EP1900665A1 - Determination of the coil core centre of a coil handling device - Google Patents

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EP1900665A1
EP1900665A1 EP07017719A EP07017719A EP1900665A1 EP 1900665 A1 EP1900665 A1 EP 1900665A1 EP 07017719 A EP07017719 A EP 07017719A EP 07017719 A EP07017719 A EP 07017719A EP 1900665 A1 EP1900665 A1 EP 1900665A1
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EP
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sensor
bobbin
reel
gripper
sensors
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EP07017719A
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EP1900665B1 (en
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Arnd Meier
Günter Hamann
Thorsten Knepper
Thomas Flügge
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Koerber Technologies GmbH
Original Assignee
Hauni Maschinenbau GmbH
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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
    • B65H67/00—Replacing or removing cores, receptacles, or completed packages at paying-out, winding, or depositing stations
    • B65H67/06—Supplying cores, receptacles, or packages to, or transporting from, winding or depositing stations
    • B65H67/064—Supplying or transporting cross-wound packages, also combined with transporting the empty core
    • B65H67/065—Manipulators with gripping or holding means for transferring the packages from one station to another, e.g. from a conveyor to a creel trolley

Definitions

  • the senor is moved back and forth along the line or moved several times, so that the respective signal changes are multiple, and for the sensor an associated Bobinenkernmitte B S is determined from the average values of the respective signal changes.

Landscapes

  • Replacement Of Web Rolls (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Replacing, Conveying, And Pick-Finding For Filamentary Materials (AREA)
  • Storage Of Web-Like Or Filamentary Materials (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Inspection Of Paper Currency And Valuable Securities (AREA)
  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Manufacturing Of Cigar And Cigarette Tobacco (AREA)

Abstract

The device has a gripper (1) with components (3-5) for gripping a bobbin, and a sensor device (2) attached to the gripper and comprising sensors for range finding (11-14, 21-24). An evaluating and control device (9) receives and processes signals from the sensor device. A positioning device (10) controls the evaluation and control device. The positioning device processes the handle, and sensors are spatially separated from each other in sensor group modules (2A, 2B). The modules are arranged around the components for gripping the bobbin. An independent claim is also included for a method for operating a bobbin handling device of a tobacco processing industry.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bobinenhandhabungsvorrichtung, eine Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie mit einer Bobinenhandhabungsvorrichtung sowie zwei entsprechende Verfahren zum Betreiben einer Bobinenhandhabungsvorrichtung.The invention relates to a reel handling device, a machine of the tobacco processing industry with a reel handling device and two corresponding methods for operating a reel handling device.

Auf Verpackungsmaschinen, beispielsweise Einschlagmaschinen, wird Verpackungsmaterial, wie z.B. Papier, Aluminiumfolie, Kunststofffolie oder Laminatfolie, von Rollen verarbeitet, die auch als Bobinen bezeichnet werden. Diese Bobinen werden durch eine Bobinenhandhabungsvorrichtung zu einer Abspulvorrichtung gebracht und auf diese aufgeschoben. Auch für Tabak verarbeitende Maschinen, z.B. Zigarettenherstellungsmaschinen, werden Bobinen mit Papier benötigt.On packaging machines, for example wrapping machines, packaging material, e.g. Paper, aluminum foil, plastic film or laminate foil, processed by rolls, also known as reels. These bobbins are brought by a Bobinenhandungsvorrichtung to a unwinding device and pushed onto this. Also for tobacco processing machines, e.g. Cigarette making machines, reels with paper are needed.

Aus EP-A-1 157 952 ist eine Vorrichtung zum Handhaben von aus gewickelten Materialbahnen, insbesondere Hüllmaterialbahnen für Produkte der Tabak verarbeitenden Industrie, gebildeten Bobinen bekannt. Die Bobinen werden einem Bobinenstapel entnommen, der unter Verwendung von Zwischenlagen gebildet ist, und zu einer Bobinenaufnahme überführt. Hierfür ist ein Bobinenträger an einem Portal relativ zu einem auf einer Palette bereitstehenden Bobinenstapel verfahrbar angeordnet. Der Bobinenträger ist mit Backengreifern zum Erfassen der Bobine ausgestattet.Out EP-A-1 157 952 is a device for handling of wound material webs, in particular Hüllmaterialbahnen for products of the tobacco processing industry, formed bobbins known. The bobbins are removed from a stack of bobbins, which is formed using intermediate layers, and transferred to a Bobinenaufnahme. For this purpose, a bobbin carrier is movably arranged on a portal relative to a bobbin stack provided on a pallet. The bobbin carrier is equipped with jaws for grasping the bobbins.

In WO-A-02/092483 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zuführen von Rollen oder auch Spulen zu einer Maschine offenbart. Die Rollen weisen ein zentrales Loch auf, und es wird bestimmt, ob wenigstens ein Bezugspunkt eines Greifglieds oder einer Handhabungseinrichtung im Inneren des Lochs der Rolle liegt. Die Aufnahme der Rolle erfolgt mittels eines Greifglieds, wenn der Bezugspunkt im Inneren des Lochs der Rolle liegt. Der Bezugspunkt wird z.B. über eine Sende- und Empfangsvorrichtung am Greifglied bestimmt. Insbesondere werden drei solche Sende- und Empfangsvorrichtungen zum Positionieren des Greifglieds relativ zum Loch der Rolle verwendet.In WO-A-02/092483 For example, a method and apparatus for feeding reels or reels to a machine are disclosed. The rollers have a central hole, and it is determined whether at least one reference point of a gripping member or a handling device lies inside the hole of the roller. The roll is received by means of a gripping member when the reference point lies inside the hole of the roll. The reference point is determined, for example via a transmitting and receiving device on the gripping member. In particular, three such transmitting and receiving devices are used to position the gripping member relative to the hole of the roller.

US-A-5,608,818 beschreibt ein Verfahren zum automatischen Aufnehmen von Objekten, z.B. von Papierrollen, durch einen Roboter mit Greifglied an einem gesteuerten Gelenkarm. Eine Ortskoodinatenbestimmung des Objekts erfolgt, indem mehrere Bilder erfasst werden und anschließend die Häufigkeit bei der Verteilung der Bildpunkte ausgewertet wird. Daraus wird ein theoretischer Mittelpunkt bestimmt, und das Greifglied, wird entsprechend auf die Rolle abgesenkt. US-A-5,608,818 describes a method for automatically picking up objects, eg paper rolls, by a robot with gripping member on a controlled articulated arm. A spatial coordinates determination of the object takes place by recording several images and then evaluating the frequency of the distribution of the pixels. From this, a theoretical center is determined, and the gripping member is correspondingly lowered onto the roller.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Lageerkennung von Bobinen in einfacher Weise zu verbessern, so dass diese schneller und präziser erfasst, d.h. ergriffen, werden.The object of the present invention is to improve the position detection of bobbins in a simple manner, so that they faster and more precisely grasped, ie grasped, become.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Bobinenhandhabungsvorrichtung, insbesondere der Tabak verarbeitenden Industrie, die einen Greifer mit Elementen zum Greifen einer Bobine umfasst, des Weiteren eine an dem Greifer angeordnete Sensoreinrichtung mit Sensoren, eine Auswerte- und Steuereinrichtung, die von der Sensoreinrichtung Signale empfängt und verarbeitet, und eine Positionierungsvorrichtung, die von der Auswerte- und Steuereinrichtung angesteuert wird und die den Greifer verfährt, wobei die Bobinenhandhabungsvorrichtung sich dadurch auszeichnet, dass die Sensoren räumlich getrennt voneinander in Sensorgruppenmodulen angeordnet sind. Hierdurch kann das Erfassen bzw. Ergreifen einer Bobine automatisch erfolgen.The object is achieved by a reel handling device, in particular the tobacco processing industry, which comprises a gripper with elements for gripping a reel, furthermore a sensor device with sensors arranged on the gripper, an evaluation and control device which receives signals from the sensor device and processed, and a positioning device, which is driven by the evaluation and control device and moves the gripper, wherein the reel handling device is characterized in that the sensors are arranged spatially separated from each other in sensor group modules. As a result, the detection or gripping of a bobbin can take place automatically.

Als Vorteil der erfindungsgemäßen Bobinenhandhabungvorrichtung erweist es sich, dass ein Sensorgruppenmodul zur Entfernungsmessung eingesetzt wird, welches beim Verfahren des Greifers verwertbare Signale für die Lagebestimmung einer Bobine liefert.It proves to be an advantage of the bobbin handling device according to the invention that a sensor group module is used for distance measurement, which supplies usable signals for determining the position of a bobbin during the movement of the gripper.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Bobinenhandhabungsvorrichtung sind die Sensorgruppenmodule identisch ausgebildet und umfassen jeweils mindestens zwei Sensoren.In a preferred embodiment of the reel handling device, the sensor group modules are identical and each comprise at least two sensors.

Durch eine identische Ausbildung der Sensorgruppenmodule ist es möglich, eine einheitliche und damit vereinfachte Auswertung der Signale durchzuführen.By an identical design of the sensor group modules, it is possible to carry out a uniform and thus simplified evaluation of the signals.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Bobinenhandhabungsvorrichtung sind genau zwei Sensorgruppenmodule mit jeweils vier Sensoren vorgesehen.In a further preferred embodiment of the reel handling device, exactly two sensor group modules each having four sensors are provided.

Die Sensorgruppenmodule der Bobinenhandhabungsvorrichtung sind dabei vorzugsweise um die Elemente zum Greifen der Bobine angeordnet.The sensor group modules of the reel handling apparatus are preferably arranged around the elements for gripping the reel.

Die Elemente zum Greifen der Bobine sind insbesondere als Spannbacken ausgebildet, die rotationssymmetrisch angeordnet sind und in radialer Richtung verfahren werden.The elements for gripping the reel are in particular designed as clamping jaws, which are arranged rotationally symmetrical and are moved in the radial direction.

Auf diese Weise lässt sich eine in ihren äußeren Abmessungen zylindrisch ausgebildete Bobine mit zylindrischem Bobinenkern besonders einfach erfassen, indem die Spannbacken entweder von außen gegen die äußere Zylinderfläche der Bobine oder aber von innen gegen die innere Zylinderoberfläche der Bobine bewegt werden und dabei so weit verfahren werden, dass die eingespannte Bobine auf diese Weise angehoben werden kann.In this way, a cylindrical cylindrical bobbin in its outer dimensions can be particularly easily detected by the clamping jaws are moved either from the outside against the outer cylindrical surface of the reel or from the inside against the inner cylindrical surface of the reel and thereby moved so far in that the clamped bobbin can be lifted in this way.

Die Aufgabe wird außerdem durch eine Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie gelöst, die eine erfindungsgemäße Bobinenhandhabungsvorrichtung umfasst.The object is also achieved by a machine of the tobacco processing industry comprising a reel handling apparatus according to the invention.

Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben einer Bobinenhandhabungsvorrichtung, insbesondere der Tabak verarbeitenden Industrie, gelöst, die einen Greifer zum Greifen einer Bobine umfasst, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

  • der Greifer erfasst die Bobine, eine Auswerte- und Steuereinrichtung legt eine vorläufige Bobinenkernmitte fest und der Greifer gibt die Bobine wieder frei,
  • ein Sensor wird über den Bobinenkern entlang einer Linie, die durch die vorläufige Bobinenkernmitte führt, bewegt, und es werden die Signaländerungen des Sensors aufgezeichnet,
  • die Auswerte- und Steuereinrichtung ermittelt aus den Signaländerungen für den Sensor eine zugehörige Bobinenkernmitte BS und ermittelt daraus einen dem Sensor zugeordneten Offset OS zwischen der für den Sensor ermittelten Bobinenkernmitte BS und der zuvor festgelegten vorläufigen Bobinenkernmitte.
Furthermore, the object is achieved by a method for operating a reel handling apparatus, in particular the tobacco processing industry, comprising a gripper for gripping a reel, the method being characterized by the following steps:
  • the gripper grasps the bobbin, an evaluation and control device sets a provisional bobbin center and the gripper releases the bobbins,
  • a sensor is moved over the bobbin core along a line passing through the tentative bobbin core center, and it the signal changes of the sensor are recorded,
  • the evaluation and control device determines from the signal changes for the sensor an associated bobbin center B S and determines therefrom an offset O S associated with the sensor between the bobbin center B S determined for the sensor and the previously determined preliminary bobbin center.

Auf diese Weise wird eine Kalibrierung der Sensoren möglich, denn für jeden einzelnen Sensor wird festgestellt, welche Bobinenkernmitte BS sich aus seinen Signaländerungen ergibt, vorzugsweise, indem man die Mitte der Verbindungsstrecke zwischen den beiden Stellen bestimmt, an denen Signaländerungen auftreten. Diese Bobinenkernmitte BS wird Signaländerungen mit einer vorläufig als korrekt unterstellten Bobinenkernmitte verglichen. Bei späteren Messungen zur Bestimmung der Bobinenkernmitte BS ist es dann möglich, diesen Offset OS eines Sensors von vorneherein bei der Auswertung seiner Signaländerungen mit einzubeziehen.In this way, a calibration of the sensors is possible, for each individual sensor is determined which Bobinenkernitte B S results from its signal changes, preferably by determining the center of the link between the two locations where signal changes occur. This bobbin core center B S is compared signal changes with a provisionally as correctly subordinated bobbin core center. In later measurements for determining the bobbin center B S , it is then possible to include this offset O S of a sensor from the outset in the evaluation of its signal changes.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Sensor entlang der Linie hin- und zurückbewegt oder mehrfach bewegt, so dass die betreffenden Signaländerungen mehrfach vorliegen, und für den Sensor eine zugehörige Bobinenkernmitte BS aus den Mittelwerten der jeweiligen Signaländerungen ermittelt wird.In a preferred embodiment of the method, the sensor is moved back and forth along the line or moved several times, so that the respective signal changes are multiple, and for the sensor an associated Bobinenkernmitte B S is determined from the average values of the respective signal changes.

Insbesondere wird das Verfahren für eine zweite Linie wiederholt, die im Wesentlichen senkrecht zur ersten Linie verläuft, so dass für den Sensor zwei Offsets OSx, OSy in zwei im Wesentlichen senkrecht zueinander verlaufenden, durch die beiden Linien bestimmten Richtungen ermittelt werden. So ist es möglich, eine weitgehend vollständige Information über das Abweichungsverhalten eines Sensors in Bezug auf eine Ebene zu erhalten, die parallel zu der Stirnfläche der Bobine verläuft.In particular, the method is repeated for a second line which is substantially perpendicular to the first line, so that two offsets O Sx , O Sy are determined for the sensor in two directions which are substantially perpendicular to one another and determined by the two lines. This makes it possible to obtain largely complete information about the deviation behavior of a sensor with respect to a plane that runs parallel to the end face of the bobbin.

Als besonders zweckmäßig erweist es sich, die beschriebenen Verfahrensschritte für mindestens zwei Sensoren, insbesondere für sämtliche Sensoren, durchzuführen.It proves particularly useful to carry out the method steps described for at least two sensors, in particular for all sensors.

Die Aufgabe wird darüber hinaus durch ein Verfahren zum Betreiben einer Bobinenhandhabungsvorrichtung, insbesondere der Tabak verarbeitenden Industrie, gelöst, die einen Greifer zum Greifen einer Bobine und eine an dem Greifer angeordnete Sensoreinrichtung mit Sensorgruppenmodulen umfasst. Das Verfahren zeichnet sich durch die folgenden Schritte aus:

  • Der Greifer wird durch eine Positionierungsvorrichtung so verfahren, dass die Sensorgruppenmodule den verlängert gedachten Bobinenkern umgeben,
  • mindestens ein Sensorgruppenmodul fährt über den Bobinenkern,
  • die Signaländerungen des mindestens einen Sensorgruppenmoduls werden an eine Auswerte- und Steuereinrichtung weitergeleitet,
  • die Auswerte- und Steuereinrichtung bestimmt aus den Signaländerungen von mindestens zwei, insbesondere vier, Sensoren des mindestens einen Sensorgruppenmoduls eine Bobinenkernmitte B.
The object is also achieved by a method for operating a reel handling apparatus, in particular the tobacco processing industry, which comprises a gripper for gripping a reel and a sensor device arranged on the gripper with sensor group modules. The process is characterized by the following steps:
  • The gripper is moved by a positioning device so that the sensor group modules surround the extended imaginary bobbin core,
  • at least one sensor group module moves over the bobbin core,
  • the signal changes of the at least one sensor group module are forwarded to an evaluation and control device,
  • the evaluation and control device determined from the signal changes of at least two, in particular four, sensors of the at least one sensor group module a Bobinenkernmitte B.

Mit diesem Verfahren ist es in besonders einfacher und präziser Weise möglich, eine Bobinenkernmitte B zu bestimmen, die später eine präzise Ansteuerung des Greifers zum Erfassen der Bobine ermöglicht.With this method, it is possible in a particularly simple and precise manner to determine a bobbin core center B later allows precise control of the gripper for detecting the reel.

Ist die Bobine schwer zugänglich, indem sie z.B. an einer seitlich begrenzenden Wand anliegt, so ist es durch die Anordnung von verschiedenen Sensorgruppenmodulen um einen Greifer möglich, ein Sensorgruppenmodul so auszuwählen, dass beim Bewegen des Greifers die Sensoren des betreffenden Sensorgruppenmoduls über den Bobinenkern fahren.If the bobbin is difficult to access, e.g. is applied to a laterally delimiting wall, it is possible by the arrangement of different sensor group modules to a gripper to select a sensor group module so that when moving the gripper drive the sensors of the respective sensor group module on the bobbin core.

In einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass aus den Signaländerungen von mindestens zwei, insbesondere vier, Sensoren des mindestens einen Sensorgruppenmoduls eine Bobinenkernmitte B bestimmt wird, indem den Signaländerungen Ortskoordinaten von insbesondere vier Punkten auf einem Kreis zugeordnet werden, zu jeweils zwei Punkten eine Geradengleichung für deren Mittelsenkrechte formuliert und schließlich der Bobinenkernmittelpunkt B als Lösung der beiden Geradengleichungen, d.h. als Schnittpunkt der beiden Mittelsenkrechten, bestimmt wird.In a particular embodiment of the method, it is provided that from the signal changes of at least two, in particular four, sensors of the at least one sensor group module a Bobinenkernmitte B is determined by the signal changes spatial coordinates of four points in particular are assigned to a circle, in each case two points Formed straight line equation for their perpendicular bisector and finally the bobbin core center B as a solution of the two straight-line equations, ie as the intersection of the two mid-perpendiculars, is determined.

Wird in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens das mindestens eine Sensorgruppenmodul entlang der Linie hin- und zurückbewegt oder mehrfach bewegt, so ist es möglich, eine Bobinenkernmitte B aus den Mittelwerten der mehrfach vorliegenden Signaländerungen zu bestimmen.If, in a preferred embodiment of the method, the at least one sensor group module is moved back and forth along the line or moved several times, it is possible to determine a bobbin center B from the mean values of the multiple signal changes.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform des Verfahrens erfasst der Greifer die Bobine anschließend in Abhängigkeit von der bestimmten Bobinenkernmitte B.In an expedient embodiment of the method, the gripper subsequently grasps the bobbin as a function of the specific bobbin center B.

Insbesondere ist es von Vorteil, die Verfahren zum Betreiben einer Bobinenhandhabungsvorrichtung in der Weise zu kombinieren, dass zunächst die Abweichungen der Sensoren ermittelt werden und anschließend eine Bobinenkernmitte B unter Zugrundelegen dieser Abweichungen bestimmt wird.In particular, it is advantageous to the methods for operating a Bobinenhandhabungsvorrichtung in such a way that first the deviations of the sensors are determined and then a Bobinenkernmitte B is determined on the basis of these deviations.

Insbesondere werden dabei die für die Sensoren ermittelten Offsets OS oder OSx, OSy bei der Bestimmung einer Bobinenkernmitte B berücksichtigt.In particular, the offsets O S or O Sx, O Sy determined for the sensors are taken into account in the determination of a bobbin center B.

Der besondere Vorteil der hier beschriebenen Erfindung liegt darin, dass die Sensoren einer Bobinenhandhabungsvorrichtung kalibriert werden, ohne dass hierfür eigene Kalibrierungswerkzeuge erforderlich sind.The particular advantage of the invention described here is that the sensors of a reel handling device are calibrated without the need for their own calibration tools.

Die Signaländerungen bei den Sensoren zur Entfernungsmessung sind allgemein darauf zurückzuführen, dass ein Sensor bei Eintritt in den Bereich eines Bobinenkerns unmittelbar eine größere Entfernung misst, denn es wird nicht mehr nur die Entfernung bis zur Stirnseite der Bobine gemessen. Umgekehrt ergibt sich eine Signaländerung, wenn ein Sensor aus dem Bobinenkern austritt, denn dann wird die verkürzte Entfernung bis zur Stirnseite der Bobine gemessen. Anstelle einer Entfernungsmessung können auch Helligkeitswerte gemessen werden.The signal changes in the distance measuring sensors are generally due to the fact that a sensor immediately measures a greater distance when entering the area of a bobbin core, because it is no longer measured only the distance to the front of the bobbin. Conversely, a signal change occurs when a sensor emerges from the bobbin core, because then the shortened distance is measured up to the end face of the bobbin. Instead of a distance measurement, brightness values can also be measured.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen exemplarisch beschrieben, auf die bezüglich der Offenbarung aller im. Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1
eine schematische perspektivische Ansicht auf einen Greifer mit einer Sensoreinrichtung, der mit einer Auswerte- und Steuereinrichtung sowie mit einer Positionierungsvorrichtung verbunden ist;
Fig. 2a, 2b, 2c
drei schematische Darstellungen der Stirnfläche einer Bobine sowie des Bobinenkerns, über die ein Sensorgruppenmodul mit vier Sensoren geführt wird;
Fig. 3
eine schematische Ansicht auf einen Ausschnitt eines Bobinenkerns;
Fig. 4
eine schematische Ansicht auf einen Bobinenkern sowie auf ein Sensorgruppenmodul mit vier Sensoren, das über den Bobinenkern geführt wird;
Fig. 5
eine schematische Ansicht einer Stirnseite einer Bobine sowie den Bobinenkern mit zwei Sensorgruppenmodulen;
Fig. 6
eine weitere schematische Ansicht einer Stirnseite einer Bobine sowie den Bobinenkern mit zwei Sensorgruppenmodulen;
Fig. 7
eine Darstellung eines Kreises, für den durch Errichtung von Mittelsenkrechten zu Randpunkten des Kreises ein Mittelpunkt bestimmt wird.
The invention will now be described by way of example without limitation of the general inventive concept by means of embodiments with reference to the accompanying schematic drawings, with respect to the disclosure of all in the. Text unspecified details of the invention is expressly referenced. Show it:
Fig. 1
a schematic perspective view a gripper with a sensor device, which is connected to an evaluation and control device and with a positioning device;
Fig. 2a, 2b, 2c
three schematic representations of the end face of a reel and the Bobinenkerns over which a sensor group module with four sensors is guided;
Fig. 3
a schematic view of a section of a Bobinenkerns;
Fig. 4
a schematic view of a bobbin core and on a sensor group module with four sensors, which is guided over the Bobinenkern;
Fig. 5
a schematic view of a front side of a reel and the Bobinenkern with two sensor group modules;
Fig. 6
a further schematic view of a front side of a reel and the Bobinenkern with two sensor group modules;
Fig. 7
a representation of a circle for which a midpoint is determined by establishing bisectors to edge points of the circle.

In den folgenden Figuren sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente bzw. entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer entsprechenden erneuten Vorstellung abgesehen wird und lediglich Abweichungen der in diesen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert werden.In the following figures, the same or similar elements or corresponding parts are provided with the same reference numerals, so apart from a corresponding renewed idea and only deviations of the embodiments shown in these figures will be explained with respect to the first embodiment.

In der Figur 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht auf einen Greifer 1 mit einer Sensoreinrichtung 2 dargestellt. Die Sensoreinrichtung 2 ist mit einer Auswerte- und Steuereinrichtung 9 sowie mit einer Positionierungsvorrichtung 10 verbunden. Der Greifer 1 ist für das Erfassen einer nicht dargestellten Bobine ausgebildet, die beispielsweise von einer Palette abgenommen und auf eine Abwickelvorrichtung aufgelegt wird. Der Greifer 1 weist drei als Klemmbacken ausgebildete Elemente 3, 4 und 5 auf, die in einen in der Figur 1 nicht dargestellten Bobinenkern 7 eingeführt werden und dort zum Erfassen der Bobine gespreizt werden. Hierfür ist erforderlich, dass der Greifer 1 so über der Bobine positioniert wird, dass die Klemmbacken 3, 4 und 5 in den Bobinenkern 7 eingeführt werden können. Ein vergleichsweise aufgebauter Greifer 1 ist beispielsweise aus EP-A-1 157 952 bekannt. Um die Klemmbacken 3, 4 und 5 sind zwei Sensorgruppenmodule 2A und 2B angeordnet. Die Sensorgruppenmodule 2A und 2B sind identisch ausgebildet und weisen jeweils vier Sensoren 11 - 14 und 21 - 24 auf. Bei den Sensoren 11 - 14, 21 - 24 handelt es sich um Sensoren zur Entfernungsmessung.FIG. 1 shows a schematic perspective view of a gripper 1 with a sensor device 2. The sensor device 2 is connected to an evaluation and control device 9 and to a positioning device 10. The gripper 1 is designed for detecting a reel, not shown, which is removed, for example, from a pallet and placed on an unwinding device. The gripper 1 has three trained as jaws elements 3, 4 and 5, which are introduced into a bobbin core 7, not shown in the figure 1 and are spread there to capture the bobbin. For this purpose, it is necessary that the gripper 1 is positioned over the bobbin so that the jaws 3, 4 and 5 can be inserted into the bobbin core 7. A comparatively constructed gripper 1 is for example made EP-A-1 157 952 known. Around the clamping jaws 3, 4 and 5, two sensor group modules 2A and 2B are arranged. The sensor group modules 2A and 2B are identical and each have four sensors 11-14 and 21-24. The sensors 11 - 14, 21 - 24 are sensors for distance measurement.

Die Figuren 2a, 2b und 2c sind drei schematische Darstellungen der Stirnfläche einer Bobine sowie des Bobinenkerns 7, über die ein Sensorgruppenmodul 2A mit vier Sensoren 11 - 14 geführt wird. Die Darstellungen geben den zeitlichen Ablauf wieder, der sich durch das Bewegen des Sensorgruppenmoduls 2A über den Bobinenkern 7 ergibt. Es handelt sich hierbei um einen Kalibriervorgang, bei dem der Sensor 11 in Pfeilrichtung über den Bobinenkern 7 entlang der gestrichelten Linie geführt wird. In Figur 2a befindet sich der Sensor 11 noch nicht im Bereich des Bobinenkerns 7, in der Figur 2b ist der Sensor 11 gerade in den Bereich des Bobinenkerns 7 eingetreten, so dass eine Signaländerung zu verzeichnen ist, und in der Figur 2c wird der Sensor 11 auf der gestrichelten Linie wieder zurückgeführt, so dass eine weitere Signaländerung am Sensor 11 zu verzeichnen ist.Figures 2a, 2b and 2c are three schematic representations of the end face of a reel and the bobbin core 7, over which a sensor group module 2A with four sensors 11-14 is guided. The representations represent the time sequence which results from the movement of the sensor group module 2A via the bobbin core 7. This is a calibration process, in which the sensor 11 is guided in the direction of the arrow over the bobbin core 7 along the dashed line. In Figure 2a, the sensor is located 11 is not yet in the area of the bobbin core 7, in FIG. 2b the sensor 11 has just entered the area of the bobbin core 7, so that a signal change can be detected, and in FIG. 2c the sensor 11 is returned to the dotted line, so that a further signal change on the sensor 11 is recorded.

Die Figur 3 zeigt eine schematische Ansicht auf einen Ausschnitt eines Bobinenkerns 7 und veranschaulicht insbesondere, dass ein Variieren ΔY von Linien I1 und I2 durch eine vorläufige Bobinenkernmitte in Y-Richtung nur eine geringe Auswirkung auf die Signaländerung ΔX in X-Richtung hat. Das hat zur Folge, dass bei einer Ungenauigkeit in der Wahl der vorläufigen Bobinenkernmitte dennoch verlässliche Signaländerungen aufgezeichnet werden, wenn ein Sensor 11 - 14, 21 - 24 entlang einer Linie I1 oder I2 durch die vorläufige Bobinenkernmitte geführt wird.FIG. 3 shows a schematic view of a section of a bobbin core 7 and in particular illustrates that varying ΔY of lines I 1 and I 2 through a preliminary bobbin center in the Y direction has only a small effect on the signal change ΔX in the X direction. As a result, if there is an inaccuracy in the choice of the preliminary bobbin center, reliable signal changes are still recorded when a sensor 11-14, 21-24 is guided along a line I 1 or I 2 through the preliminary bobbin center.

Figur 4 ist eine schematische Ansicht auf einen Bobinenkern 7 sowie auf ein Sensorgruppenmodul 2A mit vier Sensoren 11- 14, das über den Bobinenkern 7 geführt wird. Die Positionen 1., 2., 3. und 4. entsprechen dabei jeweils einer Position des Sensorgruppenmoduls 2A, wobei nacheinander die Sensoren 11-14 entlang einer Linie durch die vorläufige Bobinenkernmitte geführt werden.Figure 4 is a schematic view of a bobbin core 7 and a sensor group module 2A with four sensors 11- 14, which is guided over the bobbin core 7. The positions 1, 2, 3 and 4 correspond in each case to a position of the sensor group module 2A, the sensors 11-14 being guided in succession along a line through the preliminary bobbin core center.

In der Figur 5 ist eine schematische Ansicht einer Stirnseite einer Bobine sowie ein Bobinenkern 7 mit zwei Sensorgruppenmodulen 2A und 2B dargestellt. Der hier nicht dargestellte Greifer 1 wird so verfahren, dass die Sensorgruppenmodule 2A, 2B den verlängert gedachten Bobinenkern 7 umgeben. Hierfür ist eine Hüllkurve 8 der möglichen Positionen des Bobinenkerns 7 vorgegeben, die eine Grenze für die Sensoren 11 - 14, 21 - 24 darstellt, und zwar in der Weise, dass die Sensoren 11 - 14, 21 - 24 stets alle außerhalb des Bobinenkerns 7 liegen müssen, bevor eine vorläufige Bobinenkernmitte bestimmt wird. In der Figur 5 ist darüber hinaus ein Greifermittelpunkt 6 eines nicht dargestellten Greifers 1 bezeichnet, der beispielsweise als Vorgabe für die vorläufige Bobinenkernmitte dient.FIG. 5 shows a schematic view of an end face of a reel and a reel bobbin 7 with two sensor group modules 2A and 2B. The gripper 1, not shown here, is moved so that the sensor group modules 2A, 2B surround the extended imaginary bobbin core 7. For this purpose, an envelope 8 of the possible positions of the Bobinenkerns 7 is given, which is a limit for the sensors 11 - 14, 21 - 24, in such a way that the sensors 11 - 14, 21 - 24 always outside the Bobbins need to lie 7 before determining a tentative bobbin core center. In FIG. 5, a gripper center 6 of a gripper 1, not shown, is also designated, which serves, for example, as the default for the preliminary bobbin center.

Die Figur 6 zeigt eine weitere schematische Ansicht einer Stirnseite einer Bobine sowie eines Bobinenkerns 7 mit zwei Sensorgruppenmodulen 2A und 2B, wobei die Bedingung, dass alle Sensoren 11 - 14, 21 - 24 außerhalb des Bobinenkerns 7 liegen, gerade noch erfüllt wird.FIG. 6 shows a further schematic view of an end face of a reel and a reel core 7 with two sensor group modules 2A and 2B, wherein the condition that all sensors 11-14, 21-24 are located outside the reel core 7 is just fulfilled.

In der Figur 7 ist ein Kreis dargestellt, für den durch Errichtung von Mittelsenkrechten g und h ein Mittelpunkt bestimmt wird. Der Kreis entspricht dem Bobinenkern 7, die Punkte SP1, SP2, SP3 und SP4 entsprechen jeweils den Stellen, an denen Signaländerungen von einem der Sensoren 11 - 14, 21 - 24 verzeichnet werden. Für die Punkte SP1 und SP3 wird die Mittelsenkrechte g und für die Punkte SP2 und SP4 wird die Mittelsenkrechte h konstruiert. Der Schnittpunkt der beiden Mittelsenkrechten g und h legt eine Bobinenkernmitte B fest. Die Koordinaten des Schnittpunkts und damit der Bobinenkernmitte B lassen sich somit mit einfachen mathematischen Methoden bestimmen.FIG. 7 shows a circle for which a center point is determined by establishing mid-perpendiculars g and h. The circle corresponds to the bobbin core 7, the points SP1, SP2, SP3 and SP4 respectively correspond to the points at which signal changes of one of the sensors 11-14, 21-24 are recorded. For the points SP1 and SP3, the center perpendicular g is constructed, and for the points SP2 and SP4, the perpendicular bisector h is constructed. The intersection of the two mid-perpendiculars g and h defines a bobbin center B. The coordinates of the point of intersection and thus of the bobbin center B can thus be determined with simple mathematical methods.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Greifergrab
22
Sensoreinrichtungsensor device
2A2A
SensorgruppenmodulSensor group module
2B2 B
SensorgruppenmodulSensor group module
3.Third
Element zum Greifen einer BobineElement for gripping a bobbin
44
Element zum Greifen einer BobineElement for gripping a bobbin
55
Element zum Greifen einer BobineElement for gripping a bobbin
66
Mittelpunkt des GreifersCenter of the gripper
77
Bobinenkernreel core
88th
Hüllkurve der zulässigen Positionen des BobinenkernsEnvelope of the allowed positions of the bobbin core
99
Auswerte- und SteuereinrichtungEvaluation and control device
1010
Positionierungsvorrichtungpositioning device
1111
Sensor zur EntfernungsmessungSensor for distance measurement
1212
Sensor zur EntfernungsmessungSensor for distance measurement
1313
Sensor zur EntfernungsmessungSensor for distance measurement
1414
Sensor zur EntfernungsmessungSensor for distance measurement
2121
Sensor zur EntfernungsmessungSensor for distance measurement
2222
Sensor zur EntfernungsmessungSensor for distance measurement
2323
Sensor zur EntfernungsmessungSensor for distance measurement
2424
Sensor zur EntfernungsmessungSensor for distance measurement

Claims (16)

Bobinenhandhabungsvorrichtung, insbesondere der Tabak verarbeitenden Industrie, umfassend einen Greifer (1) mit Elementen (3, 4, 5) zum Greifen einer Bobine, eine an dem Greifer (1) angeordnete Sensoreinrichtung (2) mit Sensoren (11 - 14, 21 - 24), eine Auswerte- und Steuereinrichtung (9), die von der Sensoreinrichtung (2) Signale empfängt und verarbeitet, und eine Positionierungsvorrichtung (10), die von der Auswerte- und Steuereinrichtung (9) angesteuert wird und die den Greifer (1) verfährt, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (11 - 14, 21 - 24) räumlich getrennt voneinander in Sensorgruppenmodulen (2A, 2B) angeordnet sind.Bobbin handling device, in particular the tobacco processing industry, comprising a gripper (1) with elements (3, 4, 5) for gripping a reel, a sensor device (2) arranged on the gripper (1) with sensors (11-14, 21-24) ), an evaluation and control device (9) which receives and processes signals from the sensor device (2), and a positioning device (10), which is controlled by the evaluation and control device (9) and which moves the gripper (1) , characterized in that the sensors (11 - 14, 21 - 24) are arranged spatially separated from each other in sensor group modules (2A, 2B). Bobinenhandhabungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorgruppenmodule (2A; 2B) identisch ausgebildet sind und jeweils mindestens zwei Sensoren (11 - 14, 21 - 24) umfassen.Bobbin handling device according to claim 1, characterized in that the sensor group modules (2A, 2B) are formed identically and in each case at least two sensors (11-14, 21-24). Bobinenhandhabungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Sensorgruppenmodule (2A, 2B) mit jeweils vier Sensoren (11 - 14, 21 - 24) vorgesehen sind.Bobbin handling device according to claim 1 or 2, characterized in that exactly two sensor group modules (2A, 2B) each having four sensors (11-14, 21-24) are provided. Bobinenhandhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorgruppenmodule (2A, 2B) um die Elemente (2, 3, 4) zum Greifen der Bobine angeordnet sind.Bobbin handling device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sensor group modules (2A, 2B) are arranged around the elements (2, 3, 4) for gripping the reel. Bobinenhandhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (2, 3, 4) zum Greifen der Bobine als Spannbacken ausgebildet sind, die rotationssymmetrisch angeordnet sind und insbesondere in radialer Richtung verfahren werden.Bobbin handling device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the elements (2, 3, 4) are designed to grip the reel as clamping jaws, which are arranged rotationally symmetrical and are moved in particular in the radial direction. Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie mit einer Bobinenhandhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.A tobacco processing machine comprising a reel handling apparatus according to any one of claims 1 to 5. Verfahren zum Betreiben einer Bobinenhandhabungsvorrichtung, insbesondere der Tabak verarbeitenden Industrie, umfassend einen Greifer (1) zum Greifen einer Bobine, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: - Der Greifer (1) erfasst die Bobine, eine Auswerte- und Steuereinrichtung (9) legt eine vorläufige Bobinenkernmitte fest und der Greifer (1) gibt die Bobine wieder frei, - ein Sensor (11 - 14, 21 - 24) wird über den Bobinenkern (7) entlang einer Linie, die durch die vorläufige Bobinenkernmitte führt, bewegt, und es werden die Signaländerungen des Sensors (11 - 14, 21 - 24) aufgezeichnet, - die Auswerte- und Steuereinrichtung (9) ermittelt aus den Signaländerungen für den Sensor (11 - 14, 21 - 24) eine zugehörige Bobinenkernmitte BS und ermittelt daraus einen dem Sensor (11 - 14, 21 - 24) zugeordneten Offset OS zwischen der für den Sensor (11 - 14, 21 - 24) ermittelten Bobinenkernmitte BS und der zuvor festgelegten vorläufigen Bobinenkernmitte. A method of operating a reel handling apparatus, in particular the tobacco processing industry, comprising a gripper (1) for gripping a reel, characterized by the following steps: - The gripper (1) detects the reel, an evaluation and control device (9) determines a provisional Bobinenkernmitte and the gripper (1) releases the reel, a sensor (11-14, 21-24) is moved over the bobbin core (7) along a line passing through the preliminary bobbin center, and the signal changes of the sensor (11-14, 21-24) are recorded, - The evaluation and control device (9) determines from the signal changes for the sensor (11 - 14, 21 - 24) an associated Bobinenkernmitte B S and determines therefrom a the sensor (11 - 14, 21 - 24) associated offset O S between the bobbin core center B S determined for the sensor (11 - 14, 21 - 24) and the previously determined preliminary bobbin core center. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (11 - 14, 21 - 24) entlang der Linie hin- und zurückbewegt oder mehrfach bewegt wird, so dass Signaländerungen mehrfach vorliegen und für den Sensor (11 - 14, 21 - 24) eine zugehörige Bobinenkernmitte BS aus den Mittelwerten der jeweiligen Signaländerungen ermittelt wird.Method according to Claim 7, characterized in that the sensor (11-14, 21-24) is moved back and forth along the line or is moved several times, so that signal changes are present several times and for the sensor (11-14, 21-24). an associated Bobinenkernmitte B S is determined from the average values of the respective signal changes. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren für eine zweite Linie wiederholt wird, die im Wesentlichen senkrecht zur ersten Linie verläuft, so dass für den Sensor (11- 14, 21 - 24) zwei Offsets OSx, OSy in zwei im Wesentlichen senkrecht zueinander verlaufenden, durch die beiden Linien bestimmten Richtungen ermittelt werden.A method according to claim 7 or 8, characterized in that the method is repeated for a second line which is substantially perpendicular to the first line, so that for the sensor (11- 14, 21-24 ) two offsets O Sx , O Sy be determined in two substantially mutually perpendicular, determined by the two lines directions. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte für mindestens zwei Sensoren (11 - 14, 21 - 24) durchgeführt werden.Method according to one of claims 7 to 9, characterized in that the method steps for at least two sensors (11 - 14, 21 - 24) are performed. Verfahren zum Betreiben einer Bobinenhandhabungsvorrichtung, insbesondere der Tabak verarbeitenden Industrie, umfassend einen Greifer (1) zum Greifen einer Bobine und eine an dem Greifer (1) angeordnete Sensoreinrichtung (2) mit Sensorgruppenmodulen (2A, 2B), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: - Der Greifer (1) wird durch eine Positionierungsvorrichtung (10) so verfahren, dass die Sensorgruppenmodule (2A, 2B) den verlängert gedachten Bobinenkern (7) umgeben, - mindestens ein Sensorgruppenmodul (2A, 2B) fährt über den Bobinenkern (7), - die Signaländerungen des mindestens einen Sensorgruppenmoduls (2A, 2B) werden an eine Auswerte- und Steuereinrichtung (9) weitergeleitet, - die Auswerte- und Steuereinrichtung (9) bestimmt aus den Signaländerungen von mindestens zwei, insbesondere vier, Sensoren (11 - 14, 21 - 24) des mindestens einen Sensorgruppenmoduls (2A, 2B) eine Bobinenkernmitte B. Method for operating a reel handling device, in particular the tobacco processing industry, comprising a gripper (1) for gripping a reel and a sensor device (2) with sensor group modules (2A, 2B) arranged on the gripper (1), characterized by the following steps: - The gripper (1) is moved by a positioning device (10) so that the sensor group modules (2A, 2B) surround the extended imaginary Bobinenkern (7), at least one sensor group module (2A, 2B) travels over the bobbin core (7), the signal changes of the at least one sensor group module (2A, 2B) are forwarded to an evaluation and control device (9), - The evaluation and control device (9) determines from the signal changes of at least two, in particular four, sensors (11-14, 21-24) of the at least one sensor group module (2A, 2B) a Bobinenkernmitte B. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Signaländerungen von mindestens zwei, insbesondere vier, Sensoren (11 - 14, 21 - 24) des mindestens einen Sensorgruppenmoduls (2A, 2B) eine Bobinenkernmitte B bestimmt wird, indem den Signaländerungen Ortskoordinaten von insbesondere vier Punkten auf einem Kreis zugeordnet werden, zu jeweils zwei Punkten eine Geradengleichung für deren Mittelsenkrechte formuliert und schließlich der Bobinenkernmittelpunkt B als Lösung der beiden Geradengleichungen, d.h. als Schnittpunkt der beiden Mittelsenkrechten, bestimmt wird.A method according to claim 11, characterized in that from the signal changes of at least two, in particular four, sensors (11-14, 21-24) of the at least one sensor group module (2A, 2B) a Bobinenkernmitte B is determined by the signal changes spatial coordinates of particular four points on a circle are assigned to each of two points a straight line equation for whose mid-perpendicular formulated and finally the Bobinenkernmittelpunkt B as a solution of the two straight-line equations, ie as the intersection of the two perpendicular bisector determined. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Sensorgruppenmodul (2A, 2B) entlang der Linie hin- und zurückbewegt oder mehrfach bewegt wird, so dass die Signaländerungen mehrfach vorliegen und eine Bobinenkernmitte. B aus den Mittelwerten der Signaländerungen bestimmt wird.Method according to claim 11 or 12, characterized in that the at least one sensor group module (2A, 2B) is moved back and forth along the line or moved several times, so that the signal changes are multiple and a bobbin core center. B is determined from the mean values of the signal changes. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (1) die Bobine in Abhängigkeit von der bestimmten Bobinenkernmitte B erfasst.Method according to one of claims 11 to 13, characterized in that the gripper (1) detects the reel in dependence on the specific bobbin core center B. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10 vorausgeht.Method according to one of claims 11 to 14, characterized in that a method according to one of claims 7 to 10 precedes. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Sensoren ermittelten Offsets OS oder OSx, OSy bei der Bestimmung einer Bobinenkernmitte B berücksichtigt werden.Method according to Claim 15, characterized in that the offsets O S or O Sx , O Sy determined for the sensors are taken into account in the determination of a bobbin center B.
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