DE102015208102B4 - Method and device for feeding, providing and exchanging rolls of packaging material in a packaging machine - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Zuförderung, Bereitstellung und/oder zur weitgehend unterbrechungsfreien Handhabung und/oder zum Austausch von Rollen (12, 20) mit darauf aufgewickeltem und als Verpackungsmaterial (22) zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial, bei dem zumindest näherungsweise vollständig abgewickelte und/oder aufgebrauchte Rollen (20) zur Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Verpackungsbetriebes abwechselnd aus wenigstens zwei unterschiedlichen Einbaupositionen (EB1, EB2) einer Verpackungsmaschine (14) entnommen und hierauf jeweils eine neue Rolle (12) mit Flach- und/oder Folienmaterial in die jeweilige Einbauposition (EB1, EB2) eingesetzt wird/werden, wobei neue Rollen (12) der Verpackungsmaschine (14) in definierter Zuführung bereitgestellt und in die jeweilige Einbauposition (EB1, EB2) eingesetzt werden, nachdem dort zuvor eine verbrauchte Rolle (20) entnommen wurde, wobei die Einbaupositionen (EB1, EB2) in der Verpackungsmaschine (14) jeweils durch rotierbare Aufnahmedorne (70) zur drehbaren Aufnahme und zentrierten Halterung der in der Verpackungsmaschine (14) abzuwickelnden Rollen (12) mit Flach- und/oder Folienmaterial definiert sind, und wobei die rotierbaren Aufnahmedorne (70) bei der Entnahme einer zumindest näherungsweise vollständig abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle (20) aus einer der Einbaupositionen (EB1, EB2) und/oder beim Einsetzen einer neuen Rolle (12) in eine der Einbaupositionen (EB1, EB2) in ihrer jeweiligen axialen Richtung verstellt und zumindest teilweise aus der jeweiligen Einbauposition (EB1 bzw. EB2) aus der Verpackungsmaschine (14) heraus und in Richtung der definierten Zuführung bewegt werden.Method for feeding, providing and/or for largely uninterrupted handling and/or exchanging rolls (12, 20) with flat and/or film material wound thereon and used as packaging material (22) for packaging piece goods, containers or similar article assemblies, in which at least approximately completely unwound and/or used rolls (20) are alternately removed from at least two different installation positions (EB1, EB2) of a packaging machine (14) in order to maintain a continuous packaging operation and a new roll (12) with flat and/or film material is/are inserted into the respective installation position (EB1, EB2), wherein new rolls (12) of the packaging machine (14) are provided in a defined feed and inserted into the respective installation position (EB1, EB2) after a used roll (20) has previously been removed there, wherein the installation positions (EB1, EB2) in the packaging machine (14) are each defined by rotatable receiving mandrels (70) are defined for the rotatable reception and centered holding of the rolls (12) with flat and/or film material to be unwound in the packaging machine (14), and wherein the rotatable receiving mandrels (70) are adjusted in their respective axial direction when an at least approximately completely unwound and/or used up roll (20) is removed from one of the installation positions (EB1, EB2) and/or when a new roll (12) is inserted into one of the installation positions (EB1, EB2) and are at least partially moved out of the respective installation position (EB1 or EB2) out of the packaging machine (14) and in the direction of the defined feed.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuförderung, Bereitstellung und/oder zur weitgehend unterbrechungsfreien Handhabung und/oder zum Austausch von Rollen mit darauf aufgewickeltem und als Verpackungsmaterial zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial innerhalb einer Verpackungsmaschine mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 1. Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung zur Zuförderung, Bereitstellung und/oder zur weitgehend unterbrechungsfreien Handhabung und/oder zum Austausch von Rollen mit darauf aufgewickeltem und als Verpackungsmaterial zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 10. Die Erfindung betrifft zudem einen Aufnahmedorn zur rotierbaren Aufnahme und Halterung von Rollen mit darauf aufgewickeltem Verpackungsmaterial mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 17.The present invention relates to a method for feeding, providing and/or for largely uninterrupted handling and/or for exchanging rolls with flat and/or film material wound thereon and serving as packaging material for packaging piece goods, bundles or similar article assemblies within a packaging machine with the features of independent method claim 1. The invention also relates to a device for feeding, providing and/or for largely uninterrupted handling and/or for exchanging rolls with flat and/or film material wound thereon and serving as packaging material for packaging piece goods, bundles or similar article assemblies with the features of independent claim 10. The invention also relates to a receiving mandrel for the rotatable receiving and holding of rolls with packaging material wound thereon with the features of independent claim 17.
Bei einer Gruppierung und Zusammenstellung von Artikeln zu Gebinden, bspw. von Getränkebehältern o. dgl., werden diese in der Praxis häufig durch Schrumpffolie zusammengehalten, um ein Verrutschen oder ein Lösen aus der Zusammenstellung während der weiteren Handhabung bzw. beim Transport zu verhindern. Bekannt sind aus dem Stand der Technik bspw. Gebinde, welche vier, sechs oder mehr Behälter umfassen. Derartige Gebinde bilden eine sehr gebräuchliche Variante von Verkaufseinheiten für Getränkebehälter oder Flaschen aus PET-Kunststoff. Um beim Verpacken und/oder bei einer nachfolgenden Palettierung einen hohen Durchsatz zu erreichen, ist eine möglichst rasche Zusammenstellung derartiger Gebinde ohne Unterbrechung einzelner Prozessschritte wünschenswert.When articles are grouped and assembled into containers, e.g. drinks containers or similar, these are often held together in practice using shrink film to prevent them from slipping or coming loose from the assembly during further handling or transport. Containers that contain four, six or more containers are known from the state of the art. Such containers are a very common variant of sales units for drinks containers or bottles made of PET plastic. In order to achieve a high throughput during packaging and/or subsequent palletizing, it is desirable to assemble such containers as quickly as possible without interrupting individual process steps.
Um das Verpackungsmaterial bzw. die Schrumpffolie zur teilweisen oder vollständigen Umhüllung von Gebinden zur Verfügung zu stellen, sind bereits Vorrichtungen sowie Verfahren bekannt, welche das Material von einer Rolle oder von mehreren Rollen abwickeln, innerhalb einer Verpackungsmaschine befördern und damit die einzelnen Gebinde bzw. die jeweiligen Artikel, welche das jeweilige Gebinde bilden sollen, mit dem Verpackungsmaterial umhüllen. Das Abwickeln des Verpackungsmaterials von der Rolle erfolgt hierbei üblicherweise maschinell und in kontinuierlichem Prozess. Es sind Vorrichtungen bekannt, in denen das Verpackungsmaterial über Walzen von der dabei rotierenden Rolle abgezogen wird. Ist eine Rolle abgewickelt und der Vorrat an Verpackungsmaterial der Rolle erschöpft, so muss ein Austausch der jeweiligen Rolle bzw. ein Ersatz durch eine neue Rolle erfolgen. Allerdings ist mit einem solchen Rollenwechsel eine unerwünschte Unterbrechung des Prozesses der Zusammenstellung und Verpackung von Gebinden verbunden.In order to provide the packaging material or shrink film for partial or complete wrapping of containers, devices and methods are already known which unwind the material from a roll or from several rolls, transport it within a packaging machine and thus wrap the individual containers or the respective articles that are to form the respective container with the packaging material. The unwinding of the packaging material from the roll is usually done mechanically and in a continuous process. Devices are known in which the packaging material is pulled off the rotating roll via rollers. If a roll has been unwound and the supply of packaging material on the roll has been exhausted, the respective roll must be replaced or a new roll must be made. However, such a roll change is associated with an undesirable interruption in the process of assembling and packaging containers.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung, mittels welchen neue Rollen zugestellt sowie verbrauchte Rollen innerhalb einer Verpackungsmaschine gewechselt werden können, sind bspw. aus der
Vorrichtungen zur automatischen Zuführung von auf Rollen aufgewickeltem Material und zum Austausch gegen verbrauchte Rollen in Verarbeitungs- oder Verpackungsmaschinen sind darüber hinaus in unterschiedlichen Ausführungsvarianten bekannt, so bspw. durch Vorrichtungen zur Zufuhr und zum Wechseln von Spulen mit Bandmaterial in einer Verarbeitungsmaschine gemäß
Die
Eine Einrichtung zur Versorgung von Verpackungsmaschinen mit Verbrauchs- oder Verpackungsmaterial ist zudem aus der
Die
Die bekannten Handhabungsverfahren und -vorrichtungen erfordern in aller Regel eine exakte Positionierung und Zuführung von neuen Bobinen oder Rollen mit darauf aufgewickeltem Verpackungsmaterial. Sofern diese exakte Positionierung nicht zu gewährleisten ist, ist der reibungslose Austausch gegen verbrauchte Rollen gefährdet, wodurch auch die Funktionsfähigkeit der Verpackungsmaschine nicht mehr zu gewährleisten ist.The known handling processes and devices generally require precise positioning and feeding of new reels or rolls with packaging material wound on them. If this precise positioning cannot be guaranteed, the smooth exchange of used rolls is at risk, which also means that the functionality of the packaging machine can no longer be guaranteed.
Aus diesem Grund wird ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin gesehen, eine Vorrichtung und ein Verfahren mit hohem Automatisierungsgrad zur Handhabung von auf Rollen aufgewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial zur Verfügung zu stellen, mittels welcher unterbrechungsfrei Flach- und/oder Folienmaterial bereitgestellt werden kann. Die Vorrichtung und das Verfahren sollen eine schnelle und exakte Rollenzuführung ermöglichen, die mit einem ausgeprägten Grad an Fehlertoleranz funktionieren und den reibungslosen Rollenaustausch unter allen Betriebsbedingungen gewährleisten sollen.For this reason, one aim of the present invention is to provide a device and a method with a high degree of automation for handling flat and/or film material wound on rolls, by means of which flat and/or film material can be provided without interruption. The device and the method should enable fast and precise roll feeding, function with a high degree of error tolerance and ensure smooth roll replacement under all operating conditions.
Diese Ziele der Erfindung werden mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Zur Erreichung des genannten Ziels schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Zuförderung, Bereitstellung und/oder zur weitgehend unterbrechungsfreien Handhabung und/oder zum Austausch von Rollen mit darauf aufgewickeltem und als Verpackungsmaterial zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial vor. Bei dem Verfahren werden zumindest näherungsweise vollständig abgewickelte und/oder aufgebrauchte Rollen zur Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen bzw. weitgehend unterbrechungsfreien Förder- und/oder Verpackungsbetriebes abwechselnd aus wenigstens zwei unterschiedlichen Einbaupositionen einer Verpackungsmaschine entnommen und hierauf jeweils eine neue Rolle mit Flach- und/oder Folienmaterial in die jeweilige Einbauposition eingesetzt. Normalerweise wird nach dem jeweiligen Einsetzen einer neuen Rolle eine außen liegende Lage der jeweiligen neuen Rolle in Nähe oder im Bereich ihres freien Endes abgezogen und zur Bildung einer ununterbrochenen Materialbahn mit einem Abschnitt einer in der Verpackungsmaschine geführten Materialbahn einer weiteren Rolle verbunden, insbesondere verschweißt oder verklebt. Jedoch sind auch andere Verbindungsmöglichkeiten zur Sicherstellung des geforderten unterbrechungsfreien Verpackungsbetriebes denkbar. Das Verfahren sieht vor, dass neue Rollen der Verpackungsmaschine in definierter Zuführung, z.B. mittels Paletten, Regalsystemen, FTS (d.h. führerlosen Transportsystemen) o. dgl. bereitgestellt und dort entweder mittels wenigstens einer Greif- und/oder Handhabungseinrichtung oder ggf. auch durch direkte Zulieferung und Übernahme durch die Verpackungsmaschine in die jeweilige Einbauposition eingesetzt werden, nachdem dort zuvor eine verbrauchte Rolle entnommen wurde. Die Rollen können wahlweise mittels geeigneter Handhabungs- und Greifeinrichtungen selbständig von der geordneten Zuführung aufgenommen und in die Verpackungsmaschine eingesetzt werden. Ebenso sind jedoch auch Varianten denkbar, bei denen die Rollen direkt von den Zuführeinrichtungen unter Zuhilfenahme der axial aus den Einbaupositionen herausfahrbaren Aufnahmedornen in die Verpackungsmaschine überführt werden können, ohne dass hierfür gesonderte Greif- und/oder Handhabungseinrichtungen erforderlich wären. Die Einbaupositionen der Rollen in der Verpackungsmaschine sind jeweils durch rotierbare Aufnahmedorne zur drehbaren Aufnahme und zentrierten Halterung der in der Verpackungsmaschine abzuwickelnden Rollen mit darauf befindlichem Flach- und/oder Folienmaterial definiert.These aims of the invention are achieved with the subject matter of the independent claims. Features of advantageous further developments of the invention emerge from the dependent claims. To achieve the stated aim, the invention proposes a method for the feeding, provision and/or largely uninterrupted handling and/or exchange of rolls with flat and/or film material wound on them and used as packaging material for packaging piece goods, containers or similar article assemblies. In the method, at least approximately completely unwound and/or used rolls are alternately removed from at least two different installation positions of a packaging machine in order to maintain continuous or largely uninterrupted conveying and/or packaging operations, and a new roll of flat and/or film material is then inserted into the respective installation position. Normally, after each new roll has been inserted, an outer layer of the respective new roll is pulled off near or in the area of its free end and connected, in particular welded or glued, to a section of a material web of another roll guided in the packaging machine to form an uninterrupted material web. However, other connection options are also conceivable to ensure the required uninterrupted packaging operation. The method provides for new rolls to be provided to the packaging machine in a defined feed, e.g. using pallets, shelving systems, AGVs (i.e. driverless transport systems) or the like, and to be inserted into the respective installation position either by means of at least one gripping and/or handling device or, if necessary, by direct delivery and takeover by the packaging machine after a used roll has been removed from there. The rolls can optionally be picked up independently from the orderly feed and inserted into the packaging machine using suitable handling and gripping devices. However, variants are also conceivable in which the rolls can be transferred directly from the feed devices into the packaging machine with the aid of the receiving mandrels that can be moved axially out of the installation positions, without the need for separate gripping and/or handling devices. The installation positions of the rolls in the packaging machine are each defined by rotatable receiving mandrels for the rotatable reception and centered holding of the rolls to be unwound in the packaging machine with the flat and/or film material on them.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass die rotierbaren Aufnahmedorne bei der Entnahme einer zumindest näherungsweise vollständig abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle aus einer der Einbaupositionen und/oder beim Einsetzen einer neuen Rolle in eine der Einbaupositionen mittels der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung in ihrer jeweiligen axialen Richtung verstellt und zumindest teilweise aus der jeweiligen Einbauposition aus der Verpackungsmaschine heraus und in Richtung der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung bzw. der Zuführeinrichtungen für die Rollen bewegt werden. Auf diese Weise ist ein einfacher und reibungsloser Rollenwechsel möglich, ohne dass die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zusätzliche Hilfsmittel oder Greifer o. dgl. benötigt, mit denen die Rollen vom Aufnahmedorn in der Maschine auf den Haltedorn der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung geschoben werden können und umgekehrt. Da die Rollen normalerweise nicht durch äußeres Greifen gehalten, bewegt und gehandhabt werden, sondern am einfachsten durch einen Aufnahme- bzw. Haltedorn ergriffen und in die Maschine bewegt bzw. von einer Zuführung mit neuen Rollen zur Maschine und/oder zu einer Ablage für verbrauchte Rollen befördert werden, der die Rollen zentrisch ergreift, indem er in den Rollenkern geschoben und dort fixiert wird, sind einfach handhabbare Maßnahmen erforderlich, um ohne Zwischenschritte die Rollen vom Haltedorn der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung auf den Aufnahmedorn der Verpackungsmaschine zu schieben und umgekehrt. Dies lässt sich durch einen axial verschiebbaren Haltedorn erreichen, wie es im erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen ist.The method according to the invention provides that the rotatable mandrels are adjusted in their respective axial direction when removing an at least approximately completely unwound and/or used roll from one of the installation positions and/or when inserting a new roll into one of the installation positions by means of the gripping and/or handling device and are at least partially moved out of the respective installation position out of the packaging machine and in the direction of the gripping and/or handling device or the feed devices for the rolls. In this way, a simple and smooth roll change is possible without the gripping and/or handling device requiring additional aids or grippers or the like with which the rolls len can be pushed from the receiving mandrel in the machine onto the holding mandrel of the gripping and/or handling device and vice versa. Since the rolls are not normally held, moved and handled by external gripping, but are most easily gripped by a receiving or holding mandrel and moved into the machine or conveyed from a feeder with new rolls to the machine and/or to a storage area for used rolls, which grips the rolls centrally by being pushed into the roll core and fixed there, easy-to-handle measures are required in order to push the rolls from the holding mandrel of the gripping and/or handling device onto the receiving mandrel of the packaging machine and vice versa without intermediate steps. This can be achieved by an axially displaceable holding mandrel, as provided for in the method according to the invention.
Vorzugsweise werden die rotierbaren Aufnahmedorne bei Bedarf jeweils motorisch in ihrer jeweiligen axialen Richtung bewegt, wodurch sich der Rollenwechsel auf einfache Weise automatisieren lässt. Hierbei sieht das Verfahren sinnvollerweise vor, dass die rotierbaren Aufnahmedorne in Abstimmung mit den jeweiligen Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung motorisch in ihrer jeweiligen axialen Richtung bewegt werden.Preferably, the rotatable mandrels are moved by motor in their respective axial direction as required, which makes it easy to automate the roll change. The method sensibly provides for the rotatable mandrels to be moved by motor in their respective axial direction in coordination with the respective movements of the gripping and/or handling device.
Bei dem Verfahren kann die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung insbesondere durch einen Mehrachsroboter gebildet sein, der neue Rollen von der definierten Zuführung aufnimmt und in der Verpackungsmaschine platziert. Wahlweise kann dem Handhabungsroboter eine Kamera oder dgl. optische Erfassungseinrichtung zugeordnet sein, die bspw. an seinem beweglichen Auslegerarm angebracht sein kann, so dass sie alle Bewegungen im Raum sowie die aufzunehmenden und in die Verpackungsmaschine zu positionierenden Rollen erfassen kann. Vorzugsweise verfügt die Handhabungseinrichtung bzw. der Mehrachsroboter über geeignete Greif- bzw. Halteelemente, um die Rollen aufnehmen zu können. So kann die Handhabungseinrichtung bzw. der Mehrachsroboter insbesondere über einen Haltedorn verfügen, welcher stirnseitig ins Zentrum der als Hohlkörper ausgebildeten neuen Rolle eintaucht, seinen maximalen Querschnittsdurchmesser vergrößert und hiermit die jeweilige neue Rolle klemmend an der Handhabungseinrichtung bzw. dem Mehrachsroboter fixiert.In the method, the gripping and/or handling device can be formed in particular by a multi-axis robot that picks up new rolls from the defined feed and places them in the packaging machine. Optionally, the handling robot can be assigned a camera or similar optical detection device, which can be attached, for example, to its movable boom arm, so that it can detect all movements in the room as well as the rolls to be picked up and positioned in the packaging machine. Preferably, the handling device or the multi-axis robot has suitable gripping or holding elements in order to be able to pick up the rolls. The handling device or the multi-axis robot can in particular have a holding mandrel, which dips into the center of the new roll designed as a hollow body on the front side, increases its maximum cross-sectional diameter and thereby clamps the respective new roll to the handling device or the multi-axis robot.
Wahlweise kann die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch durch ein führerloses und/oder ferngesteuertes Transportsystem (FTS, mindestens ein selbstfahrendes Shuttle) gebildet sein, das neue Rollen von der definierten Zuführung aufnimmt und in der Verpackungsmaschine platziert. Dieses FTS bzw. das Shuttle des FTS kann bspw. einen Greifarm o. dgl. zur Aufnahme und Handhabung der Rollen aufweisen, mit dem es die Rolle aufnimmt, auf eine Transportauflage ablegt, wonach es mitsamt der Rolle zur Verpackungsmaschine fährt und dort die Rolle einsetzt. Wahlweise kann dem Shuttle eine eigene Kamera zugeordnet sein, um seine Bewegungen im Raum zu steuern.Optionally, the gripping and/or handling device in the method according to the invention can also be formed by a driverless and/or remote-controlled transport system (FTS, at least one self-driving shuttle) that picks up new rolls from the defined feed and places them in the packaging machine. This FTS or the shuttle of the FTS can, for example, have a gripping arm or the like for picking up and handling the rolls, with which it picks up the roll, places it on a transport support, after which it travels together with the roll to the packaging machine and inserts the roll there. Optionally, the shuttle can be assigned its own camera in order to control its movements in space.
Das Verfahren kann außerdem vorsehen, dass zum Einsetzen einer neuen Rolle in die Verpackungsmaschine die jeweilige Rolle mittels der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung bzw. mittels des Handhabungsroboters dem zumindest teilweise aus der Verpackungsmaschine herausbewegten Aufnahmedorn übergeben und auf diesen aufgeschoben wird, wonach der Aufnahmedorn in axialer Richtung in seine für das Abwickeln der Rolle vorgesehene Einbauposition zurückbewegt wird. Zum Ersetzen einer zumindest näherungsweise vollständig abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle in der Verpackungsmaschine kann der Aufnahmedorn außerdem in axialer Richtung aus der jeweiligen Einbauposition herausbewegt werden und die Rolle der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung übergeben, indem ein in paralleler Richtung zum Aufnahmedorn bewegliches Anschlagelement die Rolle zumindest teilweise vom Aufnahmedorn herabschiebt und auf einen Aufnahme- oder Haltedorn der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung aufschiebt, wonach der Aufnahmedorn zumindest soweit in axialer Richtung in Richtung seiner Einbauposition zurückbewegt wird, bis die Rolle nahezu vollständig abgestreift ist.The method can also provide that, in order to insert a new roll into the packaging machine, the respective roll is transferred to the receiving mandrel, which has been moved at least partially out of the packaging machine, by means of the gripping and/or handling device or by means of the handling robot, and is pushed onto the latter, after which the receiving mandrel is moved back in the axial direction into its installation position intended for unwinding the roll. In order to replace a roll in the packaging machine that has been at least approximately completely unwound and/or used up, the receiving mandrel can also be moved out of the respective installation position in the axial direction and the roll is transferred to the gripping and/or handling device by a stop element that can be moved in a direction parallel to the receiving mandrel pushing the roll at least partially off the receiving mandrel and pushing it onto a receiving or holding mandrel of the gripping and/or handling device, after which the receiving mandrel is moved back in the axial direction towards its installation position at least until the roll has been almost completely stripped off.
Das Verfahren kann wahlweise vorsehen, dass zum Einsetzen einer neuen Rolle in die Verpackungsmaschine die jeweilige Rolle direkt mittels der Zuführeinrichtung, bspw. durch ein Zuführförderband o. dgl. dem um einen ausreichenden Weg aus der Verpackungsmaschine herausbewegten Aufnahmedorn übergeben und auf diesen aufgeschoben wird, wonach der Aufnahmedorn in axialer Richtung in seine für das Abwickeln der Rolle vorgesehene Einbauposition zurückbewegt wird. Zum Ersetzen einer zumindest näherungsweise vollständig abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle in der Verpackungsmaschine kann der Aufnahmedorn außerdem in axialer Richtung aus der jeweiligen Einbauposition herausbewegt werden und die Rolle einer Handhabungseinrichtung zur Entsorgung der verbrauchten Rollen übergeben, indem ein in paralleler Richtung zum Aufnahmedorn bewegliches Anschlagelement die Rolle zumindest teilweise vom Aufnahmedorn herabschiebt und auf ein geeignetes Handhabungsmittel, bspw. einer dafür ausgestatteten Handhabungseinrichtung aufschiebt, wonach der Aufnahmedorn zumindest soweit in axialer Richtung in Richtung seiner Einbauposition zurückbewegt wird, bis die Rolle nahezu vollständig abgestreift ist.The method can optionally provide that, in order to insert a new roll into the packaging machine, the respective roll is transferred directly by means of the feed device, for example by means of a feed conveyor belt or the like, to the receiving mandrel, which has been moved a sufficient distance out of the packaging machine, and is pushed onto it, after which the receiving mandrel is moved back in the axial direction to its installation position intended for unwinding the roll. In order to replace a roll in the packaging machine that has been at least approximately completely unwound and/or used up, the receiving mandrel can also be moved out of the respective installation position in the axial direction and the roll is transferred to a handling device for disposal of the used rolls, in that a stop element that can be moved in a direction parallel to the receiving mandrel pushes the roll at least partially off the receiving mandrel and pushes it onto a suitable handling means, for example a handling device equipped for this purpose, after which the receiving mandrel is moved back in the axial direction towards its installation position at least until the roll has been almost completely stripped off.
Das Verfahren kann weiterhin vorsehen, dass zumindest die Positionen der Rollen im Bereich der definierten Zuführung und/oder Bereitstellung und/oder die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung und/oder deren Bewegungsraum mittels geeigneter optischer Sensoreinrichtungen und/oder Raumüberwachungseinrichtungen erfasst werden. In Abhängigkeit von den erfassten Raum-, Bewegungs- und/oder Sensordaten können zumindest die Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung im Bereich der definierten Zuführung und/oder Bereitstellung für die Rollen bzw. in ihrem jeweiligen Bewegungsraum gesteuert werden. Außerdem können in Abhängigkeit von den Sensordaten die axial beweglichen Aufnahmedorne in der Verpackungsmaschine in Abstimmung mit den Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung gesteuert werden, um auf diese Weise einen automatisierten Rollenwechsel bei der Verpackungsmaschine zu ermöglichen.The method can further provide that at least the positions of the rolls in the area of the defined feed and/or provision and/or the gripping and/or handling device and/or their movement space are recorded by means of suitable optical sensor devices and/or space monitoring devices. Depending on the recorded space, movement and/or sensor data, at least the movements of the gripping and/or handling device in the area of the defined feed and/or provision for the rolls or in their respective movement space can be controlled. In addition, depending on the sensor data, the axially movable receiving mandrels in the packaging machine can be controlled in coordination with the movements of the gripping and/or handling device in order to enable an automated roll change in the packaging machine.
Die erwähnten Raumüberwachungseinrichtungen können insbesondere durch wenigstens eine optische Erfassungseinrichtung, insbesondere eine Kamera gebildet sein, die zumindest den Bewegungsraum der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung erfasst und diesen Bewegungsraum und die darin stattfindenden Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung abbildende Ausgangssignale liefert. Hierbei kann die wenigstens eine optische Erfassungseinrichtung bzw. die Kamera bspw. der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zugeordnet bzw. dort montiert sein, so dass sie in die Lage versetzt ist, die Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung sowie die drehrichtungskonforme Orientierung jeder neuen Rolle vor bzw. bei ihrem Einsetzen zu überprüfen. Wahlweise kann die Kamera jedoch auch den Bewegungsraum abdecken, indem sie ortsfest im Raum oder an der Verpackungsmaschine montiert ist; auch zusätzliche bzw. mehrere Kameras an der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung sind möglich. Generell können mehrere Kameras bzw. optische Erfassungseinrichtungen eingesetzt werden, deren Ausgangssignale überlagert und zur exakten Ortsbestimmung aller zu bewegenden Teile, Handhabungssysteme und/oder Rollen mit Verpackungsmaterial eingesetzt werden können.The space monitoring devices mentioned can be formed in particular by at least one optical detection device, in particular a camera, which detects at least the movement space of the gripping and/or handling device and delivers output signals depicting this movement space and the movements of the gripping and/or handling device taking place therein. The at least one optical detection device or the camera can be assigned to the gripping and/or handling device or mounted there, for example, so that it is able to check the movements of the gripping and/or handling device and the orientation of each new roll in accordance with the direction of rotation before or during its insertion. Alternatively, the camera can also cover the movement space by being mounted in a fixed position in the room or on the packaging machine; additional or multiple cameras on the gripping and/or handling device are also possible. In general, multiple cameras or optical detection devices can be used, the output signals of which can be superimposed and used to determine the exact location of all parts to be moved, handling systems and/or rolls of packaging material.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auf die beschriebene Weise eine exakte Positionierung und Zuführung von neuen Rollen mit darauf aufgewickeltem Verpackungsmaterial zu einer Verpackungsmaschine und die exakt gesteuerte Übergabe an die axial aus der Maschine bewegbaren Aufnahmedorne. Die exakte Positionierung der Handhabungseinrichtungen kann den reibungslosen Austausch gegen verbrauchte Rollen gewährleisten, wodurch die Funktionsfähigkeit der Verpackungsmaschine in idealer Weise sichergestellt ist. Das Verfahren weist einen hohen Automatisierungsgrad bei der Handhabung von auf Rollen aufgewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial zu Verpackungszwecken auf, so dass eine unterbrechungsfreie Bereitstellung von Flach- und/oder Folienmaterial ermöglicht ist. Das Verfahren funktioniert zudem bei nicht exakt positionierten Rollenzuführungen einwandfrei und mit einem ausgeprägten Grad an Fehlertoleranz und kann zudem den reibungslosen Rollenaustausch unter allen Betriebsbedingungen gewährleisten.The method according to the invention enables, in the manner described, an exact positioning and feeding of new rolls with packaging material wound on them to a packaging machine and the precisely controlled transfer to the receiving mandrels that can be moved axially out of the machine. The exact positioning of the handling devices can ensure smooth replacement of used rolls, which ideally ensures the functionality of the packaging machine. The method has a high degree of automation in the handling of flat and/or film material wound on rolls for packaging purposes, so that an uninterrupted supply of flat and/or film material is possible. The method also works perfectly with roll feeds that are not positioned precisely and with a high degree of error tolerance and can also ensure smooth roll replacement under all operating conditions.
Sinnvollerweise sieht das Verfahren weiterhin vor, dass eine drehrichtungskonforme Position jeder neu in die Verpackungsmaschine einzusetzenden Rolle während ihrer Handhabung durch die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung überprüft und bedarfsweise, d.h. bei einer falsch liegenden Rolle, die ein loses Materialbahnende in falsche Richtung liegen hat, korrigiert wird. Um die Drehrichtung korrigieren zu können, kann der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung bspw. eine Zwischenablage für eine in die Verpackungsmaschine einzusetzende Rolle zugeordnet sein, die als Auflage für die Rolle dient, insbesondere zur Ablage, drehrichtungskonformen Bereitstellung und erneuten Aufnahme durch die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zur Übergabe in die Verpackungsmaschine. Die Zwischenablage kann insbesondere durch einen Lagerbock o. dgl. gebildet sein, der eine feste oder variable Position innerhalb des Bewegungsraumes der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung einnimmt. Wahlweise kann der Lagerbock selbst als Shuttle eines FTS bzw. führerlosen Transportsystems ausgebildet sein, wodurch er in die Lage versetzt sein kann, bei einer zu wendenden Rolle eine selbsttätige Drehung um 180 Grad um seine Hochachse auszuführen, um dem Greif- und/oder Handhabungssystem die dort abgelegte Rolle in richtiger Lage wiederaufnehmen zu lassen. Auch hierbei kann wiederum vorgesehen sein, dass der Zwischenablage bzw. dem Lagerbock eine Kamera zugeordnet ist, wodurch eine zusätzliche optische Überwachung am Lagerbock gewährleistet werden kann, um die Rollenpositionen etc. zu erfassen und den Lagerbock bzw. die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung in der erforderlichen Weise zu steuern.The method also makes sense for the position of each new roll to be inserted into the packaging machine to be checked in accordance with the direction of rotation during its handling by the gripping and/or handling device and corrected if necessary, i.e. in the case of a roll that is positioned incorrectly and has a loose end of the material web lying in the wrong direction. In order to be able to correct the direction of rotation, the gripping and/or handling device can be assigned, for example, an intermediate storage area for a roll to be inserted into the packaging machine, which serves as a support for the roll, in particular for storage, provision in accordance with the direction of rotation and re-pickup by the gripping and/or handling device for transfer to the packaging machine. The intermediate storage area can in particular be formed by a bearing block or the like, which assumes a fixed or variable position within the movement space of the gripping and/or handling device. Optionally, the bearing block itself can be designed as a shuttle of an AGV or driverless transport system, which enables it to automatically rotate 180 degrees around its vertical axis when a roll needs to be turned, in order to allow the gripping and/or handling system to pick up the roll deposited there in the correct position. Here, too, a camera can be assigned to the intermediate storage area or the bearing block, which can ensure additional optical monitoring of the bearing block in order to record the roll positions, etc. and to control the bearing block or the gripping and/or handling device as required.
Weiterhin kann dem Lagerbock ein Drehantrieb zur Rotation einer darauf liegenden Rolle um ihre horizontale Mittelachse zugeordnet sein, um deren Drehlage und/oder eine Ausrichtung einer Kante einer äußeren Materialbahnlage zu justieren. Unabhängig davon, ob der Lagerbock fest steht oder beweglich ist, kann ihm ein geeigneter Wendemechanismus zugeordnet sein, um eine 180°-Drehung bei aufliegender Rolle durchführen zu können, um die Rolle in die richtige Einbauposition bringen zu können.Furthermore, the bearing block can be assigned a rotary drive for rotating a roll lying on it around its horizontal central axis in order to adjust its rotational position and/or the alignment of an edge of an outer layer of material web. Regardless of whether the bearing block is fixed or movable, it can be assigned a suitable turning mechanism in order to be able to perform a 180° rotation with the roll lying on it in order to be able to bring the roll into the correct installation position.
Das Verfahren kann weiterhin vorsehen, dass auch die Verpackungsmaschine selbst bzw. ihre Einbaupositionen für die auswechselbaren Rollen mit Verpackungsmaterial und auch die Bewegungen der axial verschiebbaren Aufnahmedornen optisch überwacht werden. Hierbei können zusätzliche optische Überwachungseinrichtungen bzw. Kameras in der Verpackungsmaschine vorgesehen sein, insbesondere im Bereich der auszuwechselnden Rollen bzw. im Bereich deren Einbaupositionen.The method can further provide that the packaging machine itself or its installation positions for the exchangeable rolls with packaging material and also the movements of the axially displaceable mandrels are optically monitored. In this case, additional optical monitoring devices or cameras can be provided in the packaging machine, in particular in the area of the rolls to be exchanged or in the area of their installation positions.
Neue Rollen können bspw. über eine Horizontalfördereinrichtung in den Bereich der Handhabungseinrichtung bewegt und mittels der Handhabungseinrichtung von der Horizontalfördereinrichtung direkt entnommen werden. Ebenso möglich ist eine Anlieferung von neuen Rollen auf Paletten, so dass bspw. jeweils vier stehende Rollen auf einer Palette angeordnet sind, die mittels einer geeigneten Anlieferung in den Bewegungsraum der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung gebracht werden, um dort von dieser aufgenommen und in die Verpackungsmaschine eingesetzt zu werden, ggf. unter Einbeziehung der Zwischenablage, wie dies als Option oben beschrieben wurde.New rolls can, for example, be moved into the area of the handling device via a horizontal conveyor and removed directly from the horizontal conveyor by means of the handling device. It is also possible to deliver new rolls on pallets, so that, for example, four standing rolls are arranged on a pallet, which are brought into the movement area of the gripping and/or handling device by means of a suitable delivery device in order to be picked up by it and inserted into the packaging machine, if necessary including the intermediate storage, as described as an option above.
Weiterhin kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass eine Steuerungseinheit mit der Handhabungseinrichtung sowie der Raumüberwachungseinrichtung gekoppelt ist und in Verbindung steht und unter Berücksichtigung einer jeweiligen mittels der Handhabungseinrichtung erfolgten Aufnahme neuer Rollen vom Zuführbereich und/oder einer Horizontalfördereinrichtung einen getakteten Betrieb der Horizontalfördereinrichtung vorgibt. Ebenso kann die Steuerungseinheit die wiederholte Aufnahme von neuen Rollen von den angelieferten Paletten vorgeben.Furthermore, in the method according to the invention, it can be provided that a control unit is coupled to and connected to the handling device and the room monitoring device and specifies a synchronized operation of the horizontal conveyor device, taking into account the respective pickup of new rolls from the feed area and/or a horizontal conveyor device by means of the handling device. The control unit can also specify the repeated pickup of new rolls from the delivered pallets.
Zur Erreichung des oben genannten Ziels schlägt die Erfindung weiterhin eine Vorrichtung zur Zuförderung, Bereitstellung und/oder zur weitgehend unterbrechungsfreien Handhabung und/oder zum Austausch von Rollen mit darauf aufgewickeltem und als Verpackungsmaterial zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs vor. Die Vorrichtung sieht vor, dass zumindest näherungsweise vollständig abgewickelte und/oder aufgebrauchte Rollen zur Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Verpackungsbetriebes abwechselnd aus wenigstens zwei unterschiedlichen Einbaupositionen einer Verpackungsmaschine entnommen werden und durch jeweils neue Rollen mit Flach- und/oder Folienmaterial für die jeweilige Einbauposition ersetzt werden können, wobei vorzugsweise nach jeweiligem Einsetzen eine außen liegende Lage der jeweiligen neuen Rolle in Nähe oder im Bereich ihres freien Endes abgezogen und zur Bildung einer ununterbrochenen Materialbahn mit einem Abschnitt einer in der Verpackungsmaschine geführten Materialbahn einer weiteren Rolle verbunden, insbesondere verschweißt oder verklebt werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst Einrichtungen zur Bereitstellung neuer Rollen für die Verpackungsmaschine in definierter Zuführung wie bspw. Paletten, Regalsystemen, FTS o.ä. sowie wahlweise eine Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zur Übernahme der Rollen von der definierten Zuführung und zum Einsetzen der neuen Rollen in die jeweilige Einbauposition der Verpackungsmaschine und/oder zur Entnahme von verbrauchten Rollen aus den jeweiligen Einbaupositionen der Verpackungsmaschine. Ebenso möglich sind auch Varianten, bei denen die neuen Rollen direkt von einer Zuführeinrichtung wie bspw. einem Zuführbandförderer zur Verpackungsmaschine befördert werden und dort in Zusammenwirkung mit den axial aus der Maschine beweglichen Aufnahmedornen in die jeweiligen Einbaupositionen gebracht werden können. Die Rollen können hierbei insbesondere mittels Handhabungs- und Greifeinrichtungen selbständig von der geordneten Zuführung aufgenommen und in die Verpackungsmaschine eingesetzt werden. Die geordnete Zuführung kann jedoch auch so ausgebildet sein, dass sie bis unmittelbar an die Verpackungsmaschine reicht und zur Zuführung der neuen Rollen direkt an die Einbaupositionen geeignet ist.To achieve the above-mentioned aim, the invention further proposes a device for feeding, providing and/or for largely uninterrupted handling and/or exchanging rolls with flat and/or film material wound on them and used as packaging material for packaging piece goods, containers or similar article assemblies, with the features of the independent device claim. The device provides that at least approximately completely unwound and/or used up rolls are alternately removed from at least two different installation positions of a packaging machine in order to maintain a continuous packaging operation and can be replaced by new rolls with flat and/or film material for the respective installation position, wherein preferably after each insertion an outer layer of the respective new roll can be pulled off near or in the area of its free end and connected, in particular welded or glued, to a section of a material web of another roll guided in the packaging machine in order to form an uninterrupted material web. The device according to the invention comprises devices for providing new rolls for the packaging machine in a defined feed, such as pallets, shelving systems, AGVs or similar, and optionally a gripping and/or handling device for taking over the rolls from the defined feed and for inserting the new rolls into the respective installation position of the packaging machine and/or for removing used rolls from the respective installation positions of the packaging machine. Variants are also possible in which the new rolls are conveyed directly from a feed device, such as a feed belt conveyor, to the packaging machine and can be brought into the respective installation positions there in cooperation with the receiving mandrels that can be moved axially out of the machine. The rolls can be picked up independently from the organized feed and inserted into the packaging machine, in particular by means of handling and gripping devices. The organized feed can also be designed in such a way that it reaches right up to the packaging machine and is suitable for feeding the new rolls directly to the installation positions.
Gemäß der Erfindung sind bei der Vorrichtung die Einbaupositionen in der Verpackungsmaschine jeweils durch rotierbare Aufnahmedorne zur drehbaren Aufnahme und zentrierten Halterung der in der Verpackungsmaschine abzuwickelnden Rollen mit Flach- und/oder Folienmaterial definiert. Außerdem sind die rotierbaren Aufnahmedorne für die Entnahme einer zumindest näherungsweise vollständig abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle aus einer der Einbaupositionen und/oder beim Einsetzen einer neuen Rolle in eine der Einbaupositionen mittels der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung oder mittels geeigneter Mittel zur Überführung der Rollen von der Zuführung in die jeweiligen Einbaupositionen in ihrer jeweiligen axialen Richtung verstellbar und zumindest teilweise aus der jeweiligen Einbauposition aus der Verpackungsmaschine heraus und in Richtung der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung bzw. der geordneten Zuführungen bewegbar. Die axial verschiebbaren Aufnahmedorn der Verpackungsmaschine können dadurch in geeigneter Weise mit der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung bzw. mit den Zuführungen oder den Zuführbändern zusammenwirken, wodurch ein automatisierter Austausch von verbrauchten Rollen gegen neue Rollen mit darauf befindlichem Flach- oder Folienmaterial zu Verpackungszwecken ermöglicht ist, ohne dass weitere Zwischenschritte erforderlich sind.According to the invention, in the device the installation positions in the packaging machine are each defined by rotatable receiving mandrels for rotatably receiving and centering the rolls of flat and/or film material to be unwound in the packaging machine. In addition, the rotatable receiving mandrels are adjustable in their respective axial direction for removing an at least approximately completely unwound and/or used roll from one of the installation positions and/or when inserting a new roll into one of the installation positions by means of the gripping and/or handling device or by means of suitable means for transferring the rolls from the feed to the respective installation positions and can be moved at least partially from the respective installation position out of the packaging machine and in the direction of the gripping and/or handling device or the ordered feeds. The axially movable mandrels of the packaging machine can thus interact in a suitable manner with the gripping and/or handling device or with the feeders or feed belts, which enables an automated exchange of used rolls with new rolls containing flat or film material for packaging purposes. light without the need for any further intermediate steps.
Je nach Ausführungsvariante kann die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung mit Hilfe der axial verschiebbaren Aufnahmedorne die Rollen wesentlich leichter wechseln, da sie nicht so tief in die Verpackungsmaschine eintauchen muss. Gleiches gilt für die alternative Ausführungsvariante, bei der die geordnete Zuführung für neue Rollen in einer Weise mit den axial verschiebbaren Aufnahmedornen zusammenwirken kann, dass die neuen Rollen unmittelbar von der Zuführung - diese kann bspw. durch ein Zuführband oder eine geeignete Horizontalfördereinrichtung für die Rollen gebildet sein - mittels der axial aus der Verpackungsmaschine beweglichen Aufnahmedorne in die jeweiligen Einbaupositionen gebracht werden.Depending on the design variant, the gripping and/or handling device can change the rolls much more easily with the help of the axially movable mandrels, as it does not have to penetrate as deeply into the packaging machine. The same applies to the alternative design variant, in which the orderly feed for new rolls can interact with the axially movable mandrels in such a way that the new rolls are brought directly from the feed - this can be formed, for example, by a feed belt or a suitable horizontal conveyor device for the rolls - into the respective installation positions by means of the mandrels that can be moved axially out of the packaging machine.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind den rotierbaren Aufnahmedornen jeweils motorische Antriebe zu ihrer jeweiligen axialen Verstellung zugeordnet. Zudem können den rotierbaren Aufnahmedornen jeweils separat verstellbare axiale Anschlagelemente zugeordnet sein, die mit den Aufnahmedornen oder entgegen ihrer axialen Bewegungsrichtung und parallel zu diesen motorisch verstellbar sind. Diese Anschlagelemente erleichtern insbesondere das Abstreifen verbrauchter Rollen bei deren Übergabe an die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung, die insbesondere einen Haltedorn aufweisen kann, der während der Übergabe von Rollen an die Verpackungsmaschine jeweils mit dem Aufnahmedorn der Maschine fluchtet, auf den die Rolle aufgeschoben oder von dem die Rolle abgezogen wird. Das Abziehen kann wesentlich durch das axiale Anschlagelement erleichtert werden, da dieses gegen den zurückziehenden Aufnahmedorn verschiebbar ist.In the device according to the invention, the rotatable mandrels are each assigned motor drives for their respective axial adjustment. In addition, the rotatable mandrels can each be assigned separately adjustable axial stop elements that can be adjusted by motor with the mandrels or against their axial direction of movement and parallel to them. These stop elements make it easier in particular to strip used rolls when they are transferred to the gripping and/or handling device, which can in particular have a holding mandrel that is aligned with the machine's mandrel during the transfer of rolls to the packaging machine, onto which the roll is pushed or from which the roll is pulled. The removal can be made significantly easier by the axial stop element, since this can be moved against the retracting mandrel.
Die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung kann insbesondere durch einen Mehrachsroboter gebildet sein, der neue Rollen von der definierten Zuführung aufnimmt und in der Verpackungsmaschine platziert. Wahlweise kann dem Handhabungsroboter bzw. dem Mehrachsroboter eine Kamera zugeordnet sein, die bspw. an einem beweglichen bzw. gelenkigen Greif- oder Auslegerarm angeordnet sein kann, um alle erfassten Gegenstände und die jeweilige Umgebung zu erfassen, um den Mehrachsroboter besser und exakter steuern zu können. Die Handhabungseinrichtung bzw. der Mehrachsroboter verfügt über geeignete Greif- und/oder Haltemittel, die bspw. durch einen Haltedorn gebildet sein können, welcher stirnseitig in die als Hohlkörper ausgebildete neue Rolle eintaucht, seinen maximalen Querschnittsdurchmesser vergrößert und hiermit die jeweilige neue Rolle klemmend an der Handhabungseinrichtung bzw. dem Mehrachsroboter fixiert.The gripping and/or handling device can in particular be formed by a multi-axis robot that picks up new rolls from the defined feed and places them in the packaging machine. Optionally, the handling robot or the multi-axis robot can be assigned a camera, which can be arranged, for example, on a movable or articulated gripping or boom arm in order to capture all the objects gripped and the respective surroundings in order to be able to control the multi-axis robot better and more precisely. The handling device or the multi-axis robot has suitable gripping and/or holding means, which can be formed, for example, by a holding mandrel, which dips into the front of the new roll designed as a hollow body, increases its maximum cross-sectional diameter and thereby clamps the respective new roll to the handling device or the multi-axis robot.
Die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung ist in einer Weise ausgestattet und gesteuert, dass sie eine neue Rolle in die Verpackungsmaschine einbringt, indem sie diese Rolle auf den zumindest teilweise aus der Verpackungsmaschine heraus bewegbaren Aufnahmedorn aufschiebt. Der Aufnahmedorn wird anschließend in axialer Richtung in seine für das Abwickeln der Rolle vorgesehene Einbauposition in die Verpackungsmaschine bewegt. Zum Ersetzen einer zumindest näherungsweise vollständig abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle in der Verpackungsmaschine kann der Aufnahmedorn in axialer Richtung aus der jeweiligen Einbauposition heraus bewegt werden, um die Rolle der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zu übergeben, indem ein in paralleler Richtung zum Aufnahmedorn bewegliches Anschlagelement die Rolle zumindest teilweise vom Aufnahmedorn herabschiebt und auf einen Aufnahmedorn der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung aufschiebt, wonach der Aufnahmedorn zumindest soweit in axialer Richtung in Richtung seiner Einbauposition zurückbewegt wird, bis die Rolle nahezu vollständig abgestreift ist.The gripping and/or handling device is equipped and controlled in such a way that it introduces a new roll into the packaging machine by pushing this roll onto the receiving mandrel that can be moved at least partially out of the packaging machine. The receiving mandrel is then moved in the axial direction into its installation position in the packaging machine intended for unwinding the roll. To replace a roll that has been at least approximately completely unwound and/or used up in the packaging machine, the receiving mandrel can be moved in the axial direction out of the respective installation position in order to transfer the roll to the gripping and/or handling device by a stop element that can be moved in a direction parallel to the receiving mandrel pushing the roll at least partially off the receiving mandrel and onto a receiving mandrel of the gripping and/or handling device, after which the receiving mandrel is moved back in the axial direction towards its installation position at least until the roll has been almost completely stripped off.
Optional kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Raumüberwachungseinrichtungen zur Erfassung zumindest der Positionen der Rollen im Bereich der definierten Zuführung und/oder Bereitstellung und/oder der Positionen und/oder Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung innerhalb eines Bewegungsraumes und zur Steuerung der Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung im Bereich der definierten Zuführung und/oder Bereitstellung für die Rollen in Abhängigkeit von den mittels der Raumüberwachungseinrichtung erfassten Raum-, Bewegungs- und/oder Sensordaten ausgestattet sein. Bei einer Variante der Vorrichtung können die Raumüberwachungseinrichtungen bspw. durch wenigstens eine optische Erfassungseinrichtung, insbesondere eine Kamera gebildet sein, die zumindest den Bewegungsraum der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung erfasst und diesen Bewegungsraum und die darin stattfindenden Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung abbildende Ausgangssignale liefert und einem Steuerungssystem zur Verfügung stellt. Die wenigstens eine optische Erfassungseinrichtung bzw. die Kamera kann bspw. unmittelbar der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zugeordnet sein. So kann dort eine Kamera montiert sein; diese kann dann die Bewegungen sowie die drehrichtungskonforme Orientierung jeder neuen Rolle vor bzw. bei ihrem Einsetzen überprüfen. Wahlweise kann die Kamera im Raum bzw. können auch mehrere Kameras im Raum und/oder am Roboter bzw. der Handhabungseinrichtung angeordnet sein. Außerdem wird der gesamte Rollenwechsel bei Vorhandensein einer Kamera bzw. optischer Raumüberwachungssysteme mittels einer Auswertung der von diesen gelieferten Bildsignale gesteuert, inklusive der axialen Verschiebung der Aufnahmedorne und/oder der diesen zugeordneten axialen Anschlagelemente.Optionally, the device according to the invention can be equipped with space monitoring devices for detecting at least the positions of the rolls in the area of the defined feed and/or provision and/or the positions and/or movements of the gripping and/or handling device within a movement space and for controlling the movements of the gripping and/or handling device in the area of the defined feed and/or provision for the rolls depending on the space, movement and/or sensor data detected by the space monitoring device. In a variant of the device, the space monitoring devices can be formed, for example, by at least one optical detection device, in particular a camera, which detects at least the movement space of the gripping and/or handling device and delivers output signals depicting this movement space and the movements of the gripping and/or handling device taking place therein and makes them available to a control system. The at least one optical detection device or the camera can, for example, be assigned directly to the gripping and/or handling device. A camera can be mounted there; this can then check the movements and the orientation in accordance with the direction of rotation of each new roll before or when it is inserted. Optionally, the camera or several cameras can be arranged in the room and/or on the robot or the handling device. In addition, if a camera or optical room monitoring systems are present, the entire roll change is monitored by evaluating the image signals provided by these controlled, including the axial displacement of the mandrels and/or the axial stop elements assigned to them.
Wahlweise kann die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung durch ein führerloses und/oder ferngesteuertes Transportsystem (sog. FTS mit mindestens einem selbstfahrenden Shuttle) gebildet sein, das neue Rollen von der definierten Zuführung aufnimmt und in der Verpackungsmaschine platziert. Auch diesem Shuttle bzw. FTS kann wahlweise eine Kamera zugeordnet sein.Optionally, the gripping and/or handling device can be formed by a driverless and/or remote-controlled transport system (so-called AGV with at least one self-driving shuttle) that picks up new rolls from the defined feeder and places them in the packaging machine. A camera can also optionally be assigned to this shuttle or AGV.
Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung sind vorzugsweise geeignete Hilfsmittel vorhanden, um eine drehrichtungskonforme Position jeder neu in die Verpackungsmaschine einzusetzenden Rolle während ihrer Handhabung durch die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zu überprüfen und bedarfsweise, d.h. bei einer falsch liegenden Rolle, die ein loses Materialbahnende in falsche Richtung liegen hat, korrigieren zu können. So kann der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung bspw. eine Zwischenablage für eine in die Verpackungsmaschine einzusetzende Rolle zugeordnet sein, die als Auflage für die Rolle dienen kann, insbesondere zur Ablage, drehrichtungskonformen Bereitstellung und erneuten Aufnahme durch die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zur anschließenden Übergabe in die Verpackungsmaschine. Diese optional im Bewegungsraum befindliche Zwischenablage kann bspw. durch einen Lagerbock gebildet sein, der eine feste oder variable Position innerhalb des Bewegungsraumes der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung einnehmen kann. Auch kann vorgesehen sein, dass der Lagerbock selbst ein bewegliches und selbstfahrendes Shuttle eines FTS bilden kann. Regardless of the specific design of the gripping and/or handling device, suitable aids are preferably available to check that each new roll to be inserted into the packaging machine is in the correct position in terms of the direction of rotation during its handling by the gripping and/or handling device and to be able to correct it if necessary, i.e. if a roll is positioned incorrectly and has a loose end of the material web lying in the wrong direction. For example, the gripping and/or handling device can be assigned an intermediate storage area for a roll to be inserted into the packaging machine, which can serve as a support for the roll, in particular for storage, provision in accordance with the direction of rotation and re-pickup by the gripping and/or handling device for subsequent transfer to the packaging machine. This intermediate storage area, which is optionally located in the movement space, can be formed, for example, by a bearing block that can assume a fixed or variable position within the movement space of the gripping and/or handling device. It can also be provided that the bearing block itself can form a movable and self-propelled shuttle of an AGV.
Außerdem kann dem Lagerbock wahlweise eine Kamera zugeordnet sein, wodurch eine zusätzliche optische Überwachung am Lagerbock ermöglicht ist. Außerdem kann der Lagerbock mit einem Drehantrieb zur Rotation einer darauf liegenden Rolle um eine horizontale Längsachse ausgestattet sein, um deren Drehlage und/oder eine Ausrichtung einer Kante einer äußeren Materialbahnlage zu justieren. Darüber hinaus kann der Lagerbock wahlweise einen Wendemechanismus aufweisen, um eine 180°-Drehung bei aufliegender Rolle durchführen zu können. Diese Funktion ist bei einer Ausgestaltung der Zwischenablage als selbstfahrendem Shuttle bereits vorhanden.In addition, a camera can optionally be assigned to the bearing block, which enables additional optical monitoring of the bearing block. In addition, the bearing block can be equipped with a rotary drive for rotating a roll lying on it around a horizontal longitudinal axis in order to adjust its rotational position and/or the alignment of an edge of an outer layer of material web. In addition, the bearing block can optionally have a turning mechanism in order to be able to perform a 180° rotation with the roll lying on it. This function is already available when the intermediate storage is designed as a self-propelled shuttle.
Die Vorrichtung kann weiterhin zusätzliche optische Überwachungseinrichtungen bzw. Kameras in der Verpackungsmaschine vorsehen, insbesondere im Bereich der auszuwechselnden Rollen bzw. im Bereich deren Einbaupositionen.The device can further provide additional optical monitoring devices or cameras in the packaging machine, in particular in the area of the rolls to be replaced or in the area of their installation positions.
Wahlweise können bei der Vorrichtung neue Rollen über Paletten oder bspw. über eine Horizontalfördereinrichtung in den Bereich der Handhabungseinrichtung bewegt und mittels der Handhabungseinrichtung von der Palette oder von der Horizontalfördereinrichtung direkt entnommen werden. Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass eine Steuerungseinheit mit der Handhabungseinrichtung sowie der Raumüberwachungseinrichtung in Verbindung steht und unter Berücksichtigung einer jeweiligen mittels der Handhabungseinrichtung erfolgten Aufnahme neuer Rollen vom Zuführbereich und/oder einer Palette bzw. der Horizontalfördereinrichtung einen getakteten Betrieb der Horizontalfördereinrichtung bzw. der Palettenzuführung vorgibt.Optionally, new rolls can be moved into the area of the handling device via pallets or, for example, via a horizontal conveyor device and can be removed directly from the pallet or from the horizontal conveyor device using the handling device. Furthermore, it is preferably provided that a control unit is connected to the handling device and the room monitoring device and specifies a synchronized operation of the horizontal conveyor device or the pallet feed, taking into account the respective pickup of new rolls from the feed area and/or a pallet or the horizontal conveyor device by means of the handling device.
Nachfolgend werden nochmals einige Aspekte, Besonderheiten und Details des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung zusammengefasst. So betrifft die Erfindung ein Verfahren zur unterbrechungsfreien Handhabung von auf Rollen aufgewickeltem und als Verpackungsmaterial von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial. Das Flach- und/oder Folienmaterial kann dabei als Schrumpffolie oder als herkömmliche Kunststofffolie ausgebildet sein. Die Rollen können einen Kern besitzen, dessen geometrische Form einem Hohlzylinder entspricht und der zumindest anteilig aus cellulosehaltigem Material bestehen kann. Vorteilhafterweise kann die jeweilige neue Rolle hierdurch auf einen mit dem Kern korrespondierenden Zapfen der Verpackungsmaschine aufgesetzt werden und bei Abziehen bzw. Entnahme an Verpackungsmaterial von der Rolle drehend auf dem Zapfen rotieren. Im Rahmen des Verfahrens werden zumindest teilweise abgewickelte und/oder aufgebrauchte Rollen zur Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Verpackungsbetriebes abwechselnd aus wenigstens zwei unterschiedlichen Einbaupositionen einer Verpackungsmaschine entnommen und hierauf jeweils eine neue Rolle mit Flach- und/oder Folienmaterial in die jeweilige Einbauposition eingesetzt, wobei dieses Austauschen der Rollen durch eine axiale Verschiebung der sog. Zapfen bzw. der Aufnahmedorne der Verpackungsmaschine erleichtert und unterstützt wird. Jede der wenigstens zwei Einbaupositionen weist einen eigenen Aufnahmedorn bzw. Zapfen auf, der axial aus der Maschine herausbewegt werden kann und auf welchen die neue Rolle aufgesetzt wird und auf welchem die jeweilige Rolle zum Abwickeln ihres jeweiligen Flach- und/oder Folienmaterials rotiert. Insbesondere können die Rollen auf dem Zapfen ihrer jeweiligen Einbauposition klemmend fixiert sein. Der Zapfen kann rotierend angetrieben werden und ein Drehmoment auf die jeweilige aufsitzende Rolle weitergeben, so dass die Rolle zum Abwickeln ihres Flach- und/oder Folienmaterials über ihren Zapfen drehend bewegt wird. Jedem Zapfen kann ein Antrieb zugeordnet sein, über welchen der jeweilige Zapfen gedreht wird. Die Antriebe können mit einer nachfolgend noch näher beschriebenen Steuereinheit in Verbindung stehen bzw. über eine nachfolgend noch näher beschriebene Steuereinheit zum Drehen der Zapfen angesteuert werden. Vor Entnahme einer Rolle mit zumindest teilweise abgewickeltem und/oder aufgebrauchtem Verpackungsmaterial aus ihrer jeweiligen Einbauposition kann die klemmende Verbindung zwischen dem Zapfen und der Rolle gelöst werden, so dass die Rolle sodann nicht mehr fest mit dem Zapfen in Verbindung steht und vom Zapfen abgenommen werden kann. Die rotierende Bewegung des Zapfens kann unterbrochen werden, bis eine neue Rolle auf den Zapfen aufgesetzt bzw. in die entsprechende Einbauposition eingesetzt wurde. Nach jeweiligem Einsetzen einer neuen Rolle in ihre jeweilige Einbauposition wird normalerweise eine außen liegende Lage der jeweiligen neuen Rolle in der Nähe oder im Bereich ihres freien Endes abgezogen und zur Bildung einer ununterbrochenen Materialbahn mit einem Abschnitt einer in der Verpackungsmaschine geführten Materialbahn einer weiteren Rolle verbunden.Some aspects, special features and details of the method according to the invention and the device according to the invention are summarized again below. The invention relates to a method for the uninterrupted handling of flat and/or film material wound on rolls and used as packaging material for piece goods, containers or similar article assemblies. The flat and/or film material can be designed as shrink film or as conventional plastic film. The rolls can have a core whose geometric shape corresponds to a hollow cylinder and which can consist at least partially of cellulose-containing material. Advantageously, the respective new roll can be placed on a pin on the packaging machine that corresponds to the core and can rotate on the pin when packaging material is pulled off or removed from the roll. As part of the method, at least partially unwound and/or used up rolls are alternately removed from at least two different installation positions of a packaging machine to maintain a continuous packaging operation, and a new roll with flat and/or film material is then inserted into the respective installation position, whereby this exchange of the rolls is facilitated and supported by an axial displacement of the so-called pins or the receiving mandrels of the packaging machine. Each of the at least two installation positions has its own receiving mandrel or pin, which can be moved axially out of the machine and onto which the new roll is placed and on which the respective roll rotates to unwind its respective flat and/or film material. In particular, the rolls can be clamped onto the pin of their respective installation position. The pin can be driven in rotation and pass on a torque to the respective roll sitting on it, so that the roll is rotated via its pin to unwind its flat and/or film material. Each pin can be assigned a be assigned a drive, via which the respective pin is rotated. The drives can be connected to a control unit described in more detail below, or can be controlled via a control unit described in more detail below to rotate the pins. Before removing a roll with at least partially unwound and/or used up packaging material from its respective installation position, the clamping connection between the pin and the roll can be released, so that the roll is then no longer firmly connected to the pin and can be removed from the pin. The rotating movement of the pin can be interrupted until a new roll has been placed on the pin or inserted into the corresponding installation position. After each new roll has been inserted into its respective installation position, an outer layer of the respective new roll is normally pulled off near or in the area of its free end and connected to a section of a material web of another roll guided in the packaging machine to form an uninterrupted material web.
Die außen liegende Lage der jeweiligen eingesetzten neuen Rolle kann nach dem Einsetzen mit einem geeigneten Greifelement, z.B. mittels einer mit pneumatischem Saugdruck, mechanisch klemmend und/oder elektrostatisch haftend arbeitenden Greif- und/oder Handhabungseinrichtung abgezogen werden, welche sich zwischen den wenigstens zwei Einbaupositionen hin und her bewegt. Somit kann das Greifelement abwechselnd aus den wenigstens zwei Einbaupositionen außen liegende Lagen der neuen Rollen abziehen. In der Praxis haben sich Ausführungsformen bewährt, bei welchen das Greifelement die jeweilige außen liegende Lage einer neuen Rolle über Unterdruck temporär fixiert. Weiter kann ein Schweißstab vorgesehen sein, welcher in Richtung nach unten bewegt wird und hierbei die außen liegende Lage der jeweiligen neuen Rolle mit der in der Verpackungsmaschine geführten Materialbahn verschweißt. Über das Greifelement kann die jeweilige außen liegende Lage in einen Arbeitsbereich des Schweißstabes bewegt werden. Der temperierte Schweißstab kann somit die außen liegende Lage der jeweiligen neuen Rolle klemmend gegen die in der Verpackungsmaschine geführte Materialbahn bewegen. Insbesondere haben sich Ausführungsformen bewährt, bei welchen der Schweißstab hierzu vertikal auf und ab bewegt wird und bei einer vertikalen Senkbewegung die jeweilige außen liegende Lage einer neuen Rolle mit einer in der Verpackungsmaschine geführten Materialbahn verschweißt.The outer layer of the respective new roll used can be pulled off after insertion with a suitable gripping element, e.g. by means of a gripping and/or handling device that works with pneumatic suction pressure, mechanical clamping and/or electrostatic adhesion, which moves back and forth between the at least two installation positions. The gripping element can thus alternately pull outer layers of the new rolls from the at least two installation positions. In practice, embodiments have proven successful in which the gripping element temporarily fixes the respective outer layer of a new roll using negative pressure. A welding rod can also be provided, which is moved downwards and in doing so welds the outer layer of the respective new roll to the material web guided in the packaging machine. The respective outer layer can be moved into a working area of the welding rod via the gripping element. The tempered welding rod can thus move the outer layer of the respective new roll in a clamping manner against the material web guided in the packaging machine. In particular, embodiments have proven to be effective in which the welding rod is moved vertically up and down and, during a vertical lowering movement, the respective outer layer of a new roll is welded to a material web guided in the packaging machine.
Normalerweise ist während des Einsetzens einer neuen Rolle und während des Verbindens das Flach- und/oder Folienmaterial der weiteren Rolle noch nicht vollständig aufgebraucht, so dass zum kontinuierlichen Verpackungsbetrieb Flach- und/oder Folienmaterial unterbrechungsfrei von mindestens einer Rolle der wenigstens zwei Einbaupositionen abgewickelt wird. Vorteilhafterweise kann die neue Rolle demnach eingesetzt werden, während von der weiteren Rolle in der Verpackungsmaschine noch kontinuierlich Flach- und/oder Folienmaterial abgewickelt wird. Auch bei Entnahme einer zumindest näherungsweise vollständig abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle aus der Verpackungsmaschine kann Flach- und/oder Folienmaterial von einer weiteren Rolle der Verpackungsmaschine abgewickelt werden, so dass kontinuierlich und unterbrechungsfrei Flach- und/oder Folienmaterial von wenigstens einer in der Verpackungsmaschine positionierten Rolle abgewickelt wird. Bei dem mit der vorliegenden Erfindung beschriebenen Verfahren werden zumindest annähernd abgewickelte und/oder aufgebrachte Rollen sensorisch erkannt und mittels der zuvor beschriebenen Greif- und/oder Handhabungseinrichtung durch neue Rollen mit Flach- und/oder Folienmaterial ersetzt. Eine sensorische Erkennung kann beispielsweise unter Zuhilfenahme optischer Detektoren bzw. eines optischen Detektionssystems erfolgen, welches im Bereich der wenigstens zwei Einbaupositionen angeordnet sein kann. Das optische Detektionssystem bzw. der optische Detektor und die Handhabungseinrichtung können mit der Steuerungseinheit in Verbindung stehen, die auch die Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung bzw. des Mehrachsroboters sowie die Bewegungen der axial verschiebbaren Aufnahmedorne bzw. rotierbaren Zapfen steuert.Normally, when a new roll is inserted and during the connection, the flat and/or film material of the additional roll is not yet completely used up, so that for continuous packaging operation, flat and/or film material is unwound without interruption from at least one roll of the at least two installation positions. Advantageously, the new roll can therefore be inserted while flat and/or film material is still being continuously unwound from the additional roll in the packaging machine. Even when a roll that is at least approximately completely unwound and/or used up is removed from the packaging machine, flat and/or film material can be unwound from another roll of the packaging machine, so that flat and/or film material is unwound continuously and without interruption from at least one roll positioned in the packaging machine. In the method described with the present invention, rolls that are at least approximately unwound and/or applied are detected by sensors and replaced by new rolls of flat and/or film material using the gripping and/or handling device described above. Sensory detection can be carried out, for example, with the aid of optical detectors or an optical detection system, which can be arranged in the area of the at least two installation positions. The optical detection system or the optical detector and the handling device can be connected to the control unit, which also controls the movements of the gripping and/or handling device or the multi-axis robot as well as the movements of the axially displaceable mandrels or rotatable pins.
Wahlweise kann der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung eine zum Transport von neuen Rollen ausgebildete Horizontalfördereinrichtung vorgeordnet sein, die sich in einen Arbeitsbereich der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung erstreckt und welche über die Steuerungseinheit unter Berücksichtigung einer Entnahme neuer Rollen durch die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung mit getaktetem Betrieb ansteuerbar ist. In weiteren Ausführungsformen ist denkbar, dass der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung neue Rollen auf Paletten oder dgl. bereitgestellt werden. Auch besteht die Möglichkeit, neue Rollen in einem Container oder dergleichen zu platzieren, welcher sich im Arbeitsbereich der Greif- und/oder Handhabungsbereich befindet und über welchen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung neue Rollen bereitgestellt werden. Die neuen Rollen können ungeordnet bzw. mit beliebiger Orientierung im Container platziert sein, wobei mittels des optischen Detektors die Drehrichtung und/oder drehrichtungskonforme Orientierung überprüfbar und/oder feststellbar ist.Optionally, the gripping and/or handling device can be preceded by a horizontal conveyor designed to transport new rolls, which extends into a working area of the gripping and/or handling device and which can be controlled in cyclical operation via the control unit, taking into account the removal of new rolls by the gripping and/or handling device. In further embodiments, it is conceivable that new rolls are provided to the gripping and/or handling device on pallets or the like. It is also possible to place new rolls in a container or the like, which is located in the working area of the gripping and/or handling area and via which new rolls are provided to the gripping and/or handling device. The new rolls can be placed in the container in an unordered manner or with any orientation, whereby the direction of rotation and/or orientation in accordance with the direction of rotation can be checked and/or determined using the optical detector.
Bei einer alternativen Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung kann auf die erwähnte Greif- und/oder Handhabungseinrichtung bzw. auf den optional vorhandenen Handhabungsroboter sogar verzichtet werden, wenn die Rollen mittels einer geeigneten Zuführeinrichtung bis unmittelbar an die Verpackungsmaschine befördert und dort bei Bedarf mittels der als aktive Rollenaufnehmer ausgestalteten Aufnahmedorne aufgenommen und in die jeweiligen Einbaupositionen gezogen und befördert werden. Wenn in diesem Zusammenhang von Zuführeinrichtungen die Rede ist, so können diese durch Zuführbänder, Horizontalfördereinrichtungen, Mattenkettenförderer o. dgl. gebildet sein. Ebenso können die Zuführeinrichtungen durch geeignete FTS (führerlose, vorzugsweise autonom oder teilautonom fahrende Transportsysteme, sog. Shuttles) gebildet sein, welche die neuen Rollen bis unmittelbar an die Verpackungsmaschine befördern und die Rollen dort bei Bedarf den Aufnahmedornen zur Verfügung stellen, die in diesem Fall als aktive Rollenaufnehmer fungieren und die neuen Rollen von den FTS aufnehmen und in die jeweiligen Einbaupositionen in die Verpackungsmaschine ziehen.In an alternative embodiment of the arrangement according to the invention, the gripping and/or handling device mentioned or the optionally present handling robot can even be dispensed with if the rolls are conveyed directly to the packaging machine by means of a suitable feed device and are picked up there, if necessary, by means of the receiving mandrels designed as active roll pick-ups and pulled and conveyed into the respective installation positions. When feed devices are mentioned in this context, these can be formed by feed belts, horizontal conveyor devices, mat chain conveyors or the like. The feed devices can also be formed by suitable AGVs (driverless, preferably autonomous or semi-autonomous transport systems, so-called shuttles), which convey the new rolls directly to the packaging machine and, if necessary, make the rolls available to the receiving mandrels, which in this case act as active roll pick-ups and pick up the new rolls from the AGVs and pull them into the respective installation positions in the packaging machine.
Zur Erreichung der oben bereits genannten Ziele schlägt die Erfindung schließlich einen innerhalb der Verpackungsmaschine in seiner axialen Längserstreckungsrichtung motorisch verstellbaren rotierbaren Aufnahmedorn vor, der eine von mehreren Einbaupositionen für Rollen mit darauf aufgewickeltem und als Verpackungsmaterial zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial definiert. Der rotierbare Aufnahmedorn kann für Zwecke der Entnahme einer zumindest näherungsweise vollständig abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle aus einer der Einbaupositionen und/oder für das Einsetzen einer neuen Rolle in eine der Einbaupositionen in seiner jeweiligen axialen Richtung verstellt und zumindest teilweise aus der jeweiligen Einbauposition aus der Verpackungsmaschine heraus und in Richtung der der definierten Zuführung bewegt werden. Zudem kann der Aufnahmedorn zur Ausrichtung und möglichst exakten mittigen Positionierung einer neu eingesetzten Rolle in Bezug auf das von der Rolle abzuwickelnde Verpackungsmaterial in axialer Richtung justiert werden. Auf diese Weise kann die oben im Zusammenhang mit dem erleichterten Einsetzen von neuen Rollen in die Verpackungsmaschine erwähnte axiale Verstellbarkeit der Aufnahmedorne zusätzlich genutzt werden, um die neu eingesetzten Rollen exakt mittig in Bezug auf die abzuwickelnde Materialbahn zu positionieren. Somit ist es nicht erforderlich, die Rolle um einen genau definierten Betrag auf den Dorn aufzuschieben, da dieser nach dem ungefähr passenden Aufschieben der Rolle selbst für die exakte Feinjustierung sorgen kann, um die Materialbahn in exakt passender Fluchtung in die Maschine zu fördern.To achieve the above-mentioned objectives, the invention finally proposes a rotatable mandrel that is motor-adjustable in its axial longitudinal direction within the packaging machine and that defines one of several installation positions for rolls with flat and/or film material wound on them and used as packaging material for packaging piece goods, containers or similar article assemblies. The rotatable mandrel can be adjusted in its respective axial direction for the purposes of removing an at least approximately completely unwound and/or used roll from one of the installation positions and/or for inserting a new roll into one of the installation positions and can be moved at least partially from the respective installation position out of the packaging machine and in the direction of the defined feed. In addition, the mandrel can be adjusted in the axial direction to align and position a newly inserted roll as precisely as possible in the middle in relation to the packaging material to be unwound from the roll. In this way, the axial adjustability of the mandrels mentioned above in connection with the easier insertion of new rolls into the packaging machine can also be used to position the newly inserted rolls exactly in the middle in relation to the material web to be unwound. This means that it is not necessary to push the roll onto the mandrel by a precisely defined amount, since after the roll has been pushed on approximately the right amount, the mandrel can itself ensure the exact fine adjustment in order to feed the material web into the machine in exactly the right alignment.
Wahlweise kann der Aufnahmedorn in seiner axialen Position auch während des laufenden Abwickelbetriebs des Verpackungsmaterials von der Rolle noch mehrfach nachjustiert werden, insbesondere zum Ausgleich von Wickelungenauigkeiten und/oder von Lageänderungen des Verpackungsmaterials während des Verpackungsbetriebs. Diese Nachjustierbarkeit kann bspw. mittels Kameras oder geeigneter optischer Sensoreinrichtungen überwacht und initiiert werden. Die Verstellbarkeit bzw. Nachjustierbarkeit des Aufnahmedorns kann bspw. mit einem pneumatischen, hydraulischen oder elektromotorischen Antrieb erfolgen.Optionally, the axial position of the mandrel can be readjusted several times during the ongoing unwinding of the packaging material from the roll, in particular to compensate for winding inaccuracies and/or changes in the position of the packaging material during the packaging process. This readjustment can be monitored and initiated using cameras or suitable optical sensor devices, for example. The adjustability or readjustment of the mandrel can be achieved using a pneumatic, hydraulic or electric motor drive, for example.
Weiterhin sollte erwähnt werden, dass der erfindungsgemäße Aufnahmedorn Bestandteil einer zuvor bereits anhand von mehreren Ausführungsvarianten beschriebenen Vorrichtung zur Zuförderung, Bereitstellung und/oder zur weitgehend unterbrechungsfreien Handhabung und/oder zum Austausch von Rollen mit darauf aufgewickeltem und als Verpackungsmaterial zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial sein kann, wobei die Vorrichtung eine der Anzahl von Einbaupositionen entsprechende Anzahl von gleichartigen, jeweils axial verstellbaren und feinjustierbaren Aufnahmedornen aufweist.Furthermore, it should be mentioned that the receiving mandrel according to the invention can be part of a device already described previously with reference to several embodiments for feeding, providing and/or for largely uninterrupted handling and/or for exchanging rolls with flat and/or film material wound on them and used as packaging material for packaging piece goods, containers or similar article assemblies, wherein the device has a number of identical, each axially adjustable and finely adjustable receiving mandrels corresponding to the number of installation positions.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
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1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Zudem verdeutlicht1 eine denkbare Umsetzung einer Ausführungsform für das erfindungsgemäße Verfahren. -
2 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie eine sinnvolle Umsetzung einer Ausführungsform für das erfindungsgemäße Verfahren. -
3 zeigt eine schematische Perspektivansicht zweier Einbaupositionen für Rollen innerhalb der Verpackungsmaschine, die mit einer Vorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen aus den1 und2 zusammenwirken kann. -
4 zeigt die Einbaupositionen der3 mit eingesetzter neuer Rolle für die zweite Einbauposition. -
5 zeigt die Einbaupositionen der3 und4 mit abgezogener äußerer Lage der in die zweite Einbauposition eingesetzten neuen Rolle. -
6 zeigt in zwei perspektivischen Ansichten eine Handhabungseinrichtung, die eine neue Rolle von einer Palette aufnimmt, um sie in die Verpackungsmaschine einzusetzen. -
7 zeigt in zwei weiteren perspektivischen Ansichten die Handhabungseinrichtung beim Einsetzen der neuen Rolle in die Verpackungsmaschine. -
8 zeigt in vier Ansichten die Positionierungs- und Entnahmeschritte beim Einsetzen bzw. Entnehmen einer Rolle aus einer Einbauposition innerhalb der Verpackungsmaschine. -
9 zeigt in insgesamt sechs schematischen Seitenansichten die Verfahrensabläufe beim Einsetzen einer neuen Rolle mit Flach- oder Folienmaterial in eine Verpackungsmaschine. -
10 zeigt in insgesamt sechs schematischen Seitenansichten die Verfahrensabläufe beim Abgeben einer verbrauchten Rolle aus der Verpackungsmaschine. -
11 zeigt in insgesamt sechs schematischen Seitenansichten die exakte axiale Ausrichtung einer neuen Rolle auf einem Aufnahmedorn zur exakten Positionierung in der Verpackungsmaschine.
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1 shows a schematic perspective view of a first embodiment of a device according to the invention. In addition,1 a conceivable implementation of an embodiment of the method according to the invention. -
2 shows a schematic perspective view of a second embodiment of the device according to the invention as well as a useful implementation of an embodiment for the method according to the invention. -
3 shows a schematic perspective view of two installation positions for rollers within the packaging machine, which can be equipped with a device according to the embodiments of the1 and2 can work together. -
4 shows the installation positions of the3 with new roller inserted for the second installation position. -
5 shows the installation positions of the3 and4 with the outer layer of the new roll inserted into the second installation position removed. -
6 shows in two perspective views a handling device that picks up a new roll from a pallet to insert it into the packaging machine. -
7 shows in two further perspective views the handling device when inserting the new roll into the packaging machine. -
8th shows in four views the positioning and removal steps when inserting or removing a roll from an installation position within the packaging machine. -
9 shows in a total of six schematic side views the process sequences when inserting a new roll of flat or film material into a packaging machine. -
10 shows in a total of six schematic side views the process sequences when discharging a used roll from the packaging machine. -
11 shows in a total of six schematic side views the exact axial alignment of a new roll on a mandrel for exact positioning in the packaging machine.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.Identical reference numerals are used for identical or identically acting elements of the invention. Furthermore, for the sake of clarity, only reference numerals are shown in the individual figures that are required for the description of the respective figure. The embodiments shown are merely examples of how the device according to the invention and the method according to the invention can be designed and do not represent an exhaustive limitation.
Die schematische Perspektivansicht der
Wie eine Zusammenschau der
Die neuen Rollen 12 setzen sich jeweils zusammen aus dem aufgewickelten flächigen Verpackungsmaterial 22 bzw. der Verpackungs- oder Schrumpffolie sowie einem Kern 26, auf welchem das Verpackungsmaterial 22 bzw. die Schrumpffolie aufgewickelt ist. Zur Entgegennahme einer neuen Rolle 12 von einer in
Über die Horizontalfördereinrichtung 28 können der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 16 bzw. dem Handhabungsroboter 18 neue Rollen 12 in ununterbrochener Folge zur Verfügung gestellt werden, so dass bei Entnahme einer neuen Rolle 12 von der Horizontalfördereinrichtung 28 eine weitere neue Rolle 12 in Richtung der Handhabungseinrichtung 16 weiterbewegt wird bzw. in Richtung der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 16 nachrückt. Die Horizontalfördereinrichtung 28 kann je nach Bedarf in gewünschter Weise getaktet oder durchgehend mit konstanter Geschwindigkeit betrieben werden. Ihr Betrieb wird vorgegeben durch eine hier nur schematisch angedeutete Steuerungseinheit 38, die nicht nur die Horizontalfördereinrichtung 28 in ihrer Fördergeschwindigkeit und/oder Taktung steuert, sondern auch den Handhabungsroboter 18 in seinen Bewegungen sowie Teile der Verpackungsmaschine 14, wie es nachfolgend anhand der
Die Steuerungseinheit 38 kann bspw. die Signale 40 wenigstens einer Raumüberwachungseinrichtung 42 verarbeiten, die insbesondere durch eine optische Erfassungseinrichtung bzw. eine Kamera 44 gebildet sein kann, ggf. auch durch mehrere Kameras 44, die zumindest den Bewegungsraum 46 des Mehrachsroboters 18 und seine Bewegungen erfassen, womit auch die exakten Bewegungen des Auslegerarms 30 mit dem daran schwenkbeweglich angeordneten Haltedorn 32 in Bezug auf jede zu erfassende neue Rolle 12 gemeint sind. Der optisch mittels der durch die Kamera 44 gebildeten Raumüberwachungseinrichtung 42 erfassbare Bewegungsraum 46 ist in der Darstellung der
In
Die
Wie bereits erwähnt, stehen die Horizontalfördereinrichtung 28, die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 16 bzw. der Mehrachsroboter 18 und die Verpackungsmaschine 14 in Verbindung mit der Steuerungseinheit 38. Diese kann insbesondere den getakteten Betrieb der Horizontalfördereinrichtung 28 vorgeben, ein Einsetzen und eine Entnahme von Rollen 12 bzw. 20 durch die Handhabungseinrichtung 16 aus den beiden Einbaupositionen EB1 und EB2 initiieren. Zudem kann sie, wie nachfolgend noch näher beschrieben, ein Abrollen von Verpackungsmaterial bzw. Schrumpffolie der in der Verpackungsmaschine 14 eingesetzten Rollen 12 steuern. Außerdem kann die Raumüberwachungseinrichtung 42 in Zusammenwirkung mit der Steuerungseinheit 38 eine Bewegungssteuerung der Horizontalfördereinrichtung 28 und insbesondere der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 16 ermöglichen, was eine fehlertolerante Positionierung und Zuförderung der neuen Rollen 12 sowie deren Handhabung erlaubt, da die exakte Erfassung jeder neuen Rolle 12 durch den Haltedorn 32 des Handhabungsroboters 18 mit Hilfe der wenigstens einen Kamera 44 effektiv unterstützt und gesteuert werden kann, so dass die exakte Positionierung der Rollen 12 auf der Horizontalfördereinrichtung 28 an Bedeutung verliert und durch die entsprechend nachgeführte Bewegungssteuerung des Handhabungsroboters 18 innerhalb seines Bewegungsraumes 46 ausgeglichen werden kann.As already mentioned, the horizontal conveyor device 28, the gripping and/or handling device 16 or the multi-axis robot 18 and the packaging machine 14 are connected to the control unit 38. This can in particular specify the cyclic operation of the horizontal conveyor device 28, initiate an insertion and removal of rolls 12 and 20 by the handling device 16 from the two installation positions EB1 and EB2. In addition, as described in more detail below, it can control the unrolling of packaging material or shrink film from the rolls 12 used in the packaging machine 14. In addition, the room monitoring device 42 can, in cooperation with the control unit 38, control the movement of the horizontal conveyor device 28 and in particular of the gripping and/or Handling device 16, which allows error-tolerant positioning and feeding of the new rolls 12 as well as their handling, since the exact detection of each new roll 12 by the holding mandrel 32 of the handling robot 18 can be effectively supported and controlled with the aid of the at least one camera 44, so that the exact positioning of the rolls 12 on the horizontal conveyor device 28 becomes less important and can be compensated for by the correspondingly tracked motion control of the handling robot 18 within its movement space 46.
Die in
Die Steuerungseinheit 38 kann zudem eine Anzeigeeinrichtung 58 bzw. ein Display aufweisen, über die/das Informationen zur Drehrichtung bzw. drehrichtungskonformen Orientierung neuer Rollen 12 und/oder weitere Steuerungs- bzw. Bewegungsparameter des Mehrachsroboters 18 und/oder der Horizontalfördereinrichtung 28 für den Benutzer 50 visualisiert werden können. Die Drehrichtung bzw. drehrichtungskonforme Orientierung der neuen Rollen 12 wird vorzugsweise, wie nachfolgend beispielhaft mit Bezug auf die
Die schematische Perspektivansicht der
Die in
Über die regelmäßig in den Bewegungsraum 46 gelieferten Paletten 52 mit jeweils vier neuen Rollen 12 werden der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 16 bzw. dem Handhabungsroboter 18 neue Rollen 12 in ununterbrochener Folge zur Verfügung gestellt, so dass bei Entnahme aller neuen Rollen 12 von einer der Paletten 52 diese leere Palette 52 gegen eine neue Palette 52 mit weiteren vier Rollen 12 ausgetauscht werden kann, die wiederum in den Bewegungsraum 46 der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zu platzieren ist. Diese Anlieferung kann mittels geeigneter Flurförderfahrzeuge erfolgen, bspw. mittels sog. FTS (führerlose Transportsysteme), die durch selbstfahrende, ferngesteuerte und/oder über eigene Sensorsysteme zur Lenkung verfügende Transportfahrzeuge gebildet sind, die bspw. jeweils eine Palette 52 mit darauf platzierten Rollen 12 in den Bewegungsraum 46 befördern können. Diese Transportsysteme bzw. FTS können je nach Bedarf in gewünschter Weise getaktet betrieben werden. Ihr Betrieb wird vorzugsweise vorgegeben durch die schematisch angedeutete Steuerungseinheit 38, die nicht nur die (hier nicht gezeigten) FTS in ihrer Fördergeschwindigkeit und/oder Taktung steuert, sondern auch den Handhabungsroboter 18 in seinen Bewegungen zum Austausch der Rollen 12 in der Verpackungsmaschine 14 steuert. Die Steuerungseinheit 38 kann außerdem die Signale 40 wenigstens einer Raumüberwachungseinrichtung 42 verarbeiten, die auch bei der Variante gemäß
Aufgrund des ausreichend bemessenen Bewegungsraumes 46 kann bei der Variante der Vorrichtung gemäß
Der in
Auch in
Wie bereits erwähnt, stehen die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 16 bzw. der Mehrachsroboter 18, die steuerbare Zwischenablage 60 für die Rollen 12 und die Verpackungsmaschine 14 in Verbindung mit der Steuerungseinheit 38, die zudem wahlweise die optional zu verstehenden und hier nicht gezeigten FTS zum Anliefern der Paletten 52 steuern kann. Die Steuerungseinheit 38 kann somit insbesondere den getakteten Betrieb der FTS vorgeben, ein Einsetzen und eine Entnahme von Rollen 12 bzw. 20 durch die Handhabungseinrichtung 16 aus den beiden Einbaupositionen EB1 und EB2 initiieren, sowie ggf. die Zwischenablage 60 zur Gewährleistung der richtigen Drehrichtung einer einzusetzenden neuen Rolle 12 zu nutzen. Zudem kann sie, wie nachfolgend noch näher beschrieben, ein Abrollen von Verpackungsmaterial bzw. Schrumpffolie der in der Verpackungsmaschine 14 eingesetzten Rollen 12 steuern. Die Raumüberwachungseinrichtung 42 kann in Zusammenwirkung mit der Steuerungseinheit 38 eine Bewegungssteuerung der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 16 unter bedarfsweiser Einbeziehung der Zwischenablage 60 ermöglichen, was eine fehlertolerante Positionierung und Zuförderung der neuen Rollen 12 auf den nicht exakt positionierten Paletten 52 sowie die Handhabung der aufgenommenen Rollen 12 erlaubt, da die exakte Erfassung jeder neuen Rolle 12 durch den Haltedorn 32 des Handhabungsroboters 18 mit Hilfe der wenigstens einen Kamera 44 effektiv unterstützt und gesteuert werden kann, so dass die exakte Positionierung der Rollen 12 auf den Paletten 52 bzw. die Paletten 52 selbst auf dem Boden im Bereich des Bewegungsraumes 46 an Bedeutung verliert und durch die entsprechend nachgeführte Bewegungssteuerung des Handhabungsroboters 18 innerhalb seines Bewegungsraumes 46 ausgeglichen werden kann.As already mentioned, the gripping and/or handling device 16 or the multi-axis robot 18, the controllable intermediate storage 60 for the rolls 12 and the packaging machine 14 are connected to the control unit 38, which can also optionally control the AGVs (which are to be understood as optional and not shown here) for delivering the pallets 52. The control unit 38 can thus in particular specify the clocked operation of the AGVs, initiate an insertion and removal of rolls 12 and 20 by the handling device 16 from the two installation positions EB1 and EB2, and if necessary use the intermediate storage 60 to ensure the correct direction of rotation of a new roll 12 to be inserted. In addition, it can, as described in more detail below, control the unrolling of packaging material or shrink film from the rolls 12 used in the packaging machine 14. The space monitoring device 42 can, in conjunction with the control unit 38, enable movement control of the gripping and/or handling device 16, including the intermediate storage 60 as required, which allows error-tolerant positioning and feeding of the new rolls 12 on the pallets 52 that are not positioned exactly, as well as handling of the picked-up rolls 12, since the exact detection of each new roll 12 by the holding mandrel 32 of the handling robot 18 can be effectively supported and controlled with the aid of the at least one camera 44, so that the exact positioning of the rollers 12 on the pallets 52 or the pallets 52 themselves on the floor in the area of the movement space 46 becomes less important and can be compensated for by the correspondingly tracked movement control of the handling robot 18 within its movement space 46.
Die in
Die Steuerungseinheit 38 kann zudem eine Anzeigeeinrichtung 58 bzw. ein Display aufweisen, über die/das Informationen zur Drehrichtung bzw. drehrichtungskonformen Orientierung neuer Rollen 12 und/oder weitere Steuerungs- bzw. Bewegungsparameter des Mehrachsroboters 18 und/oder der FTS für den Benutzer 50 visualisiert werden können. Die Drehrichtung bzw. drehrichtungskonforme Orientierung der neuen Rollen 12 wird vorzugsweise, wie nachfolgend beispielhaft mit Bezug auf die
Mit Verweis auf die
Eine sinnvolle Ausführungsvariante kann jedoch vorsehen, dass eine Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 16 bzw. ein einzelner Handhabungsroboter 18 jeweils zwei Verpackungsstraßen bzw. zwei Verpackungsmaschinen 14 versorgen kann, wobei sich der Bewegungsraum 46 sinnvollerweise zwischen den beiden ungefähr parallel angeordneten Verpackungsmaschinen 14 befindet, so dass sich auch der Zuführbereich für neue Rollen 12 mit der Horizontalfördereinrichtung 28 (vgl.
Bei einer alternativen Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung oder Vorrichtung 10, die hier jedoch nicht dargestellt ist, kann auf die erwähnte Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 16 bzw. auf den in den
Die schematische Perspektivansicht der
Die
In der Darstellung der
Jeder der Einbaupositionen EB1 und EB2 kann außerdem eine eigene Sensorik bzw. eine Kamera 74 zugeordnet sein, mittels welcher zumindest näherungsweise vollständig abgewickelte und/oder aufgebrauchte Rollen 20 optisch erkannt werden können. Sofern eine Rolle 20 zumindest näherungsweise vollständig abgewickelt und/oder aufgebraucht ist, sendet die jeweilige Kamera 74 Informationen über die jeweiligen zumindest näherungsweise vollständig abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle 20 an die Steuerungseinheit 38. Die bereits zuvor erwähnte Steuerungseinheit 38 steuert auf Grundlage zahlreicher Daten, so auch der Kameras 74 innerhalb der Verpackungsmaschine 14 die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 18 bzw. den Handhabungsroboter 18 (vgl.
Zur Entnahme der zumindest näherungsweise vollständig abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle 20 aus ihrer jeweiligen Einbauposition EB1 bzw. EB2 wird der Aufnahmedorn 70 axial aus der Verpackungsmaschine 14 herausbewegt und taucht die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 16 über ihren Haltedorn 32 (vgl.
Nach Ablage der zumindest näherungsweise vollständig abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle 20 bzw. des Kerns 26 im Container 56 (vgl.
Die weitere schematische Perspektivdarstellung der
Die neue Rolle 12 der zweiten Einbauposition EB2 aus
Konnte die Haftmarkierung 76 mittels der jeweiligen Kamera 74 erkannt werden, so wird der Aufnahmedorn 70 drehend bewegt, bis die Haftmarkierung 76 in Richtung der gegenüberliegenden Einbauposition EB1 bzw. EB2 weist. Erst nach dieser Ausrichtung der Haftmarkierung 76 kann ein lediglich in
Allerdings sei darauf hingewiesen, dass auch Ausführungsformen vorstellbar sind, bei welchen die neuen Rollen 12 keine derartigen reflektierende Haftmarkierung 76 (entsprechend
Die Einbaupositionen EB1 und EB2 der
Es besteht somit sowohl die Möglichkeit, innerhalb der Verpackungsmaschine 14 über die Kameras 74 eine Drehrichtung bzw. drehrichtungskonforme Orientierung festzustellen, als auch über die Kameras 74 zumindest näherungsweise vollständig abgewickelte und/oder aufgebrauchte Rollen 20 zu erkennen. Informationen zur Drehrichtung bzw. drehrichtungskonformen Orientierung neuer Rollen 12 sowie Informationen über zumindest näherungsweise vollständig abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rollen 20 werden von den Kameras 74 an die Steuerungseinheit 38 weitergegeben, welche eine Ausrichtungskorrektur von neuen Rollen 12 und einen Ersatz von zumindest näherungsweise abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rollen 20 durch neue Rollen 12 vorgeben kann. Dies kann insbesondere auf eine Weise erfolgen, wie sie bereits anhand der
Die schematischen Darstellungen der
Darüber hinaus zeigen die
Weiterhin zeigt die
Die beiden schematischen Perspektivansichten der
Das Herabschieben einer verbrauchten oder nahezu aufgebrauchten Rolle 20 vom Aufnahmedorn 70 und die Übernahme durch den Haltedorn 32 des Handhabungsroboters 18 wird dagegen mittels eines verschiebbaren axialen Anschlags 84 sowie mittels einer verschiebbaren Lagerung des drehbaren Aufnahmedorns 70 erleichtert, wie dies die
Die beiden schematischen Perspektivansichten der
Wie es die beiden schematischen Seitenansichten der
Die
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass der Aufnahmedorn 70 zur Ausrichtung und möglichst exakten mittigen Positionierung einer neu eingesetzten Rolle 12 in Bezug auf das von der Rolle 12 abzuwickelnde Verpackungsmaterial in axialer Richtung justiert werden kann, was durch entsprechende Verstellung des Sockels 90 mittels des Antriebs 92 erfolgen kann. Auf diese Weise kann die im Zusammenhang mit dem erleichterten Einsetzen von neuen Rollen 12 in die Verpackungsmaschine 14 definierte axiale Verstellbarkeit der Aufnahmedorne 70 zusätzlich genutzt werden, um die neu eingesetzten Rollen 12 jeweils exakt mittig in Bezug auf die abzuwickelnde Materialbahn zu positionieren. Somit ist es nicht in jedem Fall zwingend erforderlich, die Rolle 12 um einen genau definierten Betrag auf den Aufnahmedorn 70 aufzuschieben, da dieser nach dem ungefähr passenden Aufschieben der Rolle 12 selbst für die exakte Feinjustierung sorgen kann, um die Materialbahn in exakt passender Fluchtung in die Verpackungsmaschine 14 zu fördern.In addition, it should be noted that the receiving mandrel 70 can be adjusted in the axial direction to align and centrally position a newly inserted roll 12 as precisely as possible in relation to the packaging material to be unwound from the roll 12. This can be done by adjusting the base 90 accordingly using the drive 92. In this way, the axial adjustability of the receiving mandrels 70 defined in connection with the easier insertion of new rolls 12 into the packaging machine 14 can also be used to position the newly inserted rolls 12 exactly in the middle in relation to the material web to be unwound. It is therefore not always absolutely necessary to push the roll 12 onto the receiving mandrel 70 by a precisely defined amount, since after the roll 12 has been pushed on approximately the right amount, the latter can itself ensure the exact fine adjustment in order to convey the material web into the packaging machine 14 in exactly the right alignment.
Wahlweise kann der Aufnahmedorn 70 in seiner axialen Position auch während des laufenden Abwickelbetriebs des Verpackungsmaterials von der Rolle 12 noch mehrfach nachjustiert werden, insbesondere zum Ausgleich von Wickelungenauigkeiten und/oder von Lageänderungen des Verpackungsmaterials während des Verpackungsbetriebs. Diese Nachjustierbarkeit kann bspw. mittels Kameras oder geeigneter optischer Sensoreinrichtungen überwacht und initiiert werden. Die Verstellbarkeit bzw. Nachjustierbarkeit des Aufnahmedorns 70 kann bspw. mittels pneumatischen, hydraulischen oder elektromotorischen Antriebes 92 erfolgen.Optionally, the axial position of the mandrel 70 can be readjusted several times during the ongoing unwinding operation of the packaging material from the roll 12, in particular to compensate for winding inaccuracies and/or changes in the position of the packaging material during the packaging operation. This readjustment can be monitored and initiated, for example, by means of cameras or suitable optical sensor devices. The adjustability or readjustment of the mandrel 70 can be carried out, for example, by means of a pneumatic, hydraulic or electric motor drive 92.
Die
Der Sockel 90 befindet sich noch in seiner nach links ausgefahrenen Position, die beibehalten wird, bis die Rolle 12 vollständig auf den Aufnahmedorn 70 aufgeschoben ist. Dieses Aufschieben erfolgt durch außermittiges stirnseitiges Ansetzen des Haltedorns 32 des Handhabungsroboters 18 auf die vom Aufnahmedorn 70 wegweisende Stirnseite der Rolle 12 (vgl.
Im Prinzip wäre es auch möglich, den Aufnahmedorn noch weiter als in
Es muss an dieser Stelle nicht gesondert erwähnt werden, dass die Rolle 12 mit ihrem Rollenkern 26 auf dem Haltedorn 32 geklemmt ist, solange sie dort fixiert sein soll (
Die
Erst wenn der Aufnahmedorn 70 etwa zur Hälfte aus dem Rollenkern 26 herausgezogen ist (
Es muss an dieser Stelle nicht gesondert erwähnt werden, dass die Rolle 20 mit ihrem Rollenkern 26 auf dem Aufnahmedorn 70 geklemmt ist, solange sie dort fixiert sein soll (
Die
Zur Übernahme einer neuen Rolle 12 wird der Sockel 90 mit dem Aufnahmedorn 70 sowie der axiale Anschlag 84 entlang der Führungsschienen 88 nach links bewegt (vgl.
Es sei an dieser Stelle insbesondere mit Verweis auf die
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.The invention has been described with reference to a preferred embodiment. However, it will be apparent to a person skilled in the art that modifications or variations of the invention can be made without departing from the scope of the following claims.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- Vorrichtungcontraption
- 1212
- Rolle, neue RolleRole, new role
- 1414
- VerpackungsmaschinePackaging machine
- 1616
- Greifeinrichtung, Handhabungseinrichtung, Greif- und/oder HandhabungseinrichtungGripping device, handling device, gripping and/or handling device
- 1818
- Mehrachsroboter, HandhabungsroboterMulti-axis robots, handling robots
- 2020
- Rolle, verbrauchte Rolle, teilweise abgewickelte Rolle, teilweise verbrauchte Rolle, leere RolleRoll, used roll, partially unwound roll, partially used roll, empty roll
- 2222
- Materialbahn, VerpackungsmaterialMaterial web, packaging material
- 2424
- äußere Lage, äußere Materialbahnouter layer, outer material web
- 2626
- Kern, RollenkernCore, roll core
- 2828
- HorizontalfördereinrichtungHorizontal conveyor
- 3030
- Auslegerarm, Schwenkarmboom arm, swivel arm
- 3232
- HaltedornRetaining pin
- 3434
- Armabschnitt, GreifarmArm section, gripper arm
- 3636
- Drehachse, horizontal orientierte AchseRotation axis, horizontally oriented axis
- 3838
- SteuerungseinheitControl unit
- 4040
- Ausgangssignale, Signale, Raumdaten, Bewegungsdaten, SensordatenOutput signals, signals, spatial data, motion data, sensor data
- 4242
- RaumüberwachungseinrichtungRoom monitoring device
- 4444
- optische Erfassungseinrichtung, Kameraoptical detection device, camera
- 4646
- BewegungsraumMovement space
- 4848
- Manipulatormanipulator
- 5050
- Benutzer, BedienpersonUser, operator
- 5252
- Palettepalette
- 5454
- HaltedornRetaining pin
- 5656
- ContainerContainer
- 5858
- AnzeigeeinrichtungDisplay device
- 6060
- Zwischenablage Clipboard
- 7070
- Dorn, Aufnahmedorn, HaltedornMandrel, receiving mandrel, holding mandrel
- 7272
- SchweißbalkenWelding bar
- 7474
- Kameracamera
- 7676
- Haftmarkierung, optischer erkennbare/reflektierende HaftmarkierungAdhesive marking, optically recognizable/reflective adhesive marking
- 7878
- GreifstabGrab bar
- 8080
- Kamera, weitere Kamera (des Handhabungsroboters)Camera, additional camera (of the handling robot)
- 8282
- StempelaufsatzStamp attachment
- 8484
- axialer Anschlagaxial stop
- 8686
- verschiebbare Basismovable base
- 8888
- Längsführung, parallele LängsführungenLongitudinal guide, parallel longitudinal guides
- 9090
- Sockelbase
- 9292
- Antrieb Drive
- EB1EB1
- erste Einbaupositionfirst installation position
- EB2EB2
- zweite Einbaupositionsecond installation position
Claims (20)
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