DE102018219084A1

DE102018219084A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Gruppierung eines Getränkebehälterstroms zu einer Gebindeanordnung

Info

Publication number: DE102018219084A1
Application number: DE102018219084.4A
Authority: DE
Inventors: Stefan Poeschl
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2018-11-08
Filing date: 2018-11-08
Publication date: 2020-05-14

Abstract

Verfahren (100) zur Gruppierung eines Getränkebehälterstroms zu einer Gebindeanordnung, wobei Behälter des Getränkebehälterstroms mit einem Lineartransporteur zu einem Gruppierungsbereich transportiert werden (102), dadurch gekennzeichnet, dass in einer Steuerungseinheit die Gebindeanordnung als Layout hinterlegt wird (101), und dass die Steuerungseinheit eine Formation mit Robotern aufgrund des hinterlegten Layouts derart steuert, dass die Behälter im Gruppierungsbereich mit den Robotern umgeordnet werden, um die Gebindeanordung zu bilden (106).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gruppierung eines Getränkebehälterstroms zu einer Gebindeanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 bzw. 12.
Üblicherweise werden die Behälter des Getränkebehälterstroms in Gassen vorgeordnet einer Verpackungsmaschine zugeführt, um sie damit als Gebinde zu verpacken. Bei den Behältern kann es sich beispielsweise um Getränkebehälter oder dergleichen handeln, die in den einzelnen Gassen jeweils als serieller Behälterstrom unmittelbar hintereinander transportiert und derart vorgeordnet mit der Verpackungsmaschine verarbeitet werden.
Dazu werden die Behälter des Getränkebehälterstroms üblicherweise mit einem Lineartransporteur stehend transportiert und mit Führungselementen so auf die Gassen aufgeteilt, dass sie darin jeweils als serielle Behälterströme vorliegen.
Um eine störungsfrei Aufteilung der Behälter zu unterstützen, werden üblicherweise Rüttler oder Vibratoren eingesetzt, die verhindern sollen, dass im Eindrängelbereich der Führungselemente keine Verklemmung der Behälter stattfinden. Darüber hinaus ist eine oszillierende Bewegung der Führungselemente bekannt, um derartige Verklemmungen zu verhindern.
Nachteilig dabei ist, dass die Anordnung der Führungselemente individuell auf jeden Behältertyp eingestellt werden muss. Zudem kann es vorkommen, dass die Verpackungsmaschine bei einem Wechsel der Gebindeanordnung umgebaut werden muss.
Darüber hinaus kann es in seltenen Fällen vorkommen, dass einer der Behälter im Eindrängelbereich der Führungselemente aufgrund des Staudrucks umfällt. In derartigen Fällen muss dann der Betrieb unterbrochen werden, sodass das Bedienpersonal den umgefallenen Behälter manuell entfernen kann.
Zur Lösung dieser Aufgabenstellung stellt Erfindung ein Verfahren zur Gruppierung eines Getränkebehälterstroms zu einer Gebindeanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereit. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
Dadurch, dass die Gebindeanordnung in der Steuerungseinheit als Layout hinterlegt wird, kann das Layout als digitaler Datensatz direkt in der Steuerungseinheit oder auch mittels eines separaten Computers besonders einfach erstellt und an einen anderen Behältertyp sowie an die gewünschte Gebindeanordnung angepasst werden. Da die Steuerungseinheit die Formation mit Robotern aufgrund des hinterlegten Layouts derart steuert, dass die Behälter im Gruppierungsbereich mit den Robotern zur Gebindeanordnung umgeordnet werden, kann das Layout vollautomatisch und ohne Benutzereingriff mit der Steuerungseinheit verarbeitet werden. Folglich müssen weder Führungselemente mechanisch verstellt noch die Verpackungsmaschine umgebaut werden, so dass das Verfahren einfacher an unterschiedliche Behältertypen und Gebindeanordnungen angepasst werden kann.
Darüber hinaus fallen bei dem Verfahren die Führungselemente weg, um die Behälter als serielle Behälterströme aufzuteilen. Folglich muss sich der Getränkebehälterstrom also auch nicht mehr eindrängeln, wodurch das Risiko von umfallenden Behältern vermindert wird.
Das Verfahren zur Gruppierung des Getränkebehälterstroms zu der Gebindeanordnung kann in einer Getränkeverarbeitungsanlage eingesetzt werden. Insbesondere können die Behälter anschließend an den Gruppierungsbereich einer Verpackungsmaschine zugeführt werden. Anders ausgedrückt können die als Gebindeanordnung umgeordneten Behälter mit der Verpackungsmaschine verpackt werden, beispielsweise mit Kartonverpackungen oder als Schrumpfgebinde. Denkbar ist, dass die Behälter mit einer Streckblasmaschine hergestellt, einer Etikettiermaschine etikettiert, einem Füller befüllt und/oder mit einem Verschließer verschlossen werden, bevor sie als Getränkebehälterstrom mit dem Transporteur transportiert und mit der Formation mit Robotern im Gruppierungsbereich umgeordnet werden. Denkbar ist, dass das Verfahren zur Gruppierung des Getränkebehälterstroms zu der Gebindeanordnung automatisch mit der Steuerungseinheit durchgeführt wird.
Mit Getränkebehälterstrom kann hier eine Anordnung von Behältern, insbesondere von Kunststoffbehältern, für ein Getränkeprodukt gemeint sein, die mit dem Lineartransporteur transportiert wird.
Die Behälter können dazu vorgesehen sein, das Getränkeprodukt aufzunehmen. Die Behälter können Kunststoffflaschen, Glasflaschen und/oder Dosen sein. Bei Kunststoffbehältern kann es sich speziell um PET-, PEN-, HD-PE oder PP-Behälter bzw. Flaschen handeln. Ebenso kann es sich um biologisch abbaubare Behälter oder Flaschen handeln, deren Hauptbestandteile aus nachwachsenden Rohstoffen wie z. B. Zuckerrohr, Weizen oder Mais bestehen. Denkbar ist, dass es sich bei den Behältern, insbesondere den Kunststoffbehältern, um rotationssymmetrische Behälter oder um von der Rotationssymmetrie abweichende Formbehälter handelt. Beispielsweise kann es sich um Formbehälter mit einem rechteckigen oder quadratischen Querschnitt handeln.
Mit Gebindeanordnung kann eine Gruppe regelmäßig angeordneter Behälter gemeint sein. Beispielsweise kann die Rasteranordnung eines 6er-Packs mit 2x3 Behältern gemeint sein. Ebenso sind auch Rasteranordnung von 2x4, 3x3, 3x4, 3x5, 4x4, 4x5, 4x6 oder noch andere regelmäßige Raster, wie beispielsweise eine hexagonale Rasteranordnung denkbar.
Der Lineartransporteur kann die Behälter des Getränkebehälterstroms stehend auf einem Transportband transportieren. Denkbar ist, dass die Behälter des Getränkebehälterstroms vom Lineartransporteur mit mehreren parallelen Transportbändern transportiert werden, insbesondere im Gruppierungsbereich. Beispielsweise können die Behälter zum Gruppierungsbereich mit einem Transportband transportiert und dann im Gruppierungsbereich auf den Transportband und wenigstens einem weiteren dazu parallel angeordneten Transportband umgruppiert werden.
Der Gruppierungsbereich kann einen Abschnitt des Lineartransporteurs umfassen. Denkbar ist jedoch auch, dass ein weiterer Lineartransporteur daran anschließt, der den Gruppierungsbereich bildet. Vorzugsweise kann der Gruppierungsbereich als ebene Transportfläche ausgebildet sind, auf der die Behälter zum Umordnen mit den Robotern stehen. Beispielsweise kann es sich bei der ebenen Fläche um eine Transportfläche des Lineartransporteurs handeln, insbesondere eines Transportbands des Lineartransporteurs.
Die Steuerungseinheit kann als Maschinensteuerung ausgebildet sein und/oder einen Mikroprozessor, eine Speichereinheit, eine Netzwerkschnittstelle, eine Steuerschnittstelle zu den Robotern, eine Anzeigeeinheit und/oder eine Eingabeeinheit umfassen. Das Layout kann als digitaler Datensatz in der Steuerungseinheit hinterlegt sein, insbesondere gespeichert sein.
Die Formation von Robotern kann wenigstens zwei Roboter umfassen. Denkbar ist, dass die Formation von Robotern nur aus einem Robotertyp gebildet wird. Alternativ ist auch denkbar, dass die Formation von Robotern mehrere Robotertypen umfasst. Der Robotertyp kann ein Delta-Roboter, ein Scara-Roboter (beispielsweise ein horizontaler Gelenkarmroboter) oder ein Knickarmroboter sein. Denkbar ist, dass die Roboter die Behälter beim Umordnen einzeln oder gruppenweise mittels eines Behältermanipulators aufnehmen und an einer anderen Stelle des Gruppierungsbereichs abstellen. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass die Roboter die Behälter beim Umordnen einzeln oder Gruppenweise mittels des Behältermanipulators im Gruppierungsbereich verschieben. Die Roboter können jeweils mittels eines ansteuerbaren Antriebs angetrieben sein. Der ansteuerbare Antrieb kann einen Elektromotor, beispielsweise einen Servomotor- oder Schrittmotor umfassen. Denkbar ist auch, dass der ansteuerbarer Antrieb einen pneumatischen oder hydraulischen Antrieb umfasst.
Die Behälter können im Gruppierungsbereich auf dem Lineartransporteur zu der Gebindeanordnung umgeordnet und daraufhin mit dem Lineartransporteur zu einem nachfolgenden Transporteur und/oder einer nachfolgenden Verpackungsmaschine transportiert werden. Anders ausgedrückt können die Behälter mit dem Lineartransporteur sowohl zum Gruppierungsbereich transportiert, als auch nach dem Umordnen mit den Robotern davon abtransportiert werden. Dadurch kann das Verfahren mit besonders einfachen Mitteln durchgeführt werden. Denkbar ist auch, dass die Behälter mit den Robotern auf einer sich weiterbewegenden Transportfläche des Lineartransporteurs zu der Gebindeanordnung umgeordnet werden.
Die Behälter können im Gruppierungsbereich kaskadenartig umgeordnet werden, insbesondere wobei die Behälter von wenigstens einem Roboter eines ersten Robotertyps zu Kleingruppen umgeordnet werden, und wobei die Kleingruppen anschließend von wenigstens einem der Roboter eines zweiten Robotertyps zu der Gebindeanordnung angeordnet werden. Dadurch können beim Umordnen der Behälter zu den Kleingruppen Roboter mit einer geringeren Reichweite eingesetzt werden, so dass das Verfahren weniger kostenintensiv ist. Insbesondere kann der erste Robotertyp eine geringere Reichweite aufweisen als der zweite Robotertyp. Mit Reichweite kann hier der maximale Abstand von einem Behälter zu einer Roboterbasis gemeint sein, bei dem der Roboter den Behälter gerade noch aufnehmen kann. Ebenso kann damit der Bewegungsradius eines Roboters gemeint sein, insbesondere auf Höhe einer Behältermündung und parallel zu der ebenen Fläche des Gruppierungsbereichs.
Der Getränkebehälterstrom kann vom Lineartransporteur als serielle Behälterstrom oder als Massenstrom transportiert werden. Mit „serieller Behälterstrom“ kann hier gemeint sein, dass die Behälter in einer Reihe hintereinander vom Lineartransporteur transportiert werden. Denkbar ist, dass der Lineartransporteur für den seriellen Behälterstrom ein Transportband mit einer Transportfläche umfasst, die quer zur Transportrichtung eine Breite aufweist, die einem Behälterdurchmesser entspricht. Mit „Massenstrom“ kann hier gemeint sein, dass die Behälter gegenüber der Transportrichtung sowohl hintereinander als auch nebeneinander mit dem Lineartransporteur transportiert werden. Anders ausgedrückt können mit dem „Massenstrom“ mehrere Behälter gemeint sein, die nebeneinander mit dem Lineartransporteur transportiert werden. Bei dem „Massenstrom“ kann es sich um geordnete oder ungeordnete Behälter handeln. Denkbar ist, dass der Lineartransporteur für den Massenstrom ein Transportband mit einer Transportfläche umfasst, die quer zur Transportrichtung eine Breite aufweist, die wenigstens zwei Behälterdurchmessern entspricht.
Denkbar ist, dass Behälter mit unterschiedlichen Produkttypen, insbesondere Geschmacksrichtungen, erkannt und beim Umordnen zu der Gebindeanordnung sortiert werden. Dadurch können die unterschiedlichen Produkttypen automatisch in geordneter Weise zu einem Gebinde oder auch in getrennten Gebinden verpackt werden. Folglich können die unterschiedlichen Produkttypen mit einer Anlage verarbeitet werden. Bei den Geschmacksrichtungen kann es sich um unterschiedliche Zusammensetzungen des Produkts in den Behältern handeln.
Das Layout kann die unterschiedlichen Produkttypen berücksichtigen und die Steuereinheit kann die Formation mit den Robotern aufgrund des hinterlegten Layouts derart steuern, dass die Behälter mit den unterschiedlichen Produkttypen zu der Gebindeanordnung kombiniert werden, wobei ein Muster mit den unterschiedlichen Produkttypen in der Gebindeanordung erzeugt wird. Dadurch kann eine besonders ansprechende Variante der Gebinde automatisch aufgrund des Layouts zusammengestellt werden, ohne dass dafür ein zusätzlicher Aufwand entstehen würde.
Die Steuerungseinheit kann die Formation mit den Robotern derart steuern, dass einzelne Behälter aussortiert und hinsichtlich ihrer Qualität mit einer Inspektionseinrichtung inspiziert werden. Dadurch können aus dem Getränkebehälterstrom automatisch Behälter zur Qualitätssicherung ausgeschleust werden. Denkbar ist, dass die einzelnen Behälter mit wenigstens einem der Roboter auf einem Tisch oder Transporteur abgestellt werden, der neben dem Lineartransporteur angeordnet ist. Dadurch können die einzelnen Behälter zur Qualitätssicherung in einem dafür vorgesehenen Bereich abgestellt oder automatisch weitertransportiert werden.
Denkbar ist, dass die Steuerungseinheit die Formation mit den Robotern derart steuert, dass die Behälter wenigstens teilweise einem insbesondere seitlich am Lineartransporteur angeordneten Puffersystem zugeführt werden. Dadurch kann eine Störung einer nachfolgenden Behandlungsmaschine, insbesondere der Verpackungsmaschine, mit dem Puffersystem überbrückt werden. Entsprechend kann die Steuerungseinheit die Formation mit den Robotern derart steuern, dass die dem Puffersystem zugeführten Behälter wieder entnommen und im Gruppierungsbereich angeordnet werden. Dadurch kann die Umordnung der Behälter zur Gebindeanordnung mit dem Puffern synergetisch kombiniert werden.
Die Behälter können beim Zuführen zum Puffersystem von der Formation mit Robotern auf einen Zuführbereich wenigstens eines Bandtransporteurs des Puffersystems angeordnet werden und dann mit dem wenigstens einen Bandtransporteur innerhalb des Puffersystems weitertransportiert werden. Beispielsweise können die Behälter beim Zuführen auf einem Randbereich des wenigstens einen Bandtransporteurs abgestellt werden, mit dem sie dann anschließend innerhalb des Puffersystems weitertransportiert werden. Dadurch wird der Verfahrweg der Roboter verkürzt, so dass die Behälter dem Puffersystem besonders schnell zugeführt werden können.
Denkbar ist, dass die Behälter beim Zuführen zum Puffersystem zu der Gebindeanordnung oder einer Unterformation davon angeordnet werden. Dadurch wird die Gebindeanordnung beim Zuführen der Behälter in das Puffersystem bereits teilweise oder ganz gebildet, sodass die Behälter insgesamt schneller verarbeitet werden können.
Darüber hinaus stellt die Erfindung zur Lösung der Aufgabenstellung eine Vorrichtung zur Gruppierung eines Getränkebehälterstroms zu einer Gebindeanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 bereit. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
Dadurch, dass die Vorrichtung die Formation mit Robotern und die Steuerungseinheit zur Steuerung der Roboter umfasst und die Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, die Roboter aufgrund des in der Steuerungseinheit hinterlegten Layouts zu steuern, kann das Layout besonders einfach als digitaler Datensatz direkt in der Steuerungseinheit oder auch mittels eines separaten Computers erstellt und an einen anderen Behältertyp und an die gewünschte Gebindeanordnung angepasst werden. Da die Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, die Formation mit Robotern aufgrund des hinterlegten Layouts so zu steuern, dass die Behälter im Gruppierungsbereich mit den Robotern zur Gebindeanordnung umgeordnet werden, kann das Layout vollautomatisch und ohne Benutzereingriff mit der Steuerungseinheit verarbeitet werden. Folglich müssen weder Führungselemente mechanisch verstellt noch die Verpackungsmaschine umgebaut werden, so dass die Vorrichtung einfacher an unterschiedliche Behältertypen und Gebindeanordnungen angepasst werden kann.
Darüber hinaus fallen bei der Vorrichtung die Führungselemente weg, um die Behälter als serielle Behälterströme aufzuteilen. Folglich muss sich der Getränkebehälterstrom also auch nicht mehr eindrängeln, wodurch das Risiko von umfallenden Behältern vermindert wird.
Die Vorrichtung kann die zuvor in Bezug auf das Verfahren beschriebenen Merkmale, insbesondere nach einem der Ansprüche 1-11, einzelnen oder in beliebigen Kombinationen sinngemäß umfassen.
Die Vorrichtung kann in einer Getränkeverarbeitungsanlage angeordnet sein. Denkbar ist, dass der Vorrichtung einer Verpackungsmaschine nachgeordnet ist, um die Gebindeanordnung zu einem Gebinde zu verpacken. Ebenso kann die Getränkeverarbeitungsanlage der Vorrichtung vorgeordnet eine Streckblasmaschine, eine Etikettiermaschine, einen Füller und/oder einen Verschließer für die Behälter umfassen.
Der Lineartransporteur kann wenigstens ein Transportband umfassen, um die Behälter zum Gruppierungsbereich darauf stehend zu transportieren und/oder vom Gruppierungsbereich zu einer nachgeordneten Behandlungsmaschine zu transportieren, insbesondere zu der Verpackungsmaschine. Der Lineartransporteur kann einen steuerbaren Antrieb umfassen, um das wenigstens eine Transportbands anzutreiben.
Die Roboter können jeweils einen bewegbaren Behältermanipulator umfassen, um die Behälter einzeln oder gruppenweise damit aufzunehmen und/oder umzuordnen. Der Behältermanipulator kann beispielsweise als Greifer ausgebildet sein. Die Roboter können jeweils einen oder mehrere steuerbare Antrieb und wenigstens einen damit schwenk- und/oder verlängerbaren Arm umfassen, um den Behältermanipulator in wenigstens einer Richtung zu verfahren oder zu schwenken.
Denkbar ist, dass die Formation mit Robotern wenigstens zwei verschiedenartige Robotertypen mit unterschiedlicher Reichweite des Behältermanipulators zum Aufgreifen und Absetzten der Behälter umfasst. Dadurch können beim Umordnen der Behälter zu den Kleingruppen Roboter mit einer geringeren Reichweite eingesetzt werden, so dass die Vorrichtung weniger kostenintensiv ist. Insbesondere kann ein erster Robotertyp eine geringere Reichweite aufweisen als ein zweiter Robotertyp.
Die Vorrichtung kann ein insbesondere seitlich am Lineartransporteur angeordnetes Puffersystem mit wenigstens einem Bandtransporteur umfassen. Dadurch kann eine Störung einer nachfolgenden Behandlungsmaschine, insbesondere der Verpackungsmaschine, mit dem Puffersystem überbrückt werden. Mit „seitlich angeordnet“ kann hier gemeint sein, dass das Puffersystem quer versetzt zur Transportrichtung des Lineartransporteurs angeordnet ist. Denkbar ist, dass der wenigstens eine Bandtransporteur jeweils einen Antrieb und ein davon angetriebenes Förderband umfasst. Der wenigstens eine Bandtransporteur kann dazu ausgebildet sein, die Behälter zum Puffern quer zur Transportrichtung des Lineartransporteurs zu verfahren.
Der wenigstens eine Bandtransporteur des Puffersystems kann mehrere Bandtransporteure umfassen, die beim Puffern mit einer Verfahreinheit senkrecht zu einer Transportebene des Lineartransporteurs verfahrbar sind. Anders ausgedrückt können die Bandtransporteure vertikal verfahrbar sein. Mit „vertikal“ kann hier die Richtung gemeint sein, die auf den Erdmittelpunkt zeigt. Dadurch können regalartig besonders viele Behälter mit dem Puffersystem gepuffert werden.
Denkbar ist, dass das Puffersystem ein Schienensystem umfasst, um die Bandtransporteure entlang des Schienensystems zu verfahren. Die Verfahreinheit kann für wenigstens einen der Bandtransporteure einen Antrieb und einen Riemen umfassen, an dem der wenigstens eine Bandtransporteur angegliedert ist. Beispielsweise können die Bandtransporteure paternosterartig mit der Verfahreinheit verfahrbar sein. Ebenso ist denkbar, dass die Verfahreinheit einen Zahnstangenantrieb umfasst. Darüber hinaus kann das Puffersystem einen Rahmen umfassen, an dem das Schienensystem angegliedert ist.
Der wenigstens eine Bandtransporteur kann einen Antrieb mit einem Akku als Energiequelle umfassen, um ein Förderband des wenigstens einen Bandtransporteurs anzutreiben. Dadurch ist es möglich den wenigstens einen Bandtransporteur ohne Versorgungskabel mit Energie zu versorgen. Denkbar ist, dass der wenigstens eine Bandtransporteur mit der Verfahreinheit in eine Ladeposition verfahrbar ist, um den Akku wieder aufzuladen. Dazu kann das Puffersystem einen elektrischen Versorgungskontakt umfassen, mit dem der wenigstens eine Bandtransporteurs in der Ladeposition verbindbar ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt:

1 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Gruppierung eines Getränkebehälterstroms zu einer Gebindeanordnung als Flussdiagramm;
2A ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Gruppierung eines Getränkebehälterstroms zu einer Gebindeanordnung in einer perspektivischen Ansicht;
2B das Ausführungsbeispiel aus der 2A in einer Draufsicht; und
3 ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Gruppierung eines Getränkebehälterstroms zu einer Gebindeanordnung in einer Draufsicht.

In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel des Verfahrens 100 zur Gruppierung eines Getränkebehälterstroms zu einer Gebindeanordnung als Flussdiagramm dargestellt. Das Verfahren 100 kann beispielsweise mit den in den 2A, 2B und 3 dargestellten Vorrichtungen 1 durchgeführt werden. Insbesondere kann das Verfahren 100 in einer Getränkeverarbeitungsanlage durchgeführt werden.
Zu sehen ist, dass im Schritt 101 das Layout der Gebindeanordnung in der Steuerungseinheit hinterlegt wird.
Beispielsweise wird dabei das Layout eines 6er-Packs als Rasteranordnung von 2x3 Behältern erstellt. Dies kann beispielsweise an einem PC mittels einer grafischen Benutzeroberfläche geschehen. Ebenso ist denkbar, dass das Layout direkt mit der Steuerungseinheit erstellt wird, die dazu eine grafische Anzeigeeinheit und eine Eingabeeinheit umfasst. Bei dem Layout wird sowohl die Rasteranordnung der Behälter als auch deren Form, insbesondere der Querschnitt der Behälter senkrecht zu einer Behälterlängsachse berücksichtigt. Beispielsweise kann es sich um rotationssymmetrische Behälter handeln, wie beispielsweise PET-Flaschen. Entsprechend wird das Layout so erstellt, dass sich die Behälter in der Rasteranordnung gegenseitig gerade berühren. Denkbar ist jedoch auch, dass dabei ein minimaler Abstand der Behälter zueinander berücksichtigt wird.
Das Layout wird dann als digitaler Datensatz in der Steuerungseinheit hinterlegt, also gespeichert, und zu Steuerungsdaten für die Formation von Robotern umgesetzt.
Im Schritt 102 werden die Behälter des Getränkebehälterstroms mit einem Lineartransporteur zu einem Gruppierungsbereich transportiert. Beispielsweise können die Behälter des Getränkebehälterstroms als serieller Behälterstrom oder als Massenstrom vorliegen und stehend vom Lineartransporteur mittels eines Transportbands zum Gruppierungsbereich transportiert werden.
Abhängig von jeweiligen Betriebszuständen werden nachfolgend die Zweige Z_1, Z₂ oder Z₃ verfolgt:

Falls beispielsweise eine Störung einer nachfolgenden Verpackungsmaschine vorliegt, so werden die Behälter ganz oder teilweise gepuffert. Dazu werden sie im Schritt 103 einem seitlich am Lineartransporteur angeordneten Puffersystem zugeführt und zu einem späteren Zeitpunkt, beispielsweise nach Beseitigung der Störung, im Schritt 104 wieder entnommen. Beispielsweise kann das Puffersystem neben dem Gruppierungsbereich am Bantransporteur angeordnet sein, so dass sie von einer Formation von Robotern vom Bandtransporteur dem Puffersystem zugeführt und später wieder entnommen werden können.

Denkbar ist, dass die Behälter im Schritt 103 beim Zuführen zum Puffersystem von der Formation mit Robotern auf einem Zuführbereich eines Bandtransporteurs des Puffersystems angeordnet werden und dann mit dem Bandtransporteur innerhalb des Puffersystems weitertransportiert werden. Denkbar ist auch, dass die Behälter beim Zuführen zum Puffersystem bereits zu der Gebindeanordnung oder einer Unterformation davon umgeordnet werden. Dadurch ist es möglich, das Puffersystem wenigstens teilweise beim Umordnen der Behälter zur Gebindeanordnung zu nutzen.
Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass gemäß Zweig Z₃ die Steuerungseinheit die Formation mit den Robotern derart steuert, dass einzelne Behälter aussortiert und hinsichtlich ihrer Qualität mit einer Inspektionseinrichtung inspiziert werden (Schritt 105). Beispielsweise ist denkbar, dass auf Zufallsbasis die einzelnen Behälter aussortiert werden. Ebenso ist denkbar, dass nach dem Transport einer vorbestimmten Anzahl von Behältern, beispielsweise von 1000 Behältern, ein einzelner Behälter aussortiert und hinsichtlich seiner Qualität mit der Inspektionseinrichtung inspiziert wird.
Anschließend wird in den Zweigen Z₁ und Z₃ zum Schritt 106 übergegangen.
Falls allerdings ein ordnungsgemäßer Betrieb vorliegt, so wird gemäß Zweig Z₂ ohne Puffern und aussortieren zum Schritt 106 übergegangen:

Dabei steuert die Steuerungseinheit die Formation mit Robotern aufgrund des hinterlegten Layouts derart, dass die Behälter im Gruppierungsbereich mit den Robotern umgeordnet werden, um die Gebindeanordnung zu bilden. Denkbar ist beispielsweise, dass die Formation mit den Robotern entlang des Lineartransporteurs angeordnet ist und die Behälter auf dem Lineartransporteur zu der Gebindeanordnung umgeordnet werden. Anschließend werden die Behälter zu einem nachfolgenden Transporteur und/oder einer nachfolgenden Verpackungsmaschine transportiert.

Beim Umordnen können die Behälter beispielsweise von den Robotern jeweils aufgenommen und an einer anderen Stelle im Gruppierungsbereich abgesetzt werden. Denkbar ist, dass sie dabei wieder auf dem Lineartransporteur abgesetzt werden. Ebenso ist denkbar, dass die Behälter mit den Robotern lediglich verschoben werden.
Beispielsweise können die Roboter nacheinander entlang des Lineartransporteurs angeordnet sein, wie dies beispielsweise in den 2A - 2B gezeigt ist.
Ebenso können die Behälter im Gruppierungsbereich kaskadenartig umgeordnet werden, wobei sie von wenigstens einem Roboter eines ersten Robotertyps zu Kleingruppen umgeordnet werden und anschließend von wenigstens einem der Roboter eines zweiten Robotertyps zu der Gebindeanordnung umgeordnet werden (vergleiche beispielsweise 3).
Darüber hinaus ist denkbar, dass Behälter unterschiedlicher Produkttypen, beispielsweise Geschmacksrichtungen, erkannt und beim Umordnen zu der Gebindeanordnung sortiert werden. Beispielsweise können Behälter eines Produkttyps zu einer Gebindeanordnung zusammengestellt werden. Alternativ ist auch denkbar, dass unterschiedliche Produkttypen zu einer Gebindeanordnung als Muster kombiniert werden.
Anschließend an das Umordnen zu der Gebindeanordnung werden die Behälter zu einer nachfolgenden Verpackungsmaschine weiter transportiert (Schritt 107). Denkbar ist, dass dies mittels des Lineartransporteurs oder eines an den Gruppierungsbereich anschließenden Transporteurs geschieht.
Dadurch, dass die Gebindeanordnung in der Steuerungseinheit als Layout hinterlegt wird (Schritt 101), kann das Layout als digitaler Datensatz direkt in der Steuerungseinheit oder auch mittels eines separaten Computers besonders einfach erstellt und an einen anderen Behältertyp und an die gewünschte Gebindeanordnung angepasst werden. Da die Steuerungseinheit die Formation mit Robotern aufgrund des hinterlegten Layouts derart steuert, dass die Behälter im Gruppierungsbereich mit den Robotern zur Gebindeanordnung umgeordnet werden (Schritt 106), kann das Layout vollautomatisch und ohne Benutzereingriff mit der Steuerungseinheit verarbeitet werden. Folglich müssen weder Führungselemente mechanisch verstellt noch die Verpackungsmaschine umgebaut werden, so dass das Verfahren einfacher an unterschiedliche Behältertypen und Gebindeanordnungen angepasst werden kann.
Darüber hinaus fallen bei dem Verfahren die Führungselemente weg, um die Behälter als serielle Behälterströme aufzuteilen. Folglich muss sich der Getränkebehälterstrom also auch nicht mehr eindrängeln, wodurch das Risiko von umfallenden Behältern vermindert wird.
In den 2A - 2B ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zur Gruppierung eines Getränkebehälterstroms S zu einer Gebindeanordnung G in einer perspektivischen Ansicht und in einer Draufsicht dargestellt. Die Vorrichtung 1 kann dazu ausgebildet sein, dass zuvor in Bezug auf die 1 beschriebene Verfahren 100 durchzuführen.
Zu sehen ist der Lineartransporteur 3 mit drei parallelen Transportbändern 31 - 33, wobei das Transportband 31 dazu vorgesehen ist, den Getränkebehälterstrom S in Transportrichtung T zum Gruppierungsbereich B zu transportieren. Beispielsweise umfasst der Lineartransporteur 3 wenigstens einem steuerbaren Antrieb, um die Transportbänder 31 - 33 anzutreiben. Denkbar ist, dass sie gemeinsam mit einem Antrieb oder getrennt voneinander mit separat steuerbaren Antrieben angetrieben werden. Das mittlere Transportband 31 ist dazu vorgesehen, den seriellen Getränkebehälterstrom im Zulauf zum Gruppierungsbereich B zu transportieren. Um beim und nach dem Umordnen die demgegenüber breitere Gebindeanordnung G zu transportieren, sind zusätzlich die seitlichen Transportbänder 32 und 33 vorgesehen.
Am Gruppierungsbereich B ist die Formation F mit Robotern 4 angeordnet, um die Behälter 2 umzuordnen und so die Gebindeanordnung G zu bilden, in diesem Beispiel ein 6er- Pack mit 2x3 Behältern 2. Die Formation F mit Robotern 4 wird dabei aufgrund eines in der Steuerungseinheit 10 hinterlegten Layouts so gesteuert, dass die Behälter 2 im Gruppierungsbereich B mit den Robotern 4 umgeordnet werden, um die Gebindeanordnung G zu bilden.
Die Roboter 4 sind hier beispielsweise vom Robotertyp ein Delta-Roboter, da damit die Behälter 2 besonders schnell quer zur Transportrichtung T auf dem Lineartransporteur 3 versetzt werden können. Dazu umfassen die Roboter 4 jeweils einen Behältermanipulator 41, beispielsweise um die Behälter 2 während des Transports am Behälterhals zu greifen, anzuheben und an einer anderen Stelle des Lineartransporteurs 3 wieder abzusetzen. Denkbar ist jedoch auch, dass die Behälter 2 mit dem Behältermanipulator 41 während des Transports verschoben werden. Denkbar ist, dass dabei unterschiedliche Produkttypen der Behälter erkannt und sortiert werden. Beispielsweise können, wie zuvor beschrieben, unterschiedliche Geschmacksrichtungen als Muster in der Gebindeanordnung G zusammengestellt werden.
Die Gebindeanordnung G wird anschließend mit den drei Transportbändern 31 - 33 zu einer nachfolgend angeordneten, hier nicht dargestellten Verpackungsmaschine transportiert.
Zu sehen ist zudem das seitlich am Lineartransporteur 3 angeordnete Puffersystem 5 mit den Bandtransporteuren 51 - 53, um die Behälter 2, beispielsweise während einer Störung der Verpackungsmaschine zu Puffern. Die Bandtransporteure 51 - 53 sind mit einer hier nicht genauer dargestellten Verfahreinheit senkrecht zur Transportebene des Lineartransporteurs in der Richtung V verfahrbar, so dass die Behälter 2 mit den Robotern 4 jedem einzelnen Bandtransporteurs 51 - 53 zugeführt und davon wieder entnommen werden können. Dadurch können besonders viele Behälter 2 gepuffert werden. Beim Zuführen des Puffersystems 5 werden die Behälter 2 auf einem Zuführbereich 51A des Bandtransporteurs 51 abgesetzt und mit diesem innerhalb des Puffersystems 5 verfahren, insbesondere quer zur Transportrichtung T des Lineartransporteurs.
Wie in der 2B zu sehen ist, werden die Behälter 2 beim Zuführen zum Puffersystem 5 bereits zu einer Unterformation der Gebindeanordnung G umgeordnet, beispielsweise hier in Reihen R angeordneten 2er-Gruppen. Dadurch können die Behälter 2 dem Puffersystem 5 besonders schnell entnommen werden.
Die Bandtransporteure 51 - 53 umfassen jeweils einen Antrieb mit einem Akku als Energiequelle, um ihre Förderbänder anzutreiben. Denkbar ist, dass der Akku über Induktion aufladbar ist. Dadurch ist eine Energieversorgung ohne Kabelanbindung gewährleistet.
Zudem ist seitlich am Lineartransporteur 3 ein Abstellbereich 6 für einzelne Behälter 2' zu sehen, die aussortiert wurden, um sie hinsichtlich ihrer Qualität mit einer Inspektionseinrichtung (hier nicht dargestellt) zu inspizieren. Beispielsweise kann der Abstellbereich 6 als Tisch oder auch als weiterer Bandtransporteur ausgebildet sein, je nachdem, ob die einzelnen Behälter 2' manuell oder automatisch zur Inspektionseinrichtung transportiert werden sollen.
Darüber hinaus ist die Steuerungseinheit 10 zu sehen, die hier beispielsweise mit einem Mikroprozessor, einer Speichereinheit, einer Anzeigeeinheit, einer Eingabeeinheit, einer Netzwerkschnittstelle und/oder mit einer Steuerungsschnittstelle ausgebildet ist. Die Steuerungsschnittstelle kann dazu vorgesehen sein, den Lineartransporteur 3, die Formation mit Robotern 4, das Puffersystem 5 und/oder den Abstellbereich 6 zu steuern.
In der 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Gruppierung eines Getränkebehälterstroms M zu einer Gebindeanordnung G in einer Draufsicht dargestellt. Das Ausführungsbeispiel der 3 unterscheidet sich im Wesentlichen von dem in den 2A - 2B dadurch, dass der Lineartransporteur 3 den ankommenden Getränkebehälterstrom M als Massenstrom transportiert, also mehrere Behälter 2 nebeneinander, und dass die Behälter 2 im Gruppierungsbereich B mit zwei verschiedenen Robotertypen kaskadenartig umgeordnet werden, um die Gebindeanordnung G zu bilden. Denkbar ist, dass die Vorrichtung 1 zur Durchführung des zuvor in Bezug auf die 1 beschriebenen Verfahrens 100 ausgebildet ist.
Zu sehen ist, dass der Lineartransporteur 3 ein Transportband 34 umfasst, um den Massenstrom M in seiner gesamten Breite aufzunehmen. Da so mehrere Behälter 2 nebeneinander transportiert werden, weist das Transportband 34 eine Breite auf, die dem Durchmesser von wenigstens zwei der Behälter 2 entspricht. Das Transportband 34 ist ebenfalls mit einem Antrieb angetrieben und transportiert die Behälter 2 zum Gruppierungsbereich B, wo sie zunächst mit den Robotern 4' des ersten Robotertyps zu Vierergruppen und dann die Vierergruppen mit dem Roboter 4" des zweiten Robotertyps zu den Gebindeanordnungen G umgeordnet werden.
Die Roboter 4' des ersten Robotertyps und der Roboter 4" des zweiten Robotertyps unterscheiden sich lediglich durch ihre Reichweite: Da die Roboter 4' des ersten Robotertyps in einem 2x2 Raster neben- und hintereinander angeordnet sind, benötigen Sie jeweils nur eine kürzere Reichweite für die Behältermanipulationen 41', um die Behälter 2 zu den Vierergruppen Q zusammenzustellen.
Entsprechend braucht der Roboter 4" für seinen Behältermanipulator 41" eine größere Reichweite, um anschließend die Vierergruppen Q zu den Gebindeanordnungen G zusammenzustellen.
Zu sehen ist auch, dass seitlich am Lineartransporteur 3 das Puffersystem 5 angeordnet ist, das im Aufbau dem zuvor in Bezug auf die 2A - 2B beschriebenen Puffersystem 5 gleicht. Zu sehen ist auch, dass die Steuerungseinheit 10 die Roboter 4' des ersten Robotertyps so steuert, dass die Behälter 2 dem Puffersystem 5 bereits als Vierergruppen Q zugeführt und entnommen werden. Dadurch wird die kaskadenartige Umordnung beim Puffern unterstützt.
Ebenso ist der Abstellbereich 6 für einzelne Behälter 2' zu sehen, die mit den Robotern 4' des ersten Robotertyps dort abgestellt werden, um sie hinsichtlich ihrer Qualität mit einer hier nicht dargestellten Inspektionseinrichtung zu inspizieren. Der Aufbau des Abstellbereich 6 entspricht dem zuvor in Bezug auf die 2A - 2B beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Die nicht in Bezug auf die 3 erwähnten Merkmale des Ausführungsbeispiels entsprechen denen des Ausführungsbeispiels aus den 2A - 2B.
Die Vorrichtung in 1 der 2A - 2B und 3 werden wie folgt eingesetzt: zunächst werden die Behälter 2 des Getränkebehälterstroms S mit dem Lineartransporteur 3 zu dem Gruppierungsbereich B transportiert. Dort steuert die Steuerungseinheit die Formation mit den Robotern 4, 4', 4" derart, dass die Behälter 2 bei einer Störung dem seitlich am Transporteur 3 angeordneten Puffersystem 5 zugeführt und nach Beheben der Störung wieder entnommen werden. Ebenso ist denkbar, dass die Steuerungseinheit 10 die Formation mit Robotern 4, 4', 4" derart steuert, dass einzelne Behälter 2' aussortiert und hinsichtlich ihrer Qualität mit einer Inspektionseinrichtung inspiziert werden. Zudem ist in der Steuerungseinheit 10 ein Layout hinterlegt, sodass die Steuerungseinheit die Formation mit den Robotern 4, 4', 4" aufgrund des Layouts derart steuert, dass die Behälter im Gruppierungsbereich B umgeordnet werden, um die Gebindeanordnung G zu bilden. Beim Umordnen werden die Behälter 2 mit dem Behältermanipulator 41, 41', 41" aufgenommen, angehoben und an einer anderen Stelle des Gruppierungsbereich B, in diesem Fall auf dem Lineartransporteur 3 wieder abgestellt, so dass die gewünschte Gebindeanordnung G gebildet wird.
Dadurch, dass die Vorrichtung 1 die Formation F mit Robotern 4, 4', 4" und die Steuerungseinheit 10 zur Steuerung der Roboter 4, 4', 4" umfasst und die Steuerungseinheit 10 dazu ausgebildet ist, die Roboter 4, 4', 4" aufgrund des in der Steuerungseinheit 10 hinterlegten Layouts zu steuern, kann das Layout als digitaler Datensatz direkt in der Steuerungseinheit 10 oder auch mittels eines separaten Computers besonders einfach erstellt und an einen anderen Behältertyp und an die gewünschte Gebindeanordnung G angepasst werden. Da die Steuerungseinheit 10 dazu ausgebildet ist, die Formation F mit Robotern 4, 4', 4" aufgrund des hinterlegten Layouts so zu steuern, dass die Behälter 2 im Gruppierungsbereich B mit den Robotern 4, 4', 4" zur Gebindeanordnung G umgeordnet werden, kann das Layout vollautomatisch und ohne Benutzereingriff mit der Steuerungseinheit 10 verarbeitet werden. Folglich müssen weder Führungselemente mechanisch verstellt noch die Verpackungsmaschine umgebaut werden, so dass die Vorrichtung 1 einfacher an unterschiedliche Behältertypen und Gebindeanordnungen G angepasst werden kann.
Darüber hinaus fallen bei der Vorrichtung 1 die Führungselemente weg, um die Behälter 2 als serielle Behälterströme aufzuteilen. Folglich muss sich der Getränkebehälterstrom S, M also auch nicht mehr eindrängeln, wodurch das Risiko von umfallenden Behältern 2 vermindert wird.
Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannte Merkmale nicht auf diese Merkmalskombination beschränkt sind sondern auch einzelnen oder in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind.

Claims

Verfahren (100) zur Gruppierung eines Getränkebehälterstroms zu einer Gebindeanordnung, wobei Behälter des Getränkebehälterstroms mit einem Lineartransporteur zu einem Gruppierungsbereich transportiert werden (102), dadurch gekennzeichnet, dass in einer Steuerungseinheit die Gebindeanordnung als Layout hinterlegt wird (101), und dass die Steuerungseinheit eine Formation mit Robotern aufgrund des hinterlegten Layouts derart steuert, dass die Behälter im Gruppierungsbereich mit den Robotern umgeordnet werden, um die Gebindeanordung zu bilden (106).
Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei die Behälter im Gruppierungsbereich auf dem Lineartransporteur zu der Gebindeanordung umgeordnet und daraufhin mit dem Lineartransporteur zu einem nachfolgenden Transporteur und/oder einer nachfolgenden Verpackungsmaschine transportiert werden.
Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Behälter im Gruppierungsbereich kaskadenartig umgeordnet werden, insbesondere wobei die Behälter von wenigstens einem der Roboter eines ersten Robotertyps zu Kleingruppen umgeordnet werden, und wobei die Kleingruppen anschließend von wenigstens einem der Roboter eines zweiten Robotertyps zu der Gebindeanordnung umgeordnet werden.
Verfahren (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Getränkebehälterstrom vom Lineartransporteur als serieller Behälterstrom oder als Massenstrom transportiert wird.
Verfahren (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei Behälter mit unterschiedliche Produkttypen, insbesondere Geschmacksrichtungen, erkannt und beim Umordnen zu der Gebindeanordung sortiert werden.
Verfahren (100) nach Anspruch 5, wobei das Layout die unterschiedlichen Produkttypen berücksichtigt und die Steuerungseinheit die Formation mit den Robotern aufgrund des hinterlegten Layouts derart steuert, dass die Behälter mit den unterschiedlichen Produkttypen zu der Gebindeanordnung kombiniert werden, wobei ein Muster mit den unterschiedlichen Produkttypen in der Gebindeanordnung erzeugt wird.
Verfahren (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Steuerungseinheit die Formation mit den Robotern derart steuert, dass einzelne Behälter aussortiert und hinsichtlich ihrer Qualität mit einer Inspektionseinrichtung inspiziert werden (105).
Verfahren (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Steuerungseinheit die Formation mit den Robotern derart steuert, dass die Behälter wenigstens teilweise einem insbesondere seitlich am Lineartransporteur angeordneten Puffersystem zugeführt werden (103).
Verfahren (100) nach Ansprüche 8, wobei die Steuerungseinheit die Formation mit den Robotern derart steuert, dass die dem Puffersystem zugeführten Behälter wieder entnommen (104) und im Gruppierungsbereich als die Gebindeanordnung angeordnet werden.
Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die Behälter beim Zuführen zum Puffersystem von der Formation mit Robotern auf einem Zuführbereich wenigstens eines Bandtransporteurs des Puffersystems angeordnet werden und dann mit dem wenigstens einen Bandtransporteur innerhalb des Puffersystems weiter transportiert werden.
Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 8-10, wobei die Behälter beim Zuführen zum Puffersystem zu der Gebindeanordnung oder einer Unterformation davon umgeordnet werden.
Vorrichtung (1) zur Gruppierung eines Getränkebehälterstroms (S, M) zu einer Gebindeanordnung (G), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens (100) nach einem der Ansprüche 1-11, mit einem Linearförderer (3) zur Förderung der Behälter (2) des Behälterstroms (S, M) zu einem Gruppierungsbereich (B), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Formation (F) mit Robotern (4, 4', 4") und eine Steuerungseinheit (10) zur Steuerung (F) der Roboter (4, 4', 4") umfasst, und dass die Steuerungseinheit (10) dazu ausgebildet ist, die Roboter (4, 4', 4") aufgrund eines in der Steuerungseinheit (10) hinterlegten Layouts der Gebindeanordnung (G) so zu steuern, dass die Behälter (2) im Gruppierungsbereich (B) mit den Robotern (4, 4', 4") umgeordnet werden, um die Gebindeanordung (G) zu bilden.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 12, wobei die Formation (F) mit Robotern (4', 4") wenigstens zwei verschiedenartige Robotertypen mit unterschiedlicher Reichweite eines Behältermanipulators (41, 41', 41") zum Aufgreifen und Absetzten der Behälter (2) umfasst.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Vorrichtung ein inbsesondere seitlich am Lineartransporteur (3) angeordnetes Puffersystem (5) mit wenigstens einem Bandtransporteur (51, 52, 53) umfasst.
Verfahren (1) nach Anspruch 14, wobei der wenigstens eine Bandtransporteur (51, 52, 53) mehrere Bandtransporteure umfasst, die beim Puffern mit einer Verfahreinheit senkrecht zu einer Transportebene des Lineartransporteurs (3) verfahrbar sind.
Verfahren (1) nach Anspruch 14 oder 15, wobei der wenigstens eine Bandtransporteur (51, 52, 53) einen Antrieb mit einem Akku als Energiequelle umfasst, um ein Förderband des wenigstens einen Bandtransporteurs (51, 52, 53) anzutreiben.