EP3116786B1

EP3116786B1 - Schnittstelle für eine umreifungsmaschine

Info

Publication number: EP3116786B1
Application number: EP15709195.0A
Authority: EP
Inventors: Marco BENDER; Reinhard Broghammer; Rainer Ihle; Daniel TREU
Original assignee: Mosca GmbH
Current assignee: Mosca GmbH
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2015-03-12
Publication date: 2018-05-02
Anticipated expiration: 2035-03-12
Also published as: EP3116786A1; DE102014103335A1; WO2015136024A1; ES2680635T3

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9 bzw. ein System zum Umreifen von Gegenständen.

STAND DER TECHNIK

Umreifungsmaschinen sind seit Jahrzehnten bewährte Vorrichtungen zum Anbringen gespannter Schlaufen, meist aus Kunststoffband, um Gegenstände, wie Pakete, Stapel von Zeitschriften, befüllte Transportkisten etc. Die Gegenstände werden üblicherweise auf einem Förderer in einen Bandführungsrahmen transportiert. Ein flaches Umreifungsband wird dem Bandführungskanal in dem Bandführungsrahmen mittels eines Bandantriebs zugeführt. Anschließend wird die so gebildete Bandschlaufe aus dem Bandführungskanal herausgezogen und um den zu umreifenden Gegenstand gespannt. In diesem Zustand wird die gebildete Wandschlaufe von dem Bandvorrad abgetrennt, und die zwei Enden der Bandschlaufe werden gegeneinander gepresst und miteinander verbunden. Die Verbindung der Schlaufenenden erfolgt meist durch Verschweißen. Die WO 2008/019991 der Anmelderin beschreibt eine derartige Umreifungsmaschine.
Die Umreifungsstation befindet sich im Bereich des Bandführungsrahmens, so dass die von dem Bandführungsrahmen gebildete Schlaufe an einer bestimmten Position in einer bestimmten Lage um den Gegenstand in der Umreifungsposition befestigt wird. Die Fördervorrichtung umfasst in der Regel mehrere Komponenten. Beispielsweise kann die Umreifungsmaschine einen Einlaufförderer aufweisen, der nichtumreifte Gegenstände für die Umreifung zur Umreifungsstation transportiert. Ferner kann die Umreifungsmaschine einen Auslaufförderer aufweisen, der den Gegenstand nach der Umreifung aus der Umreifungsstation wegtransportiert. Häufig sind weitere Förderkomponenten vor dem Einlaufförderer und/oder hinter dem Auslaufförderer angeordnet. Diese weiteren Förderkomponenten können beispielsweise einfache Transportrollen sein, auf denen der zu umreifende Gegenstand aufgrund seiner Gewichtskraft in Gefällerichtung transportiert wird. Es können aber auch angetriebene Rollenförderer oder Bandförderer eingesetzt werden. Insbesondere vor der Umreifungsmaschine wird häufig ein Stautaktförderer eingesetzt, der zu vorgegebenen Zeitpunkten Gegenstände zum Einlaufförderer der Umreifungsmaschine transportiert.
In der Praxis werden Umreifungsmaschinen in der Regel mit Umreifungs-hilfsmitteln versehen, welche sowohl die Bewegung des zu umreifenden Gegenstandes als auch den Umreifungsvorgang selbst unterstützen. Beispielsweise kann mindestens ein Anschlag vorgesehen werden, gegen den der zu umreifende Gegenstand transportiert wird. Häufig werden zwei Anschläge eingesetzt, welche einer quer zur Transportrichtung verlaufenden Ebene angeordnet sind. Wenn durch die Fördervorrichtung der Gegenstand gegen den Anschlag transportiert wird, richtet sich dessen Vorderkante parallel zu der von den Anschlägen definierten Ebene aus. Für die Umreifung von Gegenständen wie Zeitungsstapel kann ein Miederhalter verwendet werden. Dieser sorgt dafür, dass die Gegenstände beim Umreifen unmittelbar aufeinander liegen. Bei komprimierbaren Gegenständen kann sogar eine Packpresse verwendet werden, welche Luft oder sonstige Füllungen aus dem Raum der zu umreifende Gegenstände heraustreibt.
Zur Steuerung des Umreifungsvorgangs sowie der Umreifungshilfsmittel und der Fördervorrichtung weisen derartige Umreifungsmaschinen eine Steuerungseinheit auf. Die Steuerungseinheit ist in der Regel eine SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung, englisch: Programmable Logic Controller, PLC). Eine SPS ermöglicht eine programmierbare Steuerung auf digitaler Basis und löst seit einigen Jahren fest verdrahtete, durch ihre Verbindungen und elektronischen Bauteile programmierte Steuerungen ab. Eine SPS hat in der Eingänge, Ausgänge, ein Betriebssystem und eine Schnittstelle, über welche Programme auf die SPS geladen werden können. Im Herstellungsunternehmen wird dann die SPS so programmiert, dass eine Grundeinstellung einer Maschine realisiert wird. Es sind auch Umreifungsmaschinen mit einem Mikrocontroller zur Steuerung bekannt, zum Beispiel aus der Druckschrift EP 1 059 234 B1 .
Für die Programmierung der Eingänge und Ausgänge der Schnittstelle ist teures Fachpersonal mit sehr detailliertem Fachwissen über die Steuerungseinheit erforderlich. Es müssen die Wertebereiche der über die Eingänge und Ausgänge übermittelten Signale und ihre technische Bedeutung bekannt sein. Die Steuerungseinheit muss dann aufgrund dieser Kenntnisse so programmiert werden, dass entweder abhängig von bestimmten Signalwerten auf einem bestimmten Eingangskanal der Steuerungseinheit spezifische Aggregate der Umreifungsmaschine angesteuert werden oder dass aufgrund bestimmter erfasster Werte der Umreifungsmaschine bestimmte Ausgangssignale über einen Signalkanal der Steuerungseinheit an ein Polpaar der Steckverbindung ausgegeben werden. Damit die Programmierung erfolgen kann, wird zusätzlich eine spezielle Programmierumgebung benötigt. Diese Programmierumgebung sind von den Herstellern der Steuerungseinheit bereitgestellte Softwarepakete. Zum Beispiel bietet die Firma Siemens unter der Bezeichnung TIA Entwicklungsumgebung für die von ihr hergestellten Maschinensteuerungen an. Um mit diesen Programmierumgebungen arbeiten zu können, ist ebenfalls wieder ein sehr großes Wissen über die Vorgehensweise und die Umgebung erforderlich. Die Anforderungen an die Computer, auf denen derartige Entwicklungsumgebungen sind sehr hoch, so dass hierfür teures Equipment angeschafft werden muss.
Hinzu kommt, dass durch die Programmierung einer Schnittstelle oder eines Schnittstellenkanals in das eigentliche Maschinenprogramm der Umreifungsmaschine eingegriffen wird. Bei einer Änderung einer Schnittstellenprogrammierung entspricht das Maschinenprogramm damit nicht mehr dem Serienstand. Freigabetests des Maschinenprogramms sind nicht mehr aussagekräftig und die Herstellergarantie für die Umreifungsmaschine kann bei Änderungen einer Schnittstellenprogrammierung erlöschen.
Schließlich ist eine geänderte Schnittstellenprogrammierung aufwändig in der Verwaltung. Geänderte Schnittstellen-Software muss maschinenspezifisch abgespeichert und verwaltet werden. Es ist nicht ohne weiteres möglich, eine Umreifungsmaschine mit einer individualisierten Schnittstellen-Software durch ein anderes Modell der gleichen Serie zu ersetzen, weil erst in dem Modell die Änderung der Schnittstellenprogrammierung nachvollzogen werden muss, bevor diese vollständig wie die ersetzte Maschine funktioniert.
Ein Service-Techniker des Herstellerunternehmens kann nur mit dem oben beschriebenen Aufwand und den damit verbundenen Risiken die Programmierung der SPS oder eine anderen Steuerungseinheit derart ändern, dass ihre Steuerungen an die Bedürfnisse des jeweiligen Benutzers sowie die individuellen Anforderungen des Standorts, in dem die Maschine aufgestellt wird, angepasst sind.
Die Druckschrift US 5,146,847 A beschreibt eine Anordnung zur Zufuhr eines flexiblen Bandes um einen Gegenstand mittels eines Bandfüh-rungsrahmens. Die Anordnung verfügt über eine speicherprogrammier-bare Steuerungen (PLC) zur Steuerung der Umreifungsanordnung. Eine Schnittstelle verbindet die speicherprogrammierbare Steuerungen mit einem Motion-Controller. Der Motion-Controller ist seinerseits mit einem Antriebsverstärker verbunden.
Es ist erwünscht, die Steuerung einer derartigen Umreifungsmaschine und den Ablauf eines derartigen Umreifungsverfahrens zu optimieren und insbesondere die Flexibilität im alltäglichen Gebrauch sowie die Qualität der Umreifungen zu erhöhen.
Die Druckschrift US 4,972,470 A beschreibt einen elektronisch konfigurierbaren Steckverbinder zum Verbinden von mindestens zwei diskreten externen elektronischen Vorrichtungen, welche jeweils individuelle Gehäuse haben. Der genannte Steckverbinder hat sein eigenes Gehäuse, welches mindestens zwei physikalische Schnittstellen-Verbindungselemente umfasst, welche die Gehäusewand des Steckverbinders durchragen. Der Steckverbinder umfasst ferner elektronisch programmierbare Mittel, welche einen elektronischen Schaltkreis mit einem Programm umfassen, wobei der elektronische Schaltkreis fern -zugänglich durch mindestens eine der genannten verbunden Vorrichtungen ist und wobei elektrische Anweisungen dorthin gesandt werden, welche zur Auswertung durch das gespeicherte Programm vorgesehen sind, wobei der elektronische Schaltkreis eine Veränderung der Verbindung zwischen den verbundenen Vorrichtungen hervorruft, um die Funktion oder Konfiguration des Steckverbinders zur Kommunikation zwischen den verbundenen Vorrichtungen wunschgemäß bereitzustellen.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Allgemein wird vorgeschlagen, die übliche SPS einer Umreifungsmaschine gegen einen Mikrocontroller auszutauschen. Als Mikrocontroller werden Halbleiterchips bezeichnet, die einen Prozessor und zusätzliche Bauelemente enthalten, welche zusätzliche Peripheriefunktionen ausführen. Auf einem Mikrocontroller befinden sich in der Regel Arbeitsspeicher und Programmspeicher. Er wird häufig auch Ein-Chip-System oder "System-on-a-chip" bezeichnet.
Die Verwendung eines Mikrocontrollers ermöglicht eine völlig neuartige Steuerung der Umreifungsparameter. Umreifungsmaschinen weisen in der Regel mindestens eine Industriesteckverbindung auf, über die sie mit den weiteren Komponenten des Maschinensystems, in das sie integriert sind, verbunden werden. Übliche Industriesteckverbindung für Umreifungsmaschinen weisen zwischen 6 und 36 Pole auf. Jeweils ein Polpaar ist einem Eingangssignal oder einem Ausgangssignal zugeordnet.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umreifen von Gegenständen mit folgenden Schritten:

Transportieren eines Gegenstandes zu einer Umreifungsstation,
Bildung mindestens einer Schlaufe aus einem Umreifungsband um den Gegenstand mittels einer Umreifungsvorrichtung,
Verbinden der Enden der Schlaufe miteinander,

Aufgabe der Erfindung ist es, die Umreifungsmaschine zur flexiblen Einkopplung in verschiedene Umgebungen auszubilden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit der Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:

Koppeln jeweils eines Polpaars mit jeweils einem Signalkanal einer programmierbaren, mehrkanaligen digitalen Steuerungseinheit der Umreifungsmaschine,
Programmieren der digitalen Steuerungseinheit zum Zuordnen der Eingangs- und Ausgangssignale zu den Signalkanälen, wobei ein beliebiges Eingangssignal oder Ausgangssignal einem bestimmten Signalkanal zugeordnet wird.

Mit anderen Worten wird die feste Verdrahtung innerhalb der Umreifungsmaschine ersetzt durch eine freie Programmierbarkeit der unterschiedlichen Signalkanäle der Steuerungseinheit. Bisher wurden die Umreifungsmaschinen grundsätzlich mit einer industriellen Steckverbindung ausgestattet, welche innerhalb der Maschine fest verdrahtet war und deren Polpaare festen Signalen zugewiesen waren.
Gemäß dem hier beschriebenen Verfahren wird jedes Polpaar der Steckverbindung mit einem Signalkanal, also einem Eingangskanal oder einem Ausgangskanal der Steuerungseinheit gekoppelt (fest verdrahtet), aber es können beliebige Eingangssignale oder Ausgangssignale den jeweiligen Eingangskanälen oder Ausgangskanälen durch einfaches Umprogrammieren zugeordnet werden.
Dabei ist zu berücksichtigen, dass bei dem hier beschriebenen Verfahren die digitale Steuerungseinheit zur Zuordnung eines beliebigen Signals zu einem bestimmten Signalkanal programmiert werden kann. Es lässt sich also durch eine entsprechende Programmierung festlegen, welches Polpaar der Schnittstelle welchem Signal zugeordnet wird. Die Schnittstellenprogrammierung selbst, das heißt die Festlegung der Grenzwerte der über die Schnittstellen übertragenen Signale, bei denen die Steuerungseinheit Aggregate der Umreifungsmaschine ansteuert, um bestimmte Funktionen auszuführen, oder die Festlegung der Ausgangssignale, die die Steuerungseinheit abhängig von einem erfassten Zustand der Umreifungsmaschine ausgibt, wird bei dieser Programmierung zum Zuordnen nicht verändert. Die Schnittstellenprogrammierung erfolgt auf herkömmliche Weise. Eine Vielzahl unterschiedlicher Schnittstellensignale sowie deren Verarbeitung durch die Steuerungseinheit sind durch den Hersteller fest in dem Maschinenprogramm der Umreifungsmaschine ausprogrammiert und durch die anzuwendenden Testroutinen des Herstellers gelaufen. Die Standard-Serien-Software der Umreifungsmaschine bringt also die Schnittstellenprogrammierung für alle bekannten Signale mit. Aufwendige Programmierungen vor Ort beim Benutzer der Maschine sind nicht mehr erforderlich.
Um die benötigten Schnittstellensignale auf die I/O-Pins der Steckverbindung (Polpaar) zu legen, ist lediglich ein Standard PC mit einem von dem Hersteller der Umreifungsmaschine bereitgestellten Programm-Tool erforderlich. Über dieses Tool kann jedem Eingang oder Ausgang, d.h. jedem Polpaar der Steckverbindung, aus dem verfügbaren Pool an möglichen Signalen dasjenige zugeordnet werden, welches dem Polpaar zugeleitet wird. Die Schnittstellenprogrammierung selbst erfolgt hierbei nicht, da das vollständige Schnittstellenprogramm bereits erstellt und in dem Maschinenprogramm abgespeichert ist.
Auf einfachste Weise kann über das Tool jedem Eingangs- oder auch Ausgangs-Polpaar das entsprechende Signal zugeordnet werden. Jedes Schnittstellensignal entspricht einer bestimmten Schnittstellenfunktion. Die hinterlegten Schnittstellensignale sind bereits alle fest in der Maschinensoftware integriert und bereits auch bezüglich Querbeeinflussung und möglicher anderer Fehlfunktionen getestet.
Das Vorortpersonal (Monteur), sogar der Kunde, kann auf einfachste Weise die Schnittstelle mit den verschiedensten Signalen individuell belegen und die Signalbelegung vor Ort anpassen. Programmierkenntnisse, aufwendige Schnittstellen-Software, Equipment und Kenntnisse der Schnittstellenprogrammierung sind nicht erforderlich. Da durch die Zuordnung eines bereits programmierten Schnittstellenprogramms das Maschinenprogramm nicht geändert wird, wird hierdurch die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit in keiner Weise beeinflusst.
Die durch dieses Vorgehen erstellte Zuordnungsliste "Polpaar/Signalkanal zu Signal" wird in einem nichtflüchtigen Datenspeicher abgelegt, so dass bei jedem Einschalten der Steuerungseinheit der Umreifungsmaschine die Zuordnung in die Steuerungseinheit der Umreifungsmaschine geladen werden kann. Sinnvollerweise wird eine Sicherungskopie dieser Zuordnungsliste für jede Umreifungsmaschine erstellt. Wenn dann eine Umreifungsmaschine ausgetauscht werden muss, kann diese Sicherungskopie in die Steuerungseinheit der Austauschmaschine geladen werden, so dass diese mit der individuellen am jeweiligen Einsatzort erforderlichen Konfiguration ausgestattet ist.
Sollte ein Kunde ausnahmsweise einmal Bedarf für die Berücksichtigung eines neuen Eingangssignals durch die Steuerungseinheit der Umreifungsmaschine haben oder Bedarf für die Erzeugung eines neuartigen Ausgangssignals, kann die hierfür erforderliche Schnittstellenprogrammierung am Sitz des Herstellers der Umreifungsmaschine erfolgen und vollständig ausgetestet werden. Der Hersteller der Umreifungsmaschine kann die neue Schnittstellenprogrammierung entsprechend dokumentieren und dann in eine neue Version des Maschinenprogramms integrieren. Am Sitz des Kunden muss dann nur das neue Maschinenprogramm in die Steuerungseinheit der Umreifungsmaschine geladen werden (also ein Update installiert werden) und das neue Signal dem entsprechenden Signalkanal zugeordnet werden. Alternativ kann die Schnittstellenprogrammierung ausnahmsweise am Sitz des Kunden erfolgen und dann durch den Hersteller der Umreifungsmaschine in die Maschinen-Software aufgenommen und beim nächsten Update auf allen Umreifungsmaschinen installiert werden. Auch hier kann die Maschine, für die individuell eine Schnittstelle programmiert wurde, durch eine beliebige andere Maschine ersetzt werden, auf der das Update der Maschinen-Software installiert ist und in deren Datenspeicher die für den jeweiligen Einsatzort maßgebliche Zuordnungsliste "Polpaar zu Signal" abgespeichert ist.
Gemäß der Erfindung werden die Polpaare nun jeweils einem frei wählbaren Signal zugeordnet, das einer programmierbaren, mehrkanaligen digitalen Steuerungseinheit zugeführt wird oder von dieser Steuerungseinheit erzeugt wird. Zu beliebigen Zeitpunkten kann die digitale Steuerungseinheit programmiert werden, um einem bestimmten Signalkanal ein bestimmtes Eingangssignal oder Ausgangssignal zuzuordnen. Daher ist nur noch eine einzige Bauart an Umreifungsmaschine zu fertigen mit frei programmierbarer Steckverbindung zu fertigen. Es müssen keine unterschiedlichen Verdrahtungen innerhalb der Maschine vorgenommen werden, um gemäß den Anforderungen des Kunden bestimmte Polpaare der Steckverbindung vorgegebenen Eingangskanälen oder Ausgangskanälen zuzuordnen. Diese Zuordnung wird durch die Programmierung der programmierbaren Steuerungseinheit übernommen.
Eine derartige Umreifungsmaschine kann folglich für sämtliche Anwendungsfälle eingesetzt werden. Allenfalls müssen unterschiedliche geometrische Formen der Steckverbindung vorgesehen sein, damit die Umreifungsmaschine an die jeweiligen, in den verschiedenen Einsatzorten verwendeten Steckverbindungen angepasst werden können. Aber auch hierzu kann eine vereinheitlichte Schnittstelle verwendet werden. Die digitale Steuerungseinheit kann über eine Standardschnittstelle, beispielsweise eine parallele Schnittstelle oder eine serielle Schnittstelle (USB-Schnittstelle) verfügen, über welche Signale von der industriellen Steckverbindung zur Steuerungseinheit oder von der Steuerungseinheit von der Steckverbindung übertragen werden. Die Standardschnittstelle der Steuerungseinheit kann dann durch einen Adapter oder ein Verbindungskabel mit unterschiedlichen Steckverbindungen gekoppelt werden, je nach derjenigen industriellen Steckverbindung, die an dem Einsatzort der Umreifungsmaschine verwendet wird.
Die vorgeschlagene Maßnahme hat für den Hersteller der Umreifungsmaschine erhebliche Vorteile. Der Hersteller kann seine Produktion vereinheitlichen. Lediglich ein Bauteil ist abhängig von dem Einsatzort der Maschine individuell zu fertigen, nämlich der Adapter oder das Verbindungskabel, welches die Standardschnittstelle der Steuerungseinheit mit der industriellen Steckverbindung verbindet.
In der Praxis kann, wie eingangs erwähnt, als Steuerungseinheit ein Mikrocontroller verwendet werden. Ein Mikrocontroller ist auf einfache Weise über eine Datenschnittstelle umzukonfigurieren und kann individuell von Umreifungsvorgang zu Umreifungsvorgang umprogrammiert werden. Dies ist aber in Bezug auf die Konfiguration der Steckverbindung meist nicht nötig. Die Steckverbindung ist in der Regel nur einmal gemäß den Wünschen der Kunden zu konfigurieren. Wenn sie einmal konfiguriert ist, wird die Kanalzuordnung beim Kunden nicht mehr geändert. Daher kann auch eine speicherprogrammierbare Steuerung SPS zur Konfiguration der Zuordnung der Signalkanäle zu den Polpaaren der Steckverbindung verwendet werden.
Die Eingangskanäle können beispielsweise mindestens eines der folgenden Signale zu der Umreifungsmaschine leiten:

ein Signal, das anzeigt, dass eine vorgelagerte Fördereinheit aktiv ist;
ein Signal, das anzeigt, dass eine nachgelagerte Fördereinheit aktiv ist;
ein Signal, das anzeigt, dass ein Paket in Kürze an der Umreifungsmaschine eintrifft (Paketvoranmeldung).

Die Ausgangssignale, welche an vor- oder nachgelagerte Komponenten geleitet werden oder einer Anlagensteuerung der Anlage, in die die Umreifungsmaschine integriert ist, zugeführt werden, können beispielsweise mindestens eines der folgenden Signale leiten:

die Umreifungsvorrichtung ist eingeschaltet;
Paket befindet sich in Umreifungsvorrichtung;
Bandende;
Störung der Umreifungsmaschine;
Umreifungsmaschine in automatischem Modus;
Umreifungsmaschine im manuellen Modus;
Einlauf für neuen Gegenstand freigegeben.

Die Signale sind oft binär, so dass das Anliegen einer Spannung an einem Polpaar in der Regel den ersten Zustand und die Abwesenheit einer Spannung den zweiten Zustand anzeigt. Grundsätzlich können als Eingangssignale beliebige Signale von Komponenten der Anlage, in der die Umreifungsmaschine angeordnet ist, der Steuerungseinheit der Umreifungsmaschine zugeleitet werden.
Auch können beliebige Zustands- oder Steuerungssignale innerhalb der Umreifungsmaschine nach außen geleitet werden, wenn diese Signale für den ordnungsgemäßen Betrieb der Anlage erforderlich sind.
Des Weiteren betrifft die hier beschriebene Entwicklung eine Umreifungsmaschine zur Umreifung von Gegenständen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9. Die Umreifungsmaschine weist folgende Merkmale auf:

mindestens eine Fördervorrichtung zum Transportieren eines Gegenstandes zu einer Umreifungsstation,
mindestens eine Umreifungsvorrichtung zur Bildung einer Schlaufe aus einem Umreifungsband um den Gegenstand,
mindestens einer Verbindungsvorrichtung zum Verbinden der Enden der Schlaufe miteinander,
mindestens einer Steckverbindung mit mehreren Polpaaren, über die Signale von einer externen Vorrichtung zu der Umreifungsvorrichtung und/oder von der Umreifungsvorrichtung zu einer externen Vorrichtung geleitet werden.

Zur Lösung der oben genannten Aufgabe weist die Umreifungsmaschine die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 9 auf. Insbesondere weist sei folgende Merkmale auf:

mindestens eine programmierbare, mehrkanalige digitale Steuerungseinheit der Umreifungsmaschine, wobei jeweils ein Polpaar der Steckverbindung mit jeweils einem Signalkanal der Steuerungseinheit gekoppelt ist,
die digitale Steuerungseinheit ist derart programmierbar, dass ein beliebiges Eingangssignal oder Ausgangssignal einem bestimmten Signalkanal zugeordnet werden kann.

Wie erwähnt, kann die Steuerungseinheit ein Mikrocontroller sein.
Wie erwähnt, kann die Steuerungseinheit eine Standardschnittstelle aufweisen, wobei ein Adapter mit einem Anschluss für die Standardschnittstelle auf einer Seite und einem Teil der Steckverbindung auf der anderen Seite vorgesehen ist.
In der Praxis kann vor und/oder nach der Umreifungsmaschine mindestens eine Fördereinheit angeordnet sein, welche den zu umreifenden Gegenstand zur Umreifungsmaschine hin transportiert oder von der Umreifungsmaschine weg transportiert.
Praktische Ausführungsformen werden nachfolgend im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine schematische Vorderansicht einer Umreifungsmaschine.
Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht einer Umreifungsmaschine, die in ein Umreifungssystem mit vorgelagerter Fördereinheit und nachgelagerter Fördereinheit eingebunden ist.
Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht eines Steckerteils einer typischen Steckverbindung einer Umreifungsmaschine.
Fig. 4 zeigt eine Vorderansicht eines Buchsenteils einer typischen Steckverbindung einer Umreifungsmaschine.
Fig. 5 zeigt eine tabellarische Darstellung der Standardzuordnung der Polpaare der Steckverbindung zu den Signalkanälen.
Fig. 6 zeigt eine geänderte Kanalzuordnung in tabellarischer Darstellung.
Fig. 7 zeigt schematisch ein Adapterkabel zwischen dem Buchsenteil aus Fig. 4 und einem Teil einer digitalen seriellen Steckverbindung.

Die in der Fig. 1 dargestellte Umreifungsmaschine 1 dient dem Umreifen von Gegenständen 7 mit einem Band 2, das von einer Einziehvorrichtung 4 von einer Vorratsrolle 3 abgezogen und einem Bandmagazin 5 zugeführt wird. Von dort wird das Band mittels einer Bandfördervorrichtung 6 durch eine Spannvorrichtung 8 hindurch einem Bandführungskanal in einem Bandführungsrahmen 9 zugeführt, so dass das Band eine Schlaufe bildet. Das Band wird anschließend durch den Antrieb der Bandfördervorrichtung 6 zurückgezogen, so dass die Bandschlaufe eng an dem Gegenstand 7 anliegt. Nun wird die Spannvorrichtung 8 aktiviert, so dass die Bandschlaufe mit einer vorgegebenen hohen Spannkraft um den Gegenstand 7 herumgezogen wird. Anschließend wird der Schlaufenanfang mit dem Schlaufenende mittels eines Verschlussaggregats 10 verbunden. Das Verschlussaggregat 10 besteht in der Praxis z.B. aus einer Ultraschall-Schweißvorrichtung, welche die beiden Enden der gebildeten Packbandschlaufe miteinander verschweißt. Ein derartiges Verschlussaggregat ist z.B. in der Druckschrift EP 1 479 611 A2 beschrieben. Das Verschlussaggregat 10 verschweißt das folienartige Kunststoffmaterial, aus dem das Umreifungsband 2 besteht.
Der Förderer für den Gegenstand 7 ist in Fig. 1 nicht dargestellt. Die Steuerungseinheit 11 ist in Fig. 1 schematisch als an der rechten Seite befestigter Kasten dargestellt. Die Steuerungseinheit 11 weist einen Mikrocontroller auf, der die Funktionen sämtlicher Funktionselemente der Umreifungsmaschine 1 steuert oder regelt. An der Steuereinheit 11 ist ein Teil 12 einer Steckverbindung angeordnet, welches im vorliegenden Fall als Buchsenteil 12 der Steckverbindung ausgebildet ist.
Die Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Umreifungsmaschine 1 aus Fig. 1, welche in eine Förderanlage eingebunden ist. In der Draufsicht ist schematisch der Bandführungsrahmen 9 und die Steuerungseinheit 11 der Umreifungsmaschine zu erkennen. Ferner ist ein Eingangsförderer 13 der Umreifungsmaschine 1 zu erkennen, der aus einem Paar Transportbändern besteht. Der Eingangsförderer 13 transportiert einen Gegenstand 7 auf dem Transporttisch der Umreifungsmaschine 1 aufliegenden Gegenstand in der Förderrichtung (in Fig. 2 durch einen Pfeil auf dem Gegenstand 7 angezeigt) zum Bandführungsrahmen 9. Der Eingangsförderer 13 kann bei alternativen Bauformen aus mehr oder weniger Förderbändern oder aus Förderrollen bestehen. Entsprechend ist ein Ausgangsförderer 14 vorgesehen, der den Gegenstand 7 nach der Umreifung auf dem Transporttisch der Umreifungsmaschine vom Bandführungsrahmen 9 fort transportiert. Dem Eingangsförderer 13 vorgelagert ist ein Zufuhrförderer 15, beispielsweise ein Stautaktförderer, der den Gegenstand 7 zum Eingangsförderer 13 der Umreifungsmaschine transportiert. Analog ist dem Ausgangsförderer 14 ein Abfuhrförderer 16 nachgelagert, der ebenfalls ein Stautaktförderer oder eine Mehrzahl von Förderrollen mit geringem Gefälle sein kann. Der Abfuhrförderer transportiert den umreiften Gegenstand 7 von der Umreifungsmaschine 1 weg.
Wie in Fig. 1 ersichtlich ist, ist der Steuereinheit 11 ein Buchsenteil 12 einer Steckverbindung zugeordnet, mit dem ein komplementäres Steckerteil verbunden werden kann, um Eingangssignale von außerhalb der Umreifungsmaschine 1 befindlichen Signalquellen zur Steuereinheit 11 zu leiten und Ausgangssignale von der Steuereinheit 11 zu außerhalb der Umreifungsmaschine 1 befindlichen Vorrichtung zu leiten. Selbstverständlich können an der Umreifungsmaschine 1 mehrere Teile von Steckverbindungen zur Verbindung von Signalleitungen mit der Steuereinheit 11 vorgesehen sein. Häufig wird ein erstes Buchsenteil auf der Seite des Eingangsförderers 13 und eine zweites Buchsenteil auf der Seite des Ausgangsförderers 14 angeordnet. Das Buchsenteil 12 der Steckverbindung ist schematisch in Draufsicht in Fig. 3 dargestellt. Es ist zu erkennen, dass es in der dargestellten Ausführungsform über 24 Pole oder 12 Polpaare 21-32 verfügt. Fig. 4 zeigt das komplementäre Steckerteil 17, welches mit den externen Aggregaten und Steuerungen der der Umreifungsmaschine 1 zugeordneten Vorrichtungen und Anlagen, beispielsweise des Zufuhrförderers 15 und des Abfuhrförderers 16, verbunden ist. Das Steckerteil 17 verfügt ebenfalls über 12 Polpaare. Jedes Polpaar 21, 21' - 32, 32' bildet einen Signalkanal. Alternativ sind auch andere Ausbildungen der Signalkanäle möglich. So kann einer der Steckerpole oder das Steckergehäuse ein 0-Potential oder Masse-Potential führen. Jeder einzelne Pol des Buchsenteils 12 bzw. des Steckerteils 17 kann dann zusammen mit dem Masse-Potential ein Polpaar bilden. Hierdurch wird die Anzahl der Kanäle der Steckverbindung erhöht. Allerdings können sich in diesem Fall Signalüberlagerungen ergeben, und die Kanaltrennung ist nicht so sauber wie bei der eingangs beschriebenen Lösung, bei der jeweils zwei Pole ein Polpaar für einen Signalkanal bilden.
Die Fig. 5 zeigt ein Beispiel für eine Standardzuordnung von Eingangs- und Ausgangssignalen zu bestimmten Polpaaren. Die ersten sechs Polpaare sind Ausgangssignalen zugeordnet, welche die Steuereinheit 11 der Umreifungsmaschine 1 an externe Steuervorrichtungen oder Signalverarbeitungsvorrichtungen weiterleitet. Folgende Ausgangssignale können beispielsweise von der Steuereinheit ausgegeben werden:

Schaltzustand der Umreifungsvorrichtung ein/aus;
Anwesenheit eines Pakets in der Umreifungsvorrichtung, welche durch entsprechende Sensoren der Umreifungsmaschine festgestellt wird;
Bandende erreicht (ja/nein);
Störung der Umreifungsmaschine (ja/nein);
Betriebsart der Umreifungsmaschine (automatischer Modus oder manueller Modus);
Einlauf für einen neuen Gegenstand freigegeben (ja/nein).

Die weiteren sechs Polpaare sind Eingangssignalen zugeordnet, welche von externen Vorrichtungen zu der Steuereinheit der Umreifungsmaschine 1 geleitet werden. Derartige Eingangssignale können beispielsweise den Schaltzustand einer vorgelagerten oder nachgelagerten Fördereinheit (aktiv oder nicht aktiv) angeben oder auch eine Paketvoranmeldung, das heißt, die Anwesenheit eines Pakets auf dem der Umreifungsmaschine 1 vorgelagerten Stautaktförderer 15.
Die genannten Signale sind nur beispielhaft ausgewählt. Eine Vielzahl weiterer Signale können über die Polpaare der Steckverbindung weitergeleitet werden. Insbesondere verschiedene Betriebszustände und mögliche Störungssignale von zusätzlichen Aggregaten der Umreifungsmaschine (Niederhalter oder Packpresse bzw. Anschlag) oder weiterer externer Vorrichtungen können über die Signalkanäle kommuniziert werden. Auch kann die Anzahl der Eingangssignale von der Anzahl der Ausgangssignale abweichen.
Die in Fig. 5 dargestellte Zuordnung ist rein willkürlich gewählt. Sie kann einer Standardzuordnung entsprechen, welche der Maschinenhersteller ursprünglich für seine Umreifungsmaschine vorgesehen hat. Die Zuordnung der Signale kann sich aber im Laufe der Zeit ändern. Auch haben unterschiedliche Kunden unterschiedliche Anforderungen an die Umreifungsmaschine und verwenden die Umreifungsmaschine in unterschiedlichen Fertigungsanlagen. Hierdurch ergeben sich unterschiedliche Belegungen ihrer Steckverbindung. Der Hersteller einer Umreifungsmaschine ist daher häufig dazu veranlasst, von der Standardzuordnung abweichende Signalzuordnungen an seinen Steckverbindungen vorzusehen.
Eine derartige abweichende Signalzuordnung ist beispielsweise in der Fig. 6 dargestellt. Wogegen in der Fig. 5 dem ersten Polpaar das Signal A und dem zweiten Polpaar das Signal B usw. zugeordnet waren, ist in Fig. 6 dem ersten Polpaar das Signal L, dem zweiten Polpaar das Signal E zugeordnet. Die Zuordnung zum dritten Polpaar und vierten Polpaar entspricht der Zuordnung in Fig. 5 (Ausgangssignal C bzw. Ausgangssignal D). Das fünfte Polpaar ist dem Signal B zugeordnet. Die Zuordnung zum sechsten, siebten, neunten, zehnten und elften Polpaar entspricht wieder der Zuordnung aus Fig. 5. Das achte Polpaar ist dem Signal A zugeordnet. Das zwölfte Polpaar ist dem Signal H zugeordnet.
Diese Signalzuordnung ist beliebig gewählt und kann beliebig geändert werden. Gemäß der Erfindung ist die Signalzuordnung der Steuereinheit 11 programmierbar. Dies wird insbesondere durch Verwendung eines Mikrocontrollers erreicht, ist aber auch durch eine konfigurierbare und programmierbare SPS möglich. Wie oben erläutert, betrifft diese am Einsatzort der Umreifungsmaschine änderbare Zuordnung nicht die Schnittstellenprogrammierung selbst sondern allein die Zuordnung eines bestimmten Signals auf einen bestimmten Signalkanal der Steuerungseinheit 11. Somit wird das vom Hersteller bereitgestellte Maschinenprogramm der Umreifungsmaschine durch die Umprogrammierung der Signalzuordnung nicht beeinflusst und die Steuereinheit wendet auf jeden der einzelnen Signalkanäle ein vom Hersteller erstelltes und ausgetestetes Schnittstellenprogramm an.
Die Änderung der Signalzuordnung ist auf einfache Weise am Einsatzort der Umreifungsmaschine durchzuführen. Die Person vor Ort, meist ein Monteur, ist informiert, welche Eingangssignale und Ausgangssignale über die Steckverbindungen der betroffenen Umreifungsmaschine zur Verfügung stehen sollen. Aus dem verfügbaren Pool kann er das gewünschte Signal auswählen und dem gewünschten Polpaar der Steckverbindung zuordnen. Die Zuordnung erfolgt halbgrafisch über Auswahllisten mittels eines auf einem an die Maschine angeschlossenen PC ablaufenden Software-Tools. In diesem Tool werden in der Auswahlliste die verfügbaren Polpaare/Signalkanäle angezeigt. In einer Spalte mit dem Titel "Signal" kann für jedes Polpaar ein Popup-Fenster geöffnet werden, in dem abhängig davon, ob es sich um ein Eingangssignalkanal oder Ausgangssignalkanal handelt, die entsprechenden Signale ausgewählt werden können.
Die Ausgangssignale können beliebig vielen Polpaaren zugeordnet werden. Die Eingangssignale können aufgrund der Eindeutigkeit nur einmalig zugeordnet werden. Ist ein Eingangssignal bereits einem Polpaar zugeordnet, wird es für ein weiteres Polpaar in dem Popup-Fenster nicht mehr angeboten.
Die den Signalen zugeordneten Signalfunktionen und weiteren Parameter sind in dem Maschinenprogramm oder der Maschinen-Software programmiert und abgespeichert. Diese Programmierung ist durch den Hersteller der Umreifungsmaschine getestet und freigegeben. Diese Programmierung kann durch das Software-Tool für die Signalzuordnung nicht geändert werden. Damit ist sichergestellt, dass die Signalverarbeitung gemäß der vom Hersteller erarbeiteten und getesteten Programmierung erfolgt. Alle programmierten Signalfunktionen werden in dem Popup-Fenster angezeigt. Wenn eine neue Signalfunktionen vom Hersteller z.B. auf Wunsch eines Kunden programmiert wird, kann sie nach dem Test und der Freigabe in ein Update aufgenommen werden, so dass sie nach dem Einspielen des Updates der Maschinen-Software in dem Popup-Fenster für die Signalzuordnung angezeigt wird.
In der Praxis kann die Anzahl der Polpaare/Signalkanäle größer sein als die Anzahl der verwendeten Signale. In diesem Fall ist nicht jedem Signalkanal ein Signal zugeordnet. Meist sind jedoch die Polpaare/Signalkanäle begrenzt und die Anzahl der ausprogrammierten unterschiedlichen _Signale weitaus größer als die zur Verfügung stehenden Polpaare/Signalkanäle. In diesem Fall müssen die für den spezifischen Umreifungsvorgang erforderlichen Signalvarianten aus den ausprogrammierten Signalen ausgewählt und entsprechenden Polpaaren/Signalkanälen zugeordnet werden. Auf diese Weise kann die Umreifungsmaschine je nach Verwendungszweck an die jeweiligen Bedürfnisse angepasst werden und eine erforderliche Anzahl von Signalen mit den Signalkanälen der Steuerungseinheit 11 verbunden werden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es darüber hinaus möglich, den Kundenwünschen entsprechende, unterschiedliche Steckverbindungen an der Umreifungsmaschine 1 anzuordnen. Zu diesem Zweck kann das Buchsenteil 12 der Umreifungsmaschine 1 über ein Signalkabel 18 mit einer digitalen Schnittstelle, beispielsweise einer USB-Schnittstelle 19, der Steuereinheit 11 verbunden werden. Zwischen dem Buchsenteil 12 und der digitalen Schnittstelle 19 kann zusätzlich ein Signalprozessor 20 angeordnet sein, der die Signale der verschiedenen Polpaare des Buchsenteils 12 in die Signale der digitalen Schnittstelle 19 umrechnet. Der Signalprozessor kann aber auch in das Gehäuse des Buchsenteils 12 oder der digitalen Schnittstelle 19 integriert sein.
Die digitale Schnittstelle 19, beispielsweise eine USB-Schnittstelle kann mit einer mehr komplementären digitalen Schnittstelle der Steuerungseinheit 11 verbunden werden. Auf diese Weise kann bei einheitlicher Bauform der Umreifungsmaschine 1 und ihrer Steuerungseinheit 11 ohne Weiteres eine beliebige Vielzahl von Steckverbindungen realisiert werden. Es muss lediglich die geeignete Adapteranordnung mit dem geeigneten Teil einer Steckverbindung ausgewählt werden und über die digitale Schnittstelle 19 mit der Steuereinheit 11 verbunden werden.
Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.

Bezugszeichen liste

1: Umreifungsmaschine
2: Band
3: Vorratsrolle
4: Einziehvorrichtung
5: Bandmagazin
6: Bandfördervorrichtung
7: Gegenstand
8: Spannvorrichtung
9: Bandführungsrahmen
10: Verschlussaggregat
11: Steuerungseinheit
12: Buchsenteil
13: Eingangsförderer
14: Ausgangsförderer
15: Zufuhrförderer
16: Abfuhrförderer
17: Steckerteil
18: Signalkabel
19: digitale Schnittstelle
20: Signalprozessor
21, 21': erstes Polpaar
22, 22': zweites Polpaar
23, 23': drittes Polpaar
24, 24': viertes Polpaar
25, 25': fünftes Polpaar
26, 26': sechstes Polpaar
27, 27': siebtes Polpaar
28, 28': achtes Polpaar
29, 29': neuntes Polpaar
30, 30': zehntes Polpaar
31, 31': elftes Polpaar
32, 32': zwölftes Polpaar

Claims

Verfahren zum Umreifen von Gegenständen mittels einer Umreifungsmaschine (1), mit folgenden Schritten:
• Transportieren eines Gegenstandes zu einer Umreifungsstation,

• Bildung mindestens einer Schlaufe aus einem Umreifungsband (2) um den Gegenstand mittels einer Umreifungsvorrichtung,

• Verbinden der Enden der Schlaufe miteinander,
wobei über mindestens eine Steckverbindung mit mehreren Polpaaren (21-32, 21'-32') Signale von einer externen Vorrichtung zu der Umreifungsvorrichtung und/oder von der Umreifungsvorrichtung zu einer externen Vorrichtung geleitet werden,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
• Koppeln jeweils eines Polpaars (21-32, 21'-32') mit jeweils einem Signalkanal einer programmierbaren, mehrkanaligen digitalen Steuerungseinheit (11) der Umreifungsmaschine (1),

• Programmieren der digitalen Steuerungseinheit (11) zum Zuordnen der Eingangs- und Ausgangssignale zu den Signalkanälen, wobei ein beliebiges Eingangssignal oder Ausgangssignal einem bestimmten Signalkanal zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuerungseinheit (11) ein Mikrocontroller verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangssignale mindestens eines der folgenden Signale aufweisen:
• vorgelagerte Fördereinheit ist aktiv,

• nachgelagerte Fördereinheit ist aktiv,

• Paketvoranmeldung.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignale mindestens eines der folgenden Signale aufweisen:
• Umreifungsvorrichtung eingeschaltet;

• Paket befindet sich in Umreifungsvorrichtung;

• Bandende;

• Störung der Umreifungsmaschine (1);

• Umreifungsmaschine (1) in automatischem Modus;

• Umreifungsmaschine (1) im manuellen Modus;

• Einlauf für neuen Gegenstand (7) gegeben.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Programme zur Verarbeitung der möglichen Eingangssignale und Ausgangssignale durch die Steuerungseinheit in einem Maschinenprogramm der Umreifungsmaschine implementiert sind und dass das Zuordnen des beliebigen Eingangssignals oder Ausgangssignals zu einem bestimmten Signalkanal das Zuordnen eines bestimmten Programms zur Signalverarbeitung zu dem bestimmten Signalkanal umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Programme zur Verarbeitung der möglichen Eingangssignale und Ausgangssignale durch die Steuerungseinheit am Sitz des Herstellers der Umreifungsmaschine ausgetestet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuordnungsliste mit der Zuordnung der Signalkanäle zu den zugeordneten Signalen in einem nichtflüchtigen Datenspeicher der Steuerungseinheit abgespeichert und beim Einschalten der Steuerungseinheit geladen wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kopie der Zuordnungsliste erstellt und bei einem Austausch der Umreifungsmaschine in den nichtflüchtigen Datenspeicher einer baugleichen, neuen Umreifungsmaschine geladen wird.
Umreifungsmaschine (1) zum Umreifen von Gegenständen, mit folgenden Merkmalen:
• mindestens eine Fördervorrichtung zum Transportieren eines Gegenstandes (7) zu einer Umreifungsstation,

• mindestens eine Umreifungsvorrichtung zur Bildung einer Schlaufe aus einem Umreifungsband (2) um den Gegenstand (7),

• mindestens einer Verbindungsvorrichtung zum Verbinden der Enden der Schlaufe miteinander,

• mindestens einer Steckverbindung mit mehreren Polpaaren (21-32, 21'-32'), über die Signale von einer externen Vorrichtung zu der Umreifungsvorrichtung und/oder von der Umreifungsvorrichtung zu einer externen Vorrichtung geleitet werden,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
• mindestens eine programmierbare, mehrkanalige digitale Steuerungseinheit (11) der Umreifungsmaschine (1), wobei jeweils ein Polpaar (21-32, 21'-32') der Steckverbindung mit jeweils einem Signalkanal der Steuerungseinheit (11) gekoppelt ist,

• die digitalen Steuerungseinheit (11) ist derart programmierbar, dass ein beliebiges Eingangssignal oder Ausgangssignal einem bestimmten Signalkanal zugeordnet werden kann.
Umreifungsmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (11) ein Mikrocontroller ist.
Umreifungsmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (11) eine Standardschnittstelle aufweist und dass sie einen Adapter mit einem Anschluss für die Standardschnittstelle und einem Teil der Steckverbindung aufweist.
Umreifungsmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Steuerungseinheit (11) einen nichtflüchtigen Datenspeicher zum Abspeichern einer Zuordnungsliste mit der Zuordnung der Signalkanäle zu den zugeordneten Signalen aufweist.
Umreifungssystem mit einer Umreifungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder nach der Umreifungsmaschine mindestens eine Fördereinheit angeordnet ist.