EP0157946B1

EP0157946B1 - Formatumstellbare Verpackungsmaschine

Info

Publication number: EP0157946B1
Application number: EP84116273A
Authority: EP
Inventors: Günther Dipl.-Ing. Lade
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-03-23
Filing date: 1984-12-22
Publication date: 1988-05-18
Also published as: DE3471286D1; EP0157946A3; US4565048A; JPS60217931A; EP0157946A2; DE3410685A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Verpackungsmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine derartige Vorrichtung ist z. B. aus US-A-3 509 681 bekannt. Bei einer im europäischen Patent EP-B-0 142 007 (Stand der Technik nach artikel 54 (3) EPÜ) vorgeschlagenen Verpackungsmaschine dieser Art steuert bei einer Formatumstellung ein Rechner des Steuergeräts die Einstellung der einzelnen, umstellbaren Bauteile der Verpackungsmaschine. Insbesondere steuert der Rechner nach gespeicherten Einstellwerten ein motorgetriebenes Werkzeug so, daß die einzustellenden Bauteile jeweils in eine Stellung gebracht werden, die dem zu verarbeitenden Format angepaßt sind. Zum Einstellen der Bauteile gibt der Rechner einer
Bedienungsperson, die das mobile Werkzeug führt, auf einem Monitor jeweils Anweisung, nacheinander bestimmte, mit einer Kennummer versehene Umstellstellen anzugehen und das mobile Werkzeug mit der Stellschraube der jeweiligen Umstellstelle zu kuppeln. Bei einer nach diesem Vorschlag ausgebildeten Verpackungsmaschine besteht die Gefahr, daß eine nur wenig erfahrene Bedienungsperson irrtümlich eine falsche Umstellstelle aufsucht, so daß deren verstellbares Bauteil in eine falsche Stellung gebracht wird. Dies kann beim nachfolgenden Inbetriebnehmen der Maschine nicht nur zur Zerstörung der zu verarbeitenden Packmittel, sondern auch zu Bruch und sonstigen Beschädigungen von Maschinenteilen führen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß lediglich dann eine Verstellung eines Bauteils vorgenommen wird, wenn der Rechner die von der Bedienungsperson angegangene Umstellstelle als richtig erkannt hat. Ferner hat die Anordnung des Codeträgers direkt an der Umstellstelle den Vorteil, daß Verwechslungen ausgeschlossen werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Verpackungsmaschine möglich. Besonders vorteilhaft ist eine binäre Verschlüsselung der Codeträger. Um mit Sicherheit zu gewährleisten, daß die Bedienungsperson die richtige Umstellstelle angegangen hat, sind die Codeträger und der Codeleser steckerartig verbindbar ausgebildet.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Kartoniermaschine vereinfacht in schaubildlicher Darstellung, Figur 2 eine Umstellstelle und ein mobiles Werkzeug mit Steuereinrichtung vereinfacht in Vorderansicht, Figur 3 ein Blockschaltbild einer Steuerung für den mobilen Antrieb, Figur 4 einen Codeträger und einen Codeleser im Längsschnitt und Figur 5 sowie Figur 6 den Codeträger in Draufsicht.

Beschreibung des

Ausführungsbeispiels

Eine Kartoniermaschine 10, die beispielhaft für eine Verpackungsmaschine dargestellt ist, hat eine Produktzuführeinrichtung 11, einen Prospekt-Falzapparat 12, ein Faltschachtel-Magazin 13, eine Faltschachtel-Fördereinrichtung 14 mit Mitnehmerfingern 15, eine Produkt-Einschubeinrichtung 16, eine Falt- und Schließeinrichtung 17, einen Auslauf 18 und ein Steuergerät 19. Die Einrichtungen 11 bis 18 der Kartoniermaschine 10 haben in einem bestimmten Bereich einstellbare Werkzeuge und Bauteile, so daß die Maschine zum Verpacken von Gegenständen mit verschiedenen Abmessungen in Faltschachteln mit angepaßter Länge, Breite und Höhe ein- oder umgestellt werden kann.
Für die Umstellbarkeit der Einrichtungen 11 bis 18 ist im folgenden beispielhaft lediglich eine Faltschiene 20 der Falt- und Schließeinrichtung 17 dargestellt (Figur 2) und erläutert. Je nach der Länge der zu verarbeitenden Faltschachteln ist die Faltschiene in einer bestimmten Stellung in Bezug zu feststehenden Teilen der Maschine und zu der Fördereinrichtung 14 zu positionieren. Dazu ist die Faltschiene 20 an einer verschiebbaren Schiene 30 einer ortsfesten Gleitführung 25 befestigt. Zum Verstellen der Schiene 30 und zum Halten dieser in einer bestimmten Stellung ist in einem Lagerbock 31 auf der Schiene 30 eine Stellschraube 32 drehbar, aber nicht axial verschiebbar gelagert, die mit ihrem Gewindeteil in eine Gewindebohrung eines Auges 33 an der Gleitführung 25 greift. Die Stellschraube 32 hat einen Kopf 35, mit dem ein Kupplungsstück 51 einer mobilen, von Hand zu führenden Drehantriebseinheit 50 formschlüssig verbindbar ist.
Mit den gleichen oder ähnlichen Gleitführungen 25 sind auch die anderen Einrichtungen 11 bis 18 und deren Bauteile ausgerüstet, die auf verschiedene Formate der zu verpackenden Produkte und der verwendeten Faltschachteln einstellbar sind, wobei bei eindimensionaler Verstellung eine einzige Gleitführung und bei zweidimensionaler Einstellung zwei winkelig gekoppelte Gleitführungen angeordnet sind.
Zum Verstellen der Gleitführungen dient die mobile, von einer Bedienungsperson zu führende Drehantriebseinheit 50. Diese enthält einen drehrichtungsumschaltbaren Elektromotor 49, einen Positionsgeber 52 und einen fingerbetätigbaren Druckknopfkontakt 53. Zum Versorgen mit elektrischer Energie und zum Weiterleiten der elektrischen Signale des Positionsgebers 52 ist die Antriebseinheit 50 mittels eines mehradrigen Kabels 54 mit einem Schaltgerät 55 verbunden. Das Schaltgerät ist mittels eines Kabels 56 und eines Steckers 57 mit einem von mehreren Anschlüssen 58 einer Verteiler- oder Ringleitung 59 verbindbar, die zu dem zentralen Steuergerät 19 führt.
Das Schaltgerät 55, das auch in der mobilen Drehantriebseinheit 50 integriert sein kann, ist ebenso wie die mobile Antriebseinheit nicht ortsfest, sondern es kann von der Bedienungsperson zusammen mit der mobilen Antriebseinheit 50 an die jeweils anzugehende Umstellstelle der Maschine verbracht werden, um dort eine Umstellung vornehmen und überwachen zu können. Es hat eine Leuchtanzeige 61 für die Kennummer der jeweils anzugehenden Umstellstelle, eine Leuchtanzeige 62 für die Position, eine Eingabetastatur 63 mit Vorwahltasten zum Eingeben, Löschen und Korrigieren von Nummern der Umstellstellen und von Positionen sowie mehrere Kontrolleuchten 64.
Ebenso wie das Schaltgerät 55 hat auch das ortsfeste Steuergerät 19 eine Eingabetastatur 71 mit den gleichen Funktionen wie die der Eingabetastatur 63. Zusätzlich hat das Steuergerät 19 zwei Betriebsartenschalter 68, 69. Außerdem ist am Steuergerät 19 ein Monitor 72 sichtbar angeordnet, auf dem für die Bedienungsperson Informationen und Anweisungen programmiert gesteuert angezeigt werden. Das Steuergerät 19 enthält ferner einen Speicher 73 zum Speichern der Daten der einzelnen mit Kennummern versehenen Umstellstellen der Maschine für mehrere Formate sowie von Programmen für den Ablauf der Umstellungen. Die gespeicherten und eingegebenen Daten und Signale werden von einem Mikroprozessor 74 verarbeitet und als Signale weitergeleitet. Dazu sind die Tastatur 71, der Monitor 72, der Speicher 73, der Mikroprozessor 74, das Schaltgerät 55 und die mobile Antriebseinheit 50 über zwei Schnittstellen 75, 76 miteinander verbunden. Ober die Schnittstelle 75 sind ferner Signale über jeweilige Stellungen von beweglichen Bauteilen und Werkzeugen der Maschine in die Steuerung eingebbar.
Zum Abfragen, ob die Bedienungsperson die jeweils vom Rechner des Steuergeräts 19 aufgerufene und im Monitor 72 sowie in der Leuchtanzeige 61 des Schaltgeräts 55 angezeigte Umstellstelle angegangen hat, hat jede Umstellstelle einen Codeträger 80 mit je einem für jede Umstellstelle eigenen Code. Die einzelnen Codes sind vom Rechner des Steuergeräts 19 über einen Codeleser 81 abfragbar, der vorübergehend mit je einem der Codeträger 80 verbindbar ist. Die Codeträger 80 sind an den Umstellstellen jeweils nahe der Stellschraube 32 fest angeordnet. Dagegen ist der Codeleser 81 ebenso wie die mobile Drehantriebseinheit 50 und das Schaltgerät 55 beweglich. Er ist mit einem flexiblen Kabel 82 mit dem Schaltgerät 55 und der Schnittstelle 76 des Steuergeräts 19 verbunden.
Vorzugsweise sind die Codeträger 80 und der Codeleser 81 steckerartig aufgebaut, so daß eine vorübergehend feste Verbindung möglich ist. Es sind auch andere Codeträger möglich, beispielsweise Strichcodes, die mit einem darübergeführten Codeleser abgefragt werden. Die Codeträger 80 haben einen Körper 84 aus Isoliermaterial, in dem mehrere Stifte 85, 86 achsparallel eingesetzt sind. Die Anordnung der Stifte 85, 86 ist beispielsweise so, daß um einen zentralen Stift 85 die anderen Stifte 86 auf einem Umkreis in gleichen Abständen vorgesehen sind. Je nach dem aufgeprägten Code sind die im Körper 84 sitzenden einen Enden der Stifte 85, 86 miteinander nach einem für jeden Codeträger 80 wechselnden Muster durch Brücken 87 verbunden, beispielsweise der mittlere Stift 85 mit dem oberen Stift 86 (Figur 5) oder beispielsweise der mittlere Stift 85 mit drei äußeren Stiften 86 (Figur 6), so daß bei Stromzuführung zum mittleren Stift 85 die mit diesem verbundenen Stifte 86, und nur diese, ebenfalls unter Strom gesetzt werden. Je nach Anordnung einer oder mehrerer Brücken 87 lassen sich eine Vielzahl Codes nach binärem Muster in den einzelnen Codeträger 80 erstellen. Dabei muß nicht in jedem Fall nur der mittlere Stift 85 unter Strom gesetzt werden. Der Isolierkörper 84 ist auf der Seite der Stifte 85, 86 mit den Brücken 87 mit einer Isolierplatte 88 abgedeckt und sitzt in einem einseitig offenen Gehäuse 89, das auch die über den Körper 84 vorstehenden anderen Enden der Stifte 85, 86 umgibt.
Der mit dem Codeträger 80 zusammensteckbare Codeleser 81 hat in einem zweiteiligen Körper 90 aus Isoliermaterial in gleicher Anordnung wie die Stifte 85, 86 Hülsen 91, 92. Diese Hülsen 91, 92 sind mit Leitungsdrähten 93 des mehradrigen Kabels 82 elektrisch verbunden. Nach dem Zusammenstecken des Codelesers 81 mit einem der Codeträger 80 und Zuführen von elektrischem Strom zu der mittleren Hülse 92 wird der mittlere Stift 85 sowie je nach der Anordnung von Brücken 87 einer oder mehrere andere Stifte 86 und die mit diesen in Kontakt stehenden äußeren Hülsen 91 unter Strom gesetzt, so daß die einen oder anderen Leitungsdrähte 93 des Kabels 82 entsprechend dem aufgeprägten Code des jeweiligen Codeträgers 80 elektrische Signale zur Schnittstelle 76 des Steuergeräts 19 zurückführen.
Die Einstellung der Maschine auf ein bestimmtes Format geht folgendermaßen von sich:
Bei stillstehender Maschine stellt die Bedienungsperson zunächst den Schalter 68 auf "Einrichten" und den Schalter 69 auf "Formatdatenabruf" und gibt dann über die Tastatur 71 am Steuergerät 19 oder über die Tastatur 63 am Schaltgerät 55 die dem einzustellenden Format zugeordnete Kennummer in das Steuergerät 19 ein. Vom Mikroprozessor 74 wird darauf das im Speicher 73 befindliche, der eingegebenen Kennummer entsprechende Programm abgerufen. Zunächst wird die eingegebene Formatkennummer auf dem Monitor 72 angezeigt. Darauf wird auf dem Monitor 72 die Nummer der zuerst anzugehenden Umstellstelle in Ziffern und deren Bezeichnung in Buchstaben angegeben. Die Nummer der anzugehenden Umstellstelle wird in gleicher Weise in der Leuchtanzeige 61 des Schaltgeräts 55 angezeigt. Die Bedienungsperson geht nun mit der mobilen Antriebseinheit 50, dem Schaltgerät 55 und dem Codeleser 81 zu der angezeigten Umstellstelle, steckt den Codeleser 81 in den Codeträger 80 der betreffenden Umstellstelle und kuppelt das Kupplungsstück 51 der Antriebseinheit 50 mit dem Kopf 35 der Stellschraube 32 der betreffenden Umstellstelle. Durch Drücken des Druckknopfkontaktes 53 meldet die Bedienungsperson dem Steuergerät 19 die Umstellbereitschaft. Gesteuert durch das eingegebene und aufgerufene Programm schaltet darauf das Steuergerät 19 bei Übereinstimmung der angezeigten Umstellstelle mit der angegangenen Umstellstelle die mobile Antriebseinheit 50 zunächst auf Linkslauf, so daß die betreffende Schiene 30 zunächst in ihre Bezugs-Nullstellung auf Anschlag verbracht wird. Nach Erreichen der Nullstellung wird aufgrund des plötzlich ansteigenden Stromes die Drehrichtung der Antriebseinheit 50 vom Rechner umgekehrt, so daß die Schiene 30 in Richtung auf die neue Position bewegt wird. Bei Erreichen der vorgegebenen Position schaltet das Steuergerät 19 die Antriebseinheit 50 wieder ab. Durch Drücken der Quittiertaste der Tastatur 63 des Schaltgeräts 55 meldet die Bedienungsperson den Abschluß der gerade durchgeführten Umstellung dem Steuergerät 19. Darauf erscheinen auf dem Monitor 72 die Nummer und Bezeichnung der nun anzugehenden nächsten Umstellstelle. Ebenso wird die Nummer der nächsten Umstellstelle in der Leuchtanzeige 61 des Schaltgeräts 55 angezeigt. Nach Abziehen des Codelesers 81 vom Codeträger 80 der neu eingestellten Umstellstelle und Entkuppeln der Antriebseinheit 50 sucht die Bedienungsperson mit der mobilen Antriebseinheit 50, dem Schaltgerät 55 und dem Codeleser 81 die neu angezeigte Umstellstelle auf und verfährt in gleicher Weise wie oben beschrieben. Die vorprogrammierten Arbeitsspiele werden in gleicher Weise fortgesetzt bis alle Umstellstellen auf das neue Format eingestellt sind. Sucht die Bedienungsperson eine andere Umstellstelle auf, die nicht vom Rechner auf dem Monitor angezeigt ist, und verbindet den Codeleser 81 mit dem dortigen falschen Codeträger 80, gibt der Rechner nach einem Vergleich des getasteten Codes mit dem Code, der mit dem anstehenden Verstellsignal gekoppelt ist, das Verstellsignal nicht frei. Die Bedienungsperson hat ihr Vorgehen zu prüfen.
Bei dem vorhergehend beschriebenen Beispiel werden die Bauteile der Maschine vom Rechner des Steuergeräts 19 gesteuert selbsttätig in die dem Format angepaßte Position verbracht, nachdem die Bedienungsperson den Codeleser 81 mit dem betreffenden Codeträger 80 verbunden und die Antriebseinheit so mit der Stellschraube 32 der betreffenden Umstellstelle gekuppelt hat. Da in Verpackungsmaschinen auch Umstellstellen vorhanden sind, die mit der mobilen Antriebseinheit wegen Platzmangel nicht zugänglich sind, müssen diese Umstellstellen von Hand, unter Umständen mit einem kleinen Werkzeug eingestellt werden. Um das einzustellende Bauteil in die dem jeweiligen Format angepaßte Position bringen zu können, ist an den Gleitführungen dieser Umstellstellen eine Skala angeordnet, an der die Bedienungsperson die Position des jeweiligen Bauteils ablesen kann. Damit die Bedienungsperson auch diese Umstellstellen nicht verwechselt, sind ebenfalls an diesen Umstellstellen jeweils Codeträger 80 angeordnet. Bevor die Bedienungsperson die Stellschraube 32 der von ihr aufgesuchten Umstellstelle verdreht, verbindet sie den Codeleser 81 mit dem an dieser Umstellstelle angeordneten Codeträger 80. Bei Übereinstimmung der Nummer der im Monitor 82 und im Schaltgerät 55 angezeigten Nummer der Umstellstelle und der vom Codeleser 80 getasteten Nummer der Umstellstelle wird der Bedienungsperson durch Aufleuchten der Kontrolleuchten 65 am Schaltgerät 55 angezeigt, daß sie die richtige Umstellstelle aufgesucht hat. Entsprechend dem ebenfalls auf dem Monitor und in der Leuchtanzeige 62 des Schaltgeräts 55 angezeigten Positionswert bringt die Bedienungsperson gegebenenfalls mit einem Werkzeug das betreffende Bauteil der Umstellstelle in die angezeigte Position. Nach Abschluß der Einstellung zieht die Bedienungsperson den Codeleser 81 von dem betreffenden Codeträger 80 wieder ab.

Claims

1. Verpackungsmaschine mit formatabhängig einstellbaren Einrichtungen zum Zuführen der zu verpackenden Produkte und zum Fördern, Formen und Behandeln der Packmittel mit mehreren Umstellstellen an den Einrichtungen zum Einstellen deren Bauteile in Abhängigkeit von der Form und Größe der Produkte und Packmittel, dadurch gekennzeichet, daß ein Steuergerät (19), in dem Einstellwerte für die einzelnen Umstellstellen von verschiedenen Formaten gespeichert und programmäßig datenverarbeitbar und bereitstellbar sind, vorgesehen ist, und daß an den einzelnen Umstellstellen je ein die jeweilige Umstellstelle kennzeichnender Codeträger (80) angeordnet ist, daß ein mit dem Steuergerät (19) verbundener, beweglicher Codeleser (81) mit jedem der Codeträger verbindbar ist und daß das Steuergerät nur dann ein Einstellsignal erzeugt, wenn der vom Codeleser aus dem jeweiligen Codeträger einer Umstellstelle gelesene Code mit dem Code übereinstimmt, der mit dem vom Steuergerät jeweils bereitgestellten Einstellwert gekoppelt ist.

2. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Codeträger (80) binär verschlüsselt ist.

3. Verpackungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Codeträger (80) elektrisch leitende, alternativ angeordnete Verbindungen (87) haben.

4. Verpackungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Codeträger (80) und der Codeleser (81) steckerartig verbindbar ausgebildet sind.

5. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausrüstung der Verpackungsmaschine mit einem motorgetriebenen mobilen, mit den Einrichtungen zum Einstellen der Bauteil kuppelbaren Werkzeug (50), das durch das Steurgerät (19) nach gespeicherten Einstellwerten gesteuert wird, und mit einem mit diesem in Verbindung stehenden Schaltgerät (55) der Codeleser (81) über ein flexibles Kabel (82) mit dem Schaltgerät und dem Steuergerät (19) verbunden ist.