DE102010021851A1

DE102010021851A1 - System for loading of collective package of goods in e.g. cardboard, has sensor system acquiring integrity of package, and sensor system arranged such that packaging units are under-detected when packaging units are fed along path

Info

Publication number: DE102010021851A1
Application number: DE201010021851
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2011-12-01

Abstract

The system has a catch/suction arm catching or sucking multiple packaging units to carry the packaging units along a path and to place the packaging units in a collective package. A sensor system acquires integrity of the collective package. The sensor system is arranged such that the packaging units are under-detected when the packaging units are fed along the path. Detecting information is determined over distance and/or color points within the catch/suction arm. Multiple measuring points are extracted by turning/movement of a measuring system. An independent claim is also included for a method for loading of a collective package.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung von Verpackungsvorgängen auf Vollständigkeit.The invention relates to a method and a device for checking packaging operations for completeness.

Produzierte oder bearbeitete Waren werden zu Transport- oder Lagerzwecken üblicherweise in größeren Mengen in Kartons oder Kisten verpackt. Die betreffenden Waren können dabei unverpackt oder bereits verpackt sein. Ein übliches Verfahren zur Verpackung in solchen Gebinden erfolgt durch Greifer oder Vakuumsauger, die mehrere Produkte von einem Transportsystem parallel von oben greifen bzw. Ansaugen und von der Aufnahmeposition in den zu beladenen Karton bzw. in die Kiste fördern.Produced or processed goods are usually packed in boxes or boxes for transport or storage purposes in larger quantities. The goods in question may be unpackaged or already packed. A common method for packaging in such containers is carried out by grippers or vacuum suction, which grab several products from a transport system in parallel from above or promote suction and from the receiving position in the loaded carton or in the box.

1 beschreibt einen solchen Beladevorgang aus dem Stand der Technik: Der Greifer/Saugearm nimmt eine größere Anzahl von Produkten auf (Schritt 1), transportiert diese zum Sammelbehälter, Kiste, Karton oder zur Steige/Palette (Schritt 2) und belädt diese dann (Schritt 3). Dieser Vorgang wird ggf. wiederholt, bis alle Lagen des Sammelbehälters beladen sind. Die Greifsysteme nehmen üblicherweise mehrere Produkte gleichzeitig auf, auch mehrreihig (2). 1 describes such a loading process from the prior art: The gripper / suction arm takes up a larger number of products (step 1), transports them to the collecting container, crate, carton or crate / pallet (step 2) and then loads them (step 3 ). If necessary, this process is repeated until all layers of the collection container have been loaded. The gripping systems usually take several products simultaneously, even multi-row ( 2 ).

Bei der Aufnahme der Produkte kann es zum Verlust kommen. Es können auch bereits im vorgeschalteten Prozess Produkte fehlen. In solchen Fällen transportiert der Greifarm eine kleinere als die geplante Menge zu dem zu beladenden Karton (3). Ein bisher angewendetes Verfahren zur Vollständigkeitskontrolle ist die Kontrollverwiegung. Hier wird die beladene Sammelverpackung über eine Kontrollwaage geführt. Bei einem Untergewicht wird die Sammelverpackung dann ausgeschleust, um entfernt oder nachbefüllt zu werden. Dieses Verfahren eignet sich jedoch nicht für alle Anwendungen. Mit dem hier vorgestellten Verfahren wird eine höhere Genauigkeit und Sicherheit bei der Diagnose erzielt.There may be a loss of product intake. Even in the upstream process, products may be missing. In such cases, the gripper arm transports a smaller quantity than the planned quantity to the carton to be loaded ( 3 ). One completeness control method used hitherto is the control weighing. Here the loaded bulk packaging is guided via a checkweigher. If underweight, the bulk packaging is then removed to be removed or refilled. However, this method is not suitable for all applications. The method presented here achieves greater accuracy and safety in the diagnosis.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur besseren und zuverlässigeren Kontrolle von Sammelverpackung.The object of the invention is to provide a device and a method for better and more reliable control of collective packaging.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung und ein Verfahren nach den unabhängigen Ansprüchen.The object is achieved by a device and a method according to the independent claims.

Insbesondere wird die Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung zum Überprüfen auf Vollständigkeit, die bereits beim Beladen überprüft, ob der Greifarm vollständig beladen ist. Hierzu wird eine optische Abtastung von unten verwendet. Mittels einer geeigneten Sensorik und einer Auswerteeinheit werden Profile erzeugt, welche einen Rückschluss auf die vollständige Beladung des Greifsystems zulassen.In particular, the invention is achieved by a device for checking for completeness, which checks already during loading, whether the gripping arm is fully loaded. For this purpose, an optical scan is used from below. By means of a suitable sensor and an evaluation unit profiles are generated, which allow a conclusion on the complete loading of the gripping system.

4 zeigt die Anordnung einer Messvorrichtung zur Abtastung der Beladung des Greifsystems. Diese Messvorrichtung sitzt unterhalb des Greifsystems, welches in seiner Bewegung über das Messsystem hinweg fährt. Nun wird von unten über Abstandsmessungen ein Profil des Greifsystems erzeugt. Dies geschieht mittels optischer Sensoren. Diese Sensoren sind in der Lage, die Entfernung zu einer Oberfläche zu messen, üblicherweise mittels Triangulation oder Messung der Lichtlaufzeit. Es können Sensoren verwendet werden, die eine Messung zu einem Zeitpunkt durchführen. Durch Durchführung mehrerer Messungen hintereinander, in der entweder der Greifarm über den Sensor fährt, oder der Sensor durch Schwenkung eine andere Ausrichtung erhält, werden dann mehrere Messpunkte erzeugt. Es können auch Sensoren verwendet werden, die zur gleichen Zeit mehrere Messungen über verschiedene Punkte durchführen, insbesondere linien- oder matrixförmige Sensoren. Unter matrixförmige Sensoren fallen auch sogenannte 3d Kameras, die nach den gleichen Prinzipien der Triangulationsverfahren arbeiten. In der Bildverarbeitung spricht man in dem Zusammenhang vom ”Lichtschnittverfahren”. Oder es werden Messungen der Lichtlaufzeit durchgeführt. Beide Verfahren erzeugen, entweder durch eine oder über mehrere Messungen ein Bild, das Höhenprofile bzw. eine dreidimensionale Punktewolke erzeugt. 4 shows the arrangement of a measuring device for sensing the loading of the gripping system. This measuring device sits below the gripper system, which moves in its movement over the measuring system. Now, a profile of the gripping system is generated from below via distance measurements. This is done by means of optical sensors. These sensors are capable of measuring the distance to a surface, usually by triangulation or by measuring the light transit time. Sensors can be used which perform one measurement at a time. By performing several measurements in succession, in which either the gripper arm moves over the sensor, or the sensor receives a different orientation by pivoting, then several measuring points are generated. It is also possible to use sensors which at the same time perform several measurements over different points, in particular linear or matrix-type sensors. Matrix-type sensors also include so-called 3d cameras which work according to the same principles of triangulation methods. In image processing, the term "light-section method" is used in this context. Or measurements of the light transit time are carried out. Both methods generate, either by one or more measurements, an image that generates height profiles or a three-dimensional point cloud.

Die so gewonnenen Informationen über die Distanz bzw. das Profil des beladenen Greifarms von unten kann dann mit Sollwerten verglichen werden. Hier kommen bekannte Verfahren zur vergleichenden Analyse von zahlenmatritzen zum Einsatz. Die Sollwerte werden entweder durch Abspeicherung von Referenzprofilen oder durch berechnete Referenzprofile gewonnen. Der Vergleich wird in einer hinreichend schnellen Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), einem Prozessrechner oder einer integrierten Schaltung durchgeführt. Wird innerhalb eines gemessenen Profils eine Abweichung zum Sollwert festgestellt, die eine Toleranzschwelle überschreitet, wird von der Steuerung ein Signal zum Stoppen des Verpackungsprozesses oder zur Ausgabe einer Warnung erzeugt.The information thus obtained about the distance or the profile of the loaded gripping arm from below can then be compared with nominal values. Here are known methods for comparative analysis of numerical matrices used. The setpoints are obtained either by storing reference profiles or calculated reference profiles. The comparison is carried out in a sufficiently fast programmable logic controller (PLC), a process computer or an integrated circuit. If, within a measured profile, a deviation from the setpoint is detected that exceeds a tolerance threshold, the controller generates a signal to stop the packaging process or to issue a warning.

Dies ermöglicht entweder maschinell oder händisches Eingreifen in den Prozess (z. B. manuelles Auffüllen).This allows either machine or manual intervention in the process (eg, manual padding).

Wichtig bei dem oben beschriebenen Verfahren ist, den korrekten Anfangs- und Endzeitpunkt für die Aufzeichnung der Messungen zu definieren. Hierzu gibt es verschiedene Möglichkeiten. Der Zeitpunkt kann a) durch Abgleich mit einem Signal der Steuerung des Greifarms bzw. der Verpackungsmaschine erfolgen, beispielsweise ein vom Geber des Greifsystems ausgelesenes oder erzeugtes Signal, dass an der korrekten Anfangsposition einen Impuls ausgibt. b) durch einen separat angeschlossenen Sensor, beispielsweise eine Lichtschranke oder einen Näherungsschalter oder c) durch Interpretation der kontinuierlich erzeugten 3d Messung. Diese Möglichkeit wird in 5 gezeigt. In Position a) läuft das Greifsystem in den Messbereich des Sensors. Das System erkennt nun, dass die Messung unmittelbar bevor steht. Nach einer Verzögerung, die über eine Zeit oder ein Wegsignal vom Greifsystem bestimmt wird, startet mm die eigentliche Aufnahme an Position b).It is important in the method described above to define the correct start and end times for recording the measurements. There are various possibilities for this. The time can be a) by comparison with a signal of the control of the gripper arm or the packaging machine, for example, a read or generated by the encoder of the gripping system signal that outputs a pulse at the correct starting position. b) by a separately connected sensor, for example a light barrier or a proximity switch or c) by interpretation of the continuously generated 3d measurement. This possibility is in 5 shown. In position a), the gripping system runs into the measuring range of the sensor. The system now recognizes that the measurement is imminent. After a delay, which is determined by a time or a path signal from the gripping system, mm starts the actual recording at position b).

Alternativealternative

Neben optischer Messverfahren, welche die Vollständigkeit über die gemessene Distanz ermitteln, kann das Verfahren auch über Farbinformationen betrieben werden. Hierzu werden statt distanzmessender Sensoren farbmessende Sensoren eingesetzt, also Farbsensoren oder Kameras. Voraussetzung ist ein hinreichende Farbdifferenz zwischen den zu beladenden Objekten und dem unbeladenen Greifsystem. Es werden also anstatt vektoren bzw. Matritzen mit Abstandswerten, Vektoren bzw. Matritzen mit Farbwerten erzeugt. Das Verfahren zum vergleichen der gemessenen Werte mit zuvor ermittelten Sollwerten ist ansonsten das gleiche.In addition to optical measuring methods which determine the completeness over the measured distance, the method can also be operated via color information. For this purpose, color-measuring sensors are used instead of distance-measuring sensors, ie color sensors or cameras. Prerequisite is a sufficient color difference between the objects to be loaded and the unloaded gripping system. Instead of vectors or matrices with distance values, vectors or matrices with color values are generated. The procedure for comparing the measured values with previously determined setpoints is otherwise the same.

Claims

A collection package loading system comprising a gripper / suction arm that grips / sucks a plurality of packages from above to guide them along a path for placing them in a bulk package, with sensors for detecting the integrity of the bulk packages, characterized in that the sensors are arranged so that the packaging units are captured by companies as they are guided along the way.

The system of the preceding claim, wherein upon detection, information about distance and / or color dots are detected from below the gripper / suction arm

The system according to one or more of the preceding claims, wherein the extraction of a matrix of measuring points for comparative analysis with nominal profiles is carried out by means which (a) perform several measurements under a gripping system moving over the measuring system and / or (b) acquire multiple measurement points by simultaneous acquisition / measurement, and / or (c) acquire several measuring points by pivoting / moving the measuring system.

The system according to one or more of the preceding claims, wherein a comparison unit is provided, which carries out a comparative analysis of the measurement profiles thus obtained with setpoint profiles for stopping the loading process or outputting a warning message.

The system according to one or more of the preceding claims, wherein the sensor system for obtaining information about distance and / or color points is arranged below a gripper / suction arm for loading collective packaging.

Arrangement of a sensor system in a system for loading bulk packaging, comprising a gripper / suction arm which grips / sucks a plurality of packaging units from above in order to guide them along a path for placing them in a collecting package, wherein the sensors detect the completeness the collecting packaging is used, characterized in that the sensor system is arranged so that the packaging units are detected by Untern, while they are guided along the way.

Method for loading bulk packaging, comprising a gripper / suction arm, which grips / sucks a plurality of packaging units from above to guide them along a path for placing them in a collecting package, with a sensor for detecting the integrity of the collecting packages, characterized in that the sensors capture the packaging units of companies as they are being routed along the way to the bulk packaging.

The method according to the preceding method claim, wherein upon detection information about distance and / or color points are detected from below the gripper / suction arm

The method according to one or more of the preceding method claims, wherein obtaining a matrix of measuring points for comparative analysis with nominal profiles (a) performing several measurements under a gripping system moving over the measuring system and / or (b) obtaining multiple measurement points by simultaneous acquisition / measurement and / or (c) obtaining several measuring points by pivoting / moving the measuring system.

The method according to one or more of the preceding method claims, wherein a comparison unit is provided, which performs a comparative analysis of the measurement profiles thus obtained with setpoint profiles for stopping the loading process or outputting a warning message.