EP3501995B1

EP3501995B1 - Verfahren zur steuerung der parameter eines umreifungssystems

Info

Publication number: EP3501995B1
Application number: EP19155799.0A
Authority: EP
Inventors: Marco BENDER; Reinhard Broghammer; Rainer Ihle; Daniel TREU
Original assignee: Mosca GmbH
Current assignee: Mosca GmbH
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2021-05-05
Anticipated expiration: 2035-03-11
Also published as: DE102014103334A1; EP3116787A1; EP3116787B1; EP3501995A1; WO2015135996A1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung bzw. ein System zum Umreifen von Gegenständen und insbesondere ein Verfahren zur Steuerung der Parameter eines Umreifungssystems.

STAND DER TECHNIK

Umreifungsmaschinen sind seit Jahrzehnten bewährte Vorrichtungen zum Anbringen gespannter Schlaufen, meist aus Kunststoffband, um Gegenstände, wie Pakete, Stapel von Zeitschriften, befüllte Transportkisten etc. Die Gegenstände werden üblicherweise auf einem Förderer in einen Bandführungsrahmen transportiert. Ein flaches Umreifungsband wird dem Bandführungskanal in dem Bandführungsrahmen mittels eines Bandantriebs zugeführt. Anschließend wird die so gebildete Bandschlaufe aus dem Bandführungskanal herausgezogen und um den zu umreifenden Gegenstand gespannt. In diesem Zustand wird die gebildete Bandschlaufe von dem Bandvorrad abgetrennt, und die zwei Enden der Bandschlaufe werden gegeneinander gepresst und miteinander verbunden. Die Verbindung der Schlaufenenden erfolgt meist durch Verschweißen. Hierzu werden Verschlussaggregate verwendet, die das Bandmaterial durch ein Heizelement (Heizplatte oder Heizkeil) oder durch Ultraschallsonotrode erhitzen und geschmolzene Bandabschnitte gegeneinander drückt. Die WO 2008/019991 der Anmelderin beschreibt eine derartige Umreifungsmaschine.
Die Umreifungsstation befindet sich im Bereich des Bandführungsrahmens, so dass die von dem Bandführungsrahmen gebildete Schlaufe an einer bestimmten Position in einer bestimmten Lage um den Gegenstand in der Umreifungsposition befestigt wird. Es sind aber auch Umreifungsmaschinen ohne starren Bandführungsrahmen bekannt. Zur Bildung der Bandschlaufe kann das Umreifungsband z.B. auch mit Lanzen entlang des zu umreifenden Gegenstandes bewegt werden oder durch ausfahrbare Bandführungskanäle geführt werden.
Die Fördervorrichtung für den Gegenstand umfasst in der Regel mehrere Komponenten. Beispielsweise kann die Umreifungsmaschine einen Einlaufförderer aufweisen, der nichtumreifte Gegenstände für die Umreifung zur Umreifungsstation transportiert. Ferner kann die Umreifungsmaschine einen Auslaufförderer aufweisen, der den Gegenstand nach der Umreifung von der Umreifungsstation fort transportiert. Häufig sind weitere Förderkomponenten vor dem Einlaufförderer und/oder hinter dem Auslaufförderer angeordnet. Diese weiteren Förderkomponenten können beispielsweise einfache Rollenförderer mit einem leichten Gefälle sein, auf denen der zu umreifende Gegenstand aufgrund seiner Gewichtskraft in Gefällerichtung transportiert wird. Es können aber auch angetriebene Rollenförderer oder Bandförderer eingesetzt werden. Insbesondere vor der Umreifungsmaschine wird häufig ein Stautaktförderer eingesetzt, der zu vorgegebenen Zeitpunkten vereinzelte Gegenstände zum Einlaufförderer der Umreifungsmaschine transportiert.
In der Praxis werden Umreifungsmaschinen in der Regel mit Umreifungshilfsmitteln versehen, welche die Bewegung des zu umreifenden Gegenstandes oder den Umreifungsvorgang selbst unterstützen. Beispielsweise kann mindestens ein Anschlag vorgesehen werden, gegen den der zu umreifende Gegenstand transportiert wird. Häufig werden zwei Anschläge eingesetzt, welche in einer quer zur Transportrichtung verlaufenden Ebene mit einem Abstand zueinander angeordnet sind. Wenn durch die Fördervorrichtung der Gegenstand gegen den Anschlag transportiert wird, richtet sich dessen Vorderkante parallel zu der von den Anschlägen definierten Ebene aus. Für die Umreifung von Gegenständen wie Zeitungsstapel kann ein Niederhalter verwendet werden. Dieser sorgt dafür, dass die Gegenstände beim Umreifen unmittelbar aufeinander liegen. Bei komprimierbaren Gegenständen kann auch eine Packpresse verwendet werden, welche Luft aus den zu umreifenden Gegenständen herausdrückt oder diese Gegenstände entgegen einer elastischen Rückstellkraft komprimiert.
Zur Steuerung des Umreifungsvorgangs sowie der Umreifungshilfsmittel und der Fördervorrichtung weisen derartige Umreifungsmaschinen eine Steuerungseinheit auf. Die Steuerungseinheit ist in der Regel eine SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung, englisch: Programmable Logic Controller, PLC). Eine SPS ermöglicht eine programmierbare Steuerung auf digitaler Basis und löst seit einigen Jahren fest verdrahtete, durch ihre Verbindungen und elektronischen Bauteile programmierte Steuerungen ab. Eine SPS hat in der Regel Eingänge für Eingangssignale, Ausgänge für Ausgangssignale, ein Betriebssystem und eine Schnittstelle, über welche Programme auf die SPS geladen werden können. Im Herstellungsunternehmen wird dann die SPS so programmiert, dass eine Grundeinstellung einer Maschine realisiert wird.
Ein Service-Techniker des Herstellerunternehmens kann die Programmierung der SPS derart ändern, dass ihre Steuerungen an die Bedürfnisse des jeweiligen Benutzers sowie die individuellen Anforderungen des Standorts, in dem die Maschine aufgestellt wird, angepasst werden kann.
Es ist erwünscht, die Steuerung einer derartigen Umreifungsmaschine und den Ablauf eines derartigen Umreifungsverfahrens zu optimieren und insbesondere die Flexibilität im alltäglichen Gebrauch sowie die Qualität der Umreifungen zu erhöhen.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Erster Aspekt: Erfassung der Umreifungsposition

Gemäß einem ersten Aspekt der hier beschriebenen Entwicklung wird ein Verfahren nach Anspruch 1 zum Umreifen von Gegenständen geschaffen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Kamera. Bei Verwendung einer Kamera als Erkennungsvorrichtung können sehr viele weitere Eigenschaften des Gegenstandes erkannt werden. Beispielsweise kann ein Adressfeld oder ein maschinenlesbarer Code auf dem Gegenstand erkannt werden. Zum Beispiel werden Zeitungspakete häufig mit einem Deckblatt versehen, auf dem Adressangaben des Empfängers alphanumerisch und/oder in maschinenlesbarer Form (Barcode, QR-Code) aufgedruckt sind. Wenn über diese Adressfelder ein Umreifungsband gelegt wird, kann das automatische Lesen der Adresse behindert werden. Durch Auswertung des Bildes einer Kamera kann die Position von Bereichen, die nicht abgedeckt werden sollen, ermittelt werden. Falls Sollwerte für die Schlaufenposition innerhalb dieser Bereiche liegen, können sie derart geändert werden, dass Umreifungspositionen außerhalb der Adressfelder oder der anderen nicht zu umreifenden Bereiche liegen.
Die vorliegende Entwicklung betrifft gemäß diesem ersten Aspekt auch ein Umreifungssystem zum Umreifen von Gegenständen nach Anspruch 12.
Ausführungsformen der oben erläuterten Entwicklungen werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine schematische geschnittene Vorderansicht einer Umreifungsmaschine.
Fig. 2 - 5 zeigen Draufsichten auf eine Umreifungsmaschine und vor- und nachgelagerte Stautaktförderer.
Fig. 6 zeigt eine schematische Draufsicht auf den Einlaufförderer und den Auslaufförderer der Umreifungsmaschine aus Fig. 1.
Fig. 7 zeigt eine Vorderansicht eines Bandführungsrahmens der Umreifungsmaschine mit Niederhalter.
Fig. 8 zeigt eine Vorderansicht eines Bandführungsrahmens der Umreifungsmaschine mit Anschlägen.
Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Bildschirmanzeige für einen Umreifungseditor.
Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Bildschirmanzeige für einen Umreifungseditor.
Fig. 11 -13 zeigen schematische grafische Darstellungsmöglichkeiten verschiedener Umreifungsbilder.
Fig. 14 und 15 zeigen Bildschirmdarstellungen sogenannter Umreifungsrezepturen mit Sollwerten für alle Umreifungsparameter.
Fig. 16 zeigt die Interaktion einer Umreifungsmaschine mit einem Datenspeicher für Umreifungsrezepturen.
Fig. 17 zeigt eine Vorderansicht eines Verschlussaggregats einer Umreifungsmaschine.
Fig. 18 zeigt eine dreidimensionale Rückansicht des Verschlussaggregats aus Fig. 17.
Fig. 19 zeigt eine dreidimensionale Darstellung der Hauptwelle des Verschlussaggregats aus den Fig. 17 und 42 mit Antriebsmotor und Getriebe.
Fig. 20 zeigt eine Seitenansicht der Hauptwelle mit Antriebsmotor und Getriebe aus Fig. 19.

Die in der Fig. 1 dargestellte Umreifungsmaschine 1 dient dem Umreifen von Gegenständen 7 mit einem Umreifungsband 2, das von einer Einziehvorrichtung 4 von einer Vorratsrolle (nicht dargestellt) abgezogen und einem Bandmagazin 5 zugeführt wird. Von dort wird das Umreifungsband 2 mittels einer Bandfördervorrichtung 6 durch eine Spannvorrichtung 8 hindurch einem Bandführungskanal in einem Bandführungsrahmen 9 zugeführt, so dass das Band eine Schlaufe bildet. Der Bandführungsrahmen 9 hat die Form eines U mit der Öffnung unten, so dass das Umreifungsband 2 von der ersten Seite der Auflage für den Gegenstand 7 mittels des Bandführungsrahmens 9 U-förmig um den Gegenstand 7 herum zur anderen Seite der Auflage geführt wird. Wie eingangs erwähnt, sind andere Formen des Bandführungsrahmens und auch andere Umreifungsarten bekannt, zum Beispiel das Herumführen des Umreifungsbandes mittels Greifern und Lanzen. Wesentlich ist im Rahmen dieser Entwicklung, dass die Umreifungsmaschine 1 an einer bestimmten Position eine Bandschlaufe erzeugt. Das Band wird anschließend durch den Antrieb der Bandfördervorrichtung 6 zurückgezogen, so dass die Bandschlaufe eng an dem Gegenstand 7 anliegt. Nun wird die Spannvorrichtung 8 aktiviert, so dass die Bandschlaufc mit einer vorgegebenen hohen Spannkraft um den Gegenstand 7 herumgezogen wird. Anschließend wird der Schlaufenanfang mit dem Schlaufenende mittels eines Verschlussaggregats 10 verbunden. Das Verschlussaggregat 10 besteht in der Praxis aus einer Schweißvorrichtung, z.B. aus einer Ultraschall-Schweißvorrichtung, welche die beiden Enden der gebildeten Packbandschlaufe miteinander verschweißt. Ein derartiges Verschlussaggregat ist z.B. in der Druckschrift EP 1 479 611 A2 beschrieben. Das Verschlussaggregat 10 verschweißt das folienartige Kunststoffmaterial, aus dem das Umreifungsband 2 besteht.
Die Fördervorrichtung für den Gegenstand 7 ist in Fig. 1 nicht dargestellt. Eine Steuerungseinheit 11 für die Umreifungsmaschine 1 ist in Fig. 1 an der rechten Seite der Umreifungsmaschine 1 dargestellt. Die Steuerungseinheit 11 weist eine Platine 3 mit einem Mikrocontroller auf, der die Funktionen sämtlicher Funktionselemente der Umreifungsmaschine 1 steuert oder regelt. An der Steuerungseinheit 11 ist ein Teil 12 einer Steckverbindung angeordnet, welches im vorliegenden Fall als Buchsenteil 12 der Steckverbindung ausgebildet ist.
Die Steuerungseinheit 11 steuert auch die Antriebe für Umreifungshilfsmittel, insbesondere Zusatzaggregate der Umreifungsmaschine 1. In Fig. 1 ist als erstes Zusatzaggregat ein Niederhalter 22 zu erkennen, der von oben auf den zu umreifenden Gegenstand 7 drückt. Ferner sind als Zusatzaggregate ein linker Anschlag 25 und ein rechter Anschlag 26 zu erkennen, die den zu umreifenden Gegenstand 7 vor dem Umreifungsvorgang ausrichten. Die zwei Anschläge sind an dem Bandführungsrahmen 9 befestigt und gegensynchron angetrieben, das heißt, sie weisen zu jedem Zeitpunkt den gleichen Abstand zur Mitte der Umreifungsmaschine 1 auf. Auch die Funktion der Anschläge 25, 26 ist weiter unten ausführlicher beschrieben.
Die Fig. 2 - 5 zeigen schematische Draufsichten auf jeweils eine Umreifungsmaschine 1 mit vor- und nachgelagerten Stautaktförderern 15, 16 und mit den zu umreifenden Paketen 7, 7'. Die Umreifungsmaschine 1 selbst weist zwei Fördervorrichtungen auf. Einen Einlaufförderer 13, der in den Fig. 2 - 5 links vom Bandführungsrahmen 9 liegt, und einen Auslaufförderer 14, der in den Fig. 2 - 5 rechts vom Bandführungsrahmen 9 liegt. Der Einlaufförderer 13 und der Auslaufförderer 14 bestehen jeweils aus einem Paar synchron angetriebener Transportbänder. Die vorgelagerten Stautaktförderer 15 und die nachgelagerten Stautaktförderer 16 können beliebige Fördermittel sein, beispielsweise Bandförderer oder Rollenförderer.
Die Förderrichtung für den zu umreifenden Gegenstand 7, in der Regel ein Paket, ist oberhalb des eingangsseitigen Stautaktförderers 15 als Pfeil dargestellt. Selbstverständlich kann die Förderrichtung aller Fördervorrichtungen auch umgedreht werden.
Alle Darstellungen zeigen eine erste Positionserfassungsvorrichtung 17 nahe dem am weitesten vom Bandführungsrahmen 9 entfernten Ende des Einlaufförderers 13. Der Bandführungsrahmen 9 definiert die Umreifungsposition. Eine Bandschlaufe wird durch die Umreifungsmaschine in der Mittelebene des Bandführungsrahmens 9 gebildet. Die Ausführungsform der Umreifungsmaschine in Fig. 4 und 5 weist eine weitere Positionserfassungsvorrichtung 18 nahe dem Bandführungsrahmen 9 auf. Eine dritte Positionserfassungsvorrichtung 19 ist bei dieser Ausführungsform im Bereich des vom Bandführungsrahmen 9 entfernten Endes des Auslaufförderers 14 angeordnet. Die Positionserfassungsvorrichtungen 17, 18, 19 bestehen üblicherweise aus Lichtschranken. Jede Lichtschranke 17, 18, 19 weist eine Lichtquelle und einen Lichtsensor auf. Der Lichtsensor empfängt das Licht der Lichtquelle in geringem Abstand oberhalb des Einlaufförderers 13 bzw. des Auslaufförderers 14. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Positionserfassungsmittel 17-19 sowohl flache als auch hohe Gegenstände erfassen.
Das nahe dem eingangsseitigen Stautaktförderer 15 befindliche Positionserfassungsmittel 17 gibt ein Signal an die Steuerungseinheit 11 der Umreifungsmaschine 1 weiter, sobald ein Gegenstand 7 von dem eingangsseitigen Stautaktförderer 15 auf den Einlaufförderer 13 transportiert wird. Der Einlaufförderer 15 wird durch einen Antriebsmotor 57 (Fig. 6) angetrieben, der einen Drehwinkelgeber aufweist. Der Drehwinkelgeber erzeugt beim Drehen der Antriebswelle des Antriebsmotors 57 in festgelegten Winkelabständen Signale, die zu der Steuerungseinheit 11 geleitet werden. Die Signale sind schematisch in Fig. 6 als Rechteckschwingung dargestellt. Es ist zu erkennen, dass zwei Signale mit gleicher Frequenz aber einem Phasenversatz vom Antriebsmotor 57 des Einlaufförderers 13 abgegeben werden. Aufgrund des Phasenversatzes können die verschiedenen Drehrichtungen durch die Steuerungseinheit identifiziert werden. Wie weiter oben ausgeführt, kann der Abstand zwischen zwei Signalen des Antriebsmotors 57 einer Förderstrecke des Einlaufförderers 13 in der Größenordnung von 0,3 bis 0,6 mm entsprechen. Der Auslaufförderer 14 wird durch einen entsprechenden Antriebsmotor 58 angetrieben. Auch dieser Antriebsmotor 58 gibt Signale an die Steuerungseinheit 11 ab, die der Förderstrecke eines Gegenstandes auf dem Auslaufförderer 14 entsprechen und die Förderrichtung erkennen lassen.
Dadurch, dass die Förderrichtung und Förderstrecke des Einlaufförderers 13 und des Auslaufförderers 15 erfasst werden, ist es ab dem ersten Erfassen der Position des Gegenstandes beim Passieren der eingangsseitigen Lichtschranke 17 jederzeit möglich, die Position eines auf den Fördervorrichtungen 13, 14 der Umreifungsmaschine 1 befindlichen Gegenstandes 7, 7' zu bestimmen. Diese Positionsbestimmung kann durch das zweite Positionserfassungsmittel 18 und das dritte Positionserfassungsmittel 19 noch präzisiert werden. Je nach Anwendungsfall kann der vorgelagerte Stautaktförderer 15 eine andere Fördergeschwindigkeit aufweisen als der Einlaufförderer 13 der Umreifungsmaschine. Hierdurch kann ein Schlupf zwischen dem Förderband des Einlaufförderers 13 und dem zu umreifenden Gegenstand 7, 7' entstehen. Läuft der vorgelagerte Stautaktförderer 15 schneller, wird der zu umreifende Gegenstand 7, 7' schneller voran bewegt, als die Förderbänder des Einlaufförderers 13. Läuft der Stautaktförderer 15 langsamer, bewegt sich der Gegenstand 7 langsamer als der Einlaufförderer 13, bis seine Gewichtskraft im Wesentlichen nur von den Förderbändern des Einlaufförderers 13 getragen wird. Wenn nahe dem Bandführungsrahmen 9 ein zweites Positionserfassungsmittel 18 vorhanden ist, kann dieses die tatsächliche Position der Vorderkante des zu umreifenden Gegenstands 7, 7' nahe der Umreifungsebene des Bandführungsrahmens 9 erfassen. Hierdurch kann eventuell vorhandener Schlupf zwischen dem zu umreifenden Gegenstand 7, 7' und dem Einlaufförderer 13 kompensiert werden. Auch am gegenüberliegenden Ende der Umreifungsmaschine 1, d.h. an dem vom Bandführungsrahmen 9 entfernten Rand des Auslaufförderers 14 kann ein Positionserfassungsmittel 19 vorgesehen sein (siehe Fig. 4 und 5). Dies ermöglicht dann den Betrieb der Umreifungsmaschine 1 in beiden Richtungen. Außerdem erfasst das Positionserfassungsmittel 19 bei der eingezeichneten Förderrichtung die Hinterkante des zu umreifenden Gegenstandes 7 beim Abtransport und zeigt an, wenn die Umreifungsmaschine 1 für einen weiteren zu umreifenden Gegenstand vollständig frei ist.
Die Positionssteuerung des zu umreifenden Gegenstandes 7, 7' erfolgt unter Verwendung der Positionserfassungsmittel 17, 18, 19 und der Erfassungsvorrichtung für die Förderrichtung und Förderstrecke des Einlaufförderers 13. Nach dem Erfassen der Vorderkante des zu umreifenden Gegenstandes 7, 7' ist deren Position fortwährend bekannt, weil sie sich aus der Förderstrecke und Förderrichtung der Fördervorrichtung d.h. des Einlaufförderers 13 errechnen lässt. Nahe dem Bandführungsrahmen 9 kann dieser Positionswert noch einmal korrigiert werden, wenn hier das zweite Positionserfassungsmittel 18 vorgesehen ist. Aufgrund der inkrementalen Signale, welche die Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Förderrichtung und Förderstrecke abgeben, lässt sich die Position mit einer Genauigkeit von weniger als 1 mm ansteuern. Beim weiteren Transport des zu umreifenden Gegenstandes 7, 7' wird an dem Positionserfassungsmittel 17 auch die Hinterkante des zu umreifenden Gegenstandes 7, 7' erfasst. Da die Förderstrecke bekannt ist, lässt sich hieraus die Länge des zu umreifenden Gegenstandes 7, 7' ableiten. Dies ermöglicht auch die Vermeidung von Störungen durch Lccrumrcifungcn. Bei früheren Umreifungsvorrichtungen waren die Umreifungspositionen durch feste Zeittaktung der Umreifungsmaschine fest vorgegeben. Wenn aus irgendeinem Grund der zu umreifende Gegenstand zu kurz war, wurde trotzdem eine Bandschlaufe gebildet. Derartige Leerumreifungen können zu Störungen der Umreifungsmaschine führen. Mit der vorliegenden Entwicklung lassen sich derartige Störungen vermeiden. Wird festgestellt, dass eine Umreifungsposition eine Schlaufe außerhalb der Konturen des zu umreifenden Gegenstandes 7, 7' erzeugen würde, kann die Umreifung an dieser Position entweder vermieden werden oder der zu umreifende Gegenstand 7, 7' durch die Steuerungseinheit 11 der Umreifungsmaschine 1 derart verschoben werden, dass die Position der Umreifung sicher innerhalb der Konturen des zu umreifenden Gegenstandes 7, 7' liegt. Ein derartiges Verschieben kann auch dann erfolgen, wenn festgestellt wird, dass eine Schlaufe mit zu geringem Abstand von der Vorderkante oder von der Hinterkante des zu umreifenden Gegenstandes erzeugt werden soll.
Durch die Längenbestimmung des zu umreifenden Gegenstandes ist es auch möglich, präzise die Mitte des zu umreifenden Gegenstandes 7, 7' anzufahren. In den Fig. 2 und 3 ist ein erster zu umreifender Gegenstand 7 dargestellt, dessen Länge bereits erfasst ist, wenn die erste Umreifung angebracht wird. Der zu umreifende Gegenstand 7' in Fig. 5 ist länger. Seine Gesamtlänge kann erst erfasst werden, wenn seine Mitte bereits an der Umreifungsebene des Bandführungsrahmens 9 vorbei transportiert wurde. In diesem Fall kann zur Ermittlung der präzisen Länge des zu umreifenden Gegenstandes 7' dieser in eine Position gefahren werden, in der seine Länge durch das Signal des Positionserfassungsmittels (Lichtschranke) 17 bekannt wird, weil die Hinterkante des zu umreifenden Gegenstandes 7' an dem Positionserfassungsmittel 17 vorbei läuft. Anschließend kann der zu umreifende Gegenstand 7' zurück transportiert werden, um eine Mittenumreifung exakt in seiner Mitte zu erzeugen.
Falls der Transport des zu umreifenden Gegenstandes 7' in zwei Richtungen zu zweitaufwendig ist, kann die Maschinensteuerung auch einfach den Weitertransport ermöglichen und die Mittenumreifung auslassen. Wie an anderer Stelle beschrieben, kann aber auch die Länge des Gegenstandes 7' vorab ermittelt und an die Steuerungseinheit übermittelt werden. In diesem Fall ist eine Mittenumreifung möglich, ohne dass die Hinterkante des Gegenstands die Lichtschranke 17 durchlaufen hat.
Die Umreifungsbilder, die sich mit dieser Umreifungsmaschine bilden lassen, können eine beliebige Struktur aufweisen. Weiter unten werden beispielhafte Strukturen der Umreifungsbilder beschrieben.
In der Fig. 5 ist ferner schematisch eine Erkennungsvorrichtung 20 an dem Bandführungsrahmen 9 etwa in der Mitte oberhalb der Umreifungszone dargestellt. Die Erkennungsvorrichtung 20 kann ein Scanner für aufgedruckte Codes (Barcode oder QR-Code) sein. Sie kann auch eine Kamera sein, welche ein Bild der Umreifungszone unterhalb des Bandführungsrahmens 9 aufnimmt. Auch die Kamera kann aufgedruckte Codes in dem aufgenommenen Bild identifizieren und lesen. Ferner kann als Erkennungsvorrichtung 20 eine Leseantenne für RFID-Transponder verwendet werden, die an den zu umreifenden Gegenständen 7, 7' befestigt sein können. Die Erkennungsvorrichtung 20 kann selbstverständlich auch mehrere Komponenten (Kamera und RFID-Leseantenne) aufweisen. Durch die Erkennungsvorrichtung 20 lassen sich Eigenschaften des zu umreifenden Gegenstandes erkennen, aufgrund derer die Umreifungsposition variiert werden kann.
Beispielsweise kann eine Kamera als Erkennungsvorrichtung 20 Dimensionen oder sonstige Eigenschaften des zu umreifenden Gegenstandes erkennen, welche einen Einfluss auf die Schlaufenposition haben. Anhand bestimmter Identifikatoren des Gegenstandes wie beispielsweise der Farbe der Verpackung oder einem auf dem Gegenstand aufgedruckten maschinenlesbaren Code können weitere Eigenschaften des Gegenstandes identifiziert werden. Beispielsweise kann die Festigkeit des Gegenstandes codiert werden oder das Gewicht, so dass die korrekte Bandspannung oder die erforderliche Anzahl von Umreifungen für den Gegenstand mit den entsprechenden Eigenschaften festgelegt werden kann. Insbesondere bei der Verwendung einer Kamera als Erkennungsvorrichtung 20 können auch Bereiche auf dem Gegenstand identifiziert werden, in denen keine Bandschlaufe angeordnet werden sollte.
In Fig. 5 ist zu erkennen, dass der zu umreifende Gegenstand 7 ein Adressfeld 21 aufweist. In dem Adressfeld 21 kann beispielsweise ein Barcode mit Informationen über den zu umreifenden Gegenstand 7 oder mit Adressinformationen angeordnet sein. Die Adressinformationen können auch als lesbare alphanumerische Angabe auf dem Adressfeld 21 aufgedruckt sein. Die strichpunktierten Linien in Fig. 5 zeigen den Bereich, der durch die Kamera als Erkennungsvorrichtung 20 aufgenommen wird. Wird durch die Kamera 20 ein Adressfeld 21 identifiziert, kann die Steuerungseinheit 11 der Umreifungsmaschine 1 derart die Fördervorrichtungen 13, 14 der Umreifungsmaschine 1 steuern, dass die Bandschlaufen nicht auf dem Adressfeld 21 erzeugt werden.
Die Fig. 7 zeigt die Vorderansicht des Bandführungsrahmens 9 und des an dem Bandführungsrahmen 9 angeordneten Niederhalters 22. Der Niederhalter 22 wird beispielsweise beim Umreifen von Gegenständen 7 wie Zeitungsstapeln verwendet. Vor dem Aufbringen der Bandschlaufe wird der Niederhalter 22 von oben auf den zu umreifenden Gegenstand 7 gedrückt, so dass einzelne Elemente des Gegenstandes 7 fest gegeneinander anliegen. Bei größeren Gegenständen 7, insbesondere bepackten Paletten, kann anstelle eines Niederhalters 22 auch eine Packpresse von oben auf den Gegenstand 7 drücken, um diesen zu komprimieren.
Fig. 7 zeigt schematisch auch den Antriebsmotor 23 für den Niederhalter 22. Auch dieser Antriebsmotor 23 ist mit einem Drehwinkelgeber ausgestattet, der bei Rotation der Motorwelle des Antriebsmotors 23 in regelmäßigen Abständen Signale abgibt. Der Niederhalter 22 bildet ein erstes Umreifungshilfsmittel der Umreifungsmaschine 1. Anhand der Signale des Antriebsmotors 23 für den Niederhalter 22 werden kontinuierlich dessen Bewegungsdaten erfasst und an die Steuerungseinheit 11 der Umreifungsmaschine übermittelt. Die Steuerungseinheit 11 der Umreifungsmaschine 1 steuert den Niederhalter 22 aufgrund dieser Bewegungsdaten auf numerisch vorgegebene Sollwerte.
Die Bewegungsbahn des Niederhalters 22 weist mindestens eine Anschlagposition auf. Zwei Positionen des Niederhalters sind in Fig. 7 dargestellt. Die obere Position P₀ ist die obere Anschlagsposition des Niederhalters 22. Zu Beginn des Betriebs der Umreifungsmaschine 1 wird der Niederhalter 22 in die oberste Position P₀ gefahren. Anschließend ist während des Betriebs der Umreifungsmaschine die aktuelle Position des Niederhalters 22 jeweils aufgrund der Bewegungsdaten, nämlich der Signale des Antriebsmotors 23 bekannt. Die Position P₀ ist in diesem Fall die Referenzposition, in Bezug auf welche mittels der Bewegungsdaten jeweils die aktuelle Position des Niederhalters 22 ermittelt wird.
Wie zuvor beschrieben, kann die Umreifungsmaschine 1 mit Erkennungsvorrichtungen gekoppelt sein, die mindestens eine Eigenschaft der mittels der Fördervorrichtung transportierten Gegenstände erfassen, die Erkennungsvorrichtung kann eine Kamera sein, die über Bildauswertung die Ermittlung der Höhe des Gegenstandes oder der Länge des Gegenstandes erlaubt. Es kann eine Höhenmessvorrichtung vorgesehen sein, die mir optischen oder akustischen Signalen arbeitet. Eine derartige Höhenmessvorrichtung ist in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Insbesondere die Höhe des zu umreifenden Gegenstandes 7 ist für den Betrieb der Umreifungsmaschine 1 mit Niederhalter 22 erheblich.
Im Stand der Technik nahm der Niederhalter 22 nach jedem Umreifungsvorgang die oberste Anschlagsposition P₀ ein. Durch das Erkennen der Höhe des zu umreifenden Gegenstandes 7 kann darauf verzichtet werden, den Niederhalter 22 jeweils in die oberste Position P₀ zu fahren. Der Niederhalter 22 ist lediglich um einen gewissen Abstand oberhalb des zu umreifenden Gegenstandes 7 anzuordnen. Dieser Sicherheitsabstand 24 ist in Fig. 7 schraffiert eingezeichnet und mit dem Bezugszeichen 24 versehen. In der Position P₁ befindet sich der Niederhalter 22 um den Sicherheitsabstand 24 oberhalb des zu umreifenden Gegenstandes 7. Für die Zufuhr des Gegenstandes 7 reicht das Anheben des Niederhalters 22 auf diese Position P₁ aus. Da für den Weitertransport des zu umreifenden Gegenstandes nicht gewartet werden muss, bis der Niederhalter 22 bis in die Position P₀ bewegt wurde, kann der Umreifungsvorgang und insbesondere der Transportvorgang für den zu umreifenden Gegenstand 7 erheblich beschleunigt werden. In der aktiven Position (nicht dargestellt) liegt der Niederhalter 22 auf der Oberseite des zu umreifenden Gegenstandes auf und übt eine Druckkraft auf ihn aus.
Die Fig. 8 zeigt den Bandführungsrahmen 9 dem anderen, in Fig. 1 dargestellten Umreifungshilfsmittel, nämlich zwei synchron angetriebenen Anschlägen 25, 26. Die Anschläge 25, 26 werden durch einen Antriebsmotor 28 angetrieben und sind derart gekoppelt, dass sie zu jedem Zeitpunkt den gleichen Abstand von der Mitte des Bandführungsrahmens 9 aufweisen. In dem maximalen Abstand D₀ liegen die zwei Anschläge 25, 26 gegen äußere Bewegungsanschläge an. Der Antriebsmotor 28 gibt wiederum Drehwinkelsignale beim Drehen ab.
Zu Beginn des Betriebes der Umreifungsmaschine 1 werden die Anschläge 25, 26 auf maximale Distanz D₀ voneinander gefahren. Diese Position ist die Referenzposition dieser Umreifungshilfsmittel. Alternativ kann das Anliegen gegen einen Mittelanschlag als Referenzposition verwendet werden, gegen den die Anschläge 25, 26 bei minimalem Abstand anliegen. Durch die Drehwinkelsignale des Antriebsmotors 28 kann ausgehend von der Referenzposition jederzeit die aktuelle Position der Anschläge 25, 26 durch die Steuerungseinheit 11 der Umreifungsmaschine 1 bestimmt werden.
Die Steuerungseinheit 11 berücksichtigt bei der Steuerung der Anschläge 25, 26 wiederum mindestens eine Eigenschaft des zu umreifenden Gegenstandes, insbesondere dessen Breite. Diese wird mit einer der bereits oben beschriebenen Erkennungsvorrichtungen erfasst. Die Anschläge 25, 26 werden auf einen derartigen Abstand zueinander gebracht, dass sie sich innerhalb der Kontur des zu umreifenden Gegenstandes 7 möglichst nahe dessen äußerer Ränder befinden. Dies ist in Fig. 8 der Abstand D₁ zwischen den zwei Anschlägen 25, 26. Die Fördervorrichtung der Umreifungsmaschine 1, insbesondere der Einlaufförderer 13 fördert den zu umreifenden Gegenstand 7 in Bezug auf Fig. 8 auf den Betrachter zu. Der zu umreifende Gegenstand 7 stößt folglich mit seiner in Fig. 8 sichtbaren Vorderseite gegen die zwei Anschläge 25, 26 an. Durch die Steuerungseinheit 11 sind die Anschläge 25, 26 auf einen möglichst großen Abstand von der Mitte der Umreifungsmaschine 1 eingestellt, so dass sie noch sicher innerhalb der Konturen des zu umreifenden Gegenstandes 7 liegen. Hierdurch ist sichergestellt, dass ein zu umreifender Gegenstand 7, der durch den Einlaufförderer gegen die Anschläge 25, 26 bewegt wird, sich zur Ebene der Anschläge 25, 26 ausrichtet, falls er leicht schräg steht. Auch wenn der zu umreifende Gegenstand 7 aus einzelnen Gegenständen die Zeitschriften o.ä. besteht, wird die gesamte Vorderfläche des zu umreifenden Gegenstandes 7 an der Ebene, welche durch die zwei Anschläge 25, 26 gebildet wird, ausgerichtet.
Die Anschläge 25, 26 werden auseinander gefahren, wenn der zu umreifende Gegenstand 7 weiter transportiert wird. Bisher wurden die Anschläge 25, 26 in ihrer Ausgangsstellung mit dem Abstand D₀ auseinander bewegt. Bei der vorliegenden Entwicklung ist es ausreichend, die Anschläge 25, 26 in einen Position zu bewegen, in der der zu umreifende Gegenstand 7 problemlos durch die Anschläge 25, 26 hindurchtreten kann. In Fig. 8 ist diese Position erreicht, wenn die Anschläge 25, 26 einen etwas geringeren Abstand als D₀ zueinander aufweisen. Dieser Abstand kann für jede Paketbreite (Breite des zu umreifenden Gegenstandes 7) neu bestimmt werden. Auf diese Weise wird einerseits sichergestellt, dass der zu umreifende Gegenstand 7 sicher zwischen den Anschlägen 25 hindurchbewegt wird, andererseits wird vermieden, dass die Anschläge 25, 26 unnötige Verfahrwege zurücklegen müssen, was unnötige Zeit in Anspruch nimmt.
Bei den Umreifungshilfsmitteln, d.h. den Anschlägen 25, 26 und dem Niederhalter 22, kann die Steuerungseinheit 11 die Bewegungsdaten überwachen und mit Sollwerten vergleichen. Wenn die Beschleunigung oder Geschwindigkeit dieser Umreifungshilfsmittel zu irgendeinem Zeitpunkt unzulässig von einem vorgegebenen Sollwert abweicht, kann die Bewegung des Umreifungshilfsmittels gestoppt werden oder das Umreifungshilfsmittel 22, 25, 26 um eine gewisse Strecke in die entgegengesetzte Richtung angetrieben werden. Das Abweichen von den Bewegungsdaten kann anzeigen, dass das Umreifungshilfsmittel auf einen Widerstand stößt und ein weiterer Antrieb in die vorgegebene Richtung eine Beschädigung entweder des Gegenstandes oder des Umreifungshilfsmittels zur Folge haben könnte. Beim Stoppen oder Zurückziehen des Umreifungshilfsmittels kann gleichzeitig ein Warnsignal an einen Servicetechniker abgegeben werden.
Die Fig. 9 zeigt eine erste Bildschirm-Darstellung zur Programmierung einer Umreifungsmaschine gemäß der vorliegenden Entwicklung. Der Bildschirm selbst kann entweder unmittelbar an der Umreifungsmaschine 1 angeordnet sein. Er kann alternativ an einen Steuerungscomputer angeschlossen sein, der über ein lokales Netzwerk oder ein Wide-Area-Network (WAN) wie das Internet mit der Umreifungsmaschine 1 verbunden ist. Auf dem Bildschirm sind mehrere Icons zu erkennen, die verschiedene Umreifungsrezepturen bezeichnen. Das Icon 101 auf der linken Seite bezeichnet den Durchlauf, bei dem keine Umreifung stattfindet. Die Icons 102 bis 107 bezeichnen sechs unterschiedliche Umreifungsrezepturen. Das Icon 108 aktiviert die Programmierbildschirme, an denen die Umreifungen durch die Umreifungsmaschine 1 festgelegt werden können.
Fig. 10 zeigt einen Programmierbildschirm, auf dem die Umreifungspositionen numerisch definiert werden können. In der oberen Mitte ist eine Bildschirmdarstellung 109 mit einem Paket auf einem Förderband zu erkennen. Diese Bildschirmdarstellung zeigt das Gesamtbild mit allen Umreifungen. Darunter sind drei Umreifungspositionen in drei untereinander angeordneten Darstellungen 110 - 112 definiert. Die oben dargestellte Umreifungsposition ist durch einen Abstand von 100 mm von der Vorderkante des Pakets festgelegt. Die mittlere Umreifungsposition ist durch einen Abstand von der Mitte des Pakets definiert. Hier ist kein Wert angegeben, so dass dieser Abstand Null beträgt. Die unten dargestellte Umreifungsposition ist durch einen Abstand von der Hinterkante des Pakets definiert, hier wiederum 100 mm. Es kann eine beliebige Anzahl an Umreifungspositionen hinzugefügt werden. Erforderlichenfalls müssen die Positionen auf mehrere Bildschirmdarstellungen aufgeteilt werden. Die Positionen können numerisch z.B. über eine Tastatur eingegeben werden.
Die Darstellungen rechts neben den Umreifungspositionen beziehen sich auf die Bandspannung. Diese ist hier grafisch mit einem Symbol für die Standard-Bandspannung dargestellt. Sie kann aber auch numerisch als Prozentangabe von einer vordefinierten Standard-Bandspannung festgelegt werden.
Mögliche, sich ergebende Umreifungsbilder sind in den Figuren 11 bis 13 dargestellt. Fig. 11 zeigt eine erste Einzelumreifung in einem Abstand von der Vorderkante, eine zweite Einzelumreifung in der Mitte und eine dritte Einzelumreifung mit einem Abstand von der Hinterkante. Diese Variante entspricht der durch die Bildschirmanzeige in Fig. 10 definierten Umreifung. Die Fig. 12 zeigt eine Mehrfachumreifung, hier eine Vierfach-Umreifung, mit einem vorgegebenen Abstand von der Vorderkante und eine entsprechende Mehrfachumreifung mit einem vorgegebenen Abstand von der Hinterkante. Als Mittenumreifung ist hier eine Einfachumreifung vorgesehen. Die Fig. 13 zeigt eine vordere Umreifung mit einem vorgegebenen Abstand von der Vorderkante und eine hintere Umreifung mit einem vorgegebenen Abstand von der Hinterkante. Dazwischen befindet sich eine Mehrzahl äquidistanter Umreifungen. Auf diese Weise kann abhängig von der Länge des zu umreifenden Paketes eine Mehrfachumreifung mit jeweils einheitlichen Abständen zwischen zwei einzelnen Umreifungen hergestellt werden. Die Abstände zwischen den äquidistanten Umreifungen können am Eingabebildschirm eingegeben werden oder aufgrund der gemessenen Paketlänge durch die Steuerungseinheit 11 automatisch mit einem optimalen Wert berechnet werden.
Auch die Darstellungen der Fig. 11 bis 13 können verwendet werden, um den Gegenstand sowie die darauf anzubringenden Umreifungen auf einem Bildschirm eines Umreifungseditors darzustellen. Anstatt der numerischen Eingabe der Abstände wird der Abstand hier einfach durch markieren einer der Umreifungsdarstellungen mit einer Maus und durch Anklicken und Verschieben (drag & drop) auf dem zu umreifenden Gegenstand definiert.
Die am Bildschirm definierten Umreifungspositionen werden in numerische Daten zur Festlegung der Schlaufenposition an dem Gegenstand umgerechnet und durch die Steuerungseinheit der Umreifungsmaschine 1 eingestellt.
Die Steuerungseinheit 11 steuert die Fördervorrichtung 13, 14 für den zu umreifenden Gegenstand 7 derart, dass jeweils eine Schlaufe an einer mittels des Umreifungseditors am Bildschirm vorgegebenen Positionen erzeugt wird. Vorzugsweise werden derartig programmierte Datensätze mit Sollwerten für die Umreifungsparameter in einem Datenspeicher abgespeichert, der mit der Steuerungseinheit 11 verbunden ist. Dies ist schematisch in Fig. 16 dargestellt. Der Datenspeicher 29 kann ein in die Steuerungseinheit 11 integrierter Datenspeicher sein. Bekannte beschreibbare Datenspeicher wie Festplatten, SSD-Speicher eigenen sich für die Integration in die Steuerungseinheit 11 der Umreifungsmaschine 1. Es können aber auch ROM-Datenspeicher wie CDs mit den Datensätzen der Sollwerte versehen werden. So kann beispielsweise bei einer Optimierung der Maschinensteuerung durch den Hersteller eine CD oder DVD für die Änderung der abgespeicherten Daten verwendet werden. In diesem Fall ist die Umreifungsmaschine 1 oder ein mit ihr vernetzter Computer mit einer Leseeinheit für derartige Datenträger versehen.
Die Umreifungsmaschine 1 kann auch mit dem Internet oder einem abgeschlossenen Computernetzwerk verbunden werden. In diesem Fall kann der Hersteller der Umreifungsmaschine 1 einen beschreibbaren Datenspeicher der Steuerungseinheit 11 mit aktualisierten Daten überschreiben. Alternativ kann die Steuerungseinheit 11 der Umreifungsmaschine 1 während des Betriebs über das Internet oder ein anderes Datennetzwerk auf einen Datenspeicher 29 zugreifen, auf dem vom Hersteller oder Anwender der Umreifungsmaschine 1 vorgegebene Umreifungsparameter abgespeichert sind. Beliebige Kombinationen interner und externer Datenspeicher sind möglich. Für jeden zu umreifenden Gegenstand kann ein Datensatz mit Sollwerten für die Umreifungsparameter ausgewählt werden, welche durch die Steuerungseinheit an der Umreifungsmaschine 1 eingestellt werden. Der Datensatz umfasst nicht nur die Umreifungspositionen und die Bandspannungen, er kann auch die Position des Niederhalters 22, der Anschläge 25, 26 einer Packpresse oder sonstiger Zusatzaggregate oder Umreifungshilfsmittel aufweisen, welche durch die Steuerungseinheit 11 der Umreifungsmaschine 1 gesteuert werden.
Der Datensatz kann auch in Form von Paketbegleitdaten der Umreifungsmaschine 1 zugeführt werden. Diese Paketbegleitdaten können beispielsweise in einem RFID-Transponder eingespeichert werden, der an dem zu umreifenden Gegenstand 7 befestigt wird. Alternativ können Sie in einen aufgedruckten maschinenlesbaren Code eingegeben werden. Dieser Code kann von einer Lesevorrichtung der Umreifungsmaschine 1 (z.B. Kamera, Code-Scanner, Empfangsantenne zum Auslesen von RFID-Transpondern) ausgelesen werden.
Es können an dem Paket auch einfache Identifikatoren (z.B. über RFID-Transponder oder gedruckte Codes) angebracht werden, welche jeweils den Datensätzen zugeordnet sind. Nach dem Auslesen des Idcntifikators werden diese Datensätze aus einem lokalen Datenspeicher der Umreifungsmaschine 1 oder über ein Netzwerk aus einem entfernt gelegenen Datenspeicher 29 ausgelesen.
Alternativ kann der Datensatz mit den Umreifungsparametern durch Erkennen mindestens einer Eigenschaft des Gegenstandes ausgewählt werden. Umreifungsmaschinen stehen häufig in Logistikzentren, in denen nur eine begrenzte Anzahl von Gegenständen umreift wird. Jedem Gegenstand kann ein gewisses Umreifungsprogramm zugeordnet sein. Die Gegenstände werden dann entweder anhand bestimmter Identifikatoren, die ausgelesen werden, identifiziert oder einfach anhand ihrer Höhe, Breite, Länge, ihres Gewichts oder ihrer Kontur. Die Konturerkennung kann wiederum mit einer Kamera 20 sichergestellt werden, die an der Umreifungsmaschine 1 angebracht.
Es können aber auch die weiter oben beschriebenen Lichtschranken oder Lichtschrankenleisten zur Erkennung mindestens einer Eigenschaft des zu umreifenden Gegenstandes verwendet werden.
Die Fig. 14 und 15 zeigen beispielhaft eine Struktur der Datensätze für Sollwerte des Umreifungsvorgangs. Zunächst ist in Fig. 14 das Umreifungsbild aufgeführt, welches eine Vielzahl von Umreifungspositionen umfassen kann. Als zweites ist die Bandspannung in Fig. 14 aufgeführt. Diese kann entweder der Standard-Bandspannung der Umreifungsmaschine entsprechen oder auch höhenabhängig gewählt werden. Beliebige andere Auswahlverfahren für die Bandspannung, einschließlich der manuellen Eingabe, sind möglich.
Für die Fördervorrichtungen, also den Einlaufförderer 13 und Auslaufförderer 14 der Umreifungsmaschine 1, können in der Sektion "Transport" auch Sollwerte vorgegeben werden. Diese können die maximale Transportgeschwindigkeit, die Start- und Stopp-Rampe, das heißt die Beschleunigung beim Beschleunigungsvorgang und die Verzögerung beim Bremsvorgang, eine Umreifungsauslösung über einen Abstand der geförderten Strecke zur Intervallumreifung und weitere Werte umfassen. In dem Abschnitt "Maschinenoptionen" stehen die Sollwerte für Zusatzaggregate und Umreifungshilfsmittel. Die Sollwerte für den Niederhalter und die Anschläge sind in Fig. 15 präziser angegeben.
Die Fig. 17 zeigt eine Vorderansicht und die Fig. 18 eine perspektivische Rückansicht eines Verschlussaggregats einer Umreifungsmaschine gemäß der hier beschriebenen Entwicklung. Die Details sind insbesondere in der perspektivischen Rückansicht der Fig. 18 zu erkennen. Hier sieht man einen Bandantrieb 30 und einen Spannantrieb 31. Der Bandantrieb 30 ist kontinuierlich mit einer Antriebsrolle 32 gekoppelt, welche von dem Umreifungsband 2 (in den Figuren 41-44 nicht dargestellt) gekoppelt ist. Der Spannantrieb 31 ist dagegen schwenkbar an einer Wippe 34 befestigt, so dass er je nach Betriebszustand der Maschine mit der von ihm angetriebenen Spannrolle 33 gegen eine zweite Spannrolle 35 gedrückt werden kann.
Ferner ist eine Schweißvorrichtung 36 vorgesehen, welche die Enden einer gebildeten Bandschlaufe verschweißt. Rechts und links der Schweißvorrichtung 36 sind Klemmen vorgesehen, welche von Klemmstempeln 37, 38 gebildet werden die gegen eine Widerlagerplatte gedrückt werden und den Anfang und das Ende einer gebildeten Bandschlaufe einklemmen. Die Schweißvorrichtung 36 verschweißt die zwischen den Klemmen 37, 38 liegenden Bandbereiche miteinander.
Mindestens die zwei Klemmstempel 37, 38 und die Schweißvorrichtung36, vorzugsweise aber sämtliche beweglichen Bauelemente des Verschlussaggregats 39 werden durch eine Hauptwelle 40, auch Königswelle genannt, angetrieben. Zu diesem Zweck sind auf der Hauptwelle 40 mehrere Kurvenscheiben 41 bis 46 angeordnet. Die Kurvcnschcibc 41 steuert den ersten Klcmmstcmpcl 37. Die Kurvcnschcibc 42 steuert den zweiten Klemmstempel 38. Die Kurvenscheibe 43 steuert die Schweißvorrichtung 36. Die Kurvenscheibe 44 steuert einen Oberschlitten 47, der verschoben wird, um während des Verschweißens ein Widerlager für die Klemmstempel 37 und 38 und die Schweißvorrichtung 36 zu bilden. In der zweiten Schiebeposition gibt er einen Spalt in der Umreifungsmaschine frei, so dass die gebildete Bandschlaufe aus dem Verschlussaggregat 39 heraustreten kann.
Eine weitere Kurvenscheibe 45 betätigt die Wippe 34 mit dem Spannantrieb 31 und rückt diesen ein oder aus. Eine Kurvenscheibe 46 öffnet und schließt den Bandführungsrahmen. Während des Einschusses des Bandes in den Bandführungsrahmen ist dieser geschlossen. Zum Herausziehen der in dem Bandführungsrahmen gebildeten Schlaufe wird dieser geöffnet.
Die Hauptwelle 40 wird gemäß der vorliegenden Entwicklung in präzise Winkelpositionen gesteuert. Dies geschieht mittels Signalen des Antriebsmotors 48 für die Hauptwelle 40. Dieser ist in Fig. 19 zu erkennen, in Fig. 18 aber wegen der besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Wie bereits oben erwähnt, weist der Antriebsmotor 48 einen Drehwinkelgeber auf, der mindestens einen Signalimpuls pro Grad Drehwinkel der Hauptwelle 41 abgibt. Vorzugsweise werden zwei Signalimpulse pro Grad Drehwinkel abgegeben. Wie insbesondere in den Fig. 19 und 20 zu erkennen, ist der Antriebsmotor 48 über ein Untersetzungsgetriebe 49 mit der Hauptwelle 40 gekoppelt. Mehrere Umdrehungen des Antriebsmotors 48 sind folglich erforderlich, um eine einzige Umdrehung der Hauptwelle 40 zu verursachen.
Insbesondere in der Fig. 20 ist zu erkennen, dass am freien Ende der Motorwelle jenseits des Untersetzungsgetriebes 49 eine Nockenscheibe 50 angebracht ist, die mir einem Näherungsschalter 51 zusammenwirkt. Entlang des Umfangs der Nockenscheibe 50 sind fünf Positionen mit den Ziffern 0, 1, 2, 3, 4 markiert, welche jeweils einem Nocken 52-55 am Umfang der Nockenscheibe 50 zugeordnet sind. Der Näherungsschalter 51 gibt ein Signal an die Steuerungseinheit 11 der Umreifungsmaschine 1, wenn die Nockenscheibe 50 sich in einer Position befindet, in der sich einer der Nocken 52-55 nahe dem Näherungsschalter 51 befindet. Die fünf an der Nockenscheibe 50 markierten Positionen entsprechen noch der Positionssteuerung für die Hauptwelle gemäß dem Stand der Technik. Jede der fünf Positionen, denen ein Nocken 52 - 55 zugeordnet ist, entspricht einem Sollwert für die Winkelposition mit der Hauptwelle 40. Die unterschiedlichen Winkelpositionen, in die Hauptwelle 40 bei jedem Umreifungszyklus gedreht werden kann, sind weiter oben beschrieben. Die Kurvenscheiben 41 - 46 bewegen jedes durch die Hauptwelle 40 gesteuerte Bauteil in den durch jeweils einen der Nocken 52 - 55 markierten Winkelpositionen in eine Position, die dem entsprechenden Betriebszustand der Umreifungsmaschine 1 zugeordnet ist. Aus diesem Grund sollte die markierte Winkelposition möglichst präzise angesteuert werden.
Die Steuerungseinheit 11 der Umreifungsmaschine 1 erhält über eine Signalleitung 56 auch die Signale des Antriebsmotors 48 für die Hauptwelle 40, welche jeweils einem bestimmten Drehwinkel der Hauptwelle 40 entsprechen. Folglich sind die Nocken 52 - 55 am Umfang der Nockenscheibe 50 zum Erkennen des Istwerts des Drehwinkels der Hauptwelle 40 nicht mehr erforderlich. Einer der Nocken 52-55 ist ausreichend, damit die Steuerungseinheit 11 der Umreifungsmaschine 1 das Signal dieses Nockens als Referenz für die absolute Winkelposition der Hauptwelle 40 erfassen kann. Die weiteren Nocken an der Nockenscheibe 50 können entfernt werden.
Der Antriebsmotor 48 gibt aufgrund der Untersetzung des Untersetzungsgetriebes 49 bei jeder Umdrehung der Hauptwelle 40 über 700 Signalimpulse, welche eine Drehung der Hauptwelle 40 jeweils um ein bestimmtes Winkelsegment repräsentieren, an die Steuerungseinheit 11 auf der Umreifungsmaschine 1. Hieraus ergibt sich, dass die Steuerungseinheit 11 der Umreifungsmaschine 1 die Drehposition der Hauptwcllc 40 mit einer Genauigkeit von 0,5° auflösen kann.
Natürlich können die in Fig. 20 dargestellten fünf Nocken 52 - 55 am Umfang der Nockenscheibe 50 angeordnet sein. Für den zuverlässigen Betrieb der Umreifungsmaschine 1 mit einer Drehwinkelerfassung der Hauptwelle 40 reicht aber ein einziger Nocken 52 - 55 oder eine ähnliche Markierung aus, welche eindeutig einer bestimmten Drehposition der Hauptwelle 40 zugeordnet und automatisch erkennbar ist. Die Steuerungseinheit 11 der Umreifungsmaschine 1 kann folglich jeweils den optimalen Drehwinkel der Hauptwelle 40 einstellen. Werden dabei aufgrund der Signale des Antriebsmotors 48 Abweichungen der tatsächlich erreichten Drehposition der Hauptwelle 40 festgestellt, können diese unmittelbar beim nächsten Antriebsvorgang korrigiert werden, so dass beispielsweise die Bremsung der Hauptwelle 40 durch Deaktivieren des Antriebsmotors 48 früher eingeleitet werden kann oder später eingeleitet werden kann, damit die nächste angefahrene Winkelposition der Hauptwelle 40 exakt dem Sollwert entspricht. Auch kann von einer ersten Winkelposition, beispielsweise für den Verschweißvorgang, zur nächsten, identischen Winkelpositionen beim darauf folgenden Umreifungszyklus der erreichte Ist-Wert beim vorangehenden Umreifungszyklus berücksichtigt werden, um die Steuerung des Antriebsmotors 48 durch die Steuerungseinheit 11 zu variieren. Ist beispielsweise in der Verschließposition der Ist-Wert größer als der Sollwert, kann die Bremsung beim nächsten Anfahren dieser Position früher eingeleitet werden. Ist der Sollwert kleiner, kann die Bremsung später eingeleitet werden.

Bezugszeichenliste

1: Umreifungsmaschine
2: Band
3: Platine
4: Einziehvorrichtung
5: Bandmagazin
6: Bandfördervorrichtung
7,7': Gegenstand
8: Spannvorrichtung
9: Bandführungsrahmen
10: Verschlussaggregat
11: Steuerungseinheit
12: Buchsenteil
13: Einlaufförderer, erste Fördervorrichtung
14: Auslaufförderer, zweite Fördervorrichtung
15: eingangsseitiger Stautaktförderer
16: ausgangsseitiger Stautaktförderer
17: Positionserfassungsvorrichtung, Lichtschranke
18: Positionserfassungsvorrichtung, Lichtschranke
19: Positionserfassungsvorrichtung, Lichtschranke
20: Kamera, Erkennungsvorrichtung
21: Adressfeld
22: Niederhalter, Umreifungshilfsmittel
23: Antriebsmotor für den Niederhalter
24: Sicherheitsabstand
25: linker Anschlag, Umreifungshilfsmittel
26: rechter Anschlag, Umreifungshilfsmittel
28: Antriebsmotor für die Anschläge
29: Datenspeicher
30: Bandantrieb
31: Spannantrieb
32: Antriebsrolle
33: Spannrolle
34: Wippe
35: Spannrolle
36: Schweißvorrichtung
37: Klemme, Klemmstempel
38: Klemme, Klemmstempel
39: Verschlussaggregat
40: Hauptwelle, Königswelle
41: Kurvenscheibe für ersten Klemmstempel
42: Kurvenscheibe für zweiten Klemmstempel
43: Kurvenscheibe für Schweißvorrichtung
44: Kurvenscheibe für Oberschlitten
45: Kurvenscheibe für Spannantrieb
46: Kurvenscheibe für Bandführungsrahmen
47: Oberschlitten
48: Antriebsmotor für die Hauptwelle
49: Untersetzungsgetriebe
50: Nockenscheibe
51: Näherungsschalter
52-55: Nocken
56: Signalleitung
57: Antriebsmotor für Einlaufförderer
58: Antriebsmotor für Auslaufförderer

101: Durchlauf-Icon
102: Umreifungsrezeptur
103: Umreifungsrezeptur
104: Umreifungsrezeptur
105: Umreifungsrezeptur
106: Umreifungsrezeptur
107: Umreifungsrezeptur
108: Aktivierungs-Icon
109: Bildschirmdarstellung
110: Darstellung der Umreifungsposition
111: Darstellung der Umreifungsposition
112: Darstellung der Umreifungsposition

Claims

Verfahren zum Umreifen von Gegenständen, mit folgenden Schritten:
• Transportieren eines Gegenstandes (7,7') mittels einer Fördervorrichtung (13,14) zu einer Umreifungsstation,

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

• Verbinden der Enden der Schlaufe miteinander,

• Steuerung von Umreifungsparametern, welche mindestens die Umreifungsposition umfassen, mittels einer Steuerungseinheit (11),
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
• Erfassung der optischen Merkmale des Gegenstandes (7,7') mittels einer Kamera (20);

• Auswertung des Bildes der Kamera (20) zur Ermittlung von Bereichen, die durch eine Umreifung nicht abgedeckt werden sollen;

• Steuerung der Umreifungsposition, so dass die Umreifungsposition außerhalb der nicht zu umreifenden Bereiche liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht zu umreifenden Bereiche Adressfelder umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch Analyse des von der Kamera aufgenommenen Bildes die Paketlänge ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollwerte für die Schlaufenposition abhängig von der Paketlänge berechnet werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollwerte für die Schlaufenposition aus einem Datenspeicher abgerufen werden, in dem verschiedene Schlaufenpositionen für verschiedene Paketlängen abgespeichert sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem durch die Kamera (20) aufgenommenen Bild ein maschinenlesbarer Code an dem Gegenstand (7,7') identifiziert und ausgelesen wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem maschinenlesbaren Code mindestens eine der folgenden Informationen kodiert ist:
• ein Identifikator für den Gegenstand (7,7'), zu dem in einem Datenspeicher Eigenschaften des Gegenstandes oder direkt Sollwerte für die Schlaufenposition abgelegt sind, wobei die Sollwerte für die Schlaufenposition durch Auslesen aus dem Datenspeicher ermittelt oder durch Auswertung der Eigenschaft oder Eigenschaften und Zuordnung oder Berechnung entsprechender Sollwerte ermittelt werden;

• Sollwerte für die Schlaufenpositionen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
• Erkennen mindestens einer Eigenschaft des Gegenstandes (7,7') durch die Kamera (20) und Übermitteln der die Eigenschaft des Gegenstandes (7,7') spezifizierenden Daten an die Steuerungseinheit (11);

• Auswahl eines Datensatzes mit Sollwerten für die Umreifungsparameter aufgrund der die mindestens einen Eigenschaft des Gegenstandes (7,7') spezifizierenden Daten durch die Steuerungseinheit (11).
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der folgenden Eigenschaften erkannt wird:
• Höhe des Gegenstandes (7,7');

• Breite des Gegenstandes (7,7');

• Länge des Gegenstandes (7,7');

• Festigkeit des Gegenstandes (7,7');

• Kontur des Gegenstandes (7,7');

• Farbe des Gegenstandes (7,7').
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Datensatz Sollwerte für mindestens einen der folgenden Umreifungsparameter umfasst:
• Abstand der Umreifungsposition von der Vorderkante des Gegenstandes (7,7');

• Abstand von der Umreifungsposition von der Hinterkante des Gegenstandes (7,7');

• Anzahl der Umreifungen;

• Bandspannung des Umreifungsbandes (2);

• Position eines Anschlages während des Umreifungsvorgangs;

• Position des Anschlages während des Transports des Gegenstandes (7,7');

• Position eines Niederhalters oder einer Packpresse während des Transports des Gegenstands (7,7');

• Druckkraft des Niederhalters oder der Packpresse während des Umreifungsvorgangs.
Umreifungssystem zum Umreifen von Gegenständen gemäß dem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit folgenden Merkmalen:
• mindestens eine Fördervorrichtung (13,14) zum Transportieren eines Gegenstandes (7,7') zu einer Umreifungsstation,

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

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

• einer Steuerungseinheit (11) zur Steuerung mehrerer Umreifungsparameter, einschließlich Umreifungsposition des um den Gegenstand (7,7') angebrachten Umreifungsbandes (2),

• eine Erkennungsvorrichtung (20) zum Erkennen mindestens einer Eigenschaft des Gegenstandes (7,7') und Übermitteln der die Eigenschaft des Gegenstandes (7,7') spezifizierenden Daten an die Steuerungseinheit (11), wobei die Erkennungsvorrichtung eine Kamera (20) zur Erfassung der optischen Merkmale des Gegenstandes (7,7') ist.
Umreifungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Kamera (20) mindesten eine Eigenschaft des Gegenstandes (7,7') erkennbar ist und dass Mittel zum Übermitteln der die Eigenschaft des Gegenstandes (7,7') spezifizierenden Daten an die Steuerungseinheit (11) vorgesehen sind, wobei die Daten zur Auswahl eines Datensatzes mit Sollwerten für die Umreifungsparameter aufgrund der mindestens einen Eigenschaft des Gegenstandes (7,7') verwendet werden.
Umreifungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (20) zum Erkennen mindestens einer der folgenden Eigenschaften ausgelegt ist:
• Höhe des Gegenstandes (7,7');

• Breite des Gegenstandes (7,7');

• Länge des Gegenstandes (7,7');

• Festigkeit des Gegenstandes (7,7');

• Kontur des Gegenstandes (7,7');

• Farbe des Gegenstandes (7,7').
Umreifungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (11) zur Steuerung mindestens eines der folgenden Umreifungsparameter ausgelegt ist:
• Abstand der Umreifungsposition von der Vorderkante des Gegenstandes (7,7');

• Abstand von der Umreifungsposition von der Hinterkante des Gegenstandes (7,7');

• Anzahl der Umreifungen;

• Bandspannung des Umreifungsbandes (2);

• Verzögerung und Beschleunigung der Fördervorrichtung (13,14);

• Position eines Anschlages während des Umreifungsvorgangs;

• Position des Anschlages während des Transports des Gegenstandes (7,7');

• Position eines Niederhalters oder einer Packpresse während des Transports des Gegenstands (7,7');

• Druckkraft des Niederhalters oder der Packpresse während des Umreifungsvorgangs.