnrolle 2.n in die Umhüllungsstation 3 transportiert werden. Im zweiten Fall sind entsprechende Handling-Einrichtungen, vorzugsweise in Form von Industrie-Robotern vorgesehen, die auch als Manipulatoreinrichtung bezeichnet werden und der Aufnahme und Anlage der Stirndeckel S an den Stirnseiten der einzelnen Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n dienen. Diese fixieren ferner die Lage der Stirndeckel S während des Umhüllungsvorganges und sind daher im Bereich der Umhüllungsstation 3 angeordnet beziehungsweise werden an dieser wirksam. In der Regel wird jeweils eine Stirndeckeleinheit, bestehend aus einem Innenstirndeckel S_I und einem Außenstirndeckel S_A an jeweils einer Stirnseite der zu umhüllenden Materialbahnrolle 2.1 bis 2.n zur Fixierung der Verpackung verwendet. Dabei wird zuerst der Innenstirndeckel S_I positioniert und durch die umgeschlagenen Faltränder des Verpackungsmaterials in seiner Lage an der Stirnseite der Materialbahnrolle 2.n fixiert. Nach dem Faltvorgang wird der Außenstirndeckel S_A positioniert und mit den Falträndern sowie dem Innenstirndeckel S_I fixiert. Um eine sehr hohe Taktzahl zu erzielen, sind die Stirndeckel S in Form von Stirndeckelstapeln 5.1, 5.2 im Handling- beziehungsweise Wirkbereich der Einrichtungen 4.1 und 4.2 angeordnet. Dies gilt sowohl jeweils für Innenstirndeckel S_I und Außenstirndeckel S_A. Auch für die Umhüllungsstation 3 bestehen eine Vielzahl von Ausführungsmöglichkeiten. Dabei umfasst die Umhüllungsstation 3 zumindest eine Verpackungsmaterialspendereinrichtung 6, die je nach Art der zu realisierenden Verpackung während des Verpackungsvorganges ortsfest angeordnet ist, wobei die einzelne Materialbahnrolle 2.n gemäß einer ersten Ausführung ebenfalls ortsfest, gemäß einer zweiten Ausführung relativ zu dieser bewegbar ist. In einer weiteren Ausführung ist es ferner denkbar, die Verpackungsmaterialspendereinrichtung 6 beziehungsweise den Verpackungsbahnrollen tragenden Teil ebenfalls zu bewegen, wobei die Bewegung bei ortsfester Materialbahnrolle 2.n oder aber relativ zu dieser bei bewegter Materialbahnrolle 2.n erfolgt. Dadurch können unterschiedliche Verpackungsmuster realisiert werden. Die Verpackung kann überlappend oder auf Stoß ausgebildet werden, wobei Verpackungsmaterial in Form der Verpackungsmaterialbahnen in Umfangsrichtung in einem Winkel gegenüber der Längsachse der Materialbahnrolle 2.n um den Außenumfang der Materialbahnrolle 2.n gewickelt wird oder aber senkrecht zur Längsachse. Die Längsachse der Materialbahnrolle 2 wird von deren Symmetrieachse gebildet. Das Verpackungsmaterial ist in der Verpackungsmaterialspendereinrichtung 6 angeordnet. Vorzugsweise umfasst diese einen Vorratsbereich, in welchem Verpackungsmaterialbahnrollen vorrätig gehalten werden können. Als weitere Einheit ist vorzugsweise eine Einrichtung 4.2 zur Positionierung und/oder Lagefixierung für die Außenstirndeckel S_A, beispielsweise in Form einer Packpresse 7 einsetzbar. Zusätzliche und optional eingesetzte Aggregate sind Kennzeichnungseinrichtungen 9, insbesondere Etikettiereinrichtungen 8 zur Kennzeichnung der Verpackung beziehungsweise zur Anbringung von Kennzeichnungen auf dieser. Um eine optimale Verpackung zu gewährleisten, sind neben dem Verpackungsmaterial V sowie den Stirndeckeln S_I, S_A und den zur Kennzeichnung erforderlichen Mitteln, wie Etiketten E ferner auch andere Verbrauchsmaterialien in Form von Leim L notwendig. In den bekannten Ausführungen gemäß dem Stand der Technik wird dabei die Vorrichtung 1 mit den Verbrauchsmaterialien VM beschickt, indem diese in einem so genannten Rüstbereich 10, der sich aus den einzelnen Bereitstellungsbreichen 11.1 bis 11.n zusammensetzt, die räumlich voneinander getrennt oder aber unmittelbar einander benachbart angeordnet sein können, vorgehalten werden. Aus diesem Rüstbereich 10 werden dann die erforderlichen Verbrauchsmaterialien VM zumindest für das Verpackungsmaterial V sowie die Stirndeckel S zeitnah entnommen und zur Funktionsweise der Vorrichtung 1 in dieser verwendet. Dabei ist es jedoch erforderlich, den Verbrauch der Verbrauchsmaterialien VM zu überwachen, um diese gegebenenfalls nachrüsten zu können. Da dieses Ressourcen, insbesondere in Form von Arbeitszeit als auch Produktionszeit bindet, denn die Vorrichtung 1 wird für jeden Rüstvorgang deaktiviert, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die Verbrauchsmaterialien VM zur Verpackung der einzelnen Materialbahnrolle 2.n im Rüstbereich 10 beziehungsweise den einzelnen Bereitstellungsbereichen 11.1 bis 11.n in Abhängigkeit entweder einer vordefinierten Menge N2_soll der zu verpackenden Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n und/oder der in einer vordefinierten Zeitdauer T_soll geforderten zu verpackenden Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n bereit zustellen. Die zu verpackenden Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n pro vordefinierter Zeitspanne T_soll werden dabei gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung als Funktion des Produktionsausstoßes PA einer vorgelagerten Anlage 12, insbesondere einer Rollenschneidmaschine 14 oder aber Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen verstanden.
Die 1b verdeutlicht dabei anhand eines Signalflussbildes eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Verfahrens mit Rüstvorgabe in Abhängigkeit des Produktionsausstosses PA. Demnach wird von einer der Vorrichtung 1 vorgelagerten Produktionsanlage 12, beispielsweise in Form einer Rollenschneidmaschine 14 eine Anzahl N2 an Materialbahnrollen pro Zeitdauer ¹-12 ausgegeben, die zu verpacken sind. Für die Bestimmung des erforderlichen Verbrauchsmaterials VM_soll ferner erforderlich ist die Kenntnis der die zu umhüllenden Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n beschreibenden Parameter, insbesondere Dimensionsgrößen. Diese sind hier mit PD2.1 bis PD2.n bezeichnet und beinhalten Eigenschafts- und/oder Dimensionsangaben wie Durchmesser, Breite. Diese Daten können von der vorgelagerten Produktionsanlage 12 oder einer dieser zugeordneten Steuerung/Regelung bereitgestellt werden. Ein weiteres Kriterium für die Ermittlung des bereitzustellenden Verbrauchsmaterials VM_soll sind die Art und Eigenschaften der die zu wählende Verpackung beschreibenden Größen PE, die je nach Kundenwunsch individuell vorgegeben werden können. Dies betrifft neben der Umhüllungsart und den dazu verwendeten Verpackungsmaterialien V mit entsprechenden Verpackungsmaterialbahnbreiten sowie Stirndeckelgrößen auch die Möglichkeiten der Kennzeichnung. Diese werden ebenfalls zur Auswertung und Analyse bezüglich des erforderlichen bereitzustellenden Verbrauchsmaterials VM_soll, welches sich aus der Summe des Verpackungsmaterials, insbesondere der Verpackungsbahnen V, der Stirndeckel S_I, S_A sowie weiterer erforderlicher Verbrauchsmaterialien wie Etiketten E und/oder Adhäsionsmittel, insbesondere Leim L zusammensetzt, einbezogen. Das Verpackungsmaterial V sowie die Stirndeckel S_I, S_A sind eine Funktion des Produktionsausstosses PA, insbesondere pro vordefinierter Zeiteinheit einer der Vorrichtung 1 vorgelagerten Produktionsanlage 12, der, die zu umhüllenden Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n beschreibenden Parameter, insbesondere Dimensionsgrößen PD2.1 bis PD2.n und der, die Art und Eigenschaften der zu wählenden Verpackung beschreibenden Größen PE. Die Kennzeichnung, insbesondere Etiketten E werden durch die Größen PE bestimmt und gegebenenfalls durch weitere, die Kennzeichnung wenigstens mittelbar beschreibende Größen. Das erforderliche Verbrauchsmaterial VM_soll entspricht der Summe der Verpackungsbahnen V, der Stirndeckel S_I, S_A sowie weiterer erforderlicher Verbrauchsmaterialien wie Etiketten E und/oder Adhäsionsmittel wie Leim L. Dieses wird dann für die vordefinierte Zeitdauer T_soll bereitgestellt, wobei gemäß 1b beispielhaft gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung die vordefinierte Zeitdauer T_soll einer Schichtlänge entspricht, so dass insbesondere bei nicht durchgängiger Betriebsweise jeweils am Ende und am Anfang einer Schicht ein derartiger Rüstvorgang vorgenommen werden kann und die Verbrauchsmaterialien VM dann mit Sicherheit für die nächste Schicht ausreichen, ohne dass eine Nachrüstung erfolgen muss.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung wird die erfindungsgemäße Lösung immer im Zusammenhang mit Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen beziehungsweise den Wickelvorrichtungen von Rollenschneidmaschinen 14 nachgeordneten Vorrichtungen 1 zum Einsatz gelangen. In diesem Fall ist vorzugsweise die Vorrichtung 1 zur Verpackung quasi online der Rollenschneidmaschine 14 nachgeordnet, wie in schematisiert vereinfachter Darstellung in 1a wiedergegeben, wobei aus dieser mittels einer Transporteinrichtung die Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n zur Vorrichtung 1 transportiert werden. Es ist es jedoch auch denkbar, die zu verpackenden Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n aus einem Rollenmagazin zu entnehmen, wobei dann hinsichtlich der Betriebsparameter eine optimale Betriebsweise der Vorrichtung 1 wählbar ist und in Abhängigkeit dieser die Anzahl der zu verpackenden Materialbahnrollen N2 pro gewünschter Zeitdauer T_soll bestimmbar ist.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung in der 2a kann in das Verfahren noch eine Korrekturkomponente mit eingearbeitet werden, indem die Vorgaben für die einzelnen Verbrauchsmaterialien VM in Abhängigkeit von Störfaktoren in entsprechender Weise durch eine Sicherheitszugabe erhöht werden. Diese wird als Korrekturfaktor K bei der Ermittlung des erforderlichen Verbrauchsmaterials VM_soll zur Integration in den Rüstbereich 10 mit berücksichtigt. In einer weiteren vorteilhaften Weiterentwicklung gemäß 2b ist es vorgesehen insbesondere bei Ausführungen mit durchgängigem Schichtbetrieb, bei welchem die Anzahl der notwendigen Produktionsunterbrechungen nach Möglichkeit auf ein Minimum reduziert werden sollen, das nach einer vordefinierten Zeitdauer T_Ü zumindest die im Rüstbereich 10 vorrätigen Verbrauchsmaterialien VM_ist, welche sich aus den jeweils in den einzelnen Bereitstellungsbereichen 11.1 bis 11.n vorhandenen Verbrauchsmaterialien VM zusammensetzen, zu erfassen. Die Erfassung kann dabei fortlaufend oder wie bereits ausgeführt in vordefinierten Zeitintervallen erfolgen. Die Zeitspanne T_Ü ist kürzer gewählt als die vordefinierte Zeitspanne T_soll Dabei werden im Vorfeld der erneute Produktionsausstoß N2neu für die nächste vordefinierte Zeitspanne T_sollneu ermittelt und die dazu erforderlichen Verbrauchsmaterialien VM_sollneu berechnet. Unter Berücksichtigung der noch im Rüstbereich 10 vorhandenen und nicht benötigten Verbrauchsmaterialien VM_ist wird eine erneute Beschickung vorgenommen. Der Bereich T_sollneu kann sich dabei an den ursprünglichen Bereich T_soll anschließen aber auch bereits an den Überwachungszeitraum T_Ü. In diesem Fall erfolgt bereits während der Betriebsweise eine Ermittlung des erforderlichen Verbrauchsmaterials VM_sollneu für die neue Schicht. Die 3 verdeutlicht demgegenüber eine Neuberechnung nach Ablauf der vordefinierten Zeitdauer T_soll.
Je nach Anordnung der Rüstbereiche 10 und der Realisierung des Wechsels der leeren Verpackungsmaterialträger kann sowohl eine automatische Neuausrüstung als auch eine manuelle Nachrüstung erfolgen. Wird das erfindungsgemäße Verfahren gemäß 4a für die manuelle Nachrüstung eingesetzt, wird das Verpackungsmaterial VM derart nachgerüstet, dass dieses nach Möglichkeit immer für alle einzelnen Verbrauchsmaterialien VM in Form von Verpackungsmaterial V, Stirndeckeln S, Etiketten E und Leim L für einen vordefinierten Zeitraum T_soll und die in diesem mögliche Umhüllung der Menge N2 an Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n ausreicht und alle Verbrauchsmaterialien VM, jeweils zum gleichen Zeitpunkt, das heißt gleichzeitig nachgerüstet werden. Die Maschine beziehungsweise Vorrichtung 1 steht dann lediglich einmal still und kann während der gesamten Betriebsweise in der vordefinierten Zeitspanne T_soll ohne Störungen arbeiten. Die in den 1 und 2 dargestellte Ausführung mit einer vorzugsweise gewählten Zeitspanne T_soll in Form einer Schichtlänge bietet, wie bereits ausgeführt, den Vorteil, dass innerhalb der Schicht keine Unterbrechungen bedingt durch Nachrüstvorgänge in der Vorrichtung 1 zur Verpackung von Materialbahnrollen 2 zu erwarten sind und damit die Vorrichtung 1 kontinuierlich über die gesamte Schicht arbeiten kann. Die Zeitdauer T_soll kann jedoch auch kürzer oder aber länger gewählt werden. Dies hängt im Einzelnen auch von der Möglichkeit der Vorausplanung des Ausstoßes an Produktion PA beziehungsweise der zur Verpackung zur Verfügung stehenden Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n ab.
Die 4a bis 4c verdeutlichen in schematisiert vereinfachter Darstellung den Aufbau eines erfindungsgemäßen Systems 15 zur Rüstvorgabe und die Realisierung der Rüstvorgaben. Das System 15 umfasst dazu zumindest eine Einrichtung 16 zur Erfassung/Vorgabe des Produktionsausstosses PA einer der Vorrichtung 1 vorgeordneten Produktionsanlage 12, welche direkt der Vorrichtung 1 kontinuierlich zuführbar ist oder aber einem Zwischenspeicher in Form eines Magazins entnommen wird. Die Einrichtung 16 kann dabei von einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung der vorgeordneten Produktionsanlage gebildet werden oder aber einer separaten Einrichtung. Ferner umfasst das System 15 zur Rüstvorgabe zumindest eine Einrichtung 17 zur Erfassung/Vorgabe der Parameter PD der von der Produktionsanlage ausgestossenen Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n pro Zeiteinheit und eine Einrichtung 18 zur Erfassung/Vorgabe von, das verwendete Verpackungsmaterial VM wenigstens mittelbar charakterisierenden Größen PE und je nach Realisierung des Verfahrens zum Rüsten eine Einrichtung 19 zur Vorgabe einer Zeitdauer T_soll, die einer Betriebszeitdauer entspricht, für welche die mittels des Rüstvorganges vorgerüsteten Materialien als ausreichend angesehen werden. Dabei erfasst die Einrichtung 16 vorzugsweise die zu verpackenden Materialbahnrollen für eine vordefinierte Zeitdauer T_soll, um auch für diesen Zeitraum das erforderliche Verbrauchsmaterial bereitstellen zu können. Die Einrichtung 16 kann derart konzipiert sein, dass diese lediglich die Anzahl der geforderten zu verpackenden Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n erfasst. Denkbar ist es jedoch auch, dass diese gleichzeitig auch die Funktion der Bestimmung der Parameter der Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n und damit die Funktion der Einrichtung 17 mit übernimmt. Dies bedeutet insbesondere die die Menge an Verpackungsmaterial bestimmenden Parameter der Materialbahnrollen 2.1 bis 2.n, hier insbesondere Durchmesser und Breite. Bei standardisiert verwendbarer Einheitsverpackung kann die Einrichtung 18 optional vorgesehen werden. Die über die Einrichtungen 16 bis 19 vorgegebenen Daten werden einer Analyse- und/oder Auswerteinrichtung 20 zugeführt und in dieser aus den daraus resultierenden Abhängigkeiten und funktionalen Zusammenhängen die erforderliche Rüstvorgaben erstellt. Dabei werden in Abhängigkeit des bestimmten erforderlichen Verbrauchsmaterials VM_soll Stellgrößen Y erzeugt, welche lediglich der Erzeugung entsprechender Informations- und/oder Wartungssignale dienen, die das Bedienpersonal zur Realisierung der Rüstvorgabe auffordern, was beispielsweise über eine Anzeigeeinrichtung 21 erfolgen kann. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, Stellsignale zur Ansteuerung von Stelleinrichtungen zur automatisierten Beschickung des Rüstbereiches 10 zu erzeugen. Diese einzelnen Einrichtungen 16 bis 19 sind dazu mit der Auswert- und/oder Analysevorrichtung 20 koppelbar. In dieser findet eine Verarbeitung der über die Einrichtung 16 bis 19 vorgegebenen oder erfassten Eingangsgrößen statt, die zur Ermittlung des geforderten Verbrauchsmaterials VM_soll dienen. Aus diesem Kennwert kann dann ein Signal erzeugt werden, welches als Informationssignal in Form beispielsweise eines optischen Signals oder aber als Stellsignal vorliegt.
Die Möglichkeiten der Rüstvorgaben für die einzelnen Rüstvorgänge sind anhand schematisierter Darstellungen des Systems 15 in den 4a bis 4c wiedergegeben. Die Nachrüstung kann manuell, teilautomatisiert oder aber auch vollautomatisiert erfolgen. Dies hängt im Wesentlichen von der Ausführung der einzelnen Vorrichtung 1 ab sowie der Ausgestaltung des Rüstbereiches 10. Gemäß 4a wird dabei Bedienpersonal aktiv, wobei dieses die einzelnen Verbrauchsmaterialien VM_soll in die jeweiligen Bereitstellungsbereiche 11.1–11.n verbringt. In 4b ist in schematisiert vereinfachter Darstellung eine Kombination aus automatisierter Bereitstellung sowie Bedienpersonal wiedergegeben, während 4c eine vollautomatisierte Bereitstellung wiedergibt. In diesem Fall sind jedoch die einzelnen Bereitstellungsbereiche 11.1 bis 11.n derart angeordnet, dass diesen entsprechende Zuführeinrichtungen für das jeweilige Verbrauchsmaterial zuordenbar sind und diese auch frei zugänglich sind. Dabei erfolgt jedoch vorzugsweise eine Vorrüstung außerhalb des Rüstbereiches 10, wobei die das vorgerüstete Material enthaltenen Vorrüstbereiche dann über die Zuführeinrichtungen mit den Bereitstellungsbereichen 11.1 bis 11.n des Rüstbereiches 10 zur direkten und schnellen Beschickung verbunden ist.
Gemäß einer Weiterentwicklung, hier jedoch nicht dargestellt, werden in der Auswert- oder Analyseeinrichtung 20 auch die mit einer weiteren Einrichtung zur Erfassung des vorhandenen Verbrauchsmaterials VM_ist berücksichtigten Größen verarbeitet, wobei die in den Bereitstellungsbereichen im Rüstbereich 10 der Vorrichtung 1 vorhandenen Verbrauchsmaterialien als vorhanden zugrunde gelegt werden und bei der geforderten Menge berücksichtigt werden. Es versteht sich von selbst, dass bei allen Vorgängen für das Verbrauchsmaterial die einzelnen Bestimmungsvorgänge jeweils für Verpackungsmaterialbahnrollen, Stirndeckel sowie zusätzliche Materialien wie Adhäsionsmittel, Etiketten separat für sich ermittelt werden, und zwar immer auf der Grundlage der geforderten zu umhüllenden Materialbahnrollen.
Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf die dargestellten Ausführungen beschränkt. Entscheidend ist, dass in Abhängigkeit eines gewünschten Durchsatzes durch die Vorrichtung 1 zur Verpackung von Materialbahnrollen 2 pro vordefinierter Zeiteinheit T_soll eine Rüstvorgabe erfolgt, die in dieser Zeitdauer einen Stillstand der Vorrichtung 1 vermeidet. In einer besonders vorteilhaften Ausführung werden insbesondere bei wechselnder zu umhüllender Materialbahnrollenart innerhalb einer vordefinierten Zeitdauer die einzelnen Rüstvorgaben derart umgesetzt werden, dass die Beschickung in den einzelnen Bereitstellungsbereichen 11.1 bis 11.n ferner hinsichtlich der zeitlichen Reihenfolge der Entnahme von Verpackungsmaterial aus diesen derart angeordnet sind, dass diese auch nacheinander anfahrbar sind. So können beispielsweise unterschiedliche Stirndeckelgrößen, welche innerhalb der vordefinierten Zeitdauer T_soll zu verarbeiten sind, in der Reihenfolge ihrer Abarbeitung im Rüstbereich 10 angeordnet werden.

1: Vorrichtung zur Verpackung von Materialbahnrollen
2.1 bis 2.n: Materialbahnrolle
3: Umhüllungsstation
4: Einrichtung zur Positionierung und Fixierung von Stirndeckeln
5: Stirndeckelstapel
6: Verpackungsmaterialspendereinrichtung
7: Presse
8: Etikettiereinrichtung
9: Kennzeichnungseinrichtung
10: Rüstbereich
11.1 bis 11.n: Bereitstellungsbereich
12: Produktionsanlage
14: Rollenschneidmaschine
15: System zur Rüstvorgabe
16: Einrichtung zur Erfassung/Vorgabe
17: Einrichtung zur Erfassung/Vorgabe
18: Einrichtung zur Erfassung/Vorgabe
19: Einrichtung zur Erfassung/Vorgabe
20: Analyse und/oder Auswerteinrichtung
21: Anzeigeeinrichtung
N2, N2_soll, N2_sollneu: Anzahl der zu verpackenden Materialbahnrollen
T_soll: vordefinierte Zeitspanne
T_sollneu: neue vordefinierte Zeitspanne
VM_sollneu, VM_soll: Verbrauchsmaterial
V: Verpackungsmaterial
S: Stirndeckel
E: Etiketten
L: Leim
PD: Parameter der Materialbahnrollen
PE: Eigenschaftsparameter des Verpackungsmaterials
PA: Produktionsausstoß

Claims

Verfahren zur Optimierung der Betriebsweise von Vorrichtungen (1) zur Verpackung von Materialbahnrollen (2.1–2.n), bei welchem das zur Verpackung erforderliche Verbrauchsmaterial (VM_soll) in einem Rüstbereich (10) in der Vorrichtung (1) bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des zur Verpackung erforderlichen Verbrauchsmaterials (VM_soll) im Rüstbereich (10) in Abhängigkeit der zu verpackenden Materialbahnrollen (2.1–2.n), insbesondere der Anzahl (N2_soll) und Parameter (PD) der Materialbahnrollen (2.1–2.n) vorgerüstet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Verpackung erforderliche Verbrauchsmaterial (VM_soll) in Abhängigkeit der Eigenschaften (PE) des zur Verpackung geforderten Verbrauchsmaterials (VM_soll) bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbrauchsmaterial (VM_soll) in Abhängigkeit der in einem vordefinierten Zeitraum (T_soll) zu verpackenden Materialbahnrollen (2.1–2.n) vorgerüstet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Verpackung erforderliche Verbrauchsmaterial (VM_soll) als Funktion des Produktionsausstosses (PA) pro Zeiteinheit einer der Vorrichtung (1) vorgeordneten Anlage (12), insbesondere Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen oder Rollenschneidmaschine (14) vorgerüstet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erforderliche Verbrauchsmaterial (VM_soll) in Abhängigkeit zumindest einer der nachfolgend genannten Größen vorgerüstet wird: – Maschinengeschwindigkeit der vorgeordneten Produktionsanlage – Taktzeit der Vorrichtung zur Verpackung von Materialbahnrollen – Anzahl der Materialbahnrollen – Parameter der Materialbahnrollen (PD).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vordefinierte Zeitraum (T_soll) zumindest einer Normalschichtlänge, insbesondere 8 Stunden entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erforderliche Verbrauchsmaterial (VM_soll) manuell bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des erforderlichen Verbrauchsmaterials (VM_soll) automatisiert bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rüstvorgabe unter Berücksichtigung eines Sicherheitsfaktors (K) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rüstvorgabe unter Berücksichtigung des im Rüstbereich (10) noch vorhandenen Verbrauchsmaterials (VM_ist) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die folgenden Verbrauchsmaterialien (VM_soll) bereitgestellt werden: a. Stirndeckel (S), insbesondere Innenstirndeckel (S_I), Außenstirndeckel (SA) b. Verpackungsmaterialbahnrollen (V).
System (15) zur Rüstvorgabe für Verbrauchsmaterialien einer Vorrichtung (1) zur Verpackung von Materialbahnrollen (2.1–2.n), umfassend: – eine Einrichtung (16) zur Erfassung/Vorgabe der zu verpackenden Materialbahnrollen (2.1–2.n) oder der zu verpackenden Materialbahnrollen (2.1–2.n) pro Zeitraum, – eine Einrichtung (17) zur Erfassung/Vorgabe der Parameter (PD) der Materialbahnrollen – eine Einrichtung (18) zur Erfassung/Vorgabe von das verwendete Verpackungsmaterial (VM) wenigstens mittelbar charakterisierenden Größen (PE) – optional eine Einrichtung (19) zur Vorgabe einer Zeitdauer (T_soll) – eine Auswert- und/oder Analysevorrichtung (20).
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine mit der Auswert- und/oder Analysevorrichtung (20) koppelbare Anzeigeeinrichtung (21) umfasst.
System nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Verbrauchsmaterialien (VM_soll) Verpackungsmaterialien (V) und/oder die Stirndeckel (S, S_A, S_I) angesehen werden.
System nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (16) zur Erfassung/Vorgabe der zu verpackenden Materialbahnrollen (2.1–2.n) oder der zu verpackenden Materialbahnrollen in einer vordefinierten Zeitdauer von einer Einrichtung (16) zur Erfassung/Vorgabe des Produktionsausstosses einer der Vorrichtung (1) zum Verpacken vorgeordneten Produktionsanlage (12), insbesondere einer Steuereinrichtung/Regeleinrichtung einer der Vorrichtung (1) vorgelagerten Anlage (12) gebildet wird.
System nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Rüstbereich zumindest eine Einrichtung zur Erfassung der noch vorhandenen Verbrauchsmaterialien vorgesehen ist, die mit der Auswert- und/oder Analyseeinrichtung (20) gekoppelt ist.