EP2664553B1

EP2664553B1 - Verfahren zum Einlegen von Einzelprodukten in Behälter in einer Roboterstrasse

Info

Publication number: EP2664553B1
Application number: EP12191048.3A
Authority: EP
Inventors: Matthias Ehrat
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-03
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2017-09-20
Anticipated expiration: 2032-11-02
Also published as: EP2664553A3; EP2664553A2; US20140123606A1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einlegen von Einzelprodukten in Behälter in einer Roboterstrasse sowie eine derartige Roboterstrasse gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

Stand der Technik

Solche Roboterstrassen kommen zum Umsetzen von Einzelprodukten in Ablegegruppen, die eine bestimmte Anzahl von Einzelprodukten aufnehmen können, zum Einsatz. Sie werden aber auch zum gewichtsgenauen Verpacken von ungleichgewichtigen Einzelprodukten eingesetzt. Im Folgenden wird anstelle des Begriffs Ablegegruppe der Begriff Behälter verwendet, wobei darunter weniger der Behälter als solches, sondern viel mehr die Anordnung der Einzelprodukte oder einer Gruppe von Einzelprodukten verstanden wird, welche nach dem Umsetzen durch die Einlegeroboter in einer definierten Position gegenüber einer Transportvorrichtung und allenfalls in einer definierten Position innerhalb der Gruppe von Einzelprodukten zu liegen kommen.
Dabei werden üblicherweise die Einzelprodukte auf einem Produktband und die Behälter auf einem Behälterband angeliefert und an den an fester Position stehenden Einlegerobotern entlang geführt, weshalb im folgenden nur noch von dieser Bauform gesprochen wird, ohne die Erfindung hierauf zu beschränken, da im Prinzip jeweils auch mehrere Bänder eingesetzt werden können. Ein Produktband kann dabei eine Transportvorrichtung sein, auf der in festem oder veränderlichem Abstand, aber in Bezug auf die Transportvorrichtung ortsfeste Einzelprodukte geordnet oder ungeordnet herangeführt werden. Es kann sich auch um Förderketten oder um Kettengliederbänder handeln. Ein Behälterband kann dabei eine Transportvorrichtung sein, auf der in festem oder veränderlichem Abstand, aber in Bezug auf die Transportvorrichtung selber ortsfeste Behälter oder kartesisch bestimmte Ablegepositionen herangeführt werden. Es kann sich bei Behälterbändern aber auch um Tiefziehmaschinen oder Förderketten handeln, auf welchen sich in festem, oder nur aufgrund der Indexierung veränderlichem, Abstand Mulden oder Behälter befinden.
Aus Sicht einer zentralen Steuerung oder der einzelnen Steuerungen jedes Einlegeroboters einer solchen Roboterstrasse besteht kein Unterschied, ob es sich um Behälter oder Mulden oder kartesische Ablegepositionen handelt.
Dabei wurde bisher so vorgegangen, dass die Behälter auf einem ersten Behälterband angeliefert und dort meist angestaut wurden, vom ersten Behälterband auf ein zweites Behälterband übergeben wurden, auf welchem das Füllen mit den Einzelprodukten geschah, und nach vollständiger Füllung auf ein drittes Behälterband für den Abtransport der gefüllten Behälter wiederum übergeben wurde.
In DE 42'08'818 C2 ist eine Roboterstrasse gezeigt, bei der die Einlegeroboter bezüglich des Produktbandes und Behälterbandes nicht an fester Position stehen, sondern in deren Laufrichtung begrenzt bewegbar sind. Dort wird jedoch entweder das die Einzelprodukte heranführende Produktband zeitweise gestoppt, was die Kopplung an eine kontinuierlich produzierende Herstellmaschine für Einzelprodukte erschwert, oder das Behälterband wird angehalten, wenn ein noch nicht vollständig gefüllter Behälter den Arbeitsbereich des bzw. der Einlegeroboter zu verlassen droht.
EP 0'749'902 A1 und DE 297'01'564 U1 zeigen eine Roboterstrasse, bei der die Einzelprodukte mittels einer gegenüber dem Pickersockel ortsfesten Zähleinrichtung am Produktband vor dem Einlauf in den Umsetzbereich der Roboterstrasse gezählt werden und dann ein leerer Behälter freigegeben wird, wenn eine der Füllanzahl des Behälters entsprechende Anzahl Einzelprodukte durch die Zähleinrichtung festgestellt wurde. Es ist weiter vorgesehen, dass alle Einlegeroboter über einen Datenbus mit dem Steuerungsrechner der Roboterstrasse verbunden sind und damit fortgeschrieben wird, welche Einzelprodukte bereits von Einlegerobotern umgesetzt sind.
Dabei ist dort vorgesehen, dass die Behälter möglichst mit gleicher, vorzugsweise konstanter Geschwindigkeit parallel neben den für einen Behälter bestimmten Einzelprodukten bewegt werden. Das erschwert den Einsatz von Behältern, welche nur eine geringe Füllanzahl von Produkten aufnehmen, da dort mit mehreren oder mit sehr breiten Behälterbändern gearbeitet werden muss, damit ausreichend Füllpositionen herangeführt werden können. Umgekehrt ist bei Behältern, welche eine grosse Füllanzahl von Produkten aufnehmen, der Abstand der Behälter auf dem Behälterband unnötig gross zu wählen. Weiter erschwert ist der Einsatz von Behältern, welche auf dem jeweiligen Behälterband mit einem festen Abstand herangeführt werden. Das ist üblicherweise bei Tiefziehmaschinen, wie beispielsweise in DE 25'064'46 A1 offenbart, der Fall. Dort wird jeweils auslaufseitig ein Behälter abgeführt, wenn einlaufseitig ein neuer Behälter zugeführt wird. Bei unregelmässiger Heranführung der Einzelprodukte ist dadurch die vollständige Befüllung der Behälter und die vollständige Umsetzung der Einzelprodukte erschwert oder der Verpackungsmaterialverbrauch aufgrund von durch den Zeitversatz für die Freigabe des nächsten leeren Behälters bedingten Leertakten unnötig hoch.
EP 1'285'851 A1 zeigt eine Roboterstrasse, bei welcher die Einlegeroboter aufgrund der verfügbaren Einzelprodukte und aufgrund der freien Behälterpositionen so angesteuert werden, dass die Einlegeroboter möglichst gleichmässig ausgelastet sind. Dabei wird aufgrund von einzuhaltenden Nebenbedingungen die Leistung der Einlegeroboter und die Geschwindigkeit des Behälterbandes laufend bestimmt. Die Berechnung der entsprechenden zeitdiskreten Gleichungssysteme und deren Optimierung erweist sich in der Praxis als ausserordentlich rechenintensiv und erfordert entsprechend leistungsfähige Steuerungsrechner.
EP 2'233'400 A1 zeigt eine Roboterstrasse, bei welcher die Relativgeschwindigkeit des Behälterbandes und des Produktbandes und die Arbeitsgeschwindigkeit einerseits in Abhängigkeit des Füllstandes zusätzlicher Speicherelemente und andererseits aufgrund der Menge der am Einlauf zugeführten Einzelprodukte gesteuert wird. Dabei ist aufgrund der Be- und Entladung der Speicherelemente die Leistung der Roboterstrasse unnötig hoch auszulegen.
EP 1'352'831 A1 zeigt eine Roboterstrasse, bei welcher die Relativgeschwindigkeit des Behälterbandes und des Produktbandes und die Arbeitsgeschwindigkeit einerseits in Abhängigkeit des Füllstandes zusätzlicher, allenfalls als Förderelemente ausgeführter, Speicherelemente und andererseits aufgrund der Menge der am Einlauf zugeführten Einzelprodukte gesteuert wird. Dabei ist es dort so, dass sowohl Behälter als auch Einzelprodukte zwischengespeichert werden können. Grundsätzlich kann diese Anordnung bei relativ regelmässig herangeführten Produkten vorteilhaft sein. Sie bedingt aber zusätzliche Förderelemente.
EP 0'856'465 A1 und EP 2'236'424 A1 zeigen eine Roboterstrasse, bei welcher die Einzelprodukte und Behälter im Gegenstrom herangeführt werden. Solche Roboterstrassen erweisen sich in der Praxis als ausserordentlich effiziente Systeme zur Verpackung von Einzelprodukten in Behälter. In gewissen Anwendungen ist aber die Anwendung eines Gegenstroms, beim welchem die Behälter entgegen dem Produktionsfluss geführt werden, aus hygienischen oder logistischen Gründen nicht erwünscht
Für gewisse Anwendungen, beispielsweise für die Chargierung von Frischfleischverpackungen mit ungleichgewichtigen Fleischstücken gemäss EP 1'819'99 A1 , ist anzustreben, dass die Vorteile dieser Gegenstromanlagen in einer im Gleichstrom betriebenen Roboterstrasse realisiert werden können. EP 1'819'994 A1 und US 7'775'373 B2 zeigen entsprechende Anordnungen, wobei dort die Rezirkulation unvollständig befüllter Behälter, eine Kombination von in gleich- und gegenstromwirkenden Bändern oder ein Stopp eines Behälterbandes zur Sicherstellung der vollständigen Befüllung erforderlich sind. Entsprechend zeigt WO/2008/080760 eine Roboterstrasse zur Bildung gleichgewichtiger Gruppen, bei welcher mindestens eine Transportvorrichtung für die Gruppen in Gegenstromwirkweise ausgeführt ist und bei welcher die Rezirkulation und Speicherung von Einzelprodukten vorgesehen ist.
WO/2005/106405 offenbart ein Verfahren zum Verpacken von Stückgütern unterschiedlicher Grösse, bei welchem die Grösse jedes Stückgutes geschätzt oder bestimmt wird und dann seine Lage auf der Zuführvorrichtung registriert wird. Anschliessend wird bestimmt, in welchen Behälter das Stückgut abgelegt wird. Dort wird auch vorgeschlagen, dass Stückgüter, welche ausserhalb der zulässigen Grösse liegen, nicht verarbeitet werden. Dort ist weiter vorgesehen, dass die Behälter auf der Behälterband so beabstandet sind, dass diese mit einer Oberfolie verschlossen werden können. Auch US 6'722'506 B1 ordnet die Stückgüter nach einer Wägung einer bevorzugten Empfangsstation zu.
Diese Verfahren weisen den Nachteil auf, dass sie eine relativ komplizierte Steuerung benötigen und dass sie in erster Linie für das Chargieren mit einem Einlegeroboter oder in während dem Betrieb austauschbare Behälter vorgesehen sind.
Es ist daher die Aufgabe gemäss der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umsetzen von Einzelprodukten in einer im Gleichstrom betriebenen Roboterstrasse zu schaffen, bei welchem eine möglichst gleichmässige Umsetzung von unregelmässig herangeführten Einzelprodukten, insbesondere auch zum gewichtskontrollierten Verpacken, in Behälter, beispielsweise Blister auf einer Transportvorrichtung, Mulden einer Gruppierkette, Einzelproduktestapel einer mit Mitnehmern versehenen Kette oder auch tiefgezogene Mulden einer Tiefziehverpackungsmaschine, realisiert werden kann, um so die Effizienz und den gleichmässigen Betrieb der Anlage zu verbessern, ohne gleichzeitig den Aufwand für das Handling der zu befüllenden Behälter oder den Verpackungsmaterialverbrauch massgeblich zu erhöhen.
Erfindungsgemäss werden diese und andere Aufgaben gemäss dem kennzeichnenden Teil der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum chargenweisen Umsetzen von je Charge mindestens einer Sorte von Einzelprodukten in mindestens eine Sorte eine bestimmte Füllanzahl von Einzelprodukten aufnehmende Behälter mittels einer Roboterstrasse, welche mindestens zwei in einem Umsetzbereich zwischen einem Einlauf und einem Auslauf angeordnete Einlegeroboter enthält. Dabei entspricht die Füllanzahl einem Sollwert für die vollständige anzahlmässige Befüllung eines Behälters mit Einzelprodukten im Umsetzbereich der Roboterstrasse. Die Einzelprodukte werden an dem Einlauf der Roboterstrasse unregelmässig herantransportiert um diese im Umsetzbereich der Roboterstrasse von den Einlegerobotern einzeln zu ergreifen und in Behälter umzusetzen. Allenfalls wird für das Ergreifen und Umsetzen der Produkte ein Mehrfachgreifer eingesetzt. Dann werden die Einzelprodukte meist nacheinander einzeln ergriffen und als Gruppe in Behälter abgesetzt. Dabei werden die Einzelprodukte und die Behälter im Gleichstrom auf einem oder mehreren Produktbändern und auf einem oder mehreren Behälterbänder herantransportiert. Die Erfindung ist gleichermassen bei einem einzigen Produktband und einem einzigen Behälterband und bei mehreren Produkt- und/oder Behälterbändern einsetzbar. Wenn nachfolgend auf langsamste oder schnellste Behälter- oder Produktbänder Bezug genommen wird, soll dies nicht das Vorhandensein mehrerer Bänder implizieren. Vielmehr ist im Fall von einzelnen Produkt- oder Behälterbändern jedes Band jeweils als das schnellste und das langsamste zu betrachten. Ebenso bezieht sich eine Bezugnahme auf jedes Produkt- oder Behälterband im Falle nur jeweils eines Bandes auf ebendieses Band und impliziert nicht das Vorhandensein mehrerer Bänder.
Für jede Charge ist eine maximale Häufigkeit der gesamthaft herangeführten Einzelprodukte, das heisst eine für diese Charge maximal zu erwartende Produktdichte der herantransportierten Einzelprodukte zum Beispiel pro Zeiteinheit oder pro Längen- oder Flächeneinheit des oder der Produktbänder, vorgegeben. Diese maximale Häufigkeit bestimmt sich beispielsweise aus der Kapazität des vorgelagerten Produktionsprozesses der Einzelprodukte. Sie kann aber auch bestimmt sein durch die Arbeitsweise wie Einzelprodukte manuell oder automatisch, beispielsweise mit einer Vereinzelungsvorrichtung, auf das zugehörige Produktband aufgelegt werden.
Dabei wird aufgrund dieser maximalen Häufigkeit für jedes Produktband und für jedes Behälterband eine Geschwindigkeit in der Art vorgeben, dass jedes Produktband und jedes Behälterband bezüglich einem langsamsten Behälterband eine dieser maximalen Häufigkeit zugeordnete Relativgeschwindigkeit hat, welche insbesondere von Null verschieden ist. Die von Null verschiedene Relativgeschwindigkeit ist erforderlich, um den Abstand und die Transportgeschwindigkeit eines einer Charge zugehörigen und auf dem jeweiligen Behälterband herangeführten Behälters optimal auf die Füllanzahl dieses Behälters abzustimmen. Bei Behältern mit einer grossen Füllanzahl kann dadurch erreicht werden, dass diese Behälter relativ zu den Einzelprodukten langsamer durch den Umsetzbereich transportiert werden und dass entsprechend der Abstand der Behälter gering gehalten werden kann. Das ist insbesondere für Behälterzuführungen, welche einen Festabstand erfordern, beispielsweise Mulden einer Tiefziehmaschine oder Packungen einer horizontalen Schlauchbeutelmaschine mit untenliegender Folienzuführung, vorteilhaft.
Für jedes Produktband wird eine Zählposition vorgeben. Dabei erfolgt die Vorgabe der Zählposition oder gegebenenfalls der Zählpositionen so, dass ein an der jeweiligen Zählposition gezähltes und nicht umgesetztes Einzelprodukt zeitgleich eine Zielposition erreicht, wie ein gleichzeitig auf dem am langsamsten Behälterband in den Umsetzbereich der Roboterstrasse eingesteuerter Behälter. Diese Zielposition fällt mit einem Auslauf aus dem Umsetzbereich der Roboterstrasse zusammen, wenn jedes Produktband und jedes Behälterband mit der in Abhängigkeit jeder Charge vorgegebenen Geschwindigkeit bewegt wird. Die Vorgabe der Zählposition wird dadurch auf die je Charge vorgegebene maximale Häufigkeit der gesamthaft herantransportieren Einzelprodukte abgestimmt. Falls die Zählposition im Umsetzbereich selber angeordnet ist - das kann zum Beispiel bei Behältern, welche nur eine kleine Füllanzahl aufweisen, erforderlich sein oder wenn mindestens ein Produktband langsamer bewegt wird als alle Behälterbänder - werden die im Bereich der Zählposition bereits umgesetzten Einzelprodukte dabei nicht gezählt. Dort ist zu berücksichtigen, dass ein Teil der Einzelprodukte bereits in Behälter umgesetzt werden konnte.
Die Einzelprodukte werden während des Umsetzens auf dem sie heranführenden Produktband an der diesem Produktband zugehörigen Zählposition gezählt. Bei mehreren unterschiedlich schnell bewegten Produktbändern können die Einzelprodukte an unterschiedlichen, jeweils einem der Produktbänder zugeordneten Zählpositionen gezählt werden. Einzelprodukte auf schnelleren Produktbändern werden am weitesten hinten oder stromaufwärts gezählt. Einzelprodukte auf langsameren Produktbändern entsprechend weiter vorne oder stromabwärts, das heisst näher bei einem Einlauf des Umsetzbereichs.
Die Zählung der Einzelprodukte kann auf unterschiedliche Art erfolgen. Beispielsweise durch optische Aufnahmevorrichtungen, durch Wägeeinheiten, welche die Produktanwesenheit prüfen oder durch rechnerisches Fortschreiben von Produktionsdaten. Wenn die initialen, in Abhängigkeit der maximalen Häufigkeit einer Charge vorgegeben Relativgeschwindigkeiten aller Produktbänder und aller Behälterbänder bekannt sind, dann ist es denkbar, zur Zählung der Einzelprodukte eine einzelne quer über die gesamte Breite aller Produktbänder abtastende Zählvorrichtung vorzusehen, deren Anordnung sich aus derjenigen initialen Relativgeschwindigkeit bestimmt, welche die am weitesten nach hinten versetzte Anordnung der Zählvorrichtung auf dem am schnellsten bewegten Produktband erfordert. Alle anderen Kombinationen der Produktbandgeschwindigkeiten und der Behälterbandgeschwindigkeiten können in diesem Fall durch rechnerisches Fortschreiben ermittelt werden. Aufgrund dieser Zählung der Einzelprodukte und in Abhängigkeit einer Abweichung von der chargenweise vorgegebenen maximalen Häufigkeit der herantransportierten Einzelprodukte, beispielsweise weil die gegenwärtige Häufigkeit aufgrund einer Störung in der vorgelagerten Produktion von Einzelprodukten geringer ist, wird die aktuelle Geschwindigkeit des langsamsten Behälterbandes derart angepasst, dass die zeitgleich erreichte Zielposition bezogen auf den Auslauf des Umsetzbereiches zur Zählposition hin versetzt ist. Diese Verschiebung der Zielposition ermöglicht, dass die Transportgeschwindigkeit der Behälter aufgrund von deren Füllanzahl auf die Häufigkeit der gegenwärtig herangeführten Einzelprodukte abgestimmt werden kann. Diese Verschiebung der Zielposition ermöglicht weiter, dass der Abstand der Behälter konstant gehalten werden kann, was insbesondere für die Zuführung von tiefgezogenen Mulden oder anderer aus einer Folien- oder Papierrolle gebildeten, im Umsetzbereich zusammenhängenden Behältern vorteilhaft ist.
Weiter vorteilhaft ist, dass die wenigstens eine Formstation und/oder die wenigstens eine Siegelstation einer Tiefziehmaschine zur Zuführung von tiefgezogenen Mulden unabhängig vom Umsetzbereich der Roboterstrasse angeordnet werden können. Dadurch können ohne weiteres auch Handarbeitsplätze oder Prüfstationen zur Kontrolle oder Vervollständigung der Behälter angeordnet werden.
Soweit mehrere Behälterbänder vorhanden sind, kann, wie in Anspruch 2 beschrieben, die Geschwindigkeit der Behälterbänder in Abhängigkeit einer Abweichung von der chargenweise vorgegebenen maximalen Häufigkeit der herantransportierten Einzelprodukte separat angepasst werden. Die zeitgleich erreichte Zielposition wird dadurch für jedes Behälterband separat festgelegt und separat zur Zählposition hin versetzt. Das ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn auf dem Produktband unterschiedliche Sorten von Einzelprodukten herangeführt werden und diese in Abhängigkeit von deren Häufigkeit der herantransportierten Einzelprodukte in Behälter umgesetzt werden. Dort kann es erforderlich sein, dass die Zielposition eines Behälterbandes weiter zur Zählposition hin versetzt wird, weil von einer bestimmten Sorte von Einzelprodukten weniger als die vorgegebene maximale Häufigkeit herangeführt wird.
Die Einsteuerung eines nächsten zu befüllenden Behälters in den Einlauf des Umsetzbereiches erfolgt, wie in Anspruch 3 beschrieben, wenn an den Zählpositionen diejenige Anzahl Einzelprodukte festgestellt wurde, welche für die vollständige Befüllung eines Behälters relativ zu der Zählposition des am schnellsten bewegten Produktbandes erwartungsgemäss noch benötigt wird. Bei langsam bewegten Behälterbändern ist dazu meist die eigentliche Füllanzahl der zu befüllenden Behälter freigabebestimmend. Bei schnell bewegten Behälterbändern dagegen ist die allenfalls bereits erfolgte Teilbefüllung der Behälter mit zu berücksichtigen.
Wenn die Behälter in veränderlichen Abständen zugeführt werden können, wie das beispielsweise bei abgestapelten Behältern der Fall ist, kann es erforderlich sein, dass die eigentliche Einsteuerung des Behälters in den Umsetzbereich und die vorausgehende Abstapelung - oder eine andere Form der Behältervereinzelung und/oder -zuführung - durch rechnerisches Fortschreiben des Bandvorschubs angepasst und abgestimmt wird. Bei Vorhandensein mehrerer Behälterbänder ist die Einsteuerung der Behälter für jedes dieser Behälterbänder entsprechend abzustimmen. Allenfalls kann die Einsteuerung dort auch durch die Sorte der Einzelprodukte mitbestimmt sein.
Diese Art der Einsteuerung der Behälter bewirkt, dass die Behälter zeitgleich die dann gültige, das heisst die aktuelle Zielposition erreichen, wie die zu deren Befüllung erforderlichen Einzelprodukte.
Wenn die Behälter auf wenigstens einem Behälterband beispielsweise aus einer festen Folien- oder Papierbahn laufend geformt werden und erst nach deren Befüllung getrennt werden, so ist es vorteilhaft, wenn die Behälter, wie in Anspruch 4 beschrieben, in festen Abständen eingesteuert werden. Bei der Verwendung von Schlauchbeutel- oder Tiefziehmaschinen als Behälterband wird meist mit ab Rolle zugeführtem Verpackungsmaterial gearbeitet. Das Verpackungsmaterial wird dort üblicherweise in festen Abständen zu muldenförmigen oder flachliegenden Behältern geformt, versiegelt und anschliessend oder gleichzeitig zusammen mit der Siegelung getrennt. Man kann sich dort auch vorstellen, dass der Behälterabstand durch die Schneide- oder Trennvorrichtung vorgegeben ist. Häufig ist es auch so, dass die Bedruckung des Verpackungsmaterials die festen Abstände vorgibt.
Diese Festabstände bedingen allerdings auch, dass die Einlegeroboter allenfalls nicht gleichmässig ausgelastet werden können, wenn weniger als die chargenweise vorgegebene maximale Häufigkeit der Einzelprodukte herangeführt wird. Es wird dadurch aber erreicht, dass ausreichend Behälter eingesteuert werden können, wenn wieder mehr oder die chargenweise vorgegebene maximale Häufigkeit der Einzelprodukte herangeführt werden.
Wenn die Behälter auf wenigstens einem Behälterband vereinzelt zugeführt werden können, so ist es vorteilhaft, wenn die Behälter, wie in Anspruch 5 beschrieben, in veränderlichen Abständen zugeführt werden. Bei der Verwendung von einzelnen Schalen, Behältern oder dergleichen werden diese meist mit einem Entstapler oder einer anderen Vereinzelungsvorrichtung auf das mindestens eine Behälterband entstapelt und dem Umsetzbereich zugeführt. Bei dem mindestens einen Behälterband kann es sich dabei um ein Förderband handeln, welches keine Abstände vorgibt. Es kann sich aber auch um Förderketten oder -bänder mit Mitnehmern handeln. Dort gibt die Teilung der Mitnehmer zwar einen Abstand von Mitnehmer zu Mitnehmer vor. Es kann dort aber durch Auslassung von Mitnehmern erreicht werden, dass der Abstand der Behälter um ein Mehrfaches der Teilung verändert wird.
Werden die Abstände der zugeführten Behälter aufgrund einer Abweichung von der chargenweise vorgegebenen maximalen Häufigkeit der Einzelprodukte mit grösseren Abständen zugeführt, so ist dort zu berücksichtigen, dass die Versetzung der Zielposition zur Zählposition hin und entsprechend die aktuelle Geschwindigkeit dieses wenigstens einen Behälterbandes durch diese Abstände ebenfalls mitbestimmt werden. Unter Umständen wird man die Abstände so gross wählen, dass die Zielposition und die Relativgeschwindigkeit nicht verändert werden muss. Dadurch kann auch erreicht werden, dass alle Einlegeroboter gleichmässig ausgelastet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des Verfahrens, wie in Anspruch 6 beschrieben, erfolgt für jedes herangeführte Einzelprodukt eine Merkmalsbestimmung bezüglich Sorte, Gewicht, Grösse, Farbe oder eines anderen Merkmales. Diese Merkmale jedes Einzelproduktes bestimmen die Zuordnung der Einzelprodukte bei der Umsetzung im Umsetzbereich zu einem auf einem Behälterband herantransportierten Behälter.
Dadurch können die Einzelprodukte in definiert einem Merkmal zugeordnete Positionen eines Behälters umgesetzt werden. Es ist aber beispielsweise auch möglich, gewichtsbestimmte Behälter zu bilden. Das erfolgt durch die Kombination der bestimmten Merkmale von ungleichgewichtigen Einzelprodukten und entsprechend der Anforderungen an das Gesamtgewicht und an die Füllanzahl eines solchen gewichtsbestimmten Behälters.
Man kann die Merkmale der Einzelprodukte beispielsweise mittels heuristischer Optimierungsverfahren laufend dynamisch optimieren und die Einzelprodukte dadurch möglichst verlustfrei, das heisst insbesondere ohne Zugabe, in Behälter umsetzen.
Gerade bei Lebensmittelprodukten weichen diese im Gewicht und in der Grösse oft deutlich voneinander ab. Es kann daher erforderlich sein, dass, wie in Anspruch 7 beschrieben, zusätzlich eine Bestimmung der Häufigkeitsverteilung des gemessenen Merkmals, beispielsweise des Gewichts jedes Einzelproduktes, erfolgt. Diese Häufigkeitsverteilung bestimmt dann die Einsteuerung eines nächsten zu befüllenden Behälters.
Wenn nur ein durch das Zielgewicht und die darin enthaltene Füllanzahl von Einzelprodukten bestimmter Behälter im Umsetzbereich gebildet werden kann und wenn das mittlere Gewicht der Einzelprodukte nach unten oder nach oben gegenüber dem mittleren erforderlichen Gewicht abweicht, dann darf der nächste zu befüllende Behälter jeweils nur eingesteuert werden, wenn ausreichend Einzelprodukte mit mittlerem erforderlichen Gewicht dem Umsetzbereich zugeführt werden. Es kann dann erforderlich sein, dass zu schwere oder zu leichte Einzelprodukte nicht umgesetzt werden können. Es kann aber auch sein, dass unterschiedliche Behälter eingesteuert werden können, beispielsweise mittels zwei hintereinander angeordneter Abstaplern, und dass entsprechend der Häufigkeitsverteilung der jeweilige Behälter zugeführt wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Einsteuerung der Behälter auf mindestens zwei Behälterbändern erfolgt. Die Freigabe eines nächsten zu befüllenden Behälters auf das jeweilige Behälterband wird dann aufgrund der Häufigkeitsverteilung der Merkmale bestimmt. Insbesondere wenn der Abstand der Behälter auf diesen mindestens zwei Behälterbändern veränderlich ist, kann es durchaus sein, dass die Behälterbänder mit gleicher Geschwindigkeit betrieben werden und die Streuung der Häufigkeitsverteilung gezielt kompensiert wird. Wenn beispielsweise auf einem Behälterband mit einem nach der Befüllung mit vier Einzelprodukten angestrebten Zielgewicht von 500g und auf dem anderen Behälterband Behälter mit einem nach der Befüllung mit zwei Einzelprodukten angestrebten Zielgewicht von 300g herangeführt werden, dann ist es entsprechend möglich, bei einem mittleren Gewicht der Einzelprodukte, welches zwischen 125g und 150g schwankt, alle Einzelprodukte umzusetzen. Wenn das mittlere Gewicht der zugeführten Einzelprodukte nach oben abweicht werden mehr Behälter für die Befüllung mit 300g zugeführt und umgekehrt werden mehr Behälter zu 500g zugeführt, wenn das mittlere Gewicht nach unten abweicht. Es kann aber auch sein, dass sich die Anzahl, insbesondere aufgrund einer unterschiedlichen Füllanzahl der Behälter, der in Behälter umgesetzten Einzelprodukte von einem Behälterband zum anderen Behälterband unterscheidet und dass das Zielgewicht identisch ist. Bei Behälterbändern mit festem Abstand der Behälter sind entsprechend die Zielposition und die Geschwindigkeit jedes Behälterbandes zusätzlich in Abhängigkeit der Häufigkeitsverteilung zu bestimmen.
Ein wesentliches Effizienzmerkmal einer Roboterstrasse ist die möglichst vollständige Umsetzung der Einzelprodukte in möglichst vollständig befüllte Behälter. Dazu wird, wie in Anspruch 8 beschrieben, für jeden, von einem Behälterband durchlaufenen Teilabschnitt einer vorgebbaren gedachten Unterteilung des Umsetzbereiches fortlaufend ein Sollfüllstand der Behälter bestimmt. Die vorgebbare gedachte Unterteilung des Umsetzbereiches wird möglichst fein gewählt, um dadurch eine möglichst kontinuierliche Befüllung der Behälter zu erreichen. Dazu wird der Sollfüllstand in jedem Teilabschnitt in Abhängigkeit der gegenwärtigen Zielposition festgelegt. Der Sollfüllstand entspricht im jeweiligen Teilabschnitt dem Quotienten aus der Länge der bereits durchlaufenen Teilabschnitte relativ zur Länge aller in Laufrichtung der Behälter vor der gegenwärtigen Zielposition angeordneten Teilabschnitte. Dadurch bestimmt die, durch die gegenwärtige Zielposition bestimmte, aktuelle Gesamtlänge des Umsetzbereiches den Sollfüllstand und dieser Sollfüllstand wird kontinuierlich aufgrund der gegenwärtigen Abweichung von der chargenweise vorgegebenen maximalen Häufigkeit der herantransportierten Einzelprodukte angepasst. Während der Umsetzung der Einzelprodukte werden in jedem Teilabschnitt, in welchem die Befüllung der Behälter bereits den Sollfüllstand erreicht hat, keine Einzelprodukte mehr in Behälter umgesetzt.
Dadurch ist sichergestellt, dass die Einzelprodukte nicht zu früh in Behälter umgesetzt werden. Das ist erforderlich, damit trotz unterschiedlicher Geschwindigkeit der Produkt- und Behälterbänder vor dem Auslauf aus dem Umsetzbereich respektive vor Erreichen der gegenwärtigen Zielposition noch eine leere Position in einem Behälter für noch nicht umgesetzte Einzelprodukte vorgefunden wird. Dadurch ist weiter sichergestellt, dass die Einsteuerung der Behälter, die Umsetzung der unregelmässig herangeführten Einzelprodukte und die Optimierung im Hinblick auf ein Merkmal der befüllten Behälter, beispielsweise dem Gesamtgewicht der Behälter, weitgehend entkoppelt werden kann und dass die Umsetzung von Einzelprodukten in jedem Teilabschnitt des Umsetzbereiches gezielt auf diese Optimierung ausgelegt werden kann.
Diese Kaskadierung ist effizienter, wenn die Einlegeroboter möglichst gleichmässig entlang dem Umsetzbereich verteilt sind, da die Länge des Arbeitsbereiches eines Einlegeroboters nicht bestimmend ist für den Sollfüllstand an seiner Position.
Zur Erreichung einer möglichst vollständigen Umsetzung der Einzelprodukte in möglichst vollständig befüllte Behälter wird weiter, wie in Anspruch 9 beschrieben, für jeden, von einem Produktband durchlaufenen Teilabschnitt einer vorgebbaren gedachten Unterteilung des Umsetzbereiches fortlaufend ein Sollentleerungsstand des jeweiligen Produktbandes bestimmt. Die vorgebbare gedachte Unterteilung des Umsetzbereiches wird möglichst fein gewählt, um dadurch eine möglichst kontinuierliche Entleerung des jeweiligen Produktbandes zu erreichen. Dazu wird der Sollentleerungsstand für jeden Teilabschnitt des jeweiligen Produktbandes in Abhängigkeit der gegenwärtigen Abweichung von der chargenweise vorgegebenen maximalen Häufigkeit der herantransportierten Einzelprodukte in diesem Teilabschnitt festgelegt. Der Sollentleerungsstand entspricht im jeweiligen Teilabschnitt der mit dem Quotienten aus der Länge der bereits durchlaufenen Teilabschnitte relativ zur Länge aller in Laufrichtung der Behälter vor der gegenwärtigen Zielposition angeordneten Teilabschnitte gewichteten Abweichung von der chargenweise vorgegebenen maximalen Häufigkeit der herantransportierten Einzelprodukte. Dadurch bestimmt die durch die gegenwärtige Zielposition bestimmte, aktuelle Gesamtlänge des Umsetzbereiches den Sollentleerungsstand und dieser wird kontinuierlich aufgrund der gegenwärtigen Abweichung von der chargenweise vorgegebenen Häufigkeit der herantransportierten Einzelprodukte angepasst. Zusätzlich wird die ursprüngliche Abweichung von der chargenweise vorgegeben Häufigkeit der herantransportierten Einzelprodukte in jedem Teilabschnitt berücksichtigt. Während der Umsetzung der Einzelprodukte werden in jedem Teilabschnitt des zugehörigen Produktbandes, in welchem der Sollentleerungsstand bereits erreicht wurde, keine Einzelprodukte mehr in Behälter umgesetzt.
Dadurch ist sichergestellt, dass die Einzelprodukte nicht zu früh in Behälter umgesetzt werden. Das ist erforderlich, damit trotz unterschiedlicher Geschwindigkeit der Produkt- und Behälterbänder vor dem Auslauf aus dem Umsetzbereich respektive vor der gegenwärtigen Zielposition noch ausreichend Einzelprodukte zur Umsetzung in noch nicht vollständig befüllte Behälter vorgefunden werden. Dadurch ist weiter sichergestellt, dass die Einsteuerung der Behälter, die Umsetzung der unregelmässig herangeführten Einzelprodukte und die Optimierung im Hinblick auf ein Merkmal der befüllten Behälter weitgehend entkoppelt werden kann und dass die Umsetzung von Einzelprodukten in jedem Teilabschnitt des Umsetzbereiches gezielt auf diese Optimierung ausgelegt werden kann.
Diese Kaskadierung ist effizienter, wenn die Einlegeroboter möglichst gleichmässig entlang dem Umsetzbereich verteilt sind, da die Länge des Arbeitsbereiches jedes Einlegeroboters nicht bestimmend ist für den Sollentleerungsstand an seiner Position.
Zum Zweck der Verhinderung von unvollständig befüllten Behältern kann bei Bedarf selbstverständlich zusätzlich eine Zwischenspeicherung von Einzelprodukten erfolgen bzw. vorgesehen sein, beispielsweise durch eine Unterteilung des Produktbandes im Umsetzbereich wie z.B. in Fig. 5 und der zugehörigen Beschreibung in Abschnitt [0024] der EP 1'352'831 B1 beschrieben.
Zusätzlich zur Festlegung der Sollfüll- und Sollentleerungsstände kann für jede Charge von Einzelprodukten aufgrund ihrer maximalen Häufigkeit der herangeführten Einzelprodukte oder aufgrund anderer leistungsbestimmender Eigenschaften im Voraus für jeden Einlegeroboter eine optimale Umsetzleistung bestimmt werden. Im eigentlichen Umsetzbetrieb wird die Umsetzleistung aufgrund der sich gegenwärtig im Arbeitsbereich jedes Einlegeroboter befindenden Einzelprodukte und aufgrund des erreichten Füllstandes der gegenwärtig sich im Arbeitsbereich jedes Einlegeroboter befindenden Behälter und aufgrund der Entleerung des jeweiligen Produktbandes kontinuierlich gegenüber der optimalen Umsetzleistung so angepasst, dass die Behälter bei Verlassen des Arbeitsbereiches möglichst ihren Sollfüllstand und dass die Produktbänder ihren Sollentleerungsstand erreichen.
Dadurch wird erreicht, dass auch bei Ausfall eines Einlegeroboters eine möglichst vollständige Befüllung der Behälter gewährleistet werden kann. Dadurch wird ebenfalls erreicht, dass beim Anfahren der Roboterstrasse nach einem Chargenwechsel die Umsetzung der Einzelprodukte möglichst rasch den angestrebten ansteigenden Füllstand der Behälter mit Einzelprodukten erreicht.
Weiterhin bevorzugt kann, wie in Anspruch 10 beschrieben, auch die Geschwindigkeit der Produktbänder und der Behälterbänder reduziert werden, wenn der Sollfüllstand oder der Sollentleerungsstand in einem Teilabschnitt des jeweiligen Behälterbandes bzw. des jeweiligen Produktbandes nicht erreicht wird und die Umsetzungskapazität oder die Leistung der Einlegeroboter in den verbleibenden Teilabschnitten nicht ausreicht, um die Behälter vollständig zu befüllen und die Einzelprodukte vollständig umzusetzen.
Das erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn die Häufigkeit der zugeführten Einzelprodukte im Voraus bestimmt werden kann. Dort kann bei Ausfall eines oder mehreren Einlegeroboters die erforderliche Umsetzleistung der Anlage durch eine Reduktion der Häufigkeit der zugeführten Einzelprodukte soweit reduziert werden, dass die Leistung der verbleibenden Einlegeroboter ausreicht, um alle dem Umsetzbereich zugeführten Einzelprodukte umzusetzen. Auch bei Anordnungen bei welchen die Einzelprodukte in mehreren Spuren herangeführt werden und bei welchen die Zuführung der Einzelprodukte nur reihenweise, also quer zur Laufrichtung des Produktbandes, geregelt werden kann, erweist sich eine Reduktion der Geschwindigkeit der Produkt- und Behälterbänder als hilfreich, um die Anlage nach einem Chargenwechsel aufzustarten. In Verbindung mit einer taktweisen Produktion der Einzelprodukte vor der eigentlichen Roboterstrasse ergeben sich zusätzliche Vorteile, wenn die Taktzahl der Produktion, und damit die Häufigkeit der herangeführten Einzelprodukte, während dem Aufstarten angepasst wird.
Eine weitere Verbesserung ergibt sich durch eine zweiteilige Ausführung des Produktbandes oder wenigstens eines der mehreren Produktbänder. Dadurch kann, wie in Anspruch 11 beschrieben, die Geschwindigkeit des jeweils ersten, stromaufwärts angeordneten Teils unabhängig von der Geschwindigkeit des zweiten Teils gesteuert werden. Der erste, stromaufwärts angeordnete Teil wird in Laufrichtung vollständig vor der Zählposition angeordnet.
Dadurch können die auf dem ersten Teil herangeführten Einzelprodukte auf dem jeweils zweiten Teil der Produktbänder und entsprechend die Behälter auf jedem Behälterband schneller herangeführt und auf die Teilabschnitte der einzelnen Einlegeroboter verteilt werden. Das erweist sich bei eine grosse Füllanzahl von Einzelprodukten aufnehmenden Behältern als hilfreich, da dort eine schnellere Heranführung der Einzelprodukte und der Behälter nach einem Chargenwechsel für die Erreichung des erwünschten ansteigenden Füllstandes der Behälter im Verlauf des Umsetzbereiches hilfreich ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn, wie in Anspruch 12 beschrieben, jeweils auf dem ersten Teil des Produktbandes eine zusätzliche Zählung der Einzelprodukte erfolgt. Diese zusätzliche Zählung wird bei der Bestimmung der Geschwindigkeiten des ersten und des zweiten Teils jedes Produktbandes berücksichtigt.
Dadurch wird erreicht, dass die Geschwindigkeit des zweiten Teils der Produktbänder und der Behälterbänder reduziert werden können. Eine solche Reduzierung dieser Geschwindigkeiten ist erwünscht, wenn die Häufigkeit der auf dem/jedem ersten Teil zugeführten Einzelprodukte deutlich unter die üblicherweise herangeführte Häufigkeit zurückfällt und da so sichergestellt werden kann, dass zwar die Durchlaufzeit der Behälter durch den Umsetzbereich erhöht wird, dass aber die Häufigkeit der sich im Umsetzbereich befindenden Einzelprodukte für jeden von einem Produktband durchlaufenen Teilabschnitt möglichst konstant gehalten werden kann. Im Falle einer direkten Anbindung der Roboterstrasse an einen Produktionsprozess kann anstelle der zusätzlichen Zählung auch eine Datenübermittlung der gegenwärtigen Häufigkeit der von diesem Produktionsprozess herangeführten Einzelprodukte erfolgen.
Zusätzlich hilfreich ist eine solche zusätzliche Zählung, wie in Anspruch 13 beschrieben, wenn der zweite Teil jedes Produktbandes und jedes Behälterband vorübergehend gestoppt werden kann, wenn bei der jeweils zusätzlichen Zählung der Einzelprodukte auf dem ersten Teil jedes Produktbandes keine solchen mehr herangeführt werden oder wenn diese vorübergehend auf dem ersten Teil jedes Produktbandes angestaut werden.
Dadurch wird erreicht, dass im Umsetzbereich der jeweilige optimale Sollfüllstand und Sollentleerungsstand auch bei einer Lücke oder einem Unterbruch in der Produktion von Einzelprodukten aufrechterhalten werden kann. Bei häufigen Unterbrüchen in der Heranführung von Einzelprodukten ist anzustreben, dass jedes Produktband und jedes Behälterband im Umsetzbereich gestoppt werden kann, da dadurch die Gesamteffizienz einer im Gleichstrom betriebenen Roboterstrasse deutlich erhöht werden kann.
Weitere Einsatzmöglichkeiten entstehen, wie in Anspruch 14 beschrieben, durch eine taktweise Bewegung wenigstens eines Produktbandes oder wenigstens eines Behälterbandes.
Durch eine taktweise Bewegung des Behälterbandes kann erreicht werden, dass auch intermittierend arbeitende Füllaggregate im Bereich dieses Behälterbandes oder quer zur Bandrichtung laufende Applikatoren oder Etikettierer angeordnet werden können. In einer besonders vorteilhaften Ausführung erfolgt die Heranführung der Behälter direkt durch eine taktweise arbeitende Verpackungsmaschine, insbesondere durch eine Tiefziehmaschine mit taktweiser Formung, Befüllung, Versiegelung und Schneidung. Damit die jeweils aufgrund der Abweichung von der chargenweise vorgegebenen maximalen Häufigkeit erforderliche Relativgeschwindigkeit der Produkt- und Behälterbänder aufrecht erhalten wird, muss entsprechend jedes Produktband und allenfalls jedes nicht taktweise bewegte Behälterband bei jeder taktweisen Bewegung des mindestens einen taktweise bewegten Behälterbandes, insbesondere bei jedem Abzug einer intermittierend arbeitenden Verpackungsmaschine, um diejenige Länge vorwärtsbewegt werden, welche der um die Relativgeschwindigkeit korrigierten Abzugslänge, also der Länge des Vorschubs der Verpackungsmaschine zwischen zwei Takten, entspricht.
Taktweise bewegte Produktbänder werden häufig im Zusammenhang mit aseptischer Flüssigkeitsabfüllung eingesetzt. Auch die im one-shot Verfahren oder auf Giessplatten hergestellten Pralinen werden taktweise herangeführt.
Die Zählung der Einzelprodukte an der Zählposition auf dem sie heranführenden Produktband kann, wie in Anspruch 15 beschrieben, durch rechnerisches Fortschreiben von stromaufwärts ermittelter Zählinformation ermittelt werden. Dazu kann einerseits die der jeweiligen Zählposition vorgelagerte Produktionsinformation oder eine der jeweiligen Zählposition vorgelagerte Zählung genutzt werden.
Soweit eigentliche Zählvorrichtungen genutzt werden, kann es sich um eine Kameras, Lichttaster, Näherungsensoren, 3D Bildverarbeitungssysteme, oder auch um Wägeeinheiten handeln. Die Zählvorrichtung kann sich auch quer über mehrere Produktbänder erstrecken, beispielsweise als Zeilenkamera, und die Information rechnerisch auf die einzelnen Produktbänder fortgeschrieben werden. Anstelle von Zählvorrichtungen kann auch ein Datenbus zum vorgelagerten Produktionsprozess der Einzelprodukte oder zu den vor- und nachgelagerten Steuerungen vorhanden sein.
Mittels der Zählvorrichtung oder der Produktionsdatenübermittlung kann allenfalls auch für jedes herangeführte Einzelprodukt eine Merkmalsbestimmung bezüglich Sorte, Gewicht, Grösse, Farbe oder eines anderen Merkmales erfolgen.
Im Betrieb erweist es sich weiterhin als vorteilhaft, wenn, wie in Anspruch 16 beschrieben, bei der Abführung eines Behälters aus dem Umsetzbereich der Roboterstrasse gleichzeitig ein diesem Behälter zugehöriger Datenwert, welcher den einzelnen Merkmalen oder einem aus diesen einzelnen Merkmalen ermittelten Wert der im Behälter eingesetzten Einzelprodukte entspricht, übertragen wird.
Ein so übertragener Datenwert kann unterschiedlich genutzt werden. Beispielsweise kann das Merkmal, beispielsweise seine Produktionsnummer, jedes in einem Behälter enthaltenen Einzelproduktes zu Rückverfolgbarkeitszwecken abgespeichert werden. Wenn der Behälter ein bestimmtes Zielgewicht erreichen soll, so kann dieses von der Roboterstrasse als Datenwert übermittelte Zielgewicht zur Kontrollmessung und zur laufenden Korrektur innerhalb der Roboterstrasse verwendet werden. Schliesslich kann der Datenwert auch direkt zur Beschriftung und Etikettierung eines Behälters verwendet werden.
Die Erfindung betrifft ausserdem eine Roboterstrasse zum chargenweisen Umsetzen von je Charge mindestens einer Sorte von Einzelprodukten in mindestens eine Sorte eine bestimmte Füllanzahl von Einzelprodukten aufnehmende Behälter gemäss den Merkmalen des Anspruchs 17. Dabei ist je Charge eine maximale Häufigkeit der gesamthaft herantransportierten Einzelprodukte vorgebbar. Die Roboterstrasse umfasst mindestens zwei in einem Umsetzbereich zwischen einem Einlauf und einem Auslauf angeordnete Einlegeroboter, um Einzelprodukte im Umsetzbereich der Roboterstrasse einzeln zu ergreifen und in die Behälter umzusetzen. Ausserdem weist die Roboterstrasse mindestens ein Produktband auf, auf welchem die Einzelprodukte herantransportierbar sind, und mindestens ein Behälterband, auf welchem die Behälter im Gleichlauf mit den Einzelbehältern herantransportierbar sind. Weiter weist die Roboterstrasse mindestens eine programmierbare Steuereinheit auf.
Die Steuereinheit ist derart ausgebildet und programmiert, dass für jedes Produktband und für jedes Behälterband eine Geschwindigkeit vorgebbar ist, sodass jedes Produktband und jedes Behälterband bezüglich einem langsamsten Behälterband eine der maximalen Häufigkeit zugeordnete Relativgeschwindigkeit hat, welche insbesondere von Null verschieden ist. Dabei ist für jedes Produktband eine Zählposition vorgebbar, derart, dass ein an der Zählposition gezähltes und nicht umgesetztes Einzelprodukt zeitgleich eine Zielposition erreicht, wie ein gleichzeitig auf dem langsamsten Behälterband in den Einlauf des Umsetzbereiches der Roboterstrasse eingesteuerter Behälter. Hierzu kann das oder jedes Produktband eine Zählvorrichtung an der so bestimmten Zählposition aufweisen. Ebenso kann nur eine Zählvorrichtung auch für alle Produktbänder vorgesehen sein, wobei in diesem Fall wie eingangs beschrieben die entsprechenden Parameter durch rechnerisches Fortschreiben bestimmbar sind. Ebenso kann wie erwähnt die Zählung der Einzelprodukte beispielsweise durch Zählvorrichtungen wie optische Aufnahmevorrichtungen oder durch Wägeeinheiten erfolgen, welche die Produktanwesenheit prüfen. In Varianten braucht auch keine Zählvorrichtung vorhanden zu sein, wobei in diesem Fall die Zählung an der Zählposition durch rechnerisches Fortschreiben von Produktionsdaten erfolgen kann.
Die Zielposition ist derart vorgebbar, dass sie mit einem Auslauf aus dem Umsetzbereich der Roboterstrasse zusammenfällt, wenn jedes Produktband und jedes Behälterband mit der in Abhängigkeit jeder Charge vorgebbaren Geschwindigkeit bewegt werden.
Während dem Umsetzen der Einzelprodukte sind diese auf dem sie heranführenden Produktband an der diesem Produktband zugehörigen Zählposition von der Zählvorrichtung zählbar. Die Geschwindigkeit jedes Behälterbandes ist in Abhängigkeit einer Abweichung von der maximalen Häufigkeit der herantransportierten Einzelprodukte derart anpassbar, dass die zeitgleich erreichte Zielposition bezogen auf den Auslauf des Umsetzbereiches zur Zählposition hin versetzbar ist.
Durch Anpassung der Zählweise ist es auch denkbar, die Position der Zählvorrichtung an einer anderen (gegen die Laufrichtung weiter zurückliegende) Stelle zu wählen und rechnerisch die Zählvorrichtung so zu betreiben, dass das zeitgleiche Erreichen der Zielposition von Einzelprodukt und Behälter trotzdem in der vorstehend beschriebenen Weise erfolgt.
Insbesondere ist die Steuereinheit der Roboterstrasse gesamthaft zur Durchführung einer der vorliegend beschriebenen Verfahrensvarianten ausgebildet und programmiert.
Es versteht sich, dass die Steuereinheit in jedem Fall auch mehrere Untereinheiten umfassen kann, welche insbesondere auch verteilt bzw. räumlich voneinander getrennt in der Roboterstrasse angeordnet sein können. Ebenso ist selbstverständlich auch eine zentrale Steuereinheit denkbar.
Die Steuereinheit weist zudem direkte oder indirekte Verbindungen mit den verschiedenen Komponenten der Roboterstrasse auf, dass diese Komponenten verfahrensgemäss steuerbar sind. Es versteht sich, dass die Steuereinheit typischerweise eine Speichereinheit zur Speicherung von Verfahrensparametern sowie eine Recheneinheit zu deren Verarbeitung sowie zur Verarbeitung von z.B. Messwerten oder Sensorsignalen der Komponenten aufweist. Ebenso ist in der Regel eine Eingabeeinheit vorhanden, welche die Eingabe von Verfahrensparametern wie z.B. eine maximale Häufigkeit der aktuellen Charge ermöglicht.
Das eine oder wenigstens eines der mehreren Produktbänder der Roboterstrasse kann, wie in Anspruch 18 beschrieben, in Laufrichtung zweitteilig ausgeführt sein. Die Geschwindigkeit des ersten, stromaufwärts angeordneten Teils ist unabhängig von der Geschwindigkeit des zweiten Teils steuerbar. Dabei ist der erste, stromaufwärts angeordnete Teil in Laufrichtung vollständig vor der Zählposition angeordnet.

Zeichnungen und Abbildungen

Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, welches in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, erläutert.
Es zeigen:

Figur 1:: eine Aufsicht auf eine Roboterstrasse im Gleichstrombetrieb gemäss dem Stand der Technik.
Figur 2:: eine Aufsicht auf ein erstes erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel einer Roboterstrasse im Gleichstrombetrieb mit grossen Behältern und maximaler Produktzuführung.
Figur 3:: eine Aufsicht auf ein zweites erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel einer Roboterstrasse im Gleichstrombetrieb mit grossen Behältern und von der maximalen Häufigkeit abweichender Produktzuführung.
Figur 4:: eine Aufsicht auf ein drittes erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel einer Roboterstrasse im Gleichstrombetrieb mit grossen Behältern und von der maximalen Häufigkeit abweichender Produktzuführung und veränderlichen Behälterabständen.
Figur 5:: eine Aufsicht auf eine Variante des ersten erfindungsgemässen Ausführungsbeispiels einer Roboterstrasse im Gleichstrombetrieb mit kleinen Behältern.
Figur 6:: eine Aufsicht auf ein viertes erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel einer Roboterstrasse im Gleichstrombetrieb wobei die Produktzuführung zweiteilig ausgeführt ist.
Figur 7:: eine Aufsicht auf ein fünftes erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel einer Roboterstrasse im Gleichstrombetrieb mit mehreren Produktbändern, mehreren Behälterbändern oder Transportketten und unterschiedlichen Behältern.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Eine Ausführungsform gemäss der Erfindung ist im Folgenden anhand der Figuren näher beschrieben:

In der Figur 1 ist in der Aufsicht eine aus dem Stand der Technik bekannte Roboterstrasse 1 dargestellt, bei der in Laufrichtung 17, also von links nach rechts, Einzelprodukte 2, die willkürlich auf einem Produktband 6 angeordnet sind unter Einlegerobotern 4a, 4b, 4c, ... durchlaufen. Dabei erfolgt eine Zählung am Einlauf in einen Umsetzbereich 1b der Roboterstrasse.

Parallel zum Produktband 6 läuft ein Behälterband 7 in einer Laufrichtung 16, auf welchem leere und im weiteren Verlauf teilbefüllte Behälter 3 herangeführt werden. Das Produktband 6 wird mit einem Antrieb 18 und das Behälterband 7 wird mit einem Antrieb 19 angetrieben.
Vor Beginn des Umsetzbereiches des ersten Einlegeroboters 4a werden die Einzelprodukte in einem Zählbereich 1a mittels einer Zähleinrichtung 8 gezählt. Die Zählvorrichtung 8 ist mit Steuerungen 11a, 11b, 11c der Einlegeroboter verbunden. In der Praxis können diese Steuerungen auch durch eine einzelne zentrale Steuerung, welche einen Rechner umfasst, realisiert sein.
Mit einer Behälterzuführung 12, beispielsweise einem Behälterabstapler, werden leere Behälter zugeführt und am Einlauf des Behälterbands 7 an dieses übergeben. Um die Anzahl und den Zeitpunkt der Behälterzuführung zu steuern ist auch die Behälterzuführung 12 mit den einzelnen Steuerungen 11a, 11b, 11c (oder einer einzelnen Steuerung) verbunden. Soweit die Behälter bereits auf einem Behälterband zugeführt werden, kann anstelle der Behälterzuführung 12 an dieser Position ein quer über das Behälterband 7 verlaufender Stopper vorgesehen sein, welcher wiederum mit der Steuerung 11 oder den einzelnen Steuerungen 11a, 11b, 11c zu verbinden ist.
Der nächste leere, allenfalls angestaute, Behälter 3 wird dabei immer dann freigegeben, sobald unter der Zähleinrichtung 8 eine solche Anzahl von Einzelprodukten 2 auf dem Produktband 6 hindurchgelaufen sind, wie es der Füllanzahl eines Behälter 3 entspricht.
Damit nun dieser nächste mit Einzelprodukten 2 zu befüllende Behälter nach der Freigabe in etwa parallel zu den für ihn bestimmten Produkten 2 läuft, muss der Abstand zwischen den einzelnen Behältern, welche eine grössere Füllanzahl beinhalten, grösser gewählt werden, damit die Geschwindigkeit des Behälterbandes soweit erhöht werden kann, dass das Produktband und das Behälterband in etwa mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt werden. Eine solche Erhöhung des Abstandes ist meist nicht erwünscht. Sollen etwa aus merkmalsbestimmten, beispielsweise ungleichgewichtigen, Einzelprodukten 2 möglichst merkmalsbestimmte, beispielsweise gleichgewichtige, Behälter 3 gebildet werden, so will man dort die grösstmögliche Häufigkeitsverteilung der Merkmale, in diesem Beispiel die Einzelgewichte, der Einzelprodukte 2 nutzen und entsprechend sollten die Behälter 3 nicht zu schnell durch den Umsetzbereich 1b geführt werden.
Entsprechend ist in Figur 2 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemässe Roboterstrasse 1 gezeigt. Wiederum laufen die willkürlich auf einem Produktband 6 angeordneten Einzelprodukte 2 in Laufrichtung 17, also von links nach rechts, unter den Einlegerobotern 4a, 4b, 4c, ... durch. Die Behälter werden in gleichmässigem Abstand mittels eines Förderbands oder mittels einer Transportkette oder Tiefziehmaschine herangeführt. Der Abstand der Behälter ist im Unterschied zu Figur 1 soweit verkleinert, dass doppelt so viele Behälter auf dem Behälterband 7 angeordnet sind. Es ist eine Zähleinrichtung 8 gezeigt, welche vor dem Umsetzbereich 1b angeordnet ist.
Parallel zum Produktband 6 läuft ein Behälterband 7, auf welchem leere und im weiteren Verlauf teilbefüllte Behälter 3 herangeführt werden.
Damit nun aber die Geschwindigkeit des Behälterbandes 7 soweit reduziert werden kann, dass alle Positionen der Behälter 3 durch die Einlegeroboter 4a, 4b, 4c, ... belegt werden können, ist es erforderlich, dass die Zählung der herangeführten Einzelprodukte 2 bereits vor Erreichen des Umsetzbereiches 1b erfolgt, damit immer dann ein leerer Behälter von der Behälterzuführung 12 eingesteuert wird, sobald unter der Zähleinrichtung 8 an der Zählposition eine solche Anzahl von Einzelprodukten 2 auf dem Produktband 6 hindurchgelaufen sind, wie es der Füllanzahl eines Behälters 3 entspricht, welcher eine Zielposition 1c bezogen auf den Auslauf aus dem Umsetzbereich 1b zeitgleich mit der Position auf dem Produktband 6 erreicht, an welcher mittels der Zähleinrichtung 8 die Einzelprodukte 2 gezählt werden. In Figur 2 wird davon ausgegangen, dass sich das Behälterband 7 mit halber Geschwindigkeit relativ zur Geschwindigkeit des Produktbandes 6 bewegt. Entsprechend entspricht die Länge des Zählbereiches 1a etwa der Länge des Umsetzbereiches 1b. Die Zählvorrichtung 8 ist mit den Steuerungen 11a, 11b, 11c der Einlegeroboter verbunden. In der Praxis können diese Steuerungen auch hier durch eine einzelne zentrale Steuerung 11, welche einen Rechner umfasst, realisiert sein.
In Figur 3 ist eine Aufsicht auf eine erfindungsgemässe Roboterstrasse 1 gezeigt, bei welcher die Behälter in gleichmässigem, insbesondere festem, Abstand mittels eines Förderbands oder mittels einer Transportkette oder Tiefziehmaschine herangeführt werden und bei welcher die gegenwärtige Häufigkeit der willkürlich auf einem Produktband 6 angeordneten und herangeführten Einzelprodukte 2 von der chargenweise vorgegebenen maximalen Häufigkeit abweicht. Da die Behälter 3 in festem Abstand herangeführt werden, ist es dort so, dass bei einer Einsteuerung eines zu befüllenden Behälters 3 gleichzeitig ein befüllter Behälter 3 am Auslauf des Umsetzbereiches 1b abgeführt wird. Damit eine möglichst vollständige Befüllung der Behälter 3 erreicht wird, wird die Zielposition 1c, welche ein an der Zählposition 8 gezähltes und nicht umgesetztes Einzelprodukt 2 und welche ein gleichzeitig auf dem Behälterband 8 eingesteuerter Behälter 3 gleichzeitig erreichen, bezogen auf den Auslauf den Umsetzbereiches zur Zählposition 8 hin versetzt. Dadurch wird bereits an dieser Zielposition 1c eine möglichst vollständige Befüllung der Behälter 3 erreicht. Diese Zielposition 1c wird kontinuierlich in Abhängigkeit der Abweichung der gegenwärtigen Häufigkeit der herantransportierten Einzelprodukte von der chargenweise vorgegebenen maximalen Häufigkeit angepasst und bewirkt verfahrensgemäss eine Anpassung der Geschwindigkeit des langsamsten Behälterbandes. Damit die vollständige Befüllung der Behälter 3 erreicht wird und die Einzelprodukte 2 vollständig umgesetzt werden, wird auch der Sollfüllstand der Behälter und der Sollentleerungsstand des Produktbandes an die aktuelle Zielposition 1c angepasst. Entsprechend dieser Geschwindigkeitsanpassung des langsamsten Behälterbandes werden auch die Sollfüllstände und die Sollentleerungsstände allfälliger weiterer Produkt- oder Behälterbänder angepasst. Bei Vorhandensein mehrerer Behälterbänder mit festen Abständen ist deren Geschwindigkeit ebenfalls anzupassen.
In Figur 4 ist eine weitere Aufsicht auf eine erfindungsgemässe Roboterstrasse 1 gezeigt, bei welcher die Behälter in ungleichmässigem Abstand mittels eines Förderbands oder mittels einer Transportkette insbesondere durch Auslassung von Mitnehmern herangeführt werden und bei welcher die gegenwärtige Häufigkeit der willkürlich auf einem Produktband 6 angeordneten und herangeführten Einzelprodukte 2 von der chargenweise vorgegebenen maximalen Häufigkeit abweicht. Da die Behälter 3 in veränderlichem Abstand herangeführt werden, ist es dort so, dass bei einer Einsteuerung eines zu befüllenden Behälters 3 nicht unbedingt gleichzeitig am Auslauf des Umsetzbereiches 1b ein befüllter Behälter 3 abgeführt wird. Hier wird eine möglichst vollständige Befüllung der Behälter 3 dadurch erreicht, dass die Zielposition 1c, welche ein an der Zählposition 8 gezähltes und nicht umgesetztes Einzelprodukt 2 und welche ein gleichzeitig auf dem Behälterband 8 eingesteuerter Behälter 3 gleichzeitig erreichen, bezogen auf den Auslauf den Umsetzbereiches zur Zählposition 8 hin möglichst wenig oder gar nicht versetzt wird. Dadurch können die Behälter 3 mit veränderlichem Abstand zugeführt werden. Dieser Abstand wird kontinuierlich in Abhängigkeit der Abweichung der gegenwärtigen Häufigkeit der herantransportierten Einzelprodukte von der chargenweise vorgegebenen maximalen Häufigkeit angepasst. Dadurch kann die vorgegebene Relativgeschwindigkeit der Produktbänder (6; 6a, 6b, 6c) und der Behälterbänder (7, 7a, 7b, 7c) und die jeweiligen Sollfüllständer der Behälter 3 und die Sollentleerungsständer der Einzelprodukte 2 auf den Produktbändern (6; 6a, 6b, 6c) möglichst beibehalten werden. Es ist aber insbesondere auch möglich, dass bei sehr unregelmässiger Heranführung der Einzelprodukte 2 der Abstand der Behälter 3 und die Versetzung der Zielposition 1c zur Zählposition hin kombiniert gesteuert werden.
In Figur 5 ist eine weitere Aufsicht auf eine erfindungsgemässe Roboterstrasse 1 gezeigt. Wiederum laufen die willkürlich auf einem Produktband 6 angeordneten Einzelprodukte 2 in Laufrichtung 17, also von links nach rechts, unter den Einlegerobotern 4a, 4b, 4c, ... durch. Hier ist eine Heranführung mit maximaler Häufigkeit gezeigt. Die Behälter werden in gleichmässigem Abstand mittels eines Förderbands oder mittels einer Transportkette oder Tiefziehmaschine herangeführt. Der Abstand der Behälter ist gegenüber Figur 2 gleich geblieben. Ebenfalls ist die Häufigkeit der zugeführten Einzelprodukte gleich geblieben. Die Behälter sind aber deutlich kleiner als in Figur 1 und 2 gezeigt. Es ist eine Zähleinrichtung 8 gezeigt, welche im Umsetzbereich selber angeordnet ist. Die Steuerung der Roboterstrasse 1 erfolgt hier mit einer einzigen Steuerung 11.
Parallel zum Produktband 6 läuft ein Behälterband 7, auf welchem leere und im weiteren Verlauf teilbefüllte Behälter 3 herangeführt werden. Dabei nehmen die Behälter 3 in Figur 5 vier Mal weniger Füllpositionen auf als die Behälter 3 in Figur 2. Auf dem Behälterband 7 befinden sich in Figur 3 gleich viele Behälter wie in Figur 2. Damit alle Einzelprodukte 2 in Behälter 3 umgesetzt werden können, muss das Behälterband 7 etwa doppelt so schnell wie das Produktband 6 bewegt werden.
Damit nun aber die Geschwindigkeit des Behälterbandes 7 soweit erhöht werden kann, dass alle Positionen der Behälter 3 durch die Einlegeroboter 4a, 4b, 4c, ... belegt werden können, ist es erforderlich, dass die Zählung der herangeführten Einzelprodukte 2 im Umsetzbereich 1b selber erfolgt, damit immer dann ein leerer Behälter 3 eingesteuert wird, sobald unter der Zähleinrichtung 8 eine solche Anzahl von Einzelprodukten 2 auf dem Produktband 6 hindurchgelaufen sind, wie es der an der Position der Zähleinrichtung 8 erwartungsgemäss für die vollständige Befüllung eines Behälters 3 noch benötigten Anzahl von Einzelprodukten 2 entspricht, welcher Behälter 3 die Zielposition bezogen auf den Auslauf aus dem Umsetzbereich 1b zeitgleich mit der Position auf dem Produktband 6 erreicht, an welcher mittels der Zähleinrichtung 8 die Einzelprodukte 2 gezählt werden. Entsprechend entspricht die Länge des Zählbereiches 1a etwa der halben Länge des Umsetzbereiches 1b.
Die an der Position der Zähleinrichtung 8 erwartungsgemäss für die vollständige Befüllung eines Behälters 3 noch benötigte Anzahl von Einzelprodukten 2 kann auf unterschiedliche Art bestimmt werden. Einerseits können die bereits in Behälter 3 umgesetzten Einzelprodukte 2 von der Steuerung 11 im ganzen Umsetzbereich fortgeschrieben werden. Als wesentlich vorteilhafter erweist sich aber eine kaskadierte Befüllung der Behälter 3 welche ermöglicht, dass die Zählung der Einzelprodukte 2 und die Freigabe eines nächsten zu befüllenden Behälters 3 auch bei einer Zählung innerhalb des Umsetzbereiches 1b selber ohne aufwendige Berechnungen erfolgen kann.
Durch den Einsatz einer kaskadierten Befüllung im Gleichstrom kann die Umsetzleistung jedes einzelnen Einlegeroboters 4a, 4b ,4c, ... in einer Roboterstrasse 1 derart ausgelegt werden, dass unabhängig von der Häufigkeit der herangeführten Einzelprodukte 2 ein Anstieg der Befüllung der Behälter 3 in Laufrichtung 16 des Behälterbandes 7 gewährleistet ist. Die Befüllung der Behälter 3 wird dann so realisiert, dass der Anstieg der Füllstände der Behälter 3 im Umsetzbereich 1b der Roboterstrasse 1 durch jeden Einlegeroboter 4a, 4b, 4c, ... selbständig und möglichst genau aufrechterhalten wird. Entsprechend wird für jede Sorte von Einzelprodukten 2 und für jeden zugehörigen Behälter 3 ein Sollfüllstand ermittelt, welcher im Arbeitsbereich des jeweiligen Einlegeroboters 4a, 4b, 4c, ... erreicht werden soll. Sobald dieser Sollfüllstand von einem Einlegeroboter für einen Behälter 3 in seinem Arbeitsbereich erreicht wird, unterbricht dieser Einlegeroboter die weitere Befüllung dieses Behälters 3, obwohl allenfalls weitere Einzelprodukte 2 in seinem Arbeitsbereich verfügbar sind.
Die Einlegeroboter 4a, 4b, 4c, ... sind in der Aufsicht als Deltaroboter skizziert. Es kann sich dabei aber auch um andere schnelle Einlegeroboter, wie Picker, SCARA oder vergleichbare parallele oder serielle Kinematiken handeln. Diese Einlegeroboter 4a, 4b, 4c, ... sind jeweils mit einer Greifvorrichtung, beispielsweise einem Sauger, ausgerüstet, der - nach Ansteuerung einer definierten Position in der horizontalen Ebene durch die Steuerung 11 - sich auf ein dort befindliches Einzelprodukt 2 absenkt, dieses dann hochhebt und nach Drehung um eine senkrechte Achse entsprechend der gewünschten, richtigen Orientierung in den Behälter 3 absenkt.
Damit die Greifer der Einlegeroboter 4a, 4b, 4c, ... die einzelnen Positionen auf dem sich ständig bewegenden Produktband 6, die angefahren werden müssen, kennen, wird mittels einer den Einlegerobotern 4a, 4b, 4c, ... zugeordneten Kamera 9a, 9b, 9c beim Durchlaufen der Einzelprodukte 2 unter der jeweiligen Kamera 9a, 9b, 9c jede Position, an welcher sich ein Einzelprodukt 2 befindet, registriert, sowie die Drehlage und allenfalls weitere Merkmale wie Gewicht oder Farbe des Einzelproduktes 2 ermittelt, und in der Steuerung 11 gespeichert sowie unter Berücksichtigung der Bandgeschwindigkeit, die in der Praxis nicht immer konstant ist, weitergerechnet.
Weiterhin wird von der Steuerung 11 jedes am Produktband 6 bereits abgenommene Einzelprodukt 2 ebenfalls berücksichtigt, so dass die jeweils noch vorhandenen und umzusetzenden Einzelprodukte 2 von den nachfolgenden Einlegeroboterbewegungen des Einlegeroboter 4a bzw. den nachfolgenden Einlegerobotern 4b, 4c, ... umgesetzt werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Zähleinrichtung 8 und die Kameras 9a, 9b, 9c in einer einzigen, vor dem Umsetzbereich 1b angeordneten Kamera zusammengefasst, welche gleichzeitig als Zähleinrichtung 8 und als Kamera 9a, 9b, 9c zur Positions-, Drehlage- und allenfalls Merkmalsbestimmung der Einzelprodukte 2 dient. Unter Berücksichtigung der vom Antrieb 18 des Produktbandes 6 übermittelten Produktbandgeschwindigkeit kann die Position der Zählung 1a der Einzelprodukte 2 dann rechnerisch an die Stelle geschoben werden, welche sich aus der in Abhängigkeit einer Charge vorgegebenen Geschwindigkeit des Produktbandes 6 und des Behälterbandes 7 ergibt. Entsprechend ist es auch möglich die Zähleinrichtung 8 durch eine Datenschnittstelle zum vorgelagerten Produktionsprozess zu ersetzen. Diese Datenschnittstelle übermittelt dann die gegenwärtig aus der Produktion zugeführten Einzelprodukte 2. Die Kamera 9a und allenfalls die weiteren Kameras 9b, 9c, usw. werden dann zur Positions-, Drehlage- und allenfalls zur Merkmalsbestimmung der Einzelprodukte 2 eingesetzt oder werden nicht benötigt.
In Figur 6 ist eine Aufsicht auf eine weitere erfindungsgemässe Roboterstrasse 1 gezeigt. Das Produktband ist zweiteilig ausgeführt und jeder Teil verfügt über eine Zählvorrichtung. Wiederum laufen die auf einem Produktband 6 angeordneten Einzelprodukte 2 in Laufrichtung 17, also von links nach rechts, unter den Einlegerobotern 4a, 4b, 4c, ... durch. Zusätzlich ist eine Zähleinrichtung 22 und ein unabhängig angetriebenes Ausgleichsband 21 gezeigt, welche unmittelbar vor dem Produktband 6 und der an diesem Produktband angeordneten Zählvorrichtung 8 angeordnet sind. Parallel zum Produktband 6 läuft ein Behälterband 7, auf welchem leere und im weiteren Verlauf teilbefüllte Behälter 3 herangeführt werden.
Anders als in Figur 2 gezeigt, ist hier dem Produktband 6 ein Ausgleichsband 21 vorgelagert. Dieses verfügt über einen eigenen Antrieb 20 und über eine Ausgleichszähleinrichtung 22, deren Erfassungsbereich den Einlaufbereich des Ausgleichsbandes 21 erfasst. Soweit die Ausgleichszähleinrichtung 22 feststellt, dass keine Einzelprodukte 2 herangeführt werden, kann das Ausgleichsband 21 über den Antrieb 20 zum Stillstand gebracht werden, bis wieder Einzelprodukte 2 von der Ausgleichszähleinrichtung 22 festgestellt werden. Auf dem Ausgleichsband ist eine beispielhafte Anordnung 24 von Einzelprodukten 2 gezeigt. So kann es sein, dass vorübergehend keine Produkte angeliefert werden. Dann können das Produktband 6 und das Behälterband 7 zum Stillstand gebracht werden, bis wieder Einzelprodukte am Einlauf des Produktbandes 6 ankommen. Die Anordnung 24 der Einzelprodukte 2 zeigt, dass nach dem Produktionsunterbruch nur drei Spuren mit Einzelprodukten 2 belegt sind. Da aber die Einzelprodukte 2 in Laufrichtung beabstandet sind, kann das Produktband 6 und das Behälterband 7 mit halber Geschwindigkeit betrieben werden, bis wieder alle sechs Spuren mit Einzelprodukten belegt sind, wie in Anordnung 24 ebenfalls gezeigt. Wenn, wie im weiteren Verlauf der Anordnung 24 gezeigt, eine komplette Reihe Einzelproduke 2 fehlt, dann kann das Produktband 6 und das Behälterband 7 kurzzeitig gestoppt werden, um die fehlende Reihe auszugleichen.
Grundsätzlich kann das Ausgleichsband 21 auch mittels einer für den letzten Produktionsschritt der Einzelprodukte erforderlichen Transportvorrichtung realisiert werden. Bei Gebäck und bei Schokolade durchlaufen die Einzelprodukte 2 am Schluss oft einen Kühltunnel. Dort kann am Einlauf des Kühltunnels die Ausgleichszähleinrichtung 22 angeordnet werden. Allerdings kann dann die Geschwindigkeit des Ausgleichsbandes 21 nicht angepasst werden. Bei kettengeführten Geflügelverarbeitungsanlagen ist es ebenfalls denkbar, dass die Ausgleichszählung und allenfalls auch die Merkmalsbestimmung der Einzelprodukte 2 während der eigentlichen Verarbeitung des Geflügels erfolgt und als Datenstrom über einen Datenbus an die Steuerungen 11a, 11b, 11c oder eine einzige Steuerung übertragen wird. Wenn diese Ausgleichszählung oder der Datenstrom entsprechend fortgeschrieben wird und dabei die Geschwindigkeit des Kühlbandes oder der Kettenführung berücksichtigt wird, dann kann die kontinuierliche Anpassung der Geschwindigkeit des Produktbandes 6 und des Behälterbandes 7 aufgrund dieser fortgeschriebenen Einzelproduktzählung erfolgen.
In Figur 7 ist eine Aufsicht auf eine weitere erfindungsgemässe Roboterstrasse 1 gezeigt. Wiederum laufen die auf Einzelprodukte 2 in Laufrichtung 17, also von links nach rechts, unter den Einlegerobotern 4a, 4b, 4c, ... durch. Diese sind aber auf drei Produktbändern 6a, 6b, 6c angeordnet. Es ist für jedes Produktband eine Zähleinrichtung gezeigt.
Parallel zu den drei Produktbändern 6a, 6b, 6c sind drei Behälterbänder 7a, 7b, 7c angeordnet. Auf diese Behälterbänder werden bezogen auf unterschiedliche virtuelle Positionen 12af, 12bf, 12cf unterschiedlich grosse Behälter freigegeben. Sobald diese Behälter virtuell eine entsprechende Einsteuerposition 12a, 12b, 12c am Einlauf zum Umsetzbereich erreicht haben, werden die Behälter physisch eingesteuert. Bei den Freigabepositionen 12af, 12bf, 12cf in Figur 5 handelt es um verfahrensbestimmende Positionen zur Illustration des Verfahrens. Die eigentliche Vorrichtung wird vorsehen, dass an der Einsteuerposition 12a, 12b, 12c drei Behälterabstapler vorgesehen sind und dass diese entsprechend zeitlich verzögert einen Behälter einsteuern. Diese zeitliche Verzögerung entspricht dann der Strecke um welche sich Behälterband zwischen zugehöriger Freigabe- und Einsteuerposition hätte bewegen müssen, wenn die Behälter an der Freigabeposition selber eingesteuert worden wären. Das langsamste Behälterband 7a zeigt einen veränderlichen Behälterabstand. Die weiteren Behälterbänder (7b, 7c) zeigen einen festen Behälterabstand. Es ist auch möglich, dass nur Bänder mit festem Abstand eingesetzt werden, wobei dann die Zielposition 1c sich auch hier zur Zählposition hin verschiebt.
Die drei Produktbänder 6a, 6b, 6c laufen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Das schnellste Produktband 6a ist doppelt so schnell wie das am langsamsten bewegte Behälterband 7a. Das langsamste Produktband 6c dagegen wird nur etwa 25% schneller bewegt. Daraus ergeben sich auch die unterschiedlichen Zählpositionen 8a, 8b, 8c.

Claims

Verfahren zum chargenweisen Umsetzen von je Charge mindestens einer Sorte von Einzelprodukten (2) in mindestens eine Sorte eine bestimmte Füllanzahl von Einzelprodukten (2) aufnehmende Behälter (3) mittels einer Roboterstrasse (1), welche mindestens zwei in einem Umsetzbereich (1b) zwischen einem Einlauf und einem Auslauf angeordnete Einlegeroboter (4a, 4b, 4c) umfasst, wobei die Einzelprodukte (2) an dem Einlauf der Roboterstrasse unregelmässig herantransportiert werden, um diese im Umsetzbereich (1b) der Roboterstrasse von den Einlegerobotern einzeln in Behälter (3) umzusetzen, wobei die Einzelprodukte (2) und die Behälter (3) im Gleichstrom auf einem Produktband oder mehreren Produktbändern (6; 6a, 6b, 6c) und auf einem Behälterband oder mehreren Behälterbändern (7; 7a, 7b, 7c) herantransportiert werden und wobei für jede Charge eine maximale Häufigkeit der gesamthaft herantransportierten Einzelprodukte vorgegeben ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
in Abhängigkeit jeder Charge
- für jedes Produktband (6; 6a, 6b, 6c) und für jedes Behälterband (7; 7a, 7b, 7c) eine Geschwindigkeit vorgegeben wird, sodass jedes Produktband und jedes Behälterband bezüglich einem langsamsten Behälterband (7; 7a, 7b, 7c) eine konstante Relativgeschwindigkeit hat, welche insbesondere von Null verschieden ist, und weiter

- für jedes Produktband (6; 6a, 6b, 6c) eine Zählposition (8) vorgegeben wird, derart, dass

- ein an der Zählposition (8) gezähltes und nicht umgesetztes Einzelprodukt (2) zeitgleich eine Zielposition (1c) erreicht, wie ein gleichzeitig auf dem langsamsten Behälterband (7; 7a, 7b, 7c) in den Einlauf des Umsetzbereiches (1b) der Roboterstrasse eingesteuerter Behälter (3),

- wobei die Zielposition (1c) mit einem Auslauf aus dem Umsetzbereich (1b) der Roboterstrasse (1) zusammenfällt, wenn jedes Produktband und jedes Behälterband mit der in Abhängigkeit jeder Charge vorgegebenen Geschwindigkeit bewegt werden,
wobei während des Umsetzens die Einzelprodukte auf jedem Produktband (6; 6a, 6b, 6c) an der zugehörigen Zählposition (8; 8a, 8b, 8c) gezählt werden und in Abhängigkeit einer Abweichung von der chargenweise vorgegebenen maximalen Häufigkeit der herantransportierten Einzelprodukte eine aktuelle Geschwindigkeit des langsamsten Behälterbandes derart angepasst wird, dass die zeitgleich erreichte Zielposition bezogen auf den Auslauf des Umsetzbereichs zur Zählposition hin versetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit einer Abweichung von der chargenweise vorgegebenen maximalen Häufigkeit der herantransportierten Einzelprodukte die Geschwindigkeit jedes Behälterbandes (7; 7a, 7b, 7c) derart angepasst wird, dass die zeitgleich erreichte Zielposition bezogen auf den Auslauf des Umsetzbereiches zur Zählposition hin versetzt ist und dass die zeitgleich erreichte Zielposition für jedes Behälterband separat angepasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Einsteuerung eines nächsten zu befüllenden Behälters (3) in den Einlauf des Umsetzbereiches (1b) erfolgt, wenn an der Zählposition oder den Zählpositionen (8; 8a, 8b, 8c) des Produktbandes bzw. der Produktbänder diejenige Anzahl Einzelprodukte (2) festgestellt wurde, welche für die vollständige Befüllung eines Behälters (3) an der Zählposition des am schnellsten bewegten Produktbandes (6, 6a) erwartungsgemäss noch benötigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Einsteuerung der zu befüllenden Behälter (3) auf dem Behälterband oder auf wenigstens einem der mehreren Behälterbänder (7; 7a, 7b, 7c) in festen Abständen erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Einsteuerung der zu befüllenden Behälter (3) auf dem Behälterband oder auf wenigstens einem der mehreren Behälterbänder (7; 7a, 7b, 7c) in veränderlichen Abständen erfolgt und die aktuelle Geschwindigkeit dieses Behälterbandes bzw. dieser Behälterbänder (7; 7a, 7b, 7c) durch diese veränderlichen Abstände mitbestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Merkmalsbestimmung bezüglich Sorte, Gewicht, Grösse, Farbe und/oder eines anderen Merkmales jedes herangeführten Einzelproduktes (2) erfolgt und die Umsetzung der Einzelprodukte (2) in einen herantransportierten Behälter (3) in Abhängigkeit dieser Merkmale erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Bestimmung der Häufigkeitsverteilung dieser bestimmten Merkmale erfolgt und die Einsteuerung eines nächsten zu befüllenden Behälters (3) in Abhängigkeit dieser Häufigkeitsverteilung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden, von dem Behälterband (7; 7a, 7b, 7b) oder den mehreren Behälterbändern durchlaufenen Teilabschnitt einer vorgebbaren gedachten Unterteilung des Umsetzbereiches (1b) fortlaufend ein Sollfüllstand der Behälter (3) bestimmt wird und der Sollfüllstand der Behälter (3) in jedem Teilabschnitt in Abhängigkeit der gegenwärtigen Zielposition festgelegt wird und der Sollfüllstand im jeweiligen Teilabschnitt dem Quotienten aus der Länge der bereits durchlaufenen Teilabschnitte relativ zur Länge aller in Laufrichtung vor der gegenwärtigen Zielposition angeordneten Teilabschnitte entspricht, wobei vorzugsweise in einem Teilabschnitt keine Einzelprodukte (2) mehr in Behälter (3) umgesetzt werden, wenn in diesem Teilabschnitt die Befüllung der Behälter (3) bereits den Sollfüllstand erreicht hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden, von dem Produktband (6; 6a, 6b, 6c) oder den mehreren Produktbändern durchlaufenen Teilabschnitt einer vorgebbaren gedachten Unterteilung des Umsetzbereiches (1b) fortlaufend ein Sollentleerungsstand des jeweiligen Produktbandes (6; 6a, 6b, 6c) bestimmt wird und der Sollentleerungsstand für jeden Teilabschnitt des Produktbandes (6; 6a, 6b, 6c) in Abhängigkeit der Abweichung von der chargenweise vorgegebenen maximalen Häufigkeit der herantransportierten Einzelprodukte (2) in diesem Teilabschnitt festgelegt wird und der Sollentleerungsstand im jeweiligen Teilabschnitt der mit dem Quotienten aus der Länge der bereits durchlaufenen Teilabschnitte relativ zur Länge aller in Laufrichtung vor der gegenwärtigen Zielposition angeordneten Teilabschnitte gewichteten Abweichung von der chargenweise vorgegebenen maximalen Häufigkeit der herantransportierten Einzelprodukte (2) entspricht, wobei vorzugsweise in einem Teilabschnitt keine Einzelprodukte (2) mehr in Behälter (3) umgesetzt werden, wenn in diesem Teilabschnitt der Sollentleerungsstand erreicht ist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Produktbandes oder der mehreren Produktbänder (6; 6a, 6b, 6c), und/oder des Behälterbandes oder der mehreren Behälterbänder (7; 7a, 7b, 7c) reduziert wird, wenn der Sollfüllstand und/oder der Sollentleerungsstand in einem Teilabschnitt des jeweiligen Behälterbandes bzw. des jeweiligen Produktbandes nicht erreicht wird und die Umsetzungskapazität der Einlegeroboter (4a, 4b, 4c) in den verbleibenden Teilabschnitten nicht ausreicht, um die Behälter (3) vollständig zu befüllen und die Einzelprodukte (2) vollständig umzusetzen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Produktband oder wenigstens eines der mehreren Produktbänder (6; 6a, 6b, 6c) in Laufrichtung (17) zweiteilig ausgeführt ist und dass die Geschwindigkeit des ersten, stromaufwärts angeordneten Teils unabhängig von der Geschwindigkeit des zweiten Teils gesteuert wird und der erste, stromaufwärts angeordnete Teil in Laufrichtung (17) vollständig vor der Zählposition (8; 8a, 8b, 8c) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem ersten Teil jedes zweiteilig ausgeführten Produktbandes (6; 6a, 6b, 6c) eine zusätzliche Zählung der Einzelprodukte (2) erfolgt und die Steuerung der Geschwindigkeiten des ersten und des zweiten Teils des Produktbandes in Abhängigkeit dieser zusätzlichen Zählung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Produktband (6; 6a, 6b, 6c) in Laufrichtung (17) zweiteilig ausgeführt ist und dass jedes Behälterband (7; 7a, 7b, 7c) und der zweite Teil jedes Produktbandes (6; 6a, 6b, 6c) vorübergehend gestoppt werden, wenn bei der zusätzlichen Zählung der Einzelprodukte (2) auf dem ersten Teil jedes Produktbandes (6; 6a, 6b, 6c) keine Einzelprodukte mehr herangeführt werden oder wenn diese dort angestaut werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Behälterband oder wenigstens eines der mehreren Behälterbänder (7; 7a, 7b, 7c) und/oder das Produktband oder wenigstens eines der mehreren Produktbänder (6; 6a, 6b, 6c) taktweise bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählung der Einzelprodukte (2) an der Zählposition des mindestens einen Produktbandes oder der mehreren Produktbänder (6; 6a, 6b, 6c) durch rechnerisches Fortschreiben einer der Zählposition vorgelagerten Produktionsdatenübermittlung oder einer der Zählposition vorgelagerten Zählung der Einzelprodukte erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Abführung eines Behälters (3) am Auslauf aus dem Umsetzbereich (1b) der Roboterstrasse (1) gleichzeitig ein diesem Behälter (3) zugehöriger Datenwert, welcher den einzelnen Merkmalen oder einem aus diesen einzelnen Merkmalen ermittelten Wert der im Behälter (3) eingesetzten Einzelprodukte (2) entspricht, übertragen wird.
Roboterstrasse (1) zum chargenweisen Umsetzen von je Charge mindestens einer Sorte von Einzelprodukten (2) in mindestens eine Sorte eine bestimmte Füllanzahl von Einzelprodukten (2) aufnehmende Behälter (3) und wobei je Charge eine maximale Häufigkeit der gesamthaft herantransportierten Einzelprodukte vorgebbar ist, umfassend
- mindestens zwei in einem Umsetzbereich (1b)zwischen einem Einlauf und einem Auslauf angeordnete Einlegeroboter (4a, 4b, 4c), um Einzelprodukte (2) im Umsetzbereich (1b) der Roboterstrasse (1) einzeln zu ergreifen und in die Behälter (3) umzusetzen,

- mindestens ein Produktband (6; 6a, 6b, 6c), auf welchem die Einzelprodukte (2) heran transportierbar sind,

- mindestens ein Behälterband (7; 7a, 7b, 7c) auf welchem die Behälter (3) im Gleichlauf mit den Einzelprodukten (2) heran transportierbar sind,

- mindestens eine programmierbare Steuereinheit (11; 11a, 11b, 11c) zur verfahrensgemässen Steuerung der Roboterstrasse,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinheit derart ausgebildet und programmiert ist, dass
in Abhängigkeit jeder Charge
- für jedes Produktband (6; 6a, 6b, 6c) und für jedes Behälterband (7; 7a, 7b, 7c) eine Geschwindigkeit vorgebbar ist, sodass jedes Produktband und jedes Behälterband bezüglich einem langsamsten Behälterband (7; 7a, 7b, 7c) eine konstante Relativgeschwindigkeit hat, welche insbesondere von Null verschieden ist, und weiter

- für jedes Produktband (6; 6a, 6b, 6c) eine Zählposition (8) vorgebbar ist, derart, dass

- ein an der Zählposition (8) gezähltes und nicht umgesetztes Einzelprodukt (2) zeitgleich eine Zielposition (1c) erreicht, wie ein gleichzeitig auf dem langsamsten Behälterband (7; 7a, 7b, 7c) in den Einlauf des Umsetzbereiches (1b) der Roboterstrasse eingesteuerter Behälter (3),

- wobei die Zielposition (1c) derart vorgebbar ist, dass sie mit einem Auslauf aus dem Umsetzbereich (1b) der Roboterstrasse (1) zusammenfällt, wenn jedes Produktband und jedes Behälterband mit der in Abhängigkeit jeder Charge vorgebbaren Geschwindigkeit bewegt werden,
wobei während des Umsetzens die Einzelprodukte auf jedem Produktband (6; 6a, 6b, 6c) an der zugehörigen Zählposition (8; 8a, 8b, 8c) zählbar sind und in Abhängigkeit einer Abweichung von der chargenweise vorgegebenen maximalen Häufigkeit der herantransportierten Einzelprodukte eine aktuelle Geschwindigkeit des langsamsten Behälterbandes derart anpassbar ist, dass die zeitgleich erreichte Zielposition bezogen auf den Auslauf des Umsetzbereichs zur Zählposition hin versetzbar ist,
insbesondere dadurch, dass die Steuereinheit zur Durchführung des Verfahrens gemäss einem der Ansprüche 1 bis 16 ausgebildet und programmiert ist.
Roboterstrasse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Produktband oder wenigstens eines der mehreren Produktbänder (6; 6a, 6b, 6c) in Laufrichtung (17) zweiteilig ausgeführt ist und dass die Geschwindigkeit des ersten, stromaufwärts angeordneten Teils unabhängig von der Geschwindigkeit des zweiten Teils steuerbar ist und der erste, stromaufwärts angeordnete Teil in Laufrichtung (17) vollständig vor der Zählposition (8; 8a, 8b, 8c) angeordnet ist.