DE102017111066A1 - Verfahren zur Überwachung eines Prozesses - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung eines Prozesses oder Prozessschrittes an einer Maschine (1) mit einem Transportelement (2) mit mehreren Behandlungsstationen (3), wobei die Behandlungsstationen (3) jeweils mindestens ein Funktionselement umfassen, mittels dem auf das Werkstück direkt oder mittelbar eingewirkt wird, wobei mittels der Behandlungsstationen (3) und/oder deren mindestens einem Funktionselement jeweils ein zu behandelndes Werkstück während der Behandlung auf einer Transportstrecke (TS) zwischen einem Einlauf (E) und einem Auslauf (A) gefördert wird oder das Werkstück an einer Behandlungsstation (3) mindestens auf einem Teilstück dieser Transportstrecke (TS) verändert und/oder hergestellt oder auf dieses Werkstück eingewirkt wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest teilweise die Behandlungsstationen (3) jeweils zumindest einen Sensor (4) zur Aufnahme einer Schwingungsfrequenz und/oder eines akustischen Signals aufweisen, mittels dem ein durch den Behandlungs- oder Herstellungsprozess an der jeweiligen Behandlungsstation (3) und während des Transports des Werkstücks an dieser Behandlungsstation (3) erzeugtes Muster erfasst wird, dass das vom Sensor (4) bereitgestellte Messsignal oder ein davon abgeleitetes Signal ausgewertet und mit einem Referenzsignal verglichen wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung eines Prozesses an einer Maschine sowie auf eine Maschine mit einer derartigen Prozessüberwachung.
  • Vorrichtungen, beispielsweise zur Behälterbehandlung, sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Insbesondere sind rotative Maschinen bekannt, die ein rotierendes Transportelement (im folgenden auch Rotor genannt) aufweisen, an dem eine Vielzahl von Behandlungsstationen vorgesehen sind, mit jeweils mindestens einem zugehörigen Funktionselement, um auf das Werkstück oder den Behälter direkt oder mittelbar einzuwirken. An diesen Behandlungsstationen kann die Behandlung eines Werkstücks oder aber auch die Herstellung des Werkstücks an sich erfolgen, und zwar während der Rotation des Transportelements, so dass das Werkstück gleichzeitig entlang einer Transportstrecke transportiert wird.
  • Die Behandlungsstationen sowie dort vorgesehenen Funktionselemente weisen vorzugsweise jeweils einen identischen bzw. im Wesentlichen identischen Aufbau auf und die an den Behandlungsstationen vollzogenen Prozesse sind identisch oder im Wesentlichen identisch. Durch die zeitlich versetzte Zuführung bzw. Abführung der Werkstücke werden die Prozesse oder Prozessschritte an den jeweiligen Behandlungsstationen zeitversetzt zueinander vollzogen oder befinden sich in unterschiedlichen Stadien desselben Prozess oder Prozessschrittes, so dass beispielsweise eine gegenüber einer ersten Behandlungsstation nachlaufende zweite Behandlungsstation den gleichen Prozess wie die erste Behandlungsstation ausführt, jedoch zeitlich verzögert zu dieser. In der Regel erfolgt der gleiche Prozess oder Prozessschritt jeder Behandlungsstation am selben Ort der Vorrichtung, wie bspw. in einem definierten Winkelbereich einer rotierenden Vorrichtung.
  • Problematisch hierbei ist, dass insbesondere bei einem hohen Durchsatz von zu behandelnden bzw. herzustellenden Werkstücken die Prozessüberwachung an den jeweiligen Behandlungsstationen schwierig ist. Häufig erfolgt eine Prozessüberwachung erst im Nachhinein, beispielsweise an einer in Transportrichtung auf die Maschine folgenden Inspektionseinheit.
  • Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Überwachung eines Prozesses anzugeben, mittels dem eine einfache und effektive Prozessüberwachung bereits während des Prozesslaufs ermöglicht wird.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Eine entsprechende Maschine ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 17.
  • Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Überwachung eines Prozesses oder Prozessschrittes an einer Maschine mit einem Transportelement mit mehreren Behandlungsstationen. Das Transportelement kann beispielsweise ein umlaufend angetriebener Rotor sein, an dem umfangsseitig die Behandlungsstationen vorgesehen sind. Alternativ kann das Transportelement durch eine in sich geschlossene, schienenartige Transportbahn gebildet werden, auf der unabhängig voneinander bewegbare Transportelemente vorgesehen sind. Die Behandlungsstationen umfassen jeweils mindestens ein Funktionselement, mittels dem auf das Werkstück direkt oder mittelbar eingewirkt wird, wobei mittels der Behandlungsstationen und/oder deren mindestens einem Funktionselement jeweils ein zu behandelndes Werkstück während der Behandlung auf einer Transportstrecke zwischen einem Einlauf und einem Auslauf gefördert wird oder das Werkstück an einer Behandlungsstation mindestens auf einem Teilstück dieser Transportstrecke verändert und/oder hergestellt oder auf dieses Werkstück eingewirkt wird. Die Behandlungsstationen weisen dabei jeweils zumindest einen Sensor zur Aufnahme einer Schwingungsfrequenz und/oder eines akustischen Signals auf, mittels dem ein durch den Behandlungs- oder Herstellungsprozess an der jeweiligen Behandlungsstation und während des Transports des Werkstücks an dieser Behandlungsstation erzeugtes Muster erfasst wird. Dabei soll nachfolgend unter Muster eine Schwingung und/oder ein akustisches Signal bzw. dessen physikalisch messbare Amplitude beziehungsweise Stärke und/oder Frequenz/-verlauf über einen vorzugsweise begrenzten Zeitraum verstanden werden.
    Das vom Sensor bereitgestellte Messsignal, Messsignalverlauf oder ein davon abgeleitetes Signal wird anschließend ausgewertet und mit einem Referenzsignal oder Referenzsignalbereich verglichen. Nachfolgend soll unter Referenzsignal immer auch ein Referenzsignalbereich verstanden werden. Die Prozessüberwachung bezieht sich dabei vorzugsweise nicht auf den Übergabeprozess einer lösbar an der Behandlungsstation festlegbaren Halte- und Zentriereinheit, mittels der ein Behälter gehalten wird und die von einem Rotor zu einem nachfolgenden weiteren Rotor weitergegeben wird. Vielmehr bezieht sich die Prozessüberwachung beispielsweise auf mechanische Schalt- und Stellvorgänge sowie Prozessschritte, die nach dem Einbringen des Werkstücks in die Behandlungsstation, d.h. nach dem Einlauf begonnen und vor dem Entnehmen des Werkstücks aus der Behandlungsstation des Transportelementes beendet werden. Die erzeugten Muster werden dabei zumindest teilweise von einem oder mehreren Funktionselementen verursacht, die integraler Bestandteil der Behandlungsstation und während des zu überwachenden Prozesses nicht aus der Behandlungsstation herausgelöst bzw. in diese eingebracht werden. Dabei ist ausdrücklich von der Erfindung umfasst, dass sich die Prozessüberwachung über mehrere Transportelemente (z.B. Rotoren) der Maschine hinweg erstrecken kann, jedoch die Prozessüberwachung jeweils für Prozessschritte erfolgt, die zwischen dem Einlauf und dem Auslauf des jeweiligen Transportelements vonstattengehen.
  • Der wesentliche Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass Fehler bzw. Abnormalitäten im Prozesslauf frühzeitig erkannt werden und dadurch hohen Reparaturkosten und Maschinenstillständen entgegengewirkt werden kann. Vielmehr kann eine proaktive, vorausschauende Maschinenwartung bzw. -instandsetzung bereits dann eingeleitet werden, wenn der Prozess noch in tolerablen Prozessgrenzen verläuft. Auch ist es möglich, dass basierend auf den von den Sensoren erfassten Messsignalen eine Anpassung von Prozessparametern erfolgt, d.h. der Prozess abhängig von den Messsignalen gesteuert bzw. modifiziert wird, so dass beispielsweise der Ausschuss behandelter Behälter reduziert werden kann.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Muster in einem Zeitbereich erfasst, in dem das Werkstück zumindest ein Viertel, vorzugsweise mindestens die Hälfte der Transportstrecke zwischen dem Einlauf und dem Auslauf bewegt wird. Damit kann eine optimierte Prozessüberwachung des an der Maschine durchgeführten Behandlungsprozesses durchgeführt werden, da eine Vielzahl von Prozessschritten, die während des Laufs des Werkstücks vom Einlauf zum Auslauf vollzogen werden, durch die Sensoren erfassbar sind.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel entsteht das Muster an ein oder mehreren an der Behandlungsstation vorgesehenen und während des gesamten Prozesses aus der Behandlungsstation nicht herausgelösten Funktionselementen. In anderen Worten sind die Funktionselemente, die ursächlich für die Entstehung der akustischen oder mechanischen Schwingungen sind, integraler Bestandteil der Behandlungsstation, d.h. diese werden während des gesamten Prozesses nicht aus dieser entnommen. Damit können durch die Sensoren akustische oder mechanische Schwingungen von Funktionselementen der jeweiligen Behandlungsstationen aufgenommen und für die Prozessüberwachung herangezogen werden. Solche Funktionselemente können beispielsweise Bestandteile der Behandlungsstationen sein, die auf die Werkstücke direkt oder mittelbar einwirken oder ein Einwirken veranlassen, wie bspw. ein Fräskopf, ein Bohrer, eine Ventilklappe, ein Ventilkörper, eine Antriebseinheit eine Haltetulpe oder Verschlusstulpe für einen Behälter, ein Verschließerwerkzeug bspw. für einen Kronkorken oder einen Schraubverschluss, Siegelbacken uvm.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel entsteht das Muster mindestens durch eine Lageveränderung eines Funktionselementes oder eines Teils desselben. Beispielsweise kann dies ein Anheben oder Absenken eines Funktionselementes, beispielsweise eines Ventilkörpers oder eines Verschließerwerkzeugs sein. Dadurch kann über die Prozessüberwachung die Lageveränderung eines Funktionselementes erfasst werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Muster eine Schwingungsfrequenz und/oder ein akustisches Signal, die/das durch das Erreichen einer mindestens zeitweisen Endstellung des Funktionselementes oder eines Teils desselben entsteht. Beispielsweise kann beim Anheben oder Absenken des Funktionselementes dieses an einen Anschlag bewegt und über die Prozessüberwachung der Vorgang, dass das Funktionselement an diesen Anschlag zur Anlage gebracht wird, erfasst werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Muster eine Schwingungsfrequenz und/oder ein akustisches Signal, das bei der räumlichen Lageveränderung des Funktionselementes oder eines Teils desselben entsteht. Die Lageveränderung kann insbesondere durch eine translatorische oder eine rotative Bewegung eines Funktionselementes oder eines Teils desselben hervorgerufen werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst der an dem Transportelement, insbesondere einem einzigen Transportelement durchgeführte Prozess (Füllen, Verschließen, Etikettieren etc.) mehrere Teilprozesse, wobei die bei diesen Teilprozessen erzeugten Muster durch einen einzigen Sensor oder durch eine an der jeweiligen Behandlungsstation vorgesehene Gruppe von mehreren Sensoren erfasst werden. Dabei können die Sensoren derart an der Behandlungsstation positioniert sein bzw. derart an unterschiedliche Positionen in der Behandlungsstation verteilt sein, dass an unterschiedlichen Funktionselementen der Behandlungsstation entstehende Schwingungen in verbesserter Weise erfassbar sind.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden an unterschiedlichen Behandlungsstationen jeweils gleiche Prozessschritte oder gleiche Teilprozesse in bestimmten Bereichen der Transportstrecke zwischen dem Einlauf und dem Auslauf vollzogen bzw. werden an unterschiedlichen Behandlungsstationen zwischen dem Einlauf und dem Auslauf zeitversetzt zueinander gleiche Prozessschritte oder gleiche Teilprozesse vollzogen. In anderen Worten werden die unterschiedlichen Teilprozesse zumindest teilweise an unterschiedlichen Drehpositionen eines rotativ um eine Drehachse angetriebenen Transportelements vollzogen. Die Drehpositionen des Transportelements liegen insbesondere an Drehstellungen im Bereich zwischen dem Einlauf und dem Auslauf an diesem Transportelement. Dabei werden idealerweise dieselben Teilprozesse der Behandlungsstationen an dem selben Ort und/oder Lage der Maschine vollzogen, d.h. bei der Anordnung der Behandlungsstation auf einem Rotor werden die jeweiligen selben Teilprozesse immer in demselben Winkelbereich des Rotors und bei konstanter Transportgeschwindigkeit auch im selben zeitlichen Fenster nach Übernahme eines Werkstücks an der jeweiligen Behandlungsstation vorgenommen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die Messsignale an zwei oder mehr Behandlungsstationen zeitgleich aufgenommen. In anderen Worten erfolgt an den Behandlungsstationen eine zeitlich überlappende Prozessüberwachung, wobei Behandlungsstationen bzw. deren Funktionselemente im Wesentlichen baugleich sind.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Referenzsignal vorab basierend auf mehreren an unterschiedlichen Behandlungsstationen aufgenommenen Messsignalen ermittelt, vorrangig zeitversetzt, welche ebenfalls idealerweise im Wesentlichen baugleich sind. Beispielsweise wird aus Messsignalen unterschiedlicher Behandlungsstationen ein Referenzsignal berechnet, beispielsweise durch eine zeitliche und/oder wertmäßige Mittelung. Diese Mittelung kann unter Verwendung von Wichtungsfaktoren erfolgen, so dass die Messsignale relativ zueinander gewichtet werden können. So kann bei der Ermittlung des Referenzsignals vorteilhafterweise ausgenutzt werden, dass die an der Vielzahl von Behandlungsstationen vollzogenen, gleichartigen Prozesse zumeist zu identischen oder sehr ähnlichen Messsignalen an den Sensoren führen. Diese Tatsache kann für die Festlegung des Referenzsignals bzw. die Bewertung von Auffälligkeiten aufweisenden Messsignalen herangezogen werden kann.
  • Vorzugsweise werden bei der vorgenannten Referenz- oder Mittelwertbildung die Behandlungsstationen nicht (mehr) beachtet, deren Messwerte bereits einen Drift, Annäherungen oder Überschreitungen vom mindestens einem Referenz- oder Sollwert oder - wertebereich aufweisen. Diese Art der Auswertung hat den Vorteil, dass bei variablen Produktionsbedingungen, wie bspw. Temperaturänderungen usw., die Änderungen der charakteristischen Merkmale laufend mit berücksichtigt werden und somit eine von Produktionsbedingungen unabhängigere Prozessüberwachung ermöglicht wird.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Referenzsignal intermittierend oder kontinuierlich angepasst. Insbesondere erfolgt die Anpassung des Referenzsignals dadurch, dass Messsignale mehrerer Behandlungsstationen jeweils zu unterschiedlichen Zeitpunkten ermittelt und zur Berechnung des Referenzsignals herangezogen werden. Dadurch kann eine „normale“ zeitliche Veränderung der Messsignale bei unterschiedlichen Rahmenbedingungen, beispielsweise verursacht durch Last- oder Temperaturveränderungen, unterschiedliche Werkstücke oder Werkstückfüllungen, in die Berechnung des Referenzsignals einfließen und damit zu einer Anpassung des Referenzsignals an diese Veränderung der Rahmenbedingungen führen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Satz von Referenzsignalen gespeichert, wobei der Satz von Referenzsignalen mehrere von einem Prozessparameter abhängige Referenzsignale umfasst. Somit kann das Referenzsignal dadurch angepasst werden, dass ein Prozessparameter, beispielsweise durch einen diesen Prozessparameter aufnehmenden Sensor (Temperatursensor, Drucksensor etc.), erfasst wird und aus dem Satz von Referenzsignalen ein oder mehrere Referenzsignale ausgewählt werden, die mit dem ermittelten Prozessparameter korrelieren.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Referenzsignal in-situ, insbesondere durch eine Mittelwertbildung der Messsignale oder davon abgeleiteter Signale generiert, wobei die Messsignale oder die davon abgeleiteten Signale an mindestens zwei unterschiedlichen Behandlungsstationen durch die diesen Behandlungsstationen zugeordneten Sensoren erfasst werden, insbesondere werden die Messsignale oder die davon abgeleiteten Signale zeitversetzt an mindestens zwei unterschiedlichen Behandlungsstationen durch die diesen Behandlungsstationen zugeordneten Sensoren erfasst. Dadurch kann eine adaptive Anpassung des Referenzsignals unter Berücksichtigung von Messsignalen unterschiedlicher Behandlungsstationen erfolgen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal oder das auf Fehler hinweisende Auffälligkeiten ausgewertete Signal einem Winkelsegment, bevorzugt einer Behandlungsstation des Transportelements und/oder einem Werkstück zugeordnet. Dadurch kann im Nachgang das Werkstück kontrolliert werden, beispielsweise durch eine Inspektionseinheit, um festzustellen, ob dieses Werkstück auf Fehler hinweisende Auffälligkeiten aufweist und damit die Prozessfehlererkennung korrekt war oder nicht.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird basierend auf dem Messsignal oder basierend auf dem hinsichtlich auf Fehler hinweisenden Auffälligkeiten ausgewerteten Signal auf einen Teilprozess an einer Behandlungsstation rückgeschlossen. Beispielsweise kann die Messsignalform, das Frequenzspektrum oder der zeitliche Verlauf des Messsignals analysiert und basierend darauf rückgeschlossen werden, welcher Teilprozess fehlerhaft bzw. auffällig war. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Drehposition des Transportelements bzw, die örtliche Position einer Behandlungsstation ausgewertet werden, um zu erkennen, bei welcher Winkelstellung des Rotors bzw. Position der Behandlungsstation das auf Fehler oder Auffälligkeiten hinweisende Messsignal erhalten wurde.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Auswertung basierend auf von mehreren Sensoren einer Behandlungsstation bereitgestellten Messsignalen oder davon abgeleiteter Signale. Durch die verteilte Anordnung mehrerer Sensoren an einer Behandlungsstation (beispielsweise angeordnet an unterschiedlichen Funktionselementen) kann die Erkennung, welcher Teilprozess den Fehler bzw. die Auffälligkeit aufgewiesen hat, entscheidend verbessert werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden im Rahmen der Auswertung der Messsignale oder davon abgeleiteter Signale erhaltene Informationen mit Informationen aus einer die Werkstücke nachfolgend prüfenden Inspektionseinheit verglichen. Durch die Inspektionseinheit kann somit überprüft werden, ob ein Werkstück, das durch die Auswerteeinheit als „fehlerhaft“ oder „auffällig“ detektiert wurde, auch bei dem durch die Inspektionseinheit durchgeführten Inspektionsprozess erkennbare Fehler bzw. Auffälligkeiten zeigt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden durch den Vergleich von im Rahmen der Auswertung der Messsignale oder davon abgeleiteter Signale erhaltenen Informationen mit Informationen aus der Inspektionseinheit Vergleichsinformationen erhalten und basierend auf diesen Vergleichsinformationen erfolgt eine Anpassung des Referenzsignals. So kann beispielsweise für den Fall, dass die Vergleichsinformationen nahelegen, dass die Auswertung der Messsignale der an den Bearbeitungsstationen vorgesehenen Sensoren einen Fehler bzw. eine Auffälligkeit detektiert hat, die Inspektionseinheit jedoch keinen Fehler bzw. keine Auffälligkeit erkennen konnte, das Referenzsignal in Richtung einer höheren Toleranzschwelle angepasst werden. Gleiches gilt natürlich auch in umgekehrter Weise, d.h. die Auswertung der Messsignale der an den Bearbeitungsstationen vorgesehenen Sensoren hat keinen Fehler bzw. keine Auffälligkeit detektiert, die Inspektionseinheit jedoch konnte einen Fehler bzw. eine Auffälligkeit erkennen, so dass das Referenzsignal in Richtung einer niedrigeren Toleranzschwelle angepasst werden sollte.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden basierend auf der Auswertung eines oder mehrerer Messsignale oder eines davon abgeleiteten Signals Prozessparameter für das Transportelement und/oder eine Behandlungsstation angepasst und/oder Wartungs- und Instandhaltungsaufgaben abgeleitet. Beispielsweise kann für den Fall, dass ein Sensor an einer Bearbeitungsstation eines Verschließers ein Messsignal aufnimmt, das auf ein Rutschen der Verschließeinheit gegenüber dem Verschlusselement hindeutet, das Antriebsdrehmoment der Antriebseinheit abgesenkt werden. Es versteht sich, dass hier eine Vielzahl von Anpassungsmöglichkeiten abhängig von dem erfassten Messsignal bestehen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal mit einem Referenzsignal verglichen. Das Referenzsignal bildet beispielsweise eine Gut-Referenz, d.h. stellt ein Soll-Signal dar, das bei einem fehlerfreien bzw. ohne Auffälligkeiten arbeitenden Prozess bzw. Prozessschritt erhalten werden soll. Das Referenzsignal kann beispielsweise eine Amplitude und/oder ein Amplitudenverlauf oder auch eine Frequenz und/oder ein Frequenzbereich des Messsignal oder eines davon abgeleiteten Signals sein und nach der Inbetriebnahme oder regelmäßig zum Produktionsstart der Maschine aufgenommen und abgespeichert werden. Durch den Vergleich ist eine technisch einfache Erkennung von Fehlern bzw. Auffälligkeiten möglich.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Toleranzbereich definiert, der einen Sollbereich für das Messsignal bildet. Für den Fall, dass das Messsignal diesen Sollbereich verlässt, kann auf einen untypischen Prozess bzw. Prozessschritt rückgeschlossen werden. Der Toleranzbereich kann insbesondere einen Amplitudenbereich, Frequenzbereich, einen zeitlichen Amplitudenverlaufsbereich des Messsignal oder eines davon abgeleiteten Signals vorgeben.
  • Das Referenzsignal und der Toleranzbereich wird idealerweise aus einer Korrelation mit einem oder mehreren Parametern der Vorrichtung oder Komponenten der Vorrichtung gebildet. Derartige korrelierende Parameter sind beispielsweise der Soll-Inkrementalwert d.h. die Winkellage des Hautantriebes der Maschine, Zeitpunkt oder Zeitfenster in welchem ein Messsignal, wie bspw. eine Frequenz oder Schall der Art oder Stärke nach erwartet wird, eine Abhängigkeit des Messsignals von der Winkelgeschwindigkeit des Rotors etc..
  • Die Korrelation könnte im Zeitbereich stattfinden und der Amplituden- und Phasenunterschied zwischen den Übergabesignalen bestimmt werden, wobei als Korrelationsmethode beispielsweise die Kreuzkorrelation verwendet werden kann.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal im Zeitbereich mit einem Referenzsignal verglichen. Dadurch kann der zeitliche Verlauf des Messsignals mit dem Sollzustand (abgebildet durch das Referenzsignal) verglichen werden. Insbesondere können dadurch länger dauernde akustische Signale oder mehrere zeitlich aufeinanderfolgende akustische Signale (z.B. mehrfache Schläge, Rattern etc.) wirksam erkannt werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal in den Frequenzbereich transformiert und das Messsignal wird im Frequenzbereich mit einem Referenzsignal verglichen. Im Frequenzbereich können insbesondere periodisch wiederkehrende akustische Signale besser erkannt werden.
  • Zudem ist es auch möglich, für die Überwachung des Übergabeprozesses gleichzeitig das Messsignal bzw. ein davon abgeleitetes Signal im Zeit- und Frequenzbereich zu erfassen. Damit kann sowohl das Zeitverhalten als auch das Frequenzverhalten in die Beurteilung des Übergabeprozesses einfließen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal vor dem Vergleich mit dem Referenzsignal gefiltert. Das Filter kann insbesondere ein digitales Filter (z.B. FIR-Filter) sein.
  • Dadurch ist es möglich, dass störende Frequenzbereiche oder bestimmte Hintergrundgeräusche bzw. störende Grundschwingungen ausgefiltert werden und damit nicht in die Messsignalanalyse einfließen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden der Signalverlauf und/oder die Signalamplitude des Messsignals oder eines davon abgeleiteten Signals ausgewertet. Auch kann die spektrale Lage des Messsignals oder eines davon abgeleiteten Signals, d.h. dessen Frequenz ausgewertet werden. Dadurch können ebenfalls Rückschlüsse auf die Ursachen der Auffälligkeit bzw. Unregelmäßigkeit gezogen werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Maschine mit ein Transportelement mit mehreren Behandlungsstationen, wobei die Behandlungsstationen jeweils mindestens ein zugehöriges Funktionselement umfassen, um auf das Werkstück direkt oder mittelbar einzuwirken, wobei mittels der Behandlungsstationen und/oder deren mindestens einem Funktionselement jeweils ein zu behandelndes Werkstück während der Behandlung auf einer Transportstrecke zwischen einem Einlauf und einem Auslauf förderbar ist und/oder das Werkstück mindestens auf einem Teilstück dieser Transportstrecke verändert und/oder hergestellt oder auf dieses eingewirkt werden kann.. Die Behandlungsstationen weisen zumindest teilweise jeweils zumindest einen Sensor zur Aufnahme einer Schwingungsfrequenz und/oder eines akustischen Signals auf, mittels dem ein durch den Behandlungs- oder Herstellungsprozess an der jeweiligen Behandlungsstation und während des Transports des Werkstücks an dieser Behandlungsstation erzeugtes Muster erfasst wird. Ferner ist eine Auswerteeinheit vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, das vom Sensor bereitgestellte Messsignal oder ein davon abgeleitetes Signal auszuwerten und mit einem Referenzsignal zu vergleichen.
  • Dadurch können Fehler bzw. Abnormalitäten bei dem zu überwachenden Prozess frühzeitig erkannt und dadurch Beschädigungen der Maschine wirksam vermieden bzw. eine Wartung der Maschine frühzeitig eingeleitet werden Auch eine Anpassung von Prozessparametern ist denkbar.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor mitbewegt an dem Rotor vorgesehen und an der jeweiligen Behandlungsstation angeordnet. Dadurch kann ein Prozess, der an der jeweiligen Bearbeitungsstation vollzogen wird, vorteilhafterweise durch den Sensor erfasst werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor durch einen auf ein Funktionselement ausgerichteten berührungslosen Sensor zur Schall- und/oder Vibrationsmessung gebildet, insbesondere durch ein Richtmikrofon oder ein Laservibrometer. Ein derartiges Richtmikrofon weist eine Richtwirkung auf, d.h. ist dazu ausgebildet, akustische Signale bevorzugt aus einer bestimmten Raumrichtung bzw. einem bestimmten Raumrichtungsbereich zu empfangen, wohingegen der Empfang aus anderen Raumrichtungen gedämpft bzw. abgeschwächt erfolgt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist eine Behandlungsstation zwei oder mehr Sensoren auf, die unterschiedlichen Bereichen der Behandlungsstation zugeordnet sind. Dadurch kann eine räumlich verteilte Erfassung einer Schwingungsfrequenz und/oder eines akustischen Signals erreicht werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor (beispielsweise ein Akustiksensor) auf einer innerhalb der Behandlungsstation angeordneten Platine vorgesehen. Dadurch kann eine einfache und kostengünstige Implementierung des Sensors in der Behandlungsstation erreicht werden. Alternativ ist es denkbar, dass der Sensor an einem tragenden Bauteil der Behandlungsstation vorgesehen ist. Dadurch kann der Körperschall innerhalb der Behandlungsstation erfasst werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein Filter zur Ausfilterung von störenden Grundschwingungen und/oder störenden Hintergrundgeräuschen vorgesehen. Dadurch können Störeinflüsse bei der Messung der akustischen Signale wesentlich minimiert werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der Sensor durch einen Körperschallsensor oder ein Mikrofon gebildet. Mittels eines Mikrofons, insbesondere eines Richtmikrofons können beispielsweise sich in der Luft ausbreitende Schallwellen erfasst werden. Körperschallsensoren hingegen ermöglichen die Messung von Schallwellen, die sich in Festkörpern, beispielsweise Bauteilen der Behandlungsstation bzw. des Transportelements ausbreiten.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Maschine derart ausgebildet, dass das Referenzsignal vorab basierend auf mehreren an unterschiedlichen Behandlungsstationen ermittelten Messsignalen ermittelt wird. Beispielsweise wird aus Messsignalen unterschiedlicher Behandlungsstationen ein Referenzsignal berechnet, beispielsweise durch eine zeitliche Mittelung. Diese zeitliche Mittelung kann unter Verwendung von Wichtungsfaktoren erfolgen, so dass die Messsignale relativ zueinander gewichtet werden können. So kann bei der Ermittlung des Referenzsignals vorteilhafterweise ausgenutzt werden, dass die an der Vielzahl von Behandlungsstationen vollzogenen, gleichartigen Prozesse zumeist zu identischen oder sehr ähnlichen Messsignalen an den Sensoren führen. Diese Tatsache kann für die Festlegung des Referenzsignals bzw. die Bewertung von Auffälligkeiten aufweisenden Messsignalen herangezogen werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Maschine derart ausgebildet, dass das Referenzsignal intermittierend oder kontinuierlich angepasst wird. Dadurch kann eine zeitliche Variation der Messsignale, beispielsweise verursacht durch Temperatur- oder Druckveränderungen, in die Berechnung des Referenzsignals einfließen und damit zu einer Anpassung des Referenzsignals an diese Veränderung führen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine Speichereinheit zur Speicherung eines Satzes von Referenzsignalen vorgesehen, wobei der Satz von Referenzsignalen mehrere von einem Prozessparameter abhängige Referenzsignale umfasst. Dadurch kann beispielsweise abhängig von Prozessparametern (Drehzahl des Rotors, Füllgutdruck, Füllguttemperatur, Flaschenformat etc.) ein Referenzsignal aus diesem Satz von Referenzsignalen ausgelesen und für den Vergleich verwendet werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Maschine eine Inspektionseinheit und die Maschine ist derart ausgebildet, dass im Rahmen der Auswertung der Messsignale oder davon abgeleiteter Signale erhaltene Informationen mit Informationen einer die Werkstücke nachfolgend prüfenden Inspektionseinheit verglichen werden. Durch die Inspektionseinheit kann beispielsweise überprüft werden, ob ein Werkstück, das durch die Auswerteeinheit als „fehlerhaft“ oder „auffällig“ detektiert wurde, auch bei dem durch die Inspektionseinheit durchgeführten Inspektionsprozess erkennbare Fehler bzw. Auffälligkeiten zeigt. Damit kann die mittels der Sensoren an der Bearbeitungsstation bewirkte Prozessüberwachung durch Informationen aus der nachfolgenden Inspektionseinheit überprüft werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Maschine derart ausgebildet, dass durch den Vergleich von im Rahmen der Auswertung der Messsignale oder davon abgeleiteter Signale erhaltenen Informationen mit Informationen der Inspektionseinheit Vergleichsinformationen erhalten werden und dass basierend auf den Vergleichsinformationen eine Anpassung des Referenzsignals erfolgt. Dadurch kann eine Korrektur der Prozessüberwachung basierend auf Informationen der Inspektionseinheit erfolgen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Maschine eine Behälterbehandlungsmaschine, insbesondere eine Füllmaschine, Etikettiermaschine oder ein Verschließer von Behältern.
  • Unter „Werkstück“ im Sinne der Erfindung werden jegliche Einheiten verstanden, die an Behandlungsstationen einer Maschine behandelt (d.h. an den Einheiten werden ein oder mehrere Arbeitsprozesse vollzogen) oder hergestellt werden können (beispielsweise in einem Gieß- oder Press- oder einem sonstigen Herstellungsverfahren). Ein Werkstück kann insbesondere ein Behälter sein.
  • Unter „Behälterbehandlungsmaschine“ im Sinne der Erfindung werden jegliche Maschinen umlaufender Bauart verstanden, mittels denen eine Behälterbehandlung erfolgen kann, beispielsweise Druck-, Etikettier-, Füll-, Verschließmaschinen etc..
  • Unter „fehlerhaft“ im Sinne der Erfindung wird verstanden, wenn eine Maschinenkomponente oder ein Werkstück Auffälligkeiten bzw. Unregelmäßigkeiten zeigt, die außerhalb eines tolerierbaren Bereichs liegen.
  • Unter „Behälter“ im Sinne der Erfindung werden jedwede Behälter verstanden, insbesondere Flaschen, Dosen, Becher etc.
  • Unter Transportelement im Sinne der vorliegenden Erfindung wird ein rotativ um eine Drehachse angetriebenes Transportelement in Form eines Rotors verstanden oder aber eine in sich geschlossene, schienenartige Transportbahn, auf der Transportelemente bewegbar sind, insbesondere unabhängig voneinander bewegbar sind, an denen die Behandlungsstationen ausgebildet sind.
  • Der Ausdruck „im Wesentlichen“ bzw. „etwa“ bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
  • Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 beispielhaft und grob schematisch eine Maschine umlaufender Bauart mit einer Vielzahl von Behandlungsstationen in einer oberseitigen Darstellung;
    • 2 beispielhaft das von einem Sensor bereitgestellte Messsignal im Frequenzbereich mit einer spektralen Hauptkomponente innerhalb eines festgelegten Toleranzbereichs;
    • 3 beispielhaft das von einem Sensor bereitgestellte Messsignal im Frequenzbereich mit einer Amplitude der spektralen Hauptkomponente außerhalb eines festgelegten Toleranzbereichs;
    • 4 beispielhaft das von einem Sensor bereitgestellte Messsignal im Frequenzbereich mit einer Frequenz f der spektralen Hauptkomponente außerhalb eines festgelegten Toleranzbereichs;
    • 5 beispielhaft und schematisch eine funktionale Darstellung der Überwachung eines Prozesses fußend auf einem Messsignal und einem Referenzsignal im Frequenzbereich;
    • 6 beispielhaft und schematisch eine funktionale Darstellung der Überwachung eines Prozesses fußend auf einem Messsignal und einem Referenzsignal im Zeitbereich;
    • 7 beispielhaft und schematisch eine funktionale Darstellung der Überwachung eines Prozesses an einem umlaufend angetriebenen Transportelement;
    • 8 beispielhaft und grob schematisch die an einer Füllmaschine vollzogenen Teilprozesse in einer Draufsicht;
    • 9 beispielhaft und schematisch drei Behandlungsstationen einer Füllmaschine zur Darstellung unterschiedlicher Teilprozesse eines Füllvorgangs;
    • 10 beispielhaft und schematisch mehrere Behandlungsstationen einer Füllmaschine zur Darstellung unterschiedlicher Teilprozesse eines Füllvorgangs, die während der Drehbewegung des Rotors vollzogen werden; und
    • 11 beispielhaft und schematisch mehrere Behandlungsstationen eines Behälterverschließers zur Darstellung unterschiedlicher Teilprozesse eines Verschließvorgangs, die während der Drehbewegung des Rotors vollzogen werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung im Zusammenhang mit einer Behälterbehandlungsmaschine beschrieben. Es versteht sich, dass diese Ausführungsform lediglich ein Beispiel für einen Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. ein Beispiel für einen Maschinentyp ist. Jedoch kann die Erfindung allgemein auf beliebige Maschinen zur Behandlung bzw. Herstellung von Werkstücken bzw. auf Verfahren zur Überwachung eines Prozesses zur Behandlung oder Herstellung von Werkstücken übertragen werden.
  • In 1 ist allgemein mit dem Bezugszeichen 1 grob schematisch eine Maschine zur Behälterbehandlung bezeichnet. Die Behälterbehandlungsmaschine kann beispielsweise eine Maschine zum Füllen der Behälter mit einem fließfähigen Füllgut, ein Verschließer zum Aufbringen von Verschlüssen auf eine Behälteröffnung, ein Etikettierer zum Aufbringen eines Etiketts, eine Behälterbedruckungsmaschine zum Aufbringen eines Druckbildes auf die Behälterwandung etc. sein.
  • Die Maschine 1 umfasst einen Rotor 2, der um eine vertikale Maschinenachse rotativ umlaufend angetrieben ist. Der Antrieb kann kontinuierlich oder intermittierend (d.h. getaktet) erfolgen. An dem Rotor 2 sind außenumfangsseitig Behandlungsstationen 3 vorgesehen, an denen die Behandlung der Behälter erfolgt. Die Behandlungsstationen 3 sind vorzugsweise in gleichmäßigen Winkelabständen umfangsseitig an dem Rotor 2 verteilt vorgesehen.
  • Die Behälter werden der Maschine 1 beispielsweise aufrecht stehend durch einen Einlaufstern 1.1 an einem Einlauf E zugeführt und an einer Behandlungsstation 3 positioniert. Durch die Drehung des Rotors 2 wird der an der Behandlungsstation 3 angeordnete Behälter in Transportrichtung TR einer Transportstrecke TS weitertransportiert. Während dieses Weitertransports wird dabei der Behandlungsprozess vollzogen. Der Behandlungsprozess kann beispielsweise ein Füllprozess, ein Etikettierprozess, ein Verschießprozess des Behälters etc. sein. Dieser Behandlungsprozess kann beispielsweise mehrere Teilprozesse bzw. Behandlungsprozessschritte umfassen, beispielsweise beim Füllprozess Füllschritte mit unterschiedlichem Volumenstrom des Füllguts.
  • Mittels der Drehung des Rotors 2 wird der Behälter zum Auslauf A transportiert und dort beispielsweise durch einen Auslaufstern 1.2 abtransportiert.
  • An den Behandlungsstationen 1 sind Sensoren 4 vorgesehen, mittels denen akustische Signale bzw. in einem Körper sich ausbreitende Schwingungen, nachfolgend allgemein als Schwingungen bezeichnet, erfasst werden. Die Sensoren können beispielsweise Mikrofone, insbesondere Richtmikrofone oder aber auch Körperschallsensoren sein. Die Körperschallsensoren können insbesondere zur Messung von Schwingungen in der Behandlungsstation 3 bzw. deren Bauteile oder Funktionseinheiten vorgesehen sein.
  • Die Sensoren 4 können dabei mit dem Rotor 2 mitbewegt vorgesehen sein. Insbesondere kann jeweils ein Sensor 4 oder eine Gruppe von Sensoren 4 in eine Behandlungsstation 3 integriert sein, um während des Prozesses auftretende Schwingungen erfassen zu können. Der Sensor 4 kann dabei beispielsweise in der Nähe des Bauteils bzw. der Funktionseinheit der Behandlungsstation 3 vorgesehen sein, an der die zu erfassenden Schwingungen entstehen. Der Sensor 4 kann insbesondere dazu vorgesehen und ausgebildet sein, dass eine Überwachung eines Prozesses, der während der Drehung des Rotors 2 und dem damit verbundenen Weitertransport des Behälters vollzogen wird, ermöglicht wird. Dieser Prozess kann insbesondere nach der Übergabe des Behälters an die Behandlungsstation 3 erst begonnen werden, so dass die Übergabe des Behälters an die Behandlungsstation 3 von der Prozessüberwachung ausgenommen ist. Alternativ ist es möglich, dass die Prozessüberwachung sich auf das Aufnehmen des Behälters durch eine Greif- oder Klemmeinrichtung der Behandlungsstation 3 und den Zeitraum nach der Behälterübergabe, d.h. den sich an die Behälteraufnahme anschließenden Prozess zur Behälterbehandlung bezieht.
  • Der Sensor 4 kann insbesondere zur Aufnahme von Messsignalen im Zeitbereich ausgebildet sein. Insbesondere kann der Sensor 4 ein zeitveränderliches elektrisches Ausgangssignal bereitstellen, das von den vom Sensor 4 erfassten Schwingungen abhängig ist. Die von den Sensoren 4 bereitgestellten Ausgangssignale können entweder direkt oder nach einer weiteren Signalverarbeitung in einer Auswerteeinheit 6 analysiert werden, um festzustellen, ob der zu überwachende Prozess innerhalb vorgegebener Toleranzwerte abläuft oder ob die erfassten Signale Auffälligkeiten zeigen, die auf einen Fehler oder Verschleiß hinweisen und damit eine proaktive Wartung bzw. Instandsetzung nötig ist oder Prozessparameter geändert werden müssen, beispielsweise Verfahrwege einer Funktionseinheit.
  • Die Auswerteeinheit 6 kann als zentrale Auswerteeinheit vorgesehen sein, d.h. sämtliche Sensoren 4 sind mit der Auswerteeinheit 6 über die gestrichelt dargestellte Datenleitung gekoppelt (beispielhaft nur eine dargestellt) und diese übernimmt zentral die Analyse und Auswertung der von den Sensoren 4 bereitgestellten Signale. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Auswertung von mehreren Auswertungsmodulen vorgenommen wird und jeweils Gruppen von Sensoren 4 gebildet sind, wobei jede Gruppe von Sensoren 4 mit einem bestimmten Auswertemodul gekoppelt ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann zudem eine übergeordnete Auswerteeinheit vorgesehen sein, an der sämtliche von den Auswertemodulen bereitgestellte Auswerteinformationen zusammengeführt und für die Gesamtmaschine ausgewertet werden. Insbesondere kann die Anordnung aus Auswertemodulen und einer übergeordneten Auswerteeinheit eine Master-Slave-Struktur zur Auswertung der Signale bilden.
  • 2 bis 4 zeigen beispielhaft mehrere Signalspektren (Signalamplitude über der Frequenz), die beispielsweise durch eine Transformation des von einem Sensor 4 bereitgestellten, zeitabhängigen Signals in den Frequenzbereich erhalten werden. Die Transformation kann beispielsweise mittels einer Fast-Fourier-Transformation (FFT) erfolgen.
  • 2 bis 4 zeigen beispielhaft bei einer Frequenz f einen dominierenden Spektralanteil (Peak, fett gedruckte Linie), der beispielsweise aus einem periodisch und zeitdiskret auftretenden Prozessschritt resultiert (z.B. Schließbewegung Ventil, Zuführung Verschlusselement etc.). Die Frequenz f kann hierbei beispielsweise von der Drehzahl des Rotors 2 abhängig sein, Die seitlich neben dem dominierenden Spektralanteil befindlichen Neben-Spektralanteile stellen beispielhaft störende Spektralanteile dar, die aus anderen, akustische Signale erzeugenden Vorgängen an der Behälterbehandlungsmaschine 1 resultieren.
  • Beispielhaft ist mittels der gestrichelten Linien ein Toleranzfenster TF gezeigt, durch das ein Frequenzbereich und ein Amplitudenbereich für den dominierenden Spektralanteil definiert wird. Für den Fall, dass sich die Frequenz und Amplitude des dominierenden Spektralanteils innerhalb des Toleranzfensters TF befindet (s. 2), wird der Prozessschritt als „fehlerfrei“ bzw. als „ohne Auffälligkeit“ erkannt, d.h. es wird durch die Auswerteeinheit 6 keine auf eine Störung hinweisende Information generiert oder die Änderung eines Prozessparameters (Verringerung Ventilhub, Veränderung der Schließgeschwindigkeit des Ventils etc.) vorgeschlagen. Für den Fall, dass die Amplitude des aus der Übergabe der Halte- und Zentriereinheit 2 resultierenden Spektralanteils den vom Toleranzfenster vorgegebenen Amplitudenbereich unterschreitet bzw. überschreitet (s. 3) und/oder die Frequenz dieses Spektralanteils außerhalb des durch das Toleranzfenster festgelegten Frequenzbereichs liegt (s. 4), wird dies als „fehlerhaft“ bzw. als „mit Auffälligkeit“ erkannt und damit eine auf eine Störung hinweisende Information generiert oder die Änderung eines Prozessparameters vorgeschlagen. Auch ist es denkbar, dass mehrere Toleranzfenster verwendet werden, beispielsweise ein erstes Toleranzfenster im Bereich einer Frequenz, die der Drehzahl des Rotors entspricht und ein zweites Toleranzfenster im Bereich einer Frequenz, die der Frequenz der periodisch wiederkehrenden, zu erfassenden Prozessschritts entspricht.
  • Die Auswerteeinheit 6 kann dazu ausgebildet sein, den Grund für den Fehler bzw. die Auffälligkeit näher zu spezifizieren bzw. zu lokalisieren. Insbesondere kann die Auswerteeinheit 6 erkennen, an welcher Behandlungsstation 3 sich der Fehler bzw. die Auffälligkeit gezeigt hat. Zudem kann die Auswerteeinheit 6 dazu ausgebildet sein, zu erfassen, welcher Teilprozess bzw. Prozessschritt des an der Behandlungsstation 3 vollzogenen Prozesses den Fehler bzw. die Auffälligkeit hervorgerufen hat. Dies kann beispielsweise durch Analyse des Messsignals des Sensors 4 erfolgen, beispielsweise derart, dass die Frequenz bzw. das Frequenzspektrum und/oder der zeitliche Verlauf des Messsignals ausgewertet werden und damit auf einen bestimmten Teilprozess bzw. Prozessschritt rückgeschlossen wird. Zusätzlich oder alternativ kann beispielsweise die Zeitspanne zwischen der Übergabe des Behälters an die Behandlungsstation und dem Auftreten der Schwingung ausgewertet werden, um daraus auf den die Auffälligkeit bzw. den Fehler aufweisenden Teilprozess bzw. Prozessschritt rückschließen zu können. Alternativ kann der Drehwinkel erfasst werden, um den die Behandlungsstation 3 durch den Rotor 2 seit der Übergabe des Behälters an diese Behandlungsstation 3 (auch andere Bezugszeitpunkte sind möglich) weiterbewegt worden ist. Aus diesem Drehwinkel kann ebenso auf den die Auffälligkeit bzw. den Fehler aufweisenden Teilprozess bzw. Prozessschritt rückgeschlossen werden.
  • Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass die Messsignale mehrerer Sensoren 4 der Behandlungsstation 3, die an unterschiedlichen Positionen innerhalb der Behandlungsstation 3 angeordnet sind, für die Bestimmung des den Fehler bzw. die Auffälligkeit hervorgerufen Teilprozesses bzw. des Prozessschritts ausgewertet werden. Durch die unterschiedlichen Positionen der Sensoren 4 und die Entstehung von Schwingungen an unterschiedlichen Positionen in der jeweiligen Behandlungsstation 3 kann eine Lokalisierung des Entstehungsorts der Schwingungen vorgenommen werden.
  • Die Auswerteeinheit 6 kann ferner dazu ausgebildet sein, die erkannte Auffälligkeit bzw. den Fehler einem Behälter zuzuordnen, der an der jeweiligen Behandlungsstation 3 behandelt wurde, an dem sich die Auffälligkeit zeigt. So kann eine an einer Behandlungsstation 3 detektierte Auffälligkeit zu einer Auffälligkeit an einem an dieser Behandlungsstation 3 behandelten Behälter führen, beispielsweise einer unzureichenden Füllstandshöhe, einer fehlerhaften Etikettierung oder einem fehlerhaften Verschluss. Diese Auffälligkeit des Behälters kann, wie in 1 gezeigt, in einer auf den Auslauf A in Transportrichtung TR folgenden Inspektionseinheit 5 erkannt werden. Vorteilhaft werden die in der Inspektionseinheit 5 ermittelten Behälterinformationen mit den von der Auswerteeinheit 6 bereitgestellten Auswerteinformationen abgeglichen. Dabei können insbesondere Behälter, die durch die Auswerteeinheit 6 als fehlerhaft bzw. als eine Auffälligkeit aufweisend erkannt worden sind, durch die Inspektionseinheit 5 untersucht werden, und zwar um festzustellen, ob auch die Inspektionseinheit 5 an dem Behälter einen Fehler bzw. eine Auffälligkeit erkennt. So kann an der Inspektionseinheit 5 beispielsweise die Füllstandshöhe im Behälter, die Etikettierung, der Verschluss etc. überprüft werden. Dadurch kann das Ergebnis der Auswerteeinheit 6 durch die Inspektionseinheit 5 verifiziert bzw. korrigiert werden. Für den Fall, dass die Inspektionseinheit 5 im Unterschied zur Auswerteeinheit 6 keinen Fehler bzw. keine Auffälligkeit erkennt, kann ggf. ein in der Auswerteeinheit 6 zur Entscheidung herangezogenes Referenzsignal angepasst werden. Allgemein kann also eine dynamische Anpassung der für die Entscheidung hinsichtlich eines Fehlers bzw. einer Auffälligkeit in der Auswerteeinheit 6 herangezogenen Entscheidungskriterien basierend auf den von der Inspektionseinheit 5 ermittelten Informationen erfolgen.
  • An den Behandlungsstationen 3 der Maschine 1 wird vorzugsweise jeweils der gleiche oder im Wesentlichen der gleiche Behandlungsprozess bzw. Herstellungsprozess vollzogen. Daher werden an den Behandlungsstationen 3 - sofern keine Fehler bzw. Auffälligkeiten in dem dort vollzogenen Prozesses auftreten - die Sensoren 4 der jeweiligen Behandlungsstationen 3 identische bzw. sehr ähnliche Messsignale liefern. Zur Erkennung von Fehlern bzw. Auffälligkeiten kann die Auswerteeinheit 6 die den jeweiligen Behandlungsstationen 3 zugeordneten Messsignale untereinander vergleichen und Fehler bzw. Auffälligkeiten dadurch detektieren, dass die Messsignale einer Behandlungsstation 3 eine signifikante Abweichung gegenüber den an den anderen Behandlungsstationen 3 ermittelten Messsignalen zeigen. Allgemein kann also die Detektion eines Fehlers bzw. eine Auffälligkeit durch Vergleich der an den jeweiligen Behandlungsstationen 3 erhaltenen Messsignale untereinander erfolgen.
  • Bevorzugt wird ein zur Auswertung herangezogenes Referenzsignal durch Mittelung der von den Sensoren 4 der Behandlungsstationen 3 bereitgestellten Messsignale abgeleitet. Dieses Referenzsignal kann beispielsweise vorab ermittelt und in einer Speichereinheit abgelegt worden sein, so dass im nachfolgenden Betrieb der Maschine 1 ein Vergleich der aktuellen Messsignale mit dem Referenzsignal erfolgen kann. Vorzugsweise wird das Referenzsignal während des Maschinenlaufs kontinuierlich oder intermittierend, beispielsweise nach bestimmten Zeitintervallen angepasst, um das Referenzsignal dynamisch an aktuelle Begebenheiten anpassen zu können. Beispielsweise können die durch die Sensoren 4 an den Behandlungsstationen 3 erfassten Schwingungen eine Abhängigkeit von Prozessparametern aufweisen. So können beispielsweise die Schwingungen eine Temperaturabhängigkeit aufweisen oder sich mit einer variablen Prozessgröße (z.B. Volumenstrom des Füllgutes) ändern. Durch die dynamische Anpassung des Referenzsignals kann dieses Referenzsignal an die aktuellen Prozessgegebenheiten angepasst werden.
  • Zudem ist es möglich, dass das Referenzsignal basierend auf einem Messwert eines einen Prozessparameter detektierenden Sensors dynamisch angepasst wird. So kann beispielsweise ein Temperatursensor zur Erfassung der Umgebungstemperatur, Füllguttemperatur etc. oder ein Drucksensor zur Erfassung des Drucks des Füllguts bzw. allgemein ein Sensor zur Erfassung eines Prozessparameters vorgesehen sein. Basierend auf den Informationen des den Prozessparameter detektierenden Sensors kann das Referenzsignal angepasst werden. Beispielsweise kann auch eine Tabelle von Referenzsignalen gespeichert sein, die mehrere von dem Prozessparameter abhängige Referenzsignale bzw. Referenzsignalwerte beinhaltet. Die Auswahl des zu verwendenden Referenzsignals bzw. Referenzsignalwerts kann in Abhängigkeit von dem ermittelten Prozessparameter erfolgen.
  • 5 zeigt schematisch und beispielhaft eine Möglichkeit der Auswertung eines von einem Sensor 5 empfangenen oder davon abgeleiteten Signals im Frequenzbereich. Dabei wird einem Vergleicher 10 das vom Sensor 4 erhaltene Messsignal 11 im Frequenzbereich und ein Referenzsignal 12 ebenfalls im Frequenzbereich zugeführt. Das Referenzsignal 12 kann beispielsweise ein Frequenzspektrum eines akustischen Signals sein, das während des Prozesslaufs an der Behandlungsstation 3 entsteht. Dieses Referenzsignal kann beispielsweise bei der Inbetriebnahme der Behälterbehandlungsmaschine 1 ermittelt und abgespeichert werden. Das Messsignal 11 und /oder das Referenzsignal 12 können ungefilterte Signale sein oder aber mittels eines geeigneten Filters (z.B. Bandpassfilter) gefiltert sein. Anschließend wird durch den Vergleicher 10 das Messsignal 11 mit dem Referenzsignal 12 verglichen. Der Vergleicher 10 kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass Abweichungen zwischen dem Messsignal 11 und dem Referenzsignal 12 ermittelt werden. Für den Fall einer hinreichenden Übereinstimmung zwischen Messsignal 11 und Referenzsignal 12 wird ein fehlerfreier Prozesslauf bzw. ein Prozesslauf ohne Auffälligkeiten erkannt. Anderenfalls kann eine Fehlermeldung generiert werden. Der Vergleicher 10 kann Bestandteil einer zentralen Auswerteeinheit sein oder aber dezentral im Bereich der jeweiligen Sensoren vorgesehen sein. So kann beispielsweise in der jeweiligen Behandlungsstation 3 neben dem Sensor 4 auch ein Auswertemodul (u.a. aufweisend den Vergleicher 10) vorgesehen sein, in dem beispielsweise das Referenzsignal abgespeichert ist oder das Zugriff auf eine Speichereinheit hat, in dem das Referenzsignal abgelegt ist. In diesem Auswertemodul kann beispielsweise auch der Vergleich des Messsignals mit dem Referenzsignal erfolgen. Dieses Auswertemodul kann dann mit einer übergeordneten Auswerteeinheit 6 kommunizieren.
  • 6 zeigt schematisch und beispielhaft eine Möglichkeit der Auswertung eines von einem Sensor 4 bereitgestellten oder davon abgeleiteten Signals im Zeitbereich. Als Eingangssignale werden ein Messsignal 11 und ein Referenzsignal 12 im Zeitbereich bereitgestellt. Das Referenzsignal 12 kann beispielsweise ein gemessener Zeitverlauf eines akustischen Signals sein, das während des Prozesslaufs an der Behandlungsstation 3 entsteht. Dieses Referenzsignal 12 kann beispielsweise bei der Inbetriebnahme der Behälterbehandlungsmaschine 1 ermittelt und abgespeichert werden. Anschließend wird das von einem Sensor 4 bereitgestellte Messsignal 11 und das Referenzsignal 12 mittels eines Filters 13, insbesondere eines Bandfilters gefiltert. Dadurch können beispielsweise störende Grundschwingungen bzw. Hintergrundgeräusche ausgefiltert werden. Das gefilterte Messsignal 11.1 und das gefilterte Referenzsignal 12.1 werden daraufhin dem Vergleicher 10 zugeführt. Der Vergleicher 10 kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass Abweichungen zwischen dem gefilterten Messsignal 11.1 und dem gefilterten Referenzsignal 12.1 ermittelt werden. Für den Fall einer hinreichenden Übereinstimmung zwischen gefiltertem Messsignal 11.1 und gefiltertem Referenzsignal 12.1 wird ein fehlerfreier Prozesslauf bzw. ein Prozesslauf ohne Auffälligkeiten erkannt. Anderenfalls kann eine Fehlermeldung generiert werden. Der Vergleicher 10 kann Bestandteil einer zentralen Auswerteeinheit sein oder aber dezentral im Bereich der jeweiligen Sensoren 4 vorgesehen sein. So kann beispielsweise in der jeweiligen Behandlungsstation 3 neben dem Sensor 4 auch ein Auswertemodul (u.a. aufweisend den Vergleicher 10) vorgesehen sein, in dem beispielsweise das Referenzsignal abgespeichert ist und in dem der Vergleich des gefilterten Messsignals 11.1 mit dem gefilterten Referenzsignal 12.1 erfolgt. Dieses Auswertemodul kann dann mit einer übergeordneten Auswerteeinheit 6 kommunizieren.
  • Auch ist es denkbar, das Messsignal 11 sowohl im Zeitbereich als auch im Frequenzbereich zu analysieren und jeweils einem Vergleich mit einem Referenzsignal 12 bzw. einer Prüfung gegenüber einem Toleranzfenster zu unterziehen.
  • Als Sensoren werden beispielsweise Mikrofone, insbesondere Richtmikrofone oder aber auch Körperschallsensoren verwendet. Diese können insbesondere gegenüber anderen Schallquellen abgeschirmt ausgebildet sein.
  • 7 zeigt eine weitere Variante des Verfahrens, in dem der Referenzwert im Toleranzfeld TFmit der Winkellage α des Rotors 2 beziehungsweise der hieran angeordneten Behandlungsstationen 3 korreliert. Dies ist beispielsweise bei der Zuführung eines Behälters von dem Einlaufstern 1.1 zur jeweiligen Behandlungsstation vorteilhaft. Dabei wird in 7 auch verdeutlicht, dass der Übergabezeitpunkt des Behälters durch die Winkelposition bekannt ist, so dass es möglich ist, nur zu diesem Zeitpunkt die Signale aufzuzeichnen, wodurch Datenmenge/-zeiten eingespart werden können. Die Messsignale zu diesem Zeitpunkt bzw. an diesem Ort sollen dann alle miteinander korreliert werden.
  • Neben der Signalstärke wird auch eine Signalhäufung im zeitlichen Toleranzfenster TF vor und nach dem Zeitpunkt T1 erwartet, der mit einer Winkellage α der jeweiligen Behandlungsstation 3 bspw. des Rotors 2 korreliert. Hierbei wird eine gewisse zeitliche Streuung oder Spreizung im Toleranzfenster TF erwartet. Im vorliegend gezeigten Fall der 7 wurden Messwerte zu Übergabevorgängen der Behälter am Übergang von dem Einlaufstern 1.1 zu den Behandlungsstationen 3 aufgenommen. Der mit „nicht synchron“ bezeichnete linke Teil der 7 zeigt Messsignale von Übergabevorgängen, die durch einen nicht synchron zum Rotor laufenden Einlaufstern 1.1 verursacht werden. Der mit „synchron“ bezeichnete rechte Teil der 7 zeigt Messsignale von Übergabevorgängen, die durch einen synchron zum Rotor laufenden Einlaufstern 1.1 erhalten werden.
  • Die große, unzulässige zeitliche Spreizung der Signale in der linken Figurenhälfte zeigt an, dass der Rotor 2 und der Einlaufstern 1.1 bzgl. des Synchronlaufes angepasst werden müssen. Dabei kann vermutet werden, dass die ober- bzw. unterhalb des zulässigen Toleranzfensters TF streuenden Messsignale nur eine Folge des mangelhaften Synchronlaufes sind und kein Defekt an den Behandlungsstationen selbst vorliegt.
  • 8 und 9 zeigen beispielhaft eine Füllmaschine bzw. Behandlungsstationen einer Füllmaschine und die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer solchen Maschine.
  • In 8 ist beispielhaft der Füllprozess mit seinen einzelnen Teilprozessen in den Winkelbereichen des Rotorlaufs, an denen diese Teilprozesse vollzogen werden, skizziert.
  • Nach der Zuführung des Behälters durch den Einlaufstern 1.1 erfolgt in einem ersten Winkelsektor I das Öffnen des Füllventils als erster Teilprozess. Dieses Öffnen kann beispielsweise ein Öffnen aus der Schließstellung des Ventilkörpers in eine Offenstellung sein, in dem das Füllventil vollständig geöffnet ist. Anschließend wird in einem weiteren Teilprozess im Winkelsektor II der Behälter mit Füllgut teilgefüllt. Diese Füllung kann beispielsweise mit dem maximal möglichen Füllgutvolumenstrom durch das Füllventil erfolgen (Schnellfüllen).
  • An den Winkelsektor II schließt sich ein Winkelsektor III an, in dem das Füllventil in eine Teilschließstellung gebracht wird, d.h. der Ventilkörper wird aus der Offenstellung in eine zwischen der Offenstellung und der Schließstellung befindliche Zwischenposition gefahren. Dadurch kann der Volumenstrom durch das Füllventil gedrosselt und der Behälter mit einem geringeren Volumenstromzufluss gefüllt werden (Langsamfüllen), was im Winkelsektor IV vollzogen wird.
  • Im Winkelsektor V wird dann der Ventilkörper aus der Teilschließstellung in die Schließstellung gefahren, so dass dann im Winkelsektor VI das Füllventil geschlossen ist, d.h. kein Füllgut mehr in den Behälter fließen kann. Anschließend erfolgt die Abförderung des Behälters durch den Auslaufstern 1.2.
  • Dieser Füllprozess kann durch die Auswerteeinheit 6 überwacht werden, wie nachfolgend mit Bezug auf die 9 näher erläutert wird. Die linke Teildarstellung in 9 zeigt die Schließstellung des Füllventils 7 und entspricht damit dem Zustand des Füllventils 7 unmittelbar nach dem Behältereinlauf bzw. dem Zustand des Füllventils 7 im Winkelsektor VI. Die mittlere Teildarstellung der 9 zeigt die vollständige Offenstellung des Füllventils 7 und entspricht damit dem Zustand des Füllventils 7 im Winkelsektor II. Die rechte Teildarstellung der 9 zeigt die Teilschließstellung des Füllventils 7 und entspricht damit dem Zustand des Füllventils 7 im Winkelsektor IV.
  • Wie 9 zu entnehmen ist, ist an den Füllventilen 7, die an den jeweiligen Behandlungsstationen 3 vorgesehen sind, jeweils zumindest ein Sensor 4 zur Erfassung von Schwingungen im Bereich dieses Füllventils 7 vorgesehen. Dieser Sensor 4 ist zur Informationsübertragung mit der Auswerteeinheit 6 gekoppelt. Diese Auswerteeinheit 6 kann beispielsweise durch die Maschinensteuerung, beispielsweise einen Steuerrechner gebildet werden. Durch den Sensor 4 können beispielsweise akustische Signale bzw. Schwingungen, die durch das Abheben bzw. Andrücken des Ventilkörpers an den Ventilsitz, durch das Beginnen bzw. Beenden des Fluidstroms durch das Füllventil, durch das Verfahren des Ventilkörpers bzw. durch das Hindurchfließen des Füllgutes durch das Füllventil entstehen, detektiert und ausgewertet werden. Insbesondere kann in der vollständigen Offenstellung (mittlere Teildarstellung der 9) des Füllventils die Intensität des Fließgeräusches ermittelt werden, um daraus Rückschlüsse auf den das Füllventil durchfließenden Füllgutvolumenstrom ziehen zu können. Zusätzlich kann in der Teilschließstellung (rechte Teildarstellung der 9) ermittelt werden, ob sich die Intensität des Fließgeräusches erwartungsgemäß verändert hat und keine mechanischen Schwingungen oder akustischen Signale ermittelt werden konnten, die auf ein Anlegen des Ventilkörpers an den Ventilsitz hindeuten.
  • 10 zeigt in mehreren Teildarstellungen Xa bis Xg die Teilprozesse bei einem Füllprozess in größerem Detaillierungsgrad. Die in den Teildarstellungen Xa bis Xg gezeigten Teilprozesse werden in dieser Reihenfolge beim Transport des Behälters vom Einlauf zum Auslauf des Rotors 2 durchlaufen. Die Behandlungsstation 3, an der das jeweilige Füllelement vorgesehen ist, weist im gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere Sensoren 4 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel dies ein erster Sensor 4a, der im Bereich des Füllventils 7 vorgesehen ist, und ein zweiter Sensor 4b, der im Bereich eines Behälterfixierelements 8 vorgesehen ist. Dieses Behälterfixierelement 8 kann beispielsweise durch einen Neckringgreifer gebildet sein, der aktiv bewegbare Greifelemente aber auch passive Greifelemente aufweisen kann. Durch diesen ersten und zweiten Sensor 4a, 4b lassen sich Schwingungen an unterschiedlichen Stellen des Füllelements erfassen, wodurch die Genauigkeit der Auswertung und die Erkennbarkeit von Fehlern bzw. Auffälligkeiten entscheidend erhöht werden kann.
  • Nachfolgend wird anhand der einzelnen Teildarstellung in Xa bis Xg erläutert, welche Teilprozesse des Füllprozesses durch den ersten und zweiten Sensor 4a, 4b erfassbar sind. In der Teildarstellung Xa erfolgt die Übergabe des Behälters an das Behälterfixierelement 8, so dass die dadurch entstehenden Schwingungen erfassbar sind. Das Füllventil 7 ist dabei geschlossen und das Behälteranlageelement 9 ist von der Behältermündung beabstandet. Durch die Rotation des Rotors 2 können dabei beispielsweise Windgeräusche im Bereich der Behältermündung erfasst werden.
  • Wie in der Teildarstellung Xb ersichtlich, wird anschließend das Behälteranlageelement 9 gegenüber der Behältermündung zur Anlage gebracht, wobei die dadurch entstehenden Geräusche durch die Sensoren 4a, 4b erfasst werden. Zudem kann hier auch ein Vorspannen des Behälters erfolgen, was ebenso erfassbare Schwingungen verursacht.
  • Gemäß der Teildarstellung Xc kann weiterhin ein Vorspannen des Behälters bzw. eine Spülung oder eine Mehrfachspülung des Behälters erfolgen, wobei das dadurch entstehende Geräusch und Schwingungsverhalten erfassbar ist.
  • Wie in der Teildarstellung Xd zu erkennen ist, erfolgt anschließend das vollständige Öffnen des Füllventils 7, wobei hier beispielsweise die Verstellbewegung des Ventilkörpers, das Fließgeräusch des Füllgutes bzw. das Rückströmen des Spanngases erfassbar sind.
  • Anschließend wird, wie in der Teildarstellung Xe gezeigt, das Füllventil geschlossen (vollständige Schließung oder lediglich Teilschließung), wobei wiederum die Verstellbewegung des Ventilkörpers und das Ende bzw. Abklingen des Fließgeräuschs bzw. das Abklingen des rückströmenden Spanngases erfassbar sind.
  • Gemäß der Teildarstellung Xf kann anschließend das Entlasten des Behälters erfolgen, wobei durch die Sensoren 4a, 4b das beim Entlasten entstehende Geräusch und möglicherweise anschließende Tropfgeräusche detektierbar sind.
  • Gemäß der Teildarstellung Xg wird anschließend das Behälteranlageelement 9 gegenüber der Behältermündung beabstandet. Dabei können die beim Verfahren des Behälteranlageelements 9 bzw. des Behälterfixierelements 8 und beim Abnehmen des Behälters von dem Behälterfixierelement 8 entstehenden Geräusche ermittelt werden. Ebenso kann nach dem Verfahren des Behälteranlageelements 9 bzw. des Behälterfixierelements 8 durch die Rotation des Rotors 2 möglicherweise ein Windgeräusch im Bereich der Behältermündung erkannt werden.
  • 11 zeigt beispielhaft einen Verschließer bzw. Behandlungsstationen 3 eines Verschließers und die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer solchen Maschine.
  • Die Behandlungsstationen 3 eines Verschließers, die ebenfalls an einem umlaufend antreibbaren Rotor vorgesehen sind, weisen in an sich bekannter Weise eine Behälterfixiereinrichtung 20 auf, mittels der der zu verschließende Behälter an der Behandlungsstation 3 gehalten bzw. fixiert wird. Die Behälterfixiereinrichtung 20 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen Behälterträger 20.1, auf dem der Behälter mit seinem Behälterboden aufsteht, und einen im Bereich des Behälterhalses bzw. der Behältermündung angreifenden Behälterhalter 20.2, beispielsweise einen Neckringgreifer gebildet. Zudem ist eine Verschließmechanik vorgesehen, mittels der ein Verschlusselement auf die Behältermündung aufgebracht wird. Die Verschließmechanik kann insbesondere eine rotativ um eine vertikale Achse antreibbare Verschließeinheit 21, auch als Tulpe bezeichnet, aufweisen, mittels der ein Verschlusselement (z.B. Schraubverschlusskappe) auf ein an der Behältermündung vorgesehenes Gewinde aufschraubbar ist. Alternativ kann die Verschließmechanik zur klemmenden Befestigung eines Verschlusselements (z.B. Kronkorken) ausgebildet sein.
  • 11 zeigt in mehreren Teildarstellungen XIa bis XIf mehrere Teilprozesse eines Verschließprozesses. Die in den Teildarstellungen XIa bis XIf gezeigten Teilprozesse werden beispielsweise in dieser Reihenfolge beim Transport des Behälters vom Einlauf zum Auslauf des Rotors 2 durchlaufen. Die Behandlungsstation 3, an der das jeweilige Verschließelement vorgesehen ist, weist im gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere Sensoren 4 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind dies ein erster Sensor 4a, der im Bereich des Behälterträgers 20.1 vorgesehen ist, ein zweiter Sensor 4b, der im Bereich des Behälterhalters 20.2 vorgesehen ist und ein dritter Sensor 4c, der im Bereich des Verschließeinheit 21 bzw. dessen Antrieb vorgesehen ist. Es versteht sich, dass mehr als die genannten Sensoren verteilt an unterschiedliche Positionen an der Bearbeitungsstation 3 vorgesehen sein können. Durch diese ersten bis dritten Sensoren 4a, 4b, 4c lassen sich Schwingungen an unterschiedlichen Stellen der Behandlungsstation 3 erfassen, wodurch die Genauigkeit der Auswertung und die Erkennbarkeit von Fehlern bzw. Auffälligkeiten entscheidend erhöht werden kann.
  • Nachfolgend wird anhand der einzelnen Teildarstellung in XIa bis XIf erläutert, welche Teilprozesse des Verschließprozesses durch die Sensoren 4a, 4b und 4c erfassbar sind. Im Teilprozess gemäß der Teildarstellung XIa erfolgt zunächst die Zuführung des Behälters an die Behandlungsstation bzw. die Aufnahme des Verschlusselements in der Verschließeinheit 21. Dabei können beispielsweise durch das Einbringen des Behälters bzw. das Zuführen des Verschlusselements verursachte Geräusche bzw. Schwingungen durch die Sensoren 4a, 4b und 4c detektiert werden. Ebenso können Windgeräusche verursacht durch die rotierende Behandlungsstation 2, beispielsweise Windgeräusche an der offenen Behältermündung des gefüllten Behälters, erfasst werden.
  • In dem in Teildarstellung XIb gezeigten Teilprozess wird die Verschließeinheit 21, wie durch den Pfeil angedeutet, abgesenkt, so dass das in der Verschließeinheit 21 aufgenommene Verschlusselement zur Anlage gegenüber der Behältermündung gelangt. Dabei können beispielsweise durch das Absenken der Verschließeinheit 21 verursachte Geräusche bzw. Schwingungen durch die Sensoren 4a, 4b und 4c detektiert werden.
  • Im Teilprozess gemäß der Teildarstellung XIc wird die Verschließeinheit 21 in Rotation versetzt, um das Verschlusselement auf das Gewinde aufzuschrauben. Dieses Aufschrauben kann in mehreren Schritten erfolgen. Beispielsweise kann in einem ersten Schritt das Verschlusselement mit einer höheren Drehzahl und in einem nachfolgenden zweiten Schritt mit einer geringeren Drehzahl aufgeschraubt werden. In dem in der Teildarstellung XIc gezeigten Prozessschritt ist dies beispielsweise ein Aufschrauben mit einer höheren Drehzahl (im Vergleich zum Prozessschritt gemäß Teildarstellung XId), wie dies durch den gekrümmten Doppelpfeil angedeutet ist. Dadurch kann das Verschlusselement schnell aufgeschraubt werden, bis die obere, innere Verschlusselementfläche zur Anlage an der Behältermündung kommt. Dabei können beispielsweise durch die Rotation der Verschließeinheit 21, den Antrieb dieser Verschließeinheit 21 bzw. die Reibung des Verschlusselements an dem Gewinde verursachte Geräusche bzw. Schwingungen durch die Sensoren 4a, 4b und 4c detektiert werden.
  • Im Teilprozess gemäß der Teildarstellung XId erfolgt dann eine Rotation der Verschließeinheit 21 mit verringerter Drehzahl (im Vergleich zum Prozessschritt gemäß Teildarstellung XIc), wodurch das Verschlusselement an dem Behältergewinde festgezogen wird. Dabei können beispielsweise durch die Rotation der Verschließeinheit 21, den Antrieb dieser Verschließeinheit 21, die Reibung des Verschlusselements an dem Gewinde bzw. ggf. durch die Reibung der Verschließeinheit 21 gegenüber dem Verschlusselement verursachte Geräusche bzw. Schwingungen durch die Sensoren 4a, 4b und 4c detektiert werden.
  • Anschließend erfolgt das Anheben der Verschließeinheit 21, wie in der Teildarstellung XIe gezeigt. Dabei können die durch das Verfahren der Verschließeinheit 21 verursachten Geräusche bzw. Schwingungen durch die Sensoren 4a, 4b und 4c detektiert werden.
  • Nach dem Abheben der Verschließeinheit 21 können anschließend beispielsweise Windgeräusche des verschlossenen Behälters durch die weitere Drehung des Rotors 2 bzw. Geräusche durch das Herauslösen des Behälters aus der Behandlungsstation 2 detektiert werden (Teildarstellung XIf).
  • Durch die Verteilung mehrerer Sensoren an unterschiedliche Positionen in der Behandlungsstation 2 können die an unterschiedlichen Stellen auftretenden Geräusche bzw. Schwingungen besser detektiert und den jeweiligen Funktionselementen der Behandlungsstation 2 genauer zugeordnet werden.
  • Idealerweise werden bei diesem Verfahren bzw. den genannten Verfahrensvarianten Referenzsignale und die jeweils zugehörigen Messsignale vom jeweiligen Sensor der Behandlungsstationen alle am selben Ort oder im selben Winkelbereich der Vorrichtung ermittelt. Somit werden idealerweise die Referenzsignal aus den Mustern unterschiedlicher Behandlungsstationen bzw. deren Funktionselemente ermittelt, die auch zu unterschiedlichen d.h. versetzten Zeitspannen erfasst werden.
  • Wie zuvor bereits ausgeführt und sämtlichen Ausführungsbeispielen gemeinsam ist, kann aufgrund der Durchführung von gleichen oder im Wesentlichen gleichen Prozessschritten an den jeweiligen Bearbeitungsstationen 3 davon ausgegangen werden, dass Bearbeitungsstationen 3, die keinen Fehler bzw. keine Auffälligkeiten zeigen, gleiche oder im Wesentlichen gleiche Messsignale an den jeweiligen Sensoren liefern. Dadurch kann ein Abgleich der Messsignale der unterschiedlichen Bearbeitungsstationen 3 erfolgen und es können Fehler bzw. Auffälligkeiten dadurch erkannt werden, dass die Messsignale einer Bearbeitungsstation 3 signifikante Abweichungen gegenüber den Messsignalen der anderen Bearbeitungsstationen 3 zeigen. Insbesondere kann eine Mittelung der Messsignale der Bearbeitungsstationen 3 erfolgen und zur Bewertung eines aktuellen Messsignals ein Vergleich zwischen diesem aktuellen Messsignal und dem Mittelwert von vorher erhaltenen Messsignalen vollzogen werden. Dabei können bei dieser Mittelwertbildung insbesondere die Messsignale ausgeschlossen werden, die auf Fehler oder Auffälligkeiten hinweisende Merkmale zeigen.
  • Ebenso ist es denkbar, dass sämtliche Sensoren einer Bearbeitungsstation 3 durch Vergleich deren Messsignale relativ zueinander abgeglichen werden.
  • Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass eine Vielzahl von Änderungen oder Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Maschine
    1.1
    Einlaufstern
    1.2
    Auslaufstern
    2
    Rotor
    3
    Behandlungsstation
    4
    Sensor
    4a
    erster Sensor
    4b
    zweiter Sensor
    4c
    dritter Sensor
    5
    Inspektionseinheit
    6
    Auswerteeinheit
    7
    Füllventil
    8
    Behälterfixierelement
    9
    Behälteranlageelement
    10
    Vergleicher
    11
    Messsignal
    12
    Referenzsignal
    13
    Filter
    20
    Behälterfixiereinrichtung
    20.1
    Behälterträger
    20.2
    Behälterhalter
    21
    Verschließeinheit
    A
    Auslauf
    E
    Einlauf
    TF
    Toleranzfenster
    TR
    Transportrichtung
    TS
    Transportstrecke

Claims (32)

  1. Verfahren zur Überwachung eines Prozesses oder Prozessschrittes an einer Maschine (1) mit einem Transportelement (2) mit mehreren Behandlungsstationen (3), wobei die Behandlungsstationen (3) jeweils mindestens ein Funktionselement umfassen, mittels dem auf das Werkstück direkt oder mittelbar eingewirkt wird, wobei mittels der Behandlungsstationen (3) und/oder deren mindestens einem Funktionselement jeweils ein zu behandelndes Werkstück während der Behandlung auf einer Transportstrecke (TS) zwischen einem Einlauf (E) und einem Auslauf (A) gefördert wird oder das Werkstück an einer Behandlungsstation (3) mindestens auf einem Teilstück dieser Transportstrecke (TS) verändert und/oder hergestellt oder auf dieses Werkstück eingewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest teilweise die Behandlungsstationen (3) jeweils zumindest einen Sensor (4) zur Aufnahme einer Schwingungsfrequenz und/oder eines akustischen Signals aufweisen, mittels dem ein durch den Behandlungs- oder Herstellungsprozess an der jeweiligen Behandlungsstation (3) und während des Transports des Werkstücks an dieser Behandlungsstation (3) erzeugtes Muster erfasst wird, dass das vom Sensor (4) bereitgestellte Messsignal oder ein davon abgeleitetes Signal ausgewertet und mit einem Referenzsignal verglichen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster an ein oder mehreren an der Behandlungsstation (3) vorgesehenen und während des gesamten Prozesses aus der Behandlungsstation (3) nicht herausgelösten Funktionselementen entsteht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster mindestens durch eine Lageveränderung eines Funktionselementes oder eines Teils desselben entsteht.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster eine Schwingungsfrequenz und/oder ein akustisches Signal umfasst, die/das durch das Erreichen einer mindestens zeitweisen Endstellung des Funktionselementes oder eines Teils desselben entsteht.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster eine Schwingungsfrequenz und/oder ein akustisches Signal umfasst, das bei der räumlichen Lageveränderung des Funktionselementes oder eines Teils desselben entsteht.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess mehrere Teilprozesse umfasst, wobei die bei diesen Teilprozessen erzeugten Muster durch einen einzigen Sensor (4) oder durch eine an der jeweiligen Behandlungsstation (3) vorgesehene Gruppe von mehreren Sensoren (4) erfasst werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an unterschiedlichen Behandlungsstationen jeweils gleiche Prozessschritte oder gleiche Teilprozesse in bestimmten Bereichen der Transportstrecke zwischen dem Einlauf und dem Auslauf vollzogen werden und/oder dass an unterschiedlichen Behandlungsstationen zwischen dem Einlauf und dem Auslauf zeitversetzt zueinander gleiche Prozessschritte oder gleiche Teilprozesse vollzogen werden.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Messsignale an zwei oder mehr Behandlungsstationen (3) zeitgleich aufgenommen werden.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsignal vorab basierend auf mehreren an unterschiedlichen Behandlungsstationen (3) ermittelten Messsignalen ermittelt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsignal zeitlich versetzt an unterschiedlichen Behandlungsstationen (3) ermittelten Messsignalen ermittelt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsignal intermittierend oder kontinuierlich ermittelt und/oder angepasst wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Satz von Referenzsignalen gespeichert wird, wobei der Satz von Referenzsignalen mehrere von einem Prozessparameter abhängige Referenzsignale umfasst.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsignal in-situ, insbesondere durch eine Mittelwertbildung der Messsignale oder davon abgeleiteter Signale generiert wird, wobei die Messsignale oder die davon abgeleiteten Signale an mindestens zwei unterschiedlichen Behandlungsstationen (3) durch die diesen Behandlungsstationen (3) zugeordneten Sensoren (4) erfasst werden.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal oder das hinsichtlich auf Fehler hinweisende Auffälligkeiten ausgewertete Signal einem Winkelsegment, bevorzugt einer Behandlungsstation (3) des Rotors (2) und/oder einem Werkstück zugeordnet wird.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf dem Messsignal oder basierend auf dem hinsichtlich auf Fehler hinweisenden Auffälligkeiten ausgewerteten Signal auf einen Teilprozess an einer Behandlungsstation (3) rückgeschlossen wird.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung basierend auf von mehreren Sensoren (4) einer Behandlungsstation (3) bereitgestellten Messsignalen oder davon abgeleiteten Signalen erfolgt.
  17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Auswertung der Messsignale oder davon abgeleiteter Signale erhaltene Informationen mit Informationen aus einer die Werkstücke nachfolgend prüfenden Inspektionseinheit (5) verglichen werden.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Vergleich von im Rahmen der Auswertung der Messsignale oder davon abgeleiteter Signale erhaltenen Informationen mit Informationen aus der Inspektionseinheit (5) Vergleichsinformationen erhalten werden und dass basierend auf den Vergleichsinformationen eine Anpassung des Referenzsignals erfolgt.
  19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf der Auswertung eines oder mehrerer Messsignale oder eines davon abgeleiteten Signals Prozessparameter für das Transportelement (2) und/oder eine Behandlungsstation (3) angepasst werden und/oder Wartungs- und Instandhaltungsaufgaben abgeleitet werden.
  20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Referenzsignale und die mit diesen Referenzsignalen zu vergleichenden Messsignale vom jeweiligen Sensor (4) der Behandlungsstationen (3) im selben Transportstreckenabschnitt ermittelt werden.
  21. Maschine mit einem Transportelement (2) mit mehreren Behandlungsstationen (3), wobei die Behandlungsstationen (3) jeweils mindestens ein zugehöriges Funktionselement umfassen, um auf das Werkstück direkt oder mittelbar einzuwirken, wobei mittels der Behandlungsstationen und/oder deren mindestens einem Funktionselement jeweils ein zu behandelndes Werkstück während der Behandlung auf einer Transportstrecke (TS) zwischen einem Einlauf (E) und einem Auslauf (A) förderbar ist und/oder das Werkstück mindestens auf einem Teilstück dieser Transportstrecke (TS) verändert und/oder hergestellt oder auf dieses eingewirkt werden kann , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest teilweise die Behandlungsstationen (3) jeweils zumindest einen Sensor (4) zur Aufnahme einer Schwingungsfrequenz und/oder eines akustischen Signals aufweisen, mittels dem ein durch den Behandlungs- oder Herstellungsprozess an der jeweiligen Behandlungsstation (3) und während des Transports des Werkstücks an dieser Behandlungsstation (3) erzeugtes Muster erfasst wird und dass eine Auswerteeinheit (5) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, das vom Sensor (4) bereitgestellte Messsignal oder ein davon abgeleitetes Signal auszuwerten und mit einem Referenzsignal zu vergleichen.
  22. Maschine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) mitbewegt an dem Rotor (2) vorgesehen und an der jeweiligen Behandlungsstation (3) angeordnet ist.
  23. Maschine nach Anspruch 21 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) durch mindestens einen auf ein Funktionselement ausgerichteten berührungslosen Sensor zur Schall- und/oder Vibrationsmessung gebildet ist, insbesondere ein Richtmikrofon oder ein Laservibrometer ist.
  24. Maschine nach einem der Ansprüche 21 bis , dadurch gekennzeichnet, dass eine Behandlungsstation (3) zwei oder mehr Sensoren (4) aufweist, die unterschiedlichen Bereichen der Behandlungsstation (3) zugeordnet sind.
  25. Maschine nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein digitaler oder ein physikalischer Filter zur Ausfilterung von störenden Grundschwingungen und/oder störenden Hintergrundgeräuschen vorgesehen ist.
  26. Maschine nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) durch einen Körperschallsensor oder ein Mikrofon gebildet wird.
  27. Maschine nach einem der Ansprüche 21 bis 26, gekennzeichnet durch deren Ausbildung derart, dass das Referenzsignal vorab basierend auf mehreren an unterschiedlichen Behandlungsstationen (3) ermittelten Messsignalen ermittelt wird.
  28. Maschine nach einem der Ansprüche 21 bis 27, gekennzeichnet durch deren Ausbildung derart, dass das Referenzsignal intermittierend oder kontinuierlich angepasst wird.
  29. Maschine nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine Speichereinheit zur Speicherung eines Satzes von Referenzsignalen vorgesehen ist, wobei der Satz von Referenzsignalen mehrere von einem Prozessparameter abhängige Referenzsignale umfasst.
  30. Maschine nach einem der Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine eine Inspektionseinheit (5) umfasst und dass die Maschine derart ausgebildet ist, dass im Rahmen der Auswertung der Messsignale oder davon abgeleiteter Signale erhaltenen Informationen mit Informationen einer die Werkstücke nachfolgend prüfenden Inspektionseinheit (5) verglichen werden.
  31. Maschine nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch deren Ausbildung derart, dass durch den Vergleich von im Rahmen der Auswertung der Messsignale oder davon abgeleiteter Signale erhaltenen Informationen mit Informationen der Inspektionseinheit (5) Vergleichsinformationen erhalten werden und dass basierend auf den Vergleichsinformationen eine Anpassung des Referenzsignals erfolgt.
  32. Maschine nach einem der Ansprüche 21 bis 31, gekennzeichnet durch deren Ausbildung als Behälterbehandlungsmaschine, insbesondere als Füllmaschine, Etikettiermaschine oder Verschließer von Behältern.
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EP18726102.9A EP3631590A1 (de) 2017-05-22 2018-05-15 Verfahren zur überwachung eines prozesses
CN201880034084.7A CN110678818A (zh) 2017-05-22 2018-05-15 用于监测过程的方法
US16/692,210 US20200189898A1 (en) 2017-05-22 2019-11-22 Container handling machine, such as a container filling machine or container closing machine, and a method of operation thereof

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DE (1) DE102017111066A1 (de)
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019203060A1 (de) * 2019-03-06 2020-09-10 Krones Ag Verfahren zur Produktführung in einer Abfüllanlage und Abfüllanlage für Glasflaschen
IT201900021612A1 (it) * 2019-11-19 2021-05-19 Gruppo Bertolaso Spa Macchina per la tappatura di bottiglie con tappi in materiale deformabile
DE102021121305A1 (de) 2021-08-17 2023-02-23 Krones Aktiengesellschaft Produktionsanlage zur Herstellung, Behandlung und/oder Abfüllung von Behältern und Verfahren zu dessen Produktionssteuerung und/oder Anlagenspezifikation

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020109858A1 (de) * 2020-04-08 2021-10-14 Balluff Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Systems
DE102020127346A1 (de) * 2020-10-16 2022-04-21 Pepperl+Fuchs Se Vorrichtung und Verfahren zum Ermitteln einer Ventilstellung eines beweglichen Füllventils, insbesondere eines Füllventils in einer Abfüllanlage für Flüssigkeiten
DE102020129149A1 (de) * 2020-11-05 2022-05-05 Krones Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt
EP4067294B1 (de) 2021-04-02 2023-11-01 Sidel Participations Zum befüllen von behältern mit einem rieselfähigen produkt konfigurierte füllmaschine und verfahren
CN114273981B (zh) * 2022-03-04 2022-05-20 苏州古田自动化科技有限公司 一种具有异常构件排查功能的卧式五轴数控加工中心
CN117170349B (zh) * 2023-11-02 2024-02-27 博纯材料股份有限公司 应用于氪气充装控制系统的故障诊断方法及系统

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPN744696A0 (en) * 1996-01-05 1996-02-01 Appleyard, Thomas John Safety apparatus and protection method for machines
AUPR454601A0 (en) * 2001-04-23 2001-05-24 Summit Cd Manufacture Pte Limited A display system
JP3874110B2 (ja) * 2002-08-30 2007-01-31 日本精工株式会社 異常診断システム
US20070115467A1 (en) * 2005-11-23 2007-05-24 Owens-Brockway Glass Container Apparatus and method for ensuring rotation of a container during inspection
DE102008010885A1 (de) * 2008-02-25 2009-08-27 Krones Ag Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen der Betriebsfähigkeit einer Behälterbehandlungsvorrichtung
DE102009034444A1 (de) * 2009-07-23 2011-01-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Überwachung einer Umgebung mit mehreren akustischen Sensoren
WO2012103905A1 (de) * 2011-01-31 2012-08-09 Khs Gmbh Verfahren sowie vorrichtung zum herstellen von mit einem flüssigen füllgut gefüllten behältern
DE102011017448A1 (de) * 2011-04-18 2012-10-18 Krones Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Behältnisbehandlungsanlage mit Störungsdiagnose
DE102011076131A1 (de) * 2011-05-19 2012-11-22 Hamm Ag System zur Bereitstellung von einen Vibrationszustand repräsentierenden Informationen für den Betrieb vibrationsemittierender Maschinen, insbesondere Baumaschinen
ES2435843T3 (es) * 2011-07-18 2013-12-23 Siemens Aktiengesellschaft Procedimiento para la detección de daños en engranajes
DE102013205398A1 (de) * 2013-03-27 2014-10-02 Krones Ag Rundläufermaschine zur Behälterbehandlung mit Drehgeber
DE102013218394A1 (de) * 2013-09-13 2015-03-19 Krones Ag Vorrichtung und Verfahren zur Wartung von Transportelementen in einer Behälterbehandlungsanlage
DE102014100496B4 (de) * 2014-01-17 2016-05-12 Khs Gmbh Behälterbehandlungsmaschine sowie Verfahren zum Behandeln von Behältern
DE102014103407A1 (de) * 2014-03-13 2015-09-17 Khs Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Trocknen von bedruckten Behältern
DE102014103671B3 (de) * 2014-03-18 2015-07-16 Khs Gmbh Behälterbehandlungsmaschine sowie Verfahren zum Zu- und/oder Abführen von Behältern zu einer Behälterbehandlungsmaschine
EP3064468B1 (de) * 2015-03-03 2017-07-05 Sidel Participations, S.A.S. Diagnostisches Kit und Verfahren zur Überwachung des Betriebsstatus und der Zuverlässigkeit einer Behälterverarbeitungsmaschine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019203060A1 (de) * 2019-03-06 2020-09-10 Krones Ag Verfahren zur Produktführung in einer Abfüllanlage und Abfüllanlage für Glasflaschen
IT201900021612A1 (it) * 2019-11-19 2021-05-19 Gruppo Bertolaso Spa Macchina per la tappatura di bottiglie con tappi in materiale deformabile
EP3825276A1 (de) 2019-11-19 2021-05-26 Gruppo Bertolaso S.p.A. Maschine zum verkorken von flaschen mit korken aus verformbarem material
DE102021121305A1 (de) 2021-08-17 2023-02-23 Krones Aktiengesellschaft Produktionsanlage zur Herstellung, Behandlung und/oder Abfüllung von Behältern und Verfahren zu dessen Produktionssteuerung und/oder Anlagenspezifikation

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