DE102016215025A1

DE102016215025A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Umgang mit Vorratsrollen, welche auf einem Rollenkern mit einer Vielzahl an Wicklungen Verpackungsmaterial tragen

Info

Publication number: DE102016215025A1
Application number: DE102016215025.1A
Authority: DE
Inventors: Manuel Kollmuss; Herbert Spindler; Wolfgang Huber; Helmut Schwarz; Richard Eschlbeck; Johannes Kirzinger
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2016-08-11
Filing date: 2016-08-11
Publication date: 2018-02-15

Abstract

Es sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Umgang mit Vorratsrollen (12), welche auf einem Rollenkern (26) mit einer Vielzahl an Wicklungen Verpackungsmaterial tragen, offenbart. Im Rahmen des Verfahrens wird eine Ist-Beschaffenheit einer Vorratsrolle (12) erkannt und/oder festgestellt. Weiter wird die festgestellte und/oder erkannte Ist-Beschaffenheit auf Übereinstimmung mit einer vorgegebenen Soll-Beschaffenheit überprüft. Zudem wird wahlweise ein Bearbeitungsprozess zum Herstellen der Soll-Beschaffenheit für die Vorratsrolle (12) durchgeführt, sofern die festgestellte und/oder erkannte Ist-Beschaffenheit von der vorgegebenen Soll-Beschaffenheit abweicht oder es wird auf den Bearbeitungsprozess verzichtet, sofern die festgestellte und/oder erkannte Ist-Beschaffenheit mit der vorgegebenen Soll-Beschaffenheit übereinstimmt. Zeitlich nachdem der Bearbeitungsprozess durchgeführt oder auf den Bearbeitungsprozess verzichtet wurde, wird die Rolle (12) in eine Verpackungsmaschine eingesetzt oder in ein Lager überführt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umgang mit Vorratsrollen, welche auf einem Rollenkern mit einer Vielzahl an Wicklungen Verpackungsmaterial tragen.
Derartige Vorratsrollen können beispielsweise im Bereich der Packtechnik Verwendung finden. Bekannt sind Vorrichtungen, welche unterbrechungsfrei Flach- und/oder Bandmaterial zur Verfügung stellen, um Artikel mit dem Flach- und/oder Bandmaterial zu umhüllen und hierbei zusammenzufassen. Beispielsweise kann das Flach- und/oder Bandmaterial als Schrumpffolie ausgebildet sein, wobei mehrere Getränkebehältnisse mittels der Schrumpffolie umhüllt und zu Gebinden zusammengefasst werden.
Sofern der Vorrat an Flach- und/oder Bandmaterial einer Rolle erschöpft ist, muss die Rolle durch eine weitere Rolle mit neuem Flach- und/oder Bandmaterial ausgetauscht werden, um einen Verpackungsprozess fortsetzen und bevorzugt unterbrechungsfrei durchführen zu können.
Vorrichtungen für einen unterbrechungsfreien Packungsprozess sowie entsprechende Vorratsrollen, die für einen unterbrechungsfreien Packungsprozess Verwendung finden können, sind beispielsweise aus der DE 195 22 110 A1 bekannt. Bei der aus der DE-Anmeldung bekannten Vorrichtung sind zwei parallel gelagerte Wellen vorgesehen, auf welchen Vorratsrollen aufsitzen. Von den Vorratsrollen wird Schrumpffolie abgewickelt und um Artikel gelegt. Die Artikel passieren hierauf folgend einen Schrumpftunnel. Ist der Vorrat an Schrumpffolie einer Rolle erschöpft, so wird Schrumpffolie einer weiteren Rolle an den Bandvorrat der ersten Rolle mittels Verschweißens angeschlossen.
Die Praxis hat gezeigt, dass es zu Problemen beim Aufsetzen von Vorratsrollen auf die Wellen bzw. beim Verschweißen kommen kann, sofern jeweilige Vorratsrollen nicht vorgegebenen Gütekriterien entsprechen.
Aufgabe der Erfindung ist daher, ein gattungsgemäßes Verfahren bzw. eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei welchen ein Risiko von Problemen beim Ersetzen von Vorratsrollen für Verpackungsmaschinen gering gehalten werden kann. Die Vorrichtung soll einen einfachen Aufbau besitzen und das Verfahren soll einfach umgesetzt werden können.
Die obige Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gelöst, welche die Merkmale in den Ansprüchen 1 und 8 umfassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umgang mit Vorratsrollen, welche auf einem Rollenkern mit einer Vielzahl an Wicklungen Verpackungsmaterial tragen. Das Verpackungsmaterial kann beispielsweise durch Schrumpffolie oder Stretchfolie ausgebildet sein. Der Rollenkern kann beispielsweise als Karton bzw. Pappe ausgebildet sein bzw. cellulosehaltige Materialien umfassen. Weiter ist denkbar, dass der Kern aus Kunststoff ausgebildet ist.
Im Rahmen eines ersten Schrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Ist-Beschaffenheit einer Vorratsrolle festgestellt und/oder erkannt. Weiter wird die festgestellte und/oder erkannte Ist-Beschaffenheit auf Übereinstimmung mit einer vorgegebenen Soll-Beschaffenheit überprüft. Wahlweise wird sodann ein Bearbeitungsprozess zum Herstellen der Soll-Beschaffenheit für die Vorratsrolle durchgeführt, sofern die festgestellte und/oder erkannte Ist-Beschaffenheit von der vorgegebenen Soll-Beschaffenheit abweicht. Stimmt die festgestellte und/oder erkannte Ist-Beschaffenheit mit der vorgegebenen Soll-Beschaffenheit überein, so wird auf den Bearbeitungsprozess verzichtet. Denkbar ist hierbei, dass der Bearbeitungsprozess unter Zuhilfenahme einer Handhabungseinrichtung durchgeführt wird bzw. dass die Vorratsrolle durch ein Werkzeug einer Handhabungseinrichtung bearbeitet wird. Das Werkzeug kann hierbei als Fräser ausgebildet sein.
Zeitlich nachdem der Bearbeitungsprozess durchgeführt oder auf den Bearbeitungsprozess verzichtet wurde, wird die Rolle in eine Verpackungsmaschine eingesetzt oder in ein Lager überführt. Im Lager kann die Rolle temporär gespeichert werden, bei Bedarf aus dem Lager entnommen und hierauf folgend in die Verpackungsmaschine eingesetzt werden. Insbesondere kann die Rolle über die vorherig erwähnte Handhabungseinrichtung in die Verpackungsmaschine eingesetzt oder zum Speichern im Lager manipuliert werden. Beispielsweise kann die Handhabungseinrichtung die Rolle zur Speichern in dem Lager an ein fahrerloses Transportsystem übergeben. Auch kann ein als Regalsystem ausgebildetes Lager in einem Arbeitsbereich der Handhabungseinrichtung positioniert sein, wobei die Handhabungseinrichtung zeitlich nachdem der Bearbeitungsprozess durchgeführt oder auf den Bearbeitungsprozess verzichtet wurde die Rolle in das als Regalsystem ausgebildete Lager übergibt.
In der Praxis haben sich zudem Ausführungsformen bewährt, bei welchen die Ist-Beschaffenheit der Vorratsrolle sensorisch festgestellt und/oder erkannt wird. Hierzu kann eine Sensorik über die Handhabungseinrichtung in einen Nahbereich der Vorratsrolle geführt werden, so dass über die Sensorik die Ist-Beschaffenheit der Vorratsrolle erkannt werden kann bzw. so dass sich die Vorratsrolle im Erfassungsbereich der Sensorik befindet.
Weiter kann es sein, dass die Ist-Beschaffenheit über ein Kamerasystem sensorisch festgestellt und/oder erkannt wird, welches von einer bzw. der vorherig bereits erwähnten Handhabungseinrichtung in den Bereich der Vorratsrolle geführt wird. Das Kamerasystem kann an einem schwenkbaren Auslegerarm bzw. Arbeitsarm der Handhabungseinrichtung angeordnet sein.
Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass die Sensorik erkennen kann, wenn die angestrebte Ist-Beschaffenheit nicht hergestellt werden kann. In einem solchen Fall kann vorgesehen sein, dass die Vorratsrolle zu entsorgen ist. Diese Entsorgung kann wahlweise automatisch, teilautomatisch, vollautomatisch oder auch auf manuellem Wege erfolgen.
Auch kann es sein, dass eine Ist-Temperatur der Vorratsrolle festgestellt und/oder erkannt wird und im Rahmen des Bearbeitungsprozesses die festgestellte und/oder erkannte Ist-Temperatur an eine vorgegebene Soll-Temperatur angepasst wird, sofern die festgestellte und/oder erkannten Ist-Temperatur von der vorgegebenen Soll-Temperatur abweicht. Alternativ kann auf den Bearbeitungsprozess zur Anpassung der festgestellten und/oder erkannten Ist-Temperatur an eine vorgegebene Soll-Temperatur verzichtet werden, sofern die festgestellte und/oder erkannte Ist-Temperatur mit der vorgegebenen Soll-Temperatur übereinstimmt. Zum Anpassen der Ist-Temperatur an die Soll-Temperatur kann die Vorratsrolle in eine Bearbeitungsstation geführt und/oder an eine Bearbeitungsstation übergeben werden, in welcher Bearbeitungsstation die Vorratsrolle über einen bestimmten Zeitraum mit Wärmeenergie beaufschlagt wird, bis die Vorratsrolle die vorgegebene Soll-Temperatur erreicht. Auch kann ein Mittel, welches beispielsweise als Warmlufterzeuger ausgebildet sein kann, zur Beaufschlagung der Vorratsrolle mit Wärmeenergie in den Bereich der Vorratsrolle geführt werden. Das Mittel bzw. der Warmlufterzeuger kann die Vorratsrolle über einen bestimmten Zeitraum mit Wärmeenergie beaufschlagen, bis die Vorratsrolle die vorgegebene Soll-Temperatur erreicht. Zum Feststellen und/oder Erkennen der jeweiligen Ist-Temperatur kann ein Temperatursensor vorgesehen sein, welcher von der vorherig bereits erwähnten Handhabungseinrichtung in den Bereich der Vorratsrolle geführt wird, bis sich die Vorratsrolle in einem Erfassungsbereich des Temperatursensors befindet.
Bevorzugt kann der Bearbeitungsprozess mit einem Schrumpftunnel gekoppelt und/oder geblockt sein. Die Wärmeenergie und/oder eine Abwärme-Energie des Schrumpftunnels können für eine Temperierung der Vorratsrolle verwendet werden. Darüber hinaus ist es auch denkbar, die Abwärme-Energie von weiteren Maschinen oder Maschinenteilen in einer Abfüll- und/oder Verpackungsanlage zu verwenden.
Zudem kann es je nach Beschaffenheit eines Übertragungsmediums der Wärme und/oder Abwärme-Energie notwendig sein, diese aufzubereiten. Die Aufbereitung kann bspw. durch entsprechende Filter (Luft, Wasser, o. dgl.) umgesetzt werden. Geeignete Übertragungsmedien können bspw. Luft, Wasser, Öl und/oder sonstige chemische Zusammensetzungen sein, die Wärmeenergie aufnehmen oder abgeben können.
Denkbar ist zudem, dass die Vorratsrolle im Rahmen des Feststellens und/oder Erkennens der Ist-Beschaffenheit auf eine Benetzung mit Flüssigkeit untersucht wird. Im Rahmen des Bearbeitungsprozesses kann die Vorratsrolle vorzugsweis durch Heißluftbeaufschlagung bzw. Warmluftbeaufschlagung getrocknet werden, sofern die Untersuchung eine Benetzung mit Flüssigkeit ergibt. Da auf die Vorratsrolle ggf. thermoplastisches Verpackungsmaterial mit einer Vielzahl von Wicklungen getragen wird, kann die Beaufschlagung mit einer Temperatur erfolgen, welche unterhalb eines Verformungsbereichs des thermoplastischen Verpackungsmaterials ausgebildet ist. Weiter kann auf den Bearbeitungsprozess zum Trocknen der Vorratsrolle verzichtet werden, sofern die Untersuchung keine Benetzung mit Flüssigkeit ergibt. Eine Untersuchung auf Benetzung mit Flüssigkeit kann mittels einer Sensorik erfolgen, welche über die vorherig bereits beschriebene Handhabungseinrichtung in den Bereich der Vorratsrolle geführt wird, bis sich die Vorratsrolle in einem Erfassungsbereich des Temperatursensors befindet.
Denkbar ist für diverse Ausführungsformen, dass sowohl die Ist-Temperatur als auch eine Benetzung mit Flüssigkeit gemäß vorheriger Beschreibung festgestellt und/oder erkannt wird.
Vorstellbar ist weiterhin, dass ein Ist-Öffnungsquerschnitt des Kerns der Vorratsrolle erkannt und/oder festgestellt wird. Hierbei kann im Rahmen des Bearbeitungsprozesses der festgestellte und/oder erkannte Ist-Öffnungsquerschnitt über Materialabtrag des Rollenkerns an einen vorgegebenen Soll-Öffnungsquerschnitt angepasst werden, sofern der erkannte Ist-Öffnungsquerschnitt von dem vorgegebenen Soll-Öffnungsquerschnitt abweicht. Alternativ kann auf den Bearbeitungsprozess zur Anpassung des festgestellten und/oder erkannten Ist-Öffnungsquerschnitts verzichtet werden, sofern der festgestellte und/oder erkannte Ist-Öffnungsquerschnitt mit dem vorgegebenen Soll-Öffnungsquerschnitt übereinstimmt. Der Ist-Öffnungsquerschnitt kann über eine Sensorik erkannt und/oder festgestellt werden, welche über die vorherig bereits beschriebene Handhabungseinrichtung in den Bereich der Vorratsrolle geführt wird, bis sich die Vorratsrolle in einem Erfassungsbereich der Sensorik befindet. Die Sensorik kann als Kamerasystem ausgebildet sein.
Denkbar ist für diverse Ausführungsformen, dass sowohl die Ist-Temperatur als auch der Ist-Öffnungsquerschnitt des Kerns der Vorratsrolle gemäß vorheriger Beschreibung erkannt und/oder festgestellt werden und dass die Vorratsrolle zudem auf eine Benetzung mit Flüssigkeit überprüft wird.
Weiter kann es sein, dass eine Ist-Position eines außen liegenden Endbereichs des mit einer Vielzahl an Wicklungen vom Rollenkern getragenen Verpackungsmaterials erkannt und/oder festgestellt wird. Im Rahmen des Bearbeitungsprozesses kann die festgestellte und/oder erkannte Ist-Position an eine vorgegebene Soll-Position angepasst werden, sofern die festgestellte und/oder erkannte Ist-Position von der vorgegebenen Soll-Position abweicht. Auch kann auf die Anpassung der Ist-Position verzichtet werden, sofern die festgestellte und/oder erkannte Ist-Position mit der vorgegebenen Soll-Position übereinstimmt. Das Anpassen der Ist-Position an die vorgegebene Soll-Position kann beispielsweise über einen Haltedorn einer bzw. der vorherig bereits beschriebenen Handhabungseinrichtung erfolgen, über welchen Haltedorn die Vorratsrolle aufgenommen und zur Anpassung der Ist-Position an die vorgegebene Soll-Position gedreht wird.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zum Umgang mit Vorratsrollen, welche auf einem Rollenkern mit einer Vielzahl an Wicklungen Verpackungsmaterial tragen. Merkmale, welche vorhergehend zu diversen Ausführungsformen des Verfahrens beschrieben wurden, können ebenso bei nachfolgend beschriebener Vorrichtung vorgesehen sein und werden daher nicht redundant erwähnt. Weiter können nachfolgend beschriebene Merkmale, welche die Vorrichtung betreffen, bei diversen Ausführungsformen des vorherig beschriebenen Verfahrens vorgesehen sein.
Die Vorrichtung umfasst mindestens eine Sensorik, welche zum Feststellen und/oder Erkennen einer Ist-Beschaffenheit einer Vorratsrolle ausgebildet ist. Weiter umfasst die Vorrichtung eine Bearbeitungsstation und/oder ein Bearbeitungsmittel für die Vorratsrolle sowie eine Steuerungseinheit. Die Steuerungseinheit steht mit der mindestens einen Sensorik und der Bearbeitungsstation und/oder dem Bearbeitungsmittel in Verbindung. Über die Steuerungseinheit ist die eine Bearbeitungsstation und/oder das eine Bearbeitungsmittel zum Herstellen einer Soll-Beschaffenheit der Vorratsrolle ansteuerbar, sofern die mittels der mindestens einen Sensorik festgestellte und/oder erkannte Ist-Beschaffenheit der Vorratsrolle von der Soll-Beschaffenheit abweicht.
Es kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Sensorik zum Feststellen und/oder Erkennen eines Ist-Querschnittsdurchmessers des Kerns der Vorratsrolle ausgebildet ist. Weiter kann die Vorrichtung mindestens ein Mittel zum Herstellen eines Soll-Querschnittsdurchmessers des Kerns der Vorratsrolle durch Materialabtrag besitzen.
In bevorzugten Ausführungsformen kann die Vorrichtung eine mit der Steuerungseinheit in Verbindung stehende Handhabungseinrichtung sowie eine Verpackungsmaschine umfassen, wobei die Handhabungseinrichtung ggf. über die Steuerungseinheit zeitlich nach Herstellen der Soll-Beschaffenheit zum Einsetzen der Vorratsrolle in die Verpackungsmaschine ansteuerbar ist. Die Handhabungseinrichtung kann als Mehrachsroboter ausgebildet sein.
Weiter kann die mindestens eine Sensorik wenigstens ein an einem Arbeitsarm der Handhabungseinrichtung befestigtes Kamerasystem umfassen.
Es kann zudem sein, dass die mindestens eine Sensorik wenigstens einen Temperatursensor umfasst und dass die Bearbeitungsstation und/oder das Bearbeitungsmittel zum Herstellen einer Soll-Temperatur für die Vorratsrolle ausgebildet ist.
Auch kann es sein, dass die mindestens eine Sensorik eine Benetzung der Vorratsrolle mit Flüssigkeit erkennen kann und dass die Bearbeitungsstation und/oder das Bearbeitungsmittel bei erkannter Benetzung mit Flüssigkeit über die Steuerungseinheit zum Trocken der Vorratsrolle ansteuerbar ist. Das Bearbeitungsmittel kann beispielsweise als Warmlufterzeuger ausgebildet sein. Weiter kann das Bearbeitungsmittel an einem Auslegerarm der Handhabungseinrichtung angeordnet sein.
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.
1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
2 zeigt eine Detailansicht der Handhabungseinrichtung des Ausführungsbeispiels aus 1.
3 zeigt einzelne Schritte, wie sie bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein können.
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 Erfindung ausgestaltet sein kann und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
Die 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Die Vorrichtung 10 ist vorgesehen zum Umgang mit Vorratsrollen 12, welche auf einem Rollenkern 26 mit einer Vielzahl an Wicklungen Verpackungsmaterial tragen.
Die Vorrichtung 10 umfasst eine Verpackungsmaschine 14 mit zwei Arbeitsdornen, von welchen ein Arbeitsdorn unter Verweis mit Ziffer 11 zu erkennen ist. Der weitere Arbeitsdorn wird durch eine in der Verpackungsmaschine 14 angeordnete Rolle 12 verdeckt. Auf jeden der zwei Arbeitsdorne 11 wurde eine Rolle 12 mittels der als Mehrachsroboter 18 ausgebildeten Handhabungseinrichtung 16 aufgesetzt. Die Handhabungseinrichtung 16 kann somit auf jeden der Arbeitsdorne 11 eine Rolle 12 mit flächigem Verpackungsmaterial aufsetzen. Ist ein Vorrat an Verpackungsmaterial einer in der Verpackungsmaschine 14 befindlichen Rolle 12 erschöpft oder zumindest näherungsweise erschöpft, so kann die Handhabungseinrichtung 16 die verbrauchte Rolle bzw. einen Kern 26 der verbrachten Rolle aus der Verpackungsmaschine 14 entnehmen.
Die in 1 gezeigte Vorrichtung 10 bekommt die Rollen 12 jeweils auf Paletten 52 angeliefert, wobei auf jeder Palette 52 vier hochkant angeordnete Rollen 12 stehen, die jeweils einzeln von der Handhabungseinrichtung 16 aufgenommen und in die Verpackungsmaschine 14 eingesetzt werden. Zur Aufnahme einer Rolle 12 von einer der in Reichweite, d.h. innerhalb eines Bewegungsraumes der Handhabungseinrichtung 16 bzw. des Mehrachsroboters 18 stehenden Paletten 52 taucht die Handhabungseinrichtung 16 bzw. der Mehrachsroboter 18 über den endseitig an seinem beweglichen Auslegerarm 30 angeordneten Haltedorn 32 stirnseitig in einen Kern 26 einer Rolle 12 ein. Der Auslegerarm 30 und ein Arbeitsarm 34 der Handhabungseinrichtung 16 können relativ zueinander verschwenkt werden. Vorhergehend wird eine Position des Rollenkerns 26 über eine im Bereich des Haltedornes 32 an der Handhabungseinrichtung 16 befestigte Sensorik 27 bzw. ein im Bereich des Haltedorns 32 an der Handhabungseinrichtung 16 befestigtes Kamerasystem 28 (vgl. 2) erfasst.
Um die jeweilige Rolle 12 gezielt auf den Arbeitsdorn 11 aufsetzen zu können, wird vor Bewegung der Rolle 12 über die Handhabungseinrichtung 16 in Richtung des Arbeitsdornes 11 eine Längserstreckung der Rolle 12 festgestellt bzw. ermittelt. Da sämtliche der in 1 dargestellten Rollen 12 hinsichtlich ihrer Geometrie bzw. Dimensionierung identisch oder näherungsweise identisch ausgebildet sind, kann es in der Praxis ausreichend sein, wenn die Längserstreckung lediglich einer Rolle 12 festgestellt bzw. ermittelt wird und für ein aufeinanderfolgendes Aufsetzen sämtlicher der Rollen 12 auf den Arbeitsdorn 11 diese ermittelte Längserstreckung jeweils Berücksichtigung findet.
Zum Entgegennehmen einer Rolle 12 wird der Arbeitsarm 34 der Handhabungseinrichtung 16 bzw. des Mehrachsroboters 18 zum Eintauchen in den Rollenkern 26 um eine Drehachse 36 (vgl. 2) rotierend bewegt. Nach Eintauchen des Haltedorns 32 in den Rollenkern 26 wird der Querschnittsdurchmesser bzw. die Querschnittsfläche des Haltedorns 32 vergrößert, so dass die Rolle 12 am Haltedorn 32 klemmend fixiert ist. Der Kern 26 ist hohlzylindrisch ausgebildet, die Form des Haltedorns 32 hierzu korrespondierend, so dass der Haltedorn 32 zur klemmenden Fixierung der Rolle 12 über seinen Außenumfang mit einer Innenmantelfläche des Kerns 26 in Verbindung steht. Um die Rolle 12 nach Entgegennahme über den Haltedorn 32 auf den Arbeitsdorn 11 aufsetzen zu können, wird der Auslegerarm 30 geschwenkt und die Rolle 12 zusammen mit dem Haltedorn 32 in Richtung des Arbeitsdorns 11 bewegt. Weiter wird der Haltedorn 32 gegenüber dem Arbeitsdorn 11 fluchtend ausgerichtet und unter Beibehaltung der fluchtenden Orientierung in Richtung des Arbeitsdornes 11 bewegt, bis der Arbeitsdorn 11 in die Rolle 12 bzw. den Kern 26 der Rolle 12 abschnittsweise eingetaucht ist. Da sich weiterhin der Haltedorn 12 in der Rolle 12 bzw. dem Kern 26 der Rolle 12 befindet, kann die Rolle 12 bzw. der Kern 26 zunächst nicht vollständig auf den Arbeitsdorn 11 aufgeschoben werden. Die ermittelte Längserstreckung der Rolle 12 wird beim Aufsetzen der Rolle 12 auf den Arbeitsdorn 11 daher berücksichtigt, so dass der Haltedorn 12 nicht mit dem Arbeitsdorn 11 in Kontakt tritt. Die Rolle 12 wird daher mit einer an die festgestellte bzw. ermittelte Längserstreckung angepassten Bewegung auf den Arbeitsdorn 11 der Verpackungsmaschine 14 aufgesetzt, so dass der noch in der Rolle 12 bzw. im Rollenkern 26 eingetauchte Haltedorn 12 der Handhabungseinrichtung 16 nicht mit dem Arbeitsdorn 11 kollidiert bzw. nicht mit dem Arbeitsdorn 11 in Oberflächenkontakt gelangt.
Nachdem die Rolle 12 auf den Arbeitsdorn 11 wie beschrieben aufgesetzt wurde, kann der Haltedorn 12 aus dem Rollenkern 26 abgezogen werden. Hierauf folgend wird die Rolle 12 weiter entlang der Längserstreckung des Arbeitsdornes 11 geschoben, bis der Arbeitsdorn 11 vollständig durch den Rollenkern 26 hindurchtritt.
Über die regelmäßig in den Bewegungsraum der Handhabungseinrichtung 16 gelieferten Paletten 52 mit jeweils vier neuen Rollen 12 werden der Handhabungseinrichtung 16 bzw. dem Mehrachsroboter 18 neue Rollen 12 in ununterbrochener Folge zur Verfügung gestellt, so dass bei Entnahme aller 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 dem Bewegungsraum der Handhabungseinrichtung 16 zu platzieren ist. Diese Anlieferung kann mittels geeigneter Flurförderfahrzeuge erfolgen, bspw. mittels sog. FTS (fahrerloseTransportsysteme), 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 der Handhabungseinrichtung 16 befördern können. Die Paletten 52 mit drauf platzierten Rollen 12 können in einem Lager gespeichert werden und von dort mittels des sog. FTS abgeholt werden.
Diese Transportsysteme bzw. FTS können je nach Bedarf in gewünschter Weise getaktet betrieben werden. Ihr Betrieb wird vorzugsweise vorgegeben durch die Steuerungseinheit 38.
Weiter ist eine Ablage 60 für die Rollen 12 vorgesehen, die dazu dient, bei der auf den Paletten 52 normalerweise nicht definierten Drehrichtung der Rollen 12 die unverzichtbare drehrichtungskonforme Positionierung jeder Rolle 12 beim Einsetzen in die Verpackungsmaschine 14 bzw. beim Aufsetzen auf den Arbeitsdorn 11 gewährleisten zu können. In der Praxis erfasst der Haltedorn 32 der Handhabungseinrichtung 16 jede einzelne Rolle 12, die auf der Palette 52 steht, ohne dass dabei bereits die Drehrichtung überprüft wird. Durch geeignete optische Kontrolle oder durch Erfassung auf sonstige Weise (z.B. induktiv, mittels Transponder o.ä.) wird während der Bewegung des Auslegerarmes 30 mit der am Haltedorn 32 beförderten Rolle 12 in Richtung der Verpackungsmaschine 14 überprüft, ob die Rolle 12 dort direkt und ohne Umsetzen positioniert werden kann oder ob die Rolle 12 womöglich eine falsche Drehrichtung aufweist. Eine Überprüfung kann weiterhin mittels der Sensorik 27 bzw. mittels des Kamerasystems 28 (vgl. 2) erfolgen. Sollte eine jeweilige Rolle 12 eine falsche Drehrichtung besitzen, kann die Rolle 12 durch eine entsprechende Bewegungssteuerung der Handhabungseinrichtung 16 auf der Ablage 60 abgelegt werden, wonach der Haltedorn 32 aus dem Kern 26 der abgelegten Rolle 12 herausgezogen wird, um die Rolle 12 an ihrer anderen Stirnseite wieder zu erfassen, um sie anschließend in der jeweils benötigten Drehrichtung auf den Arbeitsdorn 11 der Verpackungsmaschine 14 aufsetzen zu können.
Der in 1 innerhalb des Bewegungsraumes der Handhabungseinrichtung 16 stehende Benutzer 50 hält sich dort normalerweise nur zu Wartungszwecken auf, nicht jedoch im laufenden Betrieb der Handhabungseinrichtung 16.
Weiter ist in 1 ein oben offener Container 56 erkennbar, der sich im Arbeitsbereich der Handhabungseinrichtung 16 befindet. Ist der Vorrat an Verpackungsmaterial bzw. Schrumpffolie einer in der Verpackungsmaschine 14 platzierten Rollen 12 erschöpft, wird mittels des Mehrachsroboters 18 der aus Cellulose, Kunststoff, Holz oder Pappe bestehende Kern 26 einer leeren Rolle 20 aus der Verpackungsmaschine 14 entnommen und in dem Container 56 abgelegt. Erst nach Entnahme des Kern 26 kann eine neue Rolle 12 auf den jeweiligen Arbeitsdorn 11 der Verpackungsmaschine 14 aufgesetzt werden, so dass die Handhabungseinrichtung 16 bzw. der Mehrachsroboter 18 zunächst den Kern 26 vom jeweiligen Arbeitsdorn 11 entnimmt und zeitlich hierauf folgend eine neue Rolle 12 auf den jeweiligen Arbeitsdorn 11 aufsetzt.
Wie bereits erwähnt, stehen die Handhabungseinrichtung 16 bzw. der Mehrachsroboter 18 und die Verpackungsmaschine 14 in Verbindung mit der Steuerungseinheit 38, die zudem wahlweise die 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 durch die Handhabungseinrichtung 16 vom jeweiligen Arbeitsdorn 11 initiieren, sowie ggf. die Ablage 60 zur Gewährleistung der richtigen Drehrichtung einer einzusetzenden neuen Rolle 12 zu nutzen.
Die Steuerungseinheit 38 kann zudem eine Anzeigeeinrichtung 58 bzw. ein Display aufweisen, über die/das Informationen zu den betriebsrelevanten Rollenparametern, 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.
Mit Verweis auf 1 sei an dieser Stelle noch ergänzt, dass die gezeigte Handhabungseinrichtung 16 bzw. der diese bildende Mehrachsroboter 18 wahlweise auch in doppelter oder dreifacher Ausführung vorhanden sein kann, sofern die Bewegungsräume der zwei oder mehr Mehrachsroboter 18 in einer Weise aufeinander abgestimmt sind, dass es zu keinen Kollisionen kommen kann. Da aufgrund der Materialbahnlängen auf den Rollen 12 normalerweise jedoch ein längerer unterbrechungsfreier Betrieb gewährleistet ist, müssen die Rollen 12 nicht so häufig ausgewechselt werden, dass hierfür der Einsatz von zwei oder mehr Mehrachsrobotern 18 notwendig wäre. Eine sinnvolle Ausführungsvariante kann jedoch vorsehen, dass eine Handhabungseinrichtung 16 bzw. ein einzelner Mehrachsroboter 18 jeweils zwei Verpackungsstraßen bzw. zwei Verpackungsmaschinen 14 versorgen kann, wobei sich der Bewegungsraum sinnvollerweise zwischen den beiden ungefähr parallel angeordneten Verpackungsmaschinen 14 befindet, so dass sich auch der Zuführbereich für neue Rollen 12 zwischen den beiden Verpackungsmaschinen 14 und in Nähe des Mehrachsroboters 18 bzw. seines Bewegungsraumes befindet. In diesem Fall kann die Handhabungseinrichtung 16 wechselseitig die beiden in regulärem Betrieb befindlichen Verpackungsmaschinen 14 jeweils mit Rollen 12 versorgen und die verbrauchten Rollen ggf. in einen gemeinsamen Container 56 zur anschließenden bzw. zyklischen Entsorgung überführen.
In der Praxis kann es sein, dass ein Kern 26 der auf den Paletten 52 angeordneten neuen Rollen 12 beschädigt ist bzw. dass ein Kern 26 ggf. ungewollt eingedrückt wurde, so dass ein Querschnittsdurchmesser dieses Kerns 26 gegenüber dem Querschnittsdurchmesser des Haltedorns 32 vermindert ist. Hiermit können Probleme beim Eintauchen des Haltedorns 32 in diesen Kern 26 der neuen Rolle 12 einhergehen. Wie vorhergehend bereits erwähnt, ist am Arbeitsarm 34 der Handhabungseinrichtung 16 bzw. des Mehrachsroboters 18 eine Sensorik 27 angeordnet, die als Kamerasystem 28 ausgebildet ist. Über die Sensorik 27 bzw. über das Kamerasystem 28 kann vor Eintauchen des Haltedorns 32 in den Kern 26 ein Ist-Querschnittsdurchmesser des jeweiligen Kerns 26 festgestellt werden. Ist der Kern 26 ungewollt eingedrückt bzw. weicht der Ist-Querschnittsdurchmesser von einem vorgegebenen Soll-Querschnittsdurchmesser ab, ist die Handhabungseinrichtung 16 bzw. der Mehrachsroboter 18 in der Lage, den Querschnittsdurchmesser des Kerns 26 zu korrigieren bzw. an den vorgegebenen Soll-Querschnittsdurchmesser anzupassen.
Die schematische Detailansicht der 2 lässt hierzu erkennen, dass der Haltedorn 32 als Fräser 33 ausgebildet ist. Sofern der Ist-Querschnittsdurchmesser des Kerns 26 von dem Soll-Querschnittsdurchmesser abweicht, kann der als Fräser 33 ausgebildete Haltedorn 32 mittels rotierender Bewegung Material vom Kern 26 abtragen. Ein solches Abtragen von Material wird über die Steuerungseinheit 38 veranlasst.
Die Sensorik 27 bzw. das Kamerasystem 28 ist zudem in der Lage, eine ungewollte Benetzung der auf den Paletten 52 angeordneten neuen Rollen 12 mit Flüssigkeit zu erkennen. Wird eine solche Benetzung festgestellt, so nimmt die Handhabungseinrichtung 16 bzw. der Mehrachsroboter 18 die jeweilige neue Rolle 12 von der Palette 52 über den Haltedorn 32 entgegen und gibt diese neue Rolle 12 zeitlich vor Einsetzen in die Verpackungsmaschine 14 an die Bearbeitungsstation 59 weiter. Die Bearbeitungsstation 59 ist als Trocknungsstation 60 ausgebildet. In der Bearbeitungsstation 59 bzw. der Trocknungsstation 60 werden mit Flüssigkeit benetzte neue Rollen 12 zur Trocknung mit Wärmeenergie beaufschlagt. Nachdem die jeweilige Rolle 12 in der Bearbeitungsstation 59 vollständig getrocknet wurde, kann die getrocknete Rolle 12 über die Handhabungseinrichtung 16 bzw. den Mehrachsroboter 18 in die Verpackungsmaschine 14 eingesetzt werden.
Das Blockdiagramm der 3 zeigt einzelne Schritte, wie sie bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein können. So wird im Rahmen eines ersten Schrittes ein Ist-Querschnittsdurchmesser eines Kerns 26 einer Vorratsrolle 12 festgestellt. Weiter wird der festgestellte Ist-Querschnittsdurchmesser auf Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Soll-Querschnittsdurchmesser überprüft.
Sofern der Ist-Querschnittsdurchmesser vom Soll-Querschnittsdurchmesser abweicht, wird ein Bearbeitungsprozess durchgeführt, bei welchem der Ist-Querschnittsdurchmesser an den Soll-Querschnittsdurchmesser angepasst wird. Hierzu kann beispielsweise, wie vorherig bereits beschrieben, ein Fräser 33 (vgl. 2) in den Kern 26 der Rolle 12 eintauchen und Material vom Kern 26 der Rolle 12 abtragen. Zeitlich nach Durchführen des Bearbeitungsprozesses wird die Rolle 12 in eine Verpackungsmaschine 14 (vgl. 1) eingesetzt.
Alternativ hierzu wird auf den Bearbeitungsprozess verzichtet, sofern der festgestellte Ist-Querschnittsdurchmesser mit dem Soll-Querschnittsdurchmesser übereinstimmt. Ein Bearbeitungsprozess für die Rolle 12 ist in diesem Fall nicht notwendig. Die Rolle 12 wird sodann ohne vorhergehenden Bearbeitungsprozess in die Verpackungsmaschine 14 (vgl. 1) eingesetzt.
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.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
11: Arbeitsdorn
12: Vorratsrolle
14: Verpackungsmaschine
16: Handhabungseinrichtung
18: Mehrachsroboter
26: Rollenkern
28: Kamerasystem
30: Auslegerarm
32: Haltedorn
33: Fräser
34: Arbeitsarm
36: Drehachse
38: Steuerungseinheit
50: Benutzer
52: Palette
56: Container
58: Anzeigeeinrichtung
59: Bearbeitungsstation
60: Trocknungsstation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19522110 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Umgang mit Vorratsrollen (12), welche auf einem Rollenkern (26) mit einer Vielzahl an Wicklungen Verpackungsmaterial tragen, das Verfahren umfassend folgende Schritte: – Feststellen und/oder Erkennen einer Ist-Beschaffenheit einer Vorratsrolle (12), – Überprüfen der festgestellten und/oder erkannten Ist-Beschaffenheit auf Übereinstimmung mit einer vorgegebenen Soll-Beschaffenheit, – wahlweise Durchführen eines Bearbeitungsprozesses zum Herstellen der Soll-Beschaffenheit für die Vorratsrolle (12), sofern die festgestellte und/oder erkannte Ist-Beschaffenheit von der vorgegebenen Soll-Beschaffenheit abweicht oder Verzicht auf den Bearbeitungsprozess, sofern die festgestellte und/oder erkannte Ist-Beschaffenheit mit der vorgegebenen Soll-Beschaffenheit übereinstimmt, wobei zeitlich nachdem der Bearbeitungsprozess durchgeführt oder auf den Bearbeitungsprozess verzichtet wurde die Rolle (12) in eine Verpackungsmaschine (14) eingesetzt oder in ein Lager überführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ist-Beschaffenheit der Vorratsrolle (12) sensorisch festgestellt und/oder erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Ist-Beschaffenheit über ein Kamerasystem (28) sensorisch festgestellt und/oder erkannt wird, welches von einer Handhabungseinrichtung (16) in den Bereich der Vorratsrolle (12) geführt wird, wobei diese Handhabungseinrichtung (16) zeitlich nachdem der Bearbeitungsprozess durchgeführt oder auf den Bearbeitungsprozess verzichtet wurde die Rolle (12) in die Verpackungsmaschine (14) einsetzt oder zur Überführung in das Lager manipuliert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem eine Ist-Temperatur der Vorratsrolle (12) festgestellt und/oder erkannt wird und – im Rahmen des Bearbeitungsprozesses die festgestellte und/oder erkannte Ist-Temperatur an eine vorgegebene Soll-Temperatur angepasst wird, sofern die festgestellte und/oder erkannte Ist-Temperatur von der vorgegebenen Soll-Temperatur abweicht oder – auf den Bearbeitungsprozess zur Anpassung der festgestellten und/oder erkannten Ist-Temperatur an eine vorgegebenen Soll-Temperatur verzichtet wird, sofern die festgestellte und/oder erkannte Ist-Temperatur mit der vorgegebenen Soll-Temperatur übereinstimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Vorratsrolle (12) im Rahmen des Feststellens und/oder Erkennens der Ist-Beschaffenheit auf eine Benetzung mit Flüssigkeit untersucht wird, wobei – im Rahmen des Bearbeitungsprozesses die Vorratsrolle (12) vorzugsweise durch Heißluftbeaufschlagung getrocknet wird, sofern die Untersuchung eine Benetzung mit Flüssigkeit ergibt oder – auf den Bearbeitungsprozess zum Trocknen der Vorratsrolle (12) verzichtet wird, sofern die Untersuchung keine Benetzung mit Flüssigkeit ergibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem ein Ist-Öffnungsquerschnitt des Kerns (26) der Vorratsrolle (12) erkannt und/oder festgestellt wird und – im Rahmen des Bearbeitungsprozesses der festgestellte und/oder erkannte Ist-Öffnungsquerschnitt über Materialabtrag des Rollenkerns (26) an einen vorgegebenen Soll-Öffnungsquerschnitt angepasst wird, sofern der erkannte und/oder festgestellte Ist-Öffnungsquerschnitt von dem vorgegebenen Soll-Öffnungsquerschnitt abweicht oder – auf den Bearbeitungsprozess zur Anpassung des festgestellten und/oder erkannten Ist-Öffnungsquerschnitts verzichtet wird, sofern der festgestellte und/oder erkannte Ist-Öffnungsquerschnitt mit dem vorgegebenen Soll-Öffnungsquerschnitt übereinstimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem eine Ist-Position eines außen liegenden Endbereichs des mit einer Vielzahl an Wicklungen vom Rollenkern (26) getragenen Verpackungsmaterials erkannt und/oder festgestellt wird und – im Rahmen des Bearbeitungsprozesses die festgestellte und/oder erkannte Ist-Position an eine vorgegebene Soll-Position angepasst wird, sofern die festgestellte und/oder erkannte Ist-Position von einer vorgegebenen Soll-Position abweicht oder – auf die Anpassung der Ist-Position verzichtet wird, sofern die festgestellte und/oder erkannte Ist-Position mit der vorgegebenen Soll-Position übereinstimmt.
Vorrichtung (10) zum Umgang mit Vorratsrollen (12), welche auf einem Rollenkern (26) mit einer Vielzahl an Wicklungen Verpackungsmaterial tragen, umfassend – mindestens eine Sensorik (27), welche zum Feststellen und/oder Erkennen einer Ist-Beschaffenheit einer Vorratsrolle (12) ausgebildet ist, – eine Bearbeitungsstation (59) und/oder ein Bearbeitungsmittel für die Vorratsrolle (12) sowie – eine Steuerungseinheit (38), die mit der mindestens einen Sensorik (27) und der Bearbeitungsstation (59) und/oder dem Bearbeitungsmittel in Verbindung steht wobei über die Steuerungseinheit (38) die eine Bearbeitungsstation (59) und/oder das eine Bearbeitungsmittel zum Herstellen einer Soll-Beschaffenheit der Vorratsrolle (12) ansteuerbar ist, sofern die mittels der mindestens einen Sensorik (27) festgestellte und/oder erkannte Ist-Beschaffenheit der Vorratsrolle (12) von der Soll-Beschaffenheit abweicht.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die mindestens eine Sensorik (27) zum Feststellen und/oder Erkennen eines Ist-Querschnittsdurchmessers des Kerns (26) der Vorratsrolle (12) ausgebildet ist und bei welcher die Vorrichtung mindestens ein Mittel zum Herstellen eines Soll-Querschnittsdurchmessers des Kerns (26) der Vorratsrolle (12) durch Materialabtrag besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, umfassend eine mit der Steuerungseinheit (38) in Verbindung stehende Handhabungseinrichtung (16) sowie eine Verpackungsmaschine (14), wobei die Handhabungseinrichtung (16) zeitlich nach Herstellen der Soll-Beschaffenheit zum Einsetzen der Vorratsrolle (12) in die Verpackungsmaschine (14) ansteuerbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der die mindestens eine Sensorik (27) wenigstens ein an einen Arbeitsarm (34) der Handhabungseinrichtung (16) befestigtes Kamerasystem (28) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei der die mindestens eine Sensorik (27) wenigstens einen Temperatursensor umfasst und bei welcher die Bearbeitungsstation (59) und/oder das Bearbeitungsmittel zum Herstellen einer Soll-Temperatur für die Vorratsrolle (12) ausgebildet ist/sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei der die mindestens eine Sensorik (27) eine Benetzung der Vorratsrolle (12) mit Flüssigkeit erkennen kann und bei welcher die Bearbeitungsstation (59) und/oder das Bearbeitungsmittel bei erkannter Benetzung mit Flüssigkeit über die Steuerungseinheit (38) zum Trocknen der Vorratsrolle (12) ansteuerbar ist.