EP0253229B1 - Installation for palletizing containers made of magnetically seizable material - Google Patents

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EP0253229B1
EP0253229B1 EP87109578A EP87109578A EP0253229B1 EP 0253229 B1 EP0253229 B1 EP 0253229B1 EP 87109578 A EP87109578 A EP 87109578A EP 87109578 A EP87109578 A EP 87109578A EP 0253229 B1 EP0253229 B1 EP 0253229B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cans
belt
packing station
jigging
head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP87109578A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0253229A3 (en
EP0253229A2 (en
Inventor
Karl Heinz Bullinger
Ewald Hölderle
Ewald Fallenstein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Staehle Blechpackungen GmbH
Original Assignee
Staehle Blechpackungen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Staehle Blechpackungen GmbH filed Critical Staehle Blechpackungen GmbH
Publication of EP0253229A2 publication Critical patent/EP0253229A2/en
Publication of EP0253229A3 publication Critical patent/EP0253229A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0253229B1 publication Critical patent/EP0253229B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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 packing station for a device for palletizing cans made of magnetically detectable material, with a portal frame spanning at least one conveyor belt, on which a setting head which is movable transversely to the conveyor belt is arranged with a magnetic strip.
  • An unloading device for metal cans of the type mentioned at the outset is known (US Pat. No. 2,143,026), in which the cans arriving from a processing machine on a turntable are stopped, magnetically lifted and removed in order to take them out in a rectilinear other direction via a conveyor belt of the machine.
  • a magnetic bar is arranged on a type of portal frame and can be moved transversely to the conveyor belt. The magnetic force is generated by electromagnets that have to be switched on and off.
  • This known device is only suitable for transferring incoming cans from a turntable to a conveyor belt, while the problems occurring in a packing station for tin cans cannot be solved thereby.
  • the packaging process to be carried out by machine which should, if possible, be carried out automatically, cannot be carried out with such a device.
  • the packing process must take place at a high speed in such a packing station, since the output speed of high-performance production lines, as are usually found for the production of round, cylindrical cans, is very high. This results in outputs of up to 500 cans per minute.
  • the invention has for its object to propose a packing station with which light and thin-walled tin cans, which have a very unfavorable height diameter ratio, can be packaged at high speeds, the work process being able to be carried out fully automatically and with simple adaptability to different product sizes.
  • the conveyor belt is a belt feeding the cans
  • the end of the conveyor belt is aligned within the packing station a counted row of cans has a stop and spaced-apart side guides that the packing station with a feed belt for empty boxes is arranged next to the conveyor belt end within the portal frame, and that the magnetic strip corresponding to the length of the row of cans can be raised and lowered attached to the vertically movable setting head is.
  • An advantageous embodiment provides that the feed belt ends in two parallel belt parts and two packing stations are provided between the belt parts and that a setting head is assigned to each belt part.
  • the tape part has two parallel tapes running directly next to one another, two setting heads with two magnetic strips for two rows of cans being combined to form a unit.
  • An advantageous embodiment consists in the fact that the setting heads of the unit can be moved relative to one another.
  • stop be movable and controllable by means of a control device in order to achieve a row offset of the containers.
  • 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 at the end of the production line as they continue throughout Machine are guided 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 discontinuous process sequence takes place, in which the setting head slowly attaches to the rows of cans to be recorded, is accelerated to maximum speed after recording and is decelerated again when it is set down.
  • 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 i.e. 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 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 cartons, for example for loading filling lines, as are usually used for filling aerosol cans.
  • Movable side guides 12 are provided in the area of the packing station 7, 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 conveyor belts 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. For gripping and moving a row of cans at the end of the band parts 4, 5, setting heads 17 are used, which are arranged displaceably on a portal frame 18. 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.
  • On the portal frame 18 is still a horizontal Arranged parallel to the guide rods 20 guide 22 which has a drive spindle for the transverse displacement of the setting head 17.
  • the two spindles for the horizontal and vertical displacement are driven by disc-type motors in order to be able to 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 the container falling over.
  • 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 to the two conveyor belts 4, 5 by means of the switch 3, depending on the fill level.
  • the respective allocation star 24 counts the corresponding quantity of cans onto the respective conveyor belt 4, 5.
  • the row offset preselected via the control is achieved by means of the movable stop 14. If there is an empty box 9 in the packing station 7, the counted row of cans in the conveyor belt 4 or 5 is aligned by the movable side guides 12. On 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 independent functions are triggered.
  • the respective conveyor belt 4, 5 is free and is available for a new counting process that is triggered immediately.
  • 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 box 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.
  • a barrier releases the next empty carton 9, which runs into the machine and is brought into the corresponding 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 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.
  • the central unit controls the central unit according to a program that is in the program memory.
  • the associated binary outputs valves, contactors, lamps, etc.
  • All data for the changeover to a different product dimension is 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 process 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 exactly in the programmed position.
  • the control of the vertical circulating spindle 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 position back to the frequency converter and ensures that the three windings contained in the synchronous motor are energized correctly.
  • 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.
  • the conveyor belt 4, 5 is divided into two parallel conveyor belts 4 ′, 4 ′′, or 5 ′, 5 ′′ running directly next to one another.
  • a stop 14 and side guides 12 for aligning the counted rows of boxes 25 and 26, respectively.
  • set heads 17 with two magnetic strips 27 that can be moved relative to one another are used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Container Filling Or Packaging Operations (AREA)
  • Specific Conveyance Elements (AREA)
  • Wrapping Of Specific Fragile Articles (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Packstation für eine Vorrichtung zum Palettieren von Dosen aus magnetisch erfaßbarem Material, mit einem wenigstens ein Förderband überspannenden Portalrahmen, an dem ein quer zum Förderband verfahrbarer Setzkopf mit einer Magnetleiste angeordnet ist.The invention relates to a packing station for a device for palletizing cans made of magnetically detectable material, with a portal frame spanning at least one conveyor belt, on which a setting head which is movable transversely to the conveyor belt is arranged with a magnetic strip.

Es ist eine Entladevorrichtung für Metalldosen der eingangs genannten Art bekannt (US-A 2 143 026), bei der die aus einer verarbeitenden Maschine auf einer Drehscheibe ankommenden Dosen abgestoppt, magnetisch angehoben und herausgenommen werden, um sie in geradliniger anderer Richtung über ein Transportband aus der Maschine herauszuführen. Auf einer Art von Portalrahmen ist eine Magnetleiste angeordnet, die quer zum Förderband verfahrbar ist. Die Magnetkraft wird über Elektromagneten erzeugt, die an-  und abgeschaltet werden müssen.An unloading device for metal cans of the type mentioned at the outset is known (US Pat. No. 2,143,026), in which the cans arriving from a processing machine on a turntable are stopped, magnetically lifted and removed in order to take them out in a rectilinear other direction via a conveyor belt of the machine. A magnetic bar is arranged on a type of portal frame and can be moved transversely to the conveyor belt. The magnetic force is generated by electromagnets that have to be switched on and off.

Diese bekannte Vorrichtung ist lediglich geeignet, von einer Drehscheibe ankommende Dosen auf ein Förderband umzusetzen, während die in einer Packstation für Blechdosen auftretenden Probleme damit nicht lösbar sind. Beim Verpacken von leichten und dünnwandigen Blechdosen mit einem ungünstigen Höhendurchmesserverhältnis ist der maschinell zu bewerkstelligende Verpackungsvorgang, der nach Möglichkeit automatisch gesteuert ablaufen soll, mit einer solchen Einrichtung nicht ausführbar. Insbesondere muß in einer solchen Packstation der Verpackungsvorgang mit hoher Geschwindigkeit erfolgen, da die Ausstoßgeschwindigkeit von Hochleistungsfertigungsstraßen, wie sie üblicherweise für die Fertigung runder, zylindrischer Dosen anzutreffen sind, sehr hoch ist. Es ergeben sich hierbei Leistungen bis zu 500 Dosen pro Minute.This known device is only suitable for transferring incoming cans from a turntable to a conveyor belt, while the problems occurring in a packing station for tin cans cannot be solved thereby. When packaging light and thin-walled tin cans with an unfavorable height diameter ratio, the packaging process to be carried out by machine, which should, if possible, be carried out automatically, cannot be carried out with such a device. In particular, the packing process must take place at a high speed in such a packing station, since the output speed of high-performance production lines, as are usually found for the production of round, cylindrical cans, is very high. This results in outputs of up to 500 cans per minute.

Bekannt ist weiterhin eine Maschine, die bei Glasflaschen eingesetzt werden kann (US-A 2 791 315), indem die Flaschen aus Behältnissen entnommen und lose ungeordnet über einen Zuführtisch auf eine Maschine gelangen, die diese Glasflaschen dann in eine oder mehrere Reihen sortiert und dort sammelt und auf ein weiteres Transportband im rechten Winkel zur bisherigen Richtung umsetzt. Es entsteht hierbei eine einzige geschlossene Reihe von Glasflaschen, die einer weiterverarbeitenden Maschine, z.B. einer Füllmaschine, zugeführt werden können. Seitliche Führungsschienen sind nicht auf unterschiedliche Abmessungen von Behältnissen einstellbar und Anschläge sind bei dieser Maschine beweglich.Also known is a machine that can be used in glass bottles (US Pat. No. 2,791,315), in that the bottles are removed from containers and placed loosely and disordered on a feed table on a machine, which then sorts these glass bottles into one or more rows and there collects and transfers to another conveyor belt at right angles to the previous direction. The result is a single, closed row of glass bottles that can be used in a processing machine, e.g. a filling machine can be supplied. Lateral guide rails cannot be adjusted to different container dimensions and stops can be moved on this machine.

Bekannt ist weiterhin ein Setpacker für gefüllte Flaschen, wie sie in der getränkeabfüllenden Industrie verwendet werden (DE-A 29 20 128). Dieses Prinzip funktioniert bei relativ schweren Glasflaschen, die eine gewisse Standsicherheit haben und die auch mit Abstand angeordnet in Gefache des Kastens abgesetzt werden.Also known is a set packer for filled bottles, such as those used in the beverage filling industry (DE-A 29 20 128). This principle works with relatively heavy glass bottles, which have a certain stability and which are also placed at a distance in the compartments of the crate.

Bekannt ist auch ein Portalroboter (Druckschrift "Fördern und Heben", Band 36, 1986, Seite 347), der als Palettiergerät einsetzbar und mit einer Prozeßsteuerung für den automatischen Ablauf der Arbeitsschritte versehen ist.Also known is a gantry robot (publication "conveying and lifting", volume 36, 1986, page 347), which can be used as a palletizing device and is provided with a process control for the automatic execution of the work steps.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Packstation vorzuschlagen, mit der leichte und dünnwandige Blechdosen, die ein sehr ungünstiges Höhendurchmesserverhältnis haben, mit hohen Geschwindigkeiten verpackt werden können, wobei der Ablauf des Arbeitsprozesses vollautomatisch und unter einfacher Anpaßbarkeit an verschiedene Produktgrößen durchgeführt werden kann.The invention has for its object to propose a packing station with which light and thin-walled tin cans, which have a very unfavorable height diameter ratio, can be packaged at high speeds, the work process being able to be carried out fully automatically and with simple adaptability to different product sizes.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Förderband ein die Dosen zuführendes Band ist, daß das Ende des Förderbandes innerhalb der Packstation zum Ausrichten einer ausgezählten Dosenreihe einen Anschlag sowie im Abstand zueinander verstellbare Seitenführungen aufweist, daß neben dem Förderbandende innerhalb des Portalrahmenss die Packstation mit einem Zuführungsband für leere Kartons angeordnet ist, und daß die der Länge der Dosenreihe entsprechende Magnetleiste an dem vertikal verfahrbaren Setzkopf heb- und senkbar angebracht ist.This object is achieved according to the invention in that the conveyor belt is a belt feeding the cans, that the end of the conveyor belt is aligned within the packing station a counted row of cans has a stop and spaced-apart side guides that the packing station with a feed belt for empty boxes is arranged next to the conveyor belt end within the portal frame, and that the magnetic strip corresponding to the length of the row of cans can be raised and lowered attached to the vertically movable setting head is.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, 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 provides that the feed belt ends in two parallel belt parts and two packing stations are provided between the belt parts and that a setting head is assigned to each belt part.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß das Bandteil zwei parallele, unmittelbar nebeneinander verlaufende Bänder aufweist, wobei zwei Setzköpfe mit zwei Magnetleisten für zwei Dosenreihen zu einer Einheit zusammengefaßt sind.It is also advantageous that the tape part has two parallel tapes running directly next to one another, two setting heads with two magnetic strips for two rows of cans being combined to form a unit.

Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß die Setzköpfe der Einheit gegeneinander verschiebbar sind.An advantageous embodiment consists in the fact that the setting heads of the unit can be moved relative to one another.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß zum Erzielen eines Reihenversatzes der Behältnisse der Anschlag beweglich und mittels einer Steuereinrichtung steuerbar ist.It is also proposed that the stop be movable and controllable by means of a control device in order to achieve a row offset of the containers.

Es ist weiterhin 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 also 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 Dosenreihen aufsetzt, nach dem Erfassen auf Höchstgeschwindigkeit beschleunigt und beim Absetzen wieder abgebremst wird.The invention has the advantage that the containers at the end of the production line as they continue throughout Machine are guided 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, a discontinuous process sequence takes place, in which the setting head slowly attaches to the rows of cans to be recorded, is accelerated 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, i.e. 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).

Wesentlich ist das Zuführen der die Dosen aufnehmenden Kartons 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 Riebtungen ausgerichtet.It is essential to feed the boxes holding the cans 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 the horizontal plane according to two rubs.

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 üblicherweise 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 cartons, for example for loading filling lines, as are usually used for filling aerosol cans.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail in the following description with reference to exemplary embodiments shown in the drawings.

Es zeigen,

Fig. 1
eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der Vorrichtung,
Fig. 2
eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1,
Fig. 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 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.
Show it,
Fig. 1
a plan view of an embodiment of the device,
Fig. 2
2 shows a side view of the device according to FIG. 1,
Fig. 3
a front view of the device at the packing station,
Fig. 4
a view of the movable side guide for aligning the row of cans,
Fig. 5
a view of the movable stop,
Fig. 6
a plan view of the device according to a further embodiment,
Fig. 7
6 shows a side view according to FIG. 6,
Fig. 8
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
a block diagram for the control device.

Die Fig. 1 zeigt in der Draufsicht die gesamte Vorrichtung, wobei die aus der Fertigungslinie kommenden Dosen 1 über ein Zuführband 2 zugeführt werden. Am Ende des Zuführbandes 2 befindet sich eine Weiche 3, die das Zuführband in zwei Förderbänder 4, 5 aufteilt. Je nach Füllstand der Förderbänder 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 Förderbändern 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 Förderbändern 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 Abstand verstellbar ist.1 shows a top view of the entire device, the cans 1 coming from the production line being fed via a feed belt 2. At the end of the feed belt 2 there is a switch 3 which divides the feed belt into two conveyor belts 4, 5. Depending on the level the conveyor belts 4, 5, the switch 3 is set using the counting star 28. The control takes place essentially via light barriers 6. Between the two parallel conveyor belts 4, 5 there are two packing stations 7, a transverse conveyor belt 8 for empty boxes 9 being provided in front of the packing stations 7. Packing belts 10 are provided for the longitudinal transport of the boxes, ie parallel to the conveyor belts 4, 5. The empty boxes are inserted with the aid of sliding cylinders 11. To the side of the belts 2, 4, 5 there are guide rods 29 whose spacing is adjustable.

Am Ende der Förderbänder 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 Förderbänder 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. 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.At the end of the conveyor belts 4, 5, i.e. Movable side guides 12 are provided in the area of the packing station 7, 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 conveyor belts 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. For gripping and moving a row of cans at the end of the band parts 4, 5, setting heads 17 are used, which are arranged displaceably on a portal frame 18. 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.

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 einhalten zu können.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. On the portal frame 18 is still a horizontal Arranged parallel to the guide rods 20 guide 22 which has a drive spindle for the transverse displacement of the setting head 17. The two spindles for the horizontal and vertical displacement are driven by disc-type motors in order to be able to maintain the required displacement.

Im Setzkopf 17 ist eine Sicherung bei auftretenden Störungen, beispielsweise bei Verändern der Höhe durch umgefallene Behältnissee, 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 head 17 in the event of malfunctions, for example when the height changes due to the container falling over. Here, 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.

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 Förderbänder 4, 5 je nach Füllstand verteilt. Der jeweilige Zuteilstern 24 zählt bei ausreichendem Füllstand im Zuführband 2 bzw. den Förderbändern 4, 5 der Packreihe die entsprechende Dosenmenge auf das jeweilige Förderband 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 Förderband 4 bzw. 5 durch die beweglichen Seitenführungen 12 ausgerichtet. Auf 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 Förderband 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 cans 1 coming from the production line via the feed belt 2 are distributed to the two conveyor belts 4, 5 by means of the switch 3, depending on the fill level. When the fill level in the feed belt 2 or the conveyor belts 4, 5 of the row of packs is sufficient, the respective allocation star 24 counts the corresponding quantity of cans onto the respective conveyor belt 4, 5. The row offset preselected via the control is achieved by means of the movable stop 14. If there is an empty box 9 in the packing station 7, the counted row of cans in the conveyor belt 4 or 5 is aligned by the movable side guides 12. On the row of cans thus aligned, the setting head 17 located on the vertical axis 21 moves down to the corresponding can height. After the signal "target reached", 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. According to a travel path defined by the program in the horizontal direction two independent functions are triggered. First, the respective conveyor belt 4, 5 is free and is available for a new counting process that 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 box 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. When the "carton filled" state is reached, 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 through a light barrier, a barrier releases the next empty carton 9, which runs into the machine and is brought into the corresponding 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.

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) bineare Ein- und Ausgänge. (35)
A control device with these features is shown in FIG. 9 as a block diagram. The control system is divided into the following sub-areas:
  • 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 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 is 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 Verfahrensgeschwindigkeit 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 Lagerregelkreis, der ein genaues Halten der Spindel in der programmierten Position garantiert. Die Ansteuerung der senkrechten Umlaufspindel 21 erfolgt analog.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 process 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 exactly in the programmed position. The control of the vertical circulating spindle 21 is carried out analogously.

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 Rotorlage an den Frequenzumrichter zurück und sorgt für die richtige Bestromung der drei im Synchronmotor enthaltenen Wicklungen.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 position back to the frequency converter and ensures that the three windings contained in the synchronous motor are energized correctly.

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 Fig. 6 bis 8 zeigen eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung, wobei die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Das Förderband 4, 5 wird in seinem Endbereich in zwei parallele, unmittelbar nebeneinander verlaufende Förderbändern 4', 4'', bzw. 5', 5''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 27.6 to 8 show a further embodiment of the device, the same parts being provided with the same reference numerals. In its end region, the conveyor belt 4, 5 is divided into two parallel conveyor belts 4 ′, 4 ″, or 5 ′, 5 ″ running directly next to one another. At the end there is a stop 14 and side guides 12 for aligning the counted rows of boxes 25 and 26, respectively. To capture these rows of boxes 25, 26, set heads 17 with two magnetic strips 27 that can be moved relative to one another are used.

Diese Magnetleisten 27 erfassen die Dosenreihen am Ende der Förderbänder 4', 4''bzw. 5', 5'' 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.These magnetic strips 27 capture the rows of cans at the end of the conveyor belts 4 ', 4''or. 5 ', 5''and transport them into the empty cardboard boxes 9. During this movement, the setting head located on the outside is shifted towards the other setting head, so that the corresponding packing image is generated in the cardboard box. In Fig. 7 the left part of the device shows the moment at which the rows of cans are detected by the magnetic strips 27 during the right part of the figure shows the rows of cans in a packaging position.

Die Fig. 8 stellt die Ausrichtvorrichtung am Ende der Förderbänder 4', 4'' bzw. 5', 5'' 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 Förderbänder 4, 5 bzw. 4', 5' bzw. 4'', 5'' anstelle eines Förderbandes für die Behältnisse 1 Antriebsketten vorzusehen.8 shows the alignment device at the end of the conveyor belts 4 ′, 4 ″ or 5 ′, 5 ″, a fixed stop 36 being arranged between the two cans 1. The movable side guides 12 are located on the outside in each case. It has also proven to be advantageous instead of one in the area between the counting star 24 and the end of the conveyor belts 4, 5 or 4 ', 5' or 4 ", 5" Conveyor belt for the containers 1 to provide drive chains.

Claims (7)

  1. Packing station for an apparatus for palletizing cans (1) made of magnetically grippable material, having a portal frame (18) which spans over at least one conveyor belt (4, 4', 5, 5') and on which there is arranged a jigging head (17), with a magnetic strip (27), which jigging head (17) is movable transversely with respect to the conveyor belt (4, 4', 5, 5'), characterized in that the conveyor belt (4, 4', 5, 5') is a belt delivering the cans (1), in that the end of the conveyor belt (4, 4', 5, 5') has within the packing station (7) a stop (14) for aligning a counted row of cans and also has side guides (12) adjustable to be spaced from one another, in that there is arranged next to the conveyor belt end within the portal frame (18) the packing station (7) with a delivery belt (8) for empty boxes (9), and in that the magnetic strip (27), corresponding to the length of the row of cans, is mounted such that it is raisable and lowerable on the vertically movable jigging head (17).
  2. Packing station according to Claim 1, characterized in that the delivery belt (2) ends in two belt parts (4, 5) running parallel and there are provided between the belt parts (4, 5) two packing stations (7), and in that a jigging head (17) is associated with each belt part (4, 5).
  3. Packing station according to Claim 1 and 2, characterized in that the belt part (4, 5) has two parallel belts (4, 4", 5', 5") running directly next to one another, two jigging heads (17) with two magnetic strips (27) for two rows (25, 26) of cans being combined to form one unit.
  4. Packing station according to Claim 3, characterized in that the jigging heads (17) of the unit are displaceable with respect to one another.
  5. Packing station according to Claims 1 to 4, characterized in that for achieving offsetting of the rows of the containers (1) the stop (14) is movable and is controllable by means of a control device.
  6. Packing station according to one of Claims 1 to 5, characterized in that there are arranged on the portal frame (18) horizontal guide bars (20) on which a carrier plate (19) with the jigging head (17) is guided, and in that the carrier plate (19) is driven by means of a ballscrew.
  7. Packing station according to Claims 1 to 6, characterized in that the jigging head (17) is mounted on a vertically arranged, driven ballscrew.
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