DE3346102C2

DE3346102C2 - Vorrichtung zur automatisierten Verwiegung

Info

Publication number: DE3346102C2
Application number: DE3346102A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dieter 3388 Bad Harzburg Petzler; Volkhard Dipl.-Ing. 3300 Braunschweig Sorgatz; Jürgen-Michael Dr.-Ing. 3304 Wendeburg Wenzel
Original assignee: Buehler Miag 3300 Braunschweig GmbH; Buehler Miag GmbH
Current assignee: Buehler GmbH
Priority date: 1983-12-21
Filing date: 1983-12-21
Publication date: 1986-04-03
Also published as: GB2151800B; DE3346102A1; IT1179529B; GB2151800A; GB8431827D0; IT8424225A0

Abstract

Das Verfahren zur Verwiegung von Schüttgütern und Flüssigkeiten wird mittels Handhabungsgerät vorzugsweise in der Art eines Industrieroboters durchgeführt, welcher die erforderlichen Arbeitsschritte wie z. B. Behältnisbereitstellung, Behältnisaufnahme, Betätigung der Dosierelemente mit und ohne Auflockerungseinrichtungen und/oder Verschlüssen, Verwiegung der gefüllten Behältnisse sowie deren Kennzeichnung und Absetzen nach einem berechneten Plan erledigt. Charakteristisch ist, daß die Verwiegungseinrichtung ein integrales Bestandteil des Handhabungsgerätes ist und vorzugsweise der Antrieb für Dosierelemente, Auflockerungseinrichtungen und weiterer antriebsfähiger Bauteile mitgeführt wird.

Description

— der Hilfsarm (8) weist ein oder mehrere Antriebsorgan(e) (11, 12) zur Aktivierung ortsfester Dosierelemente (18), Auflockerungseinrichtungen (19) und Verschlüsse über Mknehmerk^plungen auf,

— in den Hüfsarm (8) ist eine einen Behältnisgreifer (15) tragende Verwiegungseinrichtung (13, 14) integriert,

— das Handhabungsgerät (4) ist in an sich bekannter Weise beweglich auf einem Fahrwerk (2) aufgebaut

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrwerk (2) Behältnisgeber (27), Behältnisverschluß- und -kennzeichnungsgerät (29) und Behältr/isablage (30) mit sich führt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur automatisierten Verwiegung von Schüttgütern und Flüssigkeiten in Gestalt eines die für die Verwiegung erforderlichen Arbeitsschritte nach berechnetem Plan ausführenden, rechnergesteuerten Handhabungsgerätes, vorzugsweise in der Art eines sogenannten Industrieroboters, welches im wesentlichen aus einer drehbaren Säule, einem an dieser angelenkten Dreharm und einem an letzterem angelenkten Hilfsarm besteht.

Derartige Vorrichtungen werden zum Beispiel in der Gummiindustrie zur Vorbereitung der Rohstoffmischungen nach bestimmten Rezepten durch Zusammenstellung auch von mehreren bis vielen Zuschlagsstoffen in unterschiedlichen Gewichten benötigt. Neben der rezeptgerechten Bereitstellung der Zuschlagsstoffe auch in der richtigen Reihenfolge sollen auch Fehlerquellen durch falsche Verwiegungsabläufe erkennbar und beseitigrwerden.

Es ist bekannt, daß die Verwiegung der Kleinkomponenten in der Gummiindustrie noch immer von Hand erfolgt. Hierbei füllt das Personal mit in den Vorratsbehältern bereitliegenden Schaufeln auf Waagen gestellte Beutel. Als wesentliche Nachteile sind bei dieser Methode festgestellt, daß der Beutelinhalt vertauscht werden kann, die Verwiegungstoleranzen überschritten v/erden und durch Verschmutzung des Arbeitsplatzes nicht miteinander verträgliche Zuschlagsstoffe vermischt werden. Auch falsche Beutelkennzeichnung ist möglich.

Diese Nachteile führten zur halbautomatischen Kleinkomponentenverwiegung, bei der durch Quittierung mittels Druckknöpfen per Rechenautomat Kontrollrechnungen durch Summenbildung durchgeführt werden, wobei durch Handverwiegung alle beschriebenen Fehlerquellen mit Ausnahme von unabsichtlichen Toleranzüberschreitungen weiter möglich sind.
Weiterhin ist aus der DE-OS 29 43 351 ein Verfahren zur Bereitstellung und Abwägung von Kleinkomponenten nebst entsprechenden Vorrichtungen zur Verfahrensdurchführung bekannt Bei letzteren handdt es sich im wesentlichen um manuell befüllbare Dosierungsbehälter, die durch spezielle Kennungen unverwechselbar in ortsfesten oder ortsveränderlichen Magazinen untergebracht und aus diesen nach einer mischungsabhängig programmierten Vorschrift entnehmbar sind Diese Dosierungsbehälter werden von Hand in den Bereich einer ortsfesten Wägevorrichtung gebracht, wo die Austragung des Gutes in ein Behältnis durch an den Dosierungsbehältern befindliche Dosierelemente erfolgt, wobei diese entweder einen eigenen Antrieb haben oder durch Fremdenergie aktiviert werden. Nach Beendigung der Verwiegung müssen die Dosierbehäiter manuell in das Magazin zurückgebracht werden. Insgesamt handelt es sich um ein System zur Bereitstellung und Verwiegung von überwiegend in Klein- oder Kleinstmengen notwendigen Chemikalien sehr hoher Anzahl, bei der bewußt auf eine volle Automatisierung verzichtet und ein nicht unerheblicher Anteil manueller Tätigkeit in Kauf genommen wird.

In der Zeitschrift »Rubber and Plastics News« vom 21. November 1983, S. 16 und 17, wird nun erstmals das Prinzip einer vollautomatischen Kleinkomponentenverwiegung gezeigt, welches eine manuelle Fehlverwiegung ausschließen soll. Zwischen zwei Reihen von Kleinkomponentenbehältern läuft ein Kettenbecherwerk mit Aufnahmebehältern. Jedem Kleinkomponentenbehälter ist eine Verwiegungseinrichtung und Dosierelemente mit Antrieben zugeordnet Rechnergesteuert werden die Kettenbecher in der Reihenfolge gefüllt, wie es ein Rezept für die Rphstoffmischung vorsieht. Das Kettenbecherwerk transportiert die gefüllten Behälter zum Mischer. Es ist jedoch ersichtlich, daß eine Anlage der beschriebenen Bauform durch die zahlreichen Wiegesysteme, Dosierelemente und Antriebe für diese sehr teuer wird und auch kaum für die Beschikkung mehrerer Mischer mit unterschiedlichen und wechselnden Rezepterfordernissen geeignet ist, weil die Transportkette starr ausgebildet ist. Außerdem kann jeder Behälter mit unterschiedlichen Zuschlagsstoffen beaufschlagt werden, wodurch auch hier unerwünschte Materialmischungen zu befürchten sind.

so Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Fehlermöglichkeiten zuverlässig auszuschalten und gleichzeitig bei Beibehaltung einer vollautomatischen Arbeitsweise die Anzal der Verwiegungsein richtungen und der Antriebe für die Dosierelemente unter Nutzbarmachung der modernen Handhabungsgeräte innewohnenden Vorteile wie Preiswürdigkeit, betriebliche Zuverlässigkeit und universelle Beweglichkeit drastisch zu reduzieren sowie von der Anzahl der Komponentenbehälter unabhängig zu gestalten bzw. die Anzahl der letzteren ohne nennenswerte Eingriffe in die Gesamtanlage frei wählen bzw. verändern zu können.

Eirfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die irr kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst.

^Jm insbesondere bei dem Zusammenwirken mit zahlreichen Komponentenbehältern bzw. dadurch bedingten langen Wegen des Fahrwerkes mit dem Handhabungsgerät eine weitgehende Unabhängigkeit von

der Versorgung mit Nachschub an Behältnissen, Stationen für die abschließende Behandlung der gefüllten Behältnisse sowie von Ablagemöglichkeiten zu gewährleisten, führt nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung das Fahrwerk Behältnisgeber, Behältnisverschluß- und -kennzeichnungsgerät und Behältnisablage mit sich.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß statt einer Vielzahl von Antriebsorganen für Dosierelemente im Normalfall nur noch deren eines sowie statt einer Vielzahl von Verwiegungseinrichtungen nur noch eine einzige ungeachtet der Anzahl der Komponentenbehälter benötigt wird. Hierbei kann das Antriebsorgan so ausgeführt sein, daß es hinsichtlich Leistung, Drehzahl und/oder Wegen steuer- und regelbar und damit unterschiedlichen Gegebenheiten an den Dosierelementen der einzelnen Komponentenbehäiter leicht anpaßbar ist Weiterhin ist durch die feste Zuordnung der Dosierungselemente, die auch unterschiedlich in Konstruktion, Größe und Leistung sein können, zu den entsprechenden Kornponentenbehältern eine unerwünschte Vermischung unterschiedlicher Zuschlagsstoffe völlig ausgeschlossen. Die Integration der Verwiegungseinrichtung mit Behältnisgreifer in den Hilfsarm des Handhabungsgerätes ergibt zum einen eine kompakte und preisgünstige Bauweise und zum anderen eine unkomplizierte, schnelle und damit leistungsfähige Verwiegung. Schließlich führt der Aufbau des die Dosierung und Verwiegung bewirkenden Handhabungsgerätes auf einem Fahrwerk zu einer beliebig vergrößerbaren Reichweite, so daß praktisch ein Zusammenwirken mit einer unbegrenzten Anzahl von Komponentenbehältern möglich bzw. auch eine Veränderung der Anzahl derselben ohne nennenswerte Eingriffe in die Gesamtanlage möglich ist.

Mit der Erfindung wird zunächst das Befüllen der Behältnisse mit dem Zuschlagsstoff gesichert, welchen eine bestimmte Rezeptur verlangt Eine Prozeßregelung sorgt für das Anfahren und Ankoppeln des Handhabungsgerätes an den entsprechend gefüllten Komponentenbehälter. Fehler beim Verwiegen sind praktisch ausgeschlossen durch die möglichen aufeinanderfolgenden Einstellungen der Dosierelementebewegungen für zum Beispiel Grobdosierung, Feindosierung und Feinstdosierung. Fehlverwiegungen durch selten auftretendes unterschiedliches Dosierverhalten von Zuschlagsstoffen werden in an sich bekannter Weise computerunterstützt gemessen und führen zum Aussondern der entsprechenden Behältnisse. Der folgende Verschluß der Behältnisse und die Kennzeichnus? sind gleichfalls automatisiert und können in an sich bekannter Weise durchgeführt werden. Weitere Vorteile der Erfindung bestehen in der Vermeidung von Fehlchargen und der Verhinderung von Arbeitspersonalkontakten mit giftigen Zuschlagsstoffen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die Seitenansicht einer Maschinenausrüstung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

F i g. 2 die Anordnung gemäß F i g. 1 in der Draufsicht

Auf einem Fahrweg, zum Beispiel einem Laufschienenpaar 1, bewegt sich ein Fahrwerk 2 mit der Fahrwerksplattform 3. Auf der Fahrwerksplattform 3 ist ein Handhabungsgerät 4 montiert, welches aus der drehbaren Säule 5 mit dem Hav.otarm 6, einer Drehgabel 7 und dem Hilfsarm 8 besteht. Die Drehgabel 7 ist drehbar mittels Drehzapfen 9 gegenüber dem Hauptarm 6 gelagert, der Hilfsarm 8 ist drehbar mittels der Lagerung to gegenüber der Drehgabel 7 gelagert Der Hilfsarm 8 nimmt den Antrieb 11 mit der Antriebswelle 12 auf; an ihm befestigt ist auch die Torsionsfeder 13 mit Wägearm 14 und Behältnisgreifer 15. Als Behältnis ist im Ausführungsbeispiel ein Beutel 16 vorgesehen. Ein zu füllender Beutel wird entsprechend der Rezepterfordernis unter den Füllstutzen 17 eines Dosierelementes 18, z. B. einer Dosierschnecke, gehalten. Dosierelement 18 und

ίο Auflockerungseinrichtung 19 sind dem Komponentenbehälter 20 zugeordnet Die Welle 21 der Auflockerungseinrichtung ist mit einem Zahnriemen 22 an die Welle 23 des Dosierelementes 18 angeschlossen. Am Gestell 24 des Komponentenbehälters 20 sind zwei Auflager 25 angebracht Am Hilfsarm 8 sind als zwei Gegenstücke die Auflagerdorne 26 befestigt

Der Behältnisgreifer 15 entnimmt bei Beginn des Verwiegungsvorganges einem an sich bekannten Behältnisgeber 27 einen Beutel. Das Handhabungsgerät 4 positioniert den Beutel unter den Füllstütiii;i 17, indem es die beiden Auflagerdorne 26 in die Auflager 25 einfährt. Gleichzeitig koppelt die Antriebswelle 12 an die Welle 23 des Dosierelementes 18 an. Der programmgesteuerte Antrieb treibt dann das Dosierelement und die verbundene Aüflockerungseinrichtung an, wodurch der Beutel gefüllt wird. Mittels der Torsionsfeder 13 ist ein erschütterungsfreies Verwiegen möglich. Der Antrieb stellt sich hierbei entsprechend der Auslegung des Dosierelementes und den in Abhängigkeit von der Verwiegemenge festgelegten Drehzahlen für die Grobdosierung, Feindosierung und Feinstdosierung ein. Hierdurch werden alle unterschiedlichen Verwiegungsmengen, welche sich innerhalb des oder der Wägebereiche der integrierten Verwiegeeinrichtung ergeben können, z. B. von einigen hundert Gramm bis zu mehreren Kilogramm, individueii geregelt und in optimalen Einsteiiungen in kürzester Zeit durchgeführt Ist der Beutel gefüllt und wird ein fehlerhaftes Mehrgewicht festgestellt, wird der Beutel entweder direkt durch eine entsprechende Fehlchargenöffnung 28 in den Komponentenbehälter 20 zurückentleert oder, besonders bei Fehlverwiegungen eines zweiten Zuschlagsstoffes in den gleichen Beutel, gesondert abgestellt Bei einem Füllgewicht innerhalb der Toleranzgrenzen wird der gefüllte Beute) vom Hanclhabungsgerät zu einem an sich bekannten Behältnisverschluß- und -kennzeichnungsgerät 29 geführt und dort verschlossen und gekennzeichnet. Behältnisgeber 27 und Behältnisverschluß- und -kennzeichnungsgerät 29 sind auf der Fahrwerksplattform 3 mitgeführt und können zur Vermeidung von unnötigen Schwenkzeiten auch mehrmals vorhanden sein. Das Absetzen der gefüllten Beutel kann auf Behältnisablagen 30, welche auf csr r ahrwerksplattform 3 mitgeführt werden, nach vorausberechneter Placierung erfolgen. Im besprochenen Ausführungsbeispiel dienen die Behältnisabl&gen 30 nur zur Aufnahme von Fehlverwiegungen, und die freigegebenen, richtig verwogenen und gefüllten Beutel werden auf einem nach d«*r Rezeptur und dem Verfahren notwendigerweise computergesteuerten und mögliciherweise reversierbaren Fördersystem 31 aufgesetzt, um einen automatischen Weitertransport mit genau definierten Beutelstandorten vorzubereiten.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Komponentenbehä'fer in einer Reihe geradlinig angeordnet. Andere Ausführungsbeispiele können die Komponentenbehälteranordnung entsprechend dem zur Verfugung stehenden Platzangebot zweireihig, gekrümmt und auch übereinander angeordnet vorsehen.

Bezugszeichenliste	Laufschienenpaar
I	Fahrwerk
2	Fahrwerksplattform
3	Handhabungsgerät
4	Säule
5	Hauptarm
6	Drehgabel
7	Hilfsarm
8	Drehzapfen
9	Lagerung
10	Antrieb
11	Antriebswelle
12	Torsionsfeder
13	Wägeann
14	Behältnisgreifer
15	Beutel
16	Füllstutzen
17	Dosierelement
18	Auflockerungseinrichtung
19	Komponentenbehälter
20	Welle der Auflockerungseinrichtung
21	Zahnriemen
22	Welle des Dosierelementes
23	Gestell des Komponentenbehälters
24	Auflager
25	Auflagerdorne
26	Behältnisgeber
27	Fehlchargenöffnung
28	Behältnisverschluß- und -kennzeichnungsgerät
29	Behäitnisablage
30	Fördersystem
31	Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur automatisierten Verwiegung von Schüttgütern und Flüssigkeiten in Gestalt eines die für die Verwiegung erforderlichen Arbeitsschritte nach berechnetem Plan ausführenden, rechnergesteuerten Handhabungsgerätes, vorzugsweise in der Art eines sogenannten Industrieroboters, welches im wesentlichen aus einer drehbaren Säule, einem an dieser angelenkten Dreharm und einem an letzterem angelenkten Hilfsarm besteht, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: