EP3288871B1 - Method and device for feeding, providing and exchanging rolls with packaging material in a packaging machine - Google Patents
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- EP3288871B1 EP3288871B1 EP16716215.5A EP16716215A EP3288871B1 EP 3288871 B1 EP3288871 B1 EP 3288871B1 EP 16716215 A EP16716215 A EP 16716215A EP 3288871 B1 EP3288871 B1 EP 3288871B1
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Definitions
- the present invention relates to a method for conveying, providing and/or for largely uninterrupted handling and/or for exchanging rolls with flat and/or film material wound thereon and serving as packaging material for packaging piece goods, bundles or similar item combinations within a packaging machine the features of independent method claim 1.
- the invention also relates to a device for feeding, providing and/or largely uninterrupted handling and/or for exchanging rolls with flat and /or film material with the features of independent claim 9.
- bundles For example beverage containers or the like, these are often held together in practice by shrink film in order to prevent them from slipping or becoming detached from the combination during further handling or transport.
- bundles comprising four, six or more containers are known from the prior art.
- Such containers form a very common variant of sales units for beverage containers or bottles made of PET plastic.
- devices and methods which unwind the material from a roll or from several rolls, transport it within a packaging machine and thus wrap the individual containers or the wrap the respective article, which is to form the respective container, with the packaging material.
- the unwinding of the packaging material from the roll is usually done mechanically and in a continuous process.
- Devices are known in which the packaging material rolls from the thereby rotating roll is deducted. If a roll has been unwound and the supply of packaging material for the roll is exhausted, the respective roll must be exchanged or replaced with a new roll.
- a role change is associated with an undesired interruption of the process of assembling and packaging packs.
- a method and a device by means of which new rolls can be delivered and used rolls can be changed within a packaging machine, for example DE 40 40 545 A1 known.
- This known device has a plurality of supply rolls of strip material which are arranged next to one another. The core of each roll is placed on a common pivot. A beginning of the strip material is previously engaged with a roller which pulls the strip material from the respective roll and guides it in a downward direction away from the device. In order to be able to operate this known device and unwind the material from the roll, the roll must be placed with its core on the pin in the same direction of rotation. The strip material or the first layer of strip material must descend towards the rollers, coming from above.
- Devices for the automatic feeding of material wound up on rolls and for exchanging used rolls in processing or packaging machines are also known in different variants, for example devices for feeding and changing coils with strip material in a processing machine according to FIG DE 32 02 647 A1 or according to DE 41 42 256 A1 .
- the DE 34 25 734 A1 discloses an automated system for feeding dunnage to assembly and/or packaging lines.
- the system includes a magazine for the packaging material and a trolley equipped with an articulated arm for collecting the packaging material and feeding it to the processing machines located on the processing lines.
- the cart with the articulated arm drives along routes that are determined by a computer system connected to the processing machines.
- a facility for supplying packaging machines with consumables or packaging material is also from the EP 1 273 541 B1 known.
- the material webs wound as bobbins are delivered on pallets and distributed to several manufacturing and packaging machines, with the pallets first being taken to interim storage by means of pallet conveyors, while individual bobbins are removed by separate bobbin conveyors and transported to a machine to be supplied.
- the DE 10 2006 017 379 A1 discloses a device for handling reels of packaging material.
- the facility includes a bobbin store with a portal in which the bobbins are stored on pallets.
- a gantry robot with an articulated arm transfers bobbins to winding units located outside the gantry as required. From these, the webs of material are transported to opposite sides in a direction parallel to the longitudinal extension of the portal to the consumption machines.
- Documents U.S. 5,593,107 and EP 0 551 854 disclose bobbin handling devices equipped with space monitoring devices. These space monitoring devices are used to automatically find rolls in the feed area and to center the trunnion in relation to the roll.
- the known handling methods and devices generally require precise positioning and feeding of new bobbins or rolls with packaging material wound on them. If this exact positioning cannot be guaranteed, the smooth replacement of used rolls is endangered, which also means that the functionality of the packaging machine can no longer be guaranteed.
- one aim of the present invention is to provide a device and a method with a high degree of automation for handling flat and/or film material wound onto rolls, by means of which flat and/or film material can be provided without interruption.
- the device and the method should also function properly and with a pronounced degree of error tolerance in the case of imprecisely positioned roll feeds and ensure smooth roll replacement under all operating conditions.
- the Invention proposes a method for conveying, providing, handling and/or exchanging rolls with flat and/or film material wound thereon and serving as packaging material for packaging piece goods, bundles or similar item combinations.
- the method at least approximately completely unwound and/or used up rolls are removed from at least one installation position of a packaging machine and a new roll of flat and/or foil material is then inserted into the respective installation position or after removal of a respective roll.
- an outer layer of the respective new roll is pulled off near or in the area of its free end and connected, in particular welded or glued, to a section of a material web of another roll guided in the packaging machine to form a continuous material web .
- the process provides for new rolls of the packaging machine to be fed in a defined manner, e.g. by means of pallets, shelving systems, AGVs (i.e. driverless transport systems), a revolver magazine (rollers are e.g. arranged on a circular plate or rotating system in such a way that when the plate or a new role can be made available to the system), a feed system (e.g.
- the rolls are preferably picked up independently from the ordered feed by means of handling and gripping devices and inserted into the packaging machine.
- at least the positions of the rolls in the area of the defined feeding and/or provision and/or the gripping and/or handling device and/or their movement space are recorded by means of suitable optical sensor devices and/or space monitoring devices.
- at least the movements of the gripping and/or handling device in the area of the defined supply and/or provision for the rolls or in their respective movement area are controlled.
- the space monitoring devices mentioned are formed by at least one optical detection device, in particular a camera, which detects at least the movement space of the gripping and/or handling device and this movement space and the taking place movements of the gripping and / or handling device supplies imaging output signals.
- the at least one optical detection device or the camera can be assigned to the gripping and/or handling device or mounted there, for example, so that it is able to detect the movements of the gripping and/or handling device and the orientation of each to check the new roll before or when it is used.
- the camera can also cover the movement area by being installed in a fixed position in the room or on the packaging machine; additional or multiple cameras on the gripping and/or handling device are also possible.
- several cameras or optical detection devices can be used, the output signals of which can be superimposed and used for the exact location of all parts, handling systems and/or rolls of packaging material to be moved.
- the method according to the invention enables an exact positioning and feeding of new rolls with packaging material wound thereon to a packaging machine.
- the exact positioning of the handling devices can ensure the smooth exchange of used rolls, which ensures the functionality of the packaging machine in an ideal way.
- the method has a high degree of automation in the handling of flat and/or film material wound up on rolls for packaging purposes, so that flat and/or film material can be made available without interruption.
- the process also works flawlessly with imprecisely positioned roll feeds, with a high degree of error tolerance, and can also ensure smooth roll replacement under all operating conditions.
- the space monitoring devices in the movement space of the gripping and/or handling device detect a state of a core of a roll to be inserted in the respective installation position and supply information on the state of the core as output signals. In this case, it can be determined whether a core of a roll is damaged and therefore cannot be used in the respective installation position of the packaging machine or cannot be used without problems due to the damage. It is conceivable here that when damage to the core is detected, the respective roll that has the damaged core is separated out via the gripping and/or handling device and is not used in the respective installation position.
- the gripping and / or handling device the respective role, which has the damaged core, on a for the separation of Place rolls on a specific pallet or transfer to a specific pallet for sorting out rolls.
- the gripping and/or handling device can be assigned a clipboard for a roll to be inserted into the packaging machine, which serves as a support for the roll, in particular for storing the respective roll to be used and picking it up again by the gripping and/or Handling device for transferring the respective roll into the packaging machine.
- Embodiments have proven successful in which the gripping and/or handling device positions a roll to be inserted into the respective installation position on the clipboard, optically detects the state of the core of the roll positioned on the clipboard and provides information on the state of the core as output signals .
- the roll can be positioned horizontally or with its longitudinal extent horizontal on the clipboard.
- Such embodiments have proven themselves in order to be able to check the condition of the core of the respective roll positioned on the intermediate layer easily and with little risk of incorrect identification of potential damage.
- an optical detection device or a camera system can be provided, which looks through the core to determine or check for damage and is designed as a component of the gripping and/or handling device or is assigned to the gripping and/or handling device.
- the camera system or the optical detection device can be arranged on an arm of the gripping and/or handling device and, if necessary, can be moved via the gripping and/or handling device into the area of the core of the respective roll.
- the gripping and/or handling device can be formed in particular by a multi-axis robot that picks up new rolls from the defined feed and places them in the packaging machine.
- the handling robot can optionally be assigned a separate camera, which can be attached to its movable extension arm, for example, so that it can capture all movements in space and the rolls to be picked up and positioned in the packaging machine.
- the handling device or the multi-axis robot preferably has suitable gripping or holding elements in order to be able to pick up the rolls.
- the gripping and/or handling device in the method according to the invention can also be formed by a driverless and/or remote-controlled transport system (FTS, at least one self-propelled shuttle) that picks up new rolls from the defined feed and places them in the packaging machine.
- FTS driverless and/or remote-controlled transport system
- This AGV or the shuttle of the AGV can, for example, have a gripper arm or the like for receiving and handling the rolls, with which it picks up the roll, places it on a transport support, after which it travels together with the roll to the packaging machine and uses the roll there .
- the shuttle can be assigned its own camera in order to control its movements in space.
- the clipboard can in particular be formed by a bearing block or the like, which occupies a fixed or variable position within the movement space of the gripping and/or handling device.
- the bearing block itself can be designed as a shuttle of an AGV or driverless transport system, which means that it can be able to perform an automatic rotation of 180 degrees around its vertical axis when a roll is to be turned, in order to give the gripping and/or handling system the to have the roll stored there picked up again in the correct position.
- provision can again be made for a camera to be assigned to the clipboard or the bearing block, as a result of which additional optical monitoring on the bearing block can be ensured in order to record the roll positions etc. and to move the bearing block or the gripping and/or handling device into to control the required way.
- the bearing block can be assigned a rotary drive for rotating a roller lying thereon about its horizontal central axis, about its rotational position and/or to adjust an alignment of an edge of an outer web layer.
- a suitable turning mechanism can be assigned to it in order to be able to perform a 180° rotation with the roller lying on it, in order to be able to bring the roller into the correct installation position.
- the method can also provide for the packaging machine itself or its installation positions for the interchangeable rolls of packaging material to be monitored optically.
- additional optical monitoring devices or cameras can be provided in the packaging machine, in particular in the area of the rolls to be replaced or in the area of their installation positions.
- At least one visual identification is applied to a section of a new roll in the area of the free end of its outer material web and the new rolls are placed in their respective installation position or are aligned in their respective installation position before removing the respective outer layer in such a way that the optical markings point in the direction of a respective opposite installation position.
- This at least one optical identifier can be applied to the respective new roll before it is inserted into its respective installation position, for example in such a way that the free end of the outer web of material of the respective new rolls is fixed at least largely immovably on the respective new roll by means of the optical identifier.
- the method can provide for the optical identification to be applied, for example, to a new roll lying on the clipboard, possibly with the support of the camera monitoring the room or the camera arranged on the clipboard.
- the optical markings can also be attached elsewhere in the area of the infeed, if necessary manually by a machine operator or an assistant. These optical markings can be particularly important to indicate the correct direction of rotation of the rolls and to ensure that the rolls are inserted into the packaging machine in their correct orientation.
- optical markings mentioned can optionally be subsequently applied to the rolls in order to mark the start of the film or web of material.
- it may also be desirable to already include such markings in the Incorporate material webs e.g. by printing the material webs in the immediate vicinity or in the area of the material web edge, which can make handling even easier compared to the subsequent application of optical markings, since it saves another handling step.
- it makes sense to have an optical marking in the material web which indicates that the material web is about to end when the roll is unwound. This identification can be monitored and recorded optically, so that a roll that is almost used up can be recognized and a roll change can be prepared and initiated in good time.
- the material web edge must be in contact with the underlying material web layer with sufficient adhesive force so that the beginning of the material web cannot detach from the roll surface unintentionally, e.g. during transport.
- the adhesive force must be so low that the outer material web layer or film layer can be detached from the roll without any problems, preferably also using a pneumatic gripper, which can provide significantly less adhesive force than a mechanical gripper.
- the detachment can be supported by mechanical aids within the packaging machine, e.g. by a pointed wedge, against which the roll is rotated so that it can slide under the material web edge of the outer material web or film web, whereby the adhesive force of the material web edge can be overcome.
- New rolls can, for example, be moved into the area of the handling device via a horizontal conveyor device and can be removed directly from the horizontal conveyor device by means of the handling device. It is also possible to deliver new rolls on pallets, so that, for example, four standing rolls are arranged on a pallet, which are brought into the movement space of the gripping and/or handling device by means of a suitable delivery, in order to be picked up by it and placed in the packaging machine to be used, possibly including the clipboard, as described above as an option.
- a control unit is coupled and connected to the handling device and the room monitoring device and, taking into account a respective pick-up of new rolls from the feed area and/or a horizontal conveyor device by the handling device, specifies clocked operation of the horizontal conveyor device. Likewise the Control unit specify the repeated recording of new roles from the delivered pallets.
- the invention also proposes a device for conveying, providing, handling and/or exchanging rolls with flat and/or film material wound thereon and serving as packaging material for packaging piece goods, bundles or similar item combinations with the features of the independent device claim.
- a device for conveying, providing, handling and/or exchanging rolls with flat and/or film material wound thereon and serving as packaging material for packaging piece goods, bundles or similar item combinations with the features of the independent device claim.
- the device provides that at least approximately completely unwound and/or used up rolls can be removed from at least one installation position of a packaging machine and can be replaced by new rolls of flat and/or film material for the respective installation position, with an outside lying layer of the respective new roll in the vicinity or in the area of its free end and connected to form a continuous web of material with a section of a web of material guided in the packaging machine of another roll, in particular welded or glued.
- the device according to the invention comprises devices for providing new rolls for the packaging machine in a defined feed, such as pallets, shelving systems, AGVs or the like, and at least one gripping and/or handling device for taking over the rolls from the defined feed and for inserting the new rolls in the respective installation position of the packaging machine and/or for removing used rolls from the respective installation positions of the packaging machine.
- a defined feed such as pallets, shelving systems, AGVs or the like
- at least one gripping and/or handling device for taking over the rolls from the defined feed and for inserting the new rolls in the respective installation position of the packaging machine and/or for removing used rolls from the respective installation positions of the packaging machine.
- the rolls can be picked up independently from the ordered feed and inserted into the packaging machine, in particular by means of handling and gripping devices.
- the device according to the invention is equipped with room monitoring devices for detecting at least the positions of the rolls in the area of the defined supply and/or provision and/or the positions and/or movements of the gripping and/or handling device within a movement space and for controlling the movements of the gripping and or Handling device equipped in the defined supply and / or provision for the roles depending on the detected by means of the room monitoring device room, movement and / or sensor data.
- the space monitoring devices can be formed, for example, by at least one optical detection device, in particular a camera, which records at least the movement space of the gripping and/or handling device and images this movement space and the movements of the gripping and/or handling device taking place therein Delivers output signals and makes them available to a control system.
- the at least one optical detection device or the camera can, for example, be assigned directly to the gripping and/or handling device.
- a camera can be mounted there; This can then check the movements and the orientation of each new roll in the direction of rotation before or when it is inserted.
- the camera can be arranged in space or several cameras can also be arranged in space and/or on the robot or the handling device.
- the gripping and/or handling device can be formed in particular by a multi-axis robot that picks up new rolls from the defined supply and places them in the packaging machine.
- the handling robot or the multi-axis robot can optionally be assigned a camera, which can be arranged, for example, on a movable or articulated gripping or extension arm in order to capture all detected objects and the respective environment in order to control the multi-axis robot better and more precisely to be able to
- the handling device or the multi-axis robot has suitable gripping and/or holding means, which can be formed, for example, by a holding mandrel, which dips into the new roller designed as a hollow body, increases its maximum cross-sectional diameter or enlarges its cross-section over an area, and thus the each new role clamped to the handling device or the multi-axis robot fixed.
- the gripping and/or handling device can be formed by a driverless and/or remote-controlled transport system (so-called AGV with at least one self-propelled shuttle) that picks up new rolls from the defined feed and places them in the packaging machine.
- a camera can also be optionally assigned to this shuttle or AGV.
- suitable aids are preferably available to check that the position of each roll to be newly inserted into the packaging machine corresponds to the direction of rotation while it is being handled by the gripping and/or handling device and, if necessary, i.e. if it is incorrectly positioned To be able to correct a role that has a loose end of web material lying in the wrong direction.
- the gripping and/or handling device can be assigned a clipboard for a roll to be inserted into the packaging machine, which can serve as a support for the roll, in particular for storage, provision in the correct direction of rotation and picking up again by the gripping and/or handling device subsequent transfer to the packaging machine.
- This clipboard which is optionally located in the movement space, can be formed, for example, by a bearing block that can assume a fixed or variable position within the movement space of the gripping and/or handling device. It can also be provided that the bearing block itself can form a movable and self-propelled shuttle of an AGV. In addition, a camera can optionally be assigned to the bearing block, which enables additional optical monitoring of the bearing block.
- the bearing block can be equipped with a rotary drive for rotating a roll lying thereon about a horizontal longitudinal axis in order to adjust its rotational position and/or an alignment of an edge of an outer material web layer.
- the bearing block can optionally have a turning mechanism in order to be able to perform a 180° turn when the roll is in contact. This function is already present when the clipboard is configured as a self-propelled shuttle.
- the device can also provide additional optical monitoring devices or cameras in the packaging machine, particularly in the area of the rolls to be replaced or in the area of their installation positions.
- the device can have additional devices in order to apply at least one optical identification to a batch of the new rolls in the area of the free ends of their outer webs of material, so that the new rolls can be inserted into their respective installation position by means of the handling device or before the respective rolls are pulled off outer layer can be aligned in their respective installation position in such a way that the optical markings point in the direction of a respective opposite installation position.
- the at least one optical marking is applied to the respective new roll before it is inserted into its respective installation position in such a way that by means of the optical marking the free end of the outer web of material of the respective new rolls is fixed at least largely immovably on the respective new roll. It is particularly advantageous for the optical identification to be applied to a new roll lying on the clipboard, possibly with the support of the respective camera.
- new rolls can be moved into the area of the handling device via pallets or, for example, via a horizontal conveyor device and can be removed directly from the pallet or from the horizontal conveyor device by means of the handling device.
- a control unit is connected to the handling device and the room monitoring device and, taking into account the respective picking up of new rolls from the feed area and/or a pallet or the horizontal conveyor device by the handling device, specifies clocked operation of the horizontal conveyor device or the pallet feed .
- the invention thus relates to a method for the uninterrupted handling of flat and/or film material that is wound up on rolls and is used as packaging material for piece goods, bundles or similar item combinations.
- the flat and/or film material can be designed as a shrink film or as a conventional plastic film.
- the rollers can have a core whose geometric shape corresponds to a hollow cylinder and which can consist at least partially of cellulose-containing material.
- the respective new roll can thereby be placed on a pin of the packaging machine that corresponds to the core and can rotate on the pin when the packaging material is pulled off or removed from the roll.
- At least partially unwound and/or used rolls are removed from at least one installation position of a packaging machine and a new roll of flat and/or film material is then inserted into the respective installation position or after removal of a respective roll.
- at least two installation positions can be provided.
- each of the at least two installation positions can have a pin on which the new roll is placed and on which the respective roll rotates for unwinding its respective flat and/or foil material.
- the rollers can be clamped on the pin of their respective installation position. The pin can be driven in rotation and transmit a torque to the respective seated roll, so that the roll is moved in rotation over its pin for unwinding its flat and/or foil material.
- a drive can be assigned to each pin, via which the respective pin is rotated.
- the drives can be connected to a control unit, which is described in more detail below, or can be controlled via a control unit, which is described in more detail below, to rotate the pins.
- the clamping connection between the pin and the roll can be released, so that the roll is then no longer firmly connected to the pin and can be removed from the pin .
- the rotating movement of the trunnion can be interrupted until a new roller has been placed on the trunnion or inserted into the appropriate installation position. After a new roll has been inserted into its respective installation position, an outer layer of the respective new roll is usually pulled off near or in the area of its free end and connected to a section of a material web of another roll guided in the packaging machine to form a continuous material web.
- the outer layer of the respective new roll used can be pulled off after insertion with a suitable gripping element, e.g. by means of a gripping and/or handling device that works with pneumatic suction pressure, mechanically clamping and/or electrostatically adhering, which moves between the at least two installation positions and moved.
- a gripping and/or handling device that works with pneumatic suction pressure, mechanically clamping and/or electrostatically adhering, which moves between the at least two installation positions and moved.
- the gripping element can alternately remove outer layers of the new rolls from the at least two installation positions.
- the gripping element temporarily fixes the respective outer layer of a new roll by means of a vacuum.
- a welding rod can be provided, which is moved in a downward direction and thereby welds the outer layer of the respective new roll to the material web guided in the packaging machine.
- the respective outer layer can be moved into a working area of the welding rod via the gripping element.
- the temperature-controlled welding rod can thus clamp the outer layer of the respective new roll against the material web guided in the packaging machine.
- embodiments have proven themselves in which the welding rod is moved vertically up and down for this purpose and, in the case of a vertical lowering movement, the respective outer layer welded from a new roll to a web of material fed into the packaging machine.
- the flat and/or film material of the further roll is not yet completely used up. It can be the case here that, for the purpose of continuous packaging operation, flat and/or foil material is unwound from at least one roll of the at least two installation positions without interruption.
- the new roll can therefore be used while flat and/or film material is still being continuously unwound from the other roll in the packaging machine.
- the direction of rotation and/or orientation that conforms to the direction of rotation can be determined and/or checked during or before the insertion of the new roller.
- embodiments have proven themselves in which the The direction of rotation and/or orientation conforming to the direction of rotation is determined and/or checked by means of optical detection.
- the invention is not limited to such exemplary embodiments, so that, for example, haptic and/or other mechanisms can also be provided in order to check the direction of rotation and/or orientation of the respective new roller that conforms to the direction of rotation.
- the respective new roller can be inserted into its assigned installation position or remain in its respective assigned installation position. If an incorrect direction of rotation and/or incorrect positioning in accordance with the direction of rotation is determined, the respective new roller can be corrected in alignment or another new roller with a suitable direction of rotation and/or orientation that conforms to the direction of rotation can be selected for insertion and inserted into the respective installation position. This can be done in particular using the clipboard described above, which is located in the vicinity of the gripping and/or handling device or at least within its movement space.
- a direction of rotation and/or a positioning of a new roller that conforms to the direction of rotation is checked. If an incorrect direction of rotation and/or incorrect positioning in accordance with the direction of rotation has been determined, the respective new roll can be placed on the intermediate storage before being inserted into the packaging machine, separated from the gripping and/or handling device and oriented or aligned in accordance with the direction of rotation or with a suitable direction of rotation resumed and then used in their respective installation position.
- the orientation conforming to the direction of rotation or the orientation with a suitable direction of rotation as well as the insertion of the roll into its respective installation position can then take place before connecting or welding its outer layer to the material web still remaining in the packaging machine.
- Flat and/or packaging material can be continuously unwound from another roll arranged in the packaging machine or in one of the at least two installation positions during the alignment of the new roll in the direction of rotation.
- the device can have an optical display unit coupled to the control unit, such as a display or the like, via which information on the direction of rotation and/or orientation conforming to the direction of rotation is displayed.
- an optical display unit coupled to the control unit, such as a display or the like, via which information on the direction of rotation and/or orientation conforming to the direction of rotation is displayed.
- a message is output to a user via the optical display unit if the direction of rotation is incorrect or the orientation of new rollers is incorrect in accordance with the direction of rotation.
- information on the direction of rotation and/or orientation conforming to the direction of rotation is output as an acoustic signal.
- the gripping and/or handling device can be preceded by a horizontal conveying device designed to transport new rolls, which extends into a working area of the gripping and/or handling device and which can be controlled via the control unit, taking into account a removal of new rolls by the gripping and/or handling device with clocked operation.
- the gripping and/or handling device is provided with new rolls on pallets or the like.
- the new rolls can be placed in the container in a random order or with any orientation, with the direction of rotation and/or orientation conforming to the direction of rotation being able to be checked and/or ascertained by means of the optical detector.
- the schematic perspective view of the 1 shows a first embodiment of a device 10 according to the invention 1 also a conceivable implementation of an embodiment for the method according to the invention described above.
- the cross-sectional diameter of the holding mandrel 32 is increased so that the new roll 12, as also shown in FIG Figure 7B shown, is clamped to the retaining mandrel 32 fixed.
- the core 26 is designed as a hollow cylinder, the shape of the holding mandrel 32 corresponding thereto, so that the holding mandrel 32 is connected via its outer circumference to an inner lateral surface of the core 26 for the clamping fixation of the new roll 12 .
- New rolls 12 can be made available to the gripping and/or handling device 16 or the handling robot 18 in an uninterrupted sequence via the horizontal conveyor device 28, so that when a new roll 12 is removed from the horizontal conveyor device 28, another new roll 12 is moved in the direction of the handling device 16 is moved further or moves up in the direction of the gripping and/or handling device 16 .
- the horizontal conveyor device 28 can be clocked in a desired manner or operated continuously at a constant speed. Their operation is determined by a control unit 38, indicated only schematically here, which not only Horizontal conveyor 28 controls in their conveying speed and / or timing, but also the handling robot 18 in its movements.
- the control unit 38 processes the signals 40 of at least one room monitoring device 42, which can be formed in particular by an optical detection device or a camera 44, if necessary also by a plurality of cameras 44, which record at least the movement space 46 of the multi-axis robot 18 and its movements, with which also the exact movements of the cantilever arm 30 with the holding mandrel 32 pivotably arranged thereon in relation to each new roll 12 to be grasped are meant.
- the movement space 46 that can be detected optically by means of the space monitoring device 42 formed by the camera 44 is shown in FIG 1 indicated by a ray fan with the broken lines for better illustration.
- a manipulator 48 positioned in the area of the horizontal conveyor device 28 can also be seen, which is operated by a user 50 and via which new rolls 12 can be placed standing on the horizontal conveyor device 28 .
- the new rolls 12 can, for example, be delivered standing on a pallet 52, from which the user 50 can take them using the manipulator 48, whose movements can be controlled by him, and place them on the horizontal conveyor 28 using a holding mandrel 54 located there.
- a working area of the manipulator 48 therefore extends over the pallet 52 and over a section of the horizontal conveyor 28.
- the control and conveying variant shown is only one example of many alternatives. Continuous conveying variants that do not require manual handling are also possible based on 1 is described.
- the infeed is not arranged in this way, it may be useful to provide an intermediate storage area for the new rolls 12 in the movement space 46 of the gripping and handling device 16, so that the rolls 12 can be deposited there if the holding mandrel 32 of the handling robot 18 does not pick them up in the correct direction of rotation to pull the holding mandrel 32 out of the core 26 and to grasp the roll 12 again at its other end face in order to be able to use it in the required direction of rotation for the installation positions EB1 or EB2 in the packaging machine 14.
- Such a clipboard, its function and its interaction with the gripping and/or handling device 16 and with the room monitoring device 42 are exemplified by the embodiment variant in FIG 2 explained in more detail.
- the 1 also shows an open-topped container 56, which is located in the working area 46 of the gripping and/or handling device 16. If the supply of packaging material or shrink film for a roll 12 or 20 placed in the packaging machine 14 is exhausted, the handling robot 18 is used to remove the core 26, made of cellulose, plastic, wood or cardboard, from an empty roll 20 from the packaging machine 14 and place it in the Container 56 discarded. Only after the core 26 has been removed can a new roll 12 be inserted into the respective installation position EB1 or EB2 of the packaging machine 14, so that the gripping and/or handling device 16 or the handling robot 18 first removes the core 26 and then one new roller 12 is inserted into the respective installation position EB1 or EB2.
- the horizontal conveyor device 28, the gripping and/or handling device 16 or the multi-axis robot 18 and the packaging machine 14 are connected to the control unit 38.
- This can, in particular, specify the clocked operation of the horizontal conveyor device 28, insertion and removal of Initiate rollers 12 and 20 through the handling device 16 from the two installation positions EB1 and EB2.
- it can control the unrolling of packaging material or shrink film from the rolls 12 used in the packaging machine 14 .
- the room monitoring device 42 in cooperation with the control unit 38, enable movement control of the horizontal conveyor device 28 and in particular of the gripping and/or handling device 16, which enables error-tolerant positioning and conveying of the new rolls 12 and their handling , since the exact detection of each new roll 12 by the holding mandrel 32 of the handling robot 18 can be effectively supported and controlled with the aid of the at least one camera 44, so that the exact positioning of the rolls 12 on the horizontal conveyor device 28 becomes less important and can be tracked accordingly Movement control of the handling robot 18 can be compensated within its movement space 46.
- Positions can be positioned, e.g. also in the area of the packaging machine 14, in the area of the handling robot 18 or possibly even on its swivel arm 30, provided that the movement space 46 can be covered and recorded in the required manner.
- the control unit 38 can also have a display device 58 or a display via which information on the direction of rotation or the orientation of new rollers 12 in accordance with the direction of rotation and/or other control or movement parameters of the multi-axis robot 18 and/or the horizontal conveyor device 28 is/are available to the user 50 can be visualized.
- the direction of rotation or the orientation of the new rollers 12 that conforms to the direction of rotation is preferred, as shown below by way of example with reference to FIG Figures 4 to 6 described, detected and/or checked by the camera 44 or possibly also by another camera, which is or are connected to the control unit 38 .
- the gripping and/or handling device 16 can remove the respective core 26 of an empty roll 20 from the packaging machine 14 and, with the aid of the camera 44 or the other cameras, can independently load new rolls 12 with the appropriate direction of rotation or with an orientation that conforms to the direction of rotation starts, the device 10 can be operated completely automatically, at least from the start of receiving new rolls 12 from the horizontal conveyor device 28 .
- the schematic perspective view of the 2 illustrates a second embodiment variant of the device 10 according to the invention and a sensible implementation of an embodiment for the method according to the invention.
- the packaging machine 14 does not differ significantly from the variant described above according to FIG 1 .
- device 10 is used to handle flat packaging material such as shrink film or packaging foils, which are made available individually on rollers 12 to packaging machine 14 according to the consumption-related replenishment requirement by means of gripping and/or handling device 16 designed as multi-axis robot 18.
- the gripping and/or handling device 16 inserts the new rolls 12 to be fed to the packaging machine 14 into two different installation positions EB1 and EB2, which are shown on the basis of the detailed views in FIG Figures 4 to 6 be explained in more detail.
- the second variant of the device 10 shown does not have a horizontal conveying device, but instead has the new rolls 12 delivered on pallets 52, with four rolls 12 arranged on edge standing on each pallet 52, which are each picked up individually by the handling robot 18 and inserted into the packaging machine 14.
- the handling device 16 or the handling robot 18 moves over the end of its movable cantilever arm 30 movably arranged retaining mandrel 32 frontally in a core 26 of a new role 12, as already based on the 1 was explained.
- an arm section 34 of the handling device 16 or of the handling robot 18 can be rotated about an axis of rotation 36, as shown in Figure 7A is shown as an example, are moved in rotation.
- the cross-sectional diameter of the holding mandrel 32 is increased so that the new roll 12, as also shown in FIG Figure 7B shown, is clamped to the retaining mandrel 32 fixed.
- the core 26 is designed as a hollow cylinder, the shape of the holding mandrel 32 corresponding thereto, so that the holding mandrel 32 is connected via its outer circumference to an inner lateral surface of the core 26 for the clamping fixation of the new roll 12 .
- the holding mandrel 32 of the handling robot 18 grasps each individual roll 12 that is on the pallet 52 without the direction of rotation already being checked.
- Appropriate optical control or detection in any other way e.g. inductively, by means of a transponder, etc. is checked during the movement of the cantilever arm 30 with the roller 12 conveyed on the holding mandrel 32 in the direction of the packaging machine 14, whether the roller 12 is there directly and can be positioned without repositioning or whether the roller 12 may have the wrong direction of rotation.
- the roll 12 can be placed on the intermediate storage area 60 by appropriate movement control of the handling robot 18, after which the holding mandrel 32 is pulled out of the core 26 of the deposited roll 12 in order to grasp the roll 12 again at its other end so that they can then be used in the required direction of rotation for the installation positions EB1 or EB2 in the packaging machine 14.
- the design of the clipboard 60, its exact function and its interaction with the gripping and / or handling device 16 and with the Room monitoring device 42 are exemplary based on the embodiment of 2 as well as the detailed views of the 3 explained in more detail.
- the user 50 standing within the movement space 46 is normally only there for maintenance purposes, but not during ongoing operation of the gripping and/or handling device, which can also be monitored by the space monitoring device 42 if necessary.
- the control unit 38 can also have a display device 58 or a display that visualizes information about the direction of rotation or the orientation of new rollers 12 that conforms to the direction of rotation and/or other control or movement parameters of the multi-axis robot 18 and/or the AGV for the user 50 can become.
- the direction of rotation or the orientation of the new rollers 12 that conforms to the direction of rotation is preferred, as shown below by way of example with reference to FIG Figures 4 to 6 described, detected and/or checked by the camera 44 or possibly also by another camera, which is or are connected to the control unit 38 .
- a sensible embodiment variant can provide that a gripping and/or handling device 16 or a single handling robot 18 can supply two packaging lines or two packaging machines 14, with the movement space 46 being sensibly located between the two packaging machines 14 arranged approximately parallel, see above that the feed area for new rolls 12 with the horizontal conveyor 28 (cf. 1 ) or the pallet delivery (cf. 2 ) between the two packaging machines 14 and in the vicinity of the handling robot 18 and within its movement space 46.
- the handling robot 18 can alternately supply the two packaging machines 14 that are in regular operation with new rolls 12 and, if necessary, transfer the used rolls 20 to a common container 56 for subsequent or cyclical disposal. If the movement space 46 cannot be monitored with a single camera 44 because it is partially shaded, for example, multiple cameras 44 can be provided for space monitoring.
- the prism-like upper bearing surface 62 ensures that the roll 12 is positioned exactly in the middle when it is set down and prevents it from rolling or twisting to the side.
- drives can be provided in order to rotate the roll 12 by a defined angular amount about its longitudinal axis, e.g. in order to bring a material web edge into a desired position that is favorable for pulling off this material web edge after the roll has been inserted into the correct installation position of the packaging machine 14 is.
- These drives can be formed, for example, by rollers that are integrated in the support surface 62 .
- the optional drives are shown in the illustrations Fig. 3 (Figs. 3A to 3C ) but not clearly recognizable.
- the clipboard 60 or the bearing block 64 can be assigned suitable optical detection means such as a camera or the like, which is preferably connected to the control unit 38 (cf. 2 ) is coupled, so that the exact positioning of a roller 12 located on the support surface 62, its orientation and its direction of rotation or angle of rotation can be checked and recorded in order to move the handling robot 18 and/or the optional drives, turning mechanisms, etc. to the intermediate storage 60 steer.
- suitable optical detection means such as a camera or the like
- the schematic perspective view of the 4 clarifies the installation positions EB1 and EB2 already mentioned above for the rollers 12, which correspond to the variants in the packaging machine 14 according to the variants 1 and or 2 are defined.
- Each of the installation positions EB1 and EB2 is defined by its own rotatable receiving mandrel 70.
- Each of these two horizontally aligned receiving mandrels 70 is gripped by means of the gripping and/or handling device (cf. figures 1 and 2 ) a new roll 12 is put on and fixed by clamping the roll core 26 on the respective mounting mandrel 70 by increasing the diameter of the mounting mandrels 70 .
- the 4 also shows a welding bar 72, which is used to join an outer layer 24 (cf.
- a clamping connection formed between the respective roller 20 and the receiving mandrel 70 is released beforehand. This is typically done by reducing the cross-sectional diameter of the respective receiving mandrel 70, as a result of which the roll core 26 can be pulled off. The release of the clamping connection or the reduction in the cross-sectional diameter of the receiving mandrels 70 is also specified by the control unit 38 .
- the gripping and/or handling device 16 dips over its holding mandrel 32 (cf. Figure 7A ) into the core 26 of the at least approximately completely unwound and/or used up roll 20.
- the respective at least approximately completely unwound and/or used up roll 20 is then fixed on the holding mandrel 32 of the handling device 16.
- An increase in the cross-sectional diameter of the holding mandrel 32 for clamping the roll 20 or the roll core 26 is also specified via the control unit 38 .
- the embodiment according to 4 is to be understood only as an example, so that further embodiments are conceivable in which two installation positions EB1 and EB2 only one camera 74 is assigned, the detection range of which extends over the two installation positions EB1 and EB2. There is also the possibility of using the cameras 74 to check a direction of rotation or an orientation that conforms to the direction of rotation of new rollers 12 inserted in the installation positions EB1 and EB2. If an incorrect direction of rotation or orientation of new rollers 12 in one of the two installation positions EB1 or EB2 that conforms to the direction of rotation has been determined, the control unit 38 can initiate an alignment correction of the respective new roller 12 via the gripping and/or handling device 16 .
- FIG. 5 shows the installation positions EB1 and EB2 according to the 4 with a new roller 12 inserted for the second installation position EB2.
- the gripping and/or handling device 16 cf. figures 1 and 2
- a new role 12 onto the arbor 70 of the second installation position EB2.
- packaging material 22 or shrink film is unwound from the roll 20 of the first installation position EB1 that is almost used up or unwound and will therefore soon be removed, so that the packaging machine 14 (cf. figures 1 and 2 ) can continue to be operated even when replacing the roller 20 from the first installation position by switching to the new roller 12 in the second installation position EB2.
- packaging material 22 or shrink film can continue to be unwound from the roll 12 in the second installation position EB2, with which the required continuous and uninterrupted operation of the packaging machine 14 can be guaranteed.
- Figure 7B the gripping and/or handling device 16 after picking up a new roll 12 with the same orientation as the direction of rotation of a Pallet 52 (cf. Figure 7A ).
- the gripping arm 34 was starting from the position Figure 7A about the axis 36, which in Figure 7A runs in the direction of the image plane, panned.
- the new roll 12 now has an at least approximately horizontal orientation and can be used in its respective assigned installation position EB1 or EB2 in the packaging machine 14 .
- a removal of the at least approximately completely unwound and/or used up roll 20 from the respective installation position EB1 or EB2 also takes place with a horizontal orientation.
- FIGS 9A and 9B illustrate the different operating states in the intended installation position EB1 or EB2 in the packaging machine 14 (cf. Figures 4 to 6 ) on the arbor 70 located roll 12 ( Figure 9A ) or a role removed from there ( Figure 9B ). While the role 12 in the representation of Figure 9A is ready to roll in the intended installation position EB1 or EB2, it was shown in the Figure 9B pushed down from the receiving mandrel 70 by moving the axial stop 84 and, for example, taken over by the handling robot 18 (not shown).
- the Figure 9C shows a roll 12 positioned on the receiving mandrel 70.
- the base 90 with the drive 92 is here at a right-hand stop, at which the roll 12 is in the packaging machine 14 ready for unwinding.
- the axial stop 84 has moved against the base 90 with its base 86 so that it is not in physical contact with the roller 12 .
- the Figure 9D also shows the roll 12 positioned on the arbor 70.
- the base 90 with the drive 92 is shifted to the left, as is the axial stop 84, which rests with its base 86 on the base 90 and is therefore also moved to the left.
- the mandrel 70 moves out of the roll core 26 while the axial stop 84 rests on the end face of the roll 12 and holds it in place.
- the holding mandrel 32 of the handling robot 18 can be pushed into the released roll core 26 and the roll 12 can finally be taken over from the receiving mandrel 70 and pulled off.
- the device 10 provides that the packaging machine 14 or the packaging machines 14 are supplied with new rolls 12 in a defined manner, for example by means of pallets 52 (cf. 2 ), horizontal conveyors 28 (cf. 1 ), shelving systems not shown here, or AGVs (i.e. driverless transport systems, not detailed here) as soon as they are needed, in order to then be taken over by the gripping and/or handling device 16 or the handling robot 18 and transferred to the packaging machine 14 be after there previously a used roll 20 was removed.
- pallets 52 cf. 2
- horizontal conveyors 28 cf. 1
- shelving systems not shown here shelving systems not shown here
- AGVs i.e. driverless transport systems, not detailed here
- the three schematic representations of the 10 show other alternative variants of roll feed or magazines. This is how it shows Figure 10A a highly schematic representation of a revolver magazine 100, in which the new rollers 12 each rotate in a circular arrangement about a horizontal axis, with each further rotation of the magazine 100 a new roller 12 being able to be made available.
- Figure 10B shows a highly schematic representation of a rotary transfer magazine 102, in which the new rolls 12 each rotate in a circular arrangement about a vertical axis, so that the packaging machine 14 or the gripping and/or handling device 16 (cf. 1 ) With each further rotation of the disk-like rotary cycle magazine 102, a new roll 12 can be made available.
- the Figure 10C also shows a highly schematic representation of a paternoster magazine 104, in which the new rollers 12 are each arranged in a vertically conveying elevator system, so that the packaging machine 14 or the gripping and/or handling device 16 (cf. 1 ) each time the paternoster magazine 104 is raised, a new roll 12 can be made available.
- the paternoster magazine 104 is in a plane 106 is filled, which is located below the upper level or the operating level 108, on which the packaging machine 14 and the other parts of the device 10 are arranged.
- the lower level 106 can advantageously be driven over by industrial trucks, so that the loading of the paternoster magazine 104 can be carried out in a simplified manner.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuförderung, Bereitstellung und/oder zur weitgehend unterbrechungsfreien Handhabung und/oder zum Austausch von Rollen mit darauf aufgewickeltem und als Verpackungsmaterial zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial innerhalb einer Verpackungsmaschine mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 1. Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung zur Zuförderung, Bereitstellung und/oder zur weitgehend unterbrechungsfreien Handhabung und/oder zum Austausch von Rollen mit darauf aufgewickeltem und als Verpackungsmaterial zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 9.The present invention relates to a method for conveying, providing and/or for largely uninterrupted handling and/or for exchanging rolls with flat and/or film material wound thereon and serving as packaging material for packaging piece goods, bundles or similar item combinations within a packaging machine the features of independent method claim 1. The invention also relates to a device for feeding, providing and/or largely uninterrupted handling and/or for exchanging rolls with flat and /or film material with the features of independent claim 9.
Bei einer Gruppierung und Zusammenstellung von Artikeln zu Gebinden, bspw. von Getränkebehältern o. dgl., werden diese in der Praxis häufig durch Schrumpffolie zusammengehalten, um ein Verrutschen oder ein Lösen aus der Zusammenstellung während der weiteren Handhabung bzw. beim Transport zu verhindern. Bekannt sind aus dem Stand der Technik bspw. Gebinde, welche vier, sechs oder mehr Behälter umfassen. Derartige Gebinde bilden eine sehr gebräuchliche Variante von Verkaufseinheiten für Getränkebehälter oder Flaschen aus PET-Kunststoff. Um beim Verpacken und/oder bei einer nachfolgenden Palettierung einen hohen Durchsatz zu erreichen, ist eine möglichst rasche Zusammenstellung derartiger Gebinde ohne Unterbrechung einzelner Prozessschritte wünschenswert.When items are grouped and combined into bundles, for example beverage containers or the like, these are often held together in practice by shrink film in order to prevent them from slipping or becoming detached from the combination during further handling or transport. For example, bundles comprising four, six or more containers are known from the prior art. Such containers form a very common variant of sales units for beverage containers or bottles made of PET plastic. In order to achieve a high throughput during packaging and/or subsequent palletizing, it is desirable to assemble such bundles as quickly as possible without interrupting individual process steps.
Um das Verpackungsmaterial bzw. die Schrumpffolie zur teilweisen oder vollständigen Umhüllung von Gebinden zur Verfügung zu stellen, sind bereits Vorrichtungen sowie Verfahren bekannt, welche das Material von einer Rolle oder von mehreren Rollen abwickeln, innerhalb einer Verpackungsmaschine befördern und damit die einzelnen Gebinde bzw. die jeweiligen Artikel, welche das jeweilige Gebinde bilden sollen, mit dem Verpackungsmaterial umhüllen. Das Abwickeln des Verpackungsmaterials von der Rolle erfolgt hierbei üblicherweise maschinell und in kontinuierlichem Prozess. Es sind Vorrichtungen bekannt, in denen das Verpackungsmaterial über Walzen von der dabei rotierenden Rolle abgezogen wird. Ist eine Rolle abgewickelt und der Vorrat an Verpackungsmaterial der Rolle erschöpft, so muss ein Austausch der jeweiligen Rolle bzw. ein Ersatz durch eine neue Rolle erfolgen. Allerdings ist mit einem solchen Rollenwechsel eine unerwünschte Unterbrechung des Prozesses der Zusammenstellung und Verpackung von Gebinden verbunden.In order to provide the packaging material or the shrink film for the partial or complete wrapping of containers, devices and methods are already known which unwind the material from a roll or from several rolls, transport it within a packaging machine and thus wrap the individual containers or the wrap the respective article, which is to form the respective container, with the packaging material. The unwinding of the packaging material from the roll is usually done mechanically and in a continuous process. Devices are known in which the packaging material rolls from the thereby rotating roll is deducted. If a roll has been unwound and the supply of packaging material for the roll is exhausted, the respective roll must be exchanged or replaced with a new roll. However, such a role change is associated with an undesired interruption of the process of assembling and packaging packs.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung, mittels welchen neue Rollen zugestellt sowie verbrauchte Rollen innerhalb einer Verpackungsmaschine gewechselt werden können, sind bspw. aus der
Vorrichtungen zur automatischen Zuführung von auf Rollen aufgewickeltem Material und zum Austausch gegen verbrauchte Rollen in Verarbeitungs- oder Verpackungsmaschinen sind darüber hinaus in unterschiedlichen Ausführungsvarianten bekannt, so bspw. durch Vorrichtungen zur Zufuhr und zum Wechseln von Spulen mit Bandmaterial in einer Verarbeitungsmaschine gemäß
Die
Eine Einrichtung zur Versorgung von Verpackungsmaschinen mit Verbrauchs- oder Verpackungsmaterial ist zudem aus der
Die
Die bekannten Handhabungsverfahren und -vorrichtungen erfordern in aller Regel eine exakte Positionierung und Zuführung von neuen Bobinen oder Rollen mit darauf aufgewickeltem Verpackungsmaterial. Sofern diese exakte Positionierung nicht zu gewährleisten ist, ist der reibungslose Austausch gegen verbrauchte Rollen gefährdet, wodurch auch die Funktionsfähigkeit der Verpackungsmaschine nicht mehr zu gewährleisten ist.The known handling methods and devices generally require precise positioning and feeding of new bobbins or rolls with packaging material wound on them. If this exact positioning cannot be guaranteed, the smooth replacement of used rolls is endangered, which also means that the functionality of the packaging machine can no longer be guaranteed.
Aus diesem Grund wird ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin gesehen, eine Vorrichtung und ein Verfahren mit hohem Automatisierungsgrad zur Handhabung von auf Rollen aufgewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial zur Verfügung zu stellen, mittels welcher unterbrechungsfrei Flach- und/oder Folienmaterial bereitgestellt werden kann. Die Vorrichtung und das Verfahren sollen auch bei nicht exakt positionierten Rollenzuführungen einwandfrei und mit einem ausgeprägten Grad an Fehlertoleranz funktionieren und den reibungslosen Rollenaustausch unter allen Betriebsbedingungen gewährleisten.For this reason, one aim of the present invention is to provide a device and a method with a high degree of automation for handling flat and/or film material wound onto rolls, by means of which flat and/or film material can be provided without interruption. The device and the method should also function properly and with a pronounced degree of error tolerance in the case of imprecisely positioned roll feeds and ensure smooth roll replacement under all operating conditions.
Dieses Ziel der Erfindung wird mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Zur Erreichung des genannten Ziels schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Zuförderung, Bereitstellung, Handhabung und/oder zum Austausch von Rollen mit darauf aufgewickeltem und als Verpackungsmaterial zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial vor. Bei dem Verfahren werden zumindest näherungsweise vollständig abgewickelte und/oder aufgebrauchte Rollen aus wenigstens einer Einbauposition einer Verpackungsmaschine entnommen und hierauf bzw. nach Entnahme einer jeweiligen Rolle jeweils eine neue Rolle mit Flach- und/oder Folienmaterial in die jeweilige Einbauposition eingesetzt. Normalerweise wird nach dem jeweiligen Einsetzen einer neuen Rolle eine außen liegende Lage der jeweiligen neuen Rolle in Nähe oder im Bereich ihres freien Endes abgezogen und zur Bildung einer ununterbrochenen Materialbahn mit einem Abschnitt einer in der Verpackungsmaschine geführten Materialbahn einer weiteren Rolle verbunden, insbesondere verschweißt oder verklebt. Jedoch sind auch andere Verbindungsmöglichkeiten denkbar. Das Verfahren sieht vor, dass neue Rollen der Verpackungsmaschine in definierter Zuführung, z.B. mittels Paletten, Regalsystemen, FTS (d.h. führerlosen Transportsystemen), einem Revolvermagazin (Rollen werden bspw. auf einer kreisförmigen Platte oder drehbaren System derart angeordnet, dass beim Weiterdrehen der Platte oder dem System eine neue Rolle zur Verfügung gestellt werden kann), einem Zuführsystem (beispielsweise ausgestaltet als Paternosteraufzug oder Shuttletransport, vgl.
Das Verfahren kann zudem vorsehen, dass die die erwähnten Raumüberwachungseinrichtungen durch wenigstens eine optische Erfassungseinrichtung, insbesondere eine Kamera gebildet sind, die zumindest den Bewegungsraum der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung erfasst und diesen Bewegungsraum und die darin stattfindenden Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung abbildende Ausgangssignale liefert. Hierbei kann die wenigstens eine optische Erfassungseinrichtung bzw. die Kamera bspw. der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zugeordnet bzw. dort montiert sein, so dass sie in die Lage versetzt ist, die Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung sowie die drehrichtungskonforme Orientierung jeder neuen Rolle vor bzw. bei ihrem Einsetzen zu überprüfen. Wahlweise kann die Kamera jedoch auch den Bewegungsraum abdecken, indem sie ortsfest im Raum oder an der Verpackungsmaschine montiert ist; auch zusätzliche bzw. mehrere Kameras an der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung sind möglich. Generell können mehrere Kameras bzw. optische Erfassungseinrichtungen eingesetzt werden, deren Ausgangssignale überlagert und zur exakten Ortsbestimmung aller zu bewegenden Teile, Handhabungssysteme und/oder Rollen mit Verpackungsmaterial eingesetzt werden können.The method can also provide that the space monitoring devices mentioned are formed by at least one optical detection device, in particular a camera, which detects at least the movement space of the gripping and/or handling device and this movement space and the taking place movements of the gripping and / or handling device supplies imaging output signals. Here, the at least one optical detection device or the camera can be assigned to the gripping and/or handling device or mounted there, for example, so that it is able to detect the movements of the gripping and/or handling device and the orientation of each to check the new roll before or when it is used. Optionally, however, the camera can also cover the movement area by being installed in a fixed position in the room or on the packaging machine; additional or multiple cameras on the gripping and/or handling device are also possible. In general, several cameras or optical detection devices can be used, the output signals of which can be superimposed and used for the exact location of all parts, handling systems and/or rolls of packaging material to be moved.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auf diese Weise eine exakte Positionierung und Zuführung von neuen Rollen mit darauf aufgewickeltem Verpackungsmaterial zu einer Verpackungsmaschine. Die exakte Positionierung der Handhabungseinrichtungen kann den reibungslosen Austausch gegen verbrauchte Rollen gewährleisten, wodurch die Funktionsfähigkeit der Verpackungsmaschine in idealer Weise sichergestellt ist. Das Verfahren weist einen hohen Automatisierungsgrad bei der Handhabung von auf Rollen aufgewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial zu Verpackungszwecken auf, so dass eine unterbrechungsfreie Bereitstellung von Flach- und/oder Folienmaterial ermöglicht ist. Das Verfahren funktioniert zudem bei nicht exakt positionierten Rollenzuführungen einwandfrei und mit einem ausgeprägten Grad an Fehlertoleranz und kann zudem den reibungslosen Rollenaustausch unter allen Betriebsbedingungen gewährleisten.In this way, the method according to the invention enables an exact positioning and feeding of new rolls with packaging material wound thereon to a packaging machine. The exact positioning of the handling devices can ensure the smooth exchange of used rolls, which ensures the functionality of the packaging machine in an ideal way. The method has a high degree of automation in the handling of flat and/or film material wound up on rolls for packaging purposes, so that flat and/or film material can be made available without interruption. The process also works flawlessly with imprecisely positioned roll feeds, with a high degree of error tolerance, and can also ensure smooth roll replacement under all operating conditions.
Vorstellbar ist darüber hinaus, dass die Raumüberwachungseinrichtungen im Bewegungsraum der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung einen Zustand eines Kerns einer in die jeweilige Einbauposition einzusetzenden Rolle erfassen und Informationen zum Zustand des Kerns als Ausgangssignale liefern. Hierbei kann ggf. festgestellt werden, ob ein Kern einer Rolle beschädigt ist und somit aufgrund der Beschädigung nicht oder nicht problemfrei in die jeweilige Einbauposition der Verpackungsmaschine eingesetzt werden kann. Denkbar ist hierbei, dass bei Feststellung einer Beschädigung des Kerns die jeweilige Rolle, welche den beschädigten Kern besitzt, über die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung ausgesondert und nicht in die jeweilige Einbauposition eingesetzt wird. Beispielsweise kann die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung die jeweilige Rolle, welche den beschädigten Kern besitzt, auf einer zur Aussonderung von Rollen bestimmten Palette absetzen bzw. an eine zur Aussonderung von Rollen bestimmte Palette überführen. Wie nachfolgend noch beschrieben, kann der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung eine Zwischenablage für eine in die Verpackungsmaschine einzusetzende Rolle zugeordnet sein, die als Auflage für die Rolle dient, insbesondere zur Ablage der jeweiligen einzusetzenden Rolle und erneuten Aufnahme durch die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zur Übergabe der jeweiligen Rolle in die Verpackungsmaschine. Bewährt haben sich hierbei Ausführungsformen, bei welchen die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung eine in die jeweilige Einbauposition einzusetzende Rolle auf der Zwischenablage positioniert, zeitlich nachfolgend den Zustand des Kerns der auf der Zwischenablage positionierten Rolle optisch erfasst und Informationen zum Zustand des Kerns als Ausgangssignale liefert. Insbesondere kann die Rolle liegend bzw. mit ihrer Längserstreckung horizontal auf der Zwischenablage positioniert werden. Derartige Ausführungsformen haben sich bewährt, um den Zustand des Kerns der jeweiligen auf der Zwischenlage positionierten Rolle einfach und mit geringem Risiko einer Fehlerkennung von potentiellen Beschädigungen überprüfen zu können. Insbesondere kann eine optische Erfassungseinrichtung bzw. ein Kamerasystem vorgesehen sein, welches den Kern zum Feststellen bzw. Überprüfen auf Beschädigungen durchblickt und als Bestandteil der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung ausgebildet ist bzw. der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zugeordnet ist. Somit kann das Kamerasystem bzw. die optische Erfassungseinrichtung an einem Arm der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung angeordnet sein und ggf. über die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung in den Bereich des Kerns der jeweiligen Rolle bewegt werden.It is also conceivable that the space monitoring devices in the movement space of the gripping and/or handling device detect a state of a core of a roll to be inserted in the respective installation position and supply information on the state of the core as output signals. In this case, it can be determined whether a core of a roll is damaged and therefore cannot be used in the respective installation position of the packaging machine or cannot be used without problems due to the damage. It is conceivable here that when damage to the core is detected, the respective roll that has the damaged core is separated out via the gripping and/or handling device and is not used in the respective installation position. For example, the gripping and / or handling device, the respective role, which has the damaged core, on a for the separation of Place rolls on a specific pallet or transfer to a specific pallet for sorting out rolls. As described below, the gripping and/or handling device can be assigned a clipboard for a roll to be inserted into the packaging machine, which serves as a support for the roll, in particular for storing the respective roll to be used and picking it up again by the gripping and/or Handling device for transferring the respective roll into the packaging machine. Embodiments have proven successful in which the gripping and/or handling device positions a roll to be inserted into the respective installation position on the clipboard, optically detects the state of the core of the roll positioned on the clipboard and provides information on the state of the core as output signals . In particular, the roll can be positioned horizontally or with its longitudinal extent horizontal on the clipboard. Such embodiments have proven themselves in order to be able to check the condition of the core of the respective roll positioned on the intermediate layer easily and with little risk of incorrect identification of potential damage. In particular, an optical detection device or a camera system can be provided, which looks through the core to determine or check for damage and is designed as a component of the gripping and/or handling device or is assigned to the gripping and/or handling device. Thus, the camera system or the optical detection device can be arranged on an arm of the gripping and/or handling device and, if necessary, can be moved via the gripping and/or handling device into the area of the core of the respective roll.
Bei dem Verfahren kann die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung insbesondere durch einen Mehrachsroboter gebildet sein, der neue Rollen von der definierten Zuführung aufnimmt und in der Verpackungsmaschine platziert. Wie erwähnt, kann dem Handhabungsroboter wahlweise eine separate Kamera zugeordnet sein, die bspw. an seinem beweglichen Auslegerarm angebracht sein kann, so dass sie alle Bewegungen im Raum sowie die aufzunehmenden und in die Verpackungsmaschine zu positionierenden Rollen erfassen kann. Vorzugsweise verfügt die Handhabungseinrichtung bzw. der Mehrachsroboter über geeignete Greif- bzw. Halteelemente, um die Rollen aufnehmen zu können. So kann die Handhabungseinrichtung bzw. der Mehrachsroboter bspw. über einen Haltedorn verfügen, welcher stirnseitig in die als Hohlkörper ausgebildete neue Rolle eintaucht, seinen maximalen Querschnittsdurchmesser vergrößert bzw. seinen Querschnitt flächig vergrößert und hiermit die jeweilige neue Rolle klemmend an der Handhabungseinrichtung bzw. dem Mehrachsroboter fixiert.In the method, the gripping and/or handling device can be formed in particular by a multi-axis robot that picks up new rolls from the defined feed and places them in the packaging machine. As mentioned, the handling robot can optionally be assigned a separate camera, which can be attached to its movable extension arm, for example, so that it can capture all movements in space and the rolls to be picked up and positioned in the packaging machine. The handling device or the multi-axis robot preferably has suitable gripping or holding elements in order to be able to pick up the rolls. For example, the handling device or the multi-axis robot can have a holding mandrel which dips into the new roller designed as a hollow body, increases its maximum cross-sectional diameter or has a flat cross-section enlarged and hereby fixed the respective new role clamped to the handling device or the multi-axis robot.
Wahlweise kann die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch durch ein führerloses und/oder ferngesteuertes Transportsystem (FTS, mindestens ein selbstfahrendes Shuttle) gebildet sein, das neue Rollen von der definierten Zuführung aufnimmt und in der Verpackungsmaschine platziert. Dieses FTS bzw. das Shuttle des FTS kann bspw. einen Greifarm o. dgl. zur Aufnahme und Handhabung der Rollen aufweisen, mit dem es die Rolle aufnimmt, auf einer Transportauflage ablegt, wonach es mitsamt der Rolle zur Verpackungsmaschine fährt und dort die Rolle einsetzt. Wahlweise kann dem Shuttle eine eigene Kamera zugeordnet sein, um seine Bewegungen im Raum zu steuern.Optionally, the gripping and/or handling device in the method according to the invention can also be formed by a driverless and/or remote-controlled transport system (FTS, at least one self-propelled shuttle) that picks up new rolls from the defined feed and places them in the packaging machine. This AGV or the shuttle of the AGV can, for example, have a gripper arm or the like for receiving and handling the rolls, with which it picks up the roll, places it on a transport support, after which it travels together with the roll to the packaging machine and uses the roll there . Optionally, the shuttle can be assigned its own camera in order to control its movements in space.
Sinnvollerweise sieht das Verfahren weiterhin vor, dass eine drehrichtungskonforme Position jeder neu in die Verpackungsmaschine einzusetzenden Rolle während ihrer Handhabung durch die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung überprüft und bedarfsweise, d.h. bei einer falsch liegenden Rolle, die ein loses Materialbahnende in falsche Richtung liegen hat, korrigiert wird. Um die Drehrichtung korrigieren zu können, kann der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung bspw. eine Zwischenablage für eine in die Verpackungsmaschine einzusetzende Rolle zugeordnet sein, die als Auflage für die Rolle dient, insbesondere zur Ablage, drehrichtungskonformen Bereitstellung und erneuten Aufnahme durch die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zur Übergabe in die Verpackungsmaschine. Die Zwischenablage kann insbesondere durch einen Lagerbock o. dgl. gebildet sein, der eine feste oder variable Position innerhalb des Bewegungsraumes der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung einnimmt. Wahlweise kann der Lagerbock selbst als Shuttle eines FTS bzw. führerlosen Transportsystems ausgebildet sein, wodurch er in die Lage versetzt sein kann, bei einer zu wendenden Rolle eine selbsttätige Drehung um 180 Grad um seine Hochachse auszuführen, um dem Greif- und/oder Handhabungssystem die dort abgelegte Rolle in richtiger Lage wiederaufnehmen zu lassen. Auch hierbei kann wiederum vorgesehen sein, dass der Zwischenablage bzw. dem Lagerbock eine Kamera zugeordnet ist, wodurch eine zusätzliche optische Überwachung am Lagerbock gewährleistet werden kann, um die Rollenpositionen etc. zu erfassen und den Lagerbock bzw. die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung in der erforderlichen Weise zu steuern.The method also sensibly provides that the position of each new roll to be inserted in the packaging machine, which corresponds to the direction of rotation, is checked during handling by the gripping and/or handling device and, if necessary, i.e. if the roll is incorrectly positioned and has a loose material web end in the wrong direction, is corrected. In order to be able to correct the direction of rotation, the gripping and/or handling device can be assigned, for example, a clipboard for a roll to be inserted into the packaging machine, which serves as a support for the roll, in particular for storage, provision in the direction of rotation and picking up again by the gripping and/or handling device for transfer to the packaging machine. The clipboard can in particular be formed by a bearing block or the like, which occupies a fixed or variable position within the movement space of the gripping and/or handling device. Optionally, the bearing block itself can be designed as a shuttle of an AGV or driverless transport system, which means that it can be able to perform an automatic rotation of 180 degrees around its vertical axis when a roll is to be turned, in order to give the gripping and/or handling system the to have the roll stored there picked up again in the correct position. In this case too, provision can again be made for a camera to be assigned to the clipboard or the bearing block, as a result of which additional optical monitoring on the bearing block can be ensured in order to record the roll positions etc. and to move the bearing block or the gripping and/or handling device into to control the required way.
Weiterhin kann dem Lagerbock ein Drehantrieb zur Rotation einer darauf liegenden Rolle um ihre horizontale Mittelachse zugeordnet sein, um deren Drehlage und/oder eine Ausrichtung einer Kante einer äußeren Materialbahnlage zu justieren. Unabhängig davon, ob der Lagerbock fest steht oder beweglich ist, kann ihm ein geeigneter Wendemechanismus zugeordnet sein, um eine 180°-Drehung bei aufliegender Rolle durchführen zu können, um die Rolle in die richtige Einbauposition bringen zu können.Furthermore, the bearing block can be assigned a rotary drive for rotating a roller lying thereon about its horizontal central axis, about its rotational position and/or to adjust an alignment of an edge of an outer web layer. Irrespective of whether the bearing block is fixed or movable, a suitable turning mechanism can be assigned to it in order to be able to perform a 180° rotation with the roller lying on it, in order to be able to bring the roller into the correct installation position.
Das Verfahren kann weiterhin vorsehen, dass auch die Verpackungsmaschine selbst bzw. ihre Einbaupositionen für die auswechselbaren Rollen mit Verpackungsmaterial optisch überwacht werden. Hierbei können zusätzliche optische Überwachungseinrichtungen bzw. Kameras in der Verpackungsmaschine vorgesehen sein, insbesondere im Bereich der auszuwechselnden Rollen bzw. im Bereich deren Einbaupositionen.The method can also provide for the packaging machine itself or its installation positions for the interchangeable rolls of packaging material to be monitored optically. In this case, additional optical monitoring devices or cameras can be provided in the packaging machine, in particular in the area of the rolls to be replaced or in the area of their installation positions.
Von Vorteil kann es bei einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zudem sein, wenn auf eine Partie einer neuen Rolle im Bereich des freien Endes ihrer äußeren Materialbahn mindestens eine optische Kennzeichnung aufgebracht wird und die neuen Rollen mittels der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung derart in ihre jeweilige Einbauposition eingesetzt werden oder vor Abziehen der jeweiligen äußeren Lage derart in ihrer jeweiligen Einbauposition ausgerichtet werden, dass die optischen Kennzeichnungen in Richtung einer jeweilig gegenüberliegenden Einbauposition weisen. Diese mindestens eine optische Kennzeichnung kann auf die jeweilige neue Rolle vor Einsetzen in ihre jeweilige Einbauposition bspw. derart aufgebracht werden, dass mittels der optischen Kennzeichnung das freie Ende der äußeren Materialbahn der jeweiligen neuen Rollen zumindest weitgehend unbeweglich an der jeweiligen neuen Rolle festgesetzt wird. Das Verfahren kann vorsehen, dass die optische Kennzeichnung bspw. auf eine auf der Zwischenablage liegende neue Rolle aufgebracht wird, ggf. unter Unterstützung der den Raum überwachenden oder der an der Zwischenablage angeordneten Kamera. Die optischen Kennzeichnungen können jedoch auch an anderer Stelle im Bereich der Zuförderung angebracht werden, ggf. manuell durch einen Maschinenführer oder eine Hilfsperson. Wichtig können diese optischen Markierungen insbesondere sein, um die richtige Drehrichtung der Rollen anzuzeigen und sicherzustellen, dass die Rollen in ihrer richtigen Ausrichtung in die Verpackungsmaschine eingesetzt werden.In a further variant of the method according to the invention, it can also be advantageous if at least one visual identification is applied to a section of a new roll in the area of the free end of its outer material web and the new rolls are placed in their respective installation position or are aligned in their respective installation position before removing the respective outer layer in such a way that the optical markings point in the direction of a respective opposite installation position. This at least one optical identifier can be applied to the respective new roll before it is inserted into its respective installation position, for example in such a way that the free end of the outer web of material of the respective new rolls is fixed at least largely immovably on the respective new roll by means of the optical identifier. The method can provide for the optical identification to be applied, for example, to a new roll lying on the clipboard, possibly with the support of the camera monitoring the room or the camera arranged on the clipboard. However, the optical markings can also be attached elsewhere in the area of the infeed, if necessary manually by a machine operator or an assistant. These optical markings can be particularly important to indicate the correct direction of rotation of the rolls and to ensure that the rolls are inserted into the packaging machine in their correct orientation.
Die erwähnten optischen Kennzeichnungen können wahlweise nachträglich auf die Rollen aufgebracht werden, um den Folien- oder Materialbahnanfang zu kennzeichnen. Wünschenswert kann es jedoch auch sein, solche Kennzeichnungen bereits in die Materialbahnen einzuarbeiten, bspw. durch eine Bedruckung der Materialbahnen in unmittelbarer Nähe bzw. im Bereich der Materialbahnkante, was das Handling gegenüber einem nachträglichen Aufbringen von optischen Kennzeichnungen nochmals erleichtern kann, da es einen weiteren Handhabungsschritt einspart. Sinnvoll ist darüber hinaus eine optische Kennzeichnung in der Materialbahn, die das baldige Materialbahnende beim Abwickeln der Rolle anzeigt. Diese Kennzeichnung kann auf optischem Wege überwacht und erfasst werden, so dass eine nahezu verbrauchte Rolle erkannt und rechtzeitig ein Rollenwechsel vorbereitet und eingeleitet werden kann.The optical markings mentioned can optionally be subsequently applied to the rolls in order to mark the start of the film or web of material. However, it may also be desirable to already include such markings in the Incorporate material webs, e.g. by printing the material webs in the immediate vicinity or in the area of the material web edge, which can make handling even easier compared to the subsequent application of optical markings, since it saves another handling step. In addition, it makes sense to have an optical marking in the material web, which indicates that the material web is about to end when the roll is unwound. This identification can be monitored and recorded optically, so that a roll that is almost used up can be recognized and a roll change can be prepared and initiated in good time.
Die Materialbahnkante muss mit ausreichender Haftkraft auf der darunterliegenden Materialbahnlage anliegen, damit sich der Materialbahnanfang nicht ungewollt von der Rollenoberfläche lösen kann, bspw. beim Transport. Die Haftkraft muss jedoch andererseits so niedrig sein, dass sich die äußere Materialbahnlage bzw. Folienlage problemlos von der Rolle ablösen lässt, vorzugsweise auch mittels eines pneumatischen Greifers, der deutlich weniger Haftkräfte zur Verfügung stellen kann als ein mechanischer Greifer. Ggf. kann die Ablösung durch mechanische Hilfsmittel innerhalb der Verpackungsmaschine unterstützt werden, so bspw. durch einen spitzen Keil, gegen den die Rolle gedreht wird, so dass er sich unter die Materialbahnkante der äußeren Materialbahn bzw. Folienbahn schieben kann, wodurch die Haftkraft der Materialbahnkante überwunden werden kann.The material web edge must be in contact with the underlying material web layer with sufficient adhesive force so that the beginning of the material web cannot detach from the roll surface unintentionally, e.g. during transport. On the other hand, the adhesive force must be so low that the outer material web layer or film layer can be detached from the roll without any problems, preferably also using a pneumatic gripper, which can provide significantly less adhesive force than a mechanical gripper. If necessary, the detachment can be supported by mechanical aids within the packaging machine, e.g. by a pointed wedge, against which the roll is rotated so that it can slide under the material web edge of the outer material web or film web, whereby the adhesive force of the material web edge can be overcome.
Neue Rollen können bspw. über eine Horizontalfördereinrichtung in den Bereich der Handhabungseinrichtung bewegt und mittels der Handhabungseinrichtung von der Horizontalfördereinrichtung direkt entnommen werden. Ebenso möglich ist eine Anlieferung von neuen Rollen auf Paletten, so dass bspw. jeweils vier stehende Rollen auf einer Palette angeordnet sind, die mittels einer geeigneten Anlieferung in den Bewegungsraum der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung gebracht werden, um dort von dieser aufgenommen und in die Verpackungsmaschine eingesetzt zu werden, ggf. unter Einbeziehung der Zwischenablage, wie dies als Option oben beschrieben wurde.New rolls can, for example, be moved into the area of the handling device via a horizontal conveyor device and can be removed directly from the horizontal conveyor device by means of the handling device. It is also possible to deliver new rolls on pallets, so that, for example, four standing rolls are arranged on a pallet, which are brought into the movement space of the gripping and/or handling device by means of a suitable delivery, in order to be picked up by it and placed in the packaging machine to be used, possibly including the clipboard, as described above as an option.
Weiterhin kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass eine Steuerungseinheit mit der Handhabungseinrichtung sowie der Raumüberwachungseinrichtung gekoppelt ist und in Verbindung steht und unter Berücksichtigung einer jeweiligen mittels der Handhabungseinrichtung erfolgten Aufnahme neuer Rollen vom Zuführbereich und/oder einer Horizontalfördereinrichtung einen getakteten Betrieb der Horizontalfördereinrichtung vorgibt. Ebenso kann die Steuerungseinheit die wiederholte Aufnahme von neuen Rollen von den angelieferten Paletten vorgeben.Furthermore, in the method according to the invention, it can be provided that a control unit is coupled and connected to the handling device and the room monitoring device and, taking into account a respective pick-up of new rolls from the feed area and/or a horizontal conveyor device by the handling device, specifies clocked operation of the horizontal conveyor device. Likewise the Control unit specify the repeated recording of new roles from the delivered pallets.
Zur Erreichung des oben genannten Ziels schlägt die Erfindung weiterhin eine Vorrichtung zur Zuförderung, Bereitstellung, Handhabung und/oder zum Austausch von Rollen mit darauf aufgewickeltem und als Verpackungsmaterial zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs vor. Merkmale, welche vorhergehend bereits zu denkbaren Ausführungsformen des Verfahrens erwähnt wurden, können ebenso bei denkbaren Ausführungsformen der nachfolgend beschriebenen Vorrichtung vorgesehen sein und werden daher nicht redundant erwähnt. Weiter können nachfolgend genannte Merkmale, welche diverse Ausführungsformen der Vorrichtung betreffen, bei vorherig beschriebenem Verfahren vorgesehen sein.In order to achieve the above-mentioned goal, the invention also proposes a device for conveying, providing, handling and/or exchanging rolls with flat and/or film material wound thereon and serving as packaging material for packaging piece goods, bundles or similar item combinations with the features of the independent device claim. Features that have already been mentioned above for conceivable embodiments of the method can also be provided for conceivable embodiments of the device described below and are therefore not mentioned redundantly. Furthermore, features mentioned below, which relate to various embodiments of the device, can be provided in the previously described method.
Die Vorrichtung sieht vor, dass zumindest näherungsweise vollständig abgewickelte und/oder aufgebrauchte Rollen aus wenigstens einer Einbauposition einer Verpackungsmaschine entnommen werden und durch jeweils neue Rollen mit Flach- und/oder Folienmaterial für die jeweilige Einbauposition ersetzt werden können, wobei vorzugsweise nach jeweiligem Einsetzen eine außen liegende Lage der jeweiligen neuen Rolle in Nähe oder im Bereich ihres freien Endes abgezogen und zur Bildung einer ununterbrochenen Materialbahn mit einem Abschnitt einer in der Verpackungsmaschine geführten Materialbahn einer weiteren Rolle verbunden, insbesondere verschweißt oder verklebt werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst Einrichtungen zur Bereitstellung neuer Rollen für die Verpackungsmaschine in definierter Zuführung wie bspw. Paletten, Regalsystemen, FTS o.ä. sowie wenigstens eine Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zur Übernahme der Rollen von der definierten Zuführung und zum Einsetzen der neuen Rollen in die jeweilige Einbauposition der Verpackungsmaschine und/oder zur Entnahme von verbrauchten Rollen aus den jeweiligen Einbaupositionen der Verpackungsmaschine. Die Rollen können hierbei insbesondere mittels Handhabungs- und Greifeinrichtungen selbständig von der geordneten Zuführung aufgenommen und in die Verpackungsmaschine eingesetzt werden. Außerdem ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Raumüberwachungseinrichtungen zur Erfassung zumindest der Positionen der Rollen im Bereich der definierten Zuführung und/oder Bereitstellung und/oder der Positionen und/oder Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung innerhalb eines Bewegungsraumes und zur Steuerung der Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung im Bereich der definierten Zuführung und/oder Bereitstellung für die Rollen in Abhängigkeit von den mittels der Raumüberwachungseinrichtung erfassten Raum-, Bewegungs- und/oder Sensordaten ausgestattet.The device provides that at least approximately completely unwound and/or used up rolls can be removed from at least one installation position of a packaging machine and can be replaced by new rolls of flat and/or film material for the respective installation position, with an outside lying layer of the respective new roll in the vicinity or in the area of its free end and connected to form a continuous web of material with a section of a web of material guided in the packaging machine of another roll, in particular welded or glued. The device according to the invention comprises devices for providing new rolls for the packaging machine in a defined feed, such as pallets, shelving systems, AGVs or the like, and at least one gripping and/or handling device for taking over the rolls from the defined feed and for inserting the new rolls in the respective installation position of the packaging machine and/or for removing used rolls from the respective installation positions of the packaging machine. In this case, the rolls can be picked up independently from the ordered feed and inserted into the packaging machine, in particular by means of handling and gripping devices. In addition, the device according to the invention is equipped with room monitoring devices for detecting at least the positions of the rolls in the area of the defined supply and/or provision and/or the positions and/or movements of the gripping and/or handling device within a movement space and for controlling the movements of the gripping and or Handling device equipped in the defined supply and / or provision for the roles depending on the detected by means of the room monitoring device room, movement and / or sensor data.
Bei einer Variante der Vorrichtung können die Raumüberwachungseinrichtungen bspw. durch wenigstens eine optische Erfassungseinrichtung, insbesondere eine Kamera gebildet sein, die zumindest den Bewegungsraum der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung erfasst und diesen Bewegungsraum und die darin stattfindenden Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung abbildende Ausgangssignale liefert und einem Steuerungssystem zur Verfügung stellt. Die wenigstens eine optische Erfassungseinrichtung bzw. die Kamera kann bspw. unmittelbar der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zugeordnet sein. So kann dort eine Kamera montiert sein; diese kann dann die Bewegungen sowie die drehrichtungskonforme Orientierung jeder neuen Rolle vor bzw. bei ihrem Einsetzen überprüfen. Wahlweise kann die Kamera im Raum bzw. können auch mehrere Kameras im Raum und/oder am Roboter bzw. der Handhabungseinrichtung angeordnet sein.In a variant of the device, the space monitoring devices can be formed, for example, by at least one optical detection device, in particular a camera, which records at least the movement space of the gripping and/or handling device and images this movement space and the movements of the gripping and/or handling device taking place therein Delivers output signals and makes them available to a control system. The at least one optical detection device or the camera can, for example, be assigned directly to the gripping and/or handling device. A camera can be mounted there; This can then check the movements and the orientation of each new roll in the direction of rotation before or when it is inserted. Optionally, the camera can be arranged in space or several cameras can also be arranged in space and/or on the robot or the handling device.
Die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung kann insbesondere durch einen Mehrachsroboter gebildet sein, der neue Rollen von der definierten Zuführung aufnimmt und in der Verpackungsmaschine platziert. Wie erwähnt kann dem Handhabungsroboter bzw. dem Mehrachsroboter wahlweise eine Kamera zugeordnet sein, die bspw. an einem beweglichen bzw. gelenkigen Greif- oder Auslegerarm angeordnet sein kann, um alle erfassten Gegenstände und die jeweilige Umgebung zu erfassen, um den Mehrachsroboter besser und exakter steuern zu können.The gripping and/or handling device can be formed in particular by a multi-axis robot that picks up new rolls from the defined supply and places them in the packaging machine. As mentioned, the handling robot or the multi-axis robot can optionally be assigned a camera, which can be arranged, for example, on a movable or articulated gripping or extension arm in order to capture all detected objects and the respective environment in order to control the multi-axis robot better and more precisely to be able to
Die Handhabungseinrichtung bzw. der Mehrachsroboter verfügt über geeignete Greif- und/oder Haltemittel, die bspw. durch einen Haltedorn gebildet sein können, welcher stirnseitig in die als Hohlkörper ausgebildete neue Rolle eintaucht, seinen maximalen Querschnittsdurchmesser vergrößert bzw. seinen Querschnitt flächig vergrößert und hiermit die jeweilige neue Rolle klemmend an der Handhabungseinrichtung bzw. dem Mehrachsroboter fixiert.The handling device or the multi-axis robot has suitable gripping and/or holding means, which can be formed, for example, by a holding mandrel, which dips into the new roller designed as a hollow body, increases its maximum cross-sectional diameter or enlarges its cross-section over an area, and thus the each new role clamped to the handling device or the multi-axis robot fixed.
Wahlweise kann die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung durch ein führerloses und/oder ferngesteuertes Transportsystem (sog. FTS mit mindestens einem selbstfahrenden Shuttle) gebildet sein, das neue Rollen von der definierten Zuführung aufnimmt und in der Verpackungsmaschine platziert. Auch diesem Shuttle bzw. FTS kann wahlweise eine Kamera zugeordnet sein.Optionally, the gripping and/or handling device can be formed by a driverless and/or remote-controlled transport system (so-called AGV with at least one self-propelled shuttle) that picks up new rolls from the defined feed and places them in the packaging machine. A camera can also be optionally assigned to this shuttle or AGV.
Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung sind vorzugsweise geeignete Hilfsmittel vorhanden, um eine drehrichtungskonforme Position jeder neu in die Verpackungsmaschine einzusetzenden Rolle während ihrer Handhabung durch die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zu überprüfen und bedarfsweise, d.h. bei einer falsch liegenden Rolle, die ein loses Materialbahnende in falsche Richtung liegen hat, korrigieren zu können. So kann der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung bspw. eine Zwischenablage für eine in die Verpackungsmaschine einzusetzende Rolle zugeordnet sein, die als Auflage für die Rolle dienen kann, insbesondere zur Ablage, drehrichtungskonformen Bereitstellung und erneuten Aufnahme durch die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zur anschließenden Übergabe in die Verpackungsmaschine. Diese optional im Bewegungsraum befindliche Zwischenablage kann bspw. durch einen Lagerbock gebildet sein, der eine feste oder variable Position innerhalb des Bewegungsraumes der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung einnehmen kann. Auch kann vorgesehen sein, dass der Lagerbock selbst ein bewegliches und selbstfahrendes Shuttle eines FTS bilden kann. Außerdem kann dem Lagerbock wahlweise eine Kamera zugeordnet sein, wodurch eine zusätzliche optische Überwachung am Lagerbock ermöglicht ist. Außerdem kann der Lagerbock mit einem Drehantrieb zur Rotation einer darauf liegenden Rolle um eine horizontale Längsachse ausgestattet sein, um deren Drehlage und/oder eine Ausrichtung einer Kante einer äußeren Materialbahnlage zu justieren. Darüber hinaus kann der Lagerbock wahlweise einen Wendemechanismus aufweisen, um eine 180°-Drehung bei aufliegender Rolle durchführen zu können. Diese Funktion ist bei einer Ausgestaltung der Zwischenablage als selbstfahrendem Shuttle bereits vorhanden.Regardless of the specific design of the gripping and/or handling device, suitable aids are preferably available to check that the position of each roll to be newly inserted into the packaging machine corresponds to the direction of rotation while it is being handled by the gripping and/or handling device and, if necessary, i.e. if it is incorrectly positioned To be able to correct a role that has a loose end of web material lying in the wrong direction. For example, the gripping and/or handling device can be assigned a clipboard for a roll to be inserted into the packaging machine, which can serve as a support for the roll, in particular for storage, provision in the correct direction of rotation and picking up again by the gripping and/or handling device subsequent transfer to the packaging machine. This clipboard, which is optionally located in the movement space, can be formed, for example, by a bearing block that can assume a fixed or variable position within the movement space of the gripping and/or handling device. It can also be provided that the bearing block itself can form a movable and self-propelled shuttle of an AGV. In addition, a camera can optionally be assigned to the bearing block, which enables additional optical monitoring of the bearing block. In addition, the bearing block can be equipped with a rotary drive for rotating a roll lying thereon about a horizontal longitudinal axis in order to adjust its rotational position and/or an alignment of an edge of an outer material web layer. In addition, the bearing block can optionally have a turning mechanism in order to be able to perform a 180° turn when the roll is in contact. This function is already present when the clipboard is configured as a self-propelled shuttle.
Die Vorrichtung kann weiterhin zusätzliche optische Überwachungseinrichtungen bzw. Kameras in der Verpackungsmaschine vorsehen, insbesondere im Bereich der auszuwechselnden Rollen bzw. im Bereich deren Einbaupositionen.The device can also provide additional optical monitoring devices or cameras in the packaging machine, particularly in the area of the rolls to be replaced or in the area of their installation positions.
Weiterhin kann die Vorrichtung zusätzliche Einrichtungen aufweisen, um auf eine Partie der neuen Rollen im Bereich der freien Enden ihrer äußeren Materialbahnen jeweils mindestens eine optische Kennzeichnung aufzubringen, so dass die neuen Rollen mittels der Handhabungseinrichtung derart in ihre jeweilige Einbauposition eingesetzt werden oder vor Abziehen der jeweiligen äußeren Lage derart in ihrer jeweiligen Einbauposition ausgerichtet werden können, dass die optischen Kennzeichnungen in Richtung einer jeweilig gegenüberliegenden Einbauposition weisen. Hierbei kann zudem vorgesehen sein, dass die mindestens eine optische Kennzeichnung auf die jeweilige neue Rolle vor Einsetzen in ihre jeweilige Einbauposition derart aufgebracht wird, dass mittels der optischen Kennzeichnung das freie Ende der äußeren Materialbahn der jeweiligen neuen Rollen zumindest weitgehend unbeweglich an der jeweiligen neuen Rolle festgesetzt wird. Besonders vorteilhaft lässt sich die optische Kennzeichnung auf eine auf der Zwischenablage liegende neue Rolle aufbringen, ggf. unter Unterstützung der jeweiligen Kamera.Furthermore, the device can have additional devices in order to apply at least one optical identification to a batch of the new rolls in the area of the free ends of their outer webs of material, so that the new rolls can be inserted into their respective installation position by means of the handling device or before the respective rolls are pulled off outer layer can be aligned in their respective installation position in such a way that the optical markings point in the direction of a respective opposite installation position. It can also be provided here that the at least one optical marking is applied to the respective new roll before it is inserted into its respective installation position in such a way that by means of the optical marking the free end of the outer web of material of the respective new rolls is fixed at least largely immovably on the respective new roll. It is particularly advantageous for the optical identification to be applied to a new roll lying on the clipboard, possibly with the support of the respective camera.
Wahlweise können bei der Vorrichtung neue Rollen über Paletten oder bspw. über eine Horizontalfördereinrichtung in den Bereich der Handhabungseinrichtung bewegt und mittels der Handhabungseinrichtung von der Palette oder von der Horizontalfördereinrichtung direkt entnommen werden. Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass eine Steuerungseinheit mit der Handhabungseinrichtung sowie der Raumüberwachungseinrichtung in Verbindung steht und unter Berücksichtigung einer jeweiligen mittels der Handhabungseinrichtung erfolgten Aufnahme neuer Rollen vom Zuführbereich und/oder einer Palette bzw. der Horizontalfördereinrichtung einen getakteten Betrieb der Horizontalfördereinrichtung bzw. der Palettenzuführung vorgibt.Optionally, in the device, new rolls can be moved into the area of the handling device via pallets or, for example, via a horizontal conveyor device and can be removed directly from the pallet or from the horizontal conveyor device by means of the handling device. Furthermore, it is preferably provided that a control unit is connected to the handling device and the room monitoring device and, taking into account the respective picking up of new rolls from the feed area and/or a pallet or the horizontal conveyor device by the handling device, specifies clocked operation of the horizontal conveyor device or the pallet feed .
Nachfolgend werden nochmals einige Aspekte, Besonderheiten und Details des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung zusammengefasst. So betrifft die Erfindung ein Verfahren zur unterbrechungsfreien Handhabung von auf Rollen aufgewickeltem und als Verpackungsmaterial von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial. Das Flach- und/oder Folienmaterial kann dabei als Schrumpffolie oder als herkömmliche Kunststofffolie ausgebildet sein. Die Rollen können einen Kern besitzen, dessen geometrische Form einem Hohlzylinder entspricht und der zumindest anteilig aus cellulosehaltigem Material bestehen kann. Vorteilhafterweise kann die jeweilige neue Rolle hierdurch auf einen mit dem Kern korrespondierenden Zapfen der Verpackungsmaschine aufgesetzt werden und bei Abziehen bzw. Entnahme an Verpackungsmaterial von der Rolle drehend auf dem Zapfen rotieren. Im Rahmen des Verfahrens werden zumindest teilweise abgewickelte und/oder aufgebrauchte Rollen aus wenigstens einer Einbauposition einer Verpackungsmaschine entnommen und hierauf bzw. nach Entnahme einer jeweiligen Rolle jeweils eine neue Rolle mit Flach- und/oder Folienmaterial in die jeweilige Einbauposition eingesetzt. In bevorzugten Ausführungsformen können wenigstens zwei Einbaupositionen vorgesehen sein. Jede der wenigstens zwei Einbaupositionen kann, wie vorhergehend bereits erwähnt, einen Zapfen besitzen, auf welchen die neue Rolle aufgesetzt wird und auf welchem die jeweilige Rolle zum Abwickeln ihres jeweiligen Flach- und/oder Folienmaterials rotiert. Insbesondere können die Rollen auf dem Zapfen ihrer jeweiligen Einbauposition klemmend fixiert sein. Der Zapfen kann rotierend angetrieben werden und ein Drehmoment auf die jeweilige aufsitzende Rolle weitergeben, so dass die Rolle zum Abwickeln ihres Flach- und/oder Folienmaterials über ihren Zapfen drehend bewegt wird. Jedem Zapfen kann ein Antrieb zugeordnet sein, über welchen der jeweilige Zapfen gedreht wird. Die Antriebe können mit einer nachfolgend noch näher beschriebenen Steuereinheit in Verbindung stehen bzw. über eine nachfolgend noch näher beschriebene Steuereinheit zum Drehen der Zapfen angesteuert werden. Vor Entnahme einer Rolle mit zumindest teilweise abgewickeltem und/oder aufgebrauchtem Verpackungsmaterial aus ihrer jeweiligen Einbauposition kann die klemmende Verbindung zwischen dem Zapfen und der Rolle gelöst werden, so dass die Rolle sodann nicht mehr fest mit dem Zapfen in Verbindung steht und vom Zapfen abgenommen werden kann. Die rotierende Bewegung des Zapfens kann unterbrochen werden, bis eine neue Rolle auf den Zapfen aufgesetzt bzw. in die entsprechende Einbauposition eingesetzt wurde. Nach jeweiligem Einsetzen einer neuen Rolle in ihre jeweilige Einbauposition wird normalerweise eine außen liegende Lage der jeweiligen neuen Rolle in der Nähe oder im Bereich ihres freien Endes abgezogen und zur Bildung einer ununterbrochenen Materialbahn mit einem Abschnitt einer in der Verpackungsmaschine geführten Materialbahn einer weiteren Rolle verbunden.Some aspects, special features and details of the method according to the invention and the device according to the invention are summarized again below. The invention thus relates to a method for the uninterrupted handling of flat and/or film material that is wound up on rolls and is used as packaging material for piece goods, bundles or similar item combinations. The flat and/or film material can be designed as a shrink film or as a conventional plastic film. The rollers can have a core whose geometric shape corresponds to a hollow cylinder and which can consist at least partially of cellulose-containing material. Advantageously, the respective new roll can thereby be placed on a pin of the packaging machine that corresponds to the core and can rotate on the pin when the packaging material is pulled off or removed from the roll. As part of the process, at least partially unwound and/or used rolls are removed from at least one installation position of a packaging machine and a new roll of flat and/or film material is then inserted into the respective installation position or after removal of a respective roll. In preferred embodiments, at least two installation positions can be provided. As already mentioned above, each of the at least two installation positions can have a pin on which the new roll is placed and on which the respective roll rotates for unwinding its respective flat and/or foil material. In particular, the rollers can be clamped on the pin of their respective installation position. The pin can be driven in rotation and transmit a torque to the respective seated roll, so that the roll is moved in rotation over its pin for unwinding its flat and/or foil material. A drive can be assigned to each pin, via which the respective pin is rotated. The drives can be connected to a control unit, which is described in more detail below, or can be controlled via a control unit, which is described in more detail below, to rotate the pins. Before removing a roll with at least partially unwound and/or used up packaging material from its respective installation position, the clamping connection between the pin and the roll can be released, so that the roll is then no longer firmly connected to the pin and can be removed from the pin . The rotating movement of the trunnion can be interrupted until a new roller has been placed on the trunnion or inserted into the appropriate installation position. After a new roll has been inserted into its respective installation position, an outer layer of the respective new roll is usually pulled off near or in the area of its free end and connected to a section of a material web of another roll guided in the packaging machine to form a continuous material web.
Die außen liegende Lage der jeweiligen eingesetzten neuen Rolle kann nach dem Einsetzen mit einem geeigneten Greifelement, z.B. mittels einer mit pneumatischem Saugdruck, mechanisch klemmend und/oder elektrostatisch haftend arbeitenden Greif- und/oder Handhabungseinrichtung abgezogen werden, welche sich zwischen den wenigstens zwei Einbaupositionen hin und her bewegt. Somit kann das Greifelement abwechselnd aus den wenigstens zwei Einbaupositionen außen liegende Lagen der neuen Rollen abziehen. In der Praxis haben sich Ausführungsformen bewährt, bei welchen das Greifelement die jeweilige außen liegende Lage einer neuen Rolle über Unterdruck temporär fixiert. Weiter kann ein Schweißstab vorgesehen sein, welcher in Richtung nach unten bewegt wird und hierbei die außen liegende Lage der jeweiligen neuen Rolle mit der in der Verpackungsmaschine geführten Materialbahn verschweißt. Über das Greifelement kann die jeweilige außen liegende Lage in einen Arbeitsbereich des Schweißstabes bewegt werden. Der temperierte Schweißstab kann somit die außen liegende Lage der jeweiligen neuen Rolle klemmend gegen die in der Verpackungsmaschine geführte Materialbahn bewegen. Insbesondere haben sich Ausführungsformen bewährt, bei welchen der Schweißstab hierzu vertikal auf und ab bewegt wird und bei einer vertikalen Senkbewegung die jeweilige außen liegende Lage einer neuen Rolle mit einer in der Verpackungsmaschine geführten Materialbahn verschweißt.The outer layer of the respective new roll used can be pulled off after insertion with a suitable gripping element, e.g. by means of a gripping and/or handling device that works with pneumatic suction pressure, mechanically clamping and/or electrostatically adhering, which moves between the at least two installation positions and moved. Thus, the gripping element can alternately remove outer layers of the new rolls from the at least two installation positions. In practice, embodiments have proven themselves in which the gripping element temporarily fixes the respective outer layer of a new roll by means of a vacuum. Furthermore, a welding rod can be provided, which is moved in a downward direction and thereby welds the outer layer of the respective new roll to the material web guided in the packaging machine. The respective outer layer can be moved into a working area of the welding rod via the gripping element. The temperature-controlled welding rod can thus clamp the outer layer of the respective new roll against the material web guided in the packaging machine. In particular, embodiments have proven themselves in which the welding rod is moved vertically up and down for this purpose and, in the case of a vertical lowering movement, the respective outer layer welded from a new roll to a web of material fed into the packaging machine.
Normalerweise ist während des Einsetzens einer neuen Rolle und während des Verbindens das Flach- und/oder Folienmaterial der weiteren Rolle noch nicht vollständig aufgebraucht. Es kann hierbei sein, dass zum Zwecke eines kontinuierlichen Verpackungsbetriebes Flach- und/oder Folienmaterial unterbrechungsfrei von mindestens einer Rolle der wenigstens zwei Einbaupositionen abgewickelt wird. Vorteilhafterweise kann die neue Rolle demnach eingesetzt werden, während von der weiteren Rolle in der Verpackungsmaschine noch kontinuierlich Flach- und/oder Folienmaterial abgewickelt wird. In weiteren Ausführungsformen ist vorstellbar, dass zum Zeitpunkt des Verschweißens der jeweiligen außen liegende Lage einer neuen Rolle mit einer in der Verpackungsmaschine geführten Materialbahn kein Material von einer Rolle der wenigstens zwei Einbaupositionen abgewickelt wird bzw. dass ein Abwickeln von Material über die in die wenigstens zwei Einbaupositionen eingesetzten Rollen temporär unterbunden wird. eine rotierende Bewegung der Zapfen, auf welchen die Rollen aufsitzen, kann hierzu temporär unterbunden werden.Normally, during the insertion of a new roll and during the connection, the flat and/or film material of the further roll is not yet completely used up. It can be the case here that, for the purpose of continuous packaging operation, flat and/or foil material is unwound from at least one roll of the at least two installation positions without interruption. Advantageously, the new roll can therefore be used while flat and/or film material is still being continuously unwound from the other roll in the packaging machine. In further embodiments it is conceivable that at the time of welding the respective outer layer of a new roll with a material web guided in the packaging machine, no material is unwound from a roll of the at least two installation positions or that material is unwound via the in the at least two Installation positions used roles is temporarily prevented. a rotating movement of the pins on which the rollers are seated can be temporarily prevented for this purpose.
Auch bei Entnahme einer zumindest näherungsweise vollständig abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle aus der Verpackungsmaschine kann Flach- und/oder Folienmaterial von einer weiteren Rolle der Verpackungsmaschine abgewickelt werden, so dass ggf. kontinuierlich und unterbrechungsfrei Flach- und/oder Folienmaterial von wenigstens einer in der Verpackungsmaschine positionierten Rolle abgewickelt wird. Bei dem mit der vorliegenden Erfindung beschriebenen Verfahren werden zumindest annähernd abgewickelte und/oder aufgebrachte Rollen sensorisch erkannt und mittels der zuvor beschriebenen Greif- und/oder Handhabungseinrichtung durch neue Rollen mit Flach- und/oder Folienmaterial ersetzt. Eine sensorische Erkennung kann beispielsweise unter Zuhilfenahme optischer Detektoren bzw. eines optischen Detektionssystems erfolgen, welches im Bereich der wenigstens einen Einbauposition angeordnet sein kann. Das optische Detektionssystem bzw. der optische Detektor und die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung können mit der Steuerungseinheit in Verbindung stehen, die auch die Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung bzw. des Mehrachsroboters steuert.Even when an at least approximately completely unwound and/or used up roll is removed from the packaging machine, flat and/or film material can be unwound from another roll of the packaging machine, so that flat and/or film material from at least one in the Packaging machine positioned role is unwound. In the method described with the present invention, at least approximately unwound and/or applied rolls are detected by sensors and replaced with new rolls of flat and/or film material using the gripping and/or handling device described above. Sensory detection can take place, for example, with the aid of optical detectors or an optical detection system, which can be arranged in the area of the at least one installation position. The optical detection system or the optical detector and the gripping and/or handling device can be connected to the control unit, which also controls the movements of the gripping and/or handling device or the multi-axis robot.
Zudem kann während oder vor dem Einsetzen der neuen Rolle ihre Drehrichtung und/oder drehrichtungskonforme Orientierung festgestellt und/oder überprüft werden. In der Praxis haben sich hierbei insbesondere Ausführungsformen bewährt, bei welchen das Feststellen und/oder Überprüfen der Drehrichtung und/oder drehrichtungskonformen Orientierung mittels optischer Erfassung erfolgt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Ausführungsbeispiele beschränkt, so dass beispielsweise auch haptische und/oder weitere Mechanismen vorgesehen sein können, um die Drehrichtung und/oder drehrichtungskonforme Orientierung der jeweiligen neuen Rolle zu überprüfen. Ist die erkannte Drehrichtung und/oder drehrichtungskonforme Orientierung passend bzw. entspricht diese einer vorbestimmten Soll-Orientierung und/oder Soll-Drehrichtung, so kann die jeweilige neue Rolle in ihre zugeordnete Einbauposition eingesetzt werden bzw. in ihrer jeweiligen zugeordneten Einbauposition verbleiben. Wird eine falsche Drehrichtung und/oder eine falsche drehrichtungskonforme Positionierung festgestellt, so kann eine Ausrichtungskorrektur der jeweiligen neuen Rolle vorgenommen oder eine weitere neue Rolle mit passender Drehrichtung und/oder drehrichtungskonformen Orientierung zum Einsetzen ausgewählt und in die jeweilige Einbauposition eingesetzt werden. Dies kann insbesondere unter Verwendung der oben beschriebenen Zwischenablage erfolgen, die sich in Nähe der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung bzw. zumindest innerhalb ihres Bewegungsraumes befindet.In addition, its direction of rotation and/or orientation that conforms to the direction of rotation can be determined and/or checked during or before the insertion of the new roller. In practice, in particular, embodiments have proven themselves in which the The direction of rotation and/or orientation conforming to the direction of rotation is determined and/or checked by means of optical detection. However, the invention is not limited to such exemplary embodiments, so that, for example, haptic and/or other mechanisms can also be provided in order to check the direction of rotation and/or orientation of the respective new roller that conforms to the direction of rotation. If the recognized direction of rotation and/or orientation conforming to the direction of rotation is suitable or corresponds to a predetermined target orientation and/or target direction of rotation, the respective new roller can be inserted into its assigned installation position or remain in its respective assigned installation position. If an incorrect direction of rotation and/or incorrect positioning in accordance with the direction of rotation is determined, the respective new roller can be corrected in alignment or another new roller with a suitable direction of rotation and/or orientation that conforms to the direction of rotation can be selected for insertion and inserted into the respective installation position. This can be done in particular using the clipboard described above, which is located in the vicinity of the gripping and/or handling device or at least within its movement space.
So kann es sein, dass eine Drehrichtung und/oder drehrichtungskonforme Positionierung einer neuen Rolle überprüft wird. Wurde eine falsche Drehrichtung und/oder eine falsche drehrichtungskonforme Positionierung festgestellt, so kann die jeweilige neue Rolle vor dem Einsetzen in die Verpackungsmaschine auf die Zwischenablage gelegt, von der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung getrennt und drehrichtungskonform bzw. mit passender Drehrichtung orientiert bzw. ausgerichtet wieder aufgenommen und hierauf folgend in ihre jeweilige Einbauposition eingesetzt werden. Die drehrichtungskonforme Orientierung bzw. die Orientierung mit passender Drehrichtung sowie das Einsetzen der Rolle in ihre jeweilige Einbauposition kann sodann vor Verbinden bzw. Verschweißen ihrer außen liegenden Lage mit der noch in der Verpackungsmaschine verbleibenden Materialbahn erfolgen. Während der drehrichtungskonformen Ausrichtung der neuen Rolle kann Flach- und/oder Verpackungsmaterial durchgehend von einer weiteren in der Verpackungsmaschine bzw. in einer der wenigstens zwei Einbaupositionen angeordneten Rolle abgewickelt werden.It may be the case that a direction of rotation and/or a positioning of a new roller that conforms to the direction of rotation is checked. If an incorrect direction of rotation and/or incorrect positioning in accordance with the direction of rotation has been determined, the respective new roll can be placed on the intermediate storage before being inserted into the packaging machine, separated from the gripping and/or handling device and oriented or aligned in accordance with the direction of rotation or with a suitable direction of rotation resumed and then used in their respective installation position. The orientation conforming to the direction of rotation or the orientation with a suitable direction of rotation as well as the insertion of the roll into its respective installation position can then take place before connecting or welding its outer layer to the material web still remaining in the packaging machine. Flat and/or packaging material can be continuously unwound from another roll arranged in the packaging machine or in one of the at least two installation positions during the alignment of the new roll in the direction of rotation.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die erwähnten optischen Detektoren des Raumüberwachungssystems bzw. das optische Detektionssystem über die Steuerungseinheit mit der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung in Wirkverbindung stehen und deren exakte Bewegungen zur Handhabung der Rolle steuern, wobei über den optischen Detektor bzw. das optische Detektionssystem darüber hinaus eine jeweilige Drehrichtung und/oder drehrichtungskonforme Orientierung neuer Rollen überprüfbar und/oder feststellbar ist und die neuen Rollen mittels der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung mit für die jeweilige Einbauposition passender Drehrichtung und/oder drehrichtungskonformer Orientierung einsetzbar und/oder mittels der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung mit passender Drehrichtung und/oder drehrichtungskonformer Orientierung ausrichtbar sind. Darüber hinaus kann die Vorrichtung eine optische und mit der Steuerungseinheit gekoppelte Anzeigeeinheit, wie beispielsweise ein Display oder dergleichen, aufweisen, über welches Informationen zu Drehrichtung und/oder drehrichtungskonformer Orientierung dargestellt werden. Beispielsweise kann es sein, dass bei falscher Drehrichtung bzw. falscher drehrichtungskonformer Orientierung neuer Rollen via die optische Anzeigeeinheit ein Hinweis für einen Benutzer ausgegeben wird. Auch ist vorstellbar, dass Informationen zu Drehrichtung und/oder drehrichtungskonformen Orientierung als akustisches Signal ausgegeben werden.It is also provided that the mentioned optical detectors of the room monitoring system or the optical detection system are operatively connected via the control unit to the gripping and/or handling device and control their precise movements for handling the roll, with the optical detector or the optical detection system in addition, a respective The direction of rotation and/or the orientation of new rollers that conforms to the direction of rotation can be checked and/or ascertained and the new rollers can be used by means of the gripping and/or handling device with the direction of rotation that is suitable for the respective installation position and/or orientation that conforms to the direction of rotation and/or by means of the gripping and/or handling device can be aligned with a suitable direction of rotation and/or orientation that conforms to the direction of rotation. In addition, the device can have an optical display unit coupled to the control unit, such as a display or the like, via which information on the direction of rotation and/or orientation conforming to the direction of rotation is displayed. For example, it may be the case that a message is output to a user via the optical display unit if the direction of rotation is incorrect or the orientation of new rollers is incorrect in accordance with the direction of rotation. It is also conceivable that information on the direction of rotation and/or orientation conforming to the direction of rotation is output as an acoustic signal.
Zudem ist die Steuerungseinheit mit der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung vorzugsweise in einer Weise gekoppelt, dass die Rollen mit zumindest teilweise abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rollen selbständig aus der jeweiligen Einbauposition entnehmbar und neue Rollen mit passender Drehrichtung und/oder passender drehrichtungskonformer Orientierung selbständig in die wenigstens zwei Einbaupositionen einsetzbar sind. Auf der Steuerungseinheit kann hierbei ein Algorithmus abgelegt sein, wobei über den Algorithmus unter Berücksichtigung der erfassten Rollenpositionen - diese können bspw. auf Paletten stehen - und durch den optischen Detektor festgestellten Drehrichtung und/oder drehrichtungskonformen Orientierung der jeweiligen neuen Rolle eine bestimmte Ansteuerung der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung bewirkt wird. Zudem kann die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zur klemmenden Fixierung der als Hohlkörper ausgebildeten neuen Rollen einen vorzugsweise zylindrisch ausgebildeten Haltedorn mit verstellbarem maximalem Querschnittsdurchmesser umfassen. Die Verstellung des Querschnittsdurchmessers kann über die Steuerungseinheit erfolgen bzw. durch die Steuerungseinheit vorgegeben werden. Die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung kann einen bewegbaren Greifarm besitzen, wobei am freien Ende des Greifarmes der Haltedorn angeordnet ist.In addition, the control unit is preferably coupled to the gripping and/or handling device in such a way that the rolls with at least partially unwound and/or used up rolls can be removed independently from the respective installation position and new rolls with a suitable direction of rotation and/or a suitable orientation that conforms to the direction of rotation are automatically inserted the at least two installation positions can be used. An algorithm can be stored on the control unit, with a specific control of the gripping and / or handling device is effected. In addition, the gripping and/or handling device for the clamping fixation of the new rolls, which are designed as hollow bodies, can comprise a preferably cylindrical holding mandrel with an adjustable maximum cross-sectional diameter. The cross-sectional diameter can be adjusted via the control unit or can be specified by the control unit. The gripping and/or handling device can have a movable gripping arm, the holding mandrel being arranged at the free end of the gripping arm.
Wahlweise kann der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung eine zum Transport von neuen Rollen ausgebildete Horizontalfördereinrichtung vorgeordnet sein, die sich in einen Arbeitsbereich der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung erstreckt und welche über die Steuerungseinheit unter Berücksichtigung einer Entnahme neuer Rollen durch die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung mit getaktetem Betrieb ansteuerbar ist. In weiteren Ausführungsformen ist denkbar, dass der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung neue Rollen auf Paletten oder dgl. bereitgestellt werden. Auch besteht die Möglichkeit, neue Rollen in einem Container oder dergleichen zu platzieren, welcher sich im Arbeitsbereich der Greif- und/oder Handhabungsbereich befindet und über welchen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung neue Rollen bereitgestellt werden. Die neuen Rollen können ungeordnet bzw. mit beliebiger Orientierung im Container platziert sein, wobei mittels des optischen Detektors die Drehrichtung und/oder drehrichtungskonforme Orientierung überprüfbar und/oder feststellbar ist.Optionally, the gripping and/or handling device can be preceded by a horizontal conveying device designed to transport new rolls, which extends into a working area of the gripping and/or handling device and which can be controlled via the control unit, taking into account a removal of new rolls by the gripping and/or handling device with clocked operation. In further embodiments it is conceivable that the gripping and/or handling device is provided with new rolls on pallets or the like. There is also the possibility of placing new rolls in a container or the like, which is located in the working area of the gripping and/or handling area and via which new rolls are made available to the gripping and/or handling device. The new rolls can be placed in the container in a random order or with any orientation, with the direction of rotation and/or orientation conforming to the direction of rotation being able to be checked and/or ascertained by means of the optical detector.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
-
Fig. 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Zudem verdeutlichtFig. 1 eine denkbare Umsetzung einer Ausführungsform für das erfindungsgemäße Verfahren. -
Fig. 2 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie eine sinnvolle Umsetzung einer Ausführungsform für das erfindungsgemäße Verfahren. -
Fig. 3 zeigt insgesamt drei schematische Ansichten einer Zwischenablage, die bei der zweiten Ausführungsvariante der Vorrichtung gemäßFig. 2 zum Einsatz kommen kann. -
Fig. 4 zeigt eine schematische Perspektivansicht zweier Einbaupositionen für Rollen innerhalb der Verpackungsmaschine, die mit einer Vorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen aus denFiguren 1 und2 zusammenwirken kann. -
Fig. 5 zeigt die Einbaupositionen derFig. 4 mit eingesetzter neuer Rolle für die zweite Einbauposition. -
Fig. 6 zeigt die Einbaupositionen derFiguren 4 und5 mit abgezogener äußerer Lage der in die zweite Einbauposition eingesetzten neuen Rolle. -
Fig. 7 zeigt in zwei perspektivischen Ansichten eine Handhabungseinrichtung, die eine neue Rolle von einer Palette aufnimmt, um sie in die Verpackungsmaschine einzusetzen. -
Fig. 8 zeigt in zwei weiteren perspektivischen Ansichten die Handhabungseinrichtung beim Einsetzen der neuen Rolle in die Verpackungsmaschine. -
Fig. 9 zeigt in vier Ansichten die Positionierungs- und Entnahmeschritte beim Einsetzen bzw. Entnehmen einer Rolle aus einer Einbauposition innerhalb der Verpackungsmaschine. -
Fig. 10 zeigt in drei schematischen Ansichten verschiedene Varianten von Rollenzuführung bzw. -magazinierungen.
-
1 shows a schematic perspective view of a first embodiment of a device according to the invention. Also clarified1 a conceivable implementation of an embodiment of the method according to the invention. -
2 shows a schematic perspective view of a second embodiment variant of the device according to the invention and a sensible implementation of an embodiment for the method according to the invention. -
3 shows a total of three schematic views of a clipboard that is used in the second embodiment variant of the device according to FIG2 can be used. -
4 shows a schematic perspective view of two installation positions for rolls within the packaging machine, which is provided with a device according to the exemplary embodiments from FIGSfigures 1 and2 can work together. -
figure 5 shows the installation positions of the4 with a new roller inserted for the second installation position. -
6 shows the installation positions of thefigures 4 and5 with the outer layer of the new roller inserted in the second installation position removed. -
7 shows in two perspective views a handling device which picks up a new roll from a pallet in order to insert it into the packaging machine. -
8 shows the handling device when inserting the new roll into the packaging machine in two further perspective views. -
9 shows the positioning and removal steps when inserting or removing a roll from an installation position within the packaging machine in four views. -
10 shows in three schematic views different variants of roll feeding or magazines.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.Identical reference symbols are used for elements of the invention that are the same or have the same effect. Furthermore, for the sake of clarity, only reference symbols are shown in the individual figures that are necessary for the description of the respective figure. The illustrated embodiments only represent examples of how the device according to the invention and the method according to the invention can be designed and do not represent any final limitation.
Die schematische Perspektivansicht der
Die Vorrichtung 10 dient der Handhabung von flächigem Verpackungsmaterial wie bspw. Schrumpffolie oder Verpackungsfolien, die auf großen, aufgrund ihres Gewichts in aller Regel nicht manuell handhabbaren Rollen 12 aufgewickelt ist. Schematisch angedeutet ist in
Wie eine Zusammenschau der
Die neuen Rollen 12 setzen sich jeweils zusammen aus dem aufgewickelten flächigen Verpackungsmaterial 22 bzw. der Verpackungs- oder Schrumpffolie sowie einem Kern 26, auf welchem das Verpackungsmaterial 22 bzw. die Schrumpffolie aufgewickelt ist. Zur Entgegennahme einer neuen Rolle 12 von einer in
Über die Horizontalfördereinrichtung 28 können der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 16 bzw. dem Handhabungsroboter 18 neue Rollen 12 in ununterbrochener Folge zur Verfügung gestellt werden, so dass bei Entnahme einer neuen Rolle 12 von der Horizontalfördereinrichtung 28 eine weitere neue Rolle 12 in Richtung der Handhabungseinrichtung 16 weiterbewegt wird bzw. in Richtung der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 16 nachrückt. Die Horizontalfördereinrichtung 28 kann je nach Bedarf in gewünschter Weise getaktet oder durchgehend mit konstanter Geschwindigkeit betrieben werden. Ihr Betrieb wird vorgegeben durch eine hier nur schematisch angedeutete Steuerungseinheit 38, die nicht nur die Horizontalfördereinrichtung 28 in ihrer Fördergeschwindigkeit und/oder Taktung steuert, sondern auch den Handhabungsroboter 18 in seinen Bewegungen. Die Steuerungseinheit 38 verarbeitet die Signale 40 wenigstens einer Raumüberwachungseinrichtung 42, die insbesondere durch eine optische Erfassungseinrichtung bzw. eine Kamera 44 gebildet sein kann, ggf. auch durch mehrere Kameras 44, die zumindest den Bewegungsraum 46 des Mehrachsroboters 18 und seine Bewegungen erfassen, womit auch die exakten Bewegungen des Auslegerarms 30 mit dem daran schwenkbeweglich angeordneten Haltedorn 32 in Bezug auf jede zu erfassende neue Rolle 12 gemeint sind. Der optisch mittels der durch die Kamera 44 gebildeten Raumüberwachungseinrichtung 42 erfassbare Bewegungsraum 46 ist in der Darstellung der
In
Die
Wie bereits erwähnt, stehen die Horizontalfördereinrichtung 28, die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 16 bzw. der Mehrachsroboter 18 und die Verpackungsmaschine 14 in Verbindung mit der Steuerungseinheit 38. Diese kann insbesondere den getakteten Betrieb der Horizontalfördereinrichtung 28 vorgeben, ein Einsetzen und eine Entnahme von Rollen 12 bzw. 20 durch die Handhabungseinrichtung 16 aus den beiden Einbaupositionen EB1 und EB2 initiieren. Zudem kann sie, wie nachfolgend noch näher beschrieben, ein Abrollen von Verpackungsmaterial bzw. Schrumpffolie der in der Verpackungsmaschine 14 eingesetzten Rollen 12 steuern. Wesentlich im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung ist außerdem, dass die Raumüberwachungseinrichtung 42 in Zusammenwirkung mit der Steuerungseinheit 38 eine Bewegungssteuerung der Horizontalfördereinrichtung 28 und insbesondere der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 16 ermöglichen, die eine fehlertolerante Positionierung und Zuförderung der neuen Rollen 12 sowie deren Handhabung ermöglichen, da die exakte Erfassung jeder neuen Rolle 12 durch den Haltedorn 32 des Handhabungsroboters 18 mit Hilfe der wenigstens einen Kamera 44 effektiv unterstützt und gesteuert werden kann, so dass die exakte Positionierung der Rollen 12 auf der Horizontalfördereinrichtung 28 an Bedeutung verliert und durch die entsprechend nachgeführte Bewegungssteuerung des Handhabungsroboters 18 innerhalb seines Bewegungsraumes 46 ausgeglichen werden kann.As already mentioned, the
Die in
Die Steuerungseinheit 38 kann zudem eine Anzeigeeinrichtung 58 bzw. ein Display aufweisen, über die/das Informationen zur Drehrichtung bzw. drehrichtungskonformen Orientierung neuer Rollen 12 und/oder weitere Steuerungs- bzw. Bewegungsparameter des Mehrachsroboters 18 und/oder der Horizontalfördereinrichtung 28 für den Benutzer 50 visualisiert werden können. Die Drehrichtung bzw. drehrichtungskonforme Orientierung der neuen Rollen 12 wird vorzugsweise, wie nachfolgend beispielhaft mit Bezug auf die
Die schematische Perspektivansicht der
Die in
Über die regelmäßig in den Bewegungsraum 46 gelieferten Paletten 52 mit jeweils vier neuen Rollen 12 werden der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 16 bzw. dem Handhabungsroboter 18 neue Rollen 12 in ununterbrochener Folge zur Verfügung gestellt, so dass bei Entnahme aller neuen Rollen 12 von einer der Paletten 52 diese leere Palette 52 gegen eine neue Palette 52 mit weiteren vier Rollen 12 ausgetauscht werden kann, die wiederum in den Bewegungsraum 46 der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zu platzieren ist. Diese Anlieferung kann mittels geeigneter Flurförderfahrzeuge erfolgen, bspw. mittels sog. FTS (führerlose Transportsysteme), die durch selbstfahrende, ferngesteuerte und/oder über eigene Sensorsysteme zur Lenkung verfügende Transportfahrzeuge gebildet sind, die bspw. jeweils eine Palette 52 mit darauf platzierten Rollen 12 in den Bewegungsraum 46 befördern können. Diese Transportsysteme bzw. FTS können je nach Bedarf in gewünschter Weise getaktet betrieben werden. Ihr Betrieb wird vorzugsweise vorgegeben durch die schematisch angedeutete Steuerungseinheit 38, die nicht nur die (hier nicht gezeigten) FTS in ihrer Fördergeschwindigkeit und/oder Taktung steuert, sondern auch den Handhabungsroboter 18 in seinen Bewegungen zum Austausch der Rollen 12 in der Verpackungsmaschine 14 steuert. Die Steuerungseinheit 38 verarbeitet außerdem die Signale 40 wenigstens einer Raumüberwachungseinrichtung 42, die auch bei der Variante gemäß
Aufgrund des ausreichend bemessenen Bewegungsraumes 46 kann bei der Variante der Vorrichtung gemäß
Der in
Auch in
Wie bereits erwähnt, stehen die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 16 bzw. der Mehrachsroboter 18, die steuerbare Zwischenablage 60 für die Rollen 12 und die Verpackungsmaschine 14 in Verbindung mit der Steuerungseinheit 38, die zu dem wahlweise die hier nicht gezeigten FTS zum Anliefern der Paletten 52 steuern kann. Die Steuerungseinheit 38 kann somit insbesondere den getakteten Betrieb der FTS vorgeben, ein Einsetzen und eine Entnahme von Rollen 12 bzw. 20 durch die Handhabungseinrichtung 16 aus den beiden Einbaupositionen EB1 und EB2 initiieren, sowie ggf. die Zwischenablage 60 zur Gewährleistung der richtigen Drehrichtung einer einzusetzenden neuen Rolle 12 zu nutzen. Zudem kann sie, wie nachfolgend noch näher beschrieben, ein Abrollen von Verpackungsmaterial bzw. Schrumpffolie der in der Verpackungsmaschine 14 eingesetzten Rollen 12 steuern. Wesentlich im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung ist außerdem, dass die Raumüberwachungseinrichtung 42 in Zusammenwirkung mit der Steuerungseinheit 38 eine Bewegungssteuerung der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 16 unter bedarfsweiser Einbeziehung der Zwischenablage 60 ermöglicht, wodurch eine fehlertolerante Positionierung und Zuförderung der neuen Rollen 12 auf den nicht exakt positionierten Paletten 52 sowie die Handhabung der aufgenommenen Rollen 12 ermöglicht ist, da die exakte Erfassung jeder neuen Rolle 12 durch den Haltedorn 32 des Handhabungsroboters 18 mit Hilfe der wenigstens einen Kamera 44 effektiv unterstützt und gesteuert werden kann, so dass die exakte Positionierung der Rollen 12 auf den Paletten 52 bzw. die Paletten 52 selbst auf dem Boden im Bereich des Bewegungsraumes 46 an Bedeutung verliert und durch die entsprechend nachgeführte Bewegungssteuerung des Handhabungsroboters 18 innerhalb seines Bewegungsraumes 46 ausgeglichen werden kann.As already mentioned, the gripping and/or handling device 16 or the multi-axis robot 18, the controllable
Die in
Die Steuerungseinheit 38 kann zudem eine Anzeigeeinrichtung 58 bzw. ein Display aufweisen, über die/das Informationen zur Drehrichtung bzw. drehrichtungskonformen Orientierung neuer Rollen 12 und/oder weitere Steuerungs- bzw. Bewegungsparameter des Mehrachsroboters 18 und/oder der FTS für den Benutzer 50 visualisiert werden können. Die Drehrichtung bzw. drehrichtungskonforme Orientierung der neuen Rollen 12 wird vorzugsweise, wie nachfolgend beispielhaft mit Bezug auf die
Mit Verweis auf die
Eine sinnvolle Ausführungsvariante kann jedoch vorsehen, dass eine Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 16 bzw. ein einzelner Handhabungsroboter 18 jeweils zwei Verpackungsstraßen bzw. zwei Verpackungsmaschinen 14 versorgen kann, wobei sich der Bewegungsraum 46 sinnvollerweise zwischen den beiden ungefähr parallel angeordneten Verpackungsmaschinen 14 befindet, so dass sich auch der Zuführbereich für neue Rollen 12 mit der Horizontalfördereinrichtung 28 (vgl.
Die
Die prismenartige obere Auflagefläche 62 sorgt für die exakt mittige Positionierung der Rolle 12 beim Ablegen und verhindert ihr seitliches Verrollen oder Verdrehen. Wahlweise können jedoch Antriebe vorgesehen sein, um die Rolle 12 um einen definierten Winkelbetrag um ihre Längsachse zu drehen, bspw. um eine Materialbahnkante in eine gewünschte Position zu bringen, die günstig für das Abziehen dieser Materialbahnkante nach dem Einsetzen der Rolle in die richtige Einbauposition in der Verpackungsmaschine 14 ist. Diese Antriebe können bspw. durch Walzen gebildet sein, die in der Auflagefläche 62 integriert sind. Die optionalen Antriebe sind in den Darstellungen der
Wie es die perspektivische Ansicht der
Außerdem können der Zwischenablage 60 bzw. dem Lagerbock 64 geeignete optische Erfassungsmittel wie eine Kamera o. dgl. zugeordnet sein, die vorzugsweise mit der Steuerungseinheit 38 (vgl.
Eine weitere Option kann vorsehen, dass die Zwischenablage 60 als Ganzes beweglich ist, bspw. wenn sie ebenfalls als sog. FTS (führerloses Transportsystem) ausgebildet ist. Vorzugsweise kann sie bei dieser Variante in ihren Bewegungen und Drehungen innerhalb des Bewegungsraumes 46 ebenfalls von der Steuerungseinheit 38 gesteuert werden, typischerweise in sinnvoller Abstimmung mit dem Handhabungsroboter 18, was insbesondere zur Beschleunigung der Wechselvorgänge der Rollen 12 sinnvoll sein kann.A further option can provide that the
Die
Die schematische Perspektivansicht der
In der Darstellung der
Jeder der Einbaupositionen EB1 und EB2 kann außerdem eine eigene Sensorik bzw. eine Kamera 74 zugeordnet sein, mittels welcher zumindest näherungsweise vollständig abgewickelte und/oder aufgebrauchte Rollen 20 optisch erkannt werden können. Sofern eine Rolle 20 zumindest näherungsweise vollständig abgewickelt und/oder aufgebraucht ist, sendet die jeweilige Kamera 74 Informationen über die jeweiligen zumindest näherungsweise vollständig abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle 20 an die Steuerungseinheit 38. Die bereits zuvor erwähnte Steuerungseinheit 38 steuert auf Grundlage zahlreicher Daten, so auch der Kameras 74 innerhalb der Verpackungsmaschine 14 die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 18 bzw. den Handhabungsroboter 18 (vgl.
Zur Entnahme der zumindest näherungsweise vollständig abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle 20 aus ihrer jeweiligen Einbauposition EB1 bzw. EB2 taucht die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung 16 über ihren Haltedorn 32 (vgl.
Nach Ablage der zumindest näherungsweise vollständig abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle 20 bzw. des Kerns 26 im Container 56 (vgl.
Die weitere schematische Perspektivdarstellung der
Die neue Rolle 12 der zweiten Einbauposition EB2 aus
Konnte die Haftmarkierung 76 mittels der jeweiligen Kamera 74 erkannt werden, so wird der Aufnahmedorn 70 drehend bewegt, bis die Haftmarkierung 76 in Richtung der gegenüberliegenden Einbauposition EB1 bzw. EB2 weist. Erst nach dieser Ausrichtung der Haftmarkierung 76 kann ein lediglich in
Allerdings sei darauf hingewiesen, dass auch Ausführungsformen vorstellbar sind, bei welchen die neuen Rollen 12 keine derartigen reflektierende Haftmarkierung 76 (entsprechend
Die Einbaupositionen EB1 und EB2 der
Es besteht somit sowohl die Möglichkeit, innerhalb der Verpackungsmaschine 14 über die Kameras 74 eine Drehrichtung bzw. drehrichtungskonforme Orientierung festzustellen, als auch über die Kameras 74 zumindest näherungsweise vollständig abgewickelte und/oder aufgebrauchte Rollen 20 zu erkennen. Informationen zur Drehrichtung bzw. drehrichtungskonformen Orientierung neuer Rollen 12 sowie Informationen über zumindest näherungsweise vollständig abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rollen 20 werden von den Kameras 74 an die Steuerungseinheit 38 weitergegeben, welche eine Ausrichtungskorrektur von neuen Rollen 12 und einen Ersatz von zumindest näherungsweise abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rollen 20 durch neue Rollen 12 vorgeben kann. Dies kann insbesondere auf eine Weise erfolgen, wie sie bereits anhand der
Die schematischen Darstellungen der
Darüber hinaus zeigen die
Weiterhin zeigt die
Die beiden schematischen Perspektivansichten der
Das Herabschieben einer verbrauchten oder nahezu aufgebrauchten Rolle 20 vom Aufnahmedorn 70 und die Übernahme durch den Haltedorn 32 des Handhabungsroboters 18 wird dagegen mittels eines verschiebbaren axialen Anschlags 84 sowie mittels einer verschiebbaren Lagerung des drehbaren Aufnahmedorns 70 erleichtert, wie dies die
Die beiden schematischen Perspektivansichten der
Wie es die beiden schematischen Seitenansichten der
Die
Wie erwähnt, sieht die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 vor, dass der Verpackungsmaschine 14 bzw. den Verpackungsmaschinen 14 neue Rollen 12 jeweils in definierter Zuführung, z.B. mittels Paletten 52 (vgl.
Die insgesamt drei schematischen Darstellungen der
Die
Darüber hinaus sind Varianten denkbar, bei dem die Rollenzuführung bspw. mittels eines Shuttletransports (vgl.
- 1010
- Vorrichtungcontraption
- 1212
- Rolle, neue Rollerole, new role
- 1414
- Verpackungsmaschinepackaging machine
- 1616
- Greifeinrichtung, Handhabungseinrichtung, Greif- und/oder HandhabungseinrichtungGripping device, handling device, gripping and/or handling device
- 1818
- Mehrachsroboter, HandhabungsroboterMulti-axis robot, handling robot
- 2020
- Rolle, verbrauchte Rolle, teilweise abgewickelte Rolle, teilweise verbrauchte Rolle, leere RolleReel, used reel, partially unwound reel, partially used reel, empty reel
- 2222
- Materialbahn, Verpackungsmaterialweb of material, packaging material
- 2424
- äußere Lage, äußere Materialbahnouter layer, outer web of material
- 2626
- Kern, Rollenkerncore, roll core
- 2828
- Horizontalfördereinrichtunghorizontal conveyor
- 3030
- Auslegerarm, SchwenkarmBoom arm, swing arm
- 3232
- Haltedornretaining mandrel
- 3434
- Armabschnitt, Greifarmarm section, gripping arm
- 3636
- Drehachse, horizontal orientierte AchseAxis of rotation, horizontally oriented axis
- 3838
- Steuerungseinheitcontrol unit
- 4040
- Ausgangssignale, Signale, Raumdaten, Bewegungsdaten, SensordatenOutput signals, signals, spatial data, movement data, sensor data
- 4242
- Raumüberwachungseinrichtungroom monitoring device
- 4444
- optische Erfassungseinrichtung, Kameraoptical detection device, camera
- 4646
- Bewegungsraummovement space
- 4848
- Manipulatormanipulator
- 5050
- Benutzer, Bedienpersonuser, operator
- 5252
- Palettepalette
- 5454
- Haltedornretaining mandrel
- 5656
- ContainerContainer
- 5858
- Anzeigeeinrichtungdisplay device
- 6060
- Zwischenablageclipboard
- 6262
- Auflagefläche, obere Auflagefläche, AuflageSupport surface, upper support surface, support
- 6464
- Lagerbockbearing block
- 6666
- Mittelachse, vertikale Mittelachsecentral axis, vertical central axis
- 6868
- Klemmbackenjaws
- 7070
- Dorn, Aufnahmedorn, HaltedornMandrel, receiving mandrel, holding mandrel
- 7272
- Schweißbalkensealing bar
- 7474
- Kameracamera
- 7676
- Haftmarkierung, optischer erkennbare/reflektierende HaftmarkierungAdhesive Marking, Optically Detectable/Reflective Adhesive Marking
- 7878
- Greifstabgripping stick
- 8080
- Kamera, weitere Kamera (des Handhabungsroboters)Camera, additional camera (of the handling robot)
- 8282
- Stempelaufsatzstamp attachment
- 8484
- axialer Anschlagaxial stop
- 8686
- verschiebbare Basissliding base
- 8888
- Längsführung, parallele LängsführungenLongitudinal guide, parallel longitudinal guides
- 9090
- Sockelbase
- 9292
- Antriebdrive
- 100100
- Revolvermagazinrevolver magazine
- 102102
- Rundtaktmagazinrotary magazine
- 104104
- Paternostermagazinpaternoster magazine
- 106106
- untere Ebenelower level
- 108108
- obere Ebene, Betriebsebeneupper level, operational level
- EB1EB1
- erste Einbaupositionfirst installation position
- EB2EB2
- zweite Einbaupositionsecond installation position
Claims (15)
- A method for the supply, staging, handling, and/or exchange of rolls (12, 20) with flat material and/or film material wound thereonto and serving as packaging material (22) for the packaging of piece goods, packs, or the like sets of articles, in which method at least approximately completely unwound and/or depleted rolls (20) are removed from at least one installation position (EB1, EB2) of a packaging machine (14), and hereupon a new roll (12) / new rolls (12) with flat material and/or film material is/are in each instance mounted into the particular installation position (EB1, EB2), wherein new rolls (12) are staged in a specified feed to the packaging machine (14), and characterised in that a new roll (12) is mounted into the particular installation position (EB1, EB2) by at least one gripping device and/or handling device (16) after a used-up roll (20) has been previously removed from there by the at least one gripping device and/or handling device (16), and wherein at least the positions of the rolls (12) in the area of the specified feed and/or of the staging, and the gripping device and/or handling device (16), and its range of movement (46) are detected by means of room monitoring devices (42), and at least the movements of the gripping device and/or handling device (16) are controlled in the area of the specified feed and/or of the staging for the rolls (12) based on the detected room data, movement data, and/or sensor data (40).
- The method according to claim 1, in which the room monitoring devices (42) detect at least the range of movement (46) of the gripping device and/or handling device (16) and provide output signals (40) mapping this range of movement (46) and the movements of the gripping device and/or handling device (16) taking place therein.
- The method according to claim 1 or claim 2, in which the room monitoring devices (42) detect a state of a core (26) of a roll (12) in the range of movement (46) of the gripping device and/or handling device (16), which roll (12) is to be mounted in the particular installation position (EB1, EB2), and the room monitoring devices (42) provide information on the state of the core (26) as output signals (40).
- The method according to one of the claims 1 to 3, in which the gripping device and/or handling device (16) is formed by a multi-axis robot (18), which receives new rolls (12) from the specified feed and places them in the packaging machine (14).
- The method according to one of the claims 1 to 4, in which the gripping device and/or handling device (16) is formed by a driverless and/or remote-controlled transport system, which receives new rolls (12) from the specified feed and places them in the packaging machine (14).
- The method according to one of the claims 1 to 5, in which a rotation-direction-conforming position of each roll (12) to be newly mounted into the packaging machine (14) is verified and corrected, if required, while the roll (12) is being handled by the gripping device and/or handling device (16), wherein it is preferably provided that, in order to change a direction of rotation, the gripping device and/or handling device (16) deposits the rolls (12) to be mounted into the packaging machine (14) on an intermediate deposit (60) serving as support (62) for the roll (12), whereafter the gripping device and/or handling device (16) again receives the roll and delivers it to the packaging machine (14).
- The method according to one of the claims 1 to 6, in which in each instance at least one optical marker (76) is applied onto a section of the new rolls (12) in the area of the free ends of their outer material webs (24), and the new rolls (12) are mounted into their particular installation position (EB1, EB2), or they are aligned in their particular installation position (EB1, EB2) by the handling device (16) before the particular outer layer (24) is extracted, in such a manner that the optical markers (76) face toward a particular oppositely located installation position (EB1, EB2), wherein it is preferably provided that the at least one optical marker (76) is applied onto the particular new roll (12) before the new roll (12) is mounted into its particular installation position (EB1, EB2), in such a manner that the free end of outer material web (24) of the particular new rolls (12) is at least largely immovably fastened to the particular new roll (12) by means of the optical marker (76).
- The method according to claim 7, in which the optical marker (76) is applied onto a new roll (12) lying on the intermediate deposit (60).
- An apparatus (10) for the supply, staging, handling, and/or exchange of rolls (12, 20) with flat material and/or film material wound thereonto and serving as packaging material (22) for the packaging of piece goods, packs, or the like sets of articles, in which apparatus (10) at least approximately completely unwound and/or depleted rolls (20) are removable from at least one installation position (EB1, EB2) of a packaging machine (14) and replaceable in each instance with new rolls (12) with flat material and/or film material for the at least one particular installation position (EB1, EB2), with devices for the staging of new rolls (12) for the packaging machine (14) in a specified feed, and characterised by at least one gripping device and/or handling device (16) for taking over the rolls (12) from the specified feed and for mounting the new rolls (12) into the particular installation position (EB1, EB2) of the packaging machine (14) and for removing the used-up rolls (20) from the particular installation position (EB1, EB2) of the packaging machine, and with room monitoring devices (42) for the detection of at least the positions of the rolls (12) in the area of the specified feed and/or of the staging and of the positions and movements of the gripping device and/or handling device (16) within a range of movement (46), and for the control of the movements of the gripping device and/or handling device (16) in the area of the specified feed and/or of the staging for the rolls (12), based on the room data, movement data, and/or sensor data (40) detected by the room monitoring device (42).
- The apparatus according to claim 9, in which the room monitoring devices (42) are formed by at least one optical detection device, in particular, by a camera (44, 80), which detects at least the range of movement (46) of the gripping device and/or handling device (16) and provides output signals (40) mapping this range of movement (46) and the movements of the gripping device and/or handling device (16) taking place therein, wherein it is preferably provided that the at least one optical detection device or the camera (44, 80), as applicable, is assigned to the gripping device and/or handling device (16).
- The apparatus according to claim 9 or 10, in which the gripping device and/or handling device (16) is formed by a multi-axis robot (18), which receives new rolls (12) from the specified feed and places them in the packaging machine (14), wherein it is preferably provided that the handling device (16) or the multi-axis robot (18), as applicable, has a retaining mandrel (32), which dips face-side into the new rolls (12), which are designed as hollow bodies, increases its maximum cross-sectional diameter, and hereby secures the particular new roll (12) to the handling device (16) or to the multi-axis robot (18), as applicable, in a clamping manner.
- The apparatus according to one of the claims 9 to 11, in which the gripping device and/or handling device (16) is formed by a driverless and/or remote-controlled transport system or comprises such a system, which receives new rolls (12) from the specified feed and places them in the packaging machine (14).
- The apparatus according to one of the claims 9 to 12, in which the gripping device and/or handling device (16) is assigned an intermediate deposit (60) for a roll (12) to be mounted into the packaging machine (14), which intermediate deposit (60) serves as support (62) for the roll (12), in particular, for depositing, rotation-direction-conforming staging, and again receiving the roll (12) by the gripping device and/or handling device (16) for the delivery of the roll (12) to the packaging machine (14), wherein it is preferably provided that the intermediate deposit (60) is formed by a bearing block (64), which takes up a fixed or variable position within the range of movement (46) of the gripping device and/or handling device (16).
- The apparatus according to claim 13, in which the bearing block (64) is assigned a rotary drive for rotating a roll (12) lying thereon in order to adjust the angular position of the roll (12) and/or an alignment of an edge of an outer material web layer (24).
- The apparatus according to one of the claims 9 to 14, in which additional optical monitoring devices or cameras (74), as applicable, can be provided in the packaging machine (14), in particular in the area of the rolls to be replaced (12, 20) or in the area of the at least one installation position (EB1, EB2) of the rolls (12, 20).
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