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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle und Steuerung des Drehmoments beim automatisierten Aufdrehen von Aufsätzen auf Flaschen, insbesondere beim Aufdrehen von Verschlusskappen oder Ausgießhilfen auf Wasch- oder Spülmittelflaschen.
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Wasch- oder Spülmittelflaschen werden in der Regel von einer aufgeschraubten Verschlusskappe verschlossen. Einige Wasch- oder Spülmittelflaschen umfassen zusätzlich eine Ausgießhilfe, die auf die Flasche aufgeschraubt ist. Die Verschlusskappe wird in diesem Fall auf die Ausgießhilfe aufgeschraubt. Verschlusskappen, Dosierkappen, Ausgießhilfen etc., die für die Verschraubung mit einer Flasche bzw. für die Verschraubung untereinander vorgesehen sind, werden im Sinne der Erfindung als Aufsätze bezeichnet.
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Im stationären Handel werden derartige Flaschen in der Regel stehend in den Verkaufsregalen präsentiert. Im Gegensatz dazu werden Flaschen, die im Online-Handel (eCommerce) vertrieben werden, in der Regel nicht stehend transportiert. Vielmehr können sie auf dem Transportweg eine Vielzahl von unterschiedlichen Positionen einnehmen, insbesondere kann es vorkommen, dass sie eine gewisse Zeit lang liegen oder auf dem Kopf stehen. Vor diesem Hintergrund muss eine absolute Flüssigkeitsdichtigkeit der Flasche, insbesondere an den Übergängen zwischen Flasche und Ausgießhilfe sowie zwischen Flasche bzw. Ausgießhilfe und Verschlusskappe, sichergestellt werden. Dies gilt umso mehr für Flaschen, die mit einem Waschmittel gefüllt sind, da Waschmittel in der Regel Tenside enthalten, die die Oberflächenspannung der Flüssigkeit herabsetzen. Hierdurch steigt das Risiko einer Leckage weiter an.
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In diesem Zusammenhang sind bereits Maßnahmen ergriffen worden, die die Dichtung zwischen Flasche und Verschlusskappe bzw. Ausgießhilfe verbessern. So beschreibt die
WO 2018/095770 A1 einen Behälter mit aufschraubbarem Aufsatz, umfassend eine spezielle Dichtung aus einem Material, welches weicher ist als ein Material des Aufsatzes und ein Material eines Ausgießstutzens, wobei die Dichtung fest mit dem Aufsatz verbunden ist und ein erstes Dichtelement aufweist, das bei aufgeschraubtem Aufsatz in einer radialen Richtung zwischen Aufsatz und Ausgießstutzen angeordnet ist und an einem Mantelflächenabschnitt des Ausgießstutzens anliegt.
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Über derartige konstruktive Maßnahmen hinaus kommt auch dem korrekten Aufdrehen des Aufsatzes auf die Flasche, insbesondere bei der automatisierten, industriellen Verschließung, eine entscheidende Bedeutung zu im Hinblick auf die Dichtigkeit des Verbunds aus Flasche und Aufsatz. So kann sowohl ein Unterschrauben als auch ein Überschrauben des Aufsatzes dazu führen, dass Flüssigkeit an den Übergängen zwischen der Flasche und dem Aufsatz austreten kann. Unter einem Unterschrauben wird dabei verstanden, dass das für das Aufschrauben genutzte Drehmoment M zu klein gewählt wurde und der Aufsatz daher nicht ausreichend weit auf die Flasche aufgeschraubt wurde. Unter einem Überschrauben wird verstanden, dass das für das Aufschrauben genutzte Drehmoment M zu groß gewählt wurde und der Aufsatz daher zu weit auf die Flasche aufgeschraubt wurde. Das Drehmomentintervall, innerhalb dessen für eine gegebene Flasche und einen gegebenen Aufsatz eine vollständige Flüssigkeitsdichtigkeit gegeben ist, ist vergleichsweise klein.
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Dabei hängt das zu wählende Aufschraub-Drehmoment von verschiedenen Faktoren ab. So spielt die Festigkeit des Materials von Flasche und/oder Aufsatz eine entscheidende Rolle. Flaschen, die unmittelbar vor der Befüllung und dem Verschließen frisch hergestellt wurden, beispielsweise in einem Blasverfahren, sind noch sehr weich, während Flaschen, die schon mehrere Stunden alt sind oder beispielsweise nach einer vorausgehenden Nutzung wiederbefüllt werden, deutlich härter sind. Je nach Festigkeit des Flaschenmaterials sind unterschiedliche Drehmomente M zu wählen, um eine Flüssigkeitsdichtigkeit der Verschraubung zu erreichen.
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Darüber hinaus hängt die Wahl des Drehmoments auch vom Material der Flasche und des Aufsatzes ab. Zur Herstellung von Flaschen können zahlreiche verschiedene Kunststoffe verwendet werden, beispielsweise Polypropylen, insbesondere Random Copolymere, Polyethylen, insbesondere High Density Polyethylen oder Polyethylenterephthalat. Auch die Aufsätze können aus verschiedensten Kunststoffen gefertigt werden, beispielsweise aus Polypropylen Homopolymeren, Random Copolymeren, Copolymeren und Mischungen aus diesen Polymeren, aus Low Density oder High Density Polyethylen oder aus thermoplastischem Elastomeren, beispielsweise TPO oder TPU. Neben der Herstellung aus sortenreinen Kunststoffen werden Flaschen und Aufsätze zunehmend auch aus Kunststoffgemischen hergestellt, denen unter Umständen auch ein Anteil an Recyclingmaterial beigemischt ist. So kann das Ausgangsmaterial für Flaschen und Aufsätze beispielsweise bis zu 50% sogenannte Post-Consumer-Kunststoffe enthalten, d.h. Kunststoffabfälle, die vom Endverbraucher dem Recycling zugeführt wurden. Eine solche aus dem Recycling stammende Fraktion ist bezüglich ihrer genauen Zusammensetzung oft nur schwer zu kontrollieren. Im Hinblick auf die Verschraubung sind je nach Material der Flasche und/oder des Aufsatzes unterschiedliche Drehmomente zu wählen, um einen optimalen Sitz des Aufsatzes auf der Flasche und damit eine möglichst vollständige Flüssigkeitsdichtigkeit zu erreichen. Dies ist umso schwieriger, wenn das Material, wie bei der Verwendung von recyceltem Material, nicht vollständig bekannt ist. Darüber hinaus folgt aus der Vielzahl an unterschiedlichen Flaschen- und Aufsatzmaterialien und entsprechenden möglichen Kombinationen aus Flaschenmaterial und Aufsatzmaterial, dass für eine optimale Verschraubung immer wieder andere Drehmomente zu wählen sind.
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Schließlich hat auch die Farbe des verwendeten Kunststoffes einen Einfluss auf das Aufschraubverhalten, da die Oberflächenbeschaffenheit und das Schwindungsverhalten eines Kunststoffs auch durch die beigemischten farbgebenden Substanzen bestimmt werden.
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Es hat sich gezeigt, dass bei der industriellen Verschließung von Flaschen Situationen problematisch sind, in denen von einer Charge einer bestimmten Flaschenart auf eine Charge einer anderen Flaschenart umgestellt wird. Beispiele hierfür sind der Wechsel von Flaschen einer Farbe zu Flaschen einer anderen Farbe oder das Aufeinanderfolgen von zwei Chargen von Flaschen, von denen die eine erst unmittelbar vor dem Befüllen und Verschließen geblasen wurde, während die andere Charge bereits älter und damit stärker ausgehärtet bzw. nachgeschwunden ist. Im Sinne einer hohen Effizienz und eines hohen Durchsatzes folgen dabei unterschiedliche Chargen im Allgemeinen unmittelbar aufeinander, ohne, dass der Prozess unterbrochen würde. Da das für eine vorangehende Charge gewählte Drehmoment für eine nachfolgende Charge zu groß oder zu klein sein kann, kann es hier zu Über- oder Unterschraubungen kommen, was mit Qualitätseinbußen einhergeht.
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Grundsätzlich wird die Qualität der Verschließung in der industriellen Fertigung im Anschluss an das Aufdrehen des Aufsatzes auf die Flasche überprüft. Bekannte Verfahren, die vornehmlich für Flaschen angewendet werden, die für den stationären Handel gefertigt werden und für die die Anforderungen an die Dichtigkeit entsprechend niedriger sind, setzen hierzu beispielsweise eine oder mehrere Lichtschranken entlang der Förderstrecke ein. Mit Hilfe der Signale der Lichtschranken kann die Höhe des Verbundes aus Flasche und Aufsatz bestimmt werden. So kann überprüft werden, ob auf jede Flasche ein Aufsatz aufgeschraubt wurde und ob dieser im richtigen Maße aufgeschraubt wurde. Der tolerable Bereich ist hier aufgrund der geringeren Dichtigkeitsanforderungen jedoch größer. Flaschen, die die Qualitätsanforderungen nicht erfüllen, werden ausgeschleust und gegebenenfalls an anderer Stelle nachbearbeitet.
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Zur Überprüfung der Qualität der Dichtigkeit von Flaschen mit Aufsatz, die für den nicht stehenden Transport vorgesehen sind, sind diese bekannten Prüfverfahren nicht ausreichend genau, so dass unter Umständen Flaschen die Qualitätskontrolle passieren können, die die erhöhten Anforderungen an die Dichtigkeit jedoch nicht erfüllen.
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Neben der Höhenkontrolle werden zur Qualitätskontrolle inline auch Sensoren eingesetzt, welche den Füllstand einer Flasche unter Druck bestimmen. Im Falle von Undichtigkeiten können diese durch erhöhten Füllstand unter Druck detektiert werden. Solche Verfahren sind jedoch nicht geeignet, kleine Undichtigkeiten zu detektieren, die unter Umständen erst nach einigen Stunden des Liegens einer Flasche sichtbar werden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren bereitzustellen, mit Hilfe dessen das Drehmoment beim automatisierten Aufdrehen von Aufsätzen auf Flaschen kontrolliert und gesteuert werden kann und durch welches eine hohe Qualität der Verschraubung sichergestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß Patentanspruch 1 umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zur Kontrolle und Steuerung des Drehmoments beim automatisierten Aufschrauben von Aufsätzen auf Flaschen die folgenden Schritte:
- - Zuführen von Flaschen entlang einer Förderstrecke zu einem Verschrauber, welcher auf jede Flasche einen Aufsatz aufschraubt, wobei das Aufschrauben mit einem Drehmoment M erfolgt;
- - Zuführen der mit einem Aufsatz verschraubten Flaschen zu einem optischen Detektionssystem, wobei das optische Detektionssystem mindestens eine Kamera umfasst;
- - Erstellen mindestens eines Kamerabildes von dem Verbund aus Flasche und Aufsatz für jede Flasche;
- - Bewerten der Qualität der Verschraubung von Aufsatz und Flasche anhand eines Vergleichs des Kamerabildes mit einer Referenzvorgabe und daraus Ableitung, ob für den gegebenen Verbund eine korrekte Verschraubung, eine Überschraubung oder eine Unterschraubung vorliegt;
- - Im Falle einer Unterschraubung Ausschleusen des Verbundes von Flasche und Aufsatz und Rückmeldung an den Verschrauber, dass das Drehmoment M erhöht werden muss sowie Anpassung des Drehmoments M im Verschrauber;
- - Im Falle einer Überschraubung Ausschleusen des Verbundes von Flasche und Aufsatz und Rückmeldung an den Verschrauber, dass das Drehmoment M verringert werden muss sowie Anpassung des Drehmoments M im Verschrauber.
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Mit anderen Worten sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass die Qualität der Verschraubung nicht anhand der Höhe des Verbundes aus Flasche und Aufsatz mit Hilfe von Lichtschranken bestimmt wird, sondern dass mindestens ein von einer Kamera aufgenommenes Bild des verschraubten Verbundes aus Flasche und Aufsatz automatisiert ausgewertet wird und auf Basis der Auswertung des Kamerabildes gegebenenfalls eine Rückmeldung an den Verschrauber erfolgt, dass das Drehmoment für eine korrekte Verschraubung angepasst werden muss.
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Unter der Verschraubung einer Flasche mit einem Aufsatz wird dabei zum einen das unmittelbare Aufschrauben eines Aufsatzes auf eine Flasche verstanden, genauso fällt aber auch das Aufschrauben einer Verschlusskappe auf eine zuvor bereits auf eine Flasche aufgeschraubte Ausgießhilfe unter das erfindungsgemäße Verfahren, In diesem Fall weist die Ausgießhilfe in der Regel zwei Gewinde auf, wobei ein Gewinde der Verschraubung mit der Flasche und das zweite Gewinde der Verschraubung mit der Verschlusskappe dient.
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Der Verschrauber umfasst dabei üblicherweise einen Servomotor mit einer übergeordneten Steuerung, über die das im Verschraubungsprozess wirkende Drehmoment einstellbar ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass in einem ersten Verfahrensschritt Flaschen mit Aufsätzen durch einen Verschrauber verschraubt werden. Im Verschrauber ist hierfür ein Drehmoment M eingestellt. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird der verschraubte Verbund aus Flasche und Aufsatz einem optischen Detektionssystem zugeführt, wobei das optische Detektionssystem mindestens eine Kamera umfasst. Die mindestens eine Kamera erstellt mindestens ein Kamerabild des Verbundes aus Flasche und Aufsatz, insbesondere des Übergangsbereichs zwischen Flasche und Aufsatz. Das aufgenommene Kamerabild wird mit einer Referenzvorgabe verglichen und anhand dieses Vergleichs wird die Qualität der Verschraubung bewertet. Im Falle einer korrekten Verschraubung, d.h. wenn das aufgenommene Kamerabild zumindest innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs mit der Referenzvorgabe übereinstimmt, wird der Verbund aus Flasche und Aufsatz ordnungsgemäß weiter durch die Förderstrecke geführt und gegebenenfalls einer weiteren Bearbeitungsstation zugeführt. Im Falle einer Unterschraubung wurde der Aufsatz nicht weit genug auf die Flasche aufgeschraubt, d.h. das gewählte Drehmoment M war für den konkreten Verbund aus Flasche und Aufsatz nicht ausreichend groß, um eine korrekte Verschraubung zu erreichen. Im Falle einer Überschraubung wurde der Aufsatz zu weit auf die Flasche aufgedreht, d.h. das gewählte Drehmoment M war für den konkreten Verbund aus Flasche und Aufsatz zu groß. In diesen beiden Fällen wird der fehlerhaft verschraubte Verbund aus Flasche und Aufsatz in einem nachfolgenden Verfahrensschritt aus der Förderstrecke ausgeschleust und es erfolgt eine Rückmeldung an den Verschrauber, dass das Drehmoment M erhöht bzw. verringert werden muss. Im Verschrauber wird daraufhin das Drehmoment M um einen Wert ΔM erhöht bzw. verringert, je nachdem, ob eine Unterschraubung oder eine Überschraubung detektiert wurde. In der Folge werden die nun in den Verschrauber einlaufenden Flaschen und Aufsätze mit einem Drehmoment (M+ΔM) bzw. (M-ΔM) verschraubt. Auch für die solchermaßen verschraubten Flaschen wird die Qualität der Verschraubung wieder mit Hilfe des optischen Detektionssystems kontrolliert und bewertet. Sofern die Verschraubung nun den Qualitätsanforderungen genügt, wird in der Folge ein Drehmoment (M+ΔM) bzw. (M-ΔM) beibehalten. Wird jedoch weiterhin eine Unterschraubung bzw. eine Überschraubung detektiert, so wird der Wert des Drehmoments gemäß dem beschriebenen Verfahren weiter angepasst, bis iterativ ein Wert des Drehmoments gefunden ist, der zu einer korrekten Verschraubung führt. Dieser Wert wird daraufhin solange beibehalten, bis - etwa aufgrund eines Übergangs von einer Charge Flaschen zu einer anderen Charge Flaschen - das optische Detektionssystem wieder eine Abweichung von der Referenzvorgabe feststellt und das Drehmoment als Reaktion auf diese Abweichung im Verschrauber wie oben beschrieben angepasst wird.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es somit möglich, auf sich im Laufe eines automatisierten Produktionsprozesses ändernde Bedingungen wie das Material, die Farbe oder das Alter der Flaschen und/oder Aufsätze schnell zu reagieren, derart, dass die Verschraubungsparameter in kürzester Zeit so angepasst werden, dass nur wenig Ausschuss produziert wird. Wird also beispielsweise zunächst eine Charge von Flaschen einer ersten Farbe verarbeitet, für die ein Drehmoment M1 zur korrekten, flüssigkeitsdichten Verschraubung von Flaschen und Aufsätzen erforderlich ist, und wird unmittelbar daran anschließend eine Charge von Flaschen einer zweiten Farbe verarbeitet, für die ein Drehmoment M2 zur korrekten, flüssigkeitsdichten Verschraubung von Flaschen und Aufsätzen erforderlich ist, so ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine schnelle, automatisierte Anpassung des wirkenden Drehmoments im Verschrauber von dem Wert M1 auf den Wert M2, so dass beim Übergang von der einen Charge zu der anderen Charge nur wenig schlecht verschraubter Ausschuss produziert wird und die Verschraubung der Flaschen der zweiten Charge sehr schnell mit der geforderten hohen Qualität erfolgt.
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Das für die Verschraubung von Flaschen und Aufsätzen gewählte Drehmoment M liegt typischerweise in einem Bereich zwischen 0 Nm und 7 Nm. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung liegt das Drehmoment M in einem Bereich zwischen 1,4 Nm und 4,9 Nm.
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Das Aufschrauben eines Aufsatzes auf eine Flasche durch den Verschrauber erfolgt gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Drehgeschwindigkeit von bis zu 1500 Umdrehungen pro Minute. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens beträgt die Drehgeschwindigkeit weniger als 150 Umdrehungen pro Minute. Eine vergleichsweise geringe Drehgeschwindigkeit ermöglicht einen kontrollierten Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens und führt zu einer hohen Qualität der Verschraubung bei gleichzeitig nur geringem Ausschuss.
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Bei einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Bewerten der Qualität der Verschraubung von Aufsatz und Flasche mit Hilfe von Markierungen auf der Flasche und/oder auf dem Aufsatz erfolgt. Als Markierung auf der Flasche kann dabei beispielsweise eine der sich in Längsrichtung der Flasche erstreckenden Nahtlinien verwendet werden, die sich bei der Herstellung von Kunststoffflaschen im Streckblasverfahren im Bereich des Übergangs zwischen den beiden Formhälften der Streckblasmaschine ergeben. Als Markierung auf dem Aufsatz kann, insbesondere bei aus einem durchscheinenden Material gefertigtem Aufsatz, ein Endpunkt des für die Verschraubung mit der Flasche oder einer Ausgießhilfe vorgesehenen Gewindes verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch auf der Außenseite des Aufsatzes eine Markierung, beispielsweise in Form einer erhabenen Nase, angebracht sein.
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Die Markierungen an Flasche und/oder Aufsatz sind so angeordnet, dass sie für eine flüssigkeitsdichte Verschraubung eine definierte Relativposition zueinander einnehmen müssen. Eine ideale Verschraubung ist dabei erreicht, wenn die Markierungen von Flasche und Aufsatz miteinander fluchten bzw. zur Deckung gebracht werden. Die Kamera des optischen Detektionssystems detektiert die Relativposition der Markierungen von Flasche und Aufsatz nach der automatisierten Verschraubung und eine Auswertesoftware des optischen Detektionssystems, beispielsweise eine Bilderkennungs- und/oder Bildverarbeitungssoftware, bewertet das erstellte Kamerabild im Hinblick auf die Übereinstimmung der Relativposition der Markierungen mit einer der Software zuvor eingespeisten Referenzvorgabe. Üblicherweise besteht dabei ein gewisser Toleranzbereich für die Relativposition, innerhalb dessen die Verschraubung ausreichend gut und damit flüssigkeitsdicht ist. Tolerabel können beispielsweise Verschraubungen sein, bei denen die Markierungen von Flasche und Aufsatz um maximal 5 mm in Umfangsrichtung der Flasche voneinander abweichen. Dabei können für eine Unterdrehung und eine Überdrehung auch unterschiedliche Toleranzen festgelegt werden. So kann beispielsweise beim Unterdrehen eine Abweichung von bis zu 5 mm toleriert werden, während beim Überdrehen nur eine Abweichung von 1 mm toleriert wird.
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Die Referenzvorgabe kann beispielsweise in Form einer Bilddatei als ein digitales Bild von einem ideal verschraubten Verbund aus Flasche und Aufsatz in dem optischen Detektionssystem hinterlegt sein. Die Referenzvorgabe kann auch in Form einer Textdatei hinterlegt sein, aus der die Referenzdaten hervorgehen.
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Sofern eine außerhalb des Toleranzbereichs liegende Abweichung von der Referenzvorgabe detektiert wird, wird der zugehörige Verbund aus Flasche und Aufsatz ausgeschleust und gegebenenfalls einer Nachbearbeitung zugeführt. Gleichzeitig erfolgt eine Rückmeldung an den Verschrauber, dass das Drehmoment M anzupassen ist. Die Anpassung des Drehmoments kann sodann von Hand durch einen Bediener der Anlage erfolgen. Gemäß einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Erhöhung oder Verringerung des Drehmoments M im Verschrauber aber auch unmittelbar durch ein Ausgangssignal des optischen Detektionssystems gesteuert werden. Ein solches Ausgangssignal des optischen Detektionssystems kann dabei kabelgebunden oder auch über eine entsprechende kabellose Schnittstelle der Motorsteuerung im Verschrauber zugeführt werden. Auf diese Weise kann eine besonders schnelle Anpassung des Drehmoments im Verschrauber an veränderte Produktionsparameter wie Flaschen- und Aufsatzmaterial und/oder -farbe erreicht werden. Dies führt zu weniger Ausschuss und damit insgesamt zu einer besseren Qualität der Verschraubung bei gleichbleibend hohem Durchsatz.
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Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das optische Detektionssystem unmittelbar in den Verschrauber integriert und befindet sich beispielsweise im Auslauf des Verschraubers. Bei einer alternativen Ausführungsform ist das optische Detektionssystem als dem Verschrauber nachgeschaltetes, separates System ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass der im Verschrauber zur Verfügung stehende Raum ausschließlich für den Verschraubungsprozess genutzt werden kann, so dass die Verschrauberleistung nicht beeinträchtigt wird.
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Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1: ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 2: ein Verbund aus einer Flasche und einem Aufsatz, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens verschraubt wurden, in schematischer Darstellung.
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In 1 ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines schematischen Blockdiagramms dargestellt. In einem Verfahrensschritt 1 werden Waschmittelflaschen entlang einer Förderstrecke einem Verschrauber zugeführt, welcher auf jede Flasche einen Aufsatz aufschraubt, wobei das Aufschrauben mit einem Drehmoment M erfolgt. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt 2 werden die mit einem Aufsatz verschraubten Waschmittelflaschen einem dem Verschrauber nachgeschalteten optischen Detektionssystem zugeführt, wobei das optische Detektionssystem eine digitale Kamera umfasst. In einem anschließenden Verfahrensschritt 3 wird ein Kamerabild von dem Verbund aus Waschmittelflasche und Aufsatz, insbesondere von dem Übergangsbereich zwischen Waschmittelflasche und Aufsatz, für jede Waschmittelflasche erstellt. In einem Verfahrensschritt 4 wird die Qualität der Verschraubung von Aufsatz und Waschmittelflasche anhand eines Vergleichs des Kamerabildes mit einer Referenzvorgabe bewertet. Der Vergleich zwischen Kamerabild und Referenzvorgabe erfolgt mit Hilfe einer Bilderkennungs- und Bildverarbeitungssoftware. Dabei wird das erstellte Kamerabild mit einem digital hinterlegten Bild eines optimal verschraubten Verbundes aus Flasche und Aufsatz verglichen. Aus diesem Vergleich wird unter Berücksichtigung eines zuvor festgelegten Toleranzbereichs abgeleitet, ob für den gegebenen Verbund eine korrekte Verschraubung, eine Überschraubung oder eine Unterschraubung vorliegt. Im Falle einer korrekten Verschraubung bleibt das Drehmoment M unverändert und die korrekt verschraubten Waschmittelflaschen werden in einem nachfolgenden Verfahrensschritt 5a gegebenenfalls einer weiteren Bearbeitungsstation, beispielsweise einer Etikettiervorrichtung, zugeführt. Nachfolgende Flaschen werden ebenfalls mit dem als geeignet erkannten Drehmoment M verschraubt. Im Falle einer Unterschraubung erfolgt in einem Verfahrensschritt 5b eine Rückmeldung an den Verschrauber, dass das Drehmoment M erhöht werden muss; gleichzeitig wird der Verbund von Waschmittelflasche und Aufsatz als unbrauchbar ausgeschleust. Das Drehmoment M im Verschrauber wird um einen Wert □M erhöht. Im Falle einer Überschraubung erfolgt in einem Verfahrensschritt 5c eine Rückmeldung an den Verschrauber, dass das Drehmoment M verringert werden muss; gleichzeitig wird der Verbund von Waschmittelflasche und Aufsatz als unbrauchbar ausgeschleust. Das Drehmoment M im Verschrauber wird um einen Wert ΔM verringert. Die Einstellung des Drehmoments am Verschrauber wird dabei unmittelbar durch ein Ausgangssignal des optischen Detektionssystems gesteuert, welches der dem Servomotor des Verschraubers übergeordneten Steuerung über eine kabellose Schnittstelle zugeführt wird. In der Folge werden die Verfahrensschritte 1 bis 5a bzw. 5b bzw. 5c mit dem neu eingestellten Drehmoment M+ΔM bzw. M-ΔM erneut durchlaufen, wobei der Wert des Drehmoments in den Verfahrensschritten 5b bzw. 5c gegebenenfalls weiter angepasst wird, bis iterativ ein Wert des Drehmoments gefunden ist, der zu einer korrekten Verschraubung führt. Die korrekt verschraubten Waschmittelflaschen werden sodann in dem Verfahrensschritt 5a einer weiteren Bearbeitungsstation, etwa einer Etikettiervorrichtung, zugeführt.
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2 zeigt schematisch einen Verbund aus einer Flasche 10 und einem Aufsatz 11, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens verschraubt wurden. Bei dem Aufsatz 11 handelt es sich um eine Verschlusskappe aus einem durchscheinenden Kunststoffmaterial. Der Aufsatz 11 umfasst eine Markierung 12, die gleichzeitig den Endpunkt des Innengewindes 14 bildet, mit Hilfe dessen der Aufsatz 11 auf die Flasche 10 aufgeschraubt ist. die Flasche 10 weist eine ebenfalls als Markierung fungierende Naht 13 auf. Für eine optimale, d.h. im Sinne der Erfindung flüssigkeitsdichte Verschraubung, muss der Aufsatz 11 so auf die Flasche 10 aufgeschraubt werden, dass die Markierungen 12 und 13 im Idealfall miteinander fluchten, d.h. dass die Markierung 12 auf der gedachten Fortsetzung der Naht 13 liegt, so wie es die Darstellung der 2 zeigt. Kleine Abweichungen von diesem Idealfall sind ebenfalls tolerabel und führen noch zu einer ausreichend guten, d.h. flüssigkeitsdichten, Verschraubung. In der Darstellung der 2 ist ein solcher Toleranzbereich zu beiden Seiten der Naht der Flasche als ein Bereich D angedeutet. Man erkennt, dass der Toleranzbereich D nicht symmetrisch zu der Naht 13 liegt. Liegt die Markierung 12 des Aufsatzes 11 nach erfolgter Verschraubung innerhalb des Toleranzbereichs D, so kann die Verschraubung als ausreichend gut bewertet werden. Liegt die Markierung 12 des Aufsatzes 11 nach erfolgter Verschraubung außerhalb des Toleranzbereichs D, so war das für die Verschraubung gewählte Drehmoment zu hoch oder zu gering und der Verbund aus Flasche und Aufsatz wird ausgeschleust. Gleichzeitig erfolgt in oben beschriebener Weise eine Rückmeldung an den Verschrauber, dass das Drehmoment M anzupassen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verfahrensschritt
- 2
- Verfahrensschritt
- 3
- Verfahrensschritt
- 4
- Verfahrensschritt
- 5a
- Verfahrensschritt
- 5b
- Verfahrensschritt
- 5c
- Verfahrensschritt
- 10
- Flasche
- 11
- Aufsatz
- 12
- Markierung
- 13
- Naht
- 14
- Innengewinde
- D
- Toleranzbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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