EP1449772A1 - Method and device for wrapping a film around a cylindrical roll of material - Google Patents
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- EP1449772A1 EP1449772A1 EP04002852A EP04002852A EP1449772A1 EP 1449772 A1 EP1449772 A1 EP 1449772A1 EP 04002852 A EP04002852 A EP 04002852A EP 04002852 A EP04002852 A EP 04002852A EP 1449772 A1 EP1449772 A1 EP 1449772A1
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- B65B11/00—Wrapping, e.g. partially or wholly enclosing, articles or quantities of material, in strips, sheets or blanks, of flexible material
- B65B11/04—Wrapping, e.g. partially or wholly enclosing, articles or quantities of material, in strips, sheets or blanks, of flexible material the articles being rotated
Definitions
- the invention relates at least to a device for wrapping one in a receiving and drive device about a supporting axis rotatably mounted, with two end faces and one lateral surface provided, cylindrical product roll with a plastic stretch film, which is rollably attached to a moveable film head, which is arranged on a movable support device, the Device an automatic, computer-aided position control of the film head.
- Die Device has a turret turret, which with several driven pin is provided, on which in turn product rolls are rotatably mounted.
- a roll of film is in a film head Movable linearly in three spatial directions and around two axes pivoted. With the help of the device it is possible to Pack product roll with film while another roll of product wrapped and for example a third film roll already packaged is removed from the turret. That way it is possible to continue the packaging process continuously without wait for product roll replacement.
- the disadvantage of this device is that with the help of Revolver head smaller product roles, such as Rolls of film can be packed, but not heavy rolls of film which are wrapped in metal foils or steel sheets. Besides, is limited mobility of the film head. Also regarding the Flexibility with regard to different product roll dimensions and the precision of the winding process is the device improvement.
- Such a device is also from DE 691 06 801 known.
- the film roll is on one by two Axis swiveling foil head arranged.
- the Foil head can be shifted in height on a linear guide Carrier stored.
- the product to be packaged is on a Rotary table that can be rotated about an axis by means of a drive.
- a disadvantage of this device is that the film head is very has limited flexibility of movement. One to the product adjusted optimal wrap is not always possible. Also this device has disadvantages in terms of flexibility different product roll dimensions, the Packaging capacity and the accuracy of the Packaging process.
- the advantage of the device according to the invention is that that the focus of the product role is independent of the Dimensions of the product roll always in the same position Swivel axis of the support device is located and therefore the product roll can be measured and packed very precisely. That way it is therefore possible to flexibly adapt the packaging process to different Adjust dimensions of the product roll, increasing accuracy of the packaging process and the capacity is increased. With the device according to the invention can be the product roll pack completely dust and moisture proof. Finally are due to the defined arrangement also the requirements for the Control of the carrier is lower, which saves costs become.
- the film head has a Set up from which despite the wrapping process decreasing diameter of the film roll a defined distance between the film head and the outer surface of the product roll is achievable.
- a defined distance between the film head and the The outer surface of the product roll is particularly advantageous for one controllable packaging process.
- Product roll size can thus be a constant Packaging quality can be achieved.
- Such a facility can consist of a laser sensor, for example, which by means of a Laser beam determines the distance to the product roll and to a Passes control that causes the support device, the Film head at a calculated distance from the surface of the product roll to keep.
- the device for Creation of a defined distance from one of the film rolls upstream deflection roller formed during the winding process provides a defined film withdrawal line. In this way it is possible to reduce the diameter of the film roll To disregard the unwinding process. The distance between The film head and lateral surface of the product roll is always going out measured by the pulley, since it provides the pull line from which leaves the foil head from the foil.
- the film head a device on the one during the winding process Substantially constant stretching of the plastic stretch film guaranteed.
- the film roll can be used for this be arranged on an unwinding device which with a Brake device is provided, which depending on the during the wrapping process decreasing diameter of the The essentially constant stretch of the stretch film causes. Due to the decreasing film roll diameter of the decreasing lever arm increasing unwinding resistance can be kept constant by such a braking device, the less the brakes are applied, the lower the Foil roll diameter is.
- the braking device is according to a further embodiment designed as a magnetic powder brake.
- a magnetic powder brake is available as a standard component on the market and allows an accurate Setting the braking force too.
- the Film head has a clamping and cutting device for the film. After the film has been removed, this can be done using the clamping device Foil end held in a defined position and in the following Winding process can be placed precisely on the product roll.
- the cutting device cuts the film by hand superfluous and the process more economical.
- the clamping and Cutting device with a pressure device for the film end Mistake can be easily applied to the product roll where it adheres, for example, through static charge.
- This pressure device can according to another Embodiment can be designed as a brush, which the Pressure device makes inexpensive and insensitive to failure.
- Another embodiment provides that in the swivel range a device for the carrying device of the film head Provision and attachment of an adhesive element on Foil start is arranged.
- a device for the carrying device of the film head Provision and attachment of an adhesive element on Foil start is arranged.
- Processing area of the robot arm at least two recording and Drive devices are arranged. While wrapping one Foil roll, the loading and unloading process can another film roll on another recording and Drive device can be made, reducing the capacity of the device according to the invention is significantly enlarged.
- the invention relates to an automatic computerized process for wrapping one around one Support axis rotatable, with two end faces and a lateral surface provided, cylindrical product roll with a plastic stretch film, wherein the film is arranged on a moveable film head.
- Such a method is also known from DE 691 06 801 known.
- an initial section of a film first attached to a lateral surface of a product.
- a film head carrying the film roll drives the product parallel to the lateral surface, with the film head first by 90 ° was pivoted and in this way continuously a film web is applied.
- the end face of the product is covered by the Film head is rotated about a further pivot axis, which to the first pivot axis is orthogonal.
- the method according to the invention has the in relation to the Advantages mentioned device.
- a roll of film can do more in this way Film rolls brought into the receiving and drive device or are taken from it, creating an almost continuous Packaging process is possible. The capacity of the device will thus significantly increased and the economy increased.
- an apparatus for wrapping a Product roll designated as a whole with the reference number 10.
- Such 1 essentially consists of a device 10 Robot arm 11, a film head 12, two not shown Devices for receiving and driving product rolls 13 and 14, an adhesive device 15 shown in FIG. 2, and one not shown robot controller.
- the robot arm 11 has according to FIG. 1 for fixed attachment a foot 16 on the floor, for example also a Attaching the foot 16 to a ceiling or wall is possible.
- a pivot axis z of the robot arm 11 is on a perpendicular to the central axis M of the product rolls 13, 14 by a Center P of the product rolls 13, 14 straight line y.
- the Center P is independent of the dimensions of the Product rolls 13, 14 always in the same position to the swivel axis z of the robot arm 11. In this way, the dimensions of the Product roles 13, 14 determined very precisely and then the Packaging can be carried out precisely. Because of this defined Arrangement can be due to lower requirements cheaper controls for the robot arm 11 used become.
- the robot arm 11 has the elements 11a, 11b, 11c and 11d on which can be pivoted by means of the joints 17, 18 and 19 are interconnected.
- the film head 12 is inside a working area of the robot arm 11 very precisely in any position movable.
- the film head 12 is by means of the robot arm 11, as shown in FIGS. 1a to 1c, between the two film rolls 13 and 14 pivotable.
- the packaging of a product roll 13 it is like shown in Fig. 1a, possible another already packaged Exchange product roll 14 for an unwrapped, which the Capacity of the device 10 is increased.
- the film head 12 is shown in more detail. He essentially has two conical bolts 22 Magnetic powder brakes (not shown) for holding and taking along a core, not shown, of the film roll 24, a deflection roll 25, two clamps 26a and 26b, a cutting device 27, one Brush 28 and a distance sensor 29 (see Fig. 5b).
- the distance sensor 29 is in a fixed position Deflection roller 25, which a defined withdrawal line L (see Fig. 3b) for provides the film web 37.
- the distance sensor 29 the Distance to product roll 13 determined and this data to the Machine control of the robot arm 11 passes on, the The target position of the deflection roller 25 can be calculated. That way it is possible depending on the dimensions of the product rolls 13, 14 one defined distance between the deflection roller 25 and the outer surface 32 of the Product roll 13 and thus a defined free length of the film web 37 observed.
- the film head 12 is first according to FIG Adhesive tape dispenser 15 pivoted.
- Adhesive tape dispenser 15 pivoted.
- FIGS. 2b and 3a, b shows a strip of double-sided adhesive tape 36 applied longitudinally to the film web 37. It serves during the Gluing the guide roller 25 as an abutment for the film web 37.
- the film web 37 is meanwhile closed by the Clamping pliers 26a, b kept under tension (see Fig. 3a, b).
- the film head 12 is then in the middle, always parallel to the straight line y, with a certain distance moved up to the product roll 13. From the data supplied by the Distance sensor 29 can the diameter of the product roll 13 and so that the size of the end faces 33, 34 of the product roll 13 is determined become.
- the film head moves to measure the product roll 13 12 in a next step parallel to the central axis M via the End face 34 of the product roll 13 in a defined end position and then approaches the end face 34 again until the Position of the end face 34 is found (see Fig. 5a, b). As well the film head also moves to measure the positions of the right End face 33, as can be seen from FIGS. 6a, b.
- the film head 12 then moves back in front of the center Product roll 13 and then approaches as in Figures 7a and 7b shown, a lateral surface 32.
- One with the tape strip 36th 650 mm wide starting area 23 of the film web 37 is glued to the lateral surface 32 by the deflection roller 25 with the adhesive tape strip 36 provided sheet 37 to the Shell surface 32 of the product roll 13 presses.
- the product roll 13 will then, as shown in Fig. 8a, b, rotated, whereby the Foil web 37 is wound around the product roll 13.
- the packaging process under defined conditions takes the deflection roller 25 of the film head 12 according to FIG. 9a, b when packing a fixed distance A to Shell surface 32 of the product roll 13.
- the film head 12 moves at the distance A towards the end face 33, whereby the The outer surface 32 of the product roll 13 is wrapped with the film web 37 becomes.
- the film head 12 is controlled so that the film web 37 at the edge areas overlapping helically around the Shell surface 32 of the product roll 13 wraps.
- the film head 12 moves now so far beyond the end face 33 of the product roll 13 that the film web 37 also projects partially beyond the end face 33, such as shown in Fig. 10b.
- the film head 12 then swings in the direction of movement 90 ° and moves into an optimal one for wrapping around the end face 33 Position, the film head 12 also closer by means of the joint 19 the end face 33 can be pivoted up.
- Fig. 11a is shown, a portion of the end face 33 with the Foil sheet 37 covered, the sheet 37 so close to one Circumferential surface 35 of the support sleeve region 30 is guided past that no uncovered areas arise.
- the film head 12 After packing the Part of the end face 33 pivots the film head 12 again 90 ° back so that, according to FIG. 10, the outer surface 38 again with the Foil web 37 is wrapped.
- the film head 12 automatically several times at certain time intervals by 90 ° between those shown in FIGS. 10 and 11 Positions pivoted so that as described above and in Fig. 12 shown further partial areas of the end face 33 with the film web 37 be provided until the entire end face 33 is tightly packed, the film web 37 collar-like on the peripheral surface 35 of the Support sleeve end 30 is present.
- the pivoting of the film head 12 takes place automatically by the control of the robot arm 11 calculated time intervals based on the product dimensions and the constant rotation speed of the product roll 13 matched are.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Basic Packing Technique (AREA)
- Packaging Of Special Articles (AREA)
- Replacement Of Web Rolls (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umwickeln wenigstens einer in einer Aufnahme- und Antriebseinrichtung um eine Tragachse drehbar gelagerten, mit zwei Stirnflächen und einer Mantelfläche versehenen, zylindrischen Produktrolle mit einer Kunststoff-Stretchfolie, welche auf einem raumbeweglichen Folienkopf abrollbar befestigt ist, der an einer beweglichen Tragvorrichtung angeordnet ist, wobei die Vorrichtung eine automatische, computergestützte Positionssteuerung des Folienkopfes aufweist.The invention relates at least to a device for wrapping one in a receiving and drive device about a supporting axis rotatably mounted, with two end faces and one lateral surface provided, cylindrical product roll with a plastic stretch film, which is rollably attached to a moveable film head, which is arranged on a movable support device, the Device an automatic, computer-aided position control of the film head.
Eine solche Vorrichtung ist bekannt aus der US 5 203 139. Die Vorrichtung weist einen Revolverdrehkopf auf, der mit mehreren angetriebenen Zapfen versehen ist, auf denen wiederum Produktrollen drehbar gelagert sind. In einem Folienkopf ist eine abrollbare Folienrolle in drei Raumrichtung linear beweglich sowie um zwei Achsen schwenkbar gelagert. Mit Hilfe der Vorrichtung ist es möglich, eine Produktrolle mit Folie zu verpacken, während eine weitere Produktrolle gewickelt und beispielsweise eine Dritte bereits verpackte Folienrolle von dem Revolverkopf entnommen wird. Auf diese Weise ist es möglich, den Verpackungsvorgang kontinuierlich fortzusetzen, ohne auf das Auswechseln der Produktrollen zu warten.Such a device is known from US 5 203 139. Die Device has a turret turret, which with several driven pin is provided, on which in turn product rolls are rotatably mounted. A roll of film is in a film head Movable linearly in three spatial directions and around two axes pivoted. With the help of the device it is possible to Pack product roll with film while another roll of product wrapped and for example a third film roll already packaged is removed from the turret. That way it is possible to continue the packaging process continuously without wait for product roll replacement.
Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, dass mit Hilfe des Revolverkopfes zwar kleinere Produktrollen, wie beispielsweise Filmrollen verpackt werden können, nicht aber schwere Folienrollen, auf denen Metallfolien oder Stahlbleche aufgewickelt sind. Außerdem ist die Beweglichkeit des Folienkopfes eingeschränkt. Auch hinsichtlich der Flexibilität in Bezug auf unterschiedliche Produktrollenabmessungen und der Präzision des Wickelvorganges ist die Vorrichtung verbesserungswürdig. The disadvantage of this device is that with the help of Revolver head smaller product roles, such as Rolls of film can be packed, but not heavy rolls of film which are wrapped in metal foils or steel sheets. Besides, is limited mobility of the film head. Also regarding the Flexibility with regard to different product roll dimensions and the precision of the winding process is the device improvement.
Des weiteren ist eine solche Vorrichtung aus der DE 691 06 801 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist die Folienrolle auf einem um zwei Achsen schwenkbaren Folienkopf angeordnet. Darüber hinaus ist der Folienkopf mittels einer Linearführung höhenverschieblich an einem Träger gelagert. Das zu verpackende Produkt befindet sich auf einem Drehtisch, der mittels eines Antriebs um eine Achse drehbar ist. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, dass der Folienkopf eine sehr begrenzte Bewegungsflexibilität aufweist. Eine an das Produkt angepasste optimale Umwicklung ist damit nicht immer möglich. Auch diese Vorrichtung weist Nachteile hinsichtlich der Flexibilität bei unterschiedlichen Produktrollenabmessungen, der Verpackungskapazität sowie der Genauigkeit des Verpackungsprozesses auf.Such a device is also from DE 691 06 801 known. In this device, the film roll is on one by two Axis swiveling foil head arranged. In addition, the Foil head can be shifted in height on a linear guide Carrier stored. The product to be packaged is on a Rotary table that can be rotated about an axis by means of a drive. A disadvantage of this device is that the film head is very has limited flexibility of movement. One to the product adjusted optimal wrap is not always possible. Also this device has disadvantages in terms of flexibility different product roll dimensions, the Packaging capacity and the accuracy of the Packaging process.
Ausgehend von dem zuletzt genannten Stand der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der eine verbesserte Genauigkeit des Verpackungsvorgangs sowie eine höhere Kapazität und größere Flexibilität in Bezug auf unterschiedliche Produktrollenabmessungen erreicht wird.Based on the latter state of the art, it is therefore the object of the invention to provide a device with which improved accuracy of the packaging process as well as a higher Capacity and greater flexibility in terms of different Product roll dimensions is achieved.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des
Anspruches 1, insbesondere aus den kennzeichnenden Merkmalen,
wonach die den Folienkopf steuernde Tragvorrichtung in einer
unveränderbaren Position zur in der Aufnahme- und Antriebseinrichtung
angeordneten Produktrolle schwenkbar gelagert ist, sich die
Schwenkachse der Tragvorrichtung unabhängig von der Größe der
Produktrolle auf einer rechtwinklig zur Rollenmittelachse im Bereich des
Rollenmittelpunktes angeordneten Geraden befindet.The solution to the problem results from the characteristics of
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass sich der Mittelpunkt der Produktrolle unabhängig von den Abmessungen der Produktrolle immer in der selben Position zur Schwenkachse der Tragvorrichtung befindet und die Produktrolle daher sehr genau vermessen und verpackt werden kann. Auf diese Weise ist es daher möglich, den Verpackungsprozess flexibel an unterschiedliche Abmessungen der Produktrolle anzupassen, wodurch die Genauigkeit des Verpackungsvorgangs erhöht und die Kapazität gesteigert wird. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich die Produktrolle vollständig staub- und feuchtigkeitsdicht verpacken. Schließlich sind aufgrund der definierten Anordnung auch die Anforderungen an die Steuerung der Tragvorrichtung geringer, wodurch Kosten eingespart werden.The advantage of the device according to the invention is that that the focus of the product role is independent of the Dimensions of the product roll always in the same position Swivel axis of the support device is located and therefore the product roll can be measured and packed very precisely. That way it is therefore possible to flexibly adapt the packaging process to different Adjust dimensions of the product roll, increasing accuracy of the packaging process and the capacity is increased. With the device according to the invention can be the product roll pack completely dust and moisture proof. Finally are due to the defined arrangement also the requirements for the Control of the carrier is lower, which saves costs become.
In einer ersten Ausführungsform weist der Folienkopf eine Einrichtung auf, von der aus während des Wickelvorgangs trotz abnehmendem Durchmesser der Folienrolle ein definierter Abstand zwischen dem Folienkopf und der Mantelfläche der Produktrolle erreichbar ist. Ein definierter Abstand zwischen Folienkopf und der Mantelfläche der Produktrolle ist besonders vorteilhaft für einen beherrschbaren Verpackungsprozess. Trotz unterschiedlicher Produktrollengröße kann somit eine gleichbleibende Verpackungsqualität erreicht werden. Eine solche Einrichtung kann beispielsweise aus einem Lasersensor bestehen, der mittels eines Laserstrahls die Entfernung zur Produktrolle bestimmt und an eine Steuerung weitergibt, welche die Tragvorrichtung veranlasst, den Folienkopf in errechneter Entfernung zur Mantelfläche der Produktrolle zu halten.In a first embodiment, the film head has a Set up from which despite the wrapping process decreasing diameter of the film roll a defined distance between the film head and the outer surface of the product roll is achievable. A defined distance between the film head and the The outer surface of the product roll is particularly advantageous for one controllable packaging process. Despite different Product roll size can thus be a constant Packaging quality can be achieved. Such a facility can consist of a laser sensor, for example, which by means of a Laser beam determines the distance to the product roll and to a Passes control that causes the support device, the Film head at a calculated distance from the surface of the product roll to keep.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Einrichtung zur Schaffung eines definierten Abstandes aus einer der Folienrolle vorgeordneten Umlenkrolle gebildet, die während des Wickelvorgangs eine definierte Folienabzugslinie zur Verfügung stellt. Auf diese Weise ist es möglich, die Verringerung des Durchmessers der Folienrolle beim Abwickelvorgang außer Betracht zu lassen. Die Entfernung zwischen Folienkopf und Mantelfläche der Produktrolle wird immer ausgehend von der Umlenkrolle gemessen, da sie die Abzugslinie bereitstellt, von der aus die Folie den Folienkopf verlässt. In a preferred embodiment, the device for Creation of a defined distance from one of the film rolls upstream deflection roller formed during the winding process provides a defined film withdrawal line. In this way it is possible to reduce the diameter of the film roll To disregard the unwinding process. The distance between The film head and lateral surface of the product roll is always going out measured by the pulley, since it provides the pull line from which leaves the foil head from the foil.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Folienkopf eine Einrichtung auf, die während des Wickelvorganges eine im Wesentlichen konstante Dehnung der Kunststoff-Stretchfolie garantiert.In a further embodiment of the invention, the film head a device on the one during the winding process Substantially constant stretching of the plastic stretch film guaranteed.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Folienrolle dafür auf einer Abwickelvorrichtung angeordnet sein, die mit einer Bremsvorrichtung versehen ist, welche in Abhängigkeit von dem während des Umwickelvorgangs abnehmenden Durchmessers der Folienrolle die im Wesentlichen konstante Dehnung der Stretchfolie herbeiführt. Der mit abnehmendem Folienrollendurchmesser aufgrund des sich verringernden Hebelarms zunehmende Abwickelwiderstand kann durch eine solche Bremsvorrichtung konstant gehalten werden, indem die Rolle desto weniger gebremst wird, je geringer der Folienrollendurchmesser ist.According to a further embodiment, the film roll can be used for this be arranged on an unwinding device which with a Brake device is provided, which depending on the during the wrapping process decreasing diameter of the The essentially constant stretch of the stretch film causes. Due to the decreasing film roll diameter of the decreasing lever arm increasing unwinding resistance can be kept constant by such a braking device, the less the brakes are applied, the lower the Foil roll diameter is.
Die Bremsvorrichtung ist gemäß einer weiteren Ausführungsform als Magnetpulverbremse ausgebildet. Eine solche Magnetpulverbremse ist als Standardbauteil auf dem Markt erhältlich und lässt eine genaue Einstellung der Bremskraft zu.The braking device is according to a further embodiment designed as a magnetic powder brake. Such a magnetic powder brake is available as a standard component on the market and allows an accurate Setting the braking force too.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Folienkopf eine Klemm- und Schneideinrichtung für die Folie aufweist. Nach dem Abtrennen der Folie kann mit Hilfe der Klemmeinrichtung das Folienende in einer definierten Position gehalten und beim folgenden Wickelvorgang wieder präzise auf die Produktrolle aufgesetzt werden. Die Schneideinrichtung macht ein Abschneiden der Folie von Hand überflüssig und den Prozess damit wirtschaftlicher.Another embodiment of the invention provides that the Film head has a clamping and cutting device for the film. After the film has been removed, this can be done using the clamping device Foil end held in a defined position and in the following Winding process can be placed precisely on the product roll. The cutting device cuts the film by hand superfluous and the process more economical.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Klemm- und Schneideinrichtung mit einer Andruckvorrichtung für das Folienende versehen. Nach dem Abtrennvorgang kann das produktrollenseitige Folienende auf einfache Weise an die Produktrolle angelegt werden, wo es beispielsweise durch statische Aufladung anhaftet. According to a further embodiment, the clamping and Cutting device with a pressure device for the film end Mistake. After the separation process, the product roll side Foil end can be easily applied to the product roll where it adheres, for example, through static charge.
Diese Andruckvorrichtung kann gemäß einer weiteren Ausführungsform als Bürste ausgebildet sein, was die Andruckvorrichtung kostengünstig und störungsunanfällig macht.This pressure device can according to another Embodiment can be designed as a brush, which the Pressure device makes inexpensive and insensitive to failure.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass im Schwenkbereich der Tragvorrichtung des Folienkopfes eine Einrichtung zur Verfügungstellung und Anbringen eines Klebeelementes am Folienanfang angeordnet ist. Mittels einer solchen Einrichtung ist ein wirtschaftliches und genaues Aufbringen des Klebebandes auf den Folienanfang möglich.Another embodiment provides that in the swivel range a device for the carrying device of the film head Provision and attachment of an adhesive element on Foil start is arranged. By means of such a device is a economical and precise application of the adhesive tape on the Foil start possible.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind im Bearbeitungsbereich des Roboterarms wenigstens zwei Aufnahme- und Antriebseinrichtungen angeordnet sind. Während des Umwickelns einer Folienrolle, kann auf diese Weise der Be- und Entladevorgang einer weiteren Folienrolle an einer anderen Aufnahme- und Antriebseinrichtung vorgenommen werden, wodurch die Kapazität der erfindungsgemäßen Vorrichtung deutlich vergrößert wird.According to a further embodiment, Processing area of the robot arm at least two recording and Drive devices are arranged. While wrapping one Foil roll, the loading and unloading process can another film roll on another recording and Drive device can be made, reducing the capacity of the device according to the invention is significantly enlarged.
Des weiteren betrifft die Erfindung ein automatisches computergestütztes Verfahren zum Umwickeln von einer um eine Tragachse drehbaren, mit zwei Stirnflächen und einer Mantelfläche versehenen, zylindrischen Produktrolle mit einer Kunststoff-Stretchfolie, wobei die Folie auf einem raumbeweglichen Folienkopf angeordnet ist.Furthermore, the invention relates to an automatic computerized process for wrapping one around one Support axis rotatable, with two end faces and a lateral surface provided, cylindrical product roll with a plastic stretch film, wherein the film is arranged on a moveable film head.
Ein solches Verfahren ist aus der US 5 203 139 bekannt. Bei diesem Verfahren werden abwechselnd Teilbereiche der linken und der rechten Stirnseite der Produktrolle umwickelt, bis beide Stirnseiten vollständig umhüllt sind. Dabei wird beim Wechsel zwischen den Stirnflächen auch die bereits teilweise verpackte Mantelfläche der Produktrolle mit Folie umhüllt. Das Verfahren ist somit in Bezug auf Wirtschaftlichkeit, aber auch in Bezug auf die Präzision der Verpackung und die Kapazität nachteilig. Auch hinsichtlich der Flexibilität, unterschiedliche Produktrollenabmessungen verpacken zu können weist das Verfahren Nachteile auf.Such a method is known from US 5 203 139. at This procedure alternates sections of the left and the right end of the product roll wrapped up until both ends are completely covered. When switching between the End faces also the already partially packaged outer surface of the Product roll wrapped in foil. The procedure is therefore related to Efficiency, but also in terms of packaging precision and the capacity disadvantageous. Also in terms of flexibility, to be able to pack different product roll dimensions the method has disadvantages.
Des weiteren ist ein solches Verfahren aus der DE 691 06 801 bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein Anfangsabschnitt einer Folie zunächst an einer Mantelfläche eines Produktes angebracht. Anschließend fährt ein die Folienrolle tragender Folienkopf das Produkt parallel zur Mantelfläche ab, wobei zuvor der Folienkopf um 90° geschwenkt wurde und auf diese Weise fortlaufend eine Folienbahn aufgebracht wird. Die Endfläche des Produktes wird bedeckt, indem der Folienkopf um eine weitere Schwenkachse gedreht wird, die zu der ersten Schwenkachse orthogonal ist. Dieses Verfahren ist sowohl in seiner Flexibilität bezüglich der Produktabmessungen als auch der Genauigkeit des Verpackens verbesserungswürdig.Such a method is also known from DE 691 06 801 known. In this process, an initial section of a film first attached to a lateral surface of a product. Then a film head carrying the film roll drives the product parallel to the lateral surface, with the film head first by 90 ° was pivoted and in this way continuously a film web is applied. The end face of the product is covered by the Film head is rotated about a further pivot axis, which to the first pivot axis is orthogonal. This procedure is both in its flexibility in terms of product dimensions as well Accuracy of packaging needs improvement.
Ausgehend von dem zuletzt genannten Stand der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit der eine verbesserte Genauigkeit und Flexibilität hinsichtlich wechselnder Produktrollenabmessungen sowie eine höhere Kapazität und Wirtschaftlichkeit des Verpackungsvorgangs erreicht wird.Based on the latter state of the art, it is therefore the object of the invention to provide a method with which improved accuracy and flexibility with regard to changing Product roll dimensions as well as a higher capacity and Economy of the packaging process is achieved.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des
Anspruchs 11, insbesondere folgender Verfahrensschritte:
Das erfindungsgemäße Verfahren weist die in Bezug auf die Vorrichtung genannten Vorteile auf.The method according to the invention has the in relation to the Advantages mentioned device.
In einer Ausführungsform wird der Folienkopf nach dem Verpacken einer Produktrolle zu einer weiteren Aufnahme- und Antriebseinrichtung geschwenkt und der Verpackungsprozess an einer weiteren Produktrolle wiederholt, währenddessen die bereits verpackte gegen eine unverpackte Produktrolle gewechselt wird. Während des Verpackens einer Folienrolle können auf diese Weise weitere Folienrollen in die Aufnahme- und Antriebseinrichtung verbracht bzw. daraus entnommen werden, wodurch ein nahezu kontinuierlicher Verpackungsprozess möglich ist. Die Kapazität der Vorrichtung wird somit deutlich erhöht und die Wirtschaftlichkeit gesteigert.In one embodiment, the film head after the Packing a product roll to another recording and Drive device pivoted and the packaging process on one another product role repeated, during which the already packaged is exchanged for an unpacked product roll. During the Packing a roll of film can do more in this way Film rolls brought into the receiving and drive device or are taken from it, creating an almost continuous Packaging process is possible. The capacity of the device will thus significantly increased and the economy increased.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels. Es zeigen:
In den Zeichnungen wird eine Vorrichtung zum Umwickeln einer
Produktrolle insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Eine solche
Vorrichtung 10 besteht gemäß Fig. 1 im Wesentlichen aus einem
Roboterarm 11, einem Folienkopf 12, zwei nicht dargestellten
Einrichtungen zur Aufnahme und zum Antrieb von Produktrollen 13 und
14, einer in Fig. 2 dargestellten Klebevorrichtung 15 sowie einer nicht
dargestellten Robotersteuerung.In the drawings an apparatus for wrapping a
Product roll designated as a whole with the
Der Roboterarm 11 weist gemäß Fig. 1 zur ortsfesten Befestigung
am Boden einen Fuß 16 auf, wobei beispielsweise ebenso ein
Befestigen des Fußes 16 an einer Decke oder einer Wand möglich ist.
Eine Schwenkachse z des Roboterarms 11 befindet sich auf einer
rechtwinklig zur Mittelachse M der Produktrollen 13, 14 durch einen
Mittelpunkt P der Produktrollen 13, 14 verlaufenden Geraden y. Der
Mittelpunkt P befindet sich unabhängig von den Abmessungen der
Produktrollen 13, 14 immer in der gleichen Position zur Schwenkachse
z des Roboterarms 11. Auf diese Weise können die Abmessungen der
Produktrollen 13, 14 sehr genau bestimmt und anschließend die
Verpackung präzise durchgeführt werden. Aufgrund dieser definierten
Anordnung können aufgrund geringerer Anforderungen
kostengünstigere Steuerungen für den Roboterarm 11 verwendet
werden.The
Der Roboterarm 11 weist die Elemente 11a, 11b, 11c sowie 11d
auf, die mittels der Gelenke 17, 18 und 19 schwenkbeweglich
miteinander verbunden sind. Mittels dieser drei Gelenke 17, 18, 19,
sowie zwei weiterer Gelenke 20 und 21 ist der Folienkopf 12 innerhalb
eines Arbeitsbereiches des Roboterarms 11 sehr exakt in jede Position
bewegbar.The
Der Folienkopf 12 ist mittels des Roboterarms 11, wie in den Fig.
1a bis 1c dargestellt, zwischen den beiden Folienrollen 13 und 14
schwenkbar. Während des Verpackens einer Produktrolle 13 ist es, wie
in Fig. 1a dargestellt, möglich, eine weitere bereits verpackte
Produktrolle 14 gegen eine Unverpackte zu tauschen, wodurch die
Kapazität der Vorrichtung 10 erhöht wird.The
In den Fig. 3a, b ist der Folienkopf 12 detaillierter dargestellt. Er
weist im Wesentlichen zwei konusförmige Bolzen 22 mit
Magnetpulverbremsen (nicht dargestellt) zur Halterung und Mitnahme
eines nicht dargestellten Kerns der Folienrolle 24, eine Umlenkrolle 25,
zwei Klemmzangen 26a und 26b, eine Schneideinrichtung 27, eine
Bürste 28 sowie einen Abstandssensor 29 (siehe Fig. 5b) auf. 3a, b, the
Der Abstandssensor 29 befindet sich in einer festen Position zur
Umlenkrolle 25, welche eine definierte Abzugslinie L (siehe Fig. 3b) für
die Folienbahn 37 bereitstellt. Indem der Abstandssensor 29 die
Entfernung zur Produktrolle 13 bestimmt und diese Daten an die
Maschinensteuerung des Roboterarms 11 weitergibt, kann daraus die
Soll-Position der Umlenkrolle 25 berechnet werden. Auf diese Weise ist
es möglich je nach Abmessungen der Produktrollen 13, 14 einen
definierten Abstand zwischen Umlenkrolle 25 und Mantelfläche 32 der
Produktrolle 13 und damit eine definierte freie Länge der Folienbahn 37
einzuhalten.The
Das Einhängen der Produktrollen 13, 14 in die Aufnahme- und
Antriebseinrichtung erfolgt, in dem Endbereiche 30 und 31 einer
Traghülse von Spreizbolzen erfasst werden, die in die Traghülse greifen
und sich dort aufspreizen, so dass bei Rotation der Spreizbolzen auch
die Traghülse mitsamt der Produktrolle 13, 14 in Rotation versetzt wird.The hanging of the product rolls 13, 14 in the receiving and
Drive device takes place in the
Das Verpackungsverfahren wird nun wie folgt durchgeführt:The packaging process is now carried out as follows:
Der Folienkopf 12 wird gemäß Fig. 2a zunächst zum
Klebebandspender 15 geschwenkt. Dort wird, wie aus den Fig. 2b und
3a, b hervorgeht, ein Streifen von doppelseitig haftendem Klebeband 36
längsseitig auf die Folienbahn 37 aufgebracht. Dabei dient während des
Aufklebevorgangs die Umlenkrolle 25 als Widerlager für die Folienbahn
37. Die Folienbahn 37 wird währenddessen von den geschlossenen
Klemmzangen 26a, b unter Spannung gehalten (siehe Fig. 3a, b).The
Gemäß den Fig. 4a bzw. 4b wird der Folienkopf 12 anschließend
mittig, immer parallel zu der Geraden y, mit einem bestimmten Abstand
an die Produktrolle 13 herangefahren. Aus den gelieferten Daten des
Abstandssensors 29 kann der Durchmesser der Produktrolle 13 und
damit die Größe der Stirnflächen 33, 34 der Produktrolle 13 bestimmt
werden. 4a and 4b, the
Zum Vermessen der Produktrolle 13 bewegt sich der Folienkopf
12 in einem nächsten Schritt parallel zur Mittelachse M über die
Stirnfläche 34 der Produktrolle 13 hinaus in eine definierte Endposition
und nähert sich anschließend wieder der Stirnfläche 34 an, bis die
Position der Stirnfläche 34 gefunden ist (siehe Fig. 5a, b). Ebenso
verfährt der Folienkopf auch zum Messen der Positionen der rechten
Stirnfläche 33, wie aus den Fig. 6a, b hervorgeht.The film head moves to measure the
Der Folienkopf 12 bewegt sich danach wieder mittig vor die
Produktrolle 13 und nähert sich anschließend, wie in Fig. 7a und 7b
dargestellt, einer Mantelfläche 32. Ein mit dem Klebebandstreifen 36
versehener ca. 650 mm breiter Anfangsbereich 23 der Folienbahn 37
wird auf die Mantelfläche 32 aufgeklebt, indem die Umlenkrolle 25 die
mit dem Klebebandstreifen 36 versehene Folienbahn 37 an die
Mantelfläche 32 der Produktrolle 13 presst. Die Produktrolle 13 wird
danach, wie in Fig. 8a, b dargestellt, in Rotation versetzt, wodurch die
Folienbahn 37 um die Produktrolle 13 gewickelt wird.The
Für einen definierten Verpackungsprozess ist es notwendig, die
Folienbahn 37 unter gleichmäßiger Spannung zu halten. Mit
abnehmendem Durchmesser der Folienrolle 24 nimmt aufgrund des
sich verringernden Hebelarms der Abwickelwiderstand zu. Aus diesem
Grunde sind die konusförmigen, mit der Folienrolle 24 mitdrehenden
Bolzen 22 mit nicht dargestellten Magnetpulverbremsen versehen,
welche desto weniger bremsen, je geringer der Durchmesser der
Folienrolle 24 ist und somit eine gleichbleibende Spannung der
Folienbahn 37 gewährleisten.For a defined packaging process, it is necessary to
To keep
Damit der Verpackungsprozess unter definierten Bedingungen
vollständig beherrschbar ist, nimmt die Umlenkrolle 25 des Folienkopfes
12 gemäß Fig. 9a, b beim Verpacken einen festen Abstand A zur
Mantelfläche 32 der Produktrolle 13 ein. Der Folienkopf 12 bewegt sich
in dem Abstand A in Richtung der Stirnseite 33, wodurch die
Mantelfläche 32 der Produktrolle 13 mit der Folienbahn 37 umwickelt
wird. Dabei wird der Folienkopf 12 so gesteuert, dass die Folienbahn 37
sich an den Randbereichen überlappend wendelförmig um die
Mantelfläche 32 der Produktrolle 13 wickelt. Der Folienkopf 12 bewegt
sich nun so weit über die Stirnseite 33 der Produktrolle 13 hinaus, dass
auch die Folienbahn 37 teilweise über die Stirnseite 33 hinaussteht, wie
in Fig. 10b dargestellt.So that the packaging process under defined conditions
is completely manageable, takes the
Daraufhin schwenkt der Folienkopf 12 in Bewegungsrichtung um
90° und bewegt sich in eine zum Umwickeln der Stirnseite 33 optimale
Position, wobei der Folienkopf 12 auch mittels des Gelenks 19 näher an
die Stirnseite 33 herangeschwenkt werden kann. Wie in Fig. 11a
dargestellt, wird dabei ein Teilbereich der Stirnseite 33 mit der
Folienbahn 37 bedeckt, wobei die Folienbahn 37 so eng an einer
Umfangsfläche 35 des Traghülsenbereichs 30 vorbeigeführt wird, dass
keine nicht bedeckten Flächen entstehen. Nach Verpacken des
Teilbereichs der Stirnseite 33 schwenkt der Folienkopf 12 wieder um
90° zurück, so dass gemäß Fig. 10 die Mantelfläche 38 wieder mit der
Folienbahn 37 umhüllt wird.The
Anschließend wird nun je nach Abmessung der Produktrolle 13
der Folienkopf 12 automatisch mehrmalig in bestimmten Zeitintervallen
um 90° zwischen den in den Fig. 10 und Fig. 11 dargestellten
Positionen geschwenkt, so dass wie zuvor beschrieben und in Fig. 12
dargestellt weitere Teilbereiche der Stirnseite 33 mit der Folienbahn 37
versehen werden, bis die gesamte Stirnseite 33 dicht verpackt ist,
wobei die Folienbahn 37 kragenartig an der Umfangsfläche 35 des
Traghülsenendes 30 anliegt. Das Schwenken des Folienkopfes 12
erfolgt dabei automatisch in von der Steuerung des Roboterarms 11
berechneten Zeitintervallen, die auf die Produktabmessungen und die
konstante Rotationsgeschwindigkeit der Produktrolle 13 abgestimmt
sind.Then, depending on the dimensions of the product roll, 13
the
Nach vollständigem Verpacken der Stirnseite 33 schwenkt der
Folienkopf wieder in die Position zum Umwickeln der Mantelfläche 32
und fährt im Abstand A in Richtung der Stirnseite 34 (siehe Fig.13a, b).
Die Vorgänge des Verpackens der Stirnseite 33 werden nun, wie in den
Fig. 14 und 15 dargestellt, analog durchgeführt, um auch die Stirnseite
34 zu umwickeln. Anschließend wird der Folienkopf 12, die
Mantelfläche 32 bedeckend, mittig vor die Produktrolle 13 gefahren
(siehe Fig. 16). Die Stirnseiten 33 und 34 sowie die gesamte
Mantelfläche 32 der Produktrolle 13 sind jetzt mit der Folienbahn 37
bedeckt.After the
Nach vollständigem Verpacken wird die Rotation der Produktrolle
13 gestoppt und der Folienkopf 12 zum Abtrennen der Folienbahn 37
um das Gelenk 19 geschwenkt, wie in Fig. 18 dargestellt. Die
Folienbahn 37 bewegt sich dadurch in den Wirkungsbereich der
Klemmzangen 26 der Schneidvorrichtung 27 sowie der Bürste 28. Die
Folienbahn 37 wird durch das Schließen der Klemmzangen 26 unter
Spannung gehalten, der Folienkopf 12 in Richtung der Mantelfläche 32
der Produktrolle 13 bewegt und die Folienbahn 37 anschließend mittels
der Schneidvorrichtung 27 durchtrennt (siehe Fig. 19). Anschließend
wird die Folienbahn 37 gemäß Fig. 20 mit der Bürste 28 unter
Schwenken des Folienkopfes 12 auf die Oberfläche 32 aufgebürstet.
Die Folienbahn 37 haftet durch statische Aufladung auf der
Mantelfläche 32 der Produktrolle 13 an.After complete packaging, the rotation of the
Der Einwickelvorgang der Produktrolle 13 ist nun abgeschlossen,
der Folienkopf 12 entfernt sich von der Oberfläche 32 der Produktrolle
13 und wird vom Roboterarm 11 um 180° zu der Produktrolle 14
geschwenkt (siehe Fig. 1c). Dort kann jetzt ohne Wartezeit ein weiterer
Einwickelvorgang beginnen, währenddessen die Produktrolle 13 aus
der Vorrichtung entnommen und eine unverpackte Produktrolle in die
Aufnahme- und Antriebseinrichtung gehängt werden kann.The wrapping process of the
Claims (13)
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