EP1798174A2 - Vorrichtung und Verfahren zum Hanhaben von Bobinen innerhalb einer Automatisierungszelle sowie Automatisierungszelle - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Hanhaben von Bobinen innerhalb einer Automatisierungszelle sowie Automatisierungszelle Download PDF

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EP1798174A2
EP1798174A2 EP06077219A EP06077219A EP1798174A2 EP 1798174 A2 EP1798174 A2 EP 1798174A2 EP 06077219 A EP06077219 A EP 06077219A EP 06077219 A EP06077219 A EP 06077219A EP 1798174 A2 EP1798174 A2 EP 1798174A2
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EP
European Patent Office
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handling
axis
bobbins
bobbin
automation cell
Prior art date
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EP06077219A
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English (en)
French (fr)
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EP1798174B1 (de
EP1798174A8 (de
EP1798174A3 (de
Inventor
Peter Kägeler
Arnd Meier
Hans-Herbert Schmidt
Günther Hamann
Thorsten Knepper
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Koerber Technologies GmbH
Original Assignee
Hauni Maschinenbau GmbH
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Publication date
Application filed by Hauni Maschinenbau GmbH filed Critical Hauni Maschinenbau GmbH
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Publication of EP1798174A8 publication Critical patent/EP1798174A8/de
Publication of EP1798174A3 publication Critical patent/EP1798174A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H19/00—Changing the web roll
    • B65H19/10—Changing the web roll in unwinding mechanisms or in connection with unwinding operations
    • B65H19/12—Lifting, transporting, or inserting the web roll; Removing empty core
    • B65H19/123—Lifting, transporting, or inserting the web roll; Removing empty core with cantilever supporting arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40—Type of handling process
    • B65H2301/41—Winding, unwinding
    • B65H2301/417—Handling or changing web rolls
    • B65H2301/4171—Handling web roll
    • B65H2301/4173—Handling web roll by central portion, e.g. gripping central portion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2801/00—Application field
    • B65H2801/54—Cigarette making

Definitions

  • the invention relates to a device for handling bobbins within an automation cell between at least one bobbin changing device and at least one loading area for storing a plurality of bobbins, comprising a handling device with a handling element for the bobbins arranged thereon, wherein the handling element along several axes for receiving, transporting and delivering the Bobbins within the automation cell is movable.
  • the invention further relates to a method for handling bobbins within an automation cell between at least one bobbin changing device and at least one loading area for storing a plurality of bobbins, comprising the steps: a) initiating a bobbin change by a bobbin changing device, b) starting an automated device for handling bobbins d) transporting the bobbin to the bobbin change device, e) delivering the bobbin to the bobbin change device, wherein steps c) to e) are movable by means of a handling device movable along several axes or a handling element arranged thereon Device for handling the reels are performed.
  • the invention further relates to an automation cell for automated handling of bobbins, comprising at least one bobbin change device, at least one loading area for storing a plurality of bobbins and at least one device for handling the bobbins.
  • Such automation cells are used in particular in the tobacco processing industry.
  • the automation cells serve to provide various materials.
  • the wound on rolls, the so-called bobbins, wound material, such. Cigarette paper, tipping paper and other windable materials are continuously processed.
  • full bobbins of the Bobinen grillvorraum be supplied.
  • full bobbins are handled for processing.
  • the bobbin change device is fed another full reel, the web of which is connected to the path of the expiring reel. After completion of this Splicevorgangs the residual materials are removed.
  • the handling of the reels within the automation cells is performed by the device for handling the reels.
  • Automation cells are known with devices for handling the bobbins, in which the Bobinen functionalvor substances is spanned by a portal.
  • the portal also spans a loading area in which the full bobbins are stored on pallets or the like.
  • a gantry robot picks up the bobbins from the loading area, transports them to the bobbin changing device and delivers them to them.
  • the gantry robot is moved in three directions.
  • the portal or arranged on the portal handling element has three freely movable axes of movement, in a horizontal plane in the X direction and in the Y direction and in the vertical plane in the Z direction.
  • Such a device is for example the DE 40 18 266 A1 refer to.
  • the device described therein has a portal comprising three freely movable axes.
  • the handling element is firmly connected to the axles. This means that, for example, a movement of the handling element in the Z direction results in the Z axis moving upwards out of the portal in an upper position.
  • This has the disadvantage that a large space is required, in particular in the vertical direction, which considerably limits the field of use of such handling devices.
  • a device having the features mentioned above in that at least one of the axes, namely a vertical axis (Z-axis), immovable in the Z direction, wherein the handling element for vertical movement of the same in the Z direction is arranged along the vertical axis (Z-axis) movable carriage.
  • Z-axis vertical axis
  • the handling element for vertical movement of the same in the Z direction is arranged along the vertical axis (Z-axis) movable carriage.
  • the handling device is designed as a gantry robot.
  • a gantry robot is a particularly simple and stable and therefore safe construction, which allows a compact design.
  • the handling device is designed as Schwenkarmroboter. This design is also flexible and safe in operation and allows the handling of reels within automation cells with multiple reel change devices in a particularly reliable manner.
  • the object is also achieved by a method with the steps mentioned above in that a movement of the handling element along a vertical axis (Z-axis) is performed by a movable on the Z-axis in the Z direction slide.
  • the object is further achieved by an automation cell with the features mentioned, characterized in that the device for handling the bobbins according to one of claims 1 to 18 is formed.
  • the apparatuses shown and described below serve to change bobbins on one or more bobbin changing devices within automation cells, which are preferably used within a production line for the production of products of the tobacco processing industry.
  • the automation cell 10 shown in FIGS. 1 to 4 is designed to handle reels 11.
  • the automation cell 10 comprises at least one, in the embodiment described two Bobinenroarvortechniken 12 with a respective associated feed area 13.
  • the loading area 13 to each Bobinenroarvortechnik 12 is a kind of separate memory for a plurality of reels 11, preferably on pallets 14 or the like in stacks 15th are arranged.
  • each loading area 13 is designed to receive a pallet 14.
  • the loading areas 13 can also be dimensioned differently and designed to accommodate more than one pallet 14.
  • Adjacent feed areas 13 of the automation cell 10 are spatially separated from each other. This separation may be exemplified by a partition 17 or the like. Each loading area 13 is accessible via a gate 18 or the like. These usually trained as automatic gates accesses are u.a. by industrial trucks, operators or otherwise operable.
  • the working area of the bobbin changing device 12 is accessible to the operators via a door 19. In the area of the door 19, a collecting container 20 for residual materials (such as Bobinenkeme, remainders of material or the like) arising when changing the reels 11 is arranged.
  • each bobbin changing device 12 In the area of each bobbin changing device 12, an additional bobbins storage 21 is arranged or formed.
  • the memory 21 is independent of the actual loading area 13 and lying outside of it. This memory 21 serves to ensure the supply of the Bobinencicvor substances 12 during the pallet change within the loading area 13.
  • the two areas, ie the working area of the bobbin change device 12 and the loading area 13 are separated by a light barrier 22. This serves primarily to recognize whether an operator has moved from the working area of the reel-change device 12 into the loading area 13.
  • each Bobinen audiovoraires 12 a Bobinenwender 23 be assigned.
  • This Bobinenwender 23 is designed so that wrongly positioned bobbins 11, for example, with incorrect tearing direction, can be rotated by 180 °, so that it is then in the correct position.
  • the automation cell 10 has a measuring element for detecting the height of the stacks 15 in the respective feed area 13. With the measuring element, the individual stack heights can be determined on the pallet 14 and used to control the device 10 for handling the reels 11. This control can also serve to provide an operative connection between the device 16 for handling the bobbins 11 on the one hand and the entrances, namely the gate 18 and the door 19, on the other hand, so that as soon as one of the entrances is opened, the device 16 Safety reasons can be switched off.
  • the device 16 for handling the reels 11 for the automation cell 10 described above will now be described.
  • the device 16 comprises a handling device 24 with a handling element 25 arranged thereon.
  • the handling device 24 or the handling element 25 is movable within the automation cell 10 along several axes.
  • the apparatus 14 for handling bobbins 11 can be formed within an automation cell 10 with two bobbin change devices 12 and two feed areas 13. This embodiment is purely exemplary and does not preclude the handling of bobbins 11 within automation cells 10 with one or more bobbin change devices 12.
  • the handling element 25 is designed as a bobbin-gripper unit.
  • the bobbin-gripper unit is used in particular for receiving, fixing, transporting and delivering a bobbin 11 and is for receiving the bobbins 11 in the bobbin core 26th educated.
  • the bobbin-gripper unit is preferably associated with a gripper cylinder, by means of which segments within the gripper are radially displaceable.
  • the gripper cylinder is connected to the preferred common control of the device 16 and the automation cell 10.
  • the gripper unit is associated with at least one element for detecting the position of the reels 11. This element may for example be a laser sensor, by means of which the center of the reel 11 or of the reel core 26 can be found.
  • the handling device 24 may be formed in different embodiments.
  • the handling device 24 is designed as a gantry robot 27.
  • the portal robot 27 has a portal 28, which has two movable axes, namely an X-axis and a Y-axis.
  • the portal 27 is in the horizontal direction on guides which are arranged above the Bobinen functionalvorides 12 and part of a frame / frame 29, movable in the X direction and Y direction.
  • the portal 28 is thus linearly movable in two mutually perpendicular directions.
  • the portal 27 also has a vertical axis, namely a Z-axis.
  • This Z-axis is movable in X-direction and Y-direction, with respect to the Z-direction, however, the Z-axis is immovable. This means that the Z-axis at no time and in any position does not protrude upwards out of the portal robot 27 and more precisely out of the framework / frame 29.
  • the Z-axis is associated with the handling element 25.
  • a carriage 30 For the up and down movement of the handling element 25, a carriage 30 is provided, which is movable along the Z-axis in the Z direction. On this carriage 30, a transport arm 31 is arranged. At the free end of the transport arm 31, the handling element 25 is pivotally mounted.
  • This designated as Bobinenschwenker unit of transport arm 31 and pivotally arranged thereon handling element 25 allows pivoting lying within the feed area 13 in a horizontal position bobbins 11 by 90 ° in a vertical position for delivering the bobbins 11 to the Bobinenroarvor substances 12.
  • the pivot unit is pneumatic or operable in another known manner.
  • All axes namely the X-axis, Y-axis and Z-axis, or the movements in the direction of the respective axis are independently controllable, whereby the handling bobbins 11 is ensured within the automation cell 10 for the required purposes.
  • FIG. 5 is constructed essentially comparable to the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, so that the description directed to the automation cell 10 applies in the same way to the automation cell 34 according to FIG. For the same parts, therefore, the corresponding reference numerals are used.
  • the handling device 24 is designed as a swivel-arm robot 35.
  • the Schwenkarmroboter 35 also has a vertical axis, namely the Z-axis.
  • the Z axis is immovable in the Z direction. This means that the Z-axis does not protrude up out of the automation cell 34 at any time and in any position.
  • the Z-axis is placed stationary, whereby the Z-axis is not movable in linear and horizontal X-direction nor in linear and horizontal Y-direction.
  • the Z-axis is associated with the handling element 25.
  • the Z-axis is associated with a carriage 36 which is movable along the Z-axis in the Z-direction.
  • a pivot arm 37 is arranged on the carriage 36.
  • This pivot arm 37 is pivotable about a vertically oriented axis, namely the ⁇ -axis.
  • the ( ⁇ axis and the Z axis are identical, in other words, the pivot arm 37 is pivotable about the Z axis, but the ⁇ axis may be offset from the Z axis.
  • the pivot arm 37 is radially aligned and defines the horizontal R axis.
  • the R-axis is immovable in the R direction and has a Carriage 38, which in turn is movable along the pivot arm 37 in the radial R-direction.
  • the handling element 25 is arranged, which is formed in the manner described for the first embodiment. With the carriage 38, the handling element 25 is movable in the R direction.
  • the Bobinen grillvoretti 12 In the case of using a gantry robot 27 of the embodiment described above, the Bobinen grillvorides 12 on the mandrel 33, which is aligned horizontally, so that the bobbins 11 in the vertical position to the Bobinen grill vortechnik 12 can be transferred.
  • the Bobinen grill grillvortechnik 12 is associated with a gripping ring 39.
  • the gripping ring 39 serves to receive the bobbins 11 and on the one hand rotatable through 180 °, so that incorrectly positioned bobbins 11 can be brought into the correct position, and on the other hand rotatable by 90 °, so that the bobbins 11 after horizontal placement in the vertical Position can be brought.
  • the gripping ring 39 has clamping elements 40, which are e.g. are pneumatically actuated. With these clamping elements 40, the bobbins 11 are gripped from the outside on its peripheral surface.
  • the portal 28 is initially in the waiting position. Once a Bobinen facialvorraum 12 has initiated a change of a reel 11, the portal 28 moves from the waiting position. The movements of the portal 28 for handling the reels 11 take place along the X-axis and the Y-axis in the horizontal direction. The movements of the carriage 30 take place in the vertical direction along the Z axis immovable in the Z direction. The portal 28 with the handling element 25 moves into the loading area 13 to receive a full reel 11 from the pallet 14. The stack of bobbins is approached, from which the last bobbin 11 was removed. If the started stacking position is empty, the handling device 24 moves to the next stack 15.
  • the stacks 15 of a row can also be processed alternately.
  • the front stack positions are empty, the next row on the pallet 14 is approached. If the last bobbin 11 has been removed from the pallet 14, a new pallet 14 is requested. If no reel 11 is on the pallet 14, the memory 21 is started. To pick up a reel 11 from the pallet 14 or from the memory 21, the reel 11 is approached and determined its center. This is done in the usual form by means of a suitable element for position detection.
  • the bobbin-type gripper unit dives into the bobbin core 26. By activating the gripper cylinder, segments in the gripper are displaced radially, so that the bobbin core 26 is clamped. The segments can be adapted to different core diameter of the reel 11.
  • the now connected to the handling element 25 Bobine 11 is then transported to the Bobinen facialvor substances 12.
  • the bobbin 11 In the event that the bobbin 11 has an incorrect position (for example, in the wrong tearing position), it is first fed to the Bobinenwender 23 and rotated by 180 ° of this. The Bobinenwender holds to the bobbin 11 on its peripheral surface and then rotates the bobbin 11. Then the handling device 24 moves back to Bobinenwender and takes over the bobbin 11 again. The now correctly aligned reel 11 is transported to the Bobinenroarvorides 12. The handling device 24 waits with the 90 ° pivoted, vertically upright bobbin 11 in front of the receiving position of a turntable Bobinen grillvorides 12. When the turntable has reached the correct Auflegeposition, the bobbin is pushed by the element 32 for pushing on the mandrel 33. Following the portal 28 moves to the waiting position.
  • the method principle with a swivel robot 35 as a handling device 24 substantially corresponds to the principle just described.
  • the movements of the Schwenkarmroboters 34 in the horizontal plane as pivotal movement about the ⁇ -axis and as a linear movement by means of the carriage 38 along the R-axis and in linear, vertical direction by means of the carriage 36 along the Z-axis.
  • the bobbin 11 removed by the swivel arm robot 34 from the pallet 14 or from the store 21 is positioned centrally in the grip ring 39, which is horizontally aligned so as to be folded away from the bobbin change device 12 for this purpose.
  • the reel 11 is fixed by the gripping ring 39 or its clamping elements 40.
  • the Schwenkarmroboter 34 As soon as the gripper ring 39 has grasped the reel 11, the Schwenkarmroboter 34. By means of the gripping ring, the reel 11 left or right around 90 ° in the correct position (for example, in the wrong tearing position) are rotated. The gripping ring 39 with the bobbin 11 now waits for the Bobinen functionalvorides 12 has the bobbin turntable in the receiving position. Then, the bobbin 11 can be pivoted by the gripping ring 39 by 90 ° in the vertical position and pushed onto the mandrel 33.
  • the handling device 24 removes the reel 11 from the memory 21.
  • the handling device 24 moves to the waiting position. Only then is the access (gate 18) to the loading area 13 automatically opened. The empty pallet 14 is removed and the new full pallet 14 is positioned. By an acknowledgment, e.g. can be done manually by the operator or automatically by autonomous vehicles, we closed the gate 18 again. The handling device 24 then begins to approach the new pallet 14 and to fill the memory 21. Prior to loading the memory 21, however, has the loading of the Bobinen grillvortechniken 12th
  • the handling device 24 is switched off with the handling element 25 as soon as an access, namely a gate 18 and / or a door 19, is opened.
  • the Bobinen grillfunktion is stopped while the normal Abspul congress the Bobinen grillvor substances 12 continues to run.
  • the stack 15 on the pallet 14 and in the memory 21 must be measured after starting the automation cell 10, 34 in terms of their height. The same applies in case an access has been opened. In the latter case, however, the calibration is only necessary if an operator has entered the loading area 13 and thus triggered the light barrier 22.
  • the first stack 15 viewed in the Y direction first becomes measured and then worked off.
  • the rear stack 15 in the Y direction can only be measured after the front stack 15 has been processed. It can also be a measurement and processing in progressing X-direction.
  • the robotic arm robot 35 the carriage 36 is moved along the Z-axis to its upper position. Then, the carriage 38 is moved along the R axis. Only then does the pivoting arm 37 pivot about the ⁇ -axis to the respective stacking position.

Landscapes

  • Replacing, Conveying, And Pick-Finding For Filamentary Materials (AREA)
  • Specific Conveyance Elements (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (16) zum Handhaben von Bobinen (11) innerhalb einer Automatisierungszelle (10, 34) zwischen mindestens einer Bobinenwechselvorrichtung (12) und mindestens einem Beschickungsbereich (13) zur Bevorratung mehrerer Bobinen (11), umfassend eine Handhabungseinrichtung (24) mit einem daran angeordneten Handhabungselement (25) für die Bobinen (11), wobei das Handhabungselement (25) entlang mehrerer Achsen zum Aufnehmen, Transportieren und Abgeben der Bobinen (11) innerhalb der Automatisierungszelle (10, 34) bewegbar ist, die sich dadurch auszeichnet, dass mindestens eine der Achsen, nämlich eine vertikale Achse (Z-Achse), in Z-Richtung unbeweglich ausgebildet ist, wobei das Handhabungselement (25) zur vertikalen Bewegung desselben in Z-Richtung an einem entlang der vertikalen Achse (Z-Achse) bewegbaren Schlitten (30) angeordnet ist. Des weiteeren betrifft die Erfindung eine Automatisierungszelle (10, 34) mit einer solchen Vorrichtung (16) sowie ein entsprechendes Verfahren.

Description

    Beschreibung
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Handhaben von Bobinen innerhalb einer Automatisierungszelle zwischen mindestens einer Bobinenwechselvorrichtung und mindestens einem Beschickungsbereich zur Bevorratung mehrerer Bobinen, umfassend eine Handhabungseinrichtung mit einem daran angeordneten Handhabungselement für die Bobinen, wobei das Handhabungselement entlang mehrerer Achsen zum Aufnehmen, Transportieren und Abgeben der Bobinen innerhalb der Automatisierungszelle bewegbar ist.
  • Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Handhaben von Bobinen innerhalb einer Automatisierungszelle zwischen mindestens einer Bobinenwechselvorrichtung und mindestens einem Beschickungsbereich zum Bevorraten mehrerer Bobinen, umfassend die Schritte: a) Initiieren eines Bobinenwechsels durch eine Bobinenwechselvorrichtung, b) Starten einer automatisierten Vorrichtung zum Handhaben von Bobinen, c) Entnehmen einer Bobine aus dem Beschickungsbereich, d) Transportieren der Bobine an die Bobinenwechselvorrichtung, e) Abgeben der Bobine an die Bobinenwechselvorrichtung, wobei die Schritte c) bis e) mittels einer entlang mehrerer Achsen bewegbaren Handhabungseinrichtung bzw. eines daran angeordneten Handhabungselementes der Vorrichtung zum Handhaben der Bobinen ausgeführt werden.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin auch eine Automatisierungszelle zum automatisierten Handhaben von Bobinen, umfassend mindestens eine Bobinenwechselvorrichtung, mindestens einen Beschickungsbereich zur Bevorratung mehrerer Bobinen sowie mindestens eine Vorrichtung zum Handhaben der Bobinen.
  • Derartige Automatisierungszellen kommen insbesondere in der Tabak verarbeitenden Industrie zum Einsatz. Dabei dienen die Automatisierungszellen zur Bereitstellung diverser Materialien. Das auf Rollen, den sogenannten Bobinen, aufgewickelte Material, wie z.B. Zigarettenpapier, Belagpapier und andere wickelbare Materialien, wird dabei kontinuierlich verarbeitet. Um eine möglichst durchgängige Verarbeitung zu ermöglichen, werden volle Bobinen der Bobinenwechselvorrichtung zugeführt. An dieser Bobinenwechselvorrichtung werden volle Bobinen zur Verarbeitung abgewickelt. Sobald eine Bobine nahezu leer gelaufen ist, wird der Bobinenwechselvorrichtung eine weitere volle Bobine zugeführt, deren Bahn mit der Bahn der abgelaufenden Bobine verbunden wird. Nach Beendigung dieses Splicevorgangs werden die Restmaterialien abgeführt.
  • Das Handhaben der Bobinen innerhalb der Automatisierungszellen wird durch die Vorrichtung zum Handhaben der Bobinen durchgeführt. Es sind Automatisierungszellen mit Vorrichtungen zum Handhaben der Bobinen bekannt, bei denen die Bobinenwechselvorrichtung durch ein Portal überspannt ist. Das Portal überspannt auch einen Beschickungsbereich, in dem die vollen Bobinen auf Paletten oder dergleichen bevorratet werden. Ein Portalroboter nimmt die Bobinen aus dem Beschickungsbereich auf, transportiert sie an die Bobinenwechselvorrichtung und gibt sie an diese ab. Dabei wird der Portalroboter in drei Richtungen bewegt. Das Portal bzw. das an dem Portal angeordnete Handhabungselement weist drei frei bewegliche Bewegungsachsen auf, und zwar in horizontaler Ebene in X-Richtung und in Y-Richtung und in vertikaler Ebene in Z-Richtung. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise der DE 40 18 266 A1 zu entnehmen. Die darin beschriebene Vorrichtung weist ein Portal auf, das drei frei bewegbare Achsen umfasst. Dabei ist das Handhabungselement fest mit den Achsen verbunden. Das bedeutet, dass z.B. eine Bewegung des Handhabungselementes in Z-Richtung dazu führt, dass die Z-Achse in einer oberen Position nach oben aus dem Portal hinaus fährt. Dies hat den Nachteil, dass ein großer Bauraum insbesondere in vertikaler Richtung erforderlich ist, was das Einsatzgebiet solcher Handhabungsvorrichtungen erheblich einschränkt.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kompakte und sichere Vorrichtung zum Handhaben von Bobinen zu schaffen. Des weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren vorzuschlagen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine kompakte und sichere Automatisierungszelle zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen dadurch gelöst, dass mindestens eine der Achsen, nämlich eine vertikale Achse (Z-Achse), in Z-Richtung unbeweglich ausgebildet ist, wobei das Handhabungselement zur vertikalen Bewegung desselben in Z-Richtung an einem entlang der vertikalen Achse (Z-Achse) bewegbaren Schlitten angeordnet ist. Dadurch ist sichergestellt, dass die Vorrichtung zum Handhaben der Bobinen unabhängig von ihrem Verfahrweg stets innerhalb der Automatisierungszelle bleibt. Mit anderen Worten können sämtliche erforderlichen Positionen innerhalb der Automatisierungszelle erreicht werden, ohne dass die Handhabungseinrichtung in Z-Richtung nach oben aus der Automatisierungszelle ragt. Dies ermöglicht den Einsatz dieser Vorrichtung auch in engen bzw. niedrigen Produktionsstätten.
  • In einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Handhabungsvorrichtung als Portalroboter ausgebildet. Ein Portalroboter ist eine besonders einfache und stabile und damit sichere Konstruktion, die eine kompakte Bauweise ermöglicht.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Handhabungseinrichtung als Schwenkarmroboter ausgebildet. Diese Ausführung ist ebenfalls flexibel und sicher in der Funktion und ermöglicht in besonders zuverlässiger Weise die Handhabung von Bobinen innerhalb von Automatisierungszellen mit mehreren Bobinenwechselvorrichtungen.
  • Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den eingangs genannten Schritten dadurch gelöst, dass eine Bewegung des Handhabungselementes entlang einer vertikalen Achse (Z-Achse) durch einen auf der Z-Achse in Z-Richtung bewegbaren Schlitten ausgeführt wird.
  • Die Aufgabe wird des weiteren durch eine Automatisierungszelle mit den eingangs genannten Merkmalen, dadurch gelöst, dass die Vorrichtung zum Handhaben der Bobinen nach einem der Ansprüche 1 bis 18 ausgebildet ist.
  • Die sich aus dem erfindungemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Automatisierungszelle ergebenden Vorteile wurden weiter oben bereits beschrieben, so dass auf eine Wiederholung an dieser Stelle verzichtet wird.
  • Weitere vorteilhafte oder bevorzugte Merkmale und Ausführungsformen sowie Verfahrensschritte ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen sowie das Verfahren werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Darstellung einer Automatisierungszelle mit zwei Bobinenwechselvorrichtungen und zugehörigen Beschickungsbereichen sowie einer als Portalroboter ausgebildeten Handhabungseinrichtung,
    Fig. 2
    eine Seitenansicht der Automatisierungszelle gemäß Figur 1,
    Fig. 3
    eine Rückansicht der Automatisierungszelle gemäß Figur 1,
    Fig. 4
    eine Draufsicht auf die Automatisierungszelle gemäß Figur 1, und
    Fig. 5
    eine perspektivische Darstellung einer Automatisierungszelle mit zwei Bobinenwechselvorrichtungen und zugehörigen Beschickungsbereichen sowie einer als Schwenkroboter ausgebildeten Handhabungseinrichtung.
  • Die gezeigten und im Folgenden beschriebenen Vorrichtungen dienen zum Wechseln von Bobinen an einer oder mehreren Bobinenwechselvorrichtungen innerhalb von Automatisierungszellen, die vorzugsweise innerhalb einer Produktionslinie zur Herstellung von Produkten der Tabak verarbeitenden Industrie zum Einsatz kommen.
  • Die in den Figuren 1 bis 4 gezeigte Automatisierungszelle 10 ist zum Handhaben von Bobinen 11 ausgebildet. Die Automatisierungszelle 10 umfasst mindestens eine, in der beschriebenen Ausführung zwei Bobinenwechselvorrichtungen 12 mit einem jeweils zugehörigen Beschickungsbereich 13. Der Beschickungsbereich 13 zu jeder Bobinenwechselvorrichtung 12 ist eine Art separater Speicher für eine Vielzahl von Bobinen 11, die vorzugsweise auf Paletten 14 oder dergleichen in Stapeln 15 angeordnet sind. In der beschriebenen Ausführungsform ist jeder Beschickungsbereich 13 zur Aufnahme einer Palette 14 ausgebildet. Die Beschickungsbereiche 13 können jedoch selbstverständlich auch anders dimensioniert und zur Aufnahme von mehr als einer Palette 14 ausgebildet sein. Des weiteren ist eine Vorrichtung 16 zum Handhaben der Bobinen 11, genauer insbesondere zum Aufnehmen der Bobinen 11 von der Palette 14, zum Transportieren der Bobinen 11 aus dem Beschickungsbereich 13 an die Bobinenwechselvorrichtung 12 sowie zum Abgeben der Bobinen 11 an die Bobinenwechselvorrichtung 12 Bestandteil der Automatisierungszelle 10.
  • Nebeneinander liegende Beschickungsbereiche 13 der Automatisierungszelle 10 sind räumlich voneinander getrennt. Diese Trennung kann beispielhaft durch eine Trennwand 17 oder dergleichen gebildet sein. Jeder Beschickungsbereich 13 ist über eine Tor 18 oder dergleichen zugänglich. Diese üblicherweise als Automatiktore ausgebildeten Zugänge sind u.a. durch Flurförderfahrzeuge, Bediener oder anderweitig betätigbar. Der Arbeitsbereich der Bobinenwechselvorrichtung 12 ist für die Bediener über eine Tür 19 zugänglich. Im Bereich der Tür 19 ist ein Auffangbehälter 20 für beim Wechsel der Bobinen 11 anfallende Restmaterialien (wie z.B. Bobinenkeme, Materialreste oder dergleichen) angeordnet.
  • Im Bereich jeder Bobinenwechselvorrichtung 12 ist ein zusätzlicher Speicher 21 für Bobinen angeordnet bzw. ausgebildet. Der Speicher 21 ist unabhängig vom eigentlichen Beschickungsbereich 13 und außerhalb desselben liegend. Dieser Speicher 21 dient dazu, die Versorgung der Bobinenwechselvorrichtung 12 während des Palettenwechsels innerhalb des Beschickungsbereiches 13 sicherzustellen. Die beiden Bereiche, also der Arbeitsbereich der Bobinenwechselvorrichtung 12 und der Beschickungsbereich 13 sind durch eine Lichtschranke 22 getrennt. Diese dient in erster Linie dazu, zu erkennen, ob sich ein Bediener vom Arbeitsbereich der Bobinenwechselvorrichtung 12 in den Beschickungsbereich 13 bewegt hat.
  • Optional kann einer oder jeder Bobinenwechselvorrichtung 12 ein Bobinenwender 23 zugeordnet sein. Dieser Bobinenwender 23 ist dazu ausgebildet, dass falsch positionierte Bobinen 11, beispielsweise mit nicht korrekter Aufreißrichtung, um 180° gedreht werden können, so dass sie sich dann in der richtigen Position befindet.
  • In der bevorzugten Ausführung weist die Automatisierungszelle 10 ein Messelement zur Erfassung der Höhe der Stapel 15 im jeweiligen Beschickungsbereich 13 auf. Mit dem Messelement können die einzelnen Stapelhöhen auf der Palette 14 ermittelt und zur Steuerung der Vorrichtung 10 zum Handhaben der Bobinen 11 verwendet werden. Diese Steuerung kann auch dazu dienen, eine Wirkverbindung zwischen der Vorrichtung 16 zum Handhaben der Bobinen 11 einerseits und den Zugängen, nämlich dem Tor 18 und der Tür 19, andererseits zu schaffen, so dass, sobald einer der Zugänge geöffnet wird, die Vorrichtung 16 aus Sicherheitsgründen abschaltbar ist.
  • Im Folgenden wird die Vorrichtung 16 zum Handhaben der Bobinen 11 für die oben beschriebene Automatisierungszelle 10 beschrieben. Die Vorrichtung 16 umfasst eine Handhabungseinrichtung 24 mit einem daran angeordneten Handhabungselement 25. Um die gewünschten und/oder erforderlichen Bewegungen zum Aufnehmen, Transportieren und Abgeben ausführen zu können, ist die Handhabungseinrichtung 24 bzw. das Handhabungselement 25 innerhalb der Automatisierungszelle 10 entlang mehrerer Achsen bewegbar. Wie aus den Figuren ersichtlich, kann die Vorrichtung 14 zur Handhabung von Bobinen 11 innerhalb einer Automatisierungszelle 10 mit zwei Bobinenwechselvorrichtungen 12 und zwei Beschickungsbereichen 13 ausgebildet sein. Diese Ausführung ist rein beispielhaft und schließt die Handhabung von Bobinen 11 innerhalb von Automatisierungszellen 10 mit einer oder mehr als zwei Bobinenwechselvorrichtungen 12 nicht aus.
  • Das Handhabungselement 25 ist als Bobinen-Greifereinheit ausgebildet. Die Bobinen-Greifereinheit dient insbesondere zum Aufnehmen, Fixieren, Transportieren und Abgeben einer Bobine 11 und ist zur Aufnahme der Bobinen 11 im Bobinenkern 26 ausgebildet. Der Bobinen-Greifereinheit ist vorzugsweise ein Greiferzylinder zugeordnet, mittels dem Segmente innerhalb des Greifers radial verschiebbar sind. Der Greiferzylinder ist an die bevorzugt gemeinsame Steuerung der Vorrichtung 16 bzw. der Automatisierungszelle 10 angeschlossen. Des weiteren ist der Greifereinheit mindestens ein Element zur Lageerkennung der Bobinen 11 zugeordnet. Dieses Element kann z.B. ein Lasersensor sein, mittels dem die Mitte der Bobine 11 bzw. des Bobinenkerns 26 auffindbar ist.
  • Die Handhabungseinrichtung 24 kann in unterschiedlichen Ausführungsformen ausgebildet sein. In einer ersten Ausführung ist die Handhabungsvorrichtung 24 als Portalroboter 27 ausgebildet. Der Portalroboter 27 weist ein Portal 28 auf, das zwei verfahrbare Achsen, nämlich eine X-Achse und eine Y-Achse, aufweist. Das Portal 27 ist in horizontaler Richtung auf Führungen, die oberhalb der Bobinenwechselvorrichtung 12 angeordnet und Bestandteil eines Gestells/Gerüstes 29 sind, in X-Richtung und Y-Richtung bewegbar. Entlang der Führungen ist das Portal 28 demnach in zwei im rechten Winkel zueinander liegenden Richtungen linear bewegbar. Das Portal 27 verfügt zusätzlich über eine vertikale Achse, nämlich eine Z-Achse. Diese Z-Achse ist in X-Richtung und Y-Richtung bewegbar, in Bezug auf die Z-Richtung ist die Z-Achse allerdings unbeweglich ausgebildet. Das bedeutet, dass die Z-Achse zu keiner Zeit und in keiner Position nicht nach oben aus dem Portalroboter 27 und genauer aus dem Gerüst/Gestell 29 herausragt. Der Z-Achse ist das Handhabungselement 25 zugeordnet.
  • Zur Auf- und Abbewegung des Handhabungselementes 25 ist ein Schlitten 30 vorgesehen, der entlang der Z-Achse in Z-Richtung bewegbar ist. An diesem Schlitten 30 ist ein Transportarm 31 angeordnet. Am freien Ende des Transportarm 31 ist das Handhabungselement 25 schwenkbar angeordnet. Diese als Bobinenschwenker bezeichnete Einheit aus Transportarm 31 und schwenkbar daran angeordnetem Handhabungselement 25 ermöglicht das Schwenken der innerhalb des Beschickungsbereiches 13 in einer waagerechten Position liegenden Bobinen 11 um 90° in eine senkrechte Position zur Abgabe der Bobinen 11 an die Bobinenwechselvorrichtung 12. Die Schwenkeinheit ist pneumatisch oder in anderer bekannter Weise betätigbar. Zur Abgabe der Bobinen 11 an die Bobinenwechselvorrichtung 12 ist dem Handhabungselement 25 ein ebenfalls bevorzugt pneumatisch arbeitendes Element 32 zum Abschieben der Bobine 11 vom Handhabungselement 25 auf einen horizontal ausgerichteten Aufnahmedorn 33 der Bobinenwechselvorrichtung 12.
  • Sämtliche Achsen, nämlich die X-Achse, Y-Achse und Z-Achse, bzw. die Bewegungen in Richtung der jeweiligen Achse sind unabhängig voneinander ansteuerbar, wodurch die Handhabung Bobinen 11 innerhalb der Automatisierungszelle 10 zu den erforderlichen Zwecken gewährleistet ist.
  • Die Ausführungsform gemäß der Figur 5 ist im Wesentlichen vergleichbar zu der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform aufgebaut, so dass die auf die zur Automatisierungszelle 10 gerichtete Beschreibung in gleicher Weise auf die Automatisierungszelle 34 gemäß der Figur 5 zutrifft. Für gleiche Teile werden daher auch die entsprechenden Bezugszeichen verwendet. Bei der in Figur 5 gezeigten Automatisierungszelle 34 ist die Handhabungseinrichtung 24 im Gegensatz zur Ausführungsform der Figuren 1 bis 4 als Schwenkarmroboter 35 ausgebildet.
  • Der Schwenkarmroboter 35 weist ebenfalls eine vertikale Achse, nämlich die Z-Achse auf. Die Z-Achse ist in Z-Richtung unbeweglich ausgebildet. Das bedeutet, dass die Z-Achse zu keiner Zeit und in keiner Position nicht nach oben aus der Automatisierungszelle 34 herausragt. Die Z-Achse ist ortsfest platziert, wodurch die Z-Achse weder in linearer und horizontaler X-Richtung noch in linearer und horizontaler Y-Richtung bewegbar ist. Der Z-Achse ist das Handhabungselement 25 zugeordnet.
  • Genauer ist der Z-Achse ein Schlitten 36 zugeordnet, der entlang der Z-Achse in Z-Richtung bewegbar ist. An dem Schlitten 36 ist ein Schwenkarm 37 angeordnet. Dieser Schwenkarm 37 ist um eine vertikal ausgerichtete Achse, nämlich die ϕ-Achse, schwenkbar. In der gezeigten Ausführungsform sind die (ϕ-Achse und die Z-Achse identisch. Mit anderen Worten ist der Schwenkarm 37 um die Z-Achse schwenkbar. Die ϕ-Achse kann jedoch auch versetzt zur Z-Achse verlaufen.
  • Der Schwenkarm 37 ist radial ausgerichtet und definiert die horizontal verlaufende R-Achse. Die R-Achse ist in R-Richtung unbeweglich ausgerichtet und verfügt über einen Schlitten 38, der seinerseits am Schwenkarm 37 entlang in radialer R-Richtung verfahrbar ist. An diesem Schlitten 38 ist das Handhabungselement 25 angeordnet, das in der zur ersten Ausführungsform beschriebenen Weise ausgebildet ist. Mit dem Schlitten 38 ist das Handhabungselement 25 in R-Richtung bewegbar.
  • Im Falle der Verwendung eines Portalroboters 27 der oben beschriebenen Ausführung weist die Bobinenwechselvorrichtung 12 den Aufnahmedorn 33 auf, der horizontal ausgerichtet ist, so dass die Bobinen 11 in senkrechter Position an die Bobinenwechselvorrichtung 12 übergebbar sind. Im Falle der Verwendung eines Schwenkarmroboters 35 der oben beschriebenen Ausführung ist der Bobinenwechselvorrichtung 12 ein Greifring 39 zugeordnet. Der Greifring 39 dient zur Aufnahme der Bobinen 11 und ist einerseits um 180° drehbar, so dass falsch positionierte Bobinen 11 in die richtige Lage gebracht werden können, und andererseits um 90° drehbar, so dass die Bobinen 11 nach dem waagerechten Auflegen in die senkrechte Position bringbar sind. Zur Fixierung der Bobinen 11 weist der Greifring 39 Klemmelemente 40 auf, die z.B. pneumatisch betätigbar sind. Mit diesen Klemmelementen 40 sind die Bobinen 11 von außen an ihrer Umfangsfläche greifbar.
    • Im folgenden wird das Verfahrensprinzip für die beiden gezeigten Ausführungsformen näher erläutert:
  • Für den Fall, dass die Handhabungseinrichtung 24 als Portalroboter 27 ausgebildet ist, befindet sich das Portal 28 zunächst in Warteposition. Sobald eine Bobinenwechselvorrichtung 12 einen Wechsel einer Bobine 11 initiiert hat, bewegt sich das Portal 28 aus der Warteposition. Die Bewegungen des Portals 28 zur Handhabung der Bobinen 11 erfolgen entlang der X-Achse und der Y-Achse in horizontaler Richtung. Die Bewegungen des Schlittens 30 erfolgen in vertikaler Richtung entlang der in Z-Richtung unbeweglichen Z-Achse. Das Portal 28 mit dem Handhabungselement 25 bewegt sich in den Beschickungsbereich 13, um eine volle Bobine 11 von der Palette 14 aufzunehmen. Dabei wird der Bobinenstapel angefahren, von dem die letzte Bobine 11 entnommen wurde. Ist die angefahrene Stapelposition leer, bewegt sich die Handhabungseinrichtung 24 zum nächsten Stapel 15. Alternativ können die Stapel 15 einer Reihe auch wechselseitig abgearbeitet werden. Wenn die vorderen Stapelpositionen leer sind, wird die nächste Zeile auf der Palette 14 angefahren. Wenn die letzte Bobine 11 von der Palette 14 entnommen wurde, wird eine neue Palette 14 angefordert. Wenn keine Bobine 11 auf der Palette 14 liegt, wird der Speicher 21 angefahren. Zum Aufnehmen einer Bobine 11 von der Palette 14 oder aus dem Speicher 21 wird die Bobine 11 angefahren und deren Mitte ermittelt. Dies erfolgt in üblicher Form mittels eines geeigneten Elementes zur Lageerkennung. Sobald die Aufnahmeposition ermittelt wurde, taucht die Bobinen-Greifereinheit in den Bobinenkern 26. Durch Ansteuern des Greiferzylinders werden Segmente im Greifer radial verschoben, so dass der Bobinenkern 26 geklemmt wird. Dabei können die Segmente an unterschiedliche Kerndurchmesser der Bobine 11 angepasst werden. Die nun mit dem Handhabungselement 25 verbundene Bobine 11 wird dann zur Bobinenwechselvorrichtung 12 transportiert.
  • Für den Fall, dass die Bobine 11 eine falsche Position (z.B. bei falscher Aufreißposition) hat, wird sie zunächst dem Bobinenwender 23 zugeführt und von dieser um 180° gedreht. Der Bobinenwender hält dazu die Bobine 11 an ihrer Umfangsfläche und dreht dann die Bobine 11. Anschließend fährt die Handhabungseinrichtung 24 zum Bobinenwender zurück und übernimmt die Bobine 11 wieder. Die nunmehr korrekt ausgerichtete Bobine 11 wird zur Bobinenwechselvorrichtung 12 transportiert. Die Handhabungseinrichtung 24 wartet mit der um 90° verschwenkten, senkrecht aufgerichteten Bobine 11 vor der Aufnahmeposition eines Drehtellers der Bobinenwechselvorrichtung 12. Wenn der Drehteller die richtige Auflegeposition erreicht hat, wird die Bobine durch das Element 32 zum Schieben auf den Aufnahmedorn 33 geschoben. Im Anschluss fährt das Portal 28 in die Warteposition.
  • Das Verfahrensprinzip mit einem Schwenkroboter 35 als Handhabungseinrichtung 24 entspricht im Wesentlichen dem gerade beschriebenen Prinzip. Allerdings erfolgen die Bewegungen des Schwenkarmroboters 34 in horizontaler Ebene als Schwenkbewegung um die ϕ-Achse und als lineare Bewegung mittels des Schlittens 38 entlang der R-Achse sowie in linearer, vertikaler Richtung mittels des Schlittens 36 entlang der Z-Achse. Die vom Schwenkarmroboter 34 von der Palette 14 oder aus dem Speicher 21 entnommene Bobine 11 wird mittig im Greifring 39 positioniert, der zu diesem Zwecke von der Bobinenwechselvorrichtung 12 weggeklappt horizontal ausgerichtet ist. Die Bobine 11 wird durch den Greifring 39 bzw. dessen Klemmelemente 40 fixiert. Sobald der Greifring 39 die Bobine 11 gegriffen hat, löst sich der Schwenkarmroboter 34. Mittels des Greifrings kann die Bobine 11 links oder rechts herum um 90° in die richtige Position (beispielsweise bei falscher Aufreißposition) gedreht werden. Der Greifring 39 mit der Bobine 11 wartet nunmehr darauf, dass die Bobinenwechselvorrichtung 12 den Bobinendrehteller in der Aufnahmeposition hat. Dann kann die Bobine 11 durch den Greifring 39 um 90° in die senkrechte Position geschwenkt und auf den Aufnahmedorn 33 geschoben werden.
  • Bei einer erneuten Anforderung einer neuen Bobine 11 durch die Bobinenwechselvorrichtung 12 wird der oben beschriebene Vorgang wiederholt. Sollte die Palette 14, von der die Bobine 11 gegriffen werden soll, leer sein, entnimmt die Handhabungseinrichtung 24 die Bobine 11 aus dem Speicher 21.
  • Wenn eine Palette 14 ausgetauscht werden muss, fährt die Handhabungseinrichtung 24 in die Warteposition. Erst dann wird der Zugang (Tor 18) zum Beschickungsbereich 13 automatisch geöffnet. Die leere Palette 14 wird entnommen und die neue volle Palette 14 wird positioniert. Durch eine Quittierung, die z.B. manuell durch den Bediener selbst oder automatisch durch autonome Fahrzeuge erfolgen kann, wir das Tor 18 wieder geschlossen. Die Handhabungseinrichtung 24 beginnt dann, die neue Palette 14 anzufahren und den Speicher 21 zu füllen. Vorrang vor der Bestückung des Speichers 21 hat jedoch die Beschickung der Bobinenwechselvorrichtungen 12.
  • Aus Sicherheitsgründen wird die Handhabungseinrichtung 24 mit dem Handhabungselement 25 abgeschaltet, sobald ein Zugang, nämlich ein Tor 18 und/oder eine Tür 19, geöffnet wird. Dabei wird auch die Bobinenwechselfunktion gestoppt, während der normale Abspulbetrieb der Bobinenwechselvorrichtung 12 weiter läuft.
  • Die Stapel 15 auf der Palette 14 sowie im Speicher 21 müssen nach dem Starten der Automatisierungszelle 10, 34 bezüglich ihrer Höhe vermessen werden. Gleiches gilt für den Fall, dass ein Zugang geöffnet wurde. Im letzteren Fall ist die Einmessung jedoch nur erforderlich, wenn ein Bediener den Beschickungsbereich 13 betreten und damit die Lichtschranke 22 ausgelöst hat. Bei der Verwendung des Portalroboters 27 werden aufgrund der festen Z-Achse zuerst die in Y-Richtung betrachtet vorderen Stapel 15 vermessen und dann abgearbeitet. Die in Y-Richtung hinteren Stapel 15 können erst nach Abarbeitung der vorderen Stapel 15 eingemessen werden. Es kann auch eine Vermessung und Abarbeitung in fortschreitender X-Richtung erfolgen. Bei der Verwendung des Schwenkarmroboters 35 wird der Schlitten 36 entlang der Z-Achse in seine obere Position bewegt. Dann wird der Schlitten 38 entlang der R-Achse verfahren. Erst anschließend schwenkt der Schwenkarm 37 um die ϕ-Achse auf die jeweilige Stapelposition.

Claims (34)

  1. Vorrichtung (16) zum Handhaben von Bobinen (11) innerhalb einer Automatisierungszelle (10, 34) zwischen mindestens einer Bobinenwechselvorrichtung (12) und mindestens einem Beschickungsbereich (13) zur Bevorratung mehrerer Bobinen (11), umfassend eine Handhabungseinrichtung (24) mit einem daran angeordneten Handhabungselement (25) für die Bobinen (11), wobei das Handhabungselement (25) entlang mehrerer Achsen zum Aufnehmen, Transportieren und Abgeben der Bobinen (11) innerhalb der Automatisierungszelle (10, 34) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Achsen, nämlich eine vertikale Achse (Z-Achse), in Z-Richtung unbeweglich ausgebildet ist, wobei das Handhabungselement (25) zur vertikalen Bewegung desselben in Z-Richtung an einem entlang der vertikalen Achse (Z-Achse) bewegbaren Schlitten (30, 36) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungseinrichtung (24) zur Handhabung von Bobinen (11) für mehrere Bobinenwechselvorrichtungen (12) mit jeweils einem eigenen Beschickungsbereich (13) ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Handhabungselement (25) als Bobinen-Greifereinheit ausgebildet ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bobinen-Greifereinheit zur Aufnahme der Bobinen (11) im Bobinenkern (26) ausgebildet sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungseinrichtung (24) als Portalroboter (27) ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Portalroboter (27) zusätzlich zur vertikalen Z-Achse zwei frei verfahrbare horizontale Achsen (X-Achse, Y-Achse) zur linearen Bewegung des Handhabungselementes (25) in X-Richtung und in Y-Richtung aufweist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Achsen (X, Y, Z) bzw. Bewegungen in Richtung der Achsen (X, Y, Z) unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schlitten (30) ein Transportarm (31) angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem freien Ende des Transportarms (31) das Handhabungselement (25) schwenkbar angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Handhabungselement (25) ein Element (32) zum Abschieben einer Bobine (11) auf einen Aufnahmedorn (33) der Bobinenwechselvorrichtung (12) zugeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungseinrichtung (24) als Schwenkarmroboter (35) ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkarmroboter (35) zusätzlich zur vertikalen Z-Achse eine horizontale Achse (R-Achse) aufweist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Z-Achse fest platziert ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass an dem in Z-Richtung auf und ab bewegbaren Schlitten (30) ein Schwenkarm (37) angeordnet ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkarm (37) um eine vertikal ausgerichtete Achse (ϕ-Achse) schwenkbar ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Z-Achse und die ϕ-Achse identisch sind.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schwenkarm (37) ein weiterer Schlitten (38) zugeordnet ist, der in radialer Richtung (R-Richtung) entlang des Schwenkarms (37) verfahrbar ist.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die R-Achse in R-Richtung unbeweglich ausgebildet ist, wobei das Handhabungselement (25) zur Bewegung in R-Richtung an dem entlang der horizontalen R-Achse bewegbaren Schlitten (38) angeordnet ist.
  19. Automatisierungszelle (10, 34) zum automatisierten Handhaben von Bobinen (11), umfassend mindestens eine Bobinenwechselvorrichtung (12), mindestens einen Beschickungsbereich (13) zur Bevorratung mehrerer Bobinen (11) sowie mindestens eine Vorrichtung (16) zum Handhaben der Bobinen (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (16) zum Handhaben der Bobinen (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 18 ausgebildet ist.
  20. Automatisierungszelle nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Beschickungsbereiche (13) räumlich voneinander getrennt sind.
  21. Automatisierungszelle nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Messelement zur Erfassung der Höhe der Stapel (15) der gestapelten Bobinen (11) im jeweiligen Beschickungsbereich (13) aufweist.
  22. Automatisierungszelle nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jeder Bobinenwechselvorrichtung (12) und dem dazugehörigen Beschickungsbereich (13) eine Lichtschranke (22) angeordnet ist.
  23. Automatisierungszelle nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar im Bereich jeder Bobinenwechselvorrichtung (12) und außerhalb des Beschickungsbereiches (13) ein zusätzlicher Speicher (21) für Bobinen (11) vorgesehen ist.
  24. Automatisierungszelle nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Bobinenwechselvorrichtung (12) ein Element (23, 39) zum Wenden der Bobinen (11) zugeordnet ist.
  25. Automatisierungszelle nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Automatisierungszelle (10, 34) einen separaten Zugang (Tür 19) für den Arbeitsbereich jeder Bobinenwechselvorrichtung (12) und einen separaten Zugang (Tor 18) zu jedem Beschickungsbereich (13) aufweist.
  26. Automatisierungszelle nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Beschickungsbereich (13) mindestens eine Palette (14) angeordnet ist, wobei die oder jede Palette (14) zur Aufnahme mehrerer Bobinenstapel ausgebildet ist.
  27. Verfahren zum Handhaben von Bobinen (11) innerhalb einer Automatisierungszelle (10, 34) zwischen mindestens einer Bobinenwechselvorrichtung (12) und mindestens einem Beschickungsbereich (13) zum Bevorraten mehrerer Bobinen (11), umfassend die Schritte:
    a) Initiieren eines Bobinenwechsels durch eine Bobinenwechselvorrichtung (12),
    b) Starten einer automatisierten Vorrichtung (16) zum Handhaben von Bobinen (11),
    c) Entnehmen einer Bobine (11) aus dem Beschickungsbereich (13),
    d) Transportieren der Bobine (11) an die Bobinenwechselvorrichtung (12),
    e) Abgeben der Bobine (11) an die Bobinenwechselvorrichtung (12), wobei die Schritte c) bis e) mittels der entlang mehrerer Achsen bewegbaren Handhabungseinrichtung (24) bzw. eines daran angeordneten Handhabungselementes (25) der Vorrichtung (16) zum Handhaben der Bobinen (11) ausgeführt werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung des Handhabungselementes (25) entlang einer vertikalen Achse (Z-Achse) durch einen auf der Z-Achse in Z-Richtung bewegbaren Schlitten (30, 36) ausgeführt wird.
  28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass beim Entnehmen einer Bobine (11) aus dem Beschickungsbereich (13) zunächst der Bobinenstapel angefahren wird, von dem zuletzt eine Bobine (11) entnommen wurde.
  29. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bobine (11) aus einem der Bobinenwechselvorrichtung (12) zugeordneten Speicher (21) entnommen wird, sollte der Beschickungsbereich (13) leer sein.
  30. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass eine neue Palette (14) mit Bobinen (11) angefordert wird, sobald die letzte Bobine (11) aus dem Beschickungsbereich (13) entnommen wurde.
  31. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Bobinenstapel mindestens vor dem Starten der Automatisierungszelle (10, 34) ermittelt wird.
  32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Stapelhöher erneut ermittelt wird, wenn eine zwischen dem Arbeitsbereich der Bobinenwechselvorrichtung (12) und dem Beschickungsbereich (13) angeordnete Lichtschranke (22) ausgelöst wird.
  33. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (16) zum Handhaben der Bobinen (11) abgeschaltet wird, sobald ein Zugang zur Automatisierungszelle (10, 34) geöffnet wird.
  34. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschickung der Bobinenwechselvorrichtungen (12) Vorrang vor der Beschickung der Speicher (21) hat.
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