DE102014106235A1

DE102014106235A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Qualitätskontrolle von stetig gefördertem Stückgut

Info

Publication number: DE102014106235A1
Application number: DE102014106235.3A
Authority: DE
Inventors: Christian Gieselmann
Original assignee: WOOD FLAME GmbH; WOOD-FLAME GmbH
Current assignee: WOOD FLAME GmbH; WOOD-FLAME GmbH
Priority date: 2014-05-05
Filing date: 2014-05-05
Publication date: 2015-11-05
Also published as: WO2015169783A1

Abstract

Ein Verfahren zur Qualitätskontrolle von stetig geförderten Stückgütern (2), wobei benachbarte Stückgüter (2) abständig zueinander vereinzelt und jeweils durch eine Kontrolleinrichtung außenseitig kontrolliert werden, ist so ausgebildet, dass vor der außenseitigen Kontrolle mindestens einmal der Abstand zwischen zwei Stückgütern (2) ermittelt, mit dem Maß eines vorgegebenen Mindestabstands verglichen und bei festgestelltem Unterschreiten des Mindestabstands das in Durchlaufrichtung nachfolgende Stückgut (2) abgebremst oder beschleunigt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Qualitätskontrolle von stetig geförderten Stückgütern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Mittels derartiger Verfahren werden Stückgüter insbesondere auf ihre Oberflächenbeschaffenheit geprüft, wobei hierzu sowohl Oberflächenbeschädigungen wie auch Oberflächengestaltungen gehören, im letzteren Fall beispielsweise Aufdrucke.
Dabei kommt das Verfahren zur Qualitätskontrolle in verschiedenen Bereichen zum Einsatz, jeweils jedoch bei artgleichen Stückgütern. Beispielhaft sei hier die Qualitätskontrolle bei zu befüllenden Getränkedosen genannt, die nach der Fertigung mithilfe von Transportbändern, auf denen die Dosen gefördert werden so weit vereinzelt werden, dass ihr Abstand zueinander im statistischen Mittel gleich ist.
Dieser Abstand, zumindest jedoch ein Mindestabstand zwischen benachbarten Dosen, ist erforderlich, um mit einem Bildprüfverfahren, bei dem mittels einer mehrere Kameras aufweisenden Kontrolleinrichtung eine Form- und Oberflächenabbildung und -prüfung erfolgt, die Qualität der Oberfläche im Durchlauf zu ermitteln.
Bei zu geringem Abstand zwischen zwei Dosen kann es zu Fehlabbildungen kommen, beispielsweise durch Reflektion oder Sichtabdeckung. Eine Gewähr für eine fehlerausschließende Kontrolle bietet das bisherige Verfahren nicht, wobei die Betriebsbedingungen, unter denen die Qualitätskontrolle erfolgt, besondere Herausforderungen bilden. Hierzu sei die relativ hohe Geschwindigkeit von bis zu 6 m/s erwähnt, mit der die Dosen durch die Kontrolleinrichtung gefördert werden.
Zwar ist schon versucht worden, die Mindestabstände durch mechanische Mittel zu erreichen, jedoch stößt deren Realisierung bei den genannten Fördergeschwindigkeiten an ihre Grenzen, so dass die bislang bekannten Verfahren nicht in dem gewünschten Maße einsetzbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu entwickeln, dass eine Verbesserung der Qualitätskontrolle erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gelöst.
Gemäß der Erfindung wird bei Unterschreiten eines Mindestabstands zwischen zwei Stückgütern, was durch eine Sensorik festgestellt wird, das in Durchlaufrichtung gesehen nachfolgende Stückgut abgebremst oder beschleunigt, wobei das Transportband mit gleicher Geschwindigkeit weiterläuft, d.h. die Brems- bzw. Beschleunigungskraft ist entsprechend größer als die Reibkraft zwischen dem Stückgut und dem Transportband. Der Einfachheit halber wird im Folgenden lediglich das Abbremsen beschrieben, das vorliegend in seiner Wirkung dem Beschleunigen entspricht.
Die Abbremsung erfolgt bei den genannten hohen Geschwindigkeiten des Transportbandes nur innerhalb einer sehr kurzen Zeit, im Bereich von Millisekunden, zumal die Abbremsstrecke üblicherweise nur gering ist.
Die Abbremsung erfolgt insoweit berührungslos als keine Festkörper mit dem Stückgut in bremsenden Kontakt kommen.
Bevorzugt erfolgt die Bremsung durch einen kurzzeitig aufgebrachten Luftstrom, der quer zur oder geringfügig geneigt gegen, bei einer Beschleunigung in die Durchlaufrichtung des Transportbandes auf das abzubremsende Stückgut trifft.
Dabei ist der Anfangszeitpunkt und die Dauer des Luftstoßes abhängig von der vorzunehmenden Abstandskorrektur, wobei hierzu Sensoren vor der Abbremsung den Abstand zwischen den beiden Stückgütern ermitteln und im Bedarfsfall die Dauer des Luftstoßes sowie dessen Beginn in Abhängigkeit davon erfolgt.
Der Luftaustritt erfolgt über magnetventilgesteuerte Düsen, deren Anordnung und Positionierung abhängig sind von der Art des jeweiligen Transportbandes, der Transportrichtung sowie von der körperlichen Beschaffenheit der Stückgüter.
Als Transportbänder können solche aus Kunststoff, Metall, Gummi oder dergleichen oder ein Unterdruck- oder Magnetband zum Einsatz kommen, während die Führung die Transportrichtung vertikal, horizontal oder horizontal abgezweigt, beispielsweise um 90°, möglich ist.
Im Übrigen erfolgt die Abbremsung derart, dass ein erforderlicher Mindestabstand erreicht wird, so dass die Anzahl der zu fördernden Stückgüter im statistischen Mittel gegenüber dem Stand der Technik nicht verringert wird.
Die Anordnung der mindestens einen Luftdüse ist so vorgesehen, dass das Stückgut, insbesondere die erwähnte Dose bei Beaufschlagung mit Luft nicht kippt.
Hierzu kann überdies ein Niederhalter vorgesehen sein, der berührungslos über dem Kopf des durchlaufenden Stückgutes angeordnet ist, durch den ein Umkippen des Stückgutes verhindert wird. Um einen seitlichen Versatz des Stückgutes bei der Abbremsung zu vermeiden, können entlang des Transportbandes Seitenführungen vorgesehen sein.
Anstelle der Abbremsung bzw. Beschleunigung mittels Druckluft besteht auch die Möglichkeit dies durch Wirbelstrom-Induktion zu erreichen, bei geeignetem Material des Stückgutes. Dabei sind in Durchlaufrichtung nach der Sensorik quer zur Durchlaufrichtung gegenüberliegend angeordnete Magneten vorgesehen, die als Elektromagneten ausgebildet sind oder als rotierende, mit Permanentmagneten bestückte Walzen.
Die je nach notwendiger Abstandsveränderung zwischen zwei benachbarten Stückgütern aufzubringende Brems- bzw. Beschleunigungskraft erfolgt durch Feldstärkeveränderung, die sich bei den mit Permanentmagneten ausgestatteten Walzen aus einer Veränderung der Rotationsgeschwindigkeit und/oder des Abstands der Walzen zum Stückgut ergibt. Bei Elektromagneten kann die gezielte Abbremsung durch Veränderung des Abstands zum Stückgut oder Veränderung der Feldstärke erfolgen.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, nach der Abbremsung mittels einer weiteren Sensorik zu überprüfen, ob der gewünschte Abstand zwischen den beiden Stückgütern eingestellt ist, wobei, falls erforderlich, eine Nachregelung im Sinne der Erfindung durchgeführt werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben.
Die einzige Figur zeigt eine Vorrichtung in einer schematischen Draufsicht. In der Figur ist eine Vorrichtung erkennbar, mit der eine Qualitätskontrolle von im Durchlauf geförderten Stückgütern 2 durchführbar ist, wobei die nach der Herstellung vereinzelten Stückgüter 2, beispielsweise befüllbare Getränkedosen, abständig zueinander transportiert werden. Dazu stehen die Stückgüter 2, im Beispiel im Querschnitt kreisförmig, auf einem Transportband 1, dessen Durchlaufrichtung mit einem rechtsseitig erkennbaren Pfeil angedeutet ist.
Als Kontrolleinrichtung sind mehrere Kameras 6 in an sich bekannter Weise beidseitig des Transportbandes 1 angeordnet, mit denen eine Überprüfung der Oberfläche des jeweiligen Stückgutes 2 bildgebend mit einem Soll-Ist-Vergleich erfolgt.
Um eine zuverlässige Abbildung bzw. eine zuverlässige Kontrolle der Oberfläche des jeweiligen Stückgutes 2 zu ermöglichen, ist ein bestimmter Mindestabstand X zwischen zwei benachbarten Stückgütern 2 einzuhalten, der zwar im statistischen Mittel aller geförderten Stückgüter 2 erreichbar ist, jedoch in der Praxis insoweit abweicht, als manche Abstände den Mindestabstand unterschreiten (Bezugszeichen Y), während andere demzufolge einen größeren Abstand Z zueinander aufweisen.
Vor der Kontrolleinrichtung wird also erfindungsgemäß dafür Sorge getragen, dass immer der festgelegte Mindestabstand X zwischen zwei benachbarten Stückgütern 2 eingehalten bzw. erreicht wird.
Hierzu ist zunächst mindestens eine Sensorik 4 vorgesehen, mit der der Ist-Abstand zwischen zwei Stückgütern 2 im Durchlauf festgestellt wird.
In Durchlaufrichtung nachgeordnet sind zwei seitlich des Transportbandes 1 positionierte Einrichtungen 3 vorgesehen, mit denen körperlich berührungslos eine Abbremsung des Stückgutes 2 erfolgt, die mit dem in Durchlaufrichtung davor angeordneten Stückgut 2 einen zu geringen Mindestabstand Y aufweist.
Im Beispiel ist jede Einrichtung 3 als Luftdüse ausgebildet, deren Luftströmung, durch die Pfeile gekennzeichnet, geringfügig schräg gegen die Durchlaufrichtung auf das sozusagen nachfolgende Stückgut 2 gerichtet sind, so dass dieses Stückgut 2 gegenüber dem vorlaufenden geringfügig abgebremst wird.
Da, wie erwähnt, Stückgüter 2 auch mit größerem Abstand Z als dem Mindestabstand zueinander gefördert werden, gleicht sich der durch das Abbremsen vergrößerte Abstand im Durchlaufbetrieb aus, so dass die geförderten Stückgüter 2 garantiert den Mindestabstand X zu den jeweils benachbarten Stückgütern 2 einhalten.
Nach der Abbremsung erfolgt die Inspektion jedes einzelnen Stückgutes 2 mittels der Kameras 6.
Die Parameter zur Abstandserkennung bzw. -messung durch die Sensorik 4 ergeben sich aus der Geschwindigkeit des Transportbandes 1 und/oder dem Querschnittsabmaß des Stückguts 2.
Wie bereits erwähnt, sind zur Abbremsung des entsprechenden Stückgutes 2 bei einer Vorrichtung nach dem Beispiel über Magnetventile betätigbare Luftdüsen in den Einrichtungen 3 angeordnet, von denen bevorzugt mehrere in vertikaler Richtung übereinander positionierte vorgesehen sind, um einen gleichmäßigen Bremsdruck auf das Stückgut 2 zu erreichen und so ein wirksames Kippmoment zu verhindern.
Zur Vermeidung eines Kippens, insbesondere zur Verhinderung eines seitlichen Versatzes des abzubremsenden Stückgutes 2 sind beidseitig davon seitliche Führungen 5 vorgesehen, beispielsweise in Form von Führungsschienen.
Zur Verhinderung eines Umkippens des Stückgutes 2 kann auch mit geringem Abstand dazu oberhalb eine nicht dargestellte Führung vorgesehen sein.
Den Einrichtungen 3 in Durchlaufrichtung nachgeordnet kann eine weitere, nicht dargestellte Sensorik 4 positioniert sein, mit der der veränderte Abstand zwischen den beiden betreffenden Stückgütern 2 ermittelt wird. Gegebenenfalls, d.h., falls der Abstand X nicht ausreichend sein sollte, kann mittels einer nachfolgend angeordneten zusätzlichen ordnungsgemäßen Einrichtung 3 bzw. durch Wirbelstrom eine Korrektur vorgenommen werden.

Claims

Verfahren zur Qualitätskontrolle von stetig geförderten Stückgütern (2), wobei benachbarte Stückgüter (2) abständig zueinander vereinzelt und jeweils durch eine Kontrolleinrichtung außenseitig kontrolliert werden, dadurch gekennzeichnet, dass vor der außenseitigen Kontrolle mindestens einmal der Abstand zwischen zwei Stückgütern (2) ermittelt, mit dem Maß eines vorgegebenen Mindestabstands verglichen und bei festgestelltem Unterschreiten des Mindestabstands das in Durchlaufrichtung nachfolgende Stückgut (2) abgebremst oder beschleunigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abbremsung oder Beschleunigung das Stückgut (2) außenseitig mit Druckluft beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluft geringfügig schräg oder quer zur Durchlaufrichtung der Stückgüter (2) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsung oder Beschleunigung des entsprechenden Stückgutes (2) gleichzeitig an zwei sich gegenüberliegenden Seiten erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsung oder Beschleunigung mittels gegenüberliegender, einen Wirbelstrom induzierender Magnetfelder erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsung oder Beschleunigung mittels gegenüberliegender und gegenläufig rotierender, mit Permanentmagneten bestückter oder durch gegenüberliegende Elektromagneten Walzen erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je nach ermitteltem unterschrittenen Mindestabstand die Rotationsgeschwindigkeit und/oder der Abstand zwischen den Walzen, oder den Elektromagneten geändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbremsung oder Beschleunigung mittels Druckluft durch die Betriebsdauer des Luftstroms entsprechend dem herzustellenden Mindestabstand gesteuert wird.
Vorrichtung zur Qualitätskontrolle von im Durchlauf geförderten Stückgütern (2), wobei ein Transportband (1) zum Transport der Stückgüter (2) vorgesehen ist sowie eine Kontrolleinrichtung zur außenseitigen Kontrolle jedes einzelnen Stückguts (2), dadurch gekennzeichnet, dass in Durchlaufrichtung des Transportbandes (1) gesehen vor der Kontrolleinrichtung eine Sensorik (4) zur Abstandsermittlung zweier Stückgüter (2) angeordnet ist, der mindestens eine Einrichtung (3) zur Abbremsung oder Beschleunigung eines bestimmten Stückguts (2) nachgeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (3) aus mindestens einer mit einem Magnetventil in Wirkverbindung stehenden Luftdüse besteht, mit der ein Luftstrahl gegen das abzubremsende Stückgut (2) richtbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftdüse mit ihrem Luftaustritt geringfügig schräg zur Durchlaufrichtung des Transportbandes (1) oder quer dazu ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9–11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (4) und die Einrichtung (3) in Wirkverbindung stehen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9–12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Einrichtungen (3) beidseitig des Transportbandes (1) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9–13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Wirkbereich der Einrichtungen (3) Seitenführungen (5) vorgesehen sind, die parallel und mit einem Abstand zueinander verlaufen, der geringfügig größer ist als das zugeordnete Abmaß der Stückgüter (2).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9–14, dadurch gekennzeichnet, dass mit geringem Abstand zu den Stückgütern (2) im Bereich der Einrichtungen (3) eine obere Führung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9–15, dadurch gekennzeichnet, dass als Einrichtungen (3) gegenläufig antreibbare mit Permanentmagneten bestückte Walzen oder Elektromagneten vorgesehen sind, die abstandsveränderbar positioniert sind.