DE60007317T2 - Vorrichtung zur steuerung der revolverbeladung in einer sortier- und verteilanlage - Google Patents

Vorrichtung zur steuerung der revolverbeladung in einer sortier- und verteilanlage Download PDF

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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Bearbeitungsmaschinen zum Handhaben von Gegenständen und zum Übertragen von Gegenständen zwischen mehreren Bearbeitungsstraßen. Spezieller betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Sortieren und Verteilen von Reihen sich bewegender Behälter von einer Bearbeitungsreihe zu einer anderen Bearbeitungsreihe.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Bei der industriellen Bearbeitung vieler unterschiedlicher Art von Gegenständen, beispielsweise von Flaschen in einer Etikettieranlage, ist es wünschenswert, zahlreiche Reihen von Gegenständen gleichzeitig zu bearbeiten. Der Begriff "Gegenstand" wird hier als Oberbegriff für jede Art von Behälter, Container, Flasche oder andere Posten verwendet, die durch die Erfindung bearbeitet werden. Üblicherweise werden Gegenstände (beispielsweise Flaschen) auf einzelnen Förderbändern über eine einzelne Gruppe von Bearbeitungsstationen bearbeitet, was dann zu einem fertiggestellten Erzeugnis führt. Ein derartiges System ist in 1 gezeigt. Eine Eingabestation 20 führt unbearbeitete Gegenstände 10 auf einem einzelnen Fördersystem 21 einer Arbeitsstation 30 zu (beispielsweise einer Flaschenetikettiermaschine). Die Gegenstände werden bearbeitet, 10', und aus der Arbeitsstation 30 auf einem Fördersystem 21 zu einer Ausgabestation 38 für weitere Bearbeitung befördert. Eine vollständige Gruppe von Bearbeitungsstationen (20, 30, 38) ist zur Bearbeitung einer einzelnen Reihe von Gegenständen erforderlich. Diese Art der Bearbeitung ist langsam, benötigt erheblichen Raum, und im Falle einer Störung eines Bauteils oder einer Station wird die gesamte Bearbeitung unterbrochen.
  • Die US 4 651 879 beschreibt ein Flaschensortiersystem mit einem Karussell, das Flaschen durch verschiedene Stationen transportiert, um Flaschen entsprechend Identifizierungseigenschaften zu unterteilen und zu trennen. Das Flaschensortiersystem weist eine Übertragungsstation auf, eine Untersuchungsstation zur Bestimmung der Identifizierungseigenschaften, eine zentrale Bearbeitungseinheit zum Vergleichen der Flascheneigenschaften mit gespeicherten Eigenschaften, um jede Flasche einzugruppieren. Wenn eine bestimmte Flasche einen Ort erreicht, der einem von mehreren Auslassförderern zugeordnet ist, betätigt die zentrale Bearbeitungseinheit eine Öffnungsvorrichtung zum Öffnen eines Greifmechanismus, und zum Freigeben der Flasche auf dem Förderer. Jeder Förderer ist einer unterschiedlichen Art von Flasche zugeordnet, so dass die Flaschen entsprechend ihren Identifizierungseigenschaften getrennt werden.
  • Die vorliegende Erfindung überwindet diese Schwierigkeiten dadurch, dass zahlreiche Bearbeitungsstraßen über weniger Bearbeitungsstationen laufen, und ein einziger Sortiermechanismus dazu verwendet wird, effizienter die Gegenstände, die bearbeitet werden, an die verschiedenen Stationen zu verteilen. Hierdurch wird der erforderliche Gesamtraum verringert, und der Bearbeitungswirkungsgrad wirksam erhöht, da weniger Bedienungspersonen benötigt werden, weniger Maschinen, und der Einsatz einfacher ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung gemäß den beigefügten Patentansprüchen 1 oder 9 zu Verfügung gestellt. Die Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht den gleichzeitigen Einsatz mit hoher Geschwindigkeit von zwei oder mehreren Arbeitsstationen. Sie verringert die Anzahl an Bedienungspersonen, die zum Betreiben der Maschine benötigt werden. In Folge der kompakten Ausbildung der Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung können darüber hinaus mehr Gegenstände pro Bodenflächeneinheit bearbeitet werden, was die Produktivität erhöht. In Folge eines Sortierungsmerkmals reagiert die Maschine weniger empfindlich auf „Abschaltzeit", hervorgerufen durch Arbeitsstationen, die eine Störung aufweisen.
  • Die Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet eine Eingabestation, die Reihen von Gegenständen einem Fördersystem zur Verfügung stellt. Die Eingabestation arrangiert die Gegenstände in ersten Zuführreihen und Standby-Reihen, die einem ersten Fördersystem zugeführt werden. Die Gegenstände der ersten Zuführreihen werden direkt in eine erste Gruppe von Arbeitsstationen zur Bearbeitung eingegeben. Nach der Bearbeitung schickt ein erster Ausgabeförderer die bearbeiteten Gegenstände zu einem Karussellsortiermechanismus. Gleichzeitig leitet das erste Fördersystem die Gegenstände der Standby-Reihen direkt zu dem Karussellsortiermechanismus.
  • Der Karussellsortiermechanismus gelangt in Eingriff mit den Standby- und den ersten Ausgabereihengegenständen, und befestigt sie unter Verwendung eines lösbaren Greifmittels. Das Karussell dreht die Gegenstände auf karussellartige weise, und gibt in Zusammenarbeit mit Sensoren und Steuervorrichtungen die Gegenstände auf ein zweites Fördersystem frei. Die Gegenstände werden von dem Karussellsortiermechanismus in zweiten Zuführreihen unbearbeiteter Gegenstände freigegeben, und in Ausgangsreihen verarbeiteter Gegenstände. Das zweite Fördersystem führt die unverarbeiteten Gegenstände der zweiten Zuführreihe in eine zweite Gruppe an Arbeitsstationen zur Bearbeitung ein. Nach der Bearbeitung werden die Gegenstände der zweiten Gruppe der Arbeitsstationen durch ein zweites Ausgabesystem zu einer Ausgabestation geschickt, wo sie für weitere Bearbeitung gesammelt werden. Gleichzeitig werden die bereits bearbeiteten Gegenstände der Ausgangsreihe durch den zweiten Förderer direkt zur Ausgabestation für weitere Bearbeitung gefördert.
  • Gemäß den Grundlagen der vorliegenden Erfindung wird eine neue und verbesserte Bearbeitungsmaschine für Gegenstände zur Verfügung gestellt, die kleiner ist als frühere Maschinen, die Betriebskosten verringert, hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten aufweist, weniger Bedingungspersonal benötigt, und flexibler im Gebrauch ist, als frühere Maschinen. Andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden beschrieben in dem Abschnitt mit dem Titel „DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG" oder werden aus diesem deutlich.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen, welche verschiedene Aspekte der Erfindung verdeutlichen. In den Zeichnungen ist:
  • 1 eine Aufsicht auf eine typische Maschine nach dem Stand der Technik;
  • 2 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform einer Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform eines Karussellsortiermechanismus;
  • 4 eine Querschnittsansicht der Ausführungsform des in 3 gezeigten Karussellsortiermechanismus;
  • 5A ein Blockschaltbild eines grundlegenden Steuerschemas zum Einsatz bei der Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 5B eine Nahaufsicht auf einen Karussellsortiermechanismus, der bei der in 2 gezeigten Ausführungsform eingesetzt wird;
  • 6 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder entsprechende Teile der Erfindung in den verschiedenen Zeichenfiguren.
  • BESTE ART UND WEISE DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Bearbeitung von Gegenständen gemäß den Grundlagen der vorliegenden Erfindung ist in 2 gezeigt. Eine Eingabestation 20 ordnet Gegenstände 10 in Reihen an und liefert sie an ein erstes Fördersystem (22, 24). Das erste Fördersystem (22, 24) kann ein einzelner Förderer sein, oder ein Paar von Förderern Seite an Seite. Die Förderer können luftbetriebene Förderer oder Fördersysteme mit Kettenantrieb sein, beispielsweise jene, die von der Simplimatic Engineering Co. in Lynchburg, Virginia, hergestellt werden.
  • Die Eingabestation 20 ordnet die Gegenstände in einer ersten Zuführreihe auf einem ersten Zuführförderer 24 und in einer Standby-Reihe auf einem Standby-Förderer 22 an. Der erste Zuführförderer 24 führt Gegenstände 10 in eine erste Arbeitsstation 30 ein. Die Gegenstände 10 können zum Beispiel Flaschen sein, und die Arbeitsstation 30 kann eine Etikettiermaschine zum Etikettieren von Flaschen sein. Ein typisches Beispiel für eine derartige Maschine ist das Modell BH 8000, hergestellt von B & H Labeling Systems in Ceres, Kalifornien.
  • Sobald die Gegenstände 10 durch die Maschine 30 bearbeitet worden, verlassen sie die Maschine 30 auf einem ersten Ausgabesystem 27, das typischerweise ebenso ausgebildet ist wie der erste Zuführförderer. Diese bearbeiteten Gegenstände 10' werden durch ein erstes Ausgabesystem 27 zu einem einzelnen Karussellsortiermechanismus 40 gefördert. Gleichzeitig werden die unbearbeiteten Gegenstände 10 der Standby-Reihe durch den Standby-Förderer 22 direkt zum Karussellsortiermechanismus 40 transportiert.
  • Der Karussellsortiermechanismus 40 sammelt die Gegenstände (10, 10') und gelangt in Eingriff mit ihnen, und verteilt die Gegenstände (10, 10') um auf ein zweites Fördersystem (26, 28). Das zweite Fördersystem (26, 28) kann ein von dem ersten Fördersystem (22, 24) vollständig getrenntes Fördersystem sein. Alternativ kann das zweite Fördersystem (26, 28) einfach eine längere Version des ersten Förderers (22, 24) darstellen, die zwei durchgehende Segmente aufweist. Der Karussellsortierer 40 ist zwischen einem ersten und einem zweiten Segment angeordnet, wobei der Karussellsortierer 40 nur die Gegenstände (10, 10') von einem Förderer 22 auf einen anderen Förderer 24 umschaltet.
  • Der Vorgang des Sortierens und Umverteilens von Gegenständen wird durch den Karussellsortiermechanismus 40 in Zusammenarbeit mit einem oder mehreren Sensoren 29 und einem Controller 90 (nicht gezeigt) durchgeführt. Die Kombination aus den Sensoren 29 und einem Controller 90 stellt ein Steuersystem (29, 90) zur Verfügung. Das System kann durch verschiedene Verfahren gesteuert werden, jedoch sorgen die Sensoren 29 und der Controller 90 für ein optimales Verfahren. Die Sensoren 29 können an verschiedenen Orten auf der Vorrichtung angeordnet sein. So können beispielsweise, wie in 2 gezeigt, Sensoren 29 auf dem ersten Förderer (22, 24) angeordnet sein, nachdem die Gegenstände 10 durch die erste Arbeitsstation 30 hindurchgegangen sind. Alternativ können sich die Sensoren 29 in dem Karussellsortiermechanismus 40 befinden. Wie in 3 gezeigt, können ein oder mehrere Sensoren 29 auf dem Körper des Karussellsortiermechanismus 40 angebracht sein, und so angeordnet sein, dass sie Gegenstände (10, 10') erfassen, wenn sie zyklisch durch den Karussellsortiermechanismus 40 hindurchgeleitet werden. Es sind andere Anordnungen und Orte möglich. Die Sensoren 29 stellen Auswahl- und Zeitsteuerinformationen zur Verfügung, die von dem Controller 90 des Steuersystems dazu verwendet wird, zu bestimmen, wann der Karussellsortiermechanismus 40 Gegenstände (10, 10') auf das zweite Fördersystem (26, 28) frei gibt. Die Sensoren 29 können zur Feststellung vieler verschiedener Parameter verwendet werden. So können beispielsweise die Sensoren 29 dazu eingesetzt werden, festzustellen, ob ein Gegenstand durch eine Arbeitsstation 30 bearbeitet wurde oder nicht (beispielsweise, ob ein Gegenstand etikettiert wurde). Die Sensoren 29 stellen Zeitsteuersignale zur Verfügung, die von dem Controller 90 dazu verwendet werden, zu steuern, wann der Karussellsortiermechanismus 40 Gegenstände (10, 10') frei gibt.
  • Der Karussellsortiermechanismus
  • Die 3,4 und 5B zeigen einen Karussellsortiermechanismus 40. Insgesamt weist der Karussellsortiermechanismus 40 eine Rotoreinheit 42 auf, eine Antriebswelle 60, und eine Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt). Der Karussellsortiermechanismus 40 weist einen im wesentlichen kreisförmigen Rotor 42 auf, der Gegenstandseingriffsaussparungen 44 aufweist, die in Umfangsrichtung beabstandet um den Außenumfang der Rotoreinheit 42 vorgesehen sind. Wie in 5B gezeigt, werden Gegenstände (10, 10') in die Aussparungen 44 durch die ersten Fördersysteme (22, 24) geführt. Jede Aussparung 44 weist ein lösbares Greifmittel 46 zum lösbaren in eingriffbringend mit einem Gegenstand (10, 10') auf, wenn dieser in die Aussparungen 44 durch die Förderer (22, 24) zugeführt wird. Die Ausführungsform von 5 zeigt weiterhin Sensoren 29, die so angeordnet sind, dass die Gegenstände (10, 10') in den Aussparungen 44 erfassen. Das Greifmittel 46 der 3 und 5B ist als einzelner Greifarm A dargestellt, der sich um einen Schwenkzapfen B verschwenkt, um den Gegenstand (10, 10') zu befestigen. Andere Greifmittel 46 können zwei Backen zum Ergreifen der Gegenstände einsetzten. Alternativ kann ein Vakuumgreifmittel dazu verwendet werden, lösbare Gegenstände (10, 10') zu befestigen (zum Beispiel das Vakuumgreifmittel, das im US-Patent Nr. 5 882 474, Ausgabetag 16. März 1999, gezeigt ist).
  • Alternativ können andere Greifvorrichtungen eingesetzt werden, die Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt sind. Wie in 3 gezeigt, kann die Kombination aus Aussparung 44 und Greifmittel 46 dazu verwendet werden, Gegenstände (10, 10') mit unterschiedlichen Größen und Formen unter Verwendung der Rotoreinheit 42 mit gleicher Größe zu befestigen. Der Karussellsortiermechanismus 40 wird karussellartig durch eine Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt) gedreht. Typischerweise ist die Antriebsvorrichtung ein Elektromotor, der eine Welle 60 antreibt, die an dem Rotor 42 befestigt ist (typischerweise unter Einsatz von Bolzen 48). Die Geschwindigkeit der Welle 60 wird typischerweise durch eine Fernsteuervorrichtung (nicht gezeigt) gesteuert. Durch Einstellen des in Eingriffbringens und Außereingriffbringens des Greifmittel 46 erleichtert ein Steuersystem, (welches Sensoren 29 und einen Controller 90 enthält) das Sortieren und den Transport von Gegenständen (10, 10').
  • Typischerweise sind ein oder mehrere Sensoren 29 so angeordnet, dass sie Gegenstände (10, 10') während der Bearbeitung erfasst. Ein typischer Sensor ist ein Farbunterscheidungssensor, beispielsweise jener, der von Telemechanique in Rueil Malmaison, Frankreich, hergestellt wird. Die Sensoren 29 können in vorteilhafter weise auf dem Karussellsortiermechanismus 90 selbst angeordnet sein, wie in 3 gezeigt. So können beispielsweise die Sensoren 29 auf dem Karussellsortiermechanismus 40 angeordnet sein. Dies ermöglicht es den Sensoren 29, die Gegenstände zu erfassen, wenn sie in die Aussparungen 44 des Karussellsortiermechanismus 40 hineingelangen.
  • Die Sensorinformation wird dann zum Controller 90 geschickt, der das Greifmittel 46 öffnet und schließt, um die Gegenstände (10, 10') an den geeigneten Orten zu befestigen bzw. freizugeben. Alternativ können die Sensoren 29 in der Nähe der Fördersysteme (22, 24) angeordnet sein, um die Gegenstände bei deren Durchgang zu erfassen. Eine andere Ausführungsform weist einzelne Sensoren 29 auf, die so auf der Rotoreinheit 42 angebracht sind, dass jede Aussparung 44 einen Sensor 29 aufweist, der Gegenstände (10, 10') erfasst, wenn sie in die Aussparungen 44 hineingelangen. Die Sensoren 29 stellen Zeitsteuerinformationen einem Controller 90 (nicht gezeigt) zur Verfügung, der das Außereingriffbringen des Greifmittels 46 steuert. Das Außereingriffbringen des Greifmittel 46 ist zeitlich so festgelegt, dass die Gegenstände (10, 10') auf das geeignete Fördersystem freigegeben werden. Ein typischer Controller 90 ist ein Prozessor FX2NPLC von Mitsubishi. Typischerweise sind die Sensoren 29 elektrisch an den Controller 90 angeschlossen, wobei die Sensoren 29 Auswahl- und Zeitsteuerinformationen als ein elektrisches Signal zur Verfügung stellen. Allerdings werden, wie nachstehend beschrieben, auch einfache mechanische Steuersysteme von der vorliegenden Erfindung umfasst .
  • 4 ist eine Querschnittsansicht eines typischen Karussellsortiermechanismus 40 (beispielsweise entlang der Achse A'-A' in 2). Ein typischer Karussellsortiermechanismus 40 weist obere und untere Karussellplatten 50, 52 auf. Jede enthält mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Gegenstandseingriffsaussparungen 44. Obwohl 8 Aussparungen 44 in den 3 und 5B gezeigt sind, ist die Anzahl an Aussparungen 44 beliebig. Die oberen und unteren Karussellplatten 50, 52 sind voneinander beabstandet angeordnet. Sie können in dieser Beziehung durch jede Anzahl an Vorrichtungen festgehalten werden, die Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt sind. Sie können, wie gezeigt, an eine Welle 54 angeschweißt sein. Alternativ können die Karussellplatten 50, 52 durch Nieten oder Bolzen mit der Welle 54 verbunden sein. Die Karussellplatten 50, 52 können auch durch Abstandsbefestigungsmittel festgehalten und beabstandet gehalten werden. Fachleuten auf diesem Gebiet werden zahlreiche Verfahren von selbst auffallen.
  • Obwohl es die Form, die Abmessungen, und das Vorhandensein der Greifmittel 46 ermöglicht, das die Aussparungen 44 in Eingriff mit vielen verschiedenen Gegenständen gelangen können, unter Verwendung der selben Rotoreinheit 42, wird es manchmal erforderlich, Rotoreinheiten 42 auszutauschen, um unterschiedliche Gegenstände aufzunehmen; beispielsweise dann, wenn die Erfindung dazu verwendet wird, quadratische Gegenstände zu bearbeiten. Sicherungsbolzen 48 ermöglichen ein einfaches Entfernen und Befestigen der Rotoreinheit 42 von bzw. an einer Antriebswelle 60, wobei die Antriebswelle 60 betriebsmäßig an eine Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt) angeschlossen ist, zum Erzeugen einer Drehbewegung des Karussellsortiermechanismus 40. Nach Abnahme kann ein Austausch durch eine unterschiedliche Rotoreinheit 42 erfolgen, um unterschiedliche Gegenstände zu bearbeiten.
  • 5A ist ein einfaches Blockschaltbild, welches das grundlegende Steuersystem des Karussellsortiermechanismus 40 zeigt. Ein Gegenstand (10, 10') wird von einem oder mehreren Sensoren 29 erfasst. Die Sensoren 29 können zur Erfassung mehrerer Parameter verwendet werden, einschließlich, jedoch nicht hierauf beschränkt, ob der Gegenstand (10, 10') etikettiert ist oder nicht, ob der Gegenstand voll oder leer ist, oder welche Farbe der Gegenstand hat. Nach der Erfassung geht die Bearbeitung des Gegenstands weiter. Die Sensorinformation wird an den Controller 90 geschickt, der steuert, wann das Greifmittel 46 den Gegenstand außer Eingriff von dem Karussellsortiermechanismus 40 bringt. Die in 5B gezeigte Ausführungsform ist ein Beispiel dafür, wie der Karussellsortiermechanismus 40 Gegenstände sortiert und verteilt. Der Standby-Förderer 22 und der Zuführ-Förderer 24 liefern unbearbeitete Gegenstände 10 und bearbeitete Gegenstände 10' an den Karussellsortiermechanismus 40. Der Karussellsortiermechanismus 40 gelangt in Eingriff und befestigt die Gegenstände (10, 10') mit einem Greifmittel 42.
  • Der Karussellsortiermechanismus 40 dreht sich karussellartig, und gibt die Gegenstände auf ein zweites Fördersystem (26, 28) ab. Die unbearbeiteten Gegenstände 10 werden auf einen zweiten Zuführförderer 26 freigegeben, wogegen die bearbeiteten Gegenstände 10' auf einen Ausgangsförderer 28 freigegeben werden.
  • Die Sensoren 29 in Kombination mit dem Controller 90 erleichtern das exakte Sortieren und Freigeben von Gegenständen (10, 10') von dem Karussellsortiermechanismus 40 zur geeigneten Zeit und am geeigneten Ort. Der Controller 90 kann dazu eingesetzt werden, das Öffnen und Schließen des Greifmittels 46 einzustellen. So sind beispielsweise, wie in den 2 und 6 gezeigt, Sensoren 29 so angeordnet, dass sie Gegenstände 10, 10' auf den Standby- und Ausgabe-Förderern 22, 24 erfassen, nachdem die Gegenstände 10' von der ersten Arbeitsstation 30 bearbeitet wurden. Die Sensoren 29 können dazu eingesetzt werden, festzustellen, ob Gegenstände (10, 10') bearbeitet wurden oder nicht. Der Sensor 29 erzeugt Zeitsteuerinformationen, die von dem Controller 90 des Steuersystems verarbeitet wird. Der Controller 90 steuert zeitlich das Außereingriffbringen des Greifmittels 46, so dass beispielsweise bearbeitete Gegenstände 10' auf den Ausgangsförderer 28 freigegeben werden. Die Steuersysteme können komplexer sein, wobei sie die Drehzahl des Karussells 40 oder die Geschwindigkeiten der verschiedenen Förderer steuern. Zusätzlich können die Sensoren 29 dazu verwendet werden, andere Eigenschaften zu erfassen, beispielsweise eine unterschiedliche Abmessung, Farbe, oder Form, usw. eines Gegenstands. Dies ermöglicht es dem Karussell, zwischen Gegenständen mit unterschiedlichen Abmessungen zu unterscheiden, sie geeignet zu sortieren, und auf die gewünschten Förderer zu verteilen. Dies ermöglicht es, Gegenstände mit zwei unterschiedlichen Abmessungen in die Vorrichtung einzuführen, und sie dennoch getrennt von unterschiedlichen Maschinen zu bearbeiten.
  • Wie wiederum aus 2 hervorgeht, arbeiten das Steuersystem (29, 90) und der Karussellsortiermechanismus 40 zusammen, um exakt Gegenstände zu sortieren und zuzuführen. So ordnet beispielsweise die Eingabestation 20 die Gegenstände 10 in Reihen auf den Zuführ- und den Standby-Förderern (24, 22) an. Der Zuführförderer 24 schickt den Gegenstand durch die erste Arbeitsstation 30, welche er in Richtung auf den ersten Ausgabeförderer 24 verlässt. Die bearbeiteten Gegenstände 10' und die unbearbeiteten Gegenstände 10 werden von den Sensoren 29 erfasst, und Sensorinformation wird von dem Controller 90 verarbeitet, der Information an den Karussellsortiermechanismus 40 schickt. Sowohl die bearbeiteten als auch die unbearbeiteten Gegenstände (10', 10) gelangen in Eingriff mit den Aussparungen 44 und den Greifmitteln 46 des Karussellsortiermechanismus 40. Die Gegenstände (10, 10') werden in eine bestimmte Position durch den Karussellsortiermechanismus 40 gedreht. Auf Grundlage der von den Sensoren 29 zur Verfügung gestellten Zeitsteuerinformation weist der Controller 90 den Karussellsortiermechanismus 40 an, den bearbeiteten Gegenstand 10' auf den Ausgangsförderer 28 freizugeben, und den unbearbeiteten Gegenstand 10 auf den zweiten Zuführförderer 26, wo der Gegenstand in die zweite Arbeitsstation 35 zur Bearbeitung eingegeben werden kann.
  • Bevorzugte Ausführungsform
  • Die Grundlagen der vorliegenden Erfindung lassen sich erweitern auf eine Anzahl bestimmter, unterschiedlicher Anordnungen. Eine bevorzugte Ausführungsform ist schematisch in 6 dargestellt. Die Vorrichtung von 6 setzt hier Arbeitsstationen (70, 72, 74, 76) ein, benötigt jedoch nur eine einzige Eingabestation 20, eine einzige Ausgabestation 80, und einen einzigen Karussellsortiermechanismus 40. Hierdurch werden mehrere Eingabe- und Ausgabestationen entbehrlich, und daher wird weniger Bedienungspersonal benötigt. Die Vorrichtung von 6 wird dazu eingesetzt, Flaschen zu etikettieren (oder von den Etiketten zu befreien). „Flaschen", wie der Begriff hier verwendet wird, betreffen Flaschen, Dosen, Behälter oder irgendeine andere Art eines Containers. Eine Eingabestation 20 ordnet Reihen nichtetikettierter Gegenstände 10 an und schickt sie auf ein erstes Fördersystem (22, 24). Das erste Fördersystem weist Standby-Förderer 22 und Zuführ-Förderer 24 am Anfang auf. Geeignete Förderer werden hier gestellt von der Simplimatic Engineering Co. in Lynchburg, Virginia. Die Zuführ-Förderer 24 am Anfang schicken Reihen nichtetikettierter Gegenstände 10 in anfängliche Etikettierstationen 70, 72. Eine geeignete Etikettierstation ist das Modell BH 8000, hergestellt von B & H Labeling Systems in Ceres, Kalifornien. Die etikettierten Behälter 10' werden aus den Etikettierstationen (70, 72) herausbefördert zu einem Karussellsortiermechanismus 40, an welchem das Greifmittel 46 in Eingriff mit den Gegenständen (10, 10') gelangt. Gleichzeitig werden die nichtetikettierten Gegenstände 10 direkt zum Karussellsortiermechanismus 40 durch die Standby-Förderer 22 gefördert. Diese Gegenstände 10 werden ebenfalls in Eingriff gebracht und befestigt durch den Karussellsortiermechanismus 40.
  • Die Sensoren 29 können dazu eingesetzt werden, die etikettierten Gegenstände 10' von den nichtetikettierten Gegenständen 10 zu unterscheiden. Die Sensoren 29 stellen Zeitsteuerinformationen zur Verfügung, die von dem Controller 90 (nicht gezeigt) des Karussellsortiermechanismus 40 dazu verwendet wird, das Freigeben des Greifmittels 46 einzustellen, so dass die etikettierten und die nichtetikettierten Gegenstände 10', 10 an die geeigneten Fördersysteme 26, 28 verteilt werden.
  • Der Controller 90 veranlasst, dass der Karussellsortiermechanismus 40 die etikettierten Gegenstände 10' auf Ausgangsförderer 28 freigibt, welche die Gegenstände 10' zu einer Ausgabestation 80 schicken, welche die etikettierten Gegenstände 10' zur weiteren Bearbeitung sammelt. Weiterhin veranlasst der Controller 90, dass der Karussellsortiermechanismus 40 die nichtetikettierten Gegenstände 10 auf eine zweite Gruppe von Zuführ-Förderern 26 schickt, welche diese Gegenstände einer zweiten Gruppe von Etikettiermaschinen 74, 76 zuführen. Diese Etikettiermaschinen können ebenso wie die erste Gruppe 70, 72 ausgebildet sein, oder unterschiedlich.
  • Beide in den 2 und 6 gezeigten Ausführungsformen können ein alternatives Sortierverfahren einsetzen. Bei diesem Verfahren liefert die Eingabestation 20 die Gegenstände 10 in Reihen, in vorbestimmten Abständen, an die Standby- und die ersten Zuführ-Förderer 22, 40 und regelt die Fördergeschwindigkeit. Durch Regeln der Geschwindigkeit der Förderer 22, 24 und durch Regeln der Bearbeitungsgeschwindigkeiten der Etikettiermaschinen 70, 72 können die Abstände zwischen den Gegenständen 10, 10' beibehalten werden. Dies führt dazu, dass der Abstand zwischen Gegenständen 10, 10' konstant ist, und zeitlich gesteuert werden kann. Durch zeitliches Steuern der Drehzahl des Karussellsortiermechanismus 40 so, dass diese mit der Rate übereinstimmt, mit welcher die Gegenstände 10, 10' den Karussellsortiermechanismus 40 erreichen, können die Gegenstände ordentlich und systematisch durch die Aussparungen 44 des Karussellsortiermechanismus 40 gesammelt werden. Unter Einsatz der gleichförmigen Rate, mit welcher die Gegenstände 10, 10' den Karussellsortiermechanismus 40 erreichen, können die Greifmittel 46 systematisch in Eingriff oder außer Eingriff gebracht werden. Die ermöglicht es den Gegenständen 10, 10', in dem Karussellsortiermechanismus 40 festgehalten zu werden, gedreht zu werden, und zur geeigneten Zeit und am geeigneten Ort (beispielsweise auf das korrekte Förderband) freigegeben zu werden. Das in Eingriff bringen und außer Eingriff bringen der Greifmittel 46 kann unter Einsatz eines mechanischen Verschiebeelements getätigt werden, das synchronisiert ist mit der Drehzahl des Karussellsortiermechanismus 40, dem Flaschenabstand, der Geschwindigkeit der Förderer 22, 24, und dem Ort der zweiten Gruppe der Förderer 26, 28. Um mit verschiedenen Geschwindigkeiten und Raten fertig zu werden, werden verschiedene Ersatz- Verschiebeelemente eingesetzt. Das Verschiebeelement als solches arbeitet als ein Controller 90. Derartige Verschiebesysteme sind Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt. Dies hat den Vorteil, dass keine komplizierten und teureren Sensorsysteme dazu benötigt werden, den Eingriff, das Sortieren, das Laden und Entladen von Gegenständen zu steuern.
  • Anordnungen, die mehrere Fördersysteme aufweisen, die von einer einzigen Eingabestation 20 aus betrieben werden, weisen zusätzliche Betriebsvorteile in der Praxis auf. Wenn beispielsweise in 1 die Arbeitsstation 30 ausfällt, ist die Maschine vollständig funktionsunfähig, bis die Arbeitsstation 30 repariert wurde.
  • Bei der vorliegenden Erfindung ist dies nicht der Fall. Wenn in 2 eine der Arbeitsstationen (beispielsweise die erste Arbeitsstation 30) ausfällt, kann die Erfindung immer noch eingesetzt werden. Die Gegenstände 10 können sämtlich durch Bewegung entlang dem Standby-Förderer 22 zum Karussellsortiermechanismus 40 bearbeitet werden, von welchem sie an den zweiten Zuführ-Förderer 26 verteilt werden, und in die zweite Arbeitsstation 35 zur Bearbeitung eingegeben werden. Obwohl die Erfindung mit verringerter Kapazität läuft, ist sie nicht, wie momentane Systeme, vollständig nutzlos.
  • Die vorliegende Erfindung wurde speziell dargestellt und beschrieben in Bezug auf ihre bestimmten, bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale. Jedoch sollten Fachleute auf diesem Gebiet wissen, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen im Bezug auf die Form und Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindungen abzuweichen, die in den beigefügten Patentansprüchen angegeben sind. Insbesondere wird darauf hingewiesen, dass die Anzahl an Fördersystemen und Arbeitsstationen in weitem Ausmaß variieren kann. Weiterhin kann auch die Orientierung der Fördersysteme im Bezug aufeinander variiert werde, ohne von den Grundlagen der Erfindung abzuweichen.

Claims (17)

  1. Eine Vorrichtung zum Bearbeiten und Sortieren von Gegenständen, umfassend: a) eine Eingabestation (20) zum Anordnen von Gegenständen (10) in eine oder mehrere erste Zuführreihen und eine oder mehrere Standby-Reihen; b) ein Fördersystem (22, 24, 26, 28) zum Aufnehmen und Transportieren der ersten Zuführ- und Standby-Reihen, wobei das Fördersystem ein erstes Segment (22, 24) und ein zweites Segment (26, 28) aufweist; c) eine oder mehrere erste Arbeitsstationen (30) zum Aufnehmen und Bearbeiten der Gegenstände der einen oder der mehreren ersten Zuführreihen von dem ersten Segment (22, 24) des Fördersystems; d) ein drehbarer Karussellsortiermechanismus (40) zum Aufnehmen und Sortieren der bearbeiteten Gegenstände von dem ersten Segment des Fördersystems und der Gegenstände der einen oder der mehreren Standby-Reihen von dem ersten Segment des Fördersystems, wobei das Karussell ein Greifmittel (46) zum in Eingriff Bringen und Freigeben der Gegenstände und der bearbeiteten Gegenstände aufweist; e) ein Steuersystem (90) zum Steuern des in Eingriff Bringens und Freigebens der Gegenstände beim Aufnehmen und Freigeben derselben von dem Karussell, wobei das Steuersystem zusammen mit dem Karussell die Gegenstände in eine oder mehrere zweite Zuführreihen und die bearbeiteten Gegenstände in eine oder mehrere Ausgabereihen auf das zweite Segment des Fördersystems freigibt; f) eine oder mehrere Arbeitsstationen (35) zum Aufnehmen und Bearbeiten der Gegenstände der einen oder der mehreren zweiten Zuführreihen von dem zweiten Segment des Fördersystems; und g) eine Ausgabestation (38) zum Aufnehmen der bearbeiteten Gegenstände von dem zweiten Segment des Fördersystems.
  2. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Fördersystem, welches das erste Segment und das zweite Segment besitzt, ein einzelnes fortlaufendes Fördersystem aufweist.
  3. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die eine oder die mehreren Arbeitsstationen Etikettiermaschinen aufweisen.
  4. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Greifmittel zum in Eingriff Bringen und Freigeben ein mechanisches Greifmittel aufweist.
  5. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Greifmittel zum in Eingriff Bringen und Freigeben ein Vakuum-Greifmittel aufweist.
  6. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuersystem zum Steuern des in Eingriff Bringens und Freigebens der Gegenstände beim Aufnehmen und Freigeben von dem Karussell zumindest einen Sensor (29) umfasst zum Erfassen der Gegenstände und zum Vorsehen einer Zeitgeber- und Auswahlinformation an einen Controller (90) zum Steuern des in Eingriff Bringens und Freigebens der Gegenstände als Antwort auf die Zeitgeber- und Auswahlinformation.
  7. Eine Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der zumindest eine Sensor derart angeordnet ist, dass die Gegenstände vor Erreichen des drehbaren Karussellsortiermechanismus erfasst werden.
  8. Eine Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der zumindest eine Sensor derart angeordnet ist, dass die Gegenstände erfasst werden, wenn diese von dem drehbaren Karussellsortiermechanismus aufgenommen werden.
  9. Eine Vorrichtung zum Bearbeiten und Sortieren von Gegenständen, umfassend: a) eine Eingabestation (20) zum Anordnen der Gegenstände in eine oder mehrere erste Zuführreihen und eine oder mehrere Standby-Reihen; b) ein erstes Fördersystem (22, 24) zum Aufnehmen und Transportieren der ersten Zuführ- und Standby-Reihen; c) eine oder mehrere erste Arbeitsstationen (70, 72) zum Aufnehmen und Bearbeiten der Gegenstände der einen oder der mehreren ersten Zuführreihen von dem ersten Fördersystem; d) eine oder mehrere erste Ausgabesysteme (24) zum Aufnehmen der einen oder der mehreren ersten Zuführreihen nach der Bearbeitung von der einen oder den mehreren ersten Arbeitsstationen; e) ein drehbarer Karussellsortiermechanismus (40) zum Aufnehmen und Sortieren der bearbeiteten Gegenstände von dem einen oder den mehreren ersten Ausgabesystemen und der Gegenstände der einen oder der mehreren Standby-Reihen von dem ersten Fördersystem, wobei das Karussell ein Greifmittel (46) zum in Eingriff Bringen und Freigeben der Gegenstände und der bearbeiteten Gegenstände aufweist; f) ein Steuersystem (90) zum Steuern des in Eingriff Bringens und Freigebens der Gegenstände beim Aufnehmen und Freigeben von dem Karussell, wobei das Steuersystem zusammen mit dem Karussell die Gegenstände in eine oder mehrere zweite Zuführreihen und die bearbeiteten Gegenstände in eine oder mehrere Ausgabereihen freigibt; g) ein zweites Fördersystem (26, 28) zum Aufnehmen und Transportieren der zweiten Zuführ- und Ausgabereihen nach dem Sortieren und Freigeben von dem Karussellsortiermechanismus; h) eine oder mehrere zweite Arbeitsstationen (74, 76) zum Aufnehmen und Bearbeiten der Gegenstände der einen oder der mehreren zweiten Zuführreihen von dem zweiten Fördersystem; i) ein oder mehrere zweite Ausgabesysteme (26) zum Aufnehmen und Transportieren der einen oder der mehreren zweiten Zuführreihen nach der Bearbeitung durch die eine oder die mehreren zweiten Arbeitsstationen; und j) eine Ausgabestation (80) zum Aufnehmen der bearbeiteten Gegenstände von dem zweiten Fördersystem und dem zweiten Ausgabesystem.
  10. Eine Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Steuersystem zum Steuern des in Eingriff Bringens und Freigebens der Gegenstände, wenn diese von dem Karussell aufgenommen und von demselben freigegeben werden, zumindest einen Sensor (29) umfasst zum Erfassen und Unterscheiden der Gegenstände und zum Vorsehen von Zeitgeber- und Auswahlinformationen an einen Controller (90) zum Steuern des in Eingriff Bringens und Freigebens der Gegenstände als Antwort auf die Zeitgeber- und Auswahlinformation.
  11. Eine Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der zumindest eine Sensor einen Farbunterscheidungssensor aufweist.
  12. Eine Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Steuersystem zum Steuern des in Eingriff Bringens und Freigebens der Gegenstände, wenn diese von dem Karussell aufgenommen und von demselben freigegeben werden, das Anordnen der Gegenstände der einen oder der mehreren ersten Zuführreihen und der einen oder der mehreren Standby-Reihen in zueinander gleichen Abständen und das Verwenden eines Verschiebeelements umfasst, um den drehbaren Karussellsortiermechanismus zu steuern, wobei das Verschiebeelement derart ausgewählt ist, um gezielt die Gegenstände in Eingriff zu bringen und freizugeben, und um die Gegenstände in eine oder mehrere zweite Zuführreihen und die bearbeiteten Gegenstände in eine oder mehrere Ausgabereihen freizugeben.
  13. Eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Karussellsortiermechanismus umfasst: zumindest einen Sensor (29) zum Erfassen und Unterscheiden der von jedem der Fördersysteme transportierten Gegenstände und zum Vorsehen einer Sensorinformation; und eine über eine Drehbewegung angetriebene, im Allgemeinen kreisförmige Rotoreinheit (42); wobei die Rotoreinheit in Umfangsrichtung zueinander beabstandete Aussparungen (44) aufweist; und wobei jede der Aussparungen das Greifmittel (46) umfasst zum in Eingriff Bringen und/oder Freigeben der Gegenstände beim Eintreten derselben in die Aussparungen.
  14. Eine Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der zumindest eine Sensor zumindest einen Sensor umfasst, der derart angeordnet ist, dass die Gegenstände vor Eintreten in die Aussparungen des drehbaren Karussellsortiermechanismus erfasst werden.
  15. Eine Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der zumindest eine Sensor zum Erfassen und Unterscheiden der Gegenstände in jeder Aussparung angeordnet ist, um die Gegenstände beim Eintreten in die Aussparungen des drehbaren Karussellsortiermechanismus zu erfassen.
  16. Eine Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die im Allgemeinen kreisförmige Rotoreinheit auf einfache Weise mit unterschiedlichen Rotoreinheiten auswechselbar ist, wobei die Rotoreinheiten derart optimiert sind, um Gegenstände unterschiedlicher Größe und Form unterzubringen.
  17. Eine Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der zumindest eine Sensor zum Erfassen und Unterscheiden der Gegenstände sich in jeder Aussparung befindet.
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