DE4004354A1 - Fassfuellmaschine fuer auf paletten stehende faesser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Faßfüllmaschine der im Oberbe­ griff des Anspruches 1 genannten Art.

Halb- oder vollautomatisch arbeitende Faßfüllmaschinen für Einzelfässer oder für mehrere auf Paletten angeordnete Fäs­ ser müssen die Arbeitsposition eines Werkzeugschlittens durch relative Ausrichtung jeweils über das Spundloch des nächsten zu bearbeitenden Fasses bringen und dann die Bewe­ gung des Werkzeugschlittens derart steuern, daß die an die­ sem angeordneten Werkzeuge nacheinander den Schraubdeckel abschrauben, das Faß füllen, einen Deckel wieder aufschrau­ ben und gegebenenfalls noch eine Clinchkappe aufbringen. Dazu sind einzelne Werkzeuge vorgesehen, wie Schrauber, Füllventile, Verclincher etc. Ist ein Faß fertig, so muß die Arbeitsposition des Werkzeugschlittens über dem Spund­ loch des nächsten zu behandelnden Fasses ausgerichtet wer­ den.

Bei Faßfüllmaschinen zum Füllen von auf Paletten angeordne­ ten Fässern stellt sich dabei die zusätzliche Aufgabe, daß auf einer Palette mehrere Fässer angeordnet sind, die nach Möglichkeit automatisch mit einer Programmsteuerung gefüllt werden sollen. Dabei muß die Arbeitsposition des Werkzeug­ schlittens nacheinander mit allen Spundlöchern in register­ gerechten Eingriff gebracht werden.

Vollautomatisches Arbeiten ist bei solchen Faßfüllmaschinen erwünscht, da mit diesen häufig giftige oder explosionsge­ fährliche Substanzen gefüllt werden, die einen in der Nähe postierten Bedienungsmann gefährden würden.

Bekannte Faßfüllmaschinen der eingangs genannten Art können bereits weitgehend automatisch die Fässer füllen, haben aber Probleme bei der Erfassung der Positionen der Spundlö­ cher der verschiedenen Fässer der Palette für das Steu­ erprogramm. So ist es beispielsweise bekannt, daß das Steu­ erprogramm nur feste Spundlochpositionen kennt. Daher müs­ sen für derartige Maschinen die Fässer genau vorausgerich­ tet werden, so daß die Spundlöcher in genau vorgegebenen Positionen stehen, was beispielsweise mit Schablonen er­ reichbar ist. Eine andere Möglichkeit ist es, in einem "Teaching"-Verfahren vor Beginn des Füllvorganges alle Spundlöcher von Hand anzufahren und die Positionen in das Programm einzugeben, wonach die Maschine dann automatisch füllen kann. Alle diese bekannten Maschinen machen aber zu­ mindest vorübergehend die Anwesenheit eines Bedienungsman­ nes erforderlich bzw. erfordern hochgenau vorjustiert auf den Paletten aufgestellte Fässer.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine vollautomatische Faßfüllmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die besser für giftiges und insbesondere explosives Füllgut geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist an der Füllmaschine eine Zeilenkamera vorgesehen, die in Relativbewegung über die Faßoberflächen hin die Positionen der Spundlöcher erfassen und in das Steuerprogramm eingeben kann. Es können also auch chaotisch aufgestellte Fässer vollautomatisch, also ohne Bedienungs­ mann vor Ort gefüllt werden. Eine Zeilenkamera ist deshalb von besonderem Vorteil, weil sie wesentlich kostengünstiger sowohl hinsichtlich der Anschaffung als auch hinsichtlich des Rechenprogrammaufwandes ist als eine flächenerfassende Kamera. Außerdem hat sie den Vorteil, daß die erforderliche Objektausleuchtung sich auf eine Zeile beschränken kann. Es sind somit wesentlich geringere Lichtleistungen erforder­ lich, was zur Erfüllung von Explosionsschutzvorschriften einen wesentlichen Konstruktionsvorteil bildet.

Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen. Man könnte zur Relativbewegung die Kamera über die Palette führen. Dafür wäre aber ein eigener zusätzli­ cher Antrieb für die Kamera erforderlich, was wiederum aus Kosten- und Explosionsschutzgründen nachteilig wäre. Da die Paletten ohnehin durch die Füllmaschine gefördert werden müssen, kann die dafür vorgesehene Transporteinrichtung für die Relativbewegung zwischen Palette und Kamera in einfa­ cher Weise eingesetzt werden.

Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 3 vorgesehen. Bei dieser Anordnung werden alle Fässer der Pa­ lette von der Zeilenkamera erfaßt, bevor das erste Spund­ loch in Bearbeitungseingriff mit der Arbeitsposition des Werkzeugschlittens gerät. Bevor also das erste Spundloch von den Werkzeugen anzufahren ist, sind alle Spundlöcher im Steuerprogramm erfaßt, und es kann eine Wegoptimierung er­ folgen, bevor der Suchvorgang beginnt.

Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 4 vorgesehen. Der Werkzeugschlitten, der üblicherweise nur zum Werkzeugwechsel, nicht aber zur Spundlochsuche ein­ gesetzt wird, wird erfindungsgemäß für beide Bewegungen be­ nutzt, so daß ein zusätzlicher Antrieb eingespart wird, was wiederum die Erfüllung strenger Explosionsschutzvorschrif­ ten vereinfacht.

Schließlich sind vorteilhaft die Merkmale des Anspruches 5 vorgesehen. Dies ist insbesondere bei Paletten vorteilhaft, die in Zeilenrichtung nur zwei Fässer nebeneinander aufwei­ sen. Wenn von diesen nur jeweils ein zur Mitte hin liegen­ der schmaler Randstreifen erfaßt wird, so kann die Zeile sehr kurz sein, beispielsweise nur in Länge eines halben Faßdurchmessers. Der Vorteil dabei ist, daß bei gegebener Zeilenkamera die Auflösung erhöht werden kann. Es ist al­ lerdings eine zumindest grobe Vorausrichtung der Fässer in der Weise erforderlich, daß die Spundlöcher alle im wesent­ lichen zur Mitte hin zeigen.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Faßfüllmaschine in perspektivischer An­ sicht beispielsweise und schematisch dargestellt.

In der in der Figur dargestellten Faßfüllmaschine sollen Fässer 1 gefüllt werden, die, wie die Figur zeigt, jeweils zu viert auf einer Palette 2 stehen, die in der Maschine auf einem von einem Motor 3 angetriebenen Transportband 4 stehen, welches in Richtung des Pfeiles 5 antreibbar ist.

Neben dem Transportband steht ortsfest eine Säule 6, an der mit einem Höhenantrieb 7 in Richtung des Pfeiles 8 höhen­ verstellbar ein mit einem Querantrieb in Richtung des Pfei­ les 9 quer zur Richtung des Pfeiles 5 verstellbarer Werk­ zeugschlitten 10 angeordnet ist.

Der Werkzeugschlitten 10 trägt im dargestellten vereinfach­ ten Ausführungsbeispiel nur zwei Faßbehandlungswerkzeuge, nämlich ein Füllventil mit Füllrohr 11 und Absaugeinrich­ tung 12 und einen Schrauber 13.

Es können also mit den drei Antrieben in Richtung der Pfeile 5, 8 und 9 die Faßbehandlungswerkzeuge 11 und 13 in Eingriff mit allen Spundlöchern 14 der Fässer 1 gebracht werden. Zum Steuern der Antriebe ist ein nicht dargestell­ ter Steuerkomputer vorgesehen, an den die Antriebe in ge­ eigneter Weise angeschlossen sind.

Zum Erfassen der Positionen der Spundlöcher 14 ist an einem ortsfest angeordneten Galgen 15 eine Zeilenkamera 16 vorge­ sehen, die mit dem dargestellten Betrachtungswinkel α eine Beobachtungszeile 17 erfaßt, die quer zur Transportrichtung 5 ausgerichtet ist.

Wird die Palette 2 vom Transportband 4 in Richtung des Pfeiles 5 unter der Zeilenkamera hindurchgeführt, so kann die gesamte Oberfläche erfaßt und dem Steuerkomputer einge­ geben werden, der die Spundlochpositionen ermitteln kann.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Länge der Steuerzeile 17 kürzer als die Breite der Palette 2. Dies macht es erforderlich, daß die Fässer 1 grob vorausgerich­ tet werden müssen, so daß die Spundlöcher jeweils im we­ sentlichen zur Mitte hin liegen. Da die Zeile wesentlich kürzer ist, erhöht sich bei gegebener Zeilenkamera die Punktauflösung bzw. kann bei gleicher Auflösung eine einfa­ chere und kostengünstigere Kamera verwendet werden. Die Zeile kann aber auch länger sein und die gesamte Breite der Palette 2 erfassen, so daß die gesamten Faßoberflächen er­ faßbar sind. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn nicht, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel nur jeweils zwei Fässer nebeneinanderstehen, sondern auf der Palette eine größere Zahl von Fässern aufgestellt ist.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Maschine liegt die Zeilenkamera 16 in Transportrichtung des Pfeiles 5 in einem Abstand vor dem Werkzeugschlitten 10, der größer ist als die Länge der Palette 2. Die Palette wird also bei Bewegung in Transportrichtung (in Richtung auf das den Motor 3 aufweisende Ende des Transportbandes 4 hin) zunächst voll­ ständig von der Zeilenkamera erfaßt, bevor das erste Spundloch in Behandlungseingriff unter den Werkzeug­ schlitten 10 gelangt. Der Steuerkomputer kann also zunächst sämtliche Spundlochpositionen erfassen und eine Wegopti­ mierung vornehmen, bevor das erste Spundloch anzufahren ist. Wie der Pfeil 5 zeigt, kann das Transportband 4 auch reversierend in beiden Richtungen angetrieben werden und beispielsweise die Palette 2 zur Erhöhung der Lesegenauig­ keit mehrfach unter der Zeilenkamera 16 hindurchfahren.

Der Steuerkomputer setzt sodann den Werkzeugschlitten 10 in Bewegung und fährt zunächst mit dem Schrauber 13 in Posi­ tion über das erste zu behandelnde Spundloch. Mit dem Hö­ henantrieb 7 oder gegebenenfalls mit einem eigenen Höhenan­ trieb des Schraubers wird der Schrauber 13 auf das Spund­ loch abgesenkt und schraubt das Faß auf. Sodann wird der Werkzeugschlitten 10 so weit verfahren, bis das Füllrohr 11 in Eingriff über dasselbe Spundloch gelangt. Das Faß wird gefüllt. Anschließend wird der Werkzeugschlitten 10 wieder zurückgefahren bis zum Eingriff des Schraubers 13, und das Faß wird erneut verschraubt.

Es können am Werkzeugschlitten 10 weitere Werkzeuge vorge­ sehen sein, beispielsweise ein Verclincher, der in dersel­ ben Weise in Eingriff mit demselben Spundloch gebracht wer­ den kann.

Nach Abschluß der Behandlung eines Spundloches werden das Transportband 4 und der Werkzeugschlitten so weit verfah­ ren, bis der Schrauber 13 in Eingriff über dem nächst zu behandelnden Spundloch steht. Sodann beginnt der Faßbehand­ lungszyklus in der beschriebenen Weise von vorn. Auf diese Weise werden nacheinander alle Spundlöcher abgefahren. Da die Position der einzelnen Spundlöcher zuvor im Steuer­ komputer erfaßt wurde, kann durch geeignete Steuerung der Antriebe in optimierter Bahn gefahren werden. Bei Reversie­ ren des Transportbandes 4 können die Spundlöcher beispiels­ weise im Kreis abgefahren werden.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die dargestellte Faßfüllmaschine weitgehend variiert werden.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zur Steuerung der Werkzeuge 11 und 13 in Richtung des Pfeiles 9, also quer zur Palettentransportrichtung 5, nur ein Schlitten, nämlich der Werkzeugschlitten 10, vorgesehen. Dieser dient sowohl zum Werkzeugwechsel als auch zum Anfahren einer neuen Spundlochposition in Richtung quer zur Palettentransport­ richtung. Diese Steuerbewegungen (Spundlochsuchbewegung und Werkzeugwechselbewegung) können aber auch von getrennten Schlitten durchgeführt werden, wobei beispielsweise die Spundlochsuche mit einer Kreuzschlittenanordnung erfolgt und der Werkzeugschlitten 10 als Suchschlitten dazu vorge­ sehen ist.

Auch kann die Zeilenkamera 16 anders als dargestellt ange­ ordnet sein, nämlich unmittelbar an der in Richtung des Pfeiles 9 feststehenden Schiene des Werkzeugschlittens. Sie erfaßt dann die Spundlöcher im Eingriffsbereich des Werk­ zeugschlittens. Eine Wegoptimierung zum Anfahren der Spund­ löcher ist auch dabei möglich, wobei beispielsweise die Pa­ lette 2 zweimal nacheinander die Position des Werkzeug­ schlittens unterfahren kann, und zwar beim ersten Mal zum Einlesen der Positionen in den Steuerkomputer und beim zweiten Mal für die Bearbeitungsgänge.

Claims (5)

1. Faßfüllmaschine zum Füllen jeweils mehrerer auf einer Palette angeordneter Fässer, mit einem oberhalb der Fässer angeordneten steuerbaren Werkzeugschlitten, der die verschiedenen Faßbehandlungswerkzeuge nacheinander mit demselben Spundloch in Eingriff bringt, sowie mit einer Sucheinrichtung, die die Arbeitsposition des Werkzeugschlittens und die Palette relativ zueinander zur Suche des jeweils nächsten zu behandelnden Spund­ loches steuert, dessen Position in einem Steuerkompu­ ter gespeichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine an den Steuerkomputer angeschlossene, die Faßoberflä­ chen erfassende Zeilenkamera (16) vorgesehen ist, die quer zur Zeilenrichtung (in Richtung des Pfeiles 5) relativ zur Palette (2) bewegbar ist.

2. Faßfüllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kamera (16) feststeht und die Palette (2) von einer Transporteinrichtung (Transportband 4) be­ wegt wird.

3. Faßfüllmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Abstand zwischen der Zeilenkamera (16) und dem Werkzeugschlitten (10) in Transportrichtung (Pfeil 5) der Palette (2) größer ist als die Länge der Palette.

4. Faßfüllmaschine nach einem der Ansprüche 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Werkzeugschlitten (10) in Richtung quer zur Transportrichtung (Pfeil 5) der Palette (2) angetrieben ist und sowohl zum Wechsel der Werkzeuge (11, 13) als auch zur Suche der Spundlöcher (14) steuerbar ist.

5. Faßfüllmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilenkamera (16) die jeweils an den Zeilenenden liegenden Fässer nur in einem zur Zeilenmitte hin liegenden Randbereich er­ faßt.