EP4335769A1 - Verfahren zur produktionsüberwachung einer etikettiermaschine und etikettiermaschine zur etikettierung von behältern - Google Patents

Verfahren zur produktionsüberwachung einer etikettiermaschine und etikettiermaschine zur etikettierung von behältern Download PDF

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EP4335769A1
EP4335769A1 EP23184080.2A EP23184080A EP4335769A1 EP 4335769 A1 EP4335769 A1 EP 4335769A1 EP 23184080 A EP23184080 A EP 23184080A EP 4335769 A1 EP4335769 A1 EP 4335769A1
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EP
European Patent Office
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label
labeling
machine
glue
containers
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP23184080.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Kraus
Roland Ederer
Stefan Scherl
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.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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 Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP4335769A1 publication Critical patent/EP4335769A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B65C9/42—Label feed control
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    • B65C9/00—Details of labelling machines or apparatus
    • B65C2009/0071—Details of glueing devices

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring production of a labeling machine and a labeling machine for labeling containers.
  • containers such as beverage bottles are labeled industrially in labeling machines by continuously providing the containers from a means of transport, for example a container carousel, i.e. in the form of a product stream, and by sticking labels to the containers by at least one labeling unit.
  • the labels are continuously provided by at least one label store, for example individually as a stack or in a not yet isolated form as label tapes on rolls.
  • the label storage usually includes exchangeable magazines for sheet-shaped labels or alternating unwinding devices for label tape rolls, optionally also with a roll magazine for automatic replenishment and changing of label tape rolls.
  • a preventive replenishment in a label storage is known in order to replace a magazine or an empty roll that has just been emptied with a corresponding full supply unit.
  • An available remaining quantity of labels is calculated, for example, based on a measurement of the roll diameter, or by counting the number of labels already used and subtracting it from the quantity of labels originally provided. If the remaining quantity falls below a certain level, a signal is issued for a necessary replenishment or change of equipment.
  • the ongoing output of a forecast remaining delivery time facilitates continuous production planning and enables efficient use of personnel for the necessary replenishment of consumables.
  • the current or ongoing processes described are understood to mean that they are repeated regularly in the sense of continuous or quasi-continuous monitoring, for example in contrast to random samples, and in particular do not require any interruption/slowdown of the production process.
  • the thickness of a label stack in a storage container currently used for label removal or the radius/diameter of a label roll currently used for label removal is continuously measured without contact using a distance sensor.
  • the filling state could be but can also be determined using other measuring methods, for example through weight measurement (scales), imaging control (camera) and/or mechanical scanning (tactile arm).
  • the labeling machine 100 to be monitored for labeling containers 1, such as glass bottles, plastic bottles, pulp bottles, metal cans, plastic cups or the like, includes a transport means 2, preferably designed as a carousel, for the continuous provision of the containers 1 in the sense of a continuous product flow and at least one Labeling unit 3, 4 arranged/docked in the periphery of the means of transport 2 for attaching labels 5 to the containers 1.
  • the means of transport 2 basically includes known rotary mounts (only indicated schematically) for the containers 1 in order to position them appropriately during labeling.
  • first labeling unit 3 is shown here as an example as a hot glue unit and a second labeling unit 4 as a cold glue unit on the same labeling machine 100.
  • the first labeling unit 3 comprises, for example, a first label storage 6 for the continuous provision of the labels 5 for their transfer to the containers 1, the second labeling unit, for example, a correspondingly functioning second label storage 7.
  • first labeling unit 3 is assigned, for example, a first glue storage 8 for the continuous provision of glue 10, which is applied to the labels 5 in the first labeling unit 3 for their attachment to the containers 1.
  • a correspondingly functioning second glue storage 9 is assigned to the second labeling unit 4.
  • the first label storage 6 continuously provides the labels 5, for example in the form of label rolls 5a - 5e.
  • the labels 5 are then separated in the first labeling unit 3 in a manner known in principle.
  • the first label storage 6 can be integrated into the first labeling unit 3, for example in a known manner with two label rolls 5a, 5b running alternately next to one another (only shown for the label roll 5a).
  • the first label storage 6 can be designed as a separate roll changer (so-called multireel system) with a large number of automatically changeable label rolls 5a - 5e stored therein and via a buffer section for the Unwound label tapes can be connected to the first labeling unit 3 in a manner known in principle (only indicated schematically).
  • the first glue storage 8 includes, for example, a glue tank 8a in which the glue 10 is in molten form.
  • the glue tank 8a can, for example, include a separate removal chamber for the melted glue 10 and an upstream melting and storage chamber (not shown).
  • the second label storage 7 provides the labels 5, for example, individually in the form of label stacks 5f in exchangeable storage containers 5g, such as cassettes or tubs, for continuous label removal.
  • the associated glue 10 is then stored, for example, in a glue container 9a that can be inserted interchangeably into the second glue storage 9, for example a glue bucket, at room temperature for ongoing removal, which is known in principle.
  • the glue stores 8, 9 are integrated into the labeling units 3, 4 via lines and pumps (not shown) in a manner known in principle.
  • the labeling machine 100 includes an electronic monitoring system 11. This is used for production monitoring by means of continuous measurement of a current filling state 12, 13 of the first and / or second label storage 6, 7 and a current filling state 14, 15 of the first and / or second glue storage 8 , 9.
  • the monitoring system 11 is also designed for ongoing measurement and/or evaluation of a current machine performance 16 or transport speed of the means of transport 2, the first labeling unit 3 and/or the second labeling unit 4.
  • the machine performance 16 can be recorded in a manner known in principle by drive monitoring in the labeling machine 100 and transmitted to the monitoring system 11.
  • the monitoring system 11 includes an electronic evaluation unit 17, which is programmed, based on the recorded machine performance 16 and the filling states 12, 13, 14, 15, to predict a possible remaining running time 18, 19, 20 for the labels 5 and the glue 10. 21 of the first and second labeling units 3, 4 to be calculated and output in terms of a respective maximum remaining production time.
  • the remaining running times 18 - 21 are aggregate-specific, consumption-specific and performance-specific.
  • the evaluation unit 17 is integrated into the labeling machine 100. However, individual of the evaluation steps described can be at least partially outsourced, for example in a computing unit that is part of a cross-machine monitoring system 200 (so-called watchdog) and is then connected to the labeling machine 100 for data exchange in a manner known in principle.
  • a computing unit that is part of a cross-machine monitoring system 200 (so-called watchdog) and is then connected to the labeling machine 100 for data exchange in a manner known in principle.
  • An output of the remaining term 18, 19, 20, 21 is to be understood here as meaning that at least one performance-specific forecast value 18a - 18c, 19a - 19c, 20a - 20c, 21a - 21c of the remaining term 18 - 21, each of which corresponds to a specific assumed further course 16a, 16b, 16c is assigned to the machine power 16, for the respective consumable material, here the labels 5 and the glue 10, displayed on the labeling machine 100 and / or provided by it in a suitable data format for external retrieval, for example using a smartphone or smartwatch.
  • First performance-specific forecast values 18a, 19a, 20a, 21a of the remaining running times 18 - 21 can be output calculated, for example, for a maximum machine performance 16, i.e. a first further course 16a.
  • Corresponding second performance-specific forecast values 18b, 19b, 20b, 21b can be calculated and output, for example, for a currently prevailing machine performance 16, i.e. a second further course 16b.
  • Corresponding third performance-specific forecast values 18c, 19c, 20c, 21c can be calculated and output for an average machine performance 16, i.e. a third further course 16c. The latter is preferably done on the basis of a moving average of the measured machine output 16, for example averaged over the last hour of production.
  • the filling state 12 of the first label storage 6 can be determined, for example, by a distance sensor 22 that operates contactlessly using ultrasound or laser light, in particular by measuring the distance to the circumference of the label roll 5a used in each case.
  • the distance sensor 22 can also be designed in the form of a camera, for example as a 3D camera, or can work inductively or otherwise optically scanning. If necessary, the number of full label rolls 5b - 5e available for automatic replenishment can also be determined. This is also possible, for example, without contact using ultrasound or also using laser detection (not shown).
  • the total remaining number available on the first labeling unit 3 can be determined without operator intervention 23 of labels 5 are determined and used to calculate a first remaining running time 18 of the first labeling unit 3.
  • the label thickness can be continuously recalculated during production and is then always known as the current actual value.
  • the filling state 13 of the second label storage 7 can be determined by a distance sensor 22 that works contactlessly, for example using ultrasound or laser light, in particular by measuring the distance to the trailing end of the currently used label stack 5f.
  • the number of full storage containers 5g available for automatic replenishment can also be determined. This is also possible without contact using ultrasound, inductive, imaging, otherwise optical or even using laser detection (not shown).
  • the total remaining number 24 of labels 5 still available on the second labeling unit 4 without operator intervention can be determined and for the calculation of a first remaining running time 20 of the second labeling unit 4 be used.
  • the label thickness included in the calculation of the remaining life times 18, 20 possible with the labels 5 can be specified as a type parameter, measured continuously and/or calculated based on the ongoing label consumption.
  • the filling state 14 of the first glue storage 8 can be determined, for example, by a capacitive filling level sensor 25. Load cells and other types of sensors would also be conceivable for this.
  • the filling state 15 of the second glue storage 9 can be determined, for example, by a distance sensor 22 that operates contactlessly using ultrasound, in particular by measuring the distance to the surface of the glue 10 underneath.
  • the non-contact distance sensors 22 and the capacitive fill level sensor 25 are part of the monitoring system 11 described.
  • the specific glue consumption 26, 27 can be predetermined at the beginning of production and calculated during ongoing production by monitoring the filling states 14, 15 thereby updated and/or averaged. As is known, the specific glue consumption 26, 27 can also be specified per unit area.
  • either the respective first remaining running time 18, 19 relating to the assigned label supply and the respective second remaining running time 20, 21 relating to the assigned glue supply can be output or displayed, or only the shorter remaining running time 18-21.
  • This information is in principle made in the form of at least one performance-specific forecast value 18a - 18c, 19a - 19c, 20a - 20c, 21a - 21c, i.e. for corresponding assumed further courses 16a - 16c of the machine performance.
  • the Fig. 2 illustrates, by way of example and schematically, the processing of measured values of the filling states 12 - 15 and the machine performance 16 in the monitoring system 11 as well as the output based thereon of predicted remaining running times 18 - 21 of the labeling units 3, 4, of filling states 14, 15 of the glue storage 8, 9, respectively total available remaining number 23, 24 of labels 5 in the label memories 6, 7 and the respective specific glue consumption 26, 27, for example per label or unit area.
  • the evaluation unit 17 is programmed to calculate at least one remaining running time 18 - 21 in order to indicate how long labeling can still be carried out given the current filling state 12 - 15 and an assumed course, for example an average value of the machine output 16.
  • the evaluation unit 17 can be programmed to continuously determine a remaining quantity 28 of containers 1 that still needs to be labeled. Based on this, the evaluation unit 17 can calculate a stock forecast 29 and output whether the filling states 12 - 15 are sufficient for labeling the remaining quantity 28.
  • a remaining quantity 28 of containers 1 that is still to be labeled according to the type can be continuously updated in a manner known in principle and the stock forecast 29 can be calculated and output on this basis.
  • This preferably indicates whether the filling state 12, 13 of individual label stores 6, 7 and possibly also the filling state 14, 15 of individual glue stores 8, 9 are sufficient for labeling the remaining quantity 28.
  • the stock forecast 29 can be output, for example, by color-coding the respective display values, for example the remaining delivery times 18 - 21, and/or by a separate note in the sense of a warning message and/or a recommendation for action.
  • the described output of measured values and/or calculated forecast values is possible on the one hand through their location-based display 30 on the labeling machine 100 and on the other hand through their data transmission 31 to a cross-machine monitoring system 200 for digital, location-independent monitoring of machine states (condition monitoring tool / so-called watchdog). , which is provided, for example, in a data cloud or on associated servers in a generally known manner, regardless of location.
  • the described output of measured and/or calculated values is therefore carried out in a standardized data format suitable for data exchange with display devices, such as touch screens, and/or data memories.
  • the location-based display 30 is possible, for example, on a touchscreen 32 or other screen assigned to the means of transport 2 or the basic unit of the labeling machine 100, as well as on a touchscreen assigned to the labeling machine 100 as a whole (not shown) or to the first and / or second labeling unit 3, 4 33, 34 or other screen.
  • a display on mobile devices 35 is also possible, for example on a smartphone or a smartwatch.
  • a location-based display 30 in the above sense on mobile devices 35 would also be possible by integrating them into the labeling machine 100 using a locally limited radio connection.
  • the status and/or prognosis data processed by the evaluation unit 17 as described can be constantly updated and thus flexibly transmitted to apps, smartwatches, watchdog systems or the like and constantly accessed there by operators. Likewise, warning messages can be transferred to smartphones or smartphones and automatically issued by them when a certain stock reserve or the like is exceeded.
  • the first label storage 6 can accommodate a large number of label rolls 5a - 5e, which are automatically and, if necessary, selectively refilled for label replenishment.
  • Such systems for example referred to as multireel systems, are usually connected by buffer lines for the unwound label tapes.
  • the labels 5 of the new variety can then be moved through such buffer routes in advance, so that the labels 5 of the new variety are already waiting at the respective labeling unit 3, 4 when the variety is changed.
  • the monitoring system 11 described can be used, for example, as follows:
  • the filling status 14 (glue filling level) in the glue tank 8a (possibly removal chamber) of the glue storage 8 can be determined using a capacitive filling level sensor 25 and the filling status 12 in the associated label storage 6 (label filling level) can be determined using ultrasonic sensors. From this, the remaining running times 18, 19 for the remaining labels 5 and for the glue 10 can be calculated with at least one assumed machine output 16.
  • the fill level of the glue 10 can be continuously measured/recorded.
  • the calculation of the associated remaining running time 19 can be based on the glue fill level recorded in this way and preferably based on an average machine performance 16.
  • Predicted data regarding filling status 14 and remaining running time 19 are displayed, for example, on a touchscreen of the labeling machine 100.
  • an updated calculation and display of the specific glue consumption 26 is possible, for example per label 5 and/or unit area.
  • the filling state 12 preferably includes both the currently used label roll 5a, possibly label rolls 5b - 5e that are available for automatic replenishment, and the Labels present on the buffer section 5.
  • the associated remaining term 18 can then also be output in the area of the multireel system.
  • the labeling machine 100 currently used consumables and units.
  • the necessary data can be exchanged, for example, via a DMM interface with a cross-machine monitoring system 200 for digital, location-independent monitoring of machine states (condition monitoring tool / watchdog).
  • the specific glue consumption 26, 27, in particular per label 5 could also be calculated as a result of a transmission of the filling status 14, 15 (glue filling level) using an algorithm in the digital monitoring system 200 (watchdog). For this purpose, additional data could be entered there, for example the area of the labels 5, the vertical cross-sectional profile of the Glue storage 8, 9 and / or the density of the glue 10.
  • the glue container 9a used is shown, for example, with a cross-sectional profile that tapers in the lower area, which promotes the most complete emptying possible.
  • the specific glue consumption 26, 27 can also be calculated in the respective unit control, for example in the first and/or second labeling unit 3, 4, in the (superordinate) machine control of the labeling machine 100 or in a separate control unit (on site).
  • the specific glue consumption 26, 27 can then be monitored using configurable warning thresholds and alarm thresholds in the cross-machine monitoring system 200 (watchdog) and transmitted to suitable mobile terminals 35 and/or to at least one touchscreen 32 - 34 of the labeling machine 100 for display there. Operator tasks and/or recommendations for action can also be issued in a corresponding manner when threshold values are reached.
  • the filling state 15 (glue filling level) in the glue container 9a can be detected, for example, using an ultrasonic sensor, and the filling state 13 (label filling level) can be detected using laser distance sensors.
  • the remaining running time 20, 21 described for the labels 5 and the glue 10 then takes place again for at least one machine output 16 required for further production.
  • the specific glue consumption 27 can in turn be calculated updated per label 5 and/or per unit area.
  • a distance sensor 22 (laser distance sensor) then detects the thickness of the label stack 5f in the storage container 5g currently used for production. For each additional storage container 5g that can be inserted into the label storage 7 for the automatic replenishment of labels 5, there is then preferably a further distance sensor 22 (for example laser distance sensor) in order to determine the number of filled storage containers 5g and when determining the filling status 13 (total filling level). to be taken into account.
  • the filling level in the glue container 9a can be measured by a vertically aligned ultrasonic sensor.
  • the filling state 15 can be calculated in terms of a quantity of glue from the measured filling level.
  • the specific glue consumption 27 can be calculated, for example per label 5 and standardized per unit area.
  • the current filling status 12, 13 label filling level
  • label filling level for example as a relative value (%) and/or as an absolute value (quantity); a warning at too low level; an error message if the level measurement is incorrect; the current thickness of the label stack 5f or the current diameter of the label roll 5a; the measured and/or calculated label thickness; the number of full storage containers 5g (cassettes) or label rolls 5b - 5e; Remaining number of labels 5 in currently used storage container 5g (cassette) or on currently used label roll 5a; Remaining number 23, 24 of labels 5 total; the underlying machine performance 16 (for example, averaged over the last hour of production); and/or the calculated forecast values 18a, 18b, 18c, 20a, 20b, 20c of the remaining running time 18, 20 at maximum, current and average machine performance 16.
  • the current filling state 14, 15 (amount of glue), for example as a relative value (%) and/or as an absolute value (volume and/or weight); the current glue weight in the glue container 9a; the current glue volume in the glue tank 8a or glue container 9a; the current fill level (glue height) in the glue tank 8a or glue container 9a; the current specific glue consumption 26, 27, for example area-specific, time-specific and/or label-specific (per label 5 or per transfer element of the labeling unit 4); measured average machine performance of the last hour of production; and/or calculated forecast values 19a, 19b, 19c 21a, 21b, 21c of the remaining running time 19, 21 at maximum, current and average machine performance 16.
  • amount of glue for example as a relative value (%) and/or as an absolute value (volume and/or weight)
  • the current glue weight in the glue container 9a the current glue volume in the glue tank 8a or glue container 9a
  • the measured values and forecast data described can be transferred to a data cloud and accessed and displayed there by mobile devices 35.
  • warning messages and/or instructions for certain filling states 12 - 15 it is possible to freely configure warning messages and/or instructions for certain filling states 12 - 15 and to automatically output them when corresponding threshold values are reached, for example the achievement of minimum filling states and/or the request to refill labels 5 within a certain period of time.
  • a good window can be defined in the sense of a target range for the specific glue consumption 26, 27 and when the good window is left, a warning message and/or error message can be issued and a machine action can be triggered.
  • the current quality of the glue consumption calculation can be determined and output. If only a few labels 5 have been processed, the calculation of the specific glue consumption 26, 27 is still relatively imprecise, associated warning messages may not yet be issued and/or associated machine actions may not yet be triggered. Display values can be provided with an indication of low quality.
  • the calculation and monitoring of the specific glue consumption 26, 27 can take place both in the labeling machine 100 and in the cross-machine monitoring system 200 (cloud, watchdog).
  • the shape of the glue containers 9a used is preferably parameterized in the labeling machine 100 or in the labeling unit 4, for example the vertical course of the inner diameter of the respective glue container 9a.
  • different glue containers 9a can be defined as type parameters. This allows, for example, glue containers 9a from different manufacturers, including the associated cross-sectional profile, to be selected by the user and automatically taken into account in the calculation described.
  • certain measured fill levels could also be assigned fill states 15 typical of the type in the sense of respective residual glue quantities on the basis of empirical values determined and stored based on the type that were previously obtained in test runs and/or production runs with the format of the glue container 9a currently used for production.
  • the evaluation unit 17 can initially use target values/manufacturer values or similar default values.
  • the actual label thickness is preferably calculated from the label consumption and the change in measured roll diameters or stack thicknesses.
  • the above description of the method and the labeling machine 100 is based on two different labeling units 3, 4. It is understood that the number of labeling units used may differ and/or generally labeling units 3, 4 of the same type in the labeling machine 100 to be ordered.

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Produktionsüberwachung einer Etikettiermaschine (100) und eine Etikettiermaschine zur Etikettierung von Behältern (1), mit einem Transportmittel (2) zur laufenden Bereitstellung der Behälter, wenigstens einem Etikettieraggregat (3, 4) zur Übergabe von Etiketten (5) an die Behälter und wenigstens einem Etikettenspeicher (6, 7) zur laufenden Bereitstellung der Etiketten. Demnach misst man den Füllzustand (12, 13) des Etikettenspeichers und eine Maschinenleistung (16) des Transportmittels und/oder des Etikettieraggregats laufend und berechnet auf dieser Grundlage wenigstens eine Restlaufzeit (18, 20), die angibt, wie lange man mit dem Füllzustand bei einem angenommenen weiteren Verlauf der Maschinenleistung noch etikettieren kann. Die Ausgabe der Restlaufzeit erleichtert eine kontinuierliche Produktionsplanung und ermöglicht einen effizienten Personaleinsatz für erforderlichen Nachschub von Verbrauchsmaterialien.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Produktionsüberwachung einer Etikettiermaschine und eine Etikettiermaschine zur Etikettierung von Behältern.
  • Bekanntermaßen werden Behälter wie Getränkeflaschen in Etikettiermaschinen industriell etikettiert, indem die Behälter von einem Transportmittel, beispielsweise einem Behälterkarussell, laufend, also in Form eines Produktstroms, bereitgestellt und Etiketten von wenigstens einem Etikettieraggregat an den Behältern aufgeklebt werden. Dort werden die Etiketten laufend von wenigstens einem Etikettenspeicher beispielsweise vereinzelt als Stapel oder in noch nicht vereinzelter Form als Etikettenbänder auf Rollen bereitgestellt. Der Etikettenspeicher umfasst hierfür in der Regel wechselbare Magazine für blattförmige Etiketten oder abwechselnd arbeitende Abspulvorrichtungen für Etikettenbandrollen optional auch mit einem Rollenmagazin zum automatischen Nachschub und Wechsel von Etikettenbandrollen.
  • Die Kapazität solcher Etikettenspeicher ist beispielsweise aus Platzgründen oder wegen häufiger Sortenwechsel aus praktischen Gründen begrenzt, sodass in der laufenden Produktion Etiketten in den Etikettenspeicher nachgefüllt werden müssen, in der Regel durch Nachschub vollständig bestückter Magazine oder Etikettenbandrollen. Solche, die Kapazität des Etikettenspeichers überschreitende Wechselvorgänge erfordern in der Regel einen Bedienereingriff.
  • Um Produktionsunterbrechungen zu vermeiden, muss der Bedarf für Etikettennachschub in den Etikettenspeicher rechtzeitig erkannt werden. Hierfür kontrollieren Bediener den Etikettenspeicher beispielsweise regelmäßig visuell, und/oder es werden Warnmeldungen ausgegeben, wenn eine bestimmte Reservemenge an Etiketten unterschritten wird.
  • Aus der DE 10 2015 119 023 A1 ist beispielsweise ein präventiver Nachschub in einen Etikettenspeicher bekannt, um ein soeben entleertes Magazin oder eine leere Rolle jeweils durch eine entsprechende volle Vorratseinheit zu ersetzen. Eine verfügbare Restmenge an Etiketten wird beispielsweise auf der Grundlage einer Messung des Rollendurchmessers berechnet, oder indem die Anzahl bereits verbrauchter Etiketten gezählt und von der Menge ursprünglich bereitgestellter Etiketten subtrahiert wird. Bei Unterschreiten einer bestimmten Restmenge wird dann ein Signal für einen erforderlichen Nachschub oder Bestückungswechsel ausgegeben.
  • Nachteilig ist jedoch weiterhin, dass in Abfüllanlagen für Behälter meist mehrere Behandlungsmaschinen und/oder Aggregate mit zugeordneten Verbrauchsmittelspeichern für beispielsweise Leim, Etiketten, Folien, CO2 oder dergleichen zu überwachen sind. Es kann dann vorkommen, dass mehrere Signale / Warnmeldungen und davon ausgelöste Bedienschritte zeitlich zusammenfallen und/oder die jeweils zur Verfügung stehenden Reaktionszeiten ungenügend sind. Dies kann Produktionsunterbrechungen und einen unerwünscht hohen Personalbedarf verursachen.
  • Es besteht daher Bedarf für demgegenüber verbesserte Verfahren und Vorrichtungen zur Produktionsüberwachung einer Etikettiermaschine.
  • Die gestellte Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und mit einer Vorrichtung nach Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die laufende Ausgabe einer prognostizierten Restlaufzeit erleichtert eine kontinuierliche Produktionsplanung und ermöglicht einen effizienten Personaleinsatz für den erforderlichen Nachschub von Verbrauchsmaterialien.
  • Besonders vorteilhaft ist eine gleichzeitige Überwachung von wenigstens zwei Verbrauchsmaterialien insbesondere an mehreren Etikettieraggregaten der Etikettiermaschine, beispielsweise des jeweiligen Etiketten- und Leimvorrats.
  • Es kann dann beispielsweise übersichtlich angezeigt werden, welches Verbrauchsmaterial zuerst nachzufüllen ist. Ebenso kann abgeschätzt werden, wann dies erforderlich sein wird, und ob gegebenenfalls mehrere Bedienereingriffe zum Nachschub von Verbrauchsmaterial zeitlich überlappen können.
  • Dies wird durch fortlaufende graduelle Überwachung wenigstens eines in der Etikettiermaschine fortlaufend verfügbaren Verbrauchsmaterialvorrats ermöglicht, im Gegensatz zu einer bloßen Überwachung dahingehend, ob eine Reserveschwelle unterschritten wird. Somit können zeitliche Verläufe der Füllzustände der jeweiligen Verbrauchsmittelspeicher ermittelt und auf dieser Grundlage prognostiziert werden, wann der jeweils maschinell / automatisch am jeweiligen Aggregat entnehmbare Vorrat eines bestimmten Verbrauchsmittels bei Produktion mit einer bestimmten Maschinenleistung erschöpft sein wird.
  • Unter den beschriebenen laufenden oder fortlaufenden Vorgängen wie Messung, Berechnung und Datenausgabe ist zu verstehen, dass sich diese regelmäßig wiederholen im Sinne einer kontinuierlichen oder quasikontinuierlichen Überwachung, beispielsweise im Gegensatz zu Stichproben, und insbesondere keine Unterbrechung/ Verlangsamung des Produktionsablaufs erfordern.
  • Vorzugsweise wird zur Ermittlung des Füllzustands des Etikettenspeichers die Dicke eines Etikettenstapels in einem zur Etikettenentnahme aktuell verwendeten Vorratsbehälter oder der Radius / Durchmesser einer zur Etikettenentnahme aktuell verwendeten Etikettenrolle laufend berührungslos mittels Abstandssensor gemessen. Alternativ oder ergänzend könnte der Füllzustand aber auch mit anderen Messmethoden ermittelt werden, beispielsweise durch Gewichtsmessung (Waage), bildgebende Kontrolle (Kamera) und/oder mechanische Abtastung (Tastarm).
  • Ein bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist zeichnerisch dargestellt: Es zeigen:
    • Fig. 1 eine schematische Darstellung der Etikettiermaschine und des Überwachungssystems; und
    • Fig. 2 ein Schema mit Datenströmen und Datenausgabe.
  • Wie die Fig. 1 und 2 erkennen lassen, umfasst die zu überwachende Etikettiermaschine 100 zur Etikettierung von Behältern 1, wie beispielsweise Glasflaschen, Kunststoffflaschen, Pulpeflaschen, Metalldosen, Kunststoffbecher oder dergleichen, ein vorzugsweise als Karussell ausgebildetes Transportmittel 2 zur fortlaufenden Bereitstellung der Behälter 1 im Sinne eines kontinuierlichen Produktstroms und wenigstens ein in der Peripherie des Transportmittels 2 angeordnetes / angedocktes Etikettieraggregat 3, 4 zum Anbringen von Etiketten 5 an den Behältern 1.
  • Das Transportmittel 2 umfasst hierzu prinzipiell bekannte Drehaufnahmen (lediglich schematisch angedeutet) für die Behälter 1, um diese bei der Etikettierung geeignet zu positionieren.
  • Beispielhaft ist hier lediglich zum besseren Verständnis ein erstes Etikettieraggregat 3 als Heißleimaggregat und ein zweites Etikettieraggregat 4 als Kaltleimaggregat an derselben Etikettiermaschine 100 dargestellt.
  • Das erste Etikettieraggregat 3 umfasst beispielsweise einen ersten Etikettenspeicher 6 zur fortlaufenden Bereitstellung der Etiketten 5 für deren Übergabe an die Behälter 1, das zweite Etikettieraggregat beispielsweise eine entsprechend fungierenden zweiten Etikettenspeicher 7.
  • Ferner ist dem ersten Etikettieraggregat 3 beispielsweise ein erster Leimspeicher 8 zugeordnet zur fortlaufenden Bereitstellung von Leim 10, der im ersten Etikettieraggregat 3 auf die Etiketten 5 zu deren Befestigung an den Behältern 1 aufgetragen wird. Dem zweiten Etikettieraggregat 4 ist beispielsweise ein entsprechend fungierender zweiter Leimspeicher 9 zugeordnet.
  • Der erste Etikettenspeicher 6 stellt die Etiketten 5 beispielsweise zusammenhängend in Form von Etikettenrollen 5a - 5e fortlaufend bereit. Die Vereinzelung der Etiketten 5 erfolgt dann im ersten Etikettieraggregat 3 auf prinzipiell bekannte Weise.
  • Der erste Etikettenspeicher 6 kann in das erste Etikettieraggregat 3 integriert sein, beispielsweise auf bekannte Weise mit zwei abwechselnd nebeneinander laufenden Etikettenrollen 5a, 5b (nur für die Etikettenrolle 5a dargestellt). Alternativ kann der erste Etikettenspeicher 6 als separater Rollenwechsler (sogenanntes Multireel-System) mit einer Vielzahl darin vorgehaltener und automatisch wechselbarer Etikettenrollen 5a - 5e ausgebildet und über eine Pufferstrecke für die abgespulten Etikettenbänder auf prinzipiell bekannte Weise an das erste Etikettieraggregat 3 angebunden sein (nur schematisch angedeutet).
  • Der erste Leimspeicher 8 umfasst beispielsweise einen Leimtank 8a, in welchem der Leim 10 in geschmolzener Form vorliegt. Der Leimtank 8a kann hierfür beispielsweise eine separate Entnahmekammer für den geschmolzenen Leim 10 und eine vorgeschaltete Aufschmelz- und Vorratskammer umfassen (nicht dargestellt).
  • Der zweite Etikettenspeicher 7 stellt die Etiketten 5 beispielsweise vereinzelt in Form von Etikettenstapeln 5f in wechselbaren Vorratsbehältern 5g, wie beispielsweise Kassetten oder Wannen, zur fortlaufenden Etikettenentnahme bereit.
  • Der zugehörige Leim 10 wird dann beispielsweise in einem in den zweiten Leimspeicher 9 wechselbar einsetzbaren Leimbehälter 9a, beispielsweise einem Leimeimer, bei Raumtemperatur zur prinzipiell bekannten laufenden Entnahme vorgehalten.
  • Die Leimspeicher 8, 9 sind über (nicht dargestellte) Leitungen und Pumpen auf prinzipiell bekannte Weise in die Etikettieraggregate 3, 4 eingebunden.
  • Die gemeinsame Darstellung von Heißleimaggregat und Kaltleimaggregat sowie unterschiedlicher Typen von Etikettenspeichern 6, 7 und Leimspeichern 8, 9 dient hier lediglich dem besseren Verständnis der beschriebenen Mengenüberwachung von Verbrauchsmaterialien der Etikettierung, hier der Etiketten 5 und des Leims 10.
  • Hierfür umfasst die Etikettiermaschine 100 ein elektronisches Überwachungssystem 11. Dieses dient der Produktionsüberwachung mittels fortlaufender Messung eines jeweils aktuellen Füllzustands 12, 13 des ersten und/oder zweiten Etikettenspeichers 6, 7 und eines jeweils aktuellen Füllzustands 14, 15 des ersten und/oder zweiten Leimspeichers 8, 9. Das Überwachungssystem 11 ist ferner zur laufenden Messung und/oder Auswertung einer aktuellen Maschinenleistung 16 bzw. Transportgeschwindigkeit des Transportmittels 2, des ersten Etikettieraggregats 3 und/oder zweiten Etikettieraggregats 4 ausgebildet. Die Maschinenleistung 16 kann auf prinzipiell bekannte Weise durch Antriebsüberwachung in der Etikettiermaschine 100 erfasst und an das Überwachungssystem 11 übertragen werden.
  • Das Überwachungssystem 11 umfasst hierzu eine elektronische Auswerteeinheit 17, die programmiert ist, auf der Grundlage der erfassten Maschinenleistung 16 und der Füllzustände 12, 13, 14, 15 eine voraussichtlich mit den Etiketten 5 und dem Leim 10 jeweils mögliche Restlaufzeit 18, 19, 20, 21 des ersten und zweiten Etikettieraggregats 3, 4 im Sinne einer jeweiligen maximalen Restproduktionsdauer zu berechnen und auszugeben.
  • Die Restlaufzeiten 18 - 21 sind jeweils aggregatspezifisch, verbrauchsmittelspezifisch und leistungsspezifisch.
  • Die Auswerteeinheit 17 ist in die Etikettiermaschine 100 integriert. Einzelne der beschriebenen Auswerteschritte können aber zumindest anteilig ausgelagert sein, beispielsweise in eine Recheneinheit, die Bestandteil eines maschinenübergreifenden Überwachungssystems 200 (sog. Watchdog) ist und dann auf prinzipiell bekannte Weise zum Datenaustausch mit der Etikettiermaschine 100 verbunden ist.
  • Unter einer Ausgabe der Restlaufzeit 18, 19, 20, 21 ist hier zu verstehen, dass wenigstens ein leistungsspezifischer Prognosewert 18a - 18c, 19a - 19c, 20a - 20c, 21a -21c der Restlaufzeit 18 - 21, der jeweils einem bestimmten angenommenen weiteren Verlauf 16a, 16b, 16c der Maschinenleistung 16 zugeordnet ist, für das jeweilige Verbrauchsmaterial, hier die Etiketten 5 und der Leim 10, an der Etikettiermaschine 100 angezeigt und/oder von dieser in einem geeigneten Datenformat zum externen Abruf beispielsweise mittels Smartphone oder Smartwatch bereitgestellt wird.
  • Erste leistungsspezifische Prognosewerte 18a, 19a, 20a, 21a der Restlaufzeiten 18 - 21 können beispielsweise für eine maximale Maschinenleistung 16, also einen ersten weiteren Verlauf 16a, berechnet ausgegeben werden. Entsprechende zweite leistungsspezifische Prognosewerte 18b, 19b, 20b, 21b können beispielsweise für eine jeweils aktuell herrschende Maschinenleistung 16, also einen zweiten weiteren Verlauf 16b, berechnet und ausgegeben werden. Entsprechende dritte leistungsspezifische Prognosewerte 18c, 19c, 20c, 21c können für eine mittlere Maschinenleistung 16, also einen dritten weiteren Verlauf 16c, berechnet und ausgegeben werden. Letzteres erfolgt vorzugsweise auf der Grundlage eines gleitenden Mittelwerts der gemessenen Maschinenleistung 16, beispielsweise gemittelt über die jeweils letzte Produktionsstunde.
  • Der Füllzustand 12 des ersten Etikettenspeichers 6 kann beispielsweise von einem mittels Ultraschall oder Laserlicht berührungslos arbeitenden Abstandssensor 22 ermittelt werden, insbesondere durch Abstandsmessung zum Umfang der jeweils verwendeten Etikettenrolle 5a hin. Alternativ dazu oder ergänzend kann der Abstandssensor 22 auch in Form einer Kamera, beispielsweise als 3D-Kamera, ausgebildet sein oder induktiv oder anderweitig optisch abtastend arbeiten. Gegebenenfalls kann zudem die Anzahl für einen automatischen Nachschub bereitstehender voller Etikettenrollen 5b - 5e ermittelt werden. Auch dies ist beispielsweise berührungslos mittels Ultraschall oder auch mittels Laserdetektion möglich (nicht dargestellt).
  • Aus dem gemessenen aktuellen Durchmesser der verwendeten Etikettenrolle 5a kann bei bekannter Etikettendicke und bei bekannter Etikettenanzahl je voller Etikettenrolle 5b - 5e die insgesamt ohne Bedienereingriff jeweils noch am ersten Etikettieraggregat 3 verfügbare Restanzahl 23 von Etiketten 5 ermittelt und für die Berechnung einer ersten Restlaufzeit 18 des ersten Etikettieraggregats 3 verwendet werden. Die Etikettendicke kann während des Produktionsbetriebs laufend neu berechnet werden und ist dann immer als aktueller Ist-Wert bekannt.
  • Entsprechend kann der Füllzustand 13 des zweiten Etikettenspeichers 7 von einem beispielsweise mittels Ultraschall oder Laserlicht berührungslos arbeitenden Abstandssensor 22 ermittelt werden, insbesondere durch Abstandsmessung zum nachlaufenden Ende des aktuell verwendeten Etikettenstapels 5f hin.
  • Gegebenenfalls kann zudem die Anzahl der für einen automatischen Nachschub bereitstehenden vollen Vorratsbehälter 5g ermittelt werden. Auch dies ist berührungslos mittels Ultraschall, induktiv, bildgebend, anderweitig optisch oder auch mittels Laserdetektion möglich (nicht dargestellt).
  • Aus der gemessenen aktuellen Dicke des verwendeten Etikettenstapels 5f kann bei bekannter Etikettendicke und bei bekannter Etikettenanzahl pro vollem Vorratsbehälter 5f die insgesamt ohne Bedienereingriff jeweils noch am zweiten Etikettieraggregat 4 verfügbare Restanzahl 24 von Etiketten 5 ermittelt und für die Berechnung einer ersten Restlaufzeit 20 des zweiten Etikettieraggregats 4 verwendet werden.
  • Die in die Berechnung der mit den Etiketten 5 möglichen Restlaufzeiten 18, 20 eingehende Etikettendicke kann als Sortenparameter vorgegeben, laufend gemessen und/oder anhand des laufenden Etikettenverbrauchs berechnet werden.
  • Der Füllzustand 14 des ersten Leimspeichers 8 kann beispielsweise von einem kapazitiv arbeitenden Füllstandsensor 25 ermittelt werden. Auch Wägezellen und andere Art von Sensoren wären hierfür denkbar.
  • Der Füllzustand 15 des zweiten Leimspeichers 9 kann beispielsweise von einem mittels Ultraschall berührungslos arbeitenden Abstandssensor 22 ermittelt werden, insbesondere durch Abstandsmessung zur Oberfläche des darunter vorhandenen Leims 10 hin.
  • Die berührungslos arbeitenden Abstandssensoren 22 und der kapazitive Füllstandsensor 25 sind Bestandteil des beschriebenen Überwachungssystems 11.
  • Aus dem aktuellen Füllzustand 14, 15 und der diesem entsprechenden Leimmenge kann bei bekanntem spezifischen Leimverbrauch 26, 27, beispielsweise pro Etikett 5, die insgesamt ohne Bedienereingriff mit dem Leim 10 jeweils noch verarbeitbare Anzahl von Etiketten 5 ermittelt und für die Berechnung einer zweiten Restlaufzeit 19 des ersten Etikettieraggregats 3 und einer zweiten Restlaufzeit 21 des zweiten Etikettieraggregats 4 verwendet werden.
  • Der spezifische Leimverbrauch 26, 27 kann zu Beginn der Produktion jeweils vorgegeben sein und in der laufenden Produktion durch Überwachung der Füllzustände 14, 15 berechnet und dadurch aktualisiert und/oder gemittelt werden. Der spezifische Leimverbrauch 26, 27 kann bekanntermaßen auch pro Flächeneinheit angegeben werden.
  • Für die Etikettieraggregate 3, 4 können dann entweder sowohl die jeweilige erste Restlaufzeit 18, 19 betreffend den zugeordneten Etikettenvorrat als auch die jeweilige zweite Restlaufzeit 20, 21 betreffend den zugeordneten Leimvorrat ausgegeben bzw. angezeigt werden oder nur die jeweils kürzere Restlaufzeit 18-21. Diese Angabe erfolgt prinzipiell in Form wenigstens eines leistungsspezifischen Prognosewerts 18a - 18c, 19a- 19c, 20a - 20c, 21a - 21c, also für entsprechende angenommene weitere Verläufe 16a - 16c der Maschinenleistung.
  • Die Fig. 2 verdeutlicht beispielhaft und schematisch die Verarbeitung von Messwerten der Füllzustände 12 - 15 und der Maschinenleistung 16 im Überwachungssystem 11 sowie die darauf basierende Ausgabe von prognostizierten Restlaufzeiten 18 - 21 der Etikettieraggregate 3, 4, von Füllzuständen 14, 15 der Leimspeicher 8, 9, der jeweils insgesamt verfügbaren Restanzahl 23, 24 von Etiketten 5 in den Etikettenspeichern 6, 7 und des jeweiligen spezifischen Leimverbrauchs 26, 27 beispielsweise pro Etikett oder Flächeneinheit.
  • Die Auswerteeinheit 17 ist hierfür zur Berechnung wenigstens einer Restlaufzeit 18 - 21 programmiert, um anzugeben, wie lange man bei aktuellem Füllzustand 12 -15 und bei einem angenommenen Verlauf, beispielsweise bei einem Mittelwert der Maschinenleistung 16 noch etikettieren kann.
  • Ferner kann die Auswerteeinheit 17 zur laufenden Ermittlung einer noch zu etikettierenden Restmenge 28 an Behältern 1 programmiert sein. Darauf basierend kann die Auswerteeinheit 17 eine Vorratsprognose 29 berechnen und ausgeben, ob die Füllzustände 12 - 15 zur Etikettierung der Restmenge 28 ausreicht.
  • Beispielsweise kann angezeigt werden, welches Verbrauchsmaterial an welchem Etikettieraggregat zuerst zu Ende geht. Bei einem bevorstehenden Sortenwechsel kann prognostiziert werden, ob die Verbrauchsmaterialien, insbesondere die Etiketten 5, für die zu produzierende Behältersorte noch ausreicht, entsprechender Nachschub erforderlich ist, oder bereits für die nächste bzw. neue Sorte aufgelegt werden kann.
  • Hierfür kann eine sortentypisch noch zu etikettierende Restmenge 28 an Behältern 1 auf prinzipiell bekannte Weise laufend aktualisiert und auf dieser Grundlage die Vorratsprognose 29 berechnet und ausgegeben werden. Diese gibt vorzugsweise an, ob der Füllzustand 12, 13 einzelner Etikettenspeicher 6, 7 und gegebenenfalls auch der Füllzustand 14, 15 einzelner Leimspeicher 8, 9 zur Etikettierung der Restmenge 28 ausreicht.
  • Die Vorratsprognose 29 kann beispielsweise durch farbliche Markierung der jeweiligen Anzeigewerte, beispielsweise der Restlaufzeiten 18 - 21, und/oder durch separaten Hinweis im Sinne einer Warnmeldung und/oder Handlungsempfehlung ausgegeben werden.
  • Die beschriebene Ausgabe von Messwerten und/oder berechneten Prognosewerten ist zum einen durch deren ortsgebundene Anzeige 30 an der Etikettiermaschine 100 möglich und zum anderen durch deren Datenübertragung 31 an ein maschinenübergreifendes Überwachungssystem 200 zur digitalen ortsunabhängigen Überwachung von Maschinenzuständen (Condition Monitoring Tool / sog. Watchdog), das beispielsweise in einer Daten-Cloud bzw. auf zugehörigen Servern in prinzipiell bekannter Weise ortsunabhängig bereitgestellt wird.
  • Die beschriebene Ausgabe gemessener und/oder berechneter Werte erfolgt somit in einem zum Datenaustausch mit Anzeigegeräten, wie beispielsweise Touchscreens, und/oder Datenspeichern geeignet standardisierten Datenformat.
  • Die ortsgebundene Anzeige 30 ist beispielsweise an einem dem Transportmittel 2 bzw. der Grundeinheit der Etikettiermaschine 100 zugeordneten Touchscreen 32 oder anderweitigen Bildschirm möglich, ebenso an einem der Etikettiermaschine 100 insgesamt (nicht dargestellt) oder dem ersten und/oder zweiten Etikettieraggregat 3, 4 zugeordneten Touchscreen 33, 34 oder anderweitigen Bildschirm.
  • Insbesondere über das maschinenübergreifende Überwachungssystem 200 ist zudem eine Anzeige auf mobilen Endgeräten 35 möglich, beispielsweise auf einem Smartphone oder einer Smartwatch. Prinzipiell wäre auch eine im obigen Sinne ortsgebundene Anzeige 30 auf mobilen Endgräten 35 durch deren Einbindung in die Etikettiermaschine 100 mittels lokal begrenzter Funkverbindung möglich.
  • Die von der Auswerteeinheit 17 wie beschrieben verarbeiteten Zustands- und/oder Prognosedaten können ständig aktualisiert und so flexibel an Apps, Smartwatches, Watchdog-Systeme oder dergleichen übertragen und dort ständig von Bedienern abgerufen werden. Ebenso können Warnmeldungen bei Unterschreiten einer bestimmten Vorratsreserve oder dergleichen auf Smarfiniatches oder Smartphones übertragen und von diesen automatisch ausgegeben werden.
  • In der Fig. 1 ist angedeutet, dass beispielsweise der erste Etikettenspeicher 6 eine Vielzahl von Etikettenrollen 5a - 5e aufnehmen kann, die für den Etikettennachschub automatisch und gegebenenfalls selektiv nachgelegt werden. Derartige Systeme, beispielsweise als Multireel-Systeme bezeichnet, sind üblicherweise durch Pufferstrecken für die abgespulten Etikettenbänder angeschlossen. Für eine Sortenwechsel können die Etiketten 5 der neuen Sorte dann bereits vorab durch solche Pufferstrecken gefahren werden, sodass die Etiketten 5 der neuen Sorte beim Sortenwechsel bereits am jeweiligen Etikettieraggregat 3, 4 anstehen.
  • Mit dem beschriebenen Überwachungssystem 11 kann beispielsweise wie folgt gearbeitet werden:
  • Bei Verarbeitung von Heißleim können der Füllzustand 14 (Leimfüllstand) im Leimtank 8a (ggf. Entnahmekammer) des Leimspeichers 8 mittels kapazitivem Füllstandsensor 25 und der Füllzustand 12 im zugehörigen Etikettenspeicher 6 (Etikettenfüllstand) mittels Ultraschallsensoren ermittelt werden. Daraus können die Restlaufzeiten 18, 19 für die noch vorhandenen Etiketten 5 und für den Leim 10 bei wenigstens einer vorausgesetzten Maschinenleistung 16 berechnet werden.
  • Mit einem kapazitiven Füllstandsensor 25 im jeweiligen Leimtank 8a (ggf. in dessen Entnahmekammer) kann die Füllhöhe des Leims 10 kontinuierlich gemessen / erfasst werden. Die Berechnung der zugehörigen Restlaufzeit 19 kann anhand des so erfassten Leim-Füllstands und vorzugsweise anhand einer durchschnittlichen Maschinenleistung 16 erfolgen. Prognostizierte Daten zu Füllzustand 14 und Restlaufzeit 19 werden beispielsweise auf einem Touchscreen der Etikettiermaschine 100 angezeigt. Zusätzlich ist eine aktualisierte Berechnung und Anzeige des spezifischen Leimverbrauchs 26 beispielsweise pro Etikett 5 und/oder Flächeneinheit möglich.
  • Ist der erste Etikettenspeicher 6 als eigenständiger Rollenwechsler (Multireel-System) mit mehreren Etikettenrollen 5a - 5e und einer Pufferstrecke zum Etikettieraggregat 3 ausgebildet, umfasst der Füllzustand 12 vorzugsweise sowohl die aktuell verwendete Etikettenrolle 5a, gegebenenfalls zum automatischen Nachschub bereitstehende Etikettenrollen 5b - 5e sowie die auf der Pufferstrecke vorhandenen Etiketten 5.
  • Die zugehörige Restlaufzeit 18 kann dann auch im Bereich des Multireel-Systems ausgegeben werden. Vorteilhaft ist jedoch eine Anzeige im Bereich des zugeordneten Etikettieraggregats 3 gemeinsam mit der dort für den zugeordneten Leim 10 ermittelten Restlaufzeit 19 oder an der Grundmaschine, also im Bereich des Transportmittels 2, dann vorzugsweise gemeinsam mit weiteren Restlaufzeiten 20, 21 insbesondere alle in diesem Sinne in der Etikettiermaschine 100 gerade verwendeten Verbrauchsmaterialien und Aggregate.
  • Zur Berechnung und Ausgabe der Restlaufzeiten 18 - 21 und/oder Füllzustände 12 - 15 können die dafür nötigen Daten beispielsweise über eine DMM-Schnittstelle mit einem maschinenübergreifenden Überwachungssystem 200 zur digitalen ortsunabhängigen Überwachung von Maschinenzuständen (Condition Monitoring Tool / Watchdog) ausgetauscht werden.
  • Der spezifische Leimverbrauch 26, 27 insbesondere pro Etikett 5 könnte auch infolge einer Übermittlung des Füllzustands 14, 15 (Leimfüllstands) mittels eines Algorithmus im digitalen Überwachungssystem 200 (Watchdog) berechnet werden. Hierfür könnten dort zusätzliche Daten eingegeben werden, beispielsweise die Fläche der Etiketten 5, das vertikale Querschnittsprofil des Leimspeichers 8, 9 und/oder die Dichte des Leims 10. In der Fig. 1 ist der eingesetzte Leimbehälter 9a beispielsweise mit einem sich im unteren Bereich verjüngenden Querschnittsprofil dargestellt, welches eine möglichst vollständige Entleerung begünstigt.
  • Alternativ oder ergänzend kann der spezifische Leimverbrauch 26, 27 aber ebenso in der jeweiligen Aggregatsteuerung, beispielsweise im ersten und/oder zweiten Etikettieraggregat 3, 4, in der (übergeordneten) Maschinensteuerung der Etikettiermaschine 100 oder in einer separaten Steuereinheit (vor Ort) berechnet werden.
  • Der spezifische Leimverbrauch 26, 27 kann dann anhand von konfigurierbaren Warnschwellen und Alarmschwellen im maschinenübergreifenden Überwachungssystem 200 (Watchdog) überwacht und an geeignete mobile Endgeräte 35 und/oder an wenigstens einen Touchscreen 32 - 34 der Etikettiermaschine 100 zur dortigen Anzeige übermittelt werden. Auch können auf entsprechende Weise Bedieneraufgaben und/oder Handlungsempfehlungen bei Erreichen von Schwellenwerten ausgegeben werden.
  • Bei Verarbeitung von Kaltleim kann der Füllzustand 15 (Leimfüllstand) im Leimbehälter 9a beispielsweise mittels Ultraschallsensor erfasst werden, der Füllzustand 13 (Etikettenfüllstand) mittels Laserdistanzsensoren. Die beschriebene Restlaufzeit 20, 21 für die Etiketten 5 und den Leim 10 erfolgt dann wieder für wenigstens eine zur weiteren Produktion vorausgesetzte Maschinenleistung 16. Der spezifische Leimverbrauch 27 kann wiederum pro Etikett 5 und/oder pro Flächeneinheit aktualisiert berechnet werden.
  • Beispielsweise erfasst ein Abstandssensor 22 (Laserdistanzsensor) dann die Dicke des Etikettenstapels 5f im aktuell zur Produktion verwendeten Vorratsbehälter 5g. Für jeden weiteren zum automatischen Nachschub von Etiketten 5 zusätzlich in den Etikettenspeicher 7 einsetzbaren Vorratsbehälter 5g ist dann vorzugsweise je ein weiterer Abstandssensor 22 (beispielsweise Laserdistanzsensor) vorhanden, um die Anzahl gefüllt bereitstehender Vorratsbehälter 5g zu bestimmen und bei der Ermittlung des Füllzustands 13 (Gesamtfüllstand) zu berücksichtigen.
  • Zur Erfassung des Füllzustands 15 (Leimmenge) und zur Bestimmung des spezifischen Leimverbrauchs 27 kann der Füllstand im Leimbehälter 9a (Leimeimer) von einem vertikal ausgerichteten Ultraschallsensor gemessen werden. Auf der Grundlage eines im Etikettieraggregat 4 hinterlegten Querschnittsprofils (Form) des Leimbehälters 9a kann der Füllzustand 15 im Sinne einer Leimmenge aus dem gemessenen Füllstand berechnet werden. Anhand der Anzahl produzierter Etiketten 5 und der dafür verbrauchten Leimmenge (Gewicht) kann der spezifische Leimverbrauch 27 beispielsweise pro Etikett 5 und normiert pro Flächeneinheit berechnet werden.
  • Angezeigt werden kann dann beispielsweise: der aktuelle Füllzustand 12, 13 (Etikettenfüllstand) beispielsweise als Relativwert (%) und/oder als Absolutwert (Stückzahl); eine Warnung bei zu geringem Füllstand; eine Fehlermeldung bei fehlerhafter Füllstandmessung; die aktuelle Dicke des Etikettenstapels 5f oder der aktuelle Durchmesser der Etikettenrolle 5a; die gemessene und/oder berechnete Etikettendicke; die Anzahl voller Vorratsbehälter 5g (Kassetten) oder Etikettenrollen 5b - 5e; Restanzahl der Etiketten 5 in aktuell verwendetem Vorratsbehälter 5g (Kassette) oder auf aktuelle verwendeter Etikettenrolle 5a; Restanzahl 23, 24 der Etiketten 5 gesamt; die zugrunde gelegte Maschinenleistung 16 (beispielsweise im Mittel über die letzte Produktionsstunde); und/oder die berechneten Prognosewerte 18a, 18b, 18c, 20a, 20b, 20c der Restlaufzeit 18, 20 bei maximaler, aktueller und mittlerer Maschinenleistung 16.
  • Angezeigt werden kann dann beispielsweise: der aktuelle Füllzustand 14, 15 (Leimmenge) beispielsweise als Relativwert (%) und/oder als Absolutwert (Volumen und/oder Gewicht); das aktuelle Leimgewicht im Leimbehälter 9a; das aktuelle Leimvolumen im Leimtank 8a oder Leimbehälter 9a; der aktuelle Füllstand (Leimhöhe) im Leimtank 8a oder Leimbehälter 9a; der aktuelle spezifische Leimverbrauch 26, 27, beispielsweise flächenspezifisch, zeitspezifisch und/oder etikettenspezifisch (pro Etikett 5 bzw. pro Transferelement des Etikettieraggregats 4); gemessene mittlere Maschinenleistung der letzten Produktionsstunde; und/oder berechnete Prognosewerte 19a, 19b, 19c 21a, 21b, 21c der Restlaufzeit 19, 21 bei maximaler, aktueller und mittlerer Maschinenleistung 16.
  • Ferner ist eine Überblickdarstellung an einem zentralen Touchscreen 32 der Etikettiermaschine 100 denkbar mit den wichtigsten Angaben zu den Füllzuständen 12 - 15 und/oder den Restlaufzeiten 18 - 21, insbesondere für alle in der Etikettiermaschine 100 verwendete Verbrauchsmaterialien und für alle damit betriebenen Etikettieraggregate 3, 4.
  • Hierbei ist es besonders vorteilhaft darzustellen, welches Verbrauchsmaterial als nächstes durch Bedienereingriff nachgefüllt werden muss.
  • Die beschriebenen Messwerte und Prognosedaten können an eine Daten-Cloud übergeben und dort von mobilen Endgeräten 35 abgerufen und angezeigt werden.
  • Insbesondere im Zusammenhang mit einem maschinenübergreifenden Überwachungssystem 200 ist es möglich, Warnmeldungen und/oder Handlungsanweisungen für bestimmte Füllzustände 12 - 15 frei zu konfigurieren und bei Erreichen entsprechender Schwellenwerte automatisch auszugeben, beispielsweise das Erreichen von Mindestfüllzuständen und/oder die Aufforderung zum Nachlegen von Etiketten 5 innerhalb einer bestimmten Zeitspanne.
  • Insbesondere im Zusammenhang mit einem maschinenübergreifenden Überwachungssystem 200 ist es möglich, Fehlermeldungen und/oder Steuerungsaktionen frei vorab zu konfigurieren und bei Erreichen entsprechender Schwellenwerte oder Zustände automatisch auszugeben, beispielsweise das festgestellte Leerlaufen eines Leimbehälters 9a und/oder das benötigte Schlie-ßen einer Flaschensperre.
  • In entsprechender Weise kann für den spezifischen Leimverbrauch 26, 27 ein Gutfenster im Sinn eines Sollbereichs definiert und bei Verlassen des Gutfensters eine Warnmeldung und/ oder Fehlermeldung ausgegeben sowie eine Maschinenaktion ausgelöst werden.
  • Ferner kann die aktuelle Güte der Leimverbrauchsberechnung ermittelt und ausgegeben werden. Sind erst wenige Etiketten 5 verarbeitet worden, ist die Berechnung des spezifischen Leimverbrauchs 26, 27 noch relativ ungenau, zugehörige Warnmeldungen gegebenenfalls noch nicht auszugeben und/oder zugehörige Maschinenaktionen gegebenenfalls noch nicht auszulösen. Anzeigewerte können mit einem Hinweis auf geringe Güte versehen werden.
  • Die Berechnung und Überwachung des spezifischen Leimverbrauchs 26, 27 kann sowohl in der Etikettiermaschine 100 als auch im maschinenübergreifenden Überwachungssystem 200 (Cloud, Watchdog) erfolgen.
  • Ferner ist die Ausgabe von Information möglich, ob das jeweilige Verbrauchsmaterial (Etiketten 5, Leim 10) für die restliche geplante Produktion reicht, oder wie viel gegebenenfalls zusätzlich noch benötigt wird.
  • Um den aktuellen volumetrischen Füllzustand 15 in einem Leimbehälter 9a genau auf die beschriebene Weise zu ermitteln, wird die Formgebung der eingesetzten Leimbehälter 9a vorzugsweise in der Etikettiermaschine 100 bzw. im Etikettieraggregat 4 parametriert, beispielsweise der vertikale Verlauf des Innendurchmessers des jeweiligen Leimbehälters 9a. Hierfür können als Sortenparameter unterschiedliche Leimbehälter 9a definiert werden. Dadurch können beispielsweise Leimbehälter 9a unterschiedlicher Hersteller samt zugehörigem Querschnittsprofil durch Anwender angewählt und automatisch bei der beschriebenen Berechnung berücksichtigt werden.
  • Prinzipiell könnten bestimmten gemessenen Füllständen auch sortentypische Füllzustände 15 im Sinne von jeweiligen Restleimmengen auf der Grundlage sortentypisch ermittelter und abgespeicherter Erfahrungswerte zugeordnet werden, die zuvor in Testläufen und/oder Produktionsläufen mit dem aktuell zur Produktion eingesetzten Format des Leimbehälters 9a gewonnen wurden.
  • Zur Bestimmung der für die Berechnung verwendeten Etikettendicke kann die Auswerteeinheit 17 anfangs auf Sollwerte / Herstellerwerte oder dergleichen Default-Werte zurückgreifen. Im weiteren Produktionsbetrieb wird die tatsächliche Etikettendicke vorzugsweise aus dem Etikettenverbrauch und der Änderung gemessener Rollendurchmesser oder Stapeldicken berechnet.
  • Die voranstehende Beschreibung des Verfahrens und der Etikettiermaschine 100 beruht der Übersichtlichkeit halber auf zwei unterschiedlichen Etikettieraggregaten 3, 4. Es versteht sich, dass die Anzahl verwendeter Etikettieraggregate davon abweichen kann und/oder in der Regel Etikettieraggregate 3, 4 vom selben Typ in der Etikettiermaschine 100 angeordnet werden.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Produktionsüberwachung einer Etikettiermaschine (100), die ein Transportmittel (2) zur laufenden Bereitstellung von Behältern (1), wenigstens ein Etikettieraggregat (3, 4) zur Übergabe von Etiketten (5) an die Behälter und wenigstens einen Etikettenspeicher (6, 7) zur laufenden Bereitstellung der Etiketten zur Übergabe umfasst,
    wobei man den Füllzustand (12, 13) des Etikettenspeichers laufend misst und eine Maschinenleistung (16) des Transportmittels (2) und/oder des Etikettieraggregats (3, 4) laufend misst und auf dieser Grundlage wenigstens eine Restlaufzeit (18, 20) berechnet und ausgibt, die angibt, wie lange man mit dem Füllzustand bei einem angenommenen weiteren Verlauf (16a - 16c) der Maschinenleistung (16) noch etikettieren kann.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei man ferner den Füllzustand (14, 15) wenigstens eines Leimspeichers (8, 9) zur laufenden Bereitstellung von Leim (10) zur Befestigung der Etiketten (5) an den Behältern (1) laufend misst und wenigstens eine zugehörige Restlaufzeit (19, 21) berechnet und ausgibt, die angibt, wie lange man mit dem Füllzustand (14, 15) des Leimspeichers (8, 9) bei einem angenommenen weiteren Verlauf (16a - 16c) der Maschinenleistung (16) noch etikettieren kann.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei man ferner berechnet und ausgibt, welcher der Etikettenspeicher (6, 7) und Leimspeicher (8, 9) die geringste Restlaufzeit (18 - 21) aufweist und/oder zuerst nachgefüllt werden muss.
  4. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei man ferner eine insbesondere sortentypisch noch zu etikettierende Restmenge (28) an Behältern (1) laufend ermittelt und auf dieser Grundlage eine Vorratsprognose (29) berechnet und ausgibt, die angibt, ob der Füllzustand (12 - 15) zur Etikettierung der Restmenge (28) ausreicht.
  5. Verfahren nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei die Ausgabe wenigstens der Restlaufzeit (18 - 21) durch deren ortsgebundene Anzeige (30) an der Etikettiermaschine (100) und/oder durch Datenübertragung (31) an ein maschinenübergreifendes Überwachungssystem (200) zur digitalen ortsunabhängigen Überwachung von Maschinenzuständen erfolgt, insbesondere einschließlich Datenübertragung und Anzeige an mobilen Endgeräten (35).
  6. Verfahren nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei man zur Ermittlung des Füllzustands (12, 13) des Etikettenspeichers (6, 7) die Dicke eines Etikettenstapels (5f) in einem zur Etikettenentnahme aktuell verwendeten Vorratsbehälter (5g) oder den Radius / Durchmesser einer zur Etikettenentnahme aktuell verwendeten Etikettenrolle (5a) laufend berührungslos mittels Abstandssensor (22) misst.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei eine Dicke der Etiketten (5) anhand einer über einen Produktionszeitraum gemessenen Abnahme der Dicke des Etikettenstapels (5f) bzw. des Radius der Etikettenrolle (5a) und der währenddessen verarbeiteten Anzahl von Etiketten (5) berechnet wird.
  8. Verfahren nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei man wenigstens die Restlaufzeiten (18 - 21) für sämtliche an der Etikettiermaschine (100) laufenden Etikettieraggregate (3, 4) auf einem dem Transportmittel (2) zugeordneten zentralen Touchscreen (32) oder anderweitigen zentral zugeordneten Bildschirm anzeigt.
  9. Etikettiermaschine (100) zur Etikettierung von Behältern (1), umfassend: ein Transportmittel (2) zur laufenden Bereitstellung der Behälter; wenigstens ein Etikettieraggregat (3, 4) zum Anbringen von Etiketten (5) an den Behältern; und wenigstens einen Etikettenspeicher (6, 7) zur laufenden Bereitstellung der Etiketten für deren Anbringen; und ein Überwachungssystem (11) zur Produktionsüberwachung der Etikettiermaschine insbesondere gemäß dem Verfahren nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei das Überwachungssystem zur laufenden Messung des Füllzustands (12, 13) des Etikettenspeichers und zur laufenden Messung der Maschinenleistung (16) des Transportmittels und/oder des Etikettieraggregats ausgebildet sowie zur darauf basierenden Berechnung und Ausgabe wenigstens einer zugeordneten Restlaufzeit (18, 20) programmiert ist, um anzugeben, wie lange man mit dem Füllzustand (12, 13) bei einem angenommenen weiteren Verlauf (16a - 16c) der Maschinenleistung noch etikettieren kann.
  10. Etikettiermaschine nach Anspruch 9, ferner umfassend wenigstens einen Leimspeicher (8, 9) zur laufenden Bereitstellung von Leim (10) zur Befestigung der Etiketten (5) an den Behältern (1), wobei das Überwachungssystem (11) ferner zur laufenden Messung eines Füllzustands (14, 15) des Leimspeichers ausgebildet sowie zur darauf basierenden Berechnung und Ausgabe wenigstens einer zugeordneten Restlaufzeit (19, 21) programmiert ist, um anzugeben, wie lange man mit dem Füllzustand (14, 15) bei einem angenommenen weiteren Verlauf (16a - 16c) der Maschinenleistung noch etikettieren kann.
  11. Etikettiermaschine nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Überwachungssystem (11) ferner zur Ermittlung einer insbesondere sortentypisch noch zu etikettierende Restmenge (28) an Behältern (1) ausgebildet sowie dazu programmiert ist, auf dieser Grundlage eine Vorratsprognose (29) zu berechnen und auszugeben, die angibt, ob der Füllzustand (12 - 15) zur Etikettierung der Restmenge (28) ausreicht.
  12. Etikettiermaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Etikettiermaschine (100) wenigstens einen Touchscreen (32 - 34) zur ortsgebundenen Anzeige (30) wenigstens der Restlaufzeit (18 - 21) umfasst und/oder das Überwachungssystem (11) zur Datenübertragung (31) wenigstens der Restlaufzeit (18 - 21) an ein maschinenübergreifendes Überwachungssystem (200) zur digitalen ortsunabhängigen Überwachung von Maschinenzuständen ausgebildet ist.
  13. Etikettiermaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei das Etikettieraggregat (3, 4) wenigstens einen berührungslos mittels Ultraschall oder Laserlicht arbeitenden Abstandssensor (22) umfasst zur: Messung die Dicke eines Etikettenstapels (5f) in einem zur Etikettenentnahme aktuell verwendeten Vorratsbehälter (5g) und insbesondere zur Ermittlung der Anzahl zum automatischen Nachschub eingelegter voller Vorratsbehälter (5g); und/oder zur Messung des Radius / Durchmessers einer zur Etikettenentnahme aktuell verwendeten Etikettenrolle (5a) und insbesondere zur Ermittlung der Anzahl zum automatischen Nachschub eingelegter voller Etikettenrollen (5b - 5e).
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