DE10207096A1

DE10207096A1 - Verfahren zur Steuerung einer Verpackungsmaschine

Info

Publication number: DE10207096A1
Application number: DE10207096A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Herkel
Original assignee: IWK Verpackungstechnik GmbH
Current assignee: IWK Verpackungstechnik GmbH
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2003-08-28
Also published as: CA2475513A1; US20050126127A1; JP2006505455A; EP1476361A1; AU2003205659A1; MXPA04007982A; BR0307789A; WO2003070577A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Verpackungsmaschine, die einen Produktförderer für ein Produkt und einen Verpackungsförderer für eine Verpackung aufweist, die abschnittsweise parallel und synchron zueinander verlaufen, so dass das Produkt in einer Übergabestation in die Verpackung einführbar ist, und die einen Beipackförderer für ein dem Produkt beizufügendes Beipackteil, beispielsweise einen Prospekt oder einen Dosierlöffel, besitzt. Ein Datenspeicher in Form eines Schieberegisters enthält verschiedene Zustands- und Steuerungsdaten von aus Produkt, Verpackung und Beipackteil gebildeten Verpackungseinheiten. Die Daten werden zu einem Zeitpunkt t¶0¶ in dem Schieberegister getaktet verschleppt. An zumindest einem von einem Initiator vorgegebenen Zeitpunkt t¶p¶ wird eine Kontroll- oder Bearbeitungsaktion an dem Beipackteil gestartet, wobei der Zeitpunkt t¶p¶ relativ zu dem Zeitpunkt t¶0¶ verstellbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass die relative Position des Zeitpunkts t¶p¶ zu dem Zeitpunkt t¶p¶ zu dem Zeitpunkt t¶0¶ überprüft wird und dass der Zeitpunkt t¶p¶ verschoben wird, wenn er innerhalb eines um den Zeitpunkt t¶0¶ gebildeten Toleranzzeitraums T liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Verpackungsmaschine, die einen Produktförderer für ein Produkt und einen Verpackungsförderer für eine Verpackung aufweist, die abschnittsweise parallel und synchron zueinander verlaufen, so dass das Produkt in einer Übergabestation in die Verpackung einführbar ist, und die einen Beipackförderer für ein dem Produkt beizufügendes Beipackteil, beispielsweise einen Prospekt oder einen Dosierlöffel, besitzt, mit einem Datenspeicher in Form eines Schieberegisters, das verschiedene Zustands- und Steuerungsdaten von aus Produkt, Verpackung und Beipackteil bestehenden Verpackungseinheiten enthält, wobei die Daten zu einem Zeitpunkt t₀ in dem Schieberegister getaktet verschleppt werden, und mit zumindest einem von einem Initiator vorgegebenen Zeitpunkt t_p, an dem eine Kontroll- oder Bearbeitungsaktion an dem Beipackteil gestartet wird, wobei der Zeitpunkt t_p relativ zum Zeitpunkt t₀ in Abhängigkeit von dem Produkt und/oder der Verpackung und/oder dem Beipackteil verstellbar ist.
Bei der Verpackung von Produkten in einer Übergabevorrichtung einer Verpackungsmaschine ist es üblich, einen ersten umlaufenden Verpackungsförderer für die Verpackung, beispielsweise eine sogenannte Faltschachtelkette, und einen zweiten umlaufenden Produktförderer für die Produkte, beispielsweise eine sogenannte Produktkette, derart in ihren Bewegungen zu synchronisieren, dass das Produkt quer zur Bewegungsrichtung der Ketten in die Faltschachtel seitlich eingeschoben werden kann. Zur Formatverstellung sind die beiden Ketten relativ zueinander verstellbar.
Bei bestimmten Produkten, beispielsweise Medikamenten, ist es notwendig, zusätzlich auch ein Beipackteil, bei dem es sich beispielsweise um einen Prospekt bzw. Beipackzettel oder auch um einen Dosierlöffel handeln kann, in die Verpackung einzubringen. Im folgenden soll beispielhaft von einem Prospekt als Beipackteil ausgegangen werden. In der Verpackungsmaschine ist ein weiterer umlaufender Beipackförderer, beispielsweise eine sogenannte Prospektzangenkette, vorgesehen, die mehrere zangenartige Halter trägt, die jeweils einen Prospekt aufnehmen und durch Klemmung halten können. Ein in die Verpackung einzuschiebender Prospekt wird mit der Prospektzangenkette zwischen das Produkt und die Faltschachtel bewegt und durch die seitliche Einschubbewegung des Produktes von diesem mitgenommen und in die Faltschachtel eingeführt, wobei der zangenartige Halter öffnet, sobald das Produkt mit dem Prospekt in Anlage kommt.
In der Verpackungsmaschine ist für jede Verpackungseinheit, die das Produkt, die Faltschachtel und den Prospekt umfasst, ein Datensatz gespeichert, der alle wesentlichen Zustands- und Steuerungsdaten der Verpackungseinheit enthält. Da gleichzeitig eine Vielzahl von Verpackungseinheiten in der Verpackungsmaschine verarbeitet werden und die Verpackungsmaschine durchlaufen, ist es bekannt, die Datensätze in einem gemeinsamen Datenspeicher abzulegen. Der Datenspeicher ist als Schieberegister ausgebildet, wobei die Datensätze innerhalb des Schieberegisters in getakteter Form entsprechend dem Arbeitstakt der Maschine, d. h. der sich ändernden Position der zugeordneten Verpackungseinheit in der Verpackungsmaschine bis zur Auswurfstation verschleppt, d. h. verschoben werden. Das Schieberegister wird über einen Schiebetakt getaktet, der üblicherweise von dem Antrieb der Produktkette abgegriffen wird.
Zur Bereitstellung des gefalteten Prospektes sind an diesem üblicherweise mehrere Überprüfungs- und Bearbeitungsschritte vorzunehmen. Der Prospekt muss mit einem sogenannten Prospektapparat zu einem vorbestimmten Zeitpunkt (Abrufzeitpunkt t_p) von einem Prospektstapel, auf dem er in ungefalteter Form vorliegt, abgenommen und anschließend gefaltet werden. Daraufhin muss der Prospekt zu einem vorbestimmten Zeitpunkt an einen zangenartigen Halter der Prospektzangenkette übergeben werden. Zusätzlich dazu muss zu einem vorbestimmten Zeitpunkt innerhalb des Prospektapparates eine Überprüfung bezüglich der korrekten Prospektart über eine Erfassung und Auswertung eines auf dem Prospekt befindlichen Codes durchgeführt werden. Die Zeitpunkte zur Einleitung bzw. Initiierung der jeweiligen Aktion werden entweder über drehende, mechanische Nocken, die in einer bestimmten Drehung ein Initiierungssignal auslösen, oder über eine elektronische Nachbildung eines entsprechenden Nockens vorgegeben. Dabei werden die Initiierungssignale jedoch nur ausgelöst, wenn eine vorherige Überprüfung von einigen Daten des Datensatzes im Schieberegister ergibt, dass die Verpackungseinheit ordnungsgemäß zusammengestellt ist, d. h. dass ein Produkt und eine Verpackung vorhanden sind.
Eine Verpackungsmaschine muss in der Lage sein, sowohl Produkte und Verpackungen unterschiedlichen Formates als auch unterschiedliche Prospektformate zu verarbeiten. In Abhängigkeit von den Produktabmessungen, den Verpackungsabmessungen und den Prospektabmessungen müssen die einzelnen Baugruppen der Übergabestation der Verpackungsmaschine relativ zueinander verstellt werden. Bei einem Formatwechsel wird in der Regel der Prospektapparat und/oder die Prospektzangenkette relativ zu der Produktkette und/oder der Faltschachtelkette verstellt. Dies führt dazu, dass auch die Zeitpunkte, die von einem oder mehreren Initiatoren bzw. Nocken vorgegeben werden, relativ zu dem der Schiebezeitpunkt t₀ des Schieberegisters verstellt werden, der den Beginn eines Bearbeitungstaktes der Verpackungsmaschine definiert. Beispielhaft soll im folgenden von dem Abrufzeitpunkt t_p des Prospektes von dem Prospektstapel ausgegangen werden, jedoch treten gleichartige Probleme auch bei anderen Zeitpunkten auf, an denen eine Kontroll- oder Bearbeitungsaktion an einem Beipackteil, beispielsweise einem Prospekt, gestartet wird.
Aufgrund der Verstellung des Abrufzeitpunktes t_p des Prospektes relativ zu dem Schiebezeitpunkt t₀ des Schieberegisters kann es zu einer Situation kommen, in der die beiden Zeitpunkte zusammenfallen oder zumindest so nahe beieinander liegen, dass sie von der Steuerung nicht als zwei unabhängige Signale erkannt und verarbeitet werden können. Aufgrund dieser Situation kann es zu unverträglichen Abläufen in der Steuerung und zu unzulässigen Betriebszuständen kommen, aufgrund derer die Verpackungsmaschine abschaltet und eine Störung signalisiert. Zur Behebung der Störung müssen die mechanischen und elektronischen Einstellungen der Verpackungsmaschine und insbesondere des Prospektapparates relativ zur Produktkette verändert werden, bis ein sicherer Betriebszustand gegeben ist. Eine derartige Verstellung ist zwar möglich, da bei der Übergabe des Prospektes an den zangenartigen Halter der Prospektzangenkette eine gewisse zeitliche Toleranz gegeben ist, jedoch ist die Behebung der Störung aufwendig und beeinflusst die Leistungsfähigkeit der Verpackungsmaschine nachteilig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung einer Verpackungsmaschine genannten Aufbaus zu schaffen, bei der eine Störung aufgrund zusammenfallender oder zu nahe beieinander liegender Zeitpunkte der genannten Art zuverlässig vermieden ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die relative Position des Abrufzeitpunktes t_p für den Prospekt zu dem Schiebezeitpunkt t₀ des Schieberegisters überprüft wird und dass der Zeitpunkt t_p verschoben wird, wenn er innerhalb eines um den Zeitpunkt t₀ gebildeten Toleranzzeitraums T liegt.

Nach einer Verstellung der Verpackungsmaschine infolge eines Formatwechsels und der damit verbundenen Verstellung des Abrufzeitpunktes t_p des Prospektes relativ zu dem Schiebezeitpunkt t₀ des Schieberegisters wird über eine Steuerung überprüft, ob der Zeitpunkt t_p des Prospektabrufes mit dem Schiebezeitpunkt t₀ des Schieberegisters zusammenfällt oder zumindest so nahe bei diesem liegt, dass ein Konflikt zu erwarten ist. Dies ist der Fall, wenn der Abrufzeitpunkt t_p des Prospektes innerhalb eines vorgegebenen Toleranzzeitraums bzw. -intervalls T liegt, das um den Schiebezeitpunkt t₀ des Schieberegisters herum angeordnet ist. Wenn die Überprüfung ergibt, dass der Abrufzeitpunkt t_p des Prospektes innerhalb des Toleranzzeitraums T liegt, wird der Abrufzeitpunkt t_p des Prospektes von der Steuerung selbsttätig verschoben. Eine derartige Verschiebung ist ohne Beeinträchtigung des Betriebes der Verpackungsmaschine möglich, da bei der Übergabe des Prospektes an den zangenartigen Halter der Prospektzangenkette an eine gewisse zeitliche Toleranz gegeben ist, die erfindungsgemäß ausgenutzt wird. Auf diese Weise ist zuverlässig verhindert, dass die Verpackungsmaschine nach einem Formatwechsel aufgrund unverträglicher Betriebszustände oder Steuerungsabläufe abschaltet.

Eine schnell arbeitende Verpackungsmaschine bewältigt etwa 450 Arbeitstakte pro Minute, so dass die Taktzeit etwa 133,33 ms beträgt. Als Zykluszeit wird diejenige Zeitspanne bezeichnet, die dass Steuerungsprogramm für die Abarbeitung benötigt. Die Zykluszeit kann beispielsweise 5 ms betragen. Der Toleranzzeitraum T um den Schiebezeitpunkt t₀ des Schieberegisters sollte deshalb zumindest ±3% der Taktzeit der Verpackungsmaschine umfassen, d. h. der Abrufzeitpunkt t_p des Prospektes sollte nicht mit den letzten 3% des vorhergehenden Arbeitstaktes vor dem Schiebezeitpunkt t₀ oder den ersten 3% des nächsten Arbeitstaktes nach dem Schiebezeitpunkt t₀ zusammenfallen. Als obere Grenze für den Toleranzzeitraum T hat sich eine Größe von ±10% der Taktzeit der Verpackungsmaschine als sinnvoll herausgestellt. Bevorzugterweise umfasst der Toleranzzeitraum T eine Größe von ±5% der Taktzeit der Verpackungsmaschine.

Wenn die Steuerung feststellt, dass der Abrufzeitpunkt t_p innerhalb des Toleranzzeitraums T liegt, wird der Abrufzeitpunkt t_p soweit verschoben, bis er außerhalb des Toleranzzeitraums T liegt. Diese Verschiebung kann in eine von beiden Richtungen auf der Zeitachse, d. h. in Richtung eines früheren Zeitpunkts oder in Richtung eines späteren Zeitpunkts erfolgen. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuerung die beiden Verschiebungen Δt₁ und Δt₂ des Abrufzeitpunktes t_p, die zur Erreichung einer Position außerhalb des Toleranzzeitraums T notwendig sind, in beide Richtungen (früher - später) ermittelt. Anschließend wird der Abrufzeitpunkt t_p in diejenige Richtung verschoben, in der sich zur Erreichung einer Position außerhalb des Toleranzzeitpunktes T eine geringere Verschiebung ergibt.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
Fig. 1 die Zeitpunkte t₀ und t_p auf der Zeitachse t in unkritischer Anordnung vor einer Formatverstellung,
Fig. 2 die Zeitpunkte t₀ und t_p auf der Zeitachse t in kritischer Anordnung nach einer Formatverstellung und
Fig. 3 die Zeitpunkte t₀ und t_p auf der Zeitachse t in unkritischer Anordnung nach Korrektur.
Fig. 1 zeigt eine Zeitachse t, auf der ein Schiebezeitpunkt t₀ des Schieberegisters eingezeichnet ist, der gleichzeitig auch den Beginn eines Arbeitstaktes der Verpackungsmaschine definiert. Ein Abrufzeitpunkt t_p für einen Prospekt in einem Prospektapparat weist einen ausreichenden zeitlichen Abstand zu dem Schiebezeitpunkt t₀ auf, so dass es in der Verpackungsmaschine zu keinen kritischen Betriebszuständen kommt.
Nach einer Formatverstellung, bei der die zeitlichen Abläufe des Prospektapparates relativ zu der Produktkette verstellt werden, hat sich auch die Position des Abrufzeitpunkts t_p des Prospektes relativ zu dem Schiebezeitpunkt t₀ des Schieberegisters verändert. Der Abrufzeitpunkt t_p des Prospektes liegt nun wesentlich näher an dem Schiebezeitpunkt t₀ des Schieberegisters als vor der Formatverstellung, wie sich aus Fig. 2 ergibt. Nach Abschluss der Formatverstellung wird von einer Steuerung der Verpackungsmaschine überprüft, ob der Abrufzeitpunkt t_p des Prospektes innerhalb eines um den Schiebezeitpunkt t₀ des Schieberegisters liegende Toleranzzeitraums bzw. -intervalls T liegt, das ±5% der Taktzeit der Verpackungsmaschine umfasst. Wie Fig. 2 zeigt, liegt der Abrufzeitpunkt des Prospektes im dargestellten Ausführungsbeispiel innerhalb des Toleranzzeitraums T. Daraufhin ermittelt die Steuerung eine erste zeitliche Verschiebung Δt₁, die notwendig ist, um den Abrufzeitpunkt t_p in eine frühere Position zu verschieben, so dass er unmittelbar vor dem Toleranzzeitraum T liegt. Entsprechend wird auch eine zweite zeitliche Verschiebung Δt₂ ermittelt, die notwendig ist, um den Abrufzeitpunkt t_p auf einen späteren Zeitpunkt zu verschieben, so dass er gerade außerhalb des Toleranzzeitraums T liegt. Die beiden zeitlichen Verschiebungen Δt₁ und Δt₂ werden miteinander verglichen und anschließend wird der Prospektapparat so verstellt, dass der Abrufzeitpunkt t_p um den kleineren Wert (Absolutwert) der beiden festgestellten zeitlichen Verschiebungen Δt₁ und Δt₂ in die zugeordnete Richtung verstellt wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gilt: Δt₂ < Δt₁, weshalb der Abrufzeitpunkt t_p um den Zeitraum Δt₂ auf einen späteren Zeitpunkt verschoben wird, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. In diesem Zustand, in dem der Abrufzeitpunkt t_p nach seiner Verschiebung nunmehr außerhalb des um den Schiebezeitpunkt t₀ des Schieberegisters gelegten Toleranzzeitraums T liegt, sind unverträgliche Abläufe und Betriebszustände in der Verpackungsmaschine aufgrund zu nahe aneinanderliegender Initiierungszeitpunkte oder -signale zuverlässig vermieden.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung einer Verpackungsmaschine, die einen Produktförderer für ein Produkt und einen Verpackungsförderer für eine Verpackung aufweist, die abschnittsweise parallel und synchron zueinander verlaufen, so dass das Produkt in einer Übergabestation in die Verpackung einführbar ist, und die einen Beipackförderer für ein dem Produkt beizufügendes Beipackteil, beispielsweise einen Prospekt oder einen Dosierlöffel, besitzt,
mit einem Datenspeicher in Form eines Schieberegisters, das verschiedene Zustands- und Steuerungsdaten von aus Produkt, Verpackung und Beipackteil bestehenden Verpackungseinheiten enthält, wobei die Daten zu einem Zeitpunkt t₀ in dem Schieberegister getaktet verschleppt werden, und
mit zumindest einem von einem Initiator vorgegebenen Zeitpunkt t_p, an dem eine Kontroll- oder Bearbeitungsaktion an dem Beipackteil gestartet wird,
wobei der Zeitpunkt t_p relativ zum Zeitpunkt t₀ in Abhängigkeit von dem Produkt und/oder der Verpackung und/oder dem Beipackteil verstellbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die relative Position des Zeitpunktes t_p zu dem Zeitpunkt t₀ überprüft wird und dass der Zeitpunkt t_p verschoben wird, wenn er innerhalb eines um den Zeitpunkt t₀ gebildeten Toleranzzeitraums T liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt t_p soweit verschoben wird, bis er außerhalb des Toleranzzeitraums T liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Toleranzzeitraum T eine Größe von ±3% bis ±10% der Taktzeit der Verpackungsmaschine umfasst.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Toleranzzeitraum T eine Größe von ±5% der Taktzeit der Verpackungsmaschine umfasst.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebungen Δt₁, Δt₂ des Zeitpunkts t_p, die zur Erreichung einer Position außerhalb des Toleranzzeitraums T notwendig sind, in beide Richtungen (früher - später) ermittelt werden und dass der Zeitpunkt t_p um die geringere der beiden Verschiebungen Δt₁, Δt₂ verschoben wird.