EP0253229A2 - Installation for palletizing containers made of magnetically seizable material - Google Patents
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- EP0253229A2 EP0253229A2 EP87109578A EP87109578A EP0253229A2 EP 0253229 A2 EP0253229 A2 EP 0253229A2 EP 87109578 A EP87109578 A EP 87109578A EP 87109578 A EP87109578 A EP 87109578A EP 0253229 A2 EP0253229 A2 EP 0253229A2
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- belt
- cans
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
- B65B35/00—Supplying, feeding, arranging or orientating articles to be packaged
- B65B35/30—Arranging and feeding articles in groups
- B65B35/54—Feeding articles along multiple paths to a single packaging position
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
- B65B5/00—Packaging individual articles in containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, jars
- B65B5/06—Packaging groups of articles, the groups being treated as single articles
Definitions
- the invention relates to a device for palletizing containers made of magnetically detectable material, in particular containers, the height of which is a multiple of the diameter.
- Portal robots are used for loading pallets, boxes and the like, in which a gripper is held on a portal frame, which grips in several directions is movable.
- these known machines can only be used for packaged goods that are stable in themselves and are provided with straight-walled surfaces in all three levels. These packaged goods must therefore have good stability.
- Another disadvantage of these known gantry robots is the low speed in relation to the ejection speed of high-performance production lines, as are usually found for the production of round cylindrical cans.
- the invention has for its object to design a device of the type mentioned in such a way that the containers in question are automatically unloaded into boxes.
- an at least one feed belt spanning portal frame is provided, on which a transversely to the feed belt and vertically movable setting head is arranged with a lifting and lowering magnetic bar for detecting a number of containers that at the end of the feed belt a stop and movable side guides are provided, at least one packing station being arranged next to the end of the infeed conveyor, and in that the containers' entry into the end of the infeed conveyor, the movement and lowering of the setting head or the magnetic bar, and the removal of the filled cartons via computer-controlled single-axis positioning controls (CNC) is provided, with a higher-level coordination via a programmable logic controller (PLC).
- CNC computer-controlled single-axis positioning controls
- An advantageous embodiment is that the feed belt ends in two parallel belt parts and between the belt parts two packing stations are provided and that a set head is assigned to each band part.
- Such a device has an output of about 300 cans per minute. This output can be increased to 500 cans per minute in that the tape part has two parallel tapes running directly next to one another, two setting heads with their respective magnetic strips being provided for two rows of cans.
- stop is movable and controllable by means of the control device in order to achieve a row offset of the containers.
- a switch controlled by the control device is provided at the transition of the feed belt into the belt parts and that the inflow of the containers to the ends of the belt parts can be regulated by means of allotment stars.
- horizontal guide rods are arranged on the portal frame, on which a carrier plate is guided with the setting head and that the carrier plate is driven by means of a ball screw.
- the setting head be attached to a vertically arranged driven ball screw.
- the invention has the advantage that the containers are guided in the entire machine at the end of the production line so that the cans cannot tip over.
- the control and holding devices are designed in such a way that, when the can stream is stopped and restarted, a single can or an entire row of cans cannot tip over.
- a high volume capacity can be achieved by not picking up individual cans, but rather a whole row of a layer image and placing them in the carton. Here, too, the row of cans is forced into place until it is securely placed in the box and remains there.
- the packing picture d. H. You can choose whether the cans are in rows next to each other or on gaps. Furthermore, the device can be adjusted to the size and the number (selection buttons)
- Another feature of the invention is the feeding of the cardboard boxes (trays) to the two packing stations arranged between the belt parts. These boxes are brought into the machine via feed belts in the cycle of the machine or the loading process, fed to the two packing stations and aligned there in two directions in the horizontal plane.
- Another advantage of the machine is that the basic principle of the work flow of the machine is reversible by another programming of the CNC control. Then the machine can be used as an unloader for the boxes, e.g. B. for loading filling lines, as they are usually used for filling aerosol cans.
- FIG. 1 shows a top view of the entire device, the containers 1 coming from the production line being fed via a feed belt 2.
- a switch 3 which divides the feed belt into two belt parts 4, 5.
- the switch 3 is set with the aid of the counting star 28.
- the control takes place essentially via light barriers 6.
- Packing tapes 10 are provided parallel to the tape parts 4, 5.
- the empty boxes are inserted with the aid of sliding cylinders 11.
- movable side guides 12 are provided, the spacing of which can be changed with the aid of pressure cylinders 13. These side guides 12 serve to align the counted row of cans. The distance to the row of cans is chosen so that there is little play. Furthermore, at the end of the band parts 4, 5 there is a movable stop 14, which enables the rows of cans to be offset in the packing station 7. This stop 14 is provided with a pressure cylinder drive 15 (Fig. 5). The filled boxes 16 are then conveyed away via the belt 10.
- setting heads 17 For gripping and moving a row of cans at the end of the band parts 4, 5 are used setting heads 17 which are arranged on a portal frame 18 so as to be displaceable. Each setting head 17 is provided with a magnetic strip (27), the length of which corresponds to the length of the row of cans to be detected.
- the setting head 17 is in this case fastened to a vertical guide bushing 21 which in turn is held on a carrier plate 19.
- the vertical guide bushing 21 receives a drive motor with a spindle in order to change the height of the setting head.
- the carrier plate 19 is slidably arranged on horizontal guide rods 20, the guide rods 20 being supported on the portal frame 18.
- the two spindles for the horizontal and vertical displacement are driven by disc-type motors in order to be able to precisely maintain the required displacement.
- a safety device is provided in the setting head 17 in the event of malfunctions, for example when the height changes due to falling containers.
- the setting head 17 is supported by a spring 23 and as soon as the position changes, the machine is switched off via corresponding limit switches.
- the device operates as follows.
- the containers or cans 1 coming from the production line via the feed belt 2 are distributed by means of the switch 3 to the two belt parts 4, 5 depending on the fill level.
- the respective metering star 24 counts the corresponding quantity of cans onto the respective belt part 4, 5.
- the over the control preselected row offset is achieved by means of the movable stop 14. If there is an empty carton 9 in the packing station 7, the counted row of cans in the belt part 4 or 5 is aligned by the movable side guides 12. From the row of cans thus aligned, the setting head 17 located on the vertical axis 21 moves down to the corresponding can height.
- the magnetic bar 27 located in the setting head 17 is switched down.
- the aligned row of cans is magnetically picked up by the setting head 17.
- the row of cans located on the setting head 17 is moved upwards over the vertical axis corresponding to the guide bushing 21 until a command sets the horizontal axis in motion in accordance with the horizontal guide 22.
- two mutually independent functions are triggered. First, the respective band part 4, 5 is free and is available for a new counting process, which is triggered immediately. Second, the setting head 17 moves down to the pack level. When the respective spindles have reached the packing level and report "target reached", the magnetic bar 27 located in the setting head 17 is switched upwards.
- the packaged goods are released and stand on the cardboard in the packing station 7. Both setting heads 17 move into the starting position in order to pick up the next row of cans provided. This process is repeated until the box is filled.
- the packing process is stopped.
- the corresponding lock for the filled carton is opened and runs on a take-off belt, from where the carton in question can be placed on a pallet by hand.
- After passing A light barrier releases the next empty box 9, which runs into the machine and is brought into the appropriate position in the packing station 7 or in front of the packing station 7. Then a new packing process is initiated.
- the two machine halves work independently of each other.
- the binary input signals coming from the process and from the CNC axis cards are processed sequentially by the central unit according to a program that is located in the program memory.
- the central unit receives the binary input signals from the process and from the CNC axis cards and processes the binary input signals from the process and from the CNC axis cards.
- the central unit processes sequentially by the central unit according to a program that is located in the program memory.
- the associated binary outputs valves, contactors, lamps, etc.
- All data for the changeover to a different product dimension are contained in the PLC and can be selected using the decade switch.
- the single-axis positioning control is used for position control and for moving a motor-driven ball screw 22 into a specific position.
- a certain number of positioning blocks with information on the traversing speed and the next traversing block to be processed is loaded into the memory of the CNC control using the programming and operating device.
- the CNC control can connect to the PLC via two input / output interfaces. All functions of the CNC control are specified and controlled in the normal operating sequence by the PLC.
- An analog interface controls the downstream pulse-width-modulated three-phase servo amplifier to control the motor.
- the actual position of the ball screw 22 is detected by the incremental angle encoder, reported to the CNC control and evaluated there accordingly. This creates a closed position control loop that guarantees that the spindle is held precisely in the programmed position.
- the control of the vertical circulation spindles 21 is carried out analogously.
- the servo frequency converter has the task of converting the small analog signal coming from the CNC control into a large current for generating a rotary movement of the motor proportional to the analog signal.
- the tachometer generator which is rigidly coupled to the motor, returns the output signal corresponding to the speed to the amplifier and ensures that the travel speed specified by the CNC is maintained.
- the rotor position encoder built into the motor reports the respective rotor back to the frequency converter and ensures the correct energization of the three windings contained in the synchronous motor.
- the programming and operating device enables various inputs to the CNC single-axis positioning controls. All commands required for handling are sent to the individual axes with the control unit.
- FIG. 6 to 8 show a further embodiment of the device, the same parts being provided with the same reference numerals.
- the band part 4, 5 is divided into two parallel belts 4 ⁇ , 4 ⁇ and 5 ⁇ , 5 ⁇ in its end region.
- a stop 14 and side guides 12 for aligning the counted rows of cans 25 and 26, respectively.
- set heads 17 with two magnetic strips 27, which can be moved relative to one another, are used.
- These magnetic strips 27 capture the rows of cans End of the belts 4 ⁇ , 4 ⁇ or 5 ⁇ , 5 ⁇ and transport them into the empty cardboard boxes 9.
- the setting head located on the outside is shifted towards the other setting head, so that the corresponding packing image is generated in the box.
- FIG. 7 shows in the left part of the device the moment at which the rows of cans are gripped by the magnetic strips 27, while the right part of the figure shows the rows of cans in a packaging position.
- the movable side guides 12 are located on the outside in each case. It has also proven to be advantageous in the area between the counter star 24 and the end of the belts 4, 5 or 4 4, 5 ⁇ or 4 ⁇ , 5 ⁇ instead of a conveyor belt for the containers 1 Provide drive chains.
Landscapes
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- Container Filling Or Packaging Operations (AREA)
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- Wrapping Of Specific Fragile Articles (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Palettieren von Behältnissen aus magnetisch erfaßbarem Material, insbesondere von Behältnissen, deren Höhe ein Mehrfaches des Durchmessers beträgt.The invention relates to a device for palletizing containers made of magnetically detectable material, in particular containers, the height of which is a multiple of the diameter.
Bei diesen Behältnissen handelt es sich überwiegend um Aerosoldosen, die üblicherweise auf schnell laufenden Fertigungsstraßen hergestellt werden, deren Ausstoß bis etwa 300 Dosen pro Minute beträgt. Im Gegensatz zu der Produktion von Konservendosen der Getränkedosen ist das Palletieren derartiger Aerosoldosen problematisch, weil diese sehr schlank, hoch und kopflastig sind und daher die Standfestigkeit extrem gering ist. Bei der geringsten Erschütterung fallen diese Dosen um, so daß das Verpacken in Kartons von Hand vorgenommen wurde. Hierbei wurden rechenartige Hilfsgeräte benutzt, bestehend aus einer Anzahl von nebeneinander befindlichen Stangen, auf denen die einzelnen Dosen aufgefädelt wurden. Um mit dem Ausstoß Schritt zu halten, mußte eine entsprechende Anzahl von Personen eingesetzt werden. Hierbei handelt es sich um eine äußerst monotone Arbeit und es wird der Arbeitstakt der Fertigungslinie den arbeitenden Personen aufgezwungen.These containers are predominantly aerosol cans, which are usually manufactured on fast-running production lines, the output of which is up to about 300 cans per minute. In contrast to the production of cans for beverage cans, the palletizing of such aerosol cans is problematic because they are very slim, high and top-heavy and therefore the stability is extremely low. At the slightest vibration, these cans fall over, so that packing in boxes was done by hand. In this case, rake-like auxiliary devices were used, consisting of a number of rods located next to one another, on which the individual cans were threaded. A corresponding number of people had to be deployed to keep up with the emissions. This is extremely monotonous work and the work cycle of the production line is forced on the working people.
Zum Beladen von Paletten, Kartons und dergleichen werden Portalroboter eingesetzt, bei denen an einem Portalrahmen ein Greifer gehaltert ist, der in mehreren Richtungen verschiebbar ist. Diese bekannten Maschinen sind jedoch nur für Packgüter verwendbar, die in sich stabil und in allen drei Ebenen mit geradwandigen Flächen versehen sind. Diese Packgüter müssen demnach eine gute Standfestigkeit aufweisen. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Portalroboter besteht in der geringen Geschwindigkeit im Verhältnis zur Ausstoßgeschwindigkeit von Hochleistungsfertigungsstraßen, wie sie üblicherweise für die Fertigung runder zylindrischer Dosen anzutreffen sind.Portal robots are used for loading pallets, boxes and the like, in which a gripper is held on a portal frame, which grips in several directions is movable. However, these known machines can only be used for packaged goods that are stable in themselves and are provided with straight-walled surfaces in all three levels. These packaged goods must therefore have good stability. Another disadvantage of these known gantry robots is the low speed in relation to the ejection speed of high-performance production lines, as are usually found for the production of round cylindrical cans.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die betreffenden Behältnisse automatisch in Kartons abgeladen werden.The invention has for its object to design a device of the type mentioned in such a way that the containers in question are automatically unloaded into boxes.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein wenigstens ein Zuführband überspannender Portalrahmen vorgesehen ist, an dem ein quer zum Zuführband und vertikal verfahrbarer Setzkopf mit einer heb- und senkbaren Magnetleiste zum Erfassen einer Reihe von Behältnissen angeordnet ist, daß am Ende des Zuführbandes ein Anschlag sowie bewegliche Seitenführungen vorgesehen sind, wobei neben dem Zuführbandende wenigstens eine Packstation angeordnet ist, und daß der Einlauf der Behältnisse in das Zuführbandende, das Verfahren und Absenken des Setzkopfes bzw. der Magnetleiste und das Abnehmen des gefüllten Kartons über computergesteuerte Einachspositioniersteuerungen (CNC) vorgesehen ist, wobei eine übergeordnete Koordination über eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) erfolgt.This object is achieved according to the invention in that an at least one feed belt spanning portal frame is provided, on which a transversely to the feed belt and vertically movable setting head is arranged with a lifting and lowering magnetic bar for detecting a number of containers that at the end of the feed belt a stop and movable side guides are provided, at least one packing station being arranged next to the end of the infeed conveyor, and in that the containers' entry into the end of the infeed conveyor, the movement and lowering of the setting head or the magnetic bar, and the removal of the filled cartons via computer-controlled single-axis positioning controls (CNC) is provided, with a higher-level coordination via a programmable logic controller (PLC).
Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß das Zuführband in zwei parallel verlaufenden Bandteilen endet und zwischen den Bandteilen zwei Packstationen vorgesehen sind und daß jedem Bandteil ein Setzkopf zugeordnet ist.An advantageous embodiment is that the feed belt ends in two parallel belt parts and between the belt parts two packing stations are provided and that a set head is assigned to each band part.
Eine derartige Vorrichtung hat eine Leistung von etwa 300 Dosen pro Minute. Diese Leistung läßt sich auf 500 Dosen pro Minute dadurch erhöhen, daß das Bandteil zwei parallele, unmittelbar nebeneinander verlaufende Bänder aufweist, wobei zwei Setzköpfe mit ihren jeweiligen Magnetleisten für zwei Dosenreihen vorgesehen sind.Such a device has an output of about 300 cans per minute. This output can be increased to 500 cans per minute in that the tape part has two parallel tapes running directly next to one another, two setting heads with their respective magnetic strips being provided for two rows of cans.
Vorteilhaft geht man hierbei so vor, daß die Setzköpfe einer Einheit gegeneinander verschiebbar sind.It is advantageous to proceed in such a way that the setting heads of a unit can be moved relative to one another.
Es ergibt sich somit eine wesentliche Leistungssteigerung ohne besonderen baulichen Mehraufwand. Unter Beibehaltung der Leistung von 300 Dosen pro Minute kann die Vorrichtung nur halbseitig gebaut werden, was zu einer Reduzierung der Herstellungskosten auf etwa 60 % führt.This results in a significant increase in performance without any special additional construction work. While maintaining the output of 300 cans per minute, the device can only be built on one side, which leads to a reduction in the production costs to approximately 60%.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß zum Erzielen eines Reihenversatzes der Behältnisse der Anschlag beweglich und mittels der Steuereinrichtung steuerbar ist.It is also advantageous that the stop is movable and controllable by means of the control device in order to achieve a row offset of the containers.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß am Übergang des Zuführbandes in die Bandteile eine über die Steuereinrichtung gesteuerte Weiche vorgesehen ist und daß der Zulauf der Behältnisse zu den Enden der Bandteile mittels Zuteilsternen regelbar ist.It is further proposed that a switch controlled by the control device is provided at the transition of the feed belt into the belt parts and that the inflow of the containers to the ends of the belt parts can be regulated by means of allotment stars.
Es ist vorteilhaft, daß auf dem Portalrahmen waagerechte Führungsstangen angeordnet sind, an denen eine Trägerplatte mit dem Setzkopf geführt ist und daß die Trägerplatte mittels einer Kugelumlaufspindel angetrieben ist.It is advantageous that horizontal guide rods are arranged on the portal frame, on which a carrier plate is guided with the setting head and that the carrier plate is driven by means of a ball screw.
Schließlich wird vorgeschlagen, daß der Setzkopf an einer vertikal angeordneten angetriebenen Kugelumlaufspindel angebracht ist.Finally, it is proposed that the setting head be attached to a vertically arranged driven ball screw.
Die Erfindung bringt den Vorteil, daß die Behältnisse am Ende der Fertigungsstraße beim Weiterlaufen in der gesamten Maschine so geführt sind, daß ein Umkippen der Dosen nicht möglich ist. Die Steuerungs- und Halteeinrichtungen sind so gestaltet, daß beim Anhalten und Wiederanlaufen des Dosenstromes kein Umkippen einer einzelnen Dose oder einer ganzen Dosenreihe erfolgen kann. So erfolgt dazu ein diskontinuierlicher Verfahrensablauf, in dem der Setzkopf langsam auf die zu erfassenden Dosenreihe aufsetzt, nach dem Erfassen auf Höchstgeschwindigkeit beschleunigt und beim Absetzen wieder abgebremst wird.The invention has the advantage that the containers are guided in the entire machine at the end of the production line so that the cans cannot tip over. The control and holding devices are designed in such a way that, when the can stream is stopped and restarted, a single can or an entire row of cans cannot tip over. For this purpose, there is a discontinuous process sequence in which the setting head slowly attaches to the row of cans to be recorded, accelerates to maximum speed after recording and is decelerated again when it is set down.
Es läßt sich eine hohe Mengenkapazität dadurch erreichen, daß nicht einzelne Dosen, sondern jeweils eine ganze Reihe eines Lagenbildes erfaßt und in den Karton gesetzt wird. Auch hierbei ist eine Zwangshalterung der Dosenreihe vorgesehen, bis sie im Karton sicher abgesetzt ist und stehen bleibt. Das Packbild, d. h. ob die Dosen in nebeneinander stehenden Reihen oder auf Lücke stehen, ist frei wählbar. Weiterhin läßt sich die Vorrichtung auf die Größe und auch die Anzahl einstellen (Wahltasten)A high volume capacity can be achieved by not picking up individual cans, but rather a whole row of a layer image and placing them in the carton. Here, too, the row of cans is forced into place until it is securely placed in the box and remains there. The packing picture, d. H. You can choose whether the cans are in rows next to each other or on gaps. Furthermore, the device can be adjusted to the size and the number (selection buttons)
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist das Zuführen der die Dosen aufnehmenden Kartons (Trays) zu den zwei zwischen den Bandteilen angeordneten Packstationen. Hierbei werden diese Kartons im Ablauftakt der Maschine bzw. des Beladevorganges über Zuführbänder in die Maschine eingebracht, den beiden Packstationen zugeführt und dort in der horizontalen Ebene nach zwei Richtungen ausgerichtet.Another feature of the invention is the feeding of the cardboard boxes (trays) to the two packing stations arranged between the belt parts. These boxes are brought into the machine via feed belts in the cycle of the machine or the loading process, fed to the two packing stations and aligned there in two directions in the horizontal plane.
Ein weiterer Vorteil der Maschine besteht darin, daß das Grundprinzip des Arbeitsablaufes der Maschine reversierbar ist, indem eine andere Programmierung der CNC-Steuerung erfolgt. Dann ist die Maschine als Entlader für die Kartons verwendbar, z. B. zur Beschickung von Abfüllinien, wie sie überlichweise zum Befüllen von Aerosoldosen verwendet werden.Another advantage of the machine is that the basic principle of the work flow of the machine is reversible by another programming of the CNC control. Then the machine can be used as an unloader for the boxes, e.g. B. for loading filling lines, as they are usually used for filling aerosol cans.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen,
Figur 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der Vorrichtung,- Figur 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß
Figur 1, Figur 3 eine Vorderansicht der Vorrichtung an der Packstation,- Fig. 4 eine Ansicht der beweglichen Seitenführung zum Ausrichten der Dosenreihe,
- Fig. 5 eine Ansicht des beweglichen Anschlages,
- Fig. 6 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform,
- Fig. 7 eine Seitenansicht der Figur gemäß Fig. 6,
- Fig. 8 eine Ansicht der beweglichen Seitenführung zum Ausrichten der Dosenreihe gemäß der Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 und
- Fig. 9 ein Blockschaltbild für die Steuerungseinrichtung.
- FIG. 1 shows a top view of an embodiment of the device,
- FIG. 2 shows a side view of the device according to FIG. 1,
- FIG. 3 shows a front view of the device at the packing station,
- 4 is a view of the movable side guide for aligning the row of cans,
- 5 is a view of the movable stop,
- 6 is a plan view of the device according to a further embodiment,
- 7 is a side view of the figure of FIG. 6,
- Fig. 8 is a view of the movable side guide for aligning the row of cans according to the embodiment of FIGS. 6 and 7 and
- Fig. 9 is a block diagram for the control device.
Die Fig. 1 zeigt in der Draufsicht die gesamte Vorrichtung, wobei die aus der Fertigungslinie kommenden Behältnisse 1 über ein Zuführband 2 zugeführt werden. Am Ende des Zuführbandes 2 befindet sich eine Weiche 3, die das Zuführband in zwei Bandteile 4, 5 aufteit. Je nach Füllstand der Bandteile 4, 5 wird die Weiche 3 mit Hilfe des Zählsternes 28 eingestellt. Die Steuerung erfolgt im wesentlichen über Lichtschranken 6. Zwischen den beiden parallel verlaufenden Bandteilen 4, 5 befinden sich zwei Packstationen 7, wobei vor den Packstationen 7 ein quer verlaufendes Zuführungsband 8 für leere Kartons 9 vorgesehen ist. Zum Längstransport der Kartons, d.h. parallel zu den Bandteilen 4, 5 sind Packbänder 10 vorgesehen. Der Einschub der leeren Kartons erfolgt mit Hilfe von Schiebezylindern 11. Seitlich von den Bändern 2, 4, 5 befinden sich Führungsstangen 29, deren Absand verstellbar ist.1 shows a top view of the entire device, the
Am Ende der Bandteile 4, 5, d.h. im Bereich der Packstation 7 sind bewegliche Seitenführungen 12 vorgesehen, deren Abstand mit Hilfe von Druckzylindern 13 veränderbar ist. Diese Seitenführungen 12 dienen zum Ausrichten der eingezählten Dosenreihe. Der Abstand zur Dosenreihe wird so gewählt, daß ein geringes Spiel verbleibt. Weiterhin befindet sich am Ende der Bandteile 4, 5 ein beweglicher Anschlag 14, der einen Versatz der Dosenreihen in der Packstation 7 ermöglicht. Dieser Anschlag 14 ist mit einem Druckzylinderantrieb 15 versehen (Fig. 5). Die gefüllten Kartons 16 werden dann über das Band 10 wegbefördert.At the end of the
Zum Ergreifen und Versetzen einer Dosenreihe am Ende der Bandteile 4, 5 dienen Setzköpfe 17, die an einem Portalrahmen 18 verschiebbar angeordnet sind. Jeder Setzkopf 17 ist mit einer Magnetleiste (27) versehen, deren Länge der Länge der zu erfassenden Dosenreihe entspricht.For gripping and moving a row of cans at the end of the
Der Setzkopf 17 ist hierbei an einer vertikalen Führungsbuchse 21 befestigt, die ihrerseits an einer Trägerplatte 19 gehaltert ist. Die vertikale Führungsbuchse 21 nimmt einen Antriebsmotor mit Spindel auf, um die Höhe des Setzkopfes zu verändern. Die Trägerplatte 19 ist auf waagerechten Führungsstangen 20 verschiebbar angeordnet, wobei die Führungsstangen 20 auf dem Portalrahmen 18 abgestützt sind. Auf den Portalrahmen 18 ist weiterhin eine waagerechte parallel zu den Führungsstangen 20 verlaufende Führung 22 angeordnet, die eine Antriebsspindel für das Querverschieben des Setzkopfes 17 aufweist. Der Antrieb der beiden Spindeln für die waagerechte und vertikale Verschiebung erfolgt durch Scheibenläufermotore, um den erforderlichen Verschiebeweg genau einhalten zu können.The setting
Im Setzkopf 17 ist eine Sicherung bei auftretenden Störungen, beispielsweise bei Verändern der Höhe durch umgefallene Behältnisse, vorgesehen. Hierbei ist der Setzkopf 17 über eine Feder 23 gelagert und sobald sich die Lage verändert, wird die Maschine über entsprechende Endschalter abgeschaltet.A safety device is provided in the setting
Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt. Die aus der Fertigungslinie über das Zuführband 2 kommenden Behältnisse bzw. Dosen 1 werden mittels der Weiche 3 auf die zwei Bandteile 4, 5 je nach Füllstand verteilt. Der jeweilige Zuteilstern 24 zählt bei ausreichendem Füllstand im Zuführband 2 bzw. den Bandteilen 4, 5 der Packreihe die entsprechende Dosenmenge auf das jeweilige Bandteil 4, 5 ein. Der über die Steuerung vorgewählte Reihenversatz wird mittels des beweglichen Anschlages 14 erreicht. Wenn sich ein leerer Karton 9 in der Packstation 7 befindet, wird die eingezählte Dosenreihe im Bandteil 4 bzw. 5 durch die beweglichen Seitenführungen 12 ausgerichtet. Aus die so ausgerichtete Dosenreihe fährt der an der Vertikalachse 21 befindliche Setzkopf 17 bis auf die entsprechende Dosenhöhe nach unten. Nach dem Signal "Ziel erreicht", wird die sich im Setzkopf 17 befindliche Magnetleiste 27 nach unten geschaltet. Die ausgerichtete Dosenreihe wird so magnetisch vom Setzkopf 17 aufgenommen. Die am Setzkopf 17 befindliche Dosenreihe wird über die Vertikalachse entsprechend der Führungsbuchse 21 so weit nach oben gefahren, bis ein Befehl die Horizontalachse entsprechend der horizontalen Führung 22 in Bewegung setzt. Nach einem von dem Programm festgelegten Verfahrweg in Horizontalrichtung werden zwei voneinander unabhängige Funktionen ausgelöst. Erstens ist das jeweilige Bandteil 4, 5 frei und steht für einen neuen Einzählvorgang zur Verfügung, der sofort ausgelöst wird. Zweitens fährt der Setzkopf 17 auf Packniveau nach unten. Wenn die jeweiligen Spindeln das Packniveau erreicht haben und "Ziel erreicht" melden, wird die sich im Setzkopf 17 befindliche Magnetleiste 27 nach oben geschaltet. Das Packgut wird freigegeben und steht auf dem Karton in der Packstation 7. Beide Setzköpfe 17 fahren in die Ausgangsposition, um die nächste bereitgestellte Dosenreihe aufzunehmen. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis der Karton gefüllt ist. Bei Erreichen des Zustandes "Karton gefüllt", wird der Packvorgang gestoppt. Die entsprechende Sperre für den gefüllten Karton wird geöffnet und läuft auf ein Abnahmeband, von wo der betreffende Karton auf eine Palette von Hand gesetzt werden kann. Nach Passieren einer Lichtschranke gibt eine Sperre den nächsten leeren Karton 9 frei, der in die Maschine einläuft und in die entsprechende Position in der Packstation 7 bzw. vor der Packstation 7 gebracht wird. Danach wird ein neuer Packvorgang eingeleitet. Die beiden Maschinenhälften arbeiten hierbei unabhängig voneinander.The device operates as follows. The containers or
Eine Steuereinrichtung mit diesen Merkmalen ist in Fig. 9 als Blockschaltbild dargestellt. Hierbei gliedert sich die Steuerung in folgende Teilbereiche:
- 1) Eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) (30)
- 2) vier Einachspositioniersteuerungen (CNC) (31)
- 3) vier Servo Frequenzumrichter mit Gleichstromzwischenkreis (32)
- 4) vier Mal die Kombination eines Servomotors mit Tachogenerator und Inkrementalen Drehwinkelgeber (33)
- 5) ein CNC Programmier- und Bediengerät und (34)
- 6) binaere Ein- und Ausgänge. (35)
- 1) A programmable logic controller (PLC) (30)
- 2) four single-axis positioning controls (CNC) (31)
- 3) four servo frequency inverters with DC link (32)
- 4) four times the combination of a servo motor with tachometer generator and incremental rotary encoder (33)
- 5) a CNC programming and operating device and (34)
- 6) binary inputs and outputs. (35)
Die vom Prozeß und von den CNC Achskarten kommenden binären Eingangssignale (von Schaltern, Tastern, Sensoren u.a.) werden nach einem Programm, das sich im Programmspeicher befindet, von der Zentraleinheit sequentiell bearbeitet. Am Ende eines jeden Bearbeitungszyklus wird, wenn das Ergebnis der Operation den Vorgaben vom Programm entspricht, die zugehörigen binären Ausgänge (Ventile, Schütze, Lampen u.a.) angesteuert. Der gesamte Funktionsablauf sowie die Koordination und Kommunikation mit den einzelnen CNC Achskarten wird von der SPS nach Programm über die binäre Ein- und Ausgabeebene gesteuert. Sämtliche Daten für die Umstellung, auf eine andere Produktabmessung sind in der SPS enthalten und können per Dekadenschalter angewählt werden.The binary input signals coming from the process and from the CNC axis cards (from switches, buttons, sensors etc.) are processed sequentially by the central unit according to a program that is located in the program memory. At the end of each machining cycle, if the result of the operation corresponds to the program specifications, the associated binary outputs (valves, contactors, lamps, etc.) are activated. The entire functional sequence as well as the coordination and communication with the individual CNC axis cards is controlled by the PLC according to the program via the binary input and output level. All data for the changeover to a different product dimension are contained in the PLC and can be selected using the decade switch.
Die Einachspositioniersteuerung dient zur Lageregelung und zum Verfahren einer motorisch angetriebenen Kugelumlaufspindel 22 in eine bestimmte Position. Eine bestimmte Anzahl von Positioniersätzen mit Angabe von der Verfahrgeshwindigkeit und des nächsten zu verarbeitenden Verfahrsatzes wird mit Hilfe des Programmier- und Bediengerätes in den Speicher der CNC Steuerung geladen. Über zwei Ein/Ausgangsschnittstellen kann die CNC Steuerung mit der SPS in Verbindung treten. Sämtliche Funktionen der CNC Steuerung werden im normalen Betriebsablauf von der SPS vorgegeben und kontrolliert. Eine analoge Schnittstelle steuert den nachgeschalteten pulsbreitenmodulierten Drehstromservoverstärker zur Ansteuerung des Motors. Die Istwertposition der Kugelumlaufspindel 22 wird von dem inkrementalen Winkelgeber erfaßt, an die CNC Steuerung gemeldet und dort entsprechend ausgewertet. Somit entsteht ein geschlossener Lageregelkreis, der ein genaues Halten der Spindel in der programmierten Position garantiert. Die Ansteuerung der senkrechten Umlaufspindeln 21 erfolgt analog. Der Servo Frequenzumrichter hat die Aufgabe, das von der CNC Steuerung kommende kleine Analogsignal in einen großen Strom zum Erzeugen einer dem Analogsignal proportionalen Drehbewegung des Motors umzuwandeln. Der mit dem Motor starr gekoppelte Tachogenerator liefert das der Drehzahl entsprechende Ausgangssignal an den Verstärker zurück und sorgt für die Einhaltung der von der CNC vorgegebenen Verfahrgeschwindigkeit. Der im Motor eingebaute Rotorlagegeber meldet die jeweilige Rotor lage an den Frequenzumrichter zurück und sorgt für die richtige Bestromung der drei im Synchronmotor enthaltenen Wicklungen.The single-axis positioning control is used for position control and for moving a motor-driven ball screw 22 into a specific position. A certain number of positioning blocks with information on the traversing speed and the next traversing block to be processed is loaded into the memory of the CNC control using the programming and operating device. The CNC control can connect to the PLC via two input / output interfaces. All functions of the CNC control are specified and controlled in the normal operating sequence by the PLC. An analog interface controls the downstream pulse-width-modulated three-phase servo amplifier to control the motor. The actual position of the
Das Programmier- und Bediengerät ermöglicht verschiedene Eingaben an die CNC Einachspositioniersteuerungen. Mit dem Bediengerät werden alle zur Handhabung erforderlichen Befehle an die einzelnen Achsen geschickt.The programming and operating device enables various inputs to the CNC single-axis positioning controls. All commands required for handling are sent to the individual axes with the control unit.
Die Figuren 6 bis 8 zeigen eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung, wobei die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Das Bandteil 4, 5 wird in seinem Endbereich in zwei parallele, unmittelbar nebeneinander verlaufende Bänder 4ʹ, 4ʺ bzw. 5ʹ, 5ʺ aufgeteilt. Am Ende befindet sich jeweils ein Anschlag 14 sowie Seitenführungen 12 zum Ausrichten der eingezählten Dosenreihen 25 bzw. 26. Zum Erfassen dieser Dosenreihen 25, 26 dienen zu einer Einheit zusammengefaßte, gegeneinander verschiebbare Setzköpfe 17 mit zwei Magnetleisten 27. Diese Magnetleisten 27 erfassen die Dosenreihen am Ende der Bänder 4ʹ, 4ʺ bzw. 5ʹ, 5ʺ und transportieren diese in die leeren Kartons 9. Während dieser Bewegung wird der jeweils außen befindliche Setzkopf zum anderen Setzkopf hin verschoben, so daß in dem Karton das entsprechende Packbild erzeugt wird. In Fig, 7 ist im linken Teil der Vorrichtung der Moment dargestellt, bei dem die Dosenreihen von den Magnetleisten 27 erfaßt werden, während der rechte Teil der Figur die Dosenreihen in einer Verpackungsposition zeigt.Figures 6 to 8 show a further embodiment of the device, the same parts being provided with the same reference numerals. The
Die Fig. 8 stellt die Ausrichtvorrichtung am Ende der Bänder 4ʹ, 4ʺ bzw. 5ʹ, 5ʺ dar, wobei zwischen den beiden Dosen 1 ein fester Anschlag 36 angeordnet ist. Außen befinden sich jeweils die beweglichen Seitenführungen 12. Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, in dem Bereich zwischen dem Zählstern 24 und dem Ende der Bänder 4, 5 bzw. 4ʹ, 5ʹ, bzw. 4ʺ, 5ʺ anstelle eines Förderbandes für die Behältnisse 1 Antriebsketten vorzusehen.8 shows the alignment device at the end the tapes 4ʹ, 4ʺ or 5ʹ, 5ʺ, with a fixed
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