EP3551466A1 - Verfahren zur überwachung eines übergabeprozesses - Google Patents

Verfahren zur überwachung eines übergabeprozesses

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EP3551466A1
EP3551466A1 EP17786904.7A EP17786904A EP3551466A1 EP 3551466 A1 EP3551466 A1 EP 3551466A1 EP 17786904 A EP17786904 A EP 17786904A EP 3551466 A1 EP3551466 A1 EP 3551466A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
holding
transport element
centering unit
sensor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17786904.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexandra Theopold
Sascha Koers
Markus Reiniger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KHS GmbH
Original Assignee
KHS GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KHS GmbH filed Critical KHS GmbH
Publication of EP3551466A1 publication Critical patent/EP3551466A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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    • B41J3/4073—Printing on three-dimensional objects not being in sheet or web form, e.g. spherical or cubic objects
    • B41J3/40731—Holders for objects, e. g. holders specially adapted to the shape of the object to be printed or adapted to hold several objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J3/40733—Printing on cylindrical or rotationally symmetrical objects, e. g. on bottles
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    • B41J3/54—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed with two or more sets of type or printing elements
    • B41J3/543—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed with two or more sets of type or printing elements with multiple inkjet print heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B35/00—Supplying, feeding, arranging or orientating articles to be packaged
    • B65B35/10—Feeding, e.g. conveying, single articles
    • B65B35/16—Feeding, e.g. conveying, single articles by grippers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65B43/00—Forming, feeding, opening or setting-up containers or receptacles in association with packaging
    • B65B43/42—Feeding or positioning bags, boxes, or cartons in the distended, opened, or set-up state; Feeding preformed rigid containers, e.g. tins, capsules, glass tubes, glasses, to the packaging position; Locating containers or receptacles at the filling position; Supporting containers or receptacles during the filling operation
    • B65B43/54—Means for supporting containers or receptacles during the filling operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G47/00—Article or material-handling devices associated with conveyors; Methods employing such devices
    • B65G47/74—Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
    • B65G47/90—Devices for picking-up and depositing articles or materials
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    • B65G2201/02—Articles
    • B65G2201/0235—Containers
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    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2203/00—Indexing code relating to control or detection of the articles or the load carriers during conveying
    • B65G2203/04—Detection means
    • B65G2203/042—Sensors

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring a transfer process of a holding and centering unit between transport elements of a container treatment machine and to a container treatment machine with such a transfer process monitoring.
  • Devices for container treatment, in particular for printing containers are known in different designs.
  • printing systems for printing on containers using digital ink jet or ink jet printing heads are known.
  • printing systems or printing machines eg DE 10 2007 050 490 A1
  • a plurality of treatment or printing stations for receiving in each case a container to be printed are formed on a at least one vertical axis driven transport element, where the container under Use of electronically controllable, operated by the inkjet or ink-jet principle digital printheads are printed.
  • a device for printing on containers which consists of several directly in the transport direction adjoining transport elements, wherein at least some of the transport elements act as the imprint effecting treatment units and these treatment units each have a partial image apply the container to be printed.
  • the container fixation at the respective treatment stations by means of holding and centering units, which are passed together with the containers of a treatment station of a first transport element to a treatment station of a second, in the transport direction following transport element.
  • a container treatment machine is the subject of the independent patent claim 12.
  • the invention relates to methods for monitoring a transfer process of a holding and centering unit from a first transport element to a second transport element following in the direction of transport.
  • a signal generated by the transfer process of the holding and centering unit in particular an acoustic signal, is recorded or recorded.
  • the sensor provides a measurement signal, wherein this measurement signal or a signal derived therefrom is evaluated with regard to errors indicating abnormalities.
  • a signal derived from it should always be understood and read as a measured signal.
  • the essential advantage of the method is that errors or abnormalities are detected early in the transfer of the holding and centering unit and thus damage can be effectively prevented by an incorrect handover. This allows high repair costs and machine downtime to be counteracted. Rather, a proactive, anticipatory machine maintenance or repair can already be initiated if the transfer even without causing damage to the machine error.
  • the measurement signal is compared with a reference signal.
  • the reference signal forms a good reference, ie represents a desired signal which is to be obtained in the case of a fault-free transfer or without abnormalities.
  • the reference signal may, for example, an amplitude and / or an amplitude characteristic or else a frequency and / or a frequency range of the Be measured signal or a signal derived therefrom and recorded after commissioning or regularly at the start of production of the machine and stored.
  • a tolerance range is defined which forms a desired range for the measurement signal. In the event that the measurement signal leaves this target range, an untypical transfer of the holding and centering unit can be deduced.
  • the tolerance range can in particular specify an amplitude range, frequency range, a temporal amplitude progression range of the measurement signal or a signal derived therefrom.
  • the reference signal and the tolerance range are ideally formed from a correlation with one or more parameters of the device or components of the device.
  • Such correlating parameters are, for example, the nominal incremental value, i. the angular position of the skin drive of the machine, time or time window in which a measurement signal, such as a frequency or sound of the type or strength is expected, a dependence of the measurement signal of the rotational speed of the machine and / or rotational speed of the holding and centering units etc.
  • the reference signal is also generated in-situ by comparing the measurement signal of a treatment station with the average value of the measurement signal of all or a group of other treatment stations.
  • This reference signal generated dynamically or in situ can in turn be determined with respect to the holding and centering unit in two ways:
  • the measurement signal on a treatment module in cooperation with a holding and centering unit is compared with the same average measurement signal of a group or all treatment modules in cooperation with different holding and centering units
  • the measurement signal of a treatment station is compared only with measurement signals of those treatment stations which interact with the same holding and centering unit, and
  • an abnormality with respect to a treatment station can be detected by means of the method according to a) and, in particular, an abnormality with respect to a holding and centering module with the method according to b).
  • the treatment stations are not (more) considered, whose measured values already have at least one drift, approximations or transgressions from the at least one reference value or value range.
  • a measurement signal of the treatment station is to be understood as any measurement signal which is associated, in particular, with the recording and holding of a holding and centering unit and / or has been triggered thereby and can be detected by sensors.
  • This type of evaluation has the great advantage that under variable production conditions, such as. Temperature changes, etc., the changes in the characteristic features are constantly taken into account and thus more independent of production conditions process monitoring is possible.
  • the correlation could take place in the time domain and the amplitude and phase difference between the transfer signals can be determined, whereby as a correlation method, for example, the cross-correlation can be used.
  • the measurement signal is compared in the time domain with a reference signal.
  • the time profile of the measurement signal can be compared with the desired state (shown by the reference signal).
  • a longer lasting acoustic signal or a plurality of temporally successive acoustic signals eg multiple beats, chattering, etc.
  • the measurement signal is transformed into the frequency domain and the measurement signal is compared in the frequency domain with a reference signal.
  • the monitoring of the transfer process to simultaneously detect the measurement signal or a signal derived therefrom in the time and frequency domain.
  • both the time behavior and the frequency response can be included in the assessment of the transfer process.
  • the measurement signal is filtered prior to comparison with the reference signal.
  • the filter may be a digital filter (e.g., FIR filter). This makes it possible that interfering frequency ranges or certain background noise or disturbing fundamental vibrations are filtered out and thus do not flow into the measurement signal analysis.
  • acoustic signals are recorded at the same time. This can be done for example by different sensors, which are arranged for example at different locations on the container treatment machine. Ideally, a sensor is provided at each and in relation to each treatment station. Thus, for example, at the same time a first holding and centering unit from a first transport element to a second transport element and a second holding and centering unit from the second transport element to a third transport element can be passed. In particular, however, a holding and centering unit is received at a certain point in time on a transport element and a holding and centering unit is dispensed.
  • a dominant acoustic signal-generating transfer process takes place at a certain point in time per transport element, namely the introduction and fixing of the holding and centering unit in the receptacle of a treatment station.
  • the measurement signal or the signal evaluated with regard to errors indicating abnormalities is assigned to the first or second transport element, in particular an angular segment, preferably to a treatment station of the first or second transport element. This can be inferred in the detection of irregularities or abnormalities on a treatment station at which the irregularities or abnormalities have arisen.
  • the measurement signal or the signal evaluated with regard to errors indicating abnormalities is assigned to the respective transferred holding and centering unit. This can be deduced when detecting irregularities or abnormalities on the holding and centering unit through which the irregularities or abnormalities have arisen.
  • the holding and centering unit is advantageously returned to the container inlet after passing through the container treatment machine, and then again to pass through the container treatment machine.
  • the throughput frequency of the holding and centering units differs significantly in a container treatment machine with a plurality of transport elements of the rotational frequency of a transport element.
  • the reason for the abnormality for example, defect in the recording or defect in the holding and centering unit
  • the signal profile and / or the signal amplitude of the measurement signal or of a signal derived therefrom are evaluated. Also, the spectral location of the measurement signal or a signal derived therefrom, i. whose frequency are evaluated. This can also draw conclusions about the causes of abnormality or irregularity.
  • a second acoustic signal is recorded which, triggered by the transfer of the holding and centering unit, follows in time the first acoustic signal as a trailing signal.
  • measurable acoustic signals for example sound waves propagating in the treatment station or in the transport element, for example structure-borne noise
  • the invention relates to a container treatment machine comprising a first, circumferentially drivable transport element and a following in the transport direction on the first transport element second circumferentially drivable transport element.
  • the transport elements are designed such that a holding and centering unit is passed together with a container held thereon by the first transport element to the second transport element.
  • at least one sensor is provided which is designed to receive the specific signal generated by the transfer process of the holding and centering unit, for example an oscillation frequency of the material and / or an acoustic signal.
  • means are provided for evaluating the measurement signal provided by the sensor or a signal derived therefrom by means of which the measurement signal or the signal derived therefrom can be analyzed with regard to abnormalities indicative of errors.
  • the senor is provided co-moved on the transport element.
  • the sensor can be arranged on the transport element.
  • the sensor is not moved along with the transport element at the transfer region of the holding and centering unit.
  • the sensor is fixed while the first and second transport elements move relative thereto.
  • this can be provided, for example, pivotable about a vertical axis, in particular a vertical vertical axis, to follow the holding and centering unit during its further movement by the transport element by an angular range.
  • the senor is formed by at least one directional microphone aligned with the transfer region of the holding and centering unit.
  • a directional microphone has a directivity, ie is adapted to receive acoustic signals preferably from a certain spatial direction or a specific spatial direction range, whereas the reception is attenuated or attenuated from other spatial directions.
  • a sensor is associated with the transport element associated with a single treatment station or a group of multiple treatment stations.
  • this sensor can advantageously detect acoustic signals that arise during the transfer of a holding and centering unit to this treatment station or the group of treatment stations. The detected signal can then be assigned to this treatment station or the group of treatment stations.
  • the senor for example an acoustic sensor
  • the sensor is provided on a board arranged within the treatment station.
  • the sensor is provided on a supporting component of the treatment station or the receptacle for the holding and centering unit.
  • the structure-borne noise can be detected within the treatment station.
  • the sensor can also be provided on a supporting component of the transport element itself, for example, to measure the introduced into the transport element structure-borne sound. It is also possible to use several sensors at the same time for the detection of acoustic signals of a specific transfer process (for example combination of structure-borne sound sensor and microphone).
  • a filter is provided for filtering out disturbing fundamental oscillations and / or disturbing background noise. As a result, disturbing influences in the measurement of the acoustic signals can be substantially minimized.
  • the senor is formed by a structure-borne sound sensor or a microphone.
  • a microphone in particular a directional microphone, for example, sound waves propagating in the air can be detected.
  • Structure-borne noise sensors allow the measurement of sound waves which propagate in solids, for example components of the treatment station (for example the holder for the holding and centering unit) or of the transport element.
  • a central evaluation unit is provided for evaluating all the measurement signals or signals derived therefrom from a multiplicity of sensors. As a result, an evaluation of the signals and, via the various components of the container treatment machine, a determination of the cause of the detected abnormalities or irregularities can take place centrally.
  • the evaluation unit can, for example, have a memory unit or be connected to a memory unit in which data for error analysis is stored. As a result, it can be traced, for example, after an occurring machine damage, in which form this machine damage has been announced in advance by acoustic signals.
  • the evaluation unit can also be designed to emit a message or an alarm in the case of a detected abnormality or irregularity that requires machine maintenance or machine repair. This can be done, for example, by stating the recognized error profile or specifying localization information (defective treatment station, defective holding and centering unit, etc.).
  • the container treatment machine is designed as a printing machine for printing on containers. In particular, as a printing machine, which is designed according to the inkjet printing principle and correspondingly working printheads.
  • container treatment machine in the sense of the invention means any machines by means of which a container treatment can take place.
  • the container treatment can be, in particular, the printing, the drying but also the inspection of the containers or the like.
  • Deective in the sense of the invention is understood to mean that a machine component exhibits abnormalities or irregularities which are outside a tolerable range.
  • Containers in the sense of the invention are understood to mean all containers, in particular bottles, cans, cups, etc.
  • 1 shows an example of a container treatment machine as a printing device in a perspective view
  • 2 shows, by way of example, the transfer process of holding and centering units between treatment stations provided on transport elements in a schematic plan view; for example, the measurement signal provided by a sensor in the frequency domain with a main spectral component within a specified
  • FIG. 5 shows, by way of example, the measurement signal provided by a sensor in the frequency domain with a frequency f of the main spectral component outside a specified tolerance range
  • 6 shows by way of example and schematically a functional representation of the monitoring of the transfer process based on a measurement signal and a reference signal in the frequency domain
  • 7 shows by way of example and schematically a functional representation of the monitoring of the transfer process based on a measurement signal and a reference signal in the time domain
  • the container treatment machine generally designated by the reference numeral 1 in FIG. 1 is used, by way of example, to apply an imprint or multiple pressure to container B, for example in the form of bottles, either directly on the outer or outer surface of the wall of the container B or on the container already applied there, eg provided with a partial equipment labels.
  • the device 1 consists of several in the transport direction TR immediately adjoining machine units 1 a - 1 h in the form of transport elements, the transport elements treatment stations (BS) having the necessary for the specific task of each machine unit 1 a - 1 h Functional elements is equipped.
  • Each transport element is coupled to a drive unit by means of which the transport element about a vertical machine axis MA of the respective machine unit 1 a - 1 h is driven circumferentially.
  • the transport element 3 or 4, 4 ' is preferably designed such that at its circumference a plurality of similar treatment segments, hereinafter also referred to as treatment modules, as replaceable modules are attachable to equip the respective machine unit 1 a - 1 h for a specific functionality , In other words, a treatment segment forms a treatment station BS.
  • the treatment segments may be pretreatment segments (eg designed for sterilization of the containers, etc.), pressure segments (eg for printing on the containers according to the ink-jet principle, etc.) or after-treatment segments (eg curing units for drying the printed image, inspection units, etc.).
  • the treatment stations can also be provided by a single arrangement of functional elements on the transport element, ie not as a whole interchangeable as a module.
  • Each treatment station BS has, for example, means for holding and releasing a holding and centering unit 2, wherein the holding and centering unit 2 is designed for holding and centering a container B to be printed.
  • the holding and centering unit 2 is designed for holding and centering a container B to be printed.
  • the container to be treated B is held during the rotation of the respective transport element by the holding and centering unit 2 with respect to the respective treatment station BS and thereby transported simultaneously during the treatment in the transport direction TR.
  • the transport elements of the individual machine units 1 a - 1 h are arranged directly or transportally adjacent to each other and driven in opposite directions, but synchronously so that these transport elements in their entirety form a transport device with which the container B within the container treatment device 1 on a multiply deflected transport path be moved between the container inlet 1 .1 and the container outlet 1 .2.
  • the individual containers B are in this case in each case directly from the transport element of a machine unit 1 a - 1 h forwarded to the transport element of the following in the direction of transport TR machine unit 1 a - 1 h. This is done by passing the holding and centering units 2 from one transport element to the next transport element, wherein the respective holding and centering unit 2 fixes a container B. In other words each a container B zusannnnen with him holding holding and centering unit 2 moves through the transport elements.
  • the holding and centering units 2 are used for holding and centering a container B and also for the controlled turning or pivoting thereof.
  • an alignment and controlled turning or pivoting of the containers B about their container vertical axis takes place.
  • 2 shows by way of example a transfer of a first holding and centering unit 2 from a first transport element 3 to a second transport element 4 or a further holding and centering unit 2 from the second transport element 4 to a further transport element 4 '.
  • the transfer of the holding and centering unit 2 takes place at opposing treatment stations BS of the transport elements 3, 4 and 4, 4 'in that the dispensing treatment station BS releases the holding and centering unit 2 by lowering or disabling holding forces and the receiving treatment station BS Activation of holding forces the holding and centering unit 2 fixed.
  • noises are generated, in particular in the area of the receiving treatment station BS.
  • sensors 5 are provided, by means of which acoustic signals in the transition region, in which a holding and centering unit 2 is forwarded from a dispensing treatment station BS to a receiving treatment station BS, are measured.
  • the sensors may be, for example, microphones, in particular directional microphones or else structure-borne noise sensors.
  • the structure-borne sound sensors can be provided in particular for measuring vibrations in components of the treatment station BS or the transport element 3, 4.
  • the sensors 5 can be moved with the respective transport elements 3, 4, 4 'or else provided by the transport elements 3, 4, 4' independently and fixedly adjacent thereto.
  • a sensor 5 can be integrated into a treatment station BS in order to be able to detect acoustic signals occurring during the transfer of the holding and centering unit 2.
  • the sensor can be provided for example on or on the holding and centering unit 2 holding recording or on a board or other component in the treatment station BS.
  • the sensor 5 may be designed in particular for receiving measurement signals in the time domain.
  • the sensor 5 can provide a time-varying electrical output signal which is dependent on the acoustic signals detected by the sensor 5.
  • the output signals provided by the sensors 5 can be analyzed either directly or after a further signal processing in an evaluation unit 7 to determine whether the transfer of the holding and centering units 2 within predetermined tolerance values expires or whether the detected signals indicate a fault or wear and so that a proactive maintenance or repair is necessary.
  • the evaluation unit 7 can be provided as a central evaluation unit, ie all sensors 5 are coupled to the evaluation unit 7 via the dot-dashed data lines (only a few exemplified) and this centrally takes over the analysis and evaluation of the signals provided by the sensors 5.
  • each group of sensors 5 is coupled to a specific evaluation module.
  • a higher-level evaluation unit can additionally be provided, at which all evaluation information provided by the evaluation modules is combined and evaluated for the entire machine.
  • the arrangement of evaluation modules and a higher-level evaluation unit can form a master-slave structure for evaluating the signals.
  • the two sensors 5.1, 5.2 are formed in the example of Figure 2 as directional microphones, the left sensor 5.1 monitors only the angular range 6.1 of the transport element 4, which adjoins the circumferential angle, in which the actual transfer of the holding and Center unit 2 takes place, wherein the right sensor 5.2 both above-mentioned angle range 6.2 of the transport element 4 'covers and recorded there measurements.
  • FIGS. 3 to 5 show a plurality of signal spectra (signal amplitude versus frequency) which are obtained, for example, by a transformation of the time-dependent signal provided by a sensor 5 into the frequency domain.
  • the transformation can take place, for example, by means of a fast Fourier transformation (FFT).
  • FIGS. 3 to 5 show by way of example at a frequency f a dominant spectral component (peak, bold line) resulting from the transfer of the holding and centering unit 2 from one transport element 3 to the next transport element 4.
  • the frequency f may in this case be dependent on the rotational speed of the transport elements 3, 4, for example, since the transfer frequency is determined by the rotational speed of the transport elements 3, 4.
  • the secondary spectral components located laterally next to the dominant spectral component represent interfering spectral components, for example, from other acoustic components
  • Signal generating operations on the container treatment machine 1 result.
  • a tolerance window TF is shown by means of the dashed lines, by means of which a frequency range and an amplitude range are defined for the dominant spectral component.
  • the transfer of the holding and centering unit 2 is recognized as "error-free" or "transfer without conspicuousness", ie No fault and / or maintenance message is generated by the evaluation unit 7.
  • a plurality of tolerance windows are used, for example, a first tolerance window in the range of a frequency corresponding to the rotational speed of the respective transport element and a second tolerance window in the range of a frequency, the rotational frequency of the holding and Zentnericaen 2 corresponds (holding and centering units 2 are periodically returned from the container outlet 1 .2 to the container inlet 1 .1, so that the holding and centering units 2 rotate periodically).
  • a faulty or conspicuous transfer of the holding and centering unit 2 can be caused by a faulty holding and centering unit 2 or by a faulty recording of the holding and centering unit 2 at the treatment station BS.
  • the evaluation unit 7 can be designed to specify or localize the reason for the error or the conspicuousness.
  • the evaluation unit 7 can detect whether the error or the conspicuousness is caused by a faulty holding and centering unit 2 or a faulty receptacle for the holding and centering unit 2. For this purpose, for example, the acoustic signals or signals derived from the sensors 5 of all transport elements 3, 4, 4 'can be evaluated. In the event that the evaluation unit 7 detects an abnormality extending through all the transport elements 3, 4, 4 'or a plurality of transport elements, it can be concluded that the conspicuousness is caused by a faulty holding and centering unit 2.
  • the evaluation unit 7 can be designed to locate a faulty treatment station BS of a transport element 3, 4, 4 '.
  • the electrical signals provided by the sensors 5 can be distinguished from one another, for example by a suitable coding or the like, so that it can be concluded at which treatment station BS an abnormality indicative of an error has been recognized.
  • the faulty treatment station BS can be determined by an unambiguous assignment of a signal indicating an error to an angular range of the respective transport element 3, 4, 4 '. For example, it can be determined via an angle-measuring sensor on the transport element 3, 4, 4 ', which treatment station BS at the time at which on an error indicative signal was detected by the sensor 5, was involved in the transfer process of the holding and centering unit 2, in particular which treatment station BS has received the holding and centering unit 2. It should be noted that typically the acoustic signals are generated at the transfer of the holding and centering unit 2 at the receiving treatment station BS and not or only to a slight extent at the dispensing treatment station BS.
  • the reference signal 12 may, for example, be a frequency spectrum of an acoustic signal that arises during the introduction of the holding and centering unit 2 into the receiving treatment station BS. This reference signal can be determined and stored, for example, during startup of the container treatment machine 1.
  • the measurement signal 11 and / or the reference signal 12 may be unfiltered signals or may be filtered by a suitable filter (e.g., bandpass filter).
  • the measuring signal 1 1 is compared with the reference signal 12 by the comparator 10.
  • the comparator 10 may in particular be designed such that deviations between the measuring signal 1 1 and the reference signal 12 are determined. In the case of a sufficient match between the measurement signal 1 1 and reference signal 12, an error-free transfer or a transfer is recognized without abnormalities. Otherwise, an error message can be generated.
  • the comparator 10 may be part of a central evaluation unit or may be provided decentrally in the region of the respective sensors. For example, in the respective treatment station BS in addition to the sensor 5, an evaluation module (including the comparator 10) may be provided, for example, by storing the reference signal and comparing it to the measurement signal with the reference signal. This evaluation module can then communicate with a higher-level evaluation unit 7.
  • a measurement signal 11 and a reference signal 12 in the time domain are provided.
  • the reference signal 12 may be, for example, a measured time course an acoustic signal that arises during the introduction of the holding and centering unit 2 in the receiving treatment station BS.
  • This reference signal 12 can be determined and stored, for example, during startup of the container treatment machine 1.
  • the measurement signal 1 1 provided by a sensor 5 and the reference signal 12 are filtered by means of a filter 13, in particular a bandpass filter. As a result, disturbing fundamental oscillations or background noises, for example, can be filtered out.
  • the filtered measuring signal 1 1 .1 and the filtered reference signal 12. 1 are then fed to the comparator 10.
  • the comparator 10 may in particular be designed such that deviations between the filtered measurement signal 1 1 .1 and the filtered reference signal 12.1 are determined. In the case of a sufficient match between filtered measurement signal 1 1 .1 and filtered reference signal 12.1 an error-free transfer or transfer is detected without abnormalities. Otherwise, an error message can be generated.
  • the comparator 10 may be part of a central evaluation unit or may be provided decentrally in the region of the respective sensors.
  • an evaluation module (including the comparator 10) may be provided by, for example, the reference signal is stored and in which the comparison of the filtered measurement signal 1 1 .1 takes place with the filtered reference signal 12.1.
  • This evaluation module can then communicate with a higher-level evaluation unit 7.
  • a single acoustic signal is recorded per transfer operation of a holding and centering unit 2.
  • These acoustic signals may result from a single handover operation but have a time offset from each other.
  • a first acoustic signal can be recorded immediately after insertion of the holding and centering unit 2 into a receptacle and a second acoustic signal, subsequently as a trailing sound or vibration pattern. This can be done for example by measuring in two separate or temporally adjoining time windows.
  • the first and second acoustic signal can in this case with one and the same sensor 5 but also with different Sensors are made.
  • the sensors used are, for example, microphones, in particular directional microphones or else structure-borne noise sensors. These can be formed in particular shielded from other sound sources.
  • directional microphones which are provided in particular fixed adjacent to the transfer area of the holding and centering units 2
  • pairs of directional microphones can be used. A first directional microphone of this directional microphone pair is aimed directly at the transfer area in order to detect the acoustic signal that arises directly at the transfer.
  • a second directional microphone may be oriented such that in the detection range 6.1, 6.2 of the directional microphone 5.1, 5.2 only or additionally also a certain tracking range is detected, in which typically trailing sound or vibration patterns propagate.
  • This can be, for example, an angular range through which the respective holding and centering unit 2 is moved after the transfer by the receiving transport element.
  • FIG. 8 shows a further variant of the method in which the reference value in the tolerance field TF1, TF2 correlates with the angular position ⁇ of the respective transport element or the treatment stations BS arranged thereon. It is also clarified in FIG. 8 that the transfer time is known by the angular position.
  • a signal accumulation in the time tolerance window TF1 before and after the time T1 is expected, which correlates with an angular position ⁇ , for example, of the transport element 3.
  • a certain time spread or spread in the tolerance window TF1 is expected.
  • measured values for a certain number of transmission processes of the holding and centering units 2 were received at the transition of the transport elements 3 for all treatment stations BS, and at the same time the measured values for the transmission operations of the holding and centering units 2 of all treatment stations BS detected.
  • the transfer time is known by the angular position, so that only in very narrow discrete time windows, the measurement signals must be recorded, which advantageously restricts the amount of data to be processed and facilitates the evaluation.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung eines Übergabeprozesses einer Halte- und Zentriereinheit (2) von einem ersten Transportelement (3) an ein in Transportrichtung (TR) darauf folgendes zweites Transportelement (4), wobei mittels eines Sensors (5) ein durch den Übergabeprozess der Halte- und Zentriereinheit (2) erzeugtes akustisches Signal aufgenommen wird und wobei das vom Sensor bereitgestellte Messsignal oder ein davon abgeleitetes Signal hinsichtlich auf Fehler hinweisende Auffälligkeiten ausgewertet wird.

Description

Verfahren zur Überwachung eines Übergabeprozesses
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung eines Übergabeprozesses einer Halte- und Zentriereinheit zwischen Transportelementen einer Behälterbehandlungsmaschine sowie auf eine Behälterbehandlungsmaschine mit einer derartigen Übergabeprozessüberwachung.
Vorrichtungen zur Behälterbehandlung, insbesondere zum Bedrucken von Behältern sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Insbesondere sind Drucksysteme zum Bedrucken von Behältern unter Verwendung von digitalen, nach dem Tintenstrahl- oder Ink-Jet-Prinzip arbeitenden elektrischen Druckköpfen bekannt. Bekannt sind dabei insbesondere auch Drucksysteme oder Druckmaschinen (z.B. DE 10 2007 050 490 A1 ), bei denen an einem um wenigstens eine vertikale Achse umlaufend angetriebenen Transportelement mehrere Behandlungs- oder Druckstationen zur Aufnahme jeweils eines zu bedruckenden Behälters gebildet sind, an denen die Behälter unter Verwendung von elektronisch ansteuerbaren, nach dem Tintenstrahl- oder Ink-Jet-Prinzip arbeitenden digitalen Druckköpfen bedruckt werden.
Aus der Druckschrift DE 10 201 1 1 12 106 B3 ist eine Vorrichtung zum Bedrucken von Behältern bekannt geworden, die aus mehreren in Transportrichtung unmittelbar aneinander anschließenden Transportelementen besteht, wobei zumindest einige der Transportelemente als den Aufdruck bewirkende Behandlungseinheiten fungieren und diese Behandlungseinheiten jeweils ein Teildruckbild auf den zu bedruckenden Behälter aufbringen. Die Behälterfixierung an den jeweiligen Behandlungsstationen erfolgt mittels Halte- und Zentriereinheiten, die zusammen mit den Behältern von einer Behandlungsstation eines ersten Transportelements an eine Behandlungsstation eines zweiten, in Transportrichtung folgenden Transportelements weitergegeben werden.
Bei der Weitergabe der Halte- und Zentriereinheiten kann es vorkommen, dass diese durch voranschreitenden Verschleiß oder sonstige Mängel an den Halte- und Zentriereinheiten oder den Aufnahmen, die diese Halte- und Zentriereinheiten an der jeweiligen Behandlungsstation fixieren, nur noch unzureichend bewirkt wird und es durch ein unerwünschtes Lösen, eine falsche Übergabe (z.B. Übergabe zu spät) oder keine Übergabe der Halte- und Zentriereinheit aus der Aufnahme zu schwerwiegenden Schäden an der Behälterbehandlungsmaschine kommt. Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Überwachung des Übergabeprozesses zwischen Transportelementen einer Behälterbehandlungs-maschine anzugeben, mittels der proaktiv ein Wartungs- bzw. Instandsetzungsbedarf vor dem Auftreten von unerwünschten Maschinenschäden erkannt und basierend darauf eine gezielte Wartung bzw. Instandsetzung eingeleitet werden kann. Im Schadensfall können die Daten auch zur Klärung der Ursachen in hilfreicher Weise herangezogen werden.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patent- anspruchs 1 gelöst. Eine Behälterbehandlungsmaschine ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 12.
Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf Verfahren zur Überwachung eines Übergabeprozesses einer Halte- und Zentriereinheit von einem ersten Transportelement an ein in Transportrichtung darauf folgendes zweites Transportelement. Mittels eines Sensors wird ein durch den Übergabeprozess der Halte- und Zentriereinheit erzeugtes Signal, insbesondere akustisches Signal, aufgenommen bzw. erfasst. Durch den Sensor wird ein Messsignal bereitgestellt, wobei dieses Messsignal oder ein davon abgeleitetes Signal hinsichtlich auf Fehler hinweisenden Auffälligkeiten ausgewertet wird. Nachfolgend soll immer unter einem Messsignal auch immer ein hieraus abgeleitetes Signal verstanden und mitgelesen werden.
Der wesentliche Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass Fehler bzw. Abnormalitäten bei der Übergabe der Halte- und Zentriereinheit frühzeitig erkannt werden und dadurch Beschädigungen durch eine nicht korrekte Übergabe wirksam vermieden werden können. Damit können hohe Reparaturkosten und Maschinenstillstände entgegengewirkt werden. Vielmehr kann eine proaktive, vorausschauende Maschinenwartung bzw. -Instandsetzung bereits dann eingeleitet werden, wenn die Übergabe noch ohne an der Maschine Beschädigungen hervorrufende Fehler vonstattengeht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal mit einem Referenzsignal verglichen. Das Referenzsignal bildet dabei eine Gut-Referenz, d.h. stellt ein Soll-Signal dar, das bei einer fehlerfreien bzw. ohne Auffälligkeiten arbeitenden Übergabe erhalten werden soll. Das Referenzsignal kann beispielsweise eine Amplitude und/oder ein Amplitudenverlauf oder auch eine Frequenz und/oder ein Frequenzbereich des Messsignal oder eines davon abgeleiteten Signals sein und nach der Inbetriebnahme oder regelmäßig zum Produktionsstart der Maschine aufgenommen und abgespeichert werden. Durch den Vergleich ist eine technisch einfache Erkennung von Fehlern bzw. Auffälligkeiten möglich.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Toleranzbereich definiert, der einen Sollbereich für das Messsignal bildet. Für den Fall, dass das Messsignal diesen Sollbereich verlässt, kann auf eine untypische Übergabe der Halte- und Zentriereinheit rückgeschlossen werden. Der Toleranzbereich kann insbesondere einen Amplitudenbereich, Frequenzbereich, einen zeitlichen Amplitudenverlaufsbereich des Messsignal oder eines davon abgeleiteten Signals vorgeben.
Das Referenzsignal und der Toleranzbereich wird idealerweise aus einer Korrelation mit einem oder mehreren Parametern der Vorrichtung oder Komponenten der Vorrichtung gebildet. Derartige korrelierende Parameter sind beispielsweise der Soll-Inkrementalwert d.h. die Winkellage des Hautantriebes der Maschine, Zeitpunkt oder Zeitfenster in welchem ein Messsignal, wie bspw. eine Frequenz oder Schall der Art oder Stärke nach erwartet wird, eine Abhängigkeit des Messsignals von der Rotationsgeschwindigkeit der Maschine und/oder Umlaufgeschwindigkeit der Halte- und Zentriereinheiten etc.
Gemäß einer Ausführungsvariante wird das Referenzsignal auch in-situ erzeugt, indem das Messsignal einer Behandlungsstation verglichen wird mit dem mittleren Wert des Messsignals aller oder einer Gruppe von sonstigen Behandlungsstationen. Dieses dynamisch oder in-situ erzeugte Referenzsignal kann wiederum bezüglich der Halte- und Zentriereinheit auf zwei Arten ermittelt werden:
a) das Messsignal an einem Behandlungsmodul im Zusammenwirken mit einer Halte- und Zentriereinheit wird verglichen mit demselben mittleren Messsignal einer Gruppe oder aller Behandlungsmodule im Zusammenwirken mit unterschiedlichen Halte- und Zentriereinheiten,
b) es wird das Messsignal einer Behandlungsstation nur mit Messsignalen derjenigen Behandlungsstationen verglichen, die mit derselben Halte- und Zentriereinheit zusammenwirken, und
c) wobei die Auswertungen nach a) und b) natürlich auch parallel erfolgen können. Mittels der Methode nach a) kann insbesondere eine Auffälligkeit bezüglich einer Behandlungsstation detektiert werden und mit der Methode nach b) insbesondere eine Auffälligkeit bezüglich eines Halte- und Zentriermoduls. Idealerweise werden bei der vorgenannten Mittelwertbildung die Behandlungsstationen nicht (mehr) beachtet, deren Messwerte bereits mindestens eine Drift, Annäherungen oder Überschreitungen vom mindestens einem Referenz- oder Sollwert oder - wertebereich aufweisen. Dabei ist unter einem Messsignal der Behandlungsstation jedes Messsignal zu verstehen, das insb. mit der Aufnahme und Halten einer Halte- und Zentriereinheit im Zusammenhang steht und/oder hierdurch ausgelöst wurde und sensorisch erfassbar ist.
Diese Art der Auswertung hat den großen Vorteil, dass bei variablen Produktionsbedingungen, wie bspw. Temperaturänderungen, usw. die Änderungen der charakteristischen Merkmale laufend mit berücksichtigt werden und somit eine von Produktionsbedingungen unabhängigere Prozessüberwachung ermöglicht wird.
Die Korrelation könnte im Zeitbereich stattfinden und der Amplituden- und Phasenunterschied zwischen den Übergabesignalen bestimmt werden, wobei als Korrelationsmethode beispielsweise die Kreuzkorrelation verwendet werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal im Zeitbereich mit einem Referenzsignal verglichen. Dadurch kann der zeitliche Verlauf des Messsignals mit dem Sollzustand (abgebildet durch das Referenzsignal) verglichen werden. Insbesondere können dadurch ein länger dauerndes akustisches Signal oder mehrere zeitlich aufeinanderfolgende akustische Signale (z.B. mehrfache Schläge, Rattern etc.) wirksam erkannt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal in den Frequenzbereich transformiert und das Messsignal wird im Frequenzbereich mit einem Referenzsignal verglichen. Im Frequenzbereich können insbesondere periodisch wiederkehrende akustische Signale besser erkannt werden. Es ist auch möglich für die Überwachung des Übergabeprozesses gleichzeitig das Messsignal bzw. ein davon abgeleitetes Signal im Zeit- und Frequenzbereich zu erfassen. Damit kann sowohl das Zeitverhalten als auch das Frequenzverhalten in die Beurteilung des Übergabeprozesses einfließen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal vor dem Vergleich mit dem Referenzsignal gefiltert. Das Filter kann insbesondere ein digitales Filter (z.B. FIR-Filter) sein. Dadurch ist es möglich, dass störende Frequenzbereiche oder bestimmte Hintergrundgeräusche bzw. störende Grundschwingungen ausgefiltert werden und damit nicht in die Messsignalanalyse einfließen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden zeitgleich mehrere akustische Signale aufgenommen. Dies kann beispielsweise durch unterschiedliche Sensoren, die beispielsweise an verschiedenen Stellen an der Behälterbehandlungsmaschine angeordnet sind, erfolgen. Idealerweise ist an jedem und in Bezug auf jede Behandlungssation ein Sensor vorgesehen. So können beispielsweise zeitgleich eine erste Halte- und Zentriereinheit von einem ersten Transportelement an ein zweites Transportelement und eine zweite Halte- und Zentriereinheit von dem zweiten Transportelement an ein drittes Transportelement weitergegeben werden. Insbesondere wird jedoch zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem Transportelement jeweils eine Halte- und Zentriereinheit aufgenommen und eine Halte- und Zentriereinheit abgegeben. Da die Abgabe mit keinen oder im Wesentlichen keinen relevanten akustischen Signalen einhergeht, vollzieht sich zu einem gewissen Zeitpunkt pro Transportelement jeweils ein dominantes akustisches Signal erzeugender Übergabeprozess, nämlich das Einbringen und Festlegen der Halte- und Zentriereinheit in der Aufnahme einer Behandlungsstation.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal oder das hinsichtlich auf Fehler hinweisende Auffälligkeiten ausgewertete Signal dem ersten oder zweiten Transportelement, insbesondere einem Winkelsegment, bevorzugt einer Behandlungsstation des ersten oder zweiten Transportelements zugeordnet. Damit kann beim Erkennen von Unregelmäßigkeiten oder Auffälligkeiten auf eine Behandlungsstation rückgeschlossen werden, an der die Unregelmäßigkeiten oder Auffälligkeiten entstanden sind. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal oder das hinsichtlich auf Fehler hinweisende Auffälligkeiten ausgewertete Signal der jeweiligen übergebenen Halte- und Zentriereinheit zugeordnet. Damit kann beim Erkennen von Unregelmäßigkeiten oder Auffälligkeiten auf die Halte- und Zentriereinheit rückgeschlossen werden, durch die die Unregelmäßigkeiten oder Auffälligkeiten entstanden sind. Die Halte- und Zentriereinheit wird vorteilhafterweise nach dem Durchlauf durch die Behälterbehandlungsmaschine wieder zum Behältereinlauf zurückgeführt, um anschließend erneut die Behälterbehandlungsmaschine zu durchlaufen. Die Durchlauffrequenz der Halte- und Zentriereinheiten unterscheidet sich bei einer Behälterbehandlungsmaschine mit mehreren Transportelementen wesentlich von der Rotationsfrequenz eines Transportelements. Durch Analyse der Frequenz, mit der sich die Unregelmäßigkeit oder Auffälligkeit wiederholt, kann beispielsweise auf den Grund der Auffälligkeit (beispielsweise Defekt an der Aufnahme oder Defekt an der Halte- und Zentriereinheit) rückgeschlossen werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden der Signalverlauf und/oder die Signalamplitude des Messsignals oder eines davon abgeleiteten Signals ausgewertet. Auch kann die spektrale Lage des Messsignals oder eines davon abgeleiteten Signals, d.h. dessen Frequenz ausgewertet werden. Dadurch können ebenfalls Rückschlüsse auf die Ursachen der Auffälligkeit bzw. Unregelmäßigkeit gezogen werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird zusätzlich zu dem unmittelbar bei der Übergabe der Halte- und Zentriereinheit entstehenden ersten akustischen Signal ein zweites akustisches Signal aufgenommen, das ausgelöst durch die Übergabe der Halte- und Zentriereinheit dem ersten akustischen Signal als nachlaufendes Signal zeitlich nachfolgt. Dadurch können auch nach dem Übergabeprozess messbare akustische Signale (beispielsweise sich in der Behandlungsstation oder im Transportelement ausbreitende Schallwellen, z.B. Körperschall) für die Überwachung des Übergabeprozesses verwendet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Behälterbehandlungsmaschine umfassend ein erstes, umlaufend antreibbares Transportelement und ein in Transportrichtung auf das erste Transportelement folgendes zweites, umlaufend antreibbares Transportelement. An den Transportelementen sind mehrere Behandlungsstationen vorgesehen, die jeweils zur Aufnahme einer Halte- und Zentnereinheit ausgebildet sind. Die Transportelemente sind dabei derart ausgebildet, dass eine Halte- und Zentriereinheit zusammen mit einem daran gehaltenen Behälter von dem ersten Transportelement an das zweite Transportelement weitergegeben wird. Im Übergabebereich der Halte- und Zentriereinheit vom ersten Transportelement an das zweite Transportelement ist zumindest ein Sensor vorgesehen, der zur Aufnahme des durch den Übergabeprozess der Halte- und Zentriereinheit erzeugten spezifischen Signals ausgebildet ist, beispielsweise eine Schwingungsfrequenz des Materials und/oder ein akustisches Signal. Ferner sind Mittel zur Auswertung des durch den Sensor bereitgestellten Messsignals oder eines davon abgeleiteten Signals vorgesehen mittels dessen sich das Messsignal bzw. das davon abgeleitete Signal hinsichtlich auf Fehler hinweisenden Auffälligkeiten analysieren lässt.
Dadurch können Fehler bzw. Abnormalitäten bei der Übergabe der Halte- und Zentriereinheit frühzeitig erkannt und dadurch Beschädigungen der Maschine durch eine nicht korrekte Übergabe wirksam vermieden werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor mitbewegt an dem Transportelement vorgesehen. Insbesondere kann der Sensor auf dem Transportelement angeordnet sein. Alternativ ist der Sensor nicht mit dem Transportelement mitbewegt an dem Übergabebereich der Halte- und Zentriereinheit angeordnet. In anderen Worten steht der Sensor fest, während sich das erste und zweite Transportelement relativ zu diesem bewegen. Im Falle eines fest stehenden Sensors kann dieser beispielsweise verschwenkbar um eine Hochachse, insbesondere eine vertikale Hochachse vorgesehen sein, um der Halte- und Zentriereinheit während deren Weiterbewegung durch das Transportelement um einen Winkelbereich zu folgen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor durch zumindest ein auf den Übergabebereich der Halte- und Zentriereinheit ausgerichtetes Richtmikrofon gebildet. Ein derartiges Richtmikrofon weist eine Richtwirkung auf, d.h. ist dazu ausgebildet, akustische Signale bevorzugt aus einer bestimmten Raumrichtung bzw. einem bestimmten Raumrichtungsbereich zu empfangen, wohingegen der Empfang aus anderen Raumrichtungen gedämpft bzw. abgeschwächt erfolgt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Sensor nicht mit dem Transportelement mitbewegt an dem Übergabebereich der Halte- und Zentriereinheit angeordnet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist jeweils ein Sensor mit dem Transportelement mitbewegt einer einzigen Behandlungsstation oder einer Gruppe von mehreren Behandlungsstationen zugeordnet. Damit kann dieser Sensor akustische Signale, die bei der Übergabe einer Halte- und Zentriereinheit an diese Behandlungsstation oder die Gruppe von Behandlungsstationen entstehen, vorteilhaft erfassen. Das erfasste Signal kann dann dieser Behandlungsstation bzw. der Gruppe von Behandlungsstationen zugeordnet werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor (beispielsweise ein Akustiksensor) auf einer innerhalb der Behandlungsstation angeordneten Platine vorgesehen. Dadurch kann eine einfache und kostengünstige Implementierung des Sensors in der Behandlungsstation erreicht werden. Alternativ ist es denkbar, dass der Sensor an einem tragenden Bauteil der Behandlungsstation oder der Aufnahme für die Halte- und Zentriereinheit vorgesehen ist. Dadurch kann der Körperschall innerhalb der Behandlungsstation erfasst werden. Weiterhin alternativ kann der Sensor auch an einem tragenden Bauteil des Transportelements selbst vorgesehen sein, um beispielsweise den in das Transportelement eingeleiteten Körperschall zu messen. Auch ist es möglich, mehrere Sensoren gleichzeitig zur Erfassung von akustischen Signalen eines bestimmten Übergabevorgangs zu verwenden (beispielsweise Kombination aus Körperschallsensor und Mikrofon).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein Filter zur Ausfilterung von störenden Grundschwingungen und/oder störendem Hintergrundgeräuschen vorgesehen. Dadurch können Störeinflüsse bei der Messung der akustischen Signale wesentlich minimiert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der Sensor durch einen Körperschallsensor oder ein Mikrofon gebildet. Mittels eines Mikrofons, insbesondere eines Richtmikrofons können beispielsweise sich in der Luft ausbreitende Schallwellen erfasst werden. Körperschallsensoren hingegen ermöglichen die Messung von Schallwellen, die sich in Festkörpern, beispielsweise Bauteilen der Behandlungsstation (z.B. der Aufnahme für die Halte- und Zentriereinheit) bzw. des Transportelements ausbreiten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine zentrale Auswerteeinheit zur Auswertung sämtlicher von einer Vielzahl von Sensoren bereitgestellten Messsignale oder davon abgeleiteter Signale vorgesehen. Dadurch kann zentral eine Auswertung der Signale und über die verschiedenen Komponenten der Behälterbehandlungsmaschine hinweg eine Bestimmung der Ursache für die erkannten Auffälligkeiten bzw. Unregelmäßigkeiten erfolgen. Insbesondere ist es dann möglich, einzugrenzen, ob eine fehlerhafte Behandlungsstation oder ein fehlerhaftes Transportelement die Auffälligkeit bzw. Unregelmäßigkeit hervorgerufen hat. Alternativ ist es denkbar, dass die Auswertung mehrstufig erfolgt, beispielsweise durch den einzelnen Behandlungsstationen bzw. Transportelementen zugeordnete Auswertemodule, die beispielsweise eine Vorauswertung durchführen und einer übergeordneten Auswerteeinheit, die eine Gesamtauswertung vornimmt.
Die Auswerteeinheit kann beispielsweise eine Speichereinheit aufweisen oder mit einer Speichereinheit verbunden sein, in der Daten zur Fehleranalyse abgespeichert werden. Dadurch kann beispielsweise nach einem auftretenden Maschinenschaden rückverfolgt werden, in welcher Form sich dieser Maschinenschaden vorab durch akustische Signale angekündigt hat. Die Auswerteeinheit kann außerdem dazu ausgebildet sein, bei einer erkannten Auffälligkeit bzw. Unregelmäßigkeit eine Meldung bzw. einen Alarm abzugeben, dass eine Maschinenwartung bzw. Maschineninstandsetzung nötig ist. Dies kann beispielsweise unter Angabe des erkannten Fehlerprofils bzw. unter Angabe von Lokalisierungsinformationen (defekte Behandlungsstation, defekte Halte- und Zentriereinheit etc.) erfolgen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Behälterbehandlungsmaschine als Druckmaschine zur Bedruckung von Behältern ausgebildet. Insbesondere als Bedruckungsmaschine, die nach dem Tintenstrahldruckprinzip und entsprechend arbeitenden Druckköpfen ausgebildet ist. Unter„Behälterbehandlungsmaschine" im Sinne der Erfindung werden jegliche Maschinen verstanden, mittels denen eine Behälterbehandlung erfolgen kann. Die Behälterbehandlung kann insbesondere die Bedruckung, die Trocknung aber auch die Inspektion der Behälter o.ä. sein. Unter „fehlerhaft" im Sinne der Erfindung wird verstanden, wenn eine Maschinenkomponente Auffälligkeiten bzw. Unregelmäßigkeiten zeigt, die außerhalb eines tolerierbaren Bereichs liegen. Unter „Behälter" im Sinne der Erfindung werden sämtliche Behälter verstanden, insbesondere Flaschen, Dosen, Becher etc.
Der Ausdruck„im Wesentlichen" bzw.„etwa" bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 beispielhaft eine Behälterbehandlungsmaschine als Druckvorrichtung in einer perspektivischen Darstellung; Fig. 2 beispielhaft der Übergabeprozess von Halte- und Zentriereinheiten zwischen an Transportelementen vorgesehenen Behandlungsstationen in einer schematischen Draufsicht; beispielhaft das von einem Sensor bereitgestellte Messsignal im Frequenzbereich mit einer spektralen Hauptkomponente innerhalb eines festgelegten
Toleranzbereichs;
Fig. 4 beispielhaft das von einem Sensor bereitgestellte Messsignal im Frequenzbereich mit einer Amplitude der spektralen Hauptkomponente außerhalb eines
festgelegten Toleranzbereichs; Fig. 5 beispielhaft das von einem Sensor bereitgestellte Messsignal im Frequenzbereich mit einer Frequenz f der spektralen Hauptkomponente außerhalb eines festgelegten Toleranzbereichs;
Fig. 6 beispielhaft und schematisch eine funktionale Darstellung der Überwachung des Übergabeprozesses fußend auf einem Messsignal und einem Referenzsignal im Frequenzbereich; Fig. 7 beispielhaft und schematisch eine funktionale Darstellung der Überwachung des Übergabeprozesses fußend auf einem Messsignal und einem Referenzsignal im Zeitbereich; und
8 beispielhaft und schematisch eine funktionale Darstellung der Überwachung des Übergabeprozesses an zwei unterschiedlichen Übergabeorten.
Die in Figur 1 allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete Behälterbehandlungsmaschine dient beispielhaft zum Aufbringen eines Aufdrucks oder Mehrfachdrucks auf Behälter B beispielsweise in Form von Flaschen, und zwar entweder unmittelbar auf die Außen- oder Mantelfläche der Wandung des Behälters B oder aber auf dort bereits aufgebrachte, z.B. mit einer Teilausstattung versehene Etiketten .
Zum Bedrucken werden die Behälter B der Vorrichtung 1 bzw. deren Behältereinlauf 1 .1 über einen äußeren Transporteur aufrecht stehend in einer Transportrichtung TR zugeführt, bewegen sich dann innerhalb der Vorrichtung 1 auf einer mehrfach bogenförmig umgelenkten Transportstrecke. Nach dem Bedrucken werden die Behälter B weiterhin aufrecht stehend an einem Behälterauslauf 1 .2 über einen äußeren Transporteur einer weiteren Verwendung zugeführt. Im Einzelnen besteht die Vorrichtung 1 aus mehreren in Transportrichtung TR unmittelbar aneinander anschließenden Maschineneinheiten 1 a - 1 h in Form von Transportelementen, wobei die Transportelemente Behandlungsstationen (BS) aufweisen, die mit den für die spezielle Aufgabe der jeweiligen Maschineneinheit 1 a - 1 h notwendigen Funktionselementen ausgestattet ist. Jedes Transportelement ist mit einer Antriebseinheit gekoppelt mittels derer das Transportelement um eine vertikale Maschinenachse MA der jeweiligen Maschineneinheit 1 a - 1 h umlaufend antreibbar ist. Das Transportelement 3 bzw. 4, 4' ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass an ihm umfangsseitig eine Vielzahl von gleichartigen Behandlungssegmenten, nachfolgend auch als Behandlungsmodule bezeichnet, als austauschbare Module anbringbar sind, um die jeweilige Maschineneinheit 1 a - 1 h für eine bestimmte Funktionalität auszustatten. In anderen Worten bildet damit ein Behandlungssegment eine Behandlungsstation BS. Beispielsweise können die Behandlungssegmente Vorbehandlungssegmente (z.B. ausgebildet zur Sterilisation der Behälter etc.), Drucksegmente (z.B. zur Bedruckung der Behälter nach dem Tintenstrahlprinzip etc.) oder Nachbehandlungssegmente (z.B. Curing-Einheiten zum Trocknen des Druckbildes, Inspektionseinheiten etc.) sein. Alternativ können die Behandlungsstationen auch durch einzelne Anordnung von Funktionselementen am Transportelement, d.h. nicht im Ganzen als Modul auswechselbar vorgesehen sein.
Jede Behandlungsstation BS weist beispielsweise Mittel zum Halten und wieder Freigegeben einer Halte- und Zentriereinheit 2 auf, wobei die Halte- und Zentriereinheit 2 zur Halterung und Zentrierung eines zu bedruckenden Behälters B ausgebildet ist. In anderen Worten befindet sich an der Behandlungsstation BS eine Aufnahme, an der eine Halte- und Zentriereinheit 2 lösbar befestigbar ist. Somit wird der zu behandelnde Behälter B während der Drehung des jeweiligen Transportelements durch die Halte- und Zentriereinheit 2 gegenüber der jeweiligen Behandlungsstation BS gehalten und dabei während der Behandlung gleichzeitig in Transportrichtung TR weitertransportiert. Die Transportelemente der einzelnen Maschineneinheiten 1 a - 1 h sind unmittelbar bzw. transportmäßig aneinander anschließend angeordnet und gegenläufig, aber synchron derart angetrieben, dass diese Transportelemente in ihrer Gesamtheit eine Transporteinrichtung bilden, mit der die Behälter B innerhalb der Behälterbehandlungsvorrichtung 1 auf einem mehrfach umgelenkten Transportweg zwischen dem Behältereinlauf 1 .1 und dem Behälterauslauf 1 .2 bewegt werden. Die einzelnen Behälter B werden hierbei jeweils direkt von dem Transportelement einer Maschineneinheit 1 a - 1 h an das Transportelement der in Transportrichtung TR folgenden Maschineneinheit 1 a - 1 h weitergeleitet. Dies erfolgt durch Weitergabe der Halte- und Zentriereinheiten 2 von einem Transportelement zum nächsten Transportelement, wobei die jeweilige Halte- und Zentriereinheit 2 einen Behälter B fixiert. In anderen Worten wird jeweils ein Behälter B zusannnnen mit der ihn haltenden Halte- und Zentriereinheit 2 durch die Transportelemente hindurchbewegt.
Die Halte- und Zentriereinheiten 2 dienen zum Halten und Zentrieren eines Behälters B und zudem zum gesteuerten Drehen bzw. Schwenken desselben. Insbesondere erfolgt mittels der Halte- und Zentriereinheiten 2 bei der Behandlung bzw. beim Bedrucken der Behälter B ein Ausrichten und gesteuertes Drehen bzw. Schwenken der Behälter B um deren Behälterhochachse. Fig. 2 zeigt beispielhaft eine Übergabe einer ersten Halte- und Zentriereinheit 2 von einem ersten Transportelement 3 an ein zweites Transportelement 4 bzw. einer weiteren Halte- und Zentriereinheit 2 von dem zweiten Transportelement 4 an ein weiteres Transportelement 4'. Die Übergabe der Halte- und Zentriereinheit 2 erfolgt bei einander gegenüberstehenden Behandlungsstationen BS der Transportelemente 3, 4 und 4, 4' dadurch, dass die abgebende Behandlungsstation BS durch Absenken oder Deaktivieren von Haltekräften die Halte- und Zentriereinheit 2 freigibt und die aufnehmende Behandlungsstation BS durch Aktivieren von Haltekräften die Halte- und Zentriereinheit 2 fixiert. Bei dieser Übergabe der Halte- und Zentriereinheiten 2 von einer Behandlungsstation BS eines ersten Transportelements 3 zu einer Behandlungsstation BS eines zweiten Transportelements 4 entstehen Geräusche, insbesondere im Bereich der aufnehmenden Behandlungsstation BS. Anhand der bei der Übergabe der Halte- und Zentriereinheiten 2 auftretenden Geräusche können Rückschlüsse auf einen möglichen Defekt oder einen Verschleiß an den Behandlungsstationen bzw. an den übergebenen Halte- und Zentriereinheiten 2 gezogen werden, so dass basierend auf den erfassten Geräuschen eine Prozessüberwachung mit dem Ziel der Früherkennung von Störungen bzw. Fehlern erfolgen kann. Wie in Fig. 2 ersichtlich sind Sensoren 5 vorgesehen, mittels denen akustische Signale im Übergangsbereich, in dem eine Halte- und Zentriereinheit 2 von einer abgebenden Behandlungsstation BS an eine aufnehmende Behandlungsstation BS weitergegeben wird, gemessen werden. Die Sensoren können beispielsweise Mikrofone, insbesondere Richtmikrofone oder aber auch Körperschallsensoren sein. Die Körperschallsensoren können insbesondere zur Messung von Schwingungen in Bauteilen der Behandlungsstation BS bzw. des Transportelements 3, 4 vorgesehen sein.
Die Sensoren 5 können dabei mit den jeweiligen Transportelementen 3, 4, 4' mitbewegt oder aber von dem Transportelementen 3, 4, 4' unabhängig und feststehend neben diesen vorgesehen sein. Insbesondere kann jeweils ein Sensor 5 in eine Behandlungsstation BS integriert sein, um bei der Übergabe der Halte- und Zentriereinheit 2 auftretende akustische Signale erfassen zu können. Der Sensor kann dabei beispielsweise auf oder an der die Halte- und Zentriereinheit 2 haltenden Aufnahme oder auf einer Platine oder sonstigen Bauteil in der Behandlungsstation BS vorgesehen sein.
Der Sensor 5 kann insbesondere zur Aufnahme von Messsignalen im Zeitbereich ausgebildet sein. Insbesondere kann der Sensor 5 ein zeitveränderliches elektrisches Ausgangssignal bereitstellen, das von den vom Sensor 5 erfassten akustischen Signalen abhängig ist. Die von den Sensoren 5 bereitgestellten Ausgangssignale können entweder direkt oder nach einer weiteren Signalverarbeitung in einer Auswerteeinheit 7 analysiert werden, um festzustellen, ob die Übergabe der Halte- und Zentriereinheiten 2 innerhalb vorgegebener Toleranzwerte abläuft oder ob die erfassten Signale auf einen Fehler oder Verschleiß hinweisen und damit eine proaktive Wartung bzw. Instandsetzung nötig ist. Die Auswerteeinheit 7 kann als zentrale Auswerteeinheit vorgesehen sein, d.h. sämtliche Sensoren 5 sind mit der Auswerteeinheit 7 über die strichpunktierten Datenleitungen gekoppelt (nur einige exemplarisch dargestellt) und diese übernimmt zentral die Analyse und Auswertung der von den Sensoren 5 bereitgestellten Signale. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Auswertung von mehreren Auswertungsmodulen vorgenommen werden und jeweils Gruppen von Sensoren 5 gebildet sind, wobei jede Gruppe von Sensoren 5 mit einem bestimmten Auswertemodul gekoppelt ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann zudem eine übergeordnete Auswerteeinheit vorgesehen sein, an der sämtliche von den Auswertemodulen bereitgestellte Auswerteinformationen zusammengeführt und für die Gesamtmaschine ausgewertet werden. Insbesondere kann die Anordnung aus Auswertemodulen und einer übergeordneten Auswerteeinheit eine Master-Slave-Struktur zur Auswertung der Signale bilden. Die beiden Sensoren 5.1 , 5.2 sind in dem Beispiel aus der Figur 2 als Richtmikrophone ausgebildet, wobei der linke Sensor 5.1 nur den Winkelbereich 6.1 des Transportelementes 4 überwacht, der sich an den Umfangswinkel anschließt, in dem die eigentliche Übergabe der Halte- und Zentnereinheit 2 erfolgt, wobei der rechte Sensor 5.2 beide vorgenannten Winkelbereich 6.2 des Transportelementes 4' überdeckt und dort Messwerte erfasst.
Figuren 3 bis 5 zeigen beispielhaft mehrere Signalspektren (Signalamplitude über der Frequenz), die beispielsweise durch eine Transformation des von einem Sensor 5 bereitgestellten, zeitabhängigen Signals in den Frequenzbereich erhalten werden. Die Transformation kann beispielsweise mittels einer Fast-Fourier-Transformation (FFT) erfolgen. Figuren 3 bis 5 zeigen beispielhaft bei einer Frequenz f einen dominierenden Spektralanteil (Peak, fett gedruckte Linie), der aus der Übergabe der Halte- und Zentriereinheit 2 von einem Transportelement 3 zum nächsten Transportelement 4 resultiert. Die Frequenz f kann hierbei beispielsweise von der Drehzahl der Transportelemente 3, 4 abhängig sein, da die Übergabefrequenz durch die Drehzahl der Transportelemente 3, 4 bestimmt wird Die seitlich neben dem dominierenden Spektralanteil befindlichen Neben-Spektralanteile stellen beispielhaft störende Spektralanteile dar, die aus anderen akustische Signale erzeugenden Vorgängen an der Behälterbehandlungsmaschine 1 resultieren. Beispielhaft ist mittels den gestrichelten Linien ein Toleranzfenster TF gezeigt, durch das ein Frequenzbereich und ein Amplitudenbereich für den dominierenden Spektralanteil definiert wird. Für den Fall, dass sich die Frequenz und Amplitude des dominierenden Spektralanteils innerhalb des Toleranzfensters TF befindet (s. Fig. 3), wird die Übergabe der Halte- und Zentriereinheit 2 als „fehlerfrei" bzw. als „Übergabe ohne Auffälligkeit" erkannt, d.h. es wird keine Störungs- und/oder Wartungsmeldung durch die Auswerteeinheit 7 generiert. Für den Fall, dass die Amplitude des aus der Übergabe der Halte- und Zentriereinheit 2 resultierenden Spektralanteils den vom Toleranzfenster vorgegebenen Amplitudenbereich unterschreitet bzw. überschreitet (s. Fig. 4) und/oder die Frequenz dieses Spektralanteils außerhalb des durch das Toleranzfenster festgelegten Frequenzbereichs liegt (s. Fig. 5), wird dies als „fehlerhaft" bzw. als „Übergabe mit Auffälligkeit" erkannt und damit eine Störungs- und/oder Wartungsmeldung durch die Auswerteeinheit 7 generiert. Auch ist es denkbar, dass mehrere Toleranzfenster verwendet werden, beispielsweise ein erstes Toleranzfenster im Bereich einer Frequenz, die der Drehzahl des jeweiligen Transportelements entspricht und ein zweites Toleranzfenster im Bereich einer Frequenz, die der Umlauffrequenz der Halte- und Zentnereinheiten 2 entspricht (Halte- und Zentriereinheiten 2 werden periodisch vom Behälterauslauf 1 .2 zum Behältereinlauf 1 .1 zurückgeführt, so dass die Halte- und Zentriereinheiten 2 periodisch umlaufen). Eine fehlerhafte oder auffällige Übergabe der Halte- und Zentriereinheit 2 kann durch eine fehlerhafte Halte- und Zentriereinheit 2 oder durch eine fehlerhafte Aufnahme der Halte- und Zentriereinheit 2 an der Behandlungsstation BS verursacht werden. Die Auswerteeinheit 7 kann dazu ausgebildet sein, den Grund für den Fehler bzw. die Auffälligkeit näher zu spezifizieren bzw. zu lokalisieren. Insbesondere kann die Auswerteeinheit 7 erkennen, ob der Fehler bzw. die Auffälligkeit durch eine fehlerhafte Halte- und Zentriereinheit 2 oder eine fehlerhafte Aufnahme für die Halte- und Zentriereinheit 2 verursacht wird. Hierzu können beispielsweise die von den Sensoren 5 sämtlicher Transportelemente 3, 4, 4' bereitgestellten akustischen Signale bzw. davon abgeleiteter Signale ausgewertet werden. Für den Fall, dass die Auswerteeinheit 7 einen sich durch sämtliche Transportelemente 3, 4, 4' oder eine Vielzahl von Transportelementen hindurch erstreckende Auffälligkeit erkennt, kann rückgefolgert werden, dass die Auffälligkeit durch eine fehlerhafte Halte- und Zentriereinheit 2 hervorgerufen wird. Für den Fall, dass die Auffälligkeit lediglich an einem einzelnen Transportelement 3, 4, 4' erkannt wird und diese Auffälligkeit mit einer Frequenz auftritt, die der Drehzahl des jeweiligen Transportelements 3, 4, 4' entspricht, kann rückgeschlossen werden, dass ein Fehler an einer Behandlungsstation BS, insbesondere einer Aufnahme für eine Halte- und Zentriereinheit 2 an einer Behandlungsstation BS vorliegt. Ferner kann die Auswerteeinheit 7 zur Lokalisation einer fehlerhaften Behandlungsstation BS eines Transportelements 3, 4, 4' ausgebildet sein. Beispielsweise können die von den Sensoren 5 bereitgestellten elektrischen Signale voneinander unterschieden werden, beispielsweise durch eine geeignete Codierung o.ä., so dass rückgeschlossen werden kann, an welcher Behandlungsstation BS eine auf einen Fehler hinweisende Auffälligkeit erkannt wurde. Eine weitere Alternative zur Lokalisation einer fehlerhaften Behandlungsstation BS besteht darin, dass durch eine eindeutige Zuordnung eines auf einen Fehler hinweisenden Signals zu einem Winkelbereich des jeweiligen Transportelements 3, 4, 4' die fehlerhafte Behandlungsstation BS ermittelt werden kann. So kann beispielsweise über einen winkelmessenden Sensor am Transportelement 3, 4, 4' ermittelt werden, welche Behandlungsstation BS zu dem Zeitpunkt, an dem das auf einen Fehler hinweisende Signal vom Sensor 5 erkannt wurde, am Übergabeprozess der Halte- und Zentriereinheit 2 beteiligt war, insbesondere welche Behandlungsstation BS die Halte- und Zentriereinheit 2 aufgenommen hat. Hierbei sei angemerkt, dass typischerweise die akustischen Signale bei der Übergabe der Halte- und Zentriereinheit 2 an der aufnehmenden Behandlungsstation BS entstehen und nicht oder nur in geringem Maße an der abgebenden Behandlungsstation BS.
Fig. 6 zeigt schematisch und beispielhaft eine Möglichkeit der Auswertung eines von einem Sensor 5 empfangenen oder davon abgeleiteten Signals im Frequenzbereich. Dabei wird ein Vergleicher 10 das vom Sensor 5 erhaltene Messsignal 1 1 im Frequenzbereich und ein Referenzsignal 12 ebenfalls im Frequenzbereich zugeführt. Das Referenzsignal 12 kann beispielsweise ein Frequenzspektrum eines akustischen Signals sein, das bei dem Einbringen der Halte- und Zentriereinheit 2 in die aufnehmende Behandlungsstation BS entsteht. Dieses Referenzsignal kann beispielsweise bei der Inbetriebnahme der Behälterbehandlungsmaschine 1 ermittelt und abgespeichert werden. Das Messsignal 1 1 und /oder das Referenzsignal 12 können ungefilterte Signale sein oder aber mittels eines geeigneten Filters (z.B. Bandpassfilter) gefiltert sein. Anschließend wird durch den Vergleicher 10 das Messsignal 1 1 mit dem Referenzsignal 12 verglichen. Der Vergleicher 10 kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass Abweichungen zwischen dem Messsignal 1 1 und dem Referenzsignal 12 ermittelt werden. Für den Fall einer hinreichenden Übereinstimmung zwischen Messsignal 1 1 und Referenzsignal 12 wird eine fehlerfreie Übergabe bzw. eine Übergabe ohne Auffälligkeiten erkannt. Anderenfalls kann eine Fehlermeldung generiert werden. Der Vergleicher 10 kann Bestandteil einer zentralen Auswerteeinheit sein oder aber dezentral im Bereich der jeweiligen Sensoren vorgesehen sein. So kann beispielsweise in der jeweiligen Behandlungsstation BS neben dem Sensor 5 auch ein Auswertemodul (u.a. aufweisend den Vergleicher 10) vorgesehen sein, indem beispielsweise das Referenzsignal abgespeichert ist und in dem der Vergleich mit des Messsignals mit dem Referenzsignal erfolgt. Dieses Auswertemodul kann dann mit einer übergeordneten Auswerteeinheit 7 kommunizieren.
Fig. 7 zeigt schematisch und beispielhaft eine Möglichkeit der Auswertung eines von einem Sensor 5 empfangenen oder davon abgeleiteten Signals im Zeitbereich. Als Eingangssignale werden ein Messsignal 1 1 und ein Referenzsignal 12 im Zeitbereich bereitgestellt. Das Referenzsignal 12 kann beispielsweise ein gemessener Zeitverlauf eines akustischen Signals sein, das bei dem Einbringen der Halte- und Zentriereinheit 2 in die aufnehmende Behandlungsstation BS entsteht. Dieses Referenzsignal 12 kann beispielsweise bei der Inbetriebnahme der Behälterbehandlungsmaschine 1 ermittelt und abgespeichert werden. Anschließend wird das von einem Sensor 5 bereitgestellte Messsignal 1 1 und das Referenzsignal 12 mittels eines Filters 13, insbesondere eines Bandfilters gefiltert. Dadurch können beispielsweise störende Grundschwingungen bzw. Hintergrundgeräusche ausgefiltert werden. Das gefilterte Messsignal 1 1 .1 und das gefilterte Referenzsignal 12.1 werden daraufhin dem Vergleicher 10 zugeführt. Der Vergleicher 10 kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass Abweichungen zwischen dem gefilterten Messsignal 1 1 .1 und dem gefilterten Referenzsignal 12.1 ermittelt werden. Für den Fall einer hinreichenden Übereinstimmung zwischen gefiltertem Messsignal 1 1 .1 und gefiltertem Referenzsignal 12.1 wird eine fehlerfreie Übergabe bzw. eine Übergabe ohne Auffälligkeiten erkannt. Anderenfalls kann eine Fehlermeldung generiert werden. Der Vergleicher 10 kann Bestandteil einer zentralen Auswerteeinheit sein oder aber dezentral im Bereich der jeweiligen Sensoren vorgesehen sein. So kann beispielsweise in der jeweiligen Behandlungsstation BS neben dem Sensor 5 auch ein Auswertemodul (u.a. aufweisend den Vergleicher 10) vorgesehen sein, indem beispielsweise das Referenzsignal abgespeichert ist und in dem der Vergleich des gefilterten Messsignals 1 1 .1 mit dem gefilterten Referenzsignal 12.1 erfolgt. Dieses Auswertemodul kann dann mit einer übergeordneten Auswerteeinheit 7 kommunizieren.
Auch ist es denkbar, das Messsignal 1 1 sowohl im Zeitbereich als auch im Frequenzbereich zu analysieren und jeweils einem Vergleich mit einem Referenzsignal 12 bzw. einer Prüfung gegenüber einem Toleranzfenster zu unterziehen.
Vorzugsweise werden pro Übergabevorgang einer Halte- und Zentriereinheit 2 nicht nur ein einziges akustisches Signal sondern zumindest zwei akustische Signale aufgenommen. Diese akustischen Signale können aus einem einzigen Übergabevorgang resultieren, aber zueinander einen Zeitversatz haben. Beispielsweise kann ein erstes akustisches Signal unmittelbar beim Einbringen der Halte- und Zentriereinheit 2 in eine Aufnahme und ein zweites akustisches Signal zeitlich darauf folgend als nachlaufendes Schall- bzw. Schwingungsmuster aufgenommen werden. Dies kann beispielsweise durch Messung in zwei voneinander getrennten oder zeitlich aneinander anschließenden Zeitfenstern erfolgen. Das erste und zweite akustische Signal kann dabei mit ein und demselben Sensor 5 aber auch mit unterschiedlichen Sensoren erfolgen. Dadurch können sowohl das unmittelbar durch das Einbringen entstehende Geräusch als auch die Schwingungsmuster innerhalb der Maschine (verursacht durch das Einbringen der Halte- und Zentriereinheit 2) ausgewertet werden. Als Sensoren werden beispielsweise Mikrofone, insbesondere Richtmikrofone oder aber auch Körperschallsensoren verwendet. Diese können insbesondere gegenüber anderen Schallquellen abgeschirmt ausgebildet sein. Bei Verwendung von Richtmikrofonen, die insbesondere feststehend neben dem Übergabebereich der Halte- und Zentriereinheiten 2 vorgesehen sind, können insbesondere Paare von Richtmikrofonen verwendet werden. Ein erstes Richtmikrofon dieses Richtmikrofonpaars ist dabei direkt auf den Übergabebereich ausgerichtet, um das unmittelbar bei der Übergabe entstehende akustische Signal zu erfassen. Ein zweites Richtmikrofon kann derart ausgerichtet sein, dass im Erfassungsbereich 6.1 , 6.2 des Richtmikrofons 5.1 , 5.2 nur oder zusätzlich auch ein gewisser Nachlaufbereich erfasst wird, in dem sich typischerweise nachlaufende Schall- bzw. Schwingungsmuster ausbreiten. Dies kann beispielsweise ein Winkelbereich sein, durch den die jeweilige Halte- und Zentriereinheit 2 nach der Übergabe durch das aufnehmende Transportelement bewegt wird.
Figur 8 zeigt eine weitere Variante des Verfahrens, indem der Referenzwert im Toleranzfeld TF1 , TF2 korreliert mit der Winkellage α des jeweiligen Transportelementes beziehungsweise der hieran angeordneten Behandlungsstationen BS. Dabei wird in Figur 8 auch verdeutlicht, dass der Übergabezeitpunkt durch die Winkelposition bekannt ist.
Neben der Signalstärke wird auch eine Signalhäufung im zeitlichen Toleranzfenster TF1 vor und nach dem Zeitpunkt T1 erwartet, der mit einer Winkellage α bspw. des Transportelementes 3 korreliert. Hierbei wird eine gewisse zeitliche Streuung oder Spreizung im Toleranzfenster TF1 erwartet. Im vorliegend gezeigten Fall der Figur 8 wurden am Übergang der Transportelemente 3 zu 4 Messwerte für eine gewisse Anzahl von Übertragungsvorgänge der Halte- und Zentriereinheiten 2 für alle Behandlungsstationen BS aufgenommen und parallel hierzu wurden an dem Übergang der Transportelemente 4 zu 4' ebenfalls die Messwerte für die Übertragungsvorgänge der Halte- und Zentriereinheiten 2 aller Behandlungsstationen BS erfasst.
Die große, unzulässige zeitliche Spreizung der Signale zum Zeitpunkt T1 und der Winkellage α des Transportelementes 4, zeitgleich zur unauffälligen Signalerfassung zum Zeitpunkt T2 bei der Winkellage α Transportelementes 4' zeigt an, dass die Transportelemente 4 und 4' synchron laufen und das Transportelement 3 bzgl. des Synchronlaufes angepasst werden muss. Dabei kann vermutet werden, dass die ober- und unterhalb des zulässigen Toleranzfensters TF1 streuenden Messsignale nur eine Folge des mangelhaften Synchronlaufes sind und kein Defekt an den Behandlungsstationen selbst vorliegt.
Wie oben bereits angedeutet, ist der Übergabezeitpunkt durch die Winkelposition bekannt ist, so dass nur in sehr engen diskreten Zeitfenstern die Messsignale aufgenommen werden müssen, was die zu bearbeitende Datenmenge vorteilhafterweise einschränkt und die Auswertung erleichtert.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass eine Vielzahl von Änderungen oder Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
Bezugszeichenliste
1 Behälterbehandlungsmaschine
1 a - - 1 h Maschineneinheit
1 .1 Behältereinlauf
1.2 Behälterauslauf
2 Halte- und Zentriereinheit
3 erstes Transportelement
4 zweites Transportelement
5 Sensor
5.1 , 5.2 Richtmikrofon
6.1 , 6.2 Erfassungsbereich
7 Auswerteeinheit 10 Vergleicher
1 1 Messsignal
12 Referenzsignal
13 Filter B Behälter
BS Behandlungsstation
MA Maschinenachse
TF Toleranzfenster
TR Transportrichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Überwachung eines Übergabeprozesses einer puckartigen Halte- und Zentriereinheit (2) von einem ersten Transportelement (3) an ein in Transportrichtung (TR) darauf folgendes zweites Transportelement (4), dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Sensors (5) ein durch den Übergabeprozess der Halte- und
Zentriereinheit (2) erzeugtes Signal aufgenommen wird, insbesondere das durch den Empfang der Halte- und Zentriereinheit (2) an einer Behandlungsstation (BS) erzeugte Signal, und dass das vom Sensor (5) bereitgestellte Messsignal oder ein davon abgeleitetes Signal ausgewertet wird, , wobei das Signal eine Schwingungsfrequenz und/oder ein akustisches Signal ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal oder ein davon abgeleitetes Signal mit mindestens einem Referenzsignal (12) verglichen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal oder ein davon abgeleitetes Signal im Zeitbereich mit mindestens einem
Referenzsignal (12) verglichen wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal in den Frequenzbereich transformiert und das Messsignal im Frequenzbereich oder ein davon abgeleitetes Signal mit einem Referenzsignal (12) verglichen wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal oder ein davon abgeleitetes Signal vor dem Vergleich mit dem
Referenzsignal (12) gefiltert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Filters (6) Grundschwingungen und/oder Hintergrundgeräusche ausgefiltert werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zeitgleich oder in einem Zeitfenster von weniger als einer Sekunde mehrere
akustische Signale aufgenommen werden, insbesondere Messsignale an zwei oder mehr Behandlungsstationen (BS) aufgenommen werden. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsignal in-situ, insbesondere durch eine Mittelwertbildung der Messsignale oder davon abgeleitete Signale generiert wird, wobei die Messsignale oder die davon abgeleitenten Signale durch die Übergabeprozess an mindestens zwei
Behandlungsstationen (BS) durch die zugeordneten Sensoren (5) erfasst werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale durch die
Übergabeprozesse an den mindestens zwei Behandlungsstationen (BS) im
Zusammenwirken mit unterschiedlichen Halte- und Zentriereinheiten (2) erzeugt und von den zugeordneten Sensoren (5) erfasst werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale durch die
Übergabeprozesse an den mindestens zwei Behandlungsstationen (BS) im
Zusammenwirken mit derselben Halte- und Zentriereinheiten (2) erzeugt und von den zugeordneten Sensoren (5) erfasst werden.
1 1 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal oder das hinsichtlich auf Fehler hinweisende Auffälligkeiten
ausgewertete Signal dem ersten oder zweiten Transportelement (3, 4), insbesondere einem Winkelsegment, bevorzugt einer Behandlungsstation des ersten oder zweiten Transportelements (3, 4) zugeordnet wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal oder das hinsichtlich auf Fehler hinweisende Auffälligkeiten
ausgewertete Signal der jeweiligen übergebenen Halte- und Zentriereinheit (2) zugeordnet wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalverlauf und/oder die Signalamplitude des Messsignals oder eines davon abgeleiteten Signals ausgewertet wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der unmittelbar bei der Übergabe der Halte- und Zentriereinheit (2) entstehenden ersten Schwingungsfrequenz und/oder dem ersten akustischen Signals eine zweite Schwingungsfrequenz und/oder ein zweites akustisches Signal aufgenommen wird, ausgelöst durch die Übergabe der Halte- und Zentriereinheit (2) und der ersten Schwingungsfrequenz und/oder dem ersten akustischen Signal als nachlaufendes Signal zeitlich nachfolgt. 15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf der Auswertung eines oder mehrerer Messwerte oder eines davon abgeleiteten Signals steuernd Prozessparameter für mindestens ein Transportelement (3), eine Behandlungsstation (BS) und/oder eine Halte- und Zentriereinheit angepasst werden und/oder Wartungs- und Instanthaltungsaufgaben abgeleitet werden.
16. Behälterbehandlungsmaschine umfassend ein erstes, umlaufend antreibbares
Transportelement (3) und ein in Transportrichtung (TR) auf das erste
Transportelement (3) folgendes zweites, umlaufend antreibbares Transportelement (4), wobei an den Transportelementen (3, 4) mehrere Behandlungsstationen (BS) vorgesehen sind, die jeweils zur Aufnahme einer Halte- und Zentriereinheit (2) ausgebildet sind und wobei die Transportelemente (3, 4) derart ausgebildet sind, dass eine Halte- und Zentriereinheit (2) zusammen mit einem daran gehaltenen Behälter von dem ersten Transportelement (3) an das zweite Transportelement (4)
weitergegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergabebereich der Halte- und Zentriereinheit (2) vom ersten Transportelement (3) an das zweite
Transportelement (4) zumindest ein Sensor (5) vorgesehen ist, der zur Aufnahme des durch den Übergabeprozess der Halte- und Zentriereinheit (2) erzeugten Signals, insbesondere akustischer Signale, ausgebildet ist und dass mindestens eine
Auswerteeinheit (7) zur Auswertung des durch den Sensor 5 bereitgestellten
Messsignals oder eines davon abgeleiteten Signals hinsichtlich auf Fehler
hinweisende Auffälligkeiten vorgesehen ist.
Behälterbehandlungsmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (5) mitbewegt an dem Transportelement (3, 4) vorgesehen ist oder nicht mit dem Transportelement (3, 4) mitbewegt an dem Übergabebereich der Halte- und Zentriereinheit (2) angeordnet ist.
Behälterbehandlungsmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (5) durch zumindest ein auf den Übergabebereich der Halte- und
Zentriereinheit (2) ausgerichtetes berührungslosen Sensor zur Schall und/oder
Vibrationsmessung gebildet ist, insbesondere ein Richtmikrofon oder eine
Laservibrometer ist. 19. Behälterbehandlungsmaschine nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Sensor (5) mit dem Transportelement (3, 4) mitbewegt einer einzigen Behandlungsstation (BS) oder einer Gruppe von mehreren Behandlungsstationen (BS) zugeordnet ist. 20. Behälterbehandlungsmaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (5) auf einer innerhalb der Behandlungsstation (BS) angeordneten Platine oder Bauteil vorgesehen ist. 21 . Behalterbehandlungsmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Filter (13) zur Ausfilterung von störenden
Grundschwingungen und/oder störendem Hintergrundgeräuschen vorgesehen ist.
22. Behälterbehandlungsmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 21 , dadurch
gekennzeichnet, dass der Sensor (5) durch einen Körperschallsensor oder ein
Mikrofon gebildet wird.
23. Behälterbehandlungsmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, dass eine zentrale Auswerteeinheit (7) zur Auswertung sämtlicher von einer Vielzahl von Sensoren (5) bereitgestellten Messsignale oder davon abgeleiteter Signale vorgesehen ist.
24. Behälterbehandlungsmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 23, gekennzeichnet durch deren Ausbildung als Druckmaschine zur Bedruckung von Behälter mittels nach dem Tintenstrahldruckprinzip arbeitenden Druckköpfen.
25. Behälterbehandlungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterbehandlungsmaschine basierend auf der Auswertung eines oder mehrerer Messwerte oder davon abgeleiteter Signale hinsichtlich mindestens eines Prozessparameters für mindestens ein
Transportelement (3) oder eine Behandlungsstation (BS) steuerbar ist und/oder Wartungs- und Instanthaltungsaufgaben ableitbar sind.
26. Behälterbehandlungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterbehandlungsmaschine eine
Bedruckungsmaschine zur umfänglichen und mehrfarbigen Bedruckung von
Behältern, insbesondere Flaschen, Dosen und Bechern ist.
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