EP0442285A1 - Fassfüllmaschine für auf Paletten stehende Fässer - Google Patents

Fassfüllmaschine für auf Paletten stehende Fässer Download PDF

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EP0442285A1
EP0442285A1 EP91100634A EP91100634A EP0442285A1 EP 0442285 A1 EP0442285 A1 EP 0442285A1 EP 91100634 A EP91100634 A EP 91100634A EP 91100634 A EP91100634 A EP 91100634A EP 0442285 A1 EP0442285 A1 EP 0442285A1
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EP
European Patent Office
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pallet
filling machine
tool slide
line
bunghole
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EP91100634A
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EP0442285B1 (de
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Gerhard Feige
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Feige Abfuelltechnik GmbH
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Feige Abfuelltechnik GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/30—Filling of barrels or casks

Definitions

  • the invention relates to a drum filling machine of the type mentioned in the preamble of claim 1.
  • Semi or fully automatic drum filling machines for individual drums or for several drums arranged on pallets must bring the working position of a tool slide through relative alignment in each case over the bung hole of the next drum to be processed and then control the movement of the tool slide in such a way that the tools arranged on it successively Unscrew the screw cap, fill the barrel, screw a cap back on and, if necessary, attach a clinching cap.
  • individual tools are provided, such as screwdrivers, filling valves, clinkers, etc.
  • drum filling machines for filling drums arranged on pallets
  • the working position of the tool slide must be brought into register-correct engagement with all the bung holes one after the other.
  • the object of the present invention is therefore to create a fully automatic drum filling machine of the type mentioned at the outset, which is more suitable for toxic and in particular explosive filling goods.
  • a line camera is provided on the filling machine, which can detect the positions of the bung holes in a relative movement over the barrel surfaces and enter them into the control program. It can also be used to fill chaotically arranged barrels fully automatically, i.e. without an operator on site.
  • a line scan camera is particularly advantageous because it is much cheaper both in terms of acquisition and in terms of computer program expenditure than a surface-recording camera. It also has the advantage that the required object illumination can be limited to one line. This means that significantly lower light outputs are required, which constitutes a significant design advantage in order to comply with explosion protection regulations.
  • the features of claim 4 are also advantageously provided.
  • the tool slide which is usually used only for changing tools, but not for finding bung holes, is used according to the invention for both movements, so that an additional drive is saved, which in turn simplifies the fulfillment of strict explosion protection regulations.
  • the features of claim 5 are advantageously provided. This is particularly advantageous for pallets that have only two barrels next to one another in the row direction. If only a narrow edge strip lying towards the center is detected by each of these, the line can be very short, for example only in the length of half a barrel diameter.
  • the advantage is that the resolution can be increased for a given line scan camera. However, an at least rough pre-alignment of the drums is necessary in such a way that the bung holes all point essentially towards the center.
  • barrels 1 are to be filled, which, as the figure shows, each have four on a pallet 2, which stand in the machine on a conveyor belt 4 driven by a motor 3, which in the direction of arrow 5 is drivable.
  • the tool slide 10 carries in the simplified shown Embodiment only two barrel treatment tools, namely a filling valve with filling tube 11 and suction device 12 and a screwdriver 13.
  • a control computer (not shown) is provided, to which the drives are connected in a suitable manner.
  • a line camera 16 is provided on a fixedly arranged gallows 15, which, with the viewing angle ⁇ shown, captures an observation line 17 which is oriented transversely to the transport direction 5.
  • the entire surface can be detected and entered into the control computer, which can determine the bunghole positions.
  • the length of the control line 17 is shorter than the width of the pallet 2. This makes it necessary that the barrels 1 have to be roughly pre-aligned so that the bung holes are essentially in the middle. Since the line is much shorter, the point resolution increases for a given line camera or, with the same resolution, a simpler and less expensive camera can be used.
  • the line can also be longer and cover the entire width of the pallet 2, so that the entire barrel surfaces can be detected. This is particularly advantageous if not two barrels are next to each other, as in the illustrated embodiment, but a larger number of barrels is placed on the pallet.
  • the line camera 16 lies in the transport direction of the arrow 5 at a distance in front of the tool slide 10 which is greater than the length of the pallet 2.
  • the pallet is thus moved in the transport direction (in the direction of the end having the motor 3 of the conveyor belt 4) is first completely captured by the line camera before the first bunghole comes into treatment engagement under the tool slide 10.
  • the control computer can therefore first detect all the bunghole positions and carry out a path optimization before the first bunghole is to be approached.
  • the conveyor belt 4 can also be driven in a reversing manner in both directions and, for example, pass the pallet 2 several times under the line camera 16 to increase the reading accuracy.
  • the control computer then sets the tool slide 10 in motion and first moves the screwdriver 13 into position over the first bunghole to be treated. With the height drive 7 or possibly with its own height drive for the screwdriver, the screwdriver 13 is lowered onto the bung hole and unscrews the barrel. The tool slide 10 is then moved until the filling tube 11 comes into engagement via the same bung hole. The barrel is filled. Then the tool slide 10 is moved back until the screwdriver 13 engages, and the barrel is screwed again.
  • Additional tools can be provided on the tool slide 10, for example a clinker, which can be brought into engagement with the same bunghole in the same way.
  • the conveyor belt 4 and the tool slide are moved until the screwdriver 13 is engaged over the next bung hole to be treated. Then the barrel treatment cycle begins in the manner described from the front. In this way, all bung holes are drilled one after the other. Since the position of the individual bung holes was previously recorded in the control computer, the drives can be driven in an optimized path by suitable control of the drives. When the conveyor belt 4 is reversed, the bung holes can be traversed in a circle, for example.
  • drum filling machine shown can be varied widely.
  • only one slide namely the tool slide 10 is provided for controlling the tools 11 and 13 in the direction of the arrow 9, that is to say transversely to the pallet transport direction 5. This serves both to change the tool and to move to a new bunghole position in the direction transverse to the pallet transport direction.
  • These control movements can, however, also be carried out by separate carriages, the bunghole search, for example, being carried out with a cross slide arrangement and the tool carriage 10 being provided as a sub-carriage.
  • the line camera 16 can also be arranged differently than shown, namely directly on the rail of the tool slide fixed in the direction of the arrow 9. It then detects the bung holes in the engagement area of the tool slide. A path optimization for approaching the bung holes is also possible, for example, the pallet 2 can pass under the position of the tool slide twice in succession, the first time for reading the positions in the control computer and the second time for the machining operations.

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Abstract

Eine Faßfüllmaschine zum Füllen jeweils mehrerer auf einer Palette (2) angeordneter Fässer (1), mit einem oberhalb der Fässer angeordneten steuerbaren Werkzeugschlitten (10), der die verschiedenen Faßbehandlungswerkzeuge (12,13) nacheinander mit demselben Spundloch (14) in Eingriff bringt, sowie mit einer Sucheinrichtung (16), die die Arbeitsposition des Werkzeugschlittens und die Palette relativ zueinander zur Suche des jeweils nächsten zu behandelnden Spundloches steuert, dessen Position in einem Steuerkomputer gespeichert ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß eine an den Steuerkomputer angeschlossene, die Faßoberflächen erfassende Zeilenkamera (16) vorgesehen ist, die quer zur Zeilenrichtung relativ zur Palette bewegbar ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Faßfüllmaschine der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.
  • Halb- oder vollautomatisch arbeitende Faßfüllmaschinen für Einzelfässer oder für mehrere auf Paletten angeordnete Fässer müssen die Arbeitsposition eines Werkzeugschlittens durch relative Ausrichtung jeweils über das Spundloch des nächsten zu bearbeitenden Fasses bringen und dann die Bewegung des Werkzeugschlittens derart steuern, daß die an diesem angeordneten Werkzeuge nacheinander den Schraubdeckel abschrauben, das Faß füllen, einen Deckel wieder aufschrauben und gegebenenfalls noch eine Clinchkappe aufbringen. Dazu sind einzelne Werkzeuge vorgesehen, wie Schrauber, Füllventile, Verclincher etc. Ist ein Faß fertig, so muß die Arbeitsposition des Werkzeugschlittens über dem Spundloch des nächsten zu behandelnden Fasses ausgerichtet werden.
  • Bei Faßfüllmaschinen zum Füllen von auf Paletten angeordneten Fässern stellt sich dabei die zusätzliche Aufgabe, daß auf einer Palette mehrere Fässer angeordnet sind, die nach Möglichkeit automatisch mit einer Programmsteuerung gefüllt werden sollen. Dabei muß die Arbeitsposition des Werkzeugschlittens nacheinander mit allen Spundlöchern in registergerechten Eingriff gebracht werden.
  • Vollautomatisches Arbeiten ist bei solchen Faßfüllmaschinen erwünscht, da mit diesen häufig giftige oder explosionsgefährliche Substanzen gefüllt werden, die einen in der Nähe postierten Bedienungsmann gefährden würden.
  • Bekannte Faßfüllmaschinen der eingangs genannten Art können bereits weitgehend automatisch die Fässer füllen, haben aber Probleme bei der Erfassung der Positionen der Spundlöcher der verschiedenen Fässer der Palette für das Steuerprogramm. So ist es beispielsweise bekannt, daß das Steuerprogramm nur feste Spundlochpositionen kennt. Daher müssen für derartige Maschinen die Fässer genau vorausgerichtet werden, so daß die Spundlöcher in genau vorgegebenen Positionen stehen, was beispielsweise mit Schablonen erreichbar ist. Eine andere Möglichkeit ist es, in einem "Teaching"-Verfahren vor Beginn des Füllvorganges alle Spundlöcher von Hand anzufahren und die Positionen in das Programm einzugeben, wonach die Maschine dann automatisch füllen kann. Alle diese bekannten Maschinen machen aber zumindest vorübergehend die Anwesenheit eines Bedienungsmannes erforderlich bzw. erfordern hochgenau vorjustiert auf den Paletten aufgestellte Fässer.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine vollautomatische Faßfüllmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die besser für giftiges und insbesondere explosives Füllgut geeignet ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruches 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß ist an der Füllmaschine eine Zeilenkamera vorgesehen, die in Relativbewegung über die Faßoberflächen hin die Positionen der Spundlöcher erfassen und in das Steuerprogramm eingeben kann. Es können also auch chaotisch aufgestellte Fässer vollautomatisch, also ohne Bedienungsmann vor Ort gefüllt werden. Eine Zeilenkamera ist deshalb von besonderem Vorteil, weil sie wesentlich kostengünstiger sowohl hinsichtlich der Anschaffung als auch hinsichtlich des Rechenprogrammaufwandes ist als eine flächenerfassende Kamera. Außerdem hat sie den Vorteil, daß die erforderliche Objektausleuchtung sich auf eine Zeile beschränken kann. Es sind somit wesentlich geringere Lichtleistungen erforderlich, was zur Erfüllung von Explosionsschutzvorschriften einen wesentlichen Konstruktionsvorteil bildet.
  • Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen. Man könnte zur Relativbewegung die Kamera über die Palette führen. Dafür wäre aber ein eigener zusätzlicher Antrieb für die Kamera erforderlich, was wiederum aus Kosten- und Explosionsschutzgründen nachteilig wäre. Da die Paletten ohnehin durch die Füllmaschine gefördert werden müssen, kann die dafür vorgesehene Transporteinrichtung für die Relativbewegung zwischen Palette und Kamera in einfacher Weise eingesetzt werden.
  • Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 3 vorgesehen. Bei dieser Anordnung werden alle Fässer der Palette von der Zeilenkamera erfaßt, bevor das erste Spundloch in Bearbeitungseingriff mit der Arbeitsposition des Werkzeugschlittens gerät. Bevor also das erste Spundloch von den Werkzeugen anzufahren ist, sind alle Spundlöcher im Steuerprogramm erfaßt, und es kann eine Wegoptimierung erfolgen, bevor der Suchvorgang beginnt.
  • Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 4 vorgesehen. Der Werkzeugschlitten, der üblicherweise nur zum Werkzeugwechsel, nicht aber zur Spundlochsuche eingesetzt wird, wird erfindungsgemäß für beide Bewegungen benutzt, so daß ein zusätzlicher Antrieb eingespart wird, was wiederum die Erfüllung strenger Explosionsschutzvorschriften vereinfacht.
  • Schließlich sind vorteilhaft die Merkmale des Anspruches 5 vorgesehen. Dies ist insbesondere bei Paletten vorteilhaft, die in Zeilenrichtung nur zwei Fässer nebeneinander aufweisen. Wenn von diesen nur jeweils ein zur Mitte hin liegender schmaler Randstreifen erfaßt wird, so kann die Zeile sehr kurz sein, beispielsweise nur in Länge eines halben Faßdurchmessers. Der Vorteil dabei ist, daß bei gegebener Zeilenkamera die Auflösung erhöht werden kann. Es ist allerdings eine zumindest grobe Vorausrichtung der Fässer in der Weise erforderlich, daß die Spundlöcher alle im wesentlichen zur Mitte hin zeigen.
  • In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Faßfüllmaschine in perspektivischer Ansicht beispielsweise und schematisch dargestellt.
  • In der in der Figur dargestellten Faßfüllmaschine sollen Fässer 1 gefüllt werden, die, wie die Figur zeigt, jeweils zu viert auf einer Palette 2 stehen, die in der Maschine auf einem von einem Motor 3 angetriebenen Transportband 4 stehen, welches in Richtung des Pfeiles 5 antreibbar ist.
  • Neben dem Transportband steht ortsfest eine Säule 6, an der mit einem Höhenantrieb 7 in Richtung des Pfeiles 8 höhenverstellbar ein mit einem Querantrieb in Richtung des Pfeiles 9 quer zur Richtung des Pfeiles 5 verstellbarer Werkzeugschlitten 10 angeordnet ist.
  • Der Werkzeugschlitten 10 trägt im dargestellten vereinfachten Ausführungsbeispiel nur zwei Faßbehandlungswerkzeuge, nämlich ein Füllventil mit Füllrohr 11 und Absaugeinrichtung 12 und einen Schrauber 13.
  • Es können also mit den drei Antrieben in Richtung der Pfeile 5, 8 und 9 die Faßbehandlungswerkzeuge 11 und 13 in Eingriff mit allen Spundlöchern 14 der Fässer 1 gebracht werden. Zum Steuern der Antriebe ist ein nicht dargestellter Steuerkomputer vorgesehen, an den die Antriebe in geeigneter Weise angeschlossen sind.
  • Zum Erfassen der Positionen der Spundlöcher 14 ist an einem ortsfest angeordneten Galgen 15 eine Zeilenkamera 16 vorgesehen, die mit dem dargestellten Betrachtungswinkel α eine Beobachtungszeile 17 erfaßt, die quer zur Transportrichtung 5 ausgerichtet ist.
  • Wird die Palette 2 vom Transportband 4 in Richtung des Pfeiles 5 unter der Zeilenkamera hindurchgeführt, so kann die gesamte Oberfläche erfaßt und dem Steuerkomputer eingegeben werden, der die Spundlochpositionen ermitteln kann.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Länge der Steuerzeile 17 kürzer als die Breite der Palette 2. Dies macht es erforderlich, daß die Fässer 1 grob vorausgerichtet werden müssen, so daß die Spundlöcher jeweils im wesentlichen zur Mitte hin liegen. Da die Zeile wesentlich kürzer ist, erhöht sich bei gegebener Zeilenkamera die Punktauflösung bzw. kann bei gleicher Auflösung eine einfachere und kostengünstigere Kamera verwendet werden. Die Zeile kann aber auch länger sein und die gesamte Breite der Palette 2 erfassen, so daß die gesamten Faßoberflächen erfaßbar sind. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn nicht, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel nur jeweils zwei Fässer nebeneinanderstehen, sondern auf der Palette eine größere Zahl von Fässern aufgestellt ist.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Maschine liegt die Zeilenkamera 16 in Transportrichtung des Pfeiles 5 in einem Abstand vor dem Werkzeugschlitten 10, der größer ist als die Länge der Palette 2. Die Palette wird also bei Bewegung in Transportrichtung (in Richtung auf das den Motor 3 aufweisende Ende des Transportbandes 4 hin) zunächst vollständig von der Zeilenkamera erfaßt, bevor das erste Spundloch in Behandlungseingriff unter den Werkzeugschlitten 10 gelangt. Der Steuerkomputer kann also zunächst sämtliche Spundlochpositionen erfassen und eine Wegoptimierung vornehmen, bevor das erste Spundloch anzufahren ist. Wie der Pfeil 5 zeigt, kann ds Transportband 4 auch reversierend in beiden Richtungen angetrieben werden und beispielsweise die Palette 2 zur Erhöhung der Lesegenauigkeit mehrfach unter der Zeilenkamera 16 hindurchfahren.
  • Der Steuerkomputer setzt sodann den Werkzeugschlitten 10 in Bewegung und fährt zunächst mit dem Schrauber 13 in Position über das erste zu behandelnde Spundloch. Mit dem Höhenantrieb 7 oder gegebenenfalls mit einem eigenen Höhenantrieb des Schraubers wird der Schrauber 13 auf das Spundloch abgesenkt und schraubt das Faß auf. Sodann wird der Werkzeugschlitten 10 so weit verfahren, bis das Füllrohr 11 in Eingriff über dasselbe Spundloch gelangt. Das Faß wird gefüllt. Anschließend wird der Werkzeugschlitten 10 wieder zurückgefahren bis zum Eingriff des Schraubers 13, und das Faß wird erneut verschraubt.
  • Es können am Werkzeugschlitten 10 weitere Werkzeuge vorgesehen sein, beispielsweise ein Verclincher, der in derselben Weise in Eingriff mit demselben Spundloch gebracht werden kann.
  • Nach Abschluß der Behandlung eines Spundloches werden das Transportband 4 und der Werkzeugschlitten so weit verfahren, bis der Schrauber 13 in Eingriff über dem nächst zu behandelnden Spundloch steht. Sodann beginnt der Faßbehandlungszyklus in der beschriebenen Weise von vorn. Auf diese Weise werden nacheinander alle Spundlöcher abgefahren. Da die Position der einzelnen Spundlöcher zuvor im Steuerkomputer erfaßt wurde, kann durch geeignete Steuerung der Antriebe in optimierter Bahn gefahren werden. Bei Reversieren des Transportbandes 4 können die Spundlöcher beispielsweise im Kreis abgefahren werden.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die dargestellte Faßfüllmaschine weitgehend variiert werden.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zur Steuerung der Werkzeuge 11 und 13 in Richtung des Pfeiles 9, also quer zur Palettentransportrichtung 5, nur ein Schlitten, nämlich der Werkzeugschlitten 10, vorgesehen. Dieser dient sowohl zum Werkzeugwechsel als auch zum Anfahren einer neuen Spundlochposition in Richtung quer zur Palettentransportrichtung. Diese Steuerbewegungen (Spundlochsuchbewegung und Werkzeugwechselbewegung) können aber auch von getrennten Schlitten durchgeführt werden, wobei beispielsweise die Spundlochsuche mit einer Kreuzschlittenanordnung erfolgt und der Werkzeugschlitten 10 als Subschlitten dazu vorgesehen ist.
  • Auch kann die Zeilenkamera 16 anders als dargestellt angeordnet sein, nämlich unmittelbar an der in Richtung des Pfeiles 9 feststehenden Schiene des Werkzeugschlittens. Sie erfaßt dann die Spundlöcher im Eingriffsbereich des Werkzeugschlittens. Eine Wegoptimierung zum Anfahren der Spundlöcher ist auch dabei möglich, wobei beispielsweise die Palette 2 zweimal nacheinander die Position des Werkzeugschlittens unterfahren kann, und zwar beim ersten Mal zum Einlesen der Positionen in den Steuerkomputer und beim zweiten Mal für die Bearbeitungsgänge.

Claims (5)

  1. Faßfüllmaschine zum Füllen jeweils mehrerer auf einer Palette angeordneter Fässer, mit einem oberhalb der Fässer angeordneten steuerbaren Werkzeugschlitten, der die verschiedenen Faßbehandlungswerkzeuge nacheinander mit demselben Spundloch in Eingriff bringt, sowie mit einer Sucheinrichtung, die die Arbeitsposition des Werkzeugschlittens und die Palette relativ zueinander zur Suche des jeweils nächsten zu behandelnden Spundloches steuert, dessen Position in einem Steuerkomputer gespeichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine an den Steuerkomputer angeschlossene, die Faßoberflächen erfassende Zeilenkamera (16) vorgesehen ist, die quer zur Zeilenrichtung (in Richtung des Pfeiles 5) relativ zur Palette (2) bewegbar ist.
  2. Faßfüllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (16) feststeht und die Palette (2) von einer Transporteinrichtung (Transportband 4) bewegt wird.
  3. Faßfüllmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Zeilenkamera (16) und dem Werkzeugschlitten (10) in Transportrichtung (Pfeil 5) der Palette (2) größer ist als die Länge der Palette.
  4. Faßfüllmaschine nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugschlitten (10) in Richtung quer zur Transportrichtung (Pfeil 5) der Palette (2) angetrieben ist und sowohl zum Wechsel der Werkzeuge (11, 13) als auch zum Suche der Spundlöcher (14) steuerbar ist.
  5. Faßfüllmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilenkamera (16) die jeweils an den Zeilenenden liegenden Fässer nur in einem zur Zeilenmitte hin liegenden Randbereich erfaßt.
EP91100634A 1990-02-13 1991-01-19 Fassfüllmaschine für auf Paletten stehende Fässer Expired - Lifetime EP0442285B1 (de)

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