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Der vorliegende Gegenstand betrifft allgemein eine Rollenverarbeitungsmaschine.
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Kartonrollen werden üblicherweise in Fertigungsstraßen zur Lagerung von Rohstoffen und Fertigwaren verwendet. So können beispielsweise elektrische Kontakte, die entlang eines Trägerband angeordnet sind, als Produktstreifen auf eine Rolle gewickelt werden. Der Produktstreifen wird in einer Maschine abgewickelt, z. B. in einer Crimpmaschine oder einer Quetschmaschine, um die Kontakte mit Drähten oder Leitungen zu verbinden, oder in einer Kontakt-Bestückungsmaschine, um die Kontakte in ein Verbindergehäuse zu laden. Die Maschinen erfordern, dass der Produktstreifen in einer bestimmten Wickelrichtung aufgewickelt wird. Einige Maschinen erfordern jedoch, dass der Produktstreifen im Uhrzeigersinn aufgewickelt wird, während andere Maschinen erfordern, dass der Produktstreifen gegen den Uhrzeigersinn aufgewickelt wird. Das Umspulen der Rollen, um die Wickelrichtung zu ändern, ist ein zeitaufwändiger Prozess. Derzeit werden die meisten dieser Aufgaben von Menschen erledigt, was mit einem großen Arbeitsaufwand verbunden ist und Sicherheitsbedenken mit sich bringt.
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Es besteht ein Bedarf an einer adaptiven, automatisierten Rollenverarbeitungsmaschine.
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Gemäß einer Ausführungsform wird eine Rollenverarbeitungsmaschine bereitgestellt, die einen Rahmen umfasst. Die Rollenverarbeitungsmaschine umfasst eine erste Re-Reeling-Anordnung, die mit dem Rahmen verbunden ist. Die erste Re-Reeling-Anordnung umfasst eine erste Rollenhalterung und eine erste Re-Reeling-Halterung. Die erste Rollenhalterung ist so konfiguriert, dass sie eine erste Rolle trägt. Die erste Re-Reeling-Halterung ist so konfiguriert, dass sie eine zweite Rolle trägt. Die erste Re-Reeling-Anordnung dient dem Abwickeln eines Produktstreifens von der ersten Rolle und dem Umspulen des Produktstreifens auf die zweite Rolle. Die Rollenverarbeitungsmaschine umfasst eine zweite Re-Reeling-Anordnung, die mit dem Rahmen verbunden ist. Die zweite Re-Reeling-Anordnung umfasst eine zweite Rollenhalterung und eine zweite Re-Reeling-Halterung. Die zweite Rollenhalterung ist so konfiguriert, dass sie eine dritte Rolle trägt. Die zweite Re-Reeling-Halterung ist so konfiguriert, dass sie eine vierte Rolle trägt. Die zweite Re-Reeling-Anordnung dient dem Abwickeln eines Produktstreifens von der dritten Rolle und dem Umspulen des Produktstreifens auf die vierte Rolle. Die Rollenverarbeitungsmaschine umfasst einen Rollenmanipulator, der in der Nähe der ersten und zweiten Re-Reeling-Anordnung angeordnet ist. Der Rollenmanipulator ist so konfiguriert, dass er die zweite Rolle automatisch von der ersten Re-Reeling-Halterung entfernt, nachdem der Produktstreifen auf die zweite Rolle aufgewickelt wurde, und die zweite Rolle zu einer entfernten Position bewegt. Der Rollenmanipulator ist so konfiguriert, dass er die vierte Rolle automatisch von der zweiten Re-Reeling-Halterung entfernt, nachdem der Produktstreifen auf die vierte Rolle aufgewickelt wurde, und die vierte Rolle zu einer entfernten Position bewegt.
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Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
- 1 eine perspektivische Ansicht von vorne links einer Rollenverarbeitungsmaschine gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt.
- 2 eine Draufsicht auf die Rollenverarbeitungsmaschine gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt.
- 3 eine perspektivische Ansicht von vorne rechts der Rollenverarbeitungsmaschine gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt.
- 4 ein Flussdiagramm zeigt, das verschiedene Vorgänge der Rollenverarbeitungsmaschine gemäß einer beispielhaften Ausführungsform veranschaulicht.
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1 ist eine perspektivische Ansicht von vorne links einer Rollenverarbeitungsmaschine 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. 2 ist eine Draufsicht auf die Rollenverarbeitungsmaschine 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. 3 ist eine perspektivische Ansicht von vorne rechts auf die Rollenverarbeitungsmaschine 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Die Rollenverarbeitungsmaschine 100 dient zum Abwickeln und Umspulen eines Produktstreifens 102 auf Rollen 110. Der Produktstreifen kann z.B. elektrische Kontakte enthalten, die entlang eines Trägerbandes angeordnet sind. Es können sich aber auch andere Arten von Bauteilen auf dem Produktstreifen befinden. Die Rollenverarbeitungsmaschine 100 ermöglicht eine automatisierte Rollenverarbeitung, z. B. ohne menschliches Eingreifen, für verschiedene Prozesse, was zu einem weniger arbeitsintensiven Prozess, einem höheren Durchsatz und einer besseren Wiederholbarkeit und Qualitätskontrolle führt. In einer beispielhaften Ausführungsform verwendet die Rollenverarbeitungsmaschine 100 eine Bildverarbeitungssteuerung, um einen oder mehrere Schritte des Rollenverarbeitungsprozesses zu automatisieren.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird die Rollenverarbeitungsmaschine 100 verwendet, um den Produktstreifen 102 von einer Rolle 110 abzuwickeln und auf eine andere Rolle 110 umzuspulen, beispielsweise um die Wickelrichtung des Produktstreifens zu ändern (z. B. zwischen einer Wickelrichtung im Uhrzeigersinn und einer Wickelrichtung gegen den Uhrzeigersinn). Die 1 und 2 zeigen einige der im System montierten Rollen 110, und 3 zeigt eine der Rollen 110, die für die Kopplung innerhalb des Systems vorbereitet wird. In verschiedenen Ausführungsformen wird die Rollenverarbeitungsmaschine 100 zur Erkennung von Bandverbindungsstellen und zur Erkennung des Endes des Produktstreifens 102 während des Umspulvorgangs eingesetzt. In verschiedenen Ausführungsformen dient die Rollenverarbeitungsmaschine 100 der automatischen Übergabe der Papierzwischenlage zwischen den Rollen. In verschiedenen Ausführungsformen dient die Rollenverarbeitungsmaschine 100 zur Entnahme der Re-Reeling-Rolle 110 und zum Transport der Re-Reeling-Rolle 110 zu anderen Stationen zur weiteren Verarbeitung und/oder zum Stapeln der Re-Reeling-Rolle 110 nach der Verarbeitung. In verschiedenen Ausführungsformen wird die Rollenverarbeitungsmaschine 100 dazu verwendet, die Flansche der Rolle 110 automatisch abzukleben, nachdem der Produktstreifen 102 auf die Rolle 110 aufgewickelt wurde. In verschiedenen Ausführungsformen wird die Rollenverarbeitungsmaschine 100 dazu verwendet, automatisch ein Etikett an einer geeigneten Stelle auf die Rolle 110 aufzubringen, beispielsweise um ein bisheriges Etikett direkt zu überdecken.
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In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Rolle 110 eine aus Kartonstücken hergestellte Walze oder Rolle. Die Rolle 110 umfasst eine Nabe 112 und ein Paar von Seitenwänden oder Flanschen 114, die mit gegenüberliegenden Seiten der Nabe 112 verbunden sind. Die Flansche 114 bilden einen Raum radial außerhalb der Nabe 112 zwischen den Flanschen 114, der den Produktstreifen 102 aufnimmt. Der Produktstreifen 102 wird in dem Raum zwischen den Flanschen 114 auf die Nabe 112 aufgewickelt.
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Die Rollenverarbeitungsmaschine 100 umfasst einen Rahmen 120, der die verschiedenen Bauteile der Rollenverarbeitungsmaschine 100 und die Rollen 110 trägt. Der Rahmen 120 hat Seiten 122, 124, die sich zwischen einer Vorderseite 126 und einer Rückseite 128 erstrecken. Ein Boden des Rahmens kann am Fußboden befestigt werden. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst der Rahmen 120 eine Vielzahl von Rahmenelementen 130, die zusammengebaut werden können, z. B. durch Schweißen oder durch Befestigen aneinander. In verschiedenen Ausführungsformen können die Vorderseite 126 und/oder die Rückseite 128 und/oder die Seiten 122, 124 und/oder die Oberseite mit einer Platte, Wand oder Abdeckung verschlossen werden. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst der Rahmen 120 eine Plattform 132, die ein oder mehrere Bauteile der Rollenverarbeitungsmaschine 100 tragen kann. Die Plattform 132 kann sich am Boden befinden oder alternativ in einer Höhe über dem Boden des Rahmens 120 erhöht sein.
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In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst der Rahmen 120 eine Rollenladestation 134 an der Vorderseite 122. Die Rollenladestation 134 kann durch eines oder mehrere der Rahmenelemente 130 gebildet werden. Die Rollenverarbeitungsmaschine 100 umfasst eine oder mehrere Re-Reeling-Anordnungen 140 an der Rollenladestation 134. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Rollenverarbeitungsmaschine 100 zwei Re-Reeling-Anordnungen 140, die im Folgenden als eine erste Re-Reeling-Anordnung 142 und eine zweite Re-Reeling-Anordnung 144 bezeichnet werden können. In alternativen Ausführungsformen kann die Rollenverarbeitungsmaschine 100 mehr oder weniger Re-Reeling-Anordnungen 140 umfassen.
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In einer beispielhaften Ausführungsform ist jede Re-Reeling-Anordnung 140 so konfiguriert, dass sie zwei der Rollen 110 trägt, wobei eine der Rollen 110 so konfiguriert ist, dass sie abgewickelt wird, und die andere der Rollen 110 so konfiguriert ist, dass der Produktstreifen 102 auf diese aufgewickelt wird. Jede Re-Reeling-Anordnung 140 umfasst einen Schieberahmen 150, der gleitend mit dem Rahmen 120 verbunden ist. Der Schieberahmen 150 ist zwischen einer Ladeposition 152 und einer Wickelposition 154 beweglich. In der dargestellten Ausführungsform wird der Schieberahmen 150 nach vorne aus dem Rahmen 120 in die Ladeposition 152 und nach hinten zurück in den Rahmen 120 in die Wickelposition 154 bewegt. Der Schieberahmen 150 wird aus dem Rahmen 120 in die Ladeposition 152 bewegt, um den Zugang zu den Rollen 110 zu ermöglichen, z. B. zum Positionieren der Rollen 110 an der Seite des Schieberahmens 150. In verschiedenen Ausführungsformen wird der Schieberahmen 150 vom Bediener manuell in die Ladeposition 152 bewegt, und die Rollen 110 können manuell in den Schieberahmen 150 eingesetzt werden, bevor der Schieberahmen 150 manuell in die Wickelposition 154 zurückgeschoben wird. In alternativen Ausführungsformen kann der Schieberahmen 150 jedoch auch automatisch zwischen der Ladeposition 152 und der Wickelposition 154 bewegt werden, beispielsweise durch einen elektrischen Aktuator, einen hydraulischen Aktuator, einen pneumatischen Aktuator oder durch andere automatisierte Verfahren.
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Die Re-Reeling-Anordnung 140 umfasst eine Rollenhalterung 160 und eine Re-Reeling-Halterung 170, die beide zur Aufnahme der entsprechenden Rollen 110 dienen. Die Re-Reeling-Anordnung 140 umfasst eine oder mehrere Führungsrollen 180 zwischen der Rollenhalterung 160 und der Re-Reeling-Halterung 170. Die Führungsrollen 180 sind mit dem Schieberahmen 150 verbunden. Die Führungsrolle 180 führt den Produktstreifen 102 zwischen der Rollenhalterung 160 und der Re-Reeling-Halterung 170. Die Führungsrollen 180 spannen den Produktstreifen 102, um den Auf- und Abwicklungsprozess zu verbessern.
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Die Rollenhalterung 160 umfasst eine Welle 162 und eine Nabe 164, die drehbar an der Welle 162 befestigt ist. Die Nabe 164 dient zur Aufnahme der entsprechenden Rolle 110. Die Rolle 110 kann an der Nabe 164 befestigt werden, z. B. mit Verriegelungen, Clips, Verschlüssen oder anderen Sicherungselementen. In anderen Ausführungsformen kann die Rolle 110 mit Klebstoff an der Nabe 164 befestigt werden. In alternativen Ausführungsformen kann die Rolle 110 mit Vakuumsaugern, Saugnäpfen oder anderen Arten von Sicherungselementen an der Nabe 164 befestigt werden. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Rollenhalterung 160 einen Antriebsmechanismus 166, der zum Drehen der Nabe 164 und der an der Nabe 164 befestigten Rolle 110 dient. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Antriebsmechanismus 166 ein Elektromotor sein, der mit der Welle 162 gekoppelt ist. Der Antriebsmechanismus 166 kann sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung betrieben werden, um die Nabe 164 sowohl im als auch gegen den Uhrzeigersinn zu drehen.
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Die Re-Reeling-Halterung 170 umfasst eine Welle 172 und eine Nabe 174, die drehbar an der Welle 172 befestigt ist. Die Nabe 174 dient zur Aufnahme der entsprechenden Rolle 110. Die Rolle 110 kann an der Nabe 174 befestigt werden, z. B. mit Verriegelungen, Clips, Verschlüssen oder anderen Sicherungselementen. In anderen Ausführungsformen kann die Rolle 110 mit Klebstoff an der Nabe 174 befestigt werden. In alternativen Ausführungsformen kann die Rolle 110 mit Vakuumsaugern, Saugnäpfen oder anderen Arten von Sicherungselementen an der Nabe 174 befestigt werden. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Re-Reeling-Halterung 170 einen Antriebsmechanismus 176, der zum Drehen der Nabe 174 und der an der Nabe 174 befestigten Rolle 110 dient. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Antriebsmechanismus 176 ein Elektromotor sein, der mit der Welle 172 gekoppelt ist. Der Antriebsmechanismus 176 kann sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung betrieben werden, um die Nabe 174 sowohl im als auch gegen den Uhrzeigersinn zu drehen. Der Antriebsmechanismus 176 kann unabhängig von dem Antriebsmechanismus 166 der Rollenhalterung 160 betrieben werden.
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Während des Betriebs wird die Re-Reeling-Anordnung 140 in die Ladeposition gebracht. Eine volle Rolle 110 kann manuell mit der Nabe 164 der Rollenhalterung 160 verbunden werden. Eine leere Rolle 110 kann manuell mit der Nabe 174 der Re-Reeling-Halterung 170 verbunden werden. Das Ende des Produktstreifens 102 wird von der vollen Rolle entfernt und durch die Führungsrollen 180 zur leeren Rolle 110 an der Re-Reeling-Halterung 170 geführt. Zum Beispiel kann die Papierzwischenlage am Ende des Produktstreifens 102 von der vollen Rolle 110 abgewickelt und durch die Führungsrollen 180 zur leeren Rolle 110 an der Re-Reeling-Halterung 170 geführt werden. Das Ende der Papierzwischenlage kann manuell anhand mehrerer Umdrehungen auf die leere Rolle 110 gewickelt werden, um die Papierzwischenlage an der leeren Rolle 110 zu befestigen. Die Re-Reeling-Anordnung 140 kann dann in die Wickelposition gebracht und der Abwickelungs-/Umspulvorgang durchgeführt werden. Beispielsweise kann der Antriebsmechanismus 176 der Re-Reeling-Halterung 170 betätigt werden, um die Nabe 174 und die entsprechende Rolle 110 zu drehen und den Produktstreifen 102 auf die leere Rolle 110 aufzuwickeln. In einer beispielhaften Ausführungsform wird der Produktstreifen 102 abgewickelt und auf eine andere Rolle 110 aufgewickelt, um die Wickelrichtung des Produktstreifens 102 auf der neuen Rolle 110 zu ändern. Die Wickelrichtung des Produktstreifens 102 kann beispielsweise für bestimmte Herstellungsverfahren oder Anordnungen erforderlich sein. So kann bei einigen Anordnungen eine Wickelrichtung im Uhrzeigersinn erforderlich sein, während bei anderen Anordnungen eine Wickelrichtung gegen den Uhrzeigersinn erforderlich sein kann. In einer beispielhaften Ausführungsform kann es erforderlich sein, die neue Rolle 110 mit einer anderen Teilenummer zu versehen, die der unterschiedlichen Wickelrichtung entspricht. Darüber hinaus kann es erforderlich sein, die neue Rolle 110 für den Versand vorzubereiten, z. B. durch Anbringen von Klebeband an den Außenkanten der Flansche der Rolle 110, um ein versehentliches Abwickeln des Produktstreifens 102 von der Rolle 110 während des Versands zu verhindern.
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In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Re-Reeling-Anordnung 140 einen Produktstreifendetektor 190, der in der Nähe der Rollenhalterung 160 und/oder der Re-Reeling-Halterung 170 angeordnet ist, um den Produktstreifen 102 zwischen der Rollenhalterung 160 und der Re-Reeling-Halterung 170 zu überwachen. Der Produktstreifendetektor 190 kann einen Sensor, wie z. B. einen Näherungssensor, enthalten, um den Produktstreifen 102 zu erkennen. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Produktstreifendetektor 190 eine Abbildungsvorrichtung, wie z. B. eine Kamera, zur Abbildung des Produktstreifens 102 umfassen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Re-Reeling-Vorrichtung 140 auf der Grundlage von Eingaben des Produktstreifendetektors 190 gesteuert werden. Beispielsweise kann das Auf- und Abwickeln der Rollen 110 auf der Grundlage von Eingaben des Produktstreifendetektors 190 angehalten werden. Die Geschwindigkeit des Auf- und Abwickelns der Rollen 110 kann auf der Grundlage von Eingaben des Produktstreifendetektors 190 gesteuert werden. In einer beispielhaften Ausführungsform erkennt der Produktstreifendetektor 190 das Ende des Produktstreifens 102 während des Umspulvorgangs, so dass der Umspulvorgang gestoppt wird, wenn das Ende des Produktstreifens 102 erkannt wird. Der Produktstreifendetektor 190 kann das Ausmaß des Durchhangs oder der Spannung des Produktstreifens 102 zwischen der Rollenhalterung 160 und der Re-Reeling-Halterung 170 erkennen, um so die Geschwindigkeit der Rollenhalterung 160 und/oder der Re-Reeling-Halterung 170 zu erhöhen oder zu verringern. Der Produktstreifendetektor 190 kann Bandverbindungsstellen entlang der Länge des Produktstreifens 102 erkennen. Der Produktstreifendetektor 190 kann Schäden an den Kontakten oder dem Trägerstreifen entlang der Länge des Produktstreifens 102 erkennen.
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In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Re-Reeling-Anordnung 140 eine Klebeeinheit 192, die in der Nähe der Rollenhalterung 160 und/oder der Re-Reeling-Halterung 170 angeordnet ist. Die Klebeeinheit 192 kann zum Auftragen von Klebstoff auf Abschnitte des Produktstreifens 102 und/oder der am Ende des Produktstreifens 102 angebrachten Papierzwischenlage verwendet werden. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Klebeeinheit 192 einen Spender 194, z. B. eine Düse, zum Ausgabe des Klebstoffs. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Spender 194 relativ zur Re-Reeling-Halterung 170 beweglich. Beispielsweise kann die Spitze des Spenders 194 relativ zur Re-Reeling-Halterung 170 variabel positionierbar sein, um unterschiedliche Längen des Produktstreifens 102 auf der Rolle 110 und/oder Rollen mit unterschiedlichen Außendurchmessern anordnen zu können. In einer beispielhaften Ausführungsform wird die Klebeeinheit 192 automatisch betrieben, um den Klebstoff automatisch auf die Papierzwischenlage aufzutragen, wenn die Papierzwischenlage auf die Rolle 110 aufgewickelt wird. Der Betrieb der Klebeeinheit 192 kann auf der Grundlage von Eingaben des Produktstreifendetektors 190 gesteuert werden.
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In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Rollenverarbeitungsmaschine 100 einen Rollenmanipulator 200, der in der Nähe der Re-Reeling-Anordnungen 140 angeordnet ist. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Rollenmanipulator 200 mit dem Rahmen 120 gekoppelt, z. B. mit der Plattform 132. In alternativen Ausführungsformen kann der Rollenmanipulator 200 jedoch auch relativ zum Rahmen 120 beweglich sein. Zum Beispiel kann der Rollenmanipulator 200 auf einer mobilen Transportvorrichtung, wie einem fahrerlosen Transportfahrzeug (FTS), angebracht sein. Der Rollenmanipulator 200 wird verwendet, um die aufgewickelte Rolle 110 von der Re-Reeling-Halterung 170 zu entfemen, nachdem der Produktstreifen 102 auf die Rolle 110 aufgewickelt wurde. Der Rollenmanipulator 200 wird verwendet, um die aufgewickelte Rolle 110 zur weiteren Verarbeitung zu einer oder mehreren Verarbeitungsstationen zu transportieren. Zum Beispiel kann der Rollenmanipulator 200 die aufgewickelte Rolle 110 zu einer Bandstation 220 bewegen, um ein Klebeband auf die Rolle 110 anzubringen. Der Rollenmanipulator 200 kann zusätzlich oder alternativ die aufgewickelte Rolle 110 zu einer Inspektionsstation 230 bewegen, um die Rolle 110 zu inspizieren. Der Rollenmanipulator 200 kann zusätzlich oder alternativ die aufgewickelte Rolle 110 zu einer Etikettierstation 240 bewegen, um ein Etikett auf die Rolle 110 anzubringen. Der Rollenmanipulator 200 kann die aufgewickelte Rolle 110 zusätzlich oder alternativ zu einer Stapelstation 260 oder einer anderen Fertigstellungsstation bewegen, nachdem die Rolle 110 verarbeitet worden ist, z. B. zum Abtransport von der Rollenverarbeitungsmaschine 100.
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In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst der Rollenmanipulator 200 einen Roboterarm 202, der im dreidimensionalen Raum beweglich ist. Der Roboterarm 202 hat eine Rollenhaltevorrichtung 204 am Ende des Roboterarms 202. Die Rollenhaltevorrichtung 204 dient dazu, die Rolle 110 zu halten. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Rollenhaltevorrichtung 204 Verriegelungen, Clips, Verschlüsse oder andere Sicherungselemente aufweisen, um die Rolle 110 an der Rollenhaltevorrichtung 204 zu sichern. In anderen Ausführungsformen kann die Rollenhaltevorrichtung 204 Vakuumsauger, Saugnäpfe oder andere Sicherungselemente aufweisen, um die Rolle 110 an der Rollenhaltevorrichtung 204 zu sichern. In verschiedenen Ausführungsformen ist der Rollenmanipulator 200 so konfiguriert, dass er die Rolle 110 in verschiedenen Ausrichtungen hält, z. B. senkrecht, waagerecht oder in anderen Winkeln. In verschiedenen Ausführungsformen ist der Rollenmanipulator 200 so konfiguriert, dass er die Rolle 110 in verschiedenen Winkelpositionen hält. Zum Beispiel kann der Rollenmanipulator 200 die Rolle 110 in verschiedene Winkelpositionen drehen.
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Während des Betriebs nimmt der Rollenmanipulator 200 die Rolle 110 automatisch auf, nachdem der Produktstreifen 102 auf die Rolle 110 aufgewickelt wurde. Beispielsweise kann ein Signal an den Rollenmanipulator 200 gesendet werden, wenn der Wickelvorgang abgeschlossen ist, das den Rollenmanipulator 200 veranlasst, die Rolle 110 von der Re-Reeling-Halterung 170 der entsprechenden Re-Reeling-Anordnung 140 aufzunehmen. Der Rollenmanipulator 200 bewegt die Rolle 110 dann zur Bandstation 220, wo das Klebeband auf den Außenumfang der Rolle 110 aufgebracht wird. Der Rollenmanipulator 200 bewegt die Rolle 110 dann zur Inspektionsstation 230 zur visuellen Inspektion, z. B. durch ein Sichtprüfsystem. Die Inspektionsstation 230 kann die Rolle 110 inspizieren, z. B. um das auf dem Außenumfang der Rolle 110 angebrachte Klebeband und/oder die Position eines Etiketts auf der Rolle 110 und/oder die Daten auf dem Etikett zu überprüfen. Der Rollenmanipulator 200 bewegt dann die Rolle 110 zur Etikettierstation 240, wo ein Etikett auf die Seite der Rolle 110 aufgebracht werden kann. In einer beispielhaften Ausführungsform wird das Etikett über das vorhandene Etikett geklebt, um das vorhandene Etikett zu überdecken, dessen Position an der Inspektionsstation 230 bestimmt wurde. Der Rollenmanipulator 200 kann die Rolle 110 an der Etikettierstation 240 ausrichten, um sicherzustellen, dass das Etikett so angebracht wird, dass es das bisherige Etikett überdeckt. Zum Beispiel kann die Rolle 110 in eine bestimmte Richtung gedreht werden, so dass das Etikett über das vorhandene Etikett geklebt werden kann. Der Rollenmanipulator 200 bewegt die Rolle 110 dann zur Stapelstation 260, um die Rolle 110 an der Stapelstation 260 abzulegen. Der Rollenmanipulator 200 ist dann bereit, die nächste Rolle 110 von den Re-Reeling-Anordnungen 140 aufzunehmen.
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In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Bandstation 220 einen Bandapplikator 222, der mit dem Rahmen 120 gekoppelt ist. Zum Beispiel kann der Bandapplikator 222 mit der Plattform 132 gekoppelt sein. Der Bandapplikator 222 bringt das Klebeband auf den Außenumfang der Rolle 110 auf. Das Klebeband kann zum Beispiel auf die Außenseiten der Flansche 114 aufgebracht werden und sich über den Spalt zwischen den Flanschen 114 erstrecken. Das Klebeband kann verhindern, dass sich der Produktstreifen versehentlich von der Rolle 110 abwickelt. In einer beispielhaften Ausführungsform werden mehrere Teilstücke des Klebebandes an verschiedenen Stellen des Außenumfangs der Rolle 110 angebracht. Beispielsweise können vier Teilstücke des Klebebandes in einem Abstand von 90° zueinander angebracht werden. In alternativen Ausführungsformen können auch mehr oder weniger Teilstücke des Klebebandes aufgebracht werden. In einer beispielhaften Ausführungsform dreht der Rollenmanipulator 200 die Rolle 110 in der Bandstation 220, um die Ausrichtung der Rolle 110 relativ zum Bandapplikator 222 zu ändern, beispielsweise um das Klebeband an verschiedenen Abschnitten der Rolle 110 anzubringen. In alternativen Ausführungsformen wird ein durchgehendes Stück Klebeband in Umfangsrichtung um den Außenumfang der Rolle 110 herum angebracht.
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In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Inspektionsstation 230 eine Abbildungsvorrichtung 232 zur Abbildung der Rolle 110. Bei der Abbildungsvorrichtung 232 kann es sich um eine Kamera handeln. Die Abbildungsvorrichtung 232 kann den auf die Rolle 110 aufgewickelten Produktstreifen 102 abbilden und/oder das auf die Rolle 110 aufgebrachte Klebeband abbilden und/oder andere Abschnitte der Rolle 110, wie z.B. die Flansche 114, abbilden. Die Bilder werden ausgewertet, um Probleme oder Fehler zu erkennen. In einer beispielhaften Ausführungsform nimmt die Abbildungsvorrichtung 232 die Seite der Rolle 110 auf, um die Position eines Etiketts auf der Rolle 110 zu erkennen. Da die Rollen 110 wiederverwendet werden können, können beispielsweise frühere Etiketten vorhanden sein, die entfernt oder abgedeckt werden müssen. Die Position des Etiketts kann ermittelt werden, um den Betrieb des Rollenmanipulators 200 zu steuern, z. B. um den Rollenmanipulator 200 zu veranlassen, die Rolle 110 um einen bestimmten Winkelabstand zu drehen, um die Rolle 110 an der Etikettierstation 240 zu positionieren (z. B. um das vorhandene Etikett innerhalb der Etikettierstation so auszurichten, dass das neue Etikett das alte Etikett überdeckt). In alternativen Ausführungsformen kann der Rollenmanipulator 200 die Rolle 110 an der Inspektionsstation 230 drehen, bis sich das alte Etikett in einer vorbestimmten Winkelposition relativ zur Abbildungsvorrichtung 232 befindet (z.B. bei 0° oder einer anderen Winkelposition), wobei die Winkelposition vom Rollenmanipulator 200 beibehalten wird, während die Rolle 110 von der Inspektionsstation 230 zur Etikettierstation 240 bewegt wird. In anderen alternativen Ausführungsformen kann die Inspektionsstation 230 an der Etikettierstation 240 so angeordnet sein, dass die Rolle 110 nicht zwischen den Stationen bewegt wird, sondern mit Hilfe der Abbildungsvorrichtung 232 in der Etikettierstation 240 korrekt ausgerichtet wird. In verschiedenen Ausführungsformen können mehrere Inspektionsstationen 230 vorgesehen sein, z.B. an anderen Stationen (z.B. an der Bandstation 220).
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In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Etikettierstation 240 einen Etikettendrucker 242 und einen Etikettenapplikator 244. Der Etikettendrucker 242 druckt ein neues Etikett für die Rolle 110. In verschiedenen Ausführungsformen können die auf dem Etikettendrucker 242 gedruckten Informationen auf Daten beruhen, die von der Abbildungsvorrichtung 232 erfasst wurden. Beispielsweise kann das System auf der Basis des Bildes die Wickelrichtung bestimmen und/oder auf der Basis des Bildes die Art des Produktstreifens 102 bestimmen und/oder auf der Basis des Bildes die Größe oder die Art der Berührung des Produktstreifens 102 bestimmen und/oder auf der Basis des Bildes die Größe der Rolle 110 bestimmen und/oder auf der Basis des Bildes andere Daten bestimmen, wobei diese Daten verwendet werden, um die vom Etikettendrucker 242 auf das Etikett gedruckten Informationen zu erzeugen. Der Etikettenapplikator 244 bringt das vom Etikettendrucker 242 gedruckte Etikett direkt auf die Rolle 110 auf. In einer beispielhaften Ausführungsform bringt der Etikettenapplikator 244 das Etikett an der gleichen Stelle wie das vorhandene Etikett an, um das vorhandene Etikett abzudecken. In verschiedenen Ausführungsformen positioniert der Rollenmanipulator 200 die Rolle 110 relativ zum Etikettenapplikator 244 derart, dass das neue Etikett an der richtigen Stelle aufgebracht wird, um das alte Etikett abzudecken. In verschiedenen Ausführungsformen ist der Etikettenapplikator 244 ein Rollenapplikator. In anderen Ausführungsformen umfasst der Etikettenapplikator 244 einen Vakuumgreifer, der das Etikett auf der Rolle 110 aufnimmt und platziert. Andere Arten von Etikettenapplikatoren können in alternativen Ausführungsformen verwendet werden.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann der Rollenmanipulator 200, nachdem das Etikett auf die Rolle 110 aufgebracht wurde, die Rolle 110 an der Inspektionsstation 230 positionieren, um das neu aufgebrachte Etikett abzubilden. Das Bild wird analysiert, um die ordnungsgemäße Anbringung des Etiketts auf der Rolle 110 zu bestimmen. Das Bild wird analysiert, um zu bestimmen, ob ein einzelnes Etikett auf der Rolle 110 sichtbar ist. Das Bild wird analysiert, um zu bestimmen, ob die richtigen Informationen auf das Etikett gedruckt sind.
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In einer beispielhaften Ausführungsform bewegt der Rollenmanipulator 200 die etikettierte Rolle 110 zur Stapelstation 260. Die Rolle 110 wird auf einem Rollenstapel 262 abgelegt und von dem Rollenmanipulator 200 freigegeben. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Rollenstapel 262 auf der Plattform 132 gestapelt werden. Optional kann der Rollenstapel 262 auf einer Palette gestapelt werden, um von der Plattform 132 abtransportiert zu werden. Nachdem die Rolle 110 durch den Rollenmanipulator 200 freigegeben wurde, kann der Rollenmanipulator 200 die nächste Rolle 110 von der Re-Reeling-Anordnung 140 aufnehmen.
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In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Rollenverarbeitungsmaschine 100 eine Steuereinheit 300 zur Steuerung der automatisierten Prozesse der Rollenverarbeitungsmaschine 100. Die Steuereinheit 300 kann mit dem Rollenmanipulator 200 und/oder dem Bandapplikator 222 und/oder der Abbildungsvorrichtung 232 und/oder dem Etikettendrucker 242 und/oder dem Etikettenapplikator 244 wirkverbunden sein. Die Steuereinheit 300 kann mit den Antriebsmechanismen 166, 176 der Re-Reeling-Anordnung 140 wirkverbunden sein. Die Steuereinheit 300 kann mit der Klebeeinheit 192 der Re-Reeling-Anordnung 140 wirkverbunden sein. Die Steuerung der verschiedenen Bauteile kann auf der Grundlage von Eingaben oder Signalen von anderen Bauteilen gesteuert werden.
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In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Steuereinheit 300 mit einer Benutzerschnittstelle 310 wirkverbunden. Die Benutzerschnittstelle 310 kann ein Display 312 und einen oder mehrere Eingabeelemente 314, wie z. B. Tasten, Wählscheiben, Touchscreens, Zeigergeräte und dergleichen, umfassen. In der gezeigten Ausführungsform ist die Benutzerschnittstelle 310 mit dem Rahmen 120 gekoppelt, z. B. über die Etikettierstation 240. In alternativen Ausführungsformen kann die Benutzerschnittstelle 310 ein mobiles Gerät sein, z. B. ein Laptop oder ein anderes Handgerät. Der Bediener kann über die Benutzerschnittstelle 310 verschiedene Vorgänge der Rollenverarbeitungsmaschine 100 steuern. So können beispielsweise Steuersignale an die Steuereinheit 300 übertragen werden, um die anderen automatisierten Bauteile der Rollenverarbeitungsmaschine 100 zu steuern.
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4 ist ein Flussdiagramm, das verschiedene Vorgänge der Rollenverarbeitungsmaschine 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform veranschaulicht. In dem dargestellten Flussdiagramm umfasst das System zwei der Re-Reeling-Anordnungen, wie die erste Re-Reeling-Anordnung 142 und die zweite Re-Reeling-Anordnung 144. Es versteht sich, dass in alternativen Ausführungsformen auch mehr oder weniger Re-Reeling-Anordnungen verwendet werden können. Die Vorgänge in den Anordnungen zum Re-Reeling 142, 144 können unabhängig voneinander durchgeführt werden. In dem abgebildeten Flussdiagramm umfasst das System eine von den Re-Reeling-Anordnungen getrennte Rollenverarbeitungsstation 146. Die in der Rollenverarbeitungsstation 146 durchgeführten Vorgänge können unabhängig von den Vorgängen in den Re-Reeling-Anordnungen 142, 144 durchgeführt werden. So können beispielsweise Rollen, die unabhängig voneinander an den Re-Reeling-Anordnungen 142, 144 aufgerollt werden, aus den Re-Reeling-Anordnungen 142, 144 entnommen und in der Rollenverarbeitungsstation 146 verarbeitet werden.
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In der ersten Re-Reeling-Anordnung 142 können in Schritt 402 zwei der Rollen manuell in die erste Re-Reeling-Anordnung 142 geladen werden. Beispielsweise kann eine volle Rolle manuell in eine Rollenhalterung und eine leere Rolle manuell in eine Re-Reeling-Halterung geladen werden. Bei der manuellen Beladung nimmt der Bediener die Rollen in die Hand und befestigt sie an den Halterungen. Das Ende des Produktstreifens wird teilweise abgewickelt und durch Führungseinrichtungen, wie z. B. die Führungsrollen, zur leeren Rolle geführt. In einer beispielhaften Ausführungsform wird die Papierzwischenlage am Ende des Produktstreifens durch die Führungseinrichtungen zur leeren Rolle geführt. Das Ende der Papierzwischenlage und/oder das Ende des Produktstreifens werden teilweise manuell auf die leere Rolle aufgewickelt. In Schritt 404 wird der Produktstreifen automatisch von der ersten Rolle auf die zweite Rolle umgespult. Während des automatischen Umspulens werden die Halterungen und damit die Rollen über Antriebsmechanismen gedreht. In einer beispielhaften Ausführungsform wird der Produktstreifen während des Umspulens durch ein Bildverarbeitungssystem überwacht, um beispielsweise Verbindungsstellen, Beschädigungen und das Ende des Produktstreifens zu erkennen. Die Signale des Bildverarbeitungssystems können zur Steuerung des Umspulvorgangs verwendet werden, z. B. zur Steuerung der Geschwindigkeit der Antriebsmechanismen und/oder zum Anhalten der Drehung der Halterungen, wenn Beschädigungen und/oder das Ende des Produktstreifens erkannt werden. In Schritt 406 wird eine Papierzwischenlage am Ende des Produktstreifens und an der Wicklung befestigt, um den Produktstreifen im aufgewickelten Zustand auf der Rolle zu halten. Die erste Re-Reeling-Anordnung 142 kann einen Klebstoffspender enthalten, um die Papierzwischenlage an der Wicklung zu befestigen.
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In Schritt 410 meldet das System die Beendigung des Umspulvorgangs auf der Rolle. Ein solches Beendigungssignal löst die nächste Verarbeitungsphase der Rolle aus. In Schritt 412 steuert das System einen Rollenmanipulator an, um die aufgewickelte Rolle zu entfernen und sie zur Rollenverarbeitungsstation 146 zu transportieren. Nachdem die Rolle entnommen wurde, meldet das System in Schritt 414, dass die erste Re-Reeling-Anordnung 142 zum manuellen Nachladen bereit ist.
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Die zweite Re-Reeling-Anordnung 144 kann auf die gleiche Weise wie die erste Re-Reeling-Anordnung 142 betrieben werden. In der zweiten Re-Reeling-Anordnung 144 können in Schritt 422 zwei der Rollen manuell in die zweite Re-Reeling-Anordnung 144 geladen werden. Beispielsweise kann eine volle Rolle manuell in eine Rollenhalterung und eine leere Rolle manuell in eine Re-Reeling-Halterung geladen werden. Beim manuellen Laden nimmt der Bediener die Rollen auf und befestigt sie an den Halterungen. Das Ende des Produktstreifens wird teilweise abgewickelt und durch Führungseinrichtungen, wie z. B. die Führungsrollen, zur leeren Rolle geführt. In einer beispielhaften Ausführungsform wird die Papierzwischenlage am Ende des Produktstreifens durch die Führungseinrichtungen zur leeren Rolle geführt. Das Ende der Papierzwischenlage und/oder das Ende des Produktstreifens werden teilweise manuell auf die leere Rolle aufgewickelt. In Schritt 424 wird der Produktstreifen automatisch von der ersten Rolle auf die zweite Rolle umgespult. Während des automatischen Umspulens werden die Halterungen und damit die Rollen über Antriebsmechanismen gedreht. In einer beispielhaften Ausführungsform wird der Produktstreifen während des Umspulens durch ein Bildverarbeitungssystem überwacht, um beispielsweise Verbindungsstellen, Beschädigungen und das Ende des Produktstreifens zu erkennen. Die Signale des Bildverarbeitungssystems können zur Steuerung des Umspulvorgangs verwendet werden, z. B. zur Steuerung der Geschwindigkeit der Antriebsmechanismen und/oder zum Anhalten der Drehung der Halterungen, wenn Beschädigungen und/oder das Ende des Produktstreifens erkannt werden. In Schritt 426 wird eine Papierzwischenlage am Ende des Produktstreifens und an der Wicklung befestigt, um den Produktstreifen in aufgewickeltem Zustand auf der Rolle zu halten. Die zweite Re-Reeling-Anordnung 144 kann einen Klebstoffspender enthalten, um die Papierzwischenlage an der Wicklung zu befestigen.
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In Schritt 416 meldet das System die Beendigung des Umspulvorgangs auf der Rolle. Ein solches Abschlusssignal löst die nächste Verarbeitungsphase der Rolle aus. In Schritt 412 aktiviert das System den Rollenmanipulator, um die aufgewickelte Rolle zu entfernen und sie zur Rollenverarbeitungsstation 146 zu transportieren. Nachdem die Rolle entnommen wurde, meldet das System bei 418, dass die zweite Re-Reeling-Anordnung 144 zum manuellen Nachladen bereit ist.
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In Schritt 430 bewegt der Rollenmanipulator die Rolle zu einem Bandapplikator, um das Klebeband über die Flansche der Rolle zu legen. In Schritt 432 bewegt der Rollenmanipulator die Rolle zu einem Etikettenapplikator, um ein Etikett auf eine Seite der Rolle anzubringen. In Schritt 434 bewegt der Rollenmanipulator die Rolle zu einem Rollenstapel, um die fertige Rolle auf den Rollenstapel abzuladen. Die Rollenverarbeitungsstation 146 kann eine Abbildungsvorrichtung enthalten, die die Rolle vor und/oder nach der Verarbeitung in den verschiedenen Schritten abbildet. Beispielsweise kann die Abbildungsvorrichtung die Rolle vor dem Anbringen des Klebebandes oder nach dem Anbringen des Klebebandes abbilden. Die Abbildungsvorrichtung kann die Rolle vor dem Anbringen des Etiketts oder nach dem Anbringen des Etiketts abbilden. Die Abbildungsvorrichtung kann die Rolle vor dem Entladen am Rollenstapel abbilden. Die Rolle kann von dem Rollenmanipulator auf der Grundlage der Bilder der Bildgebungsvorrichtung weiterverarbeitet und/oder manipuliert werden.
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Es versteht sich, dass die obige Beschreibung der Veranschaulichung dient und in keinerlei Hinsicht als einschränkend erachtet werden soll. Zum Beispiel können die zuvor beschriebenen Ausführungsformen (und/oder Aspekte davon) in Kombination miteinander verwendet werden. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von ihrem Anwendungsbereich abzuweichen. Die hierin beschriebenen Abmessungen, Arten von Materialien, Ausrichtungen der verschiedenen Bauteile sowie die Anzahl und Positionen der verschiedenen Bauteile sollen die Parameter bestimmter Ausführungsformen definieren und sind in keiner Weise einschränkend und stellen lediglich beispielhafte Ausführungsformen dar. Viele andere Ausführungsformen und Modifikationen innerhalb des Geistes und des Anwendungsbereichs der Ansprüche ergeben sich dem Fachmann bei Durchsicht der obigen Beschreibung. Der Umfang der Erfindung sollte daher unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche definiert werden, zusammen mit dem vollen Umfang der Äquivalente, zu denen diese Ansprüche berechtigt sind. In den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „einschließlich“ und „in denen“ als einfache englische Entsprechungen der entsprechenden Begriffe „umfassend“ und „wobei“ verwendet. Darüber hinaus werden in den folgenden Ansprüchen die Begriffe „erste“, „zweite“ und „dritte“ usw. lediglich als Bezeichnungen verwendet und sollen nicht dazu dienen, numerische Anforderungen an ihre Gegenstände zu stellen. Darüber hinaus sind die Beschränkungen der folgenden Ansprüche nicht im „Mittel für eine Funktion“-Format abgefasst und sollen nicht auf der Grundlage von 35 U.S.C. § 112(f) ausgelegt werden, es sei denn, in den Anspruchsbeschränkungen wird ausdrücklich die Formulierung „Mittel für“ verwendet, gefolgt von einer Funktionsangabe ohne weitere Struktur.
