KR20220054685A

KR20220054685A - 소비자 물품을 제조하거나 포장하기 위한 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법

Info

Publication number: KR20220054685A
Application number: KR1020227011855A
Authority: KR
Inventors: 에스포스티 마테오 데글리; 루카 카르보니; 마우리지오 자노티
Original assignee: 지.디 쏘씨에타'퍼 아지오니
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2020-09-10
Publication date: 2022-05-03
Also published as: US20220380144A1; EP4028342A1; IT201900015950A1; WO2021048780A8; JP2022552611A; CN114667261A; CN114667261B; EP4028342B1; WO2021048780A1

Abstract

소비자 물품(3)를 제조하기 위한 자동 기계(1)의 적어도 하나의 가동 조작 부재(5, 7)를 설정하는 방법이 개시되어 있으며, 상기 방법은 상기 가동 조작 부재(5, 7)의 제1 운동 프로파일(FP)을 정의하고 상기 제1 운동 프로파일(FP)로 상기 가동 조작 부재(5, 7)를 이동시키는 전동 액추에이터 시스템의 상응하는 제2 운동 프로파일을 정의하는 단계들(16, 17)을 포함한다. 상기 방법은, 상기 가동 조작 부재(5, 7)에 의해 야기된 소비자 물품(3)의 가공에서 고려될 수 있는 결함을 결정하고, 인터페이스 장치(15)를 사용하여 그리고 상기 고려될 수 있는 결함에 기초하여 상기 제1 운동 프로파일(FP)을 수정하여, 상기 가동 조작 부재(5, 7)의 제1 변경된 프로파일(MFP)을 획득하며 그리고 상기 전동 액추에이터 시스템(8, 9)에 명령이 내려질 상응하는 제2 변경된 프로파일(MSP)을 획득하도록 제어 유닛(14)을 통해 상기 제1 변경된 프로파일(MFP)의 역-운동학을 계산하는 추가 단계들(18, 19, 20)을 요구한다.

Description

소비자 물품을 제조하거나 포장하기 위한 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법

관련 출원에 대한 상호 참조

본 특허출원은 2019년 9월 10일자 출원된 이탈리아 특허출원 제102019000015950호에 기초하여 우선권을 주장한 것이며, 상기 이탈리아 특허출원의 전체 개시내용은 인용에 의해 본 특허출원에 보완된다.

기술분야

본 발명은 소비자 물품을 제조하거나 포장하기 위한 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 적용 분야는 담배갑(cigarette pack)을 제조하는 자동 포장 기계 및 그의 제어 방법이며 그에 국한되지 않는 것이 유리하며, 이에 대해 결과적으로 일반성을 잃지 않고 이하의 개시내용이 명시적으로 참조될 것이다.

자동 포장 기계는 소비자 물품(예를 들어, 담배갑, 식료품, 위생 흡수성 물품 등)에 작용하여 소비자 물품의 형상, 구조 또는 위치를 수정하도록 하는 복수 개의 가동 조작 부재를 포함한다. 상기 가동 조작 부재는 일반적으로 소비자 물품를 처리하는 데 적합하고 대부분의 경우 전기 모터 또는 공기압 실린더pneumatic cylinder)에 의해 작동되는 다양한 모양과 크기의 기계 부품이다.

상기 자동 포장 기계의 초기 시동시, 상기 기계 부품의 일반 공차(normal tolerance) 및 서로 다른 조립 방법으로 인해, 높은 가공 정밀도를 달성하기 위해 가동 조작 부재의 설정을 수행해야 하는 경우가 많다. 다시 말하면, 상기 자동 포장 기계의 적절한 기능에 필요한 교정(calibration), filing(파일링), 시망(shimming) 또는 동기화(syncronization) 작업을 수행하는 데 필요하다. 이러한 설정이 없으면, 제품은 대부분의 경우 원하는 정밀도 사양을 충족하지 못하게 되는데, 그 이유는 상기 가동 조작 부재의 운동 프로파일(motion profile)이 상기 자동 포장 기계의 설계 단계에서 개발된 프로파일에 정확하게 일치하지 않게 되므로 제품이 클라이언트와 합의한 품질 사양을 충족시키지 못하게 되기 때문이다.

이러한 작업들은 현재 현장에서 기술자에 의해 직접 수행된다. 이러한 기술자는 가동 조작 부재(또는 상기 자동 포장 기계의 최후 링크)가 원하는 정밀도로 필요한 처리를 수행할 수 있게 하도록 심(shim)을 삽입하고 그리고/또는 (파일링, 밀링(miling), 절삭(cutting)을 통해 부품을 수정한다.

이러한 작업들의 불량한 반복성(각각의 자동 포장 기계가 사용 가능한 부품의 조립 및/또는 구조 결함에 따라 그때그때 수정됨)은 동일해야 하는 자동 포장 기계 또는 자동 포장 기계 부품 간에 무궁무진한 다양성을 이끌어낸다.

더욱이, 기술자가 조치하는 기계 부품은 일반적으로 (특히 운동형상학적 섹션을 지니는) 기계 부품인데, 그 이유는 자동 포장 기계에 속하는 여러 모터의 주요 조정 형태가 최근까지는 순전히 기계식이었기 때문이다.

마지막으로, 또한 가공된 부품의 기계적 특성으로 인해, 이러한 설정 작업은 거의 기록 및/또는 공유되어 있지 않아서, 후속 오작동 문제를 해결할 경우 그리고 그러한 자동 포장 기계를 취득한 클라이언트에게 판매 후 지원(after-sale support을 제공할 때 상당량의 시간을 낭비하게 된다.

문헌 JP H1179117에는 푸셔(pusher)를 전방으로 이동시키기 위한 구동원 및 공급면(supply surface)을 따라 절단된 포장 시트를 이송시키기 위한 구동원이 별도로 제어되는 방법에 의해 다양한 크기로 포장 재료를 수용하게 하는 동안 포장될 재료의 손상을 방지하기 위한 기계가 기재되어 있다.

본 발명의 목적은 위에서 언급한 결점에서 적어도 부분적으로 면제됨과 동시에 수행하기에 경제적이고 용이한, 소비자 물픔을 제조 또는 포장하기 위한 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면,

첨부된 청구범위에 청구된 바와 같은, 소비자 물품을 제조 또는 포장하기 위한 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법이 제공된다. 위에서 언급한 방법을 구현하도록 구성된 기계도 제공된다.

청구범위에는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 기재되어 있으며 본 설명에 불가결한 부분이 구성되어 있다.

지금부터 본 발명이 비-제한적인 실시 예들을 보여주는 첨부도면들을 참조하여 설명될 것이다.

도 1은 (담배)갑을 제조하기 위한 자동 포장 기계의 사시도 및 개략도이다.
도 2는 2개의 가동 조작 부재가 제1 구성으로 나타나 있는 도 1에 도시된 자동 포장 기계의 개략적인 부분 측면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 부품을 제2 구성으로 보여주는 개략적인 측면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 자동 포장 기계 부품의 구조 및 연결을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 방법의 일반적인 단계들 및 이들이 어떻게 서로 관련될 수 있는지에 관련된 가능한 흐름도를 보여준다.
도 6은 도 2 및 도 3에 도시된 부품에 관련된 자동 포장 기계 인터페이스의 가능한 스크린을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 1은 담배 산업의 물품을 제조하기 위한 자동 기계(1), 구체적으로는 담배갑에 투명 오버랩(transparent overwrap)을 적용하기 위한 자동 포장 기계(1)를 보여준다.

상기 자동 포장 기계(1)는, (도 1에 도시된 비-제한적인 실시 예에서 담배갑(3)인 소비자 물품을 제조 및/또는 포장하기 위한 작업들을 수행하는, (예를 들어, 그리퍼(gripper), 드럼(drum), 푸셔(pusher) 등과 같은) 복수 개의 가동 조작 부재들이 탑재되어 있는 프레임(2)을 포함한다.

특히, 상기 자동 포장 기계(1)는 각각의 가동 조작 부재가 해당 전기 모터에 의해(또는 임의의 종류의 작동 장치에 의해) 이동되는 복수 개의 가동 조작 부재들이 구비된 래핑 유닛(wrapping unit; 4)을 포함한다.

도 2 및 도 3에 도시된 비-제한적인 실시 예에서, 상기 래핑 유닛(4)은 2개의 가동 조작 부재, 다시 말하면 중심 회전축(RA) 주위에 회전 가능한 방식으로 장착되고 담배갑(3)을 수용하도록 구성된 챔버(6)들이 구비된 가동 휠(5); 및 상기 가동 휠(5)의 챔버(6)들 내로 담배갑(3)을 밀어넣도록 구성된 푸셔(7); 를 포함한다. 상기 가동 휠(5)과 상기 푸셔(7)가 상기 담배갑(3)에 대한 가공 조치(운동)의 수행시 결과적으로는 가동 조작 부재이다.

도 2 및 도 3에 도시된 비-제한적인 실시 예에서, 상기 자동 포장 기계(1)의 래핑 유닛(4)은 또한 2개의 전동 액추에이터 시스템(8, 9)을 포함한다. 특히, 상기 2개의 전동 액추에이터 시스템(8, 9)은 2개의 전기 모터(M)이다. 상기 전동 액추에이터 시스템(8)은 상기 회전 축(RA) 주위에 상기 휠(5)이 회전하도록 상기 휠(5)에 결합되어 있고 (도시되지 않은 감속기의 삽입을 통해) 상기 휠(5)을 회전시키도록 상기 전동 액추에이터 시스템(8)을 제어하는 (공지되어 있어서 도시되지 않은) 정지 전력 변환기에 연결되어 있다. 상기 전동 액추에이터 시스템(9)은 상기 푸셔(7)를 방향 D를 따라 그리고 사전에 정의된 스트로크 S(도 2 및 도 3) 만큼 선형 방식으로 이동시키도록 상기 푸셔(7)에 결합되어 있고 상기 전동 액추에이터 시스템(9)을 제어하는 (공지되어 있어 도시되지 않은) 추가의 정지 전력 변환기에 연결되어 있다. 특히, 상기 전동 액추에이터 시스템(8, 9)은 운동 전달 시스템(12)(예를 들어, 푸셔(7)의 경우에서와같이, 나사에 연결된 감속기(13) 또는 원형 운동을 선형 운동으로 변환하는 관절형 사변형 연결부(articulated quadrilateral linkage), 또는 휠(5)의 경우와 같이 감속기, 예를 들어 휠(5)이 상기 전기 모터(M)와 정확히 동일한 속도에서 움직이는 것을 해제하는 유성 기어(planetary gear)의 삽입을 통해 상기 가동 조작 부재, 다시 말하면 상기 휠(5) 및 상기 푸셔(7)에 연결되어 있다.

도시되지 않은 다른 비-제한적인 경우에, 상기 운동 전달 시스템(12)은 운동을 상기 전동 액추에이터 시스템(8, 9)으로부터 해당 가동 조작 부재(도 2 및 도 3에 도시된 실시 예들에서: 상기 휠(5) 및 상기 푸셔(7)), 예를 들어 기계식 캠, 랙(rack), 크랭크 메커니즘, 운동형상학적 체인, 병렬 연결부… 로 전달할 수 있는 임의의 장치이다.

비-제한적인 바람직한 실시 예에 의하면, 상기 전동 액추에이터 시스템(8, 9)은 브러시리스(brushless)이다. 특히, 상기 정지 전력 변환기는 원하는 방법에 따라 대응하는 전동 액추에이터 시스템(8, 9)에 공급될 전류의 양을 제어함으로써 상기 전기 모터(M)를 제어하는 드라이브(drive)이다.

상기 자동 포장 기계(1)는 제어 유닛(14)(도 1)을 더 포함하고, 상기 제어 유닛(14)는 상기 전동 액추에이터 시스템(8, 9)을 제어하도록 구성된다.

상기 자동 포장 기계(1)는 오퍼레이터(O)가 가동 조작 부재(예를 들어, 상기 휠(5) 및 상기 푸셔(7))의 운동을 변경할 수 있게 하도록 구성된 인터페이스 장치(15)(도 1에 도시됨)를 포함하는 것이 유리다. 특히, 상기 인터페이스 장치(15)는 스크린(10)을 포함하며; 더 정확하게는 상기 스크린(10)은 터치스크린이다.

도 2에 도시된 비-제한적인 경우에, 상기 푸셔(7)의 스트로크(S)는 담배갑(3)을 상기 챔버(6) 내부에 완벽하게 삽입하기에 충분하지 않다(도 2에서 상기 스트로크(S)는 예시의 목적을 위해 큰 차이로 불충분한데, 여기서 유념할 점은 그러한 부족이 10분의 1밀리미터 정도일 수 있다.) 사용시, 이러한 상황은 상기 휠(5)의 회전 동안 담배갑(3)의 가능한 손실 및/또는 담배갑(3) 자체의 가능한 손상을 수반한다. 제한된 스트로크(S)는 래핑 유닛(4)의 부품들 중 하나(상기 푸셔(7), 상기 휠(5), 상기 모터(M), 상기 푸셔의 로드(rod) 또는 피스톤 등)의 잘못된 조립, 또는 그러한 상기 부품들의 잘못된 가공과 같은 여러 요인에 기인한 것일 수 있다. 이 경우에, 상기 오퍼레이터(O)는, 상기 푸셔(7)의 설정 속도를 높이기 위해, 담배갑(3)을 상기 포킷(챔버) 내로 완벽하게 반송(搬送)하기 위해 심을 삽입(고정 및/또는 용접)하는 대신에 그리고 상기 푸셔(7)의 운동 법칙을 변경하기 위해 설계자를 호출하는 대신에, 상기 푸셔(7)를 이동시키는 전기 모터(M)의 운동 프로파일을 수정하기 위해 상기 인터페이스 장치(15)와 상호작용한다. 이러한 방식으로, 일단 운동 프로파일이 상기 인터페이스 장치(15)에 의해 수정되면, 상기 스트로크(S)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 포킷(챔버)(6) 내로의 담배갑(3)의 완전한 진입을 허용하게 한다. 특히, 오퍼레이터(O)는, 상기 운동 전달 시스템(12)에 관계없이 상기 푸셔(7)의 스트로크(S)를 증가시키기를 원하는 만큼 진입시킴으로써 상기 전동 액추에이터 시스템(9)의 전기 모터(M)의 운동 프로파일을 수정하게 된다.

분명히, 이러한 설명은 (상기 액추에이터 시스템의 레벨에서가 아니라 상기 가동 조작 부재의 레벨에서 조작하는) 상기 인터페이스 장치(15)를 사용하여 오퍼레이터(O)에 의해 가동 조작 부재의 움직임이 수정되는 인용된 경우와 다른 경우에도 적용된다. 예를 들어, 다른 경우들은 상기 챔버(6) 내부에서 담배갑(3)을 압축하는 과도한 스트로크(S), 상기 휠의 부정확한 회전 등일 수 있을 것이다.

도 4에 도시된 비-제한적인 실시 예에 의하면, 상기 제어 유닛(14)은 오퍼레이터(O)가 상기 제어 유닛(14)과 상호작용할 수 있게 하도록 상기 인터페이스 장치(15)에 연결된다. 특히, 상기 제어 유닛(14)은 상기 자동 포장 기계(1)의 가동 조작 부재가 사용 중일 때 수행하게 되는 운동 프로파일이 저장되는 메모리(11)를 포함한다(또는 상기 메모리(11)에 연결된다).

유리하게는, 그러나 반드시 그러하지는 않지만, 상기 자동 포장 기계(1)는 계산 유닛(26)을 포함하며, 상기 계산 유닛(26)은 상기 제어 유닛(14)에 연결되고 상기 인터페이스 장치(15)를 사용하여 오퍼레이터(O)에 의해 제공되는 변경들에 기초하여 변경된 운동 프로파일을 계산하도록 구성된다. 특히, 이때, 그러한 변경된 프로파일로 상기 제어 유닛(14)에 의해 상기 자동 포장 기계의 전기 모터(M)에 명령이 내려지게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 방법의 비-제한적인 실시 예를 나타내는 흐름도이다.

도 5에 표시된 흐름도에서, 타원형 블록이 흐름도의 시작 또는 끝을 나타내고, 직사각형 블록이 일반 명령어를 나타내며 그리고 분기점에 배치된 마름모꼴 블록이 흐름이 취해지게 되는 방향을 결정하는 논리 조건을 포함하는 결정 블록인 규칙이 사용되었다. 특히, 결정 블록에서, 흐름도의 흐름은 논리 조건이 충족되면 확인 표시 기호 "

"로 표시된 방향으로 분기되고, 그러하지 않고 이러한 조건이 충족되지 않으면 상기 흐름도의 흐름이 "X" 기호로 표시된 방향으로 분기된다.

상기 방법은 가동 조작 부재(예를 들어 푸셔(7))의 운동 프로파일(FP)(도 6에 도시됨)을 정의하는 단계(16)를 포함하며, 이를 사용하여 물품(다시 말하면, 담배갑(3)에 대한 적어도 하나의 가공 조치가 수행된다. 특히, 단계 16은 상기 자동 포장 기계(1)의 설계시 수행되고 최후 링크(다시 말하면, 이동하고자 하는 가동 조작 부재) 상에 구현된 프로파일(FP)의 계산을 위한 사양을 정의한다.

원하는 운동 프로파일을 사용하여 상기 푸셔를 이동시키기 위해, 상기 방법은 상기 운동 프로파일(FP)에 상응하는 전동 액추에이터 시스템(9)의 운동 프로파일(SP)을 정의하는 후속 단계(17)를 포함한다. 특히, 상기 전동 액추에이터 시스템(9)은, 상기 전동 전달 시스템(12)을 통해 상기 가동 조작 부재(다시 말하면, 상기 푸셔(7))에 기계적으로 연결되어 상기 운동 프로파일(FP)을 사용하여 상기 가동 조작 부재를 이동시킨다. 다시 말하면, 단계 17 동안, 상기 운동 프로파일(SP)은 상기 전동 액추에이터 시스템(9), 다시 말하면 전기 모터(M)가 상기 운동 프로파일(FP)을 사용하여 상기 푸셔(7)(다시 말하면, 이러한 비-제한적인 경우에, 상기 가동 조작 부재, 즉 운동형상학적 체인의 최후 링크)를 이동하게 하기 위해 따라야 하는 것으로 정의된다.

도 6에 도시된 비-제한적인 예에 의하면, 상기 운동 프로파일(FP)은 기준(가로축)에 대해 도 2에 도시된 스트로크(S)를 따른 상기 푸셔(7)의 위치 변화(세로축)에 상응하고, 상기 운동 프로파일(SP)은 상기 운동 프로파일(FP)을 사용하여 상기 푸셔를 이동시키기 위해 상기 전동 액추에이터 시스템(9)의 전기 모터(M)가 수행해야 하는 위치의 변화에 상응한다.

도 6에 도시된 예와 같은 비-제한적인 예에 의하면, 상기 운동 프로파일(FP)은 도 2에 도시된 래핑 유닛의 상기 푸셔(7)의 이동을 묘사한다. 특히, 이러한 프로파일은 전진의 초기 단계, 일정한 위치를 지니는 중앙 단계, 후퇴의 최종 단계를 요구한다.

상기 방법은 상기 가동 조작 부재(예를 들어, 상기 푸셔(7))에 의해 야기되는 물품(담배갑(3))의 가공에서 고려될 수 있는 결함을 결정하는 단계 18을 또한 포함하는 것이 유리하다. 다시 말하면, 이러한 단계 동안, 상기 가동 조작 부재의 올바른 기능이 확인된다. 이러한 단계 동안 어떠한 결함도 발견되지 않는 경우에, 상기 방법은 담배갑(3)의 제조가 원활하게 진행되는 단계 30에서 종료된다.

유리하게는, 단계 18 동안에 물품의 가공에서 결함이 결정되는 경우에, 상기 방법은 상기 가동 조작 부재(다시 말하면 상기 푸셔(7))의 변경된 프로파일(MFP)(도 6)을 획득하도록 상기 자동 포장 기계(1)의 인터페이스 장치(15)를 사용하여 그리고 담배갑(3)의 가공에서 고려될 수 있는 결함에 기초하여 상기 운동 프로파일(FP)을 수정하는 후속 단계 19를 포함한다. 이러한 방식으로, 상기 가동 조작 부재의 운동 프로파일에 초점을 맞추는 것이 가능하여, 결과적으로는 태스크(task)가 상기 운동 전달 시스템(12)의 메커니즘으로부터 해제되게 한다.

도 5에 도시된 비-제한적인 실시 예에 의하면, 상기 방법은 상기 제어 유닛(14)을 사용하여 상기 전동 액추에이터 시스템(9)에 명령이 내려질 상응하는 변경된 프로파일(MSP)을 획득하도록 상기 가동 조작 부재(예를 들어, 상기 푸셔(7))의 변경된 프로파일(MFP)의 역-운동학(reverse kinematics)을 계산하는 단계 20을 포함한다. 특히, 상기 운동 전달 시스템(12)(예컨대, 감속기(13))의 삽입을 계산하는 동안 역-운동학이 평가된다. 이러한 방식으로, (예를 들어, 도 2에 도시된 경우에서와 같이, 상기 푸셔(7)의 스트로크를 증가시킴으로써) 상기 푸셔(7)의 운동 프로파일(FP)의 수정을 수행하는 오퍼레이터는 실제로 (사용시, 상기 푸셔(7)를 능동적으로 이동시키는) 상기 전동 액추에이터 시스템(9)의 운동 프로파일(SP)의 수정을 수행한다.

유리하게는, 그러나 반드시 그러한 것은 아니지만, 상기 방법은 상응하는 변경된 프로파일(MSP)을 수행하도록 상기 전동 액추에이터 시스템(9)을 제어하기 위해 제어를 변경하는 후속 단계(21)를 포함한다. 이러한 방식으로, 상기 전동 액추에이터 시스템(9)은 원하는 정확한 변경된 프로파일(MFP)을 사용하여 상기 운동 전달 시스템(12)의 삽입을 통해 상기 푸셔(7)를 이동시킨다.

유리하게는, 그러나 반드시 그러한 것은 아니지만, 고려될 수 있는 결함을 결정하는 단계 18 및/또는 그러한 결함을 수정하는 단계는 상기 자동 포장 기계(1)의 인터페이스 장치(15)를 사용하는, 상기 자동 포장 기계(1)의 오퍼레이터(O)에 의해 수행된다. 이러한 방식으로, 가동 조작 부재의 설정은 상기 오퍼레이터가 상기 자동 포장 기계(1)의 구성요소들을 기계적으로 가공하거나 설계자, 특히 계산부의 설계자에게 문제를 제출하여야 하는 선행기술의 시나리오에 비해 훨씬 더 빠르다.

유리하게는, 그러나 반드시 그러한 것은 아니지만, 고려될 수 있는 결함을 결정하는 단계 18은 상기 운동 프로파일(FP)을 수정하는 단계 19 다음에(더 정확하게는 상기 전동 액추에이터 시스템(9)의 제어를 변경하는 단계 21 다음에) 반복된다. 특히, 일단 상기 운동 프로파일(FP)을 수정하는 단계 19가 수행되면, 분석 단계 27이 수행되고, 이어서 상기 가동 조작 부재에 의해(예를 들어, 상기 푸셔(7)에 의해) 수행된 상기 운동 프로파일(MFP)이 만족스러운 경우(도 3에 도시된 바와 같이 챔버(6) 내에 전체적으로 담배갑(3)을 동반하는 경우, (담배갑(3)의 제조가 진행되는) 단계 30으로 진행하는 반면에, 상기 운동 프로파일(MFP)이 만족스럽지 않은 경우(상기 푸셔(7)가 상기 담배갑(3)을 상기 챔버(6) 내로 정확한 방식으로 밀어넣지 않으면, 설정되는 가동 조작 부재에 의해 원하는 성능이 달성될 때까지 단계들 18, 19 및 27이 반복적으로 되풀이된다.

유리하게는, 그러나 반드시 그러한 것은 아니지만, 상기 운동 프로파일(FP) 및 상응하는 운동 프로파일(SP)은 적어도 하나의 작업 단계(WP)(상기 가동 조작 부재가 실행 중임) 및 적어도 하나의 회복 단계(RP)(상기 가동 조작 부재가 정지됨) - 이러한 동안 제어를 변경하는 단계 21이 이루어짐 - 를 포함한다. 이러한 방식으로, 상기 운동 프로파일(FP)을 상기 운동 프로파일(MFP)로 변경하는 제어의 수정은 상기 전동 액추에이터 시스템(9)(다시 말하면, 상기 전기 모터(M))의 이동을 방해하는 것을 회피한다.

유리하게는, 그러나 반드시 그러한 것은 아니지만, 상기 방법은 상기 운동 프로파일(FP)의 하나 이상의 노트(knot)들(K)을 식별하는 단계 22를 포함한다. 이러한 노트들 중 적어도 일부는 상기 인터페이스 장치(15)에 의해, 더 정확하게는 상기 오퍼레이터(O)에 의해 변경될 수 있다.

특히, 상기 운동 프로파일(FP)을 수정하는 단계 19는 상기 노트들(K)에서 상기 가동 조작 부재의 위치 값을 변경함으로써 수행된다.

도 6에 도시된 실시 예와 같은 비-제한적인 실시 예에 의하면, 상기 운동 프로파일(FP)은 적어도 하나의 선형 함수 세그먼트(LF)를 포함한다.

대안으로 또는 추가로, 상기 운동 프로파일(FP)은 적어도 하나의 다항식 함수 세그먼트(PF)(예를 들어, 5차 이상의 차수의 다항식, 3차 이상의 차수의 B-Spline, …)를 포함한다. 특히, 상기 노트들(K)은 이러한 함수 세그먼트들(LF 및 PF)의 변곡점들 또는 연결점들이다.

유리하게는, 그러나 반드시 그러한 것은 아니지만, 상기 방법은 각각의 노트(K)의 변경을 제한하기 위해 공차 구간(tolerance interval; I)을 정의하는 단계 23을 포함한다.

도 6에 도시된 실시 예와 같은 비-제한적인 실시 예에 의하면, 상기 공차 구간(I)은 선형이고 세로축(최후 링크 조작 부재)에서의 상한(UL) 및 하한(LL)을 포함한다. 상기 공차 구간(I)(결과적으로는 한도들(UL, LL))은 상기 자동 포장 기계(1) 및/또는 상기 오퍼레이터(O)에 대한 기계적 충돌 또는 위험을 회피하기 위해 시스템에 의해 지시된 경계 조건을 존중하도록 선택된다.

도시되지 않은 다른 비-제한적인 실시 예들에 의하면, 허용 구간(I)은 선형이고 가로축(기준)에서의 상한(UL) 및 하한(LL)을 포함한다. 상기 허용 구간(I)(결과적으로는 한도들(UL, LL)은 상기 자동 포장 기계(1) 및/또는 오퍼레이터(O)에 대한 기계적 충돌 또는 위험을 회피하기 위해 시스템에 의해 지시된 경계 조건을 존중하도록 선택된다.

도시되지 않은 추가의 비-제한적인 실시 예들에 의하면, 허용 구간(I)은 중심이 노트(K)인 원형 형상을 지닌다.

유리하게는, 그러나 반드시 그러한 것은 아니지만, 역-운동학이 계산되는 단계 20 전에, 상기 제어 유닛(14)은 (도 6에 도시된 단계 24에서) 상기 가동 조작 부재의 운동 프로파일(FP)의 모든 노트(K)들이 각각 상응하는 공차 구간(I) 내에 있음을 확인한다. 노트(K)들이 상기 공차 구간(I) 밖에 있는 경우에는, 상기 공차 구간(I)에 포함된 값의 삽입을 가능하게 하기 위해 단계 24로부터 단계 19로 다시 이동하게 된다.

유리하게는, 그러나 반드시 그러한 것은 아니지만, 상기 방법은 상기 운동 프로파일(FP)을 수정하는 단계 19에 관한 복수 개의 데이터 항목들(예를 들어, 변경된 변수들 및 변경 정도)을 수집하는 단계 25를 포함한다. 특히, 복수 개의 데이터 항목들은 상기 자동 포장 기계(1)를 설계하는 단계에서 상기 운동 프로파일(FP)의 수정을 수행하고 그리고/또는 고려될 수 있는 계산 오류를 이해하는 데 사용된다. 이러한 방식으로, 기계적 부품의 획득으로 인한 고려될 수 있는 오차 또는 상기 운동 프로파일(FP)의 설계 또는 계산에 연관된 오차를 식별하는 것이 가능하다.

일부 유리한 비-제한적인 시나리오들에서, 수집된 복수 개의 데이터 항목들은 인공 지능 시스템의 트레이닝(training)에 사용된다. 특히, 수집된 복수 개의 데이터 항목들은 유사한 부품을 사용한 복수 개의 자동 포장 기계(1)들의 유사한 수정의 경우, 설계 단계에서 즉시 구현될 고려될 수 있는 개선을 식별하기 위해 결정 트리 알고리즘(decision tree algorithm)에 의해 분석된다.

일부 비-제한적인 실시 예들에 의하면, 제어를 변경하는 단계 21은 상기 자동 포장 기계(1)가 정지되어 있는 동안 이루어진다. 이러한 방식으로, 각각의 변경 후에 동일한 효과를 제어하는 오퍼레이터(O)에 대해 더 큰 안전을 보장하는 것이 가능하다.

추가의 비-제한적인 실시 예들에 의하면, 상기 제어를 변경하는 단계 21은 상기 자동 포장 기계(1)가 작동하는 동안 이루어진다. 이러한 방식으로, 상기 가동 조작 부재(예를 들어, 상기 푸셔(7))의 설정을 가속화하는 것이 가능하다.

유리하게는, 그러나 반드시 그러한 것은 아니지만, 상기 운동 프로파일(FP) 및 상기 운동 프로파일(SP)은 마스터 프로파일(MP)을 사용한 캠 관계를 지닌다. 상기 운동 프로파일들(FP, SP)이 순간마다 수정 가능한 관계로 기준 프로파일(마스터 프로파일(MP))에 연결된다는 것은 "캠 관계를 지닌다"라는 표현으로 이해될 수 있다. 다시 말하면, 이러한 문구는 예를 들어 마스터 프로파일(MP)의 각각의 위치에 대해 상기 가동 조작 부재(상기 푸셔(7))의 해당 위치(결과적으로는 간접적으로 상기 전동 액추에이터 시스템(9))의 해당 위치가 정의된다. 따라서, 상기 운동 프로파일(MP) 마스터는 노트들에 의해 상기 가동 조작 부재의 운동 프로파일(FP)에 관련된다. 이러한 관련은 상기 자동 포장 기계의 모든 가동 조작 부재를 동기화 상태로 유지하는 데 유용하며, 이는 상기 마스터 축에 직·간접적으로 연결되어 표준 조작 동안뿐만 아니라 특히 물품의 생산 개시 및 종료시에 상기 자동 포장 기계(1)의 가속 및 감속 단계에서도 동일하게 취해진다.

일부 비-제한적인 경우들에서, 상기 마스터 프로파일(MP)은 예를 들어 구동 풀리(drive pulley) 또는 휠과 같은 물리적 축의 프로파일이다. 다른 비-제한적인 시나리오들에서, 상기 마스터 프로파일(MP)은 가상 축의 프로파일이다.

도 6에서, 가로축은 상기 마스터 프로파일(MP)의 위치에 상응하고 세로축은 최후 링크, 다시 말하면, 상기 가동 조작 부재, 예를 들어 상기 푸셔(7)의 위치에 상응한다. 특히, 가로축은 도(degree) 단위로 표기되는 값들을 지니며, 여기서 1회전(360°)은 기계 사이클에 상응하고 세로축은 mm 단위로 표기된다. 그러므로, 도 6에 도시된 비-제한적인 실시 예에서, 상기 프로파일들(FP, MFP)은 mm 단위의 스트로크(S)를 따른 상기 푸셔(7)의 위치를 나타낸다.

사용시, 상기 오퍼레이터(O)는, 일단 물품 가공의 결함이 결정되면(예를 들어, 너무 짧은 스트로크(S)가 결정되는 즉시) 상기 노트(K)의 위치, 결과적으로는 상기 운동 프로파일(FP)의 형상을 변경하도록 상기 인터페이스 장치(15)를 통해 상기 제어 유닛(14)과 상호 작용한다. 도 6에 도시된 비-제한적인 실시 예에서, 상기 오퍼레이터(O)는 상기 마스터 프로파일의 위치에 상응하는 상기 푸셔의 위치가 180°로부터 220°로 3mm 만큼 위로 이동하도록 규정함으로써(결과적으로는 상기 푸셔의 위치가 상기 운동 프로파일(FP)에 대해 투영된 59mm로부터 상기 운동 프로파일(MFP)의 62mm로 전달되도록 규정함으로써) 상기 노트(K)들의 위치를 변경한다. 이러한 방식으로, 상기 오퍼레이터(O)는 변경된 프로파일(MFP)을 지정함으로써 상기 운동 프로파일(FP)을 변경한다. 일단 이러한 단계가 완료되면, 상기 계산 유닛(26)은 상기 전동 액추에이터 시스템(9)의 상기 전기 모터(M)의 상응하는 변경된 프로파일(MSP)(이는 도 6에 예를 들어 도시되어 있으며 상기 운동 프로파일(FP)과 동일한 스케일로는 도시되어 있지 않음)을 계산한다. 특히, 여기서 유념해야 할 점은 도 6에 도시된 비-제한적인 실시 예에서, 상기 오퍼레이터가 클리어 박스(clear box)에 기록된 특정 매개변수들만을 변경할 수 있는 반면에, 음영 박스에 포함된 다른 매개변수들이 (예를 들어, 고려될 수 있는 기계적 충돌로 인해) 상기 오퍼레이터(O) 또는 상기 자동 포장 기계(1)의 안전을 위태롭게 하므로 변경될 수 없다는 것이다.

유리하게는, 그러나 반드시 그러한 것은 아니지만, 상기 인터페이스 장치(15)는 상기 오퍼레이터(O)가 상기 노트(K)들의 일부만(다시 말하면, 블록(34)에 포함된 노트들, 이들의 차수(order)는 상기 자동 포장 기계(1)의 적절한 기능을 여전히 보장하면서 변경될 수 있음)을 변경하는 것을 허용하고, 물품의 올바른 가공에 필요한 제약을 나타내는, 블록(35)에 포함된 값들의 변경을 허용하지 않는다.

일부 비-제한적인 실시 예들에 의하면, 상기 마스터 프로파일(MP)은 선형 프로파일이다. 특히, 표준 조작시, 상기 마스터 프로파일(MP)은 일정한 속도를 지니는 운동 프로파일이다.

도 6에 도시된 실시 예와 같은 비-제한적인 실시 예들에 의하면, 상기 운동 프로파일(FP) 및 상기 프로파일(SP)은 위치 프로파일들이다.

도시되지 않은 추가의 비-제한적인 실시 예들에 의하면, 상기 운동 프로파일(FP) 및 상기 운동 프로파일(SP)은 속도 프로파일들이다.

대안으로 또는 추가로, 상기 운동 프로파일(FP) 및 상기 운동 프로파일(SP)은 토크(torque) 프로파일들을 지정한다.

다른 비-제한적인 경우들에서, 상기 마스터 프로파일(MP)은 시간의 흐름이다. 예를 들어, 이러한 경우에, 상기 운동 프로파일들(FP, SP, MFP, MSP)은 속도 프로파일이다.

유리하게는, 그러나 반드시 그러한 것은 아니지만, 상기 자동 포장 기계(1)는 지금까지 설명한 방법을 수행하도록 구성된다.

위에서 설명한 본 발명이 정확한 실시 예를 특별히 참조하고 있지만, 이러한 실시 예로 국한되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 당업자에게 자명하게 되는 모든 변형, 수정 또는 단순화는 예를 들어, 추가 액추에이터들의 부가, 담배 산업의 포장 기계가 아닌 자동 기계 유형, 운동 프로파일의 다른 형상, 방법 단계의 다른 순서, 모터의 수 등과 같은 범위 내에 속하는 것이다.

본 발명은 다수의 이점을 지닌다.

첫째, 드릴, 밀링 기계, 파일 등과 같은 공구 소모 및 심과 같은 자재 소모 없이 짧은 시간 내에 가동 조작 부재의 설정을 현장에서 직접 수행할 수 있다.

더욱이, 위에서 설명한 방법은 본질적으로 유사하지만 사용 가능한 부품의 조립 및/또는 구조 결함으로 인해 설정이 다른 여러 자동 포장 기계 간의 차이들을 식별 및 계산할 수 있다.

마지막으로, 본 발명은 가동 조작 부재의 설정에 관한 복수 개의 데이터 항목들의 로깅 및 공유를 가능하게 하고 결과적으로 상기 자동 포장 기계의 설계 중에 오류들이 범해진 경우뿐만 아니라 잠재적으로 동일한 문제를 어떻게 해결해야 하는지를 원격으로 그리고/또는 디지털 시스템의 도움으로 이해할 수 있게 한다.

본 발명에 따른 절차로부터 유래하는 추가 이점은 판매 후 지원의 개선에 관한 것이다. 예를 들어, 기계 오퍼레이터는 가동 조작 부재가 점진적으로 마모되고 찢어지면 기계 오퍼레이터가 보거나 식별하는 것에 기초하여 동일한 운동 프로파일을 자율적으로 변경할 수 있고, 결과적으로는 본 발명이 자동 포장 기계 부품의 즉각적인 교체 및/또는 고객에게 기술 인력 파견의 필요성을 회피하게 해준다.

Claims

소비자 물품(3)를 제조하기 위한 자동 기계(1)의 적어도 하나의 가동 조작 부재(5, 7)를 설정하는 방법으로서, 상기 방법은, 이하의 단계들(16, 17)를 포함하며,
상기 이하의 단계들(16, 17)은,
상기 소비자 물품(3)의 적어도 하나의 가공이 수행될 상기 가동 조작 부재(5, 7)의 제1 운동 프로파일(FP)을 정의하는 단계; 및
운동 전달 시스템(12)을 통해 상기 가동 조작 부재(5, 7)에 기계적으로 연결되고 상기 제1 운동 프로파일(FP)을 사용하여 상기 가동 조작 부재(5, 7)를 이동시키는 전동 액추에이터 시스템(8, 9)의 상응하는 제2 운동 프로파일(SP)을 정의하는 단계;
상기 가동 조작 부재(5, 7)에 의해 야기된 물품(3)의 가공에서 고려될 수 있는 결함을 결정하는 단계;
상기 자동 기계(1)의 인터페이스 장치(15)를 사용하여 그리고 상기 물품(3)의 가공에서 고려될 수 있는 결함에 기초하여 상기 제1 운동 프로파일(FP)을 수정하여 상기 가동 조작 부재(5, 7)의 제1 변경된 프로파일(MFP)을 획득하는 단계;
제어 유닛(14)을 통해, 상기 전동 액추에이터 시스템(8, 9)에 명령이 내려질 제2 변경된 제2 프로파일(MSP)을 획득하기 위해 상기 운동 전달 시스템(12)을 통해 상기 가동 조작 부재(5, 7)의 제1 변경된 프로파일(MFP)의 역-운동학을 계산하는 단계;
로 이루어지는, 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법에 있어서,
상기 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법은,
상기 제1 운동 프로파일(FP)의 하나 이상의 노트(knot; K)들을 식별하는 단계 - 상기 노트(K)들은 상기 인터페이스 장치(15)에 의해 변경 가능함 -;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법은,
상기 상응하는 제2 변경된 프로파일(MSP)을 수행하도록 상기 전동 액추에이터 시스템(8, 9)을 제어하기 위해 제어를 변경하는 단계(21);
를 더 포함하는, 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 고려될 수 있는 결함을 결정하는 단계(18) 및/또는 상기 제1 모션 프로파일(FP)을 수정하는 단계(19)는 상기 자동 기계(1)의 인터페이스 장치(15)를 사용하는 기계 조작자(O)에 의해 수행되고, 특히, 상기 고려될 수 있는 결함을 결정하는 단계(18)는 상기 제1 운동 프로파일(FP)을 수정하는 단계(19) 다음에 반복되는, 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 운동 프로파일(FP) 및 상기 상응하는 제2 모션 프로파일(SP)은 적어도 하나의 작업 단계(WP) 및 적어도 하나의 회복 단계(RP)- 이러한 동안 상기 제어를 변경하는 단계(21)가 이루어짐 - 를 포함하는, 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 운동 프로파일(FP)은 적어도 하나의 선형 함수 세그먼트(LF) 및/또는 적어도 하나의 다항식 함수 세그먼트(PF)를 포함하고, 상기 노트(K)들은 상기 함수 세그먼트들(LF, PF)의 변곡점들 또는 연결점들인, 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법은,
각가 노트(K)의 변경을 제한하기 위해 공차 구간(I)을 정의하는 단계(23);
를 포함하며, 특히, 상기 공차 구간(I)은 상한(UL) 및 하한(IL)을 포함하는, 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 역-운동학을 계산하기 전에, 상기 제어 유닛(14)은 가동 조작 부재(5, 7)의 제1 운동 프로파일(FP)의 모든 노트(K)들이 각각 대응하는 공차 구간(I) 내에 있는지를 확인하는, 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법은,
상기 제1 운동 프로파일(FP)을 수정하는 단계에 관한 복수 개의 데이터 항목들을 수집하는 단계(25);
를 포함하며, 특히, 상기 복수 개의 데이터 항목들은 상기 자동 기계(1)를 설계하는 동안 상기 제1 운동 프로파일(FP)의 수정을 수행하고 그리고/또는 고려될 수 있는 계산 오류를 이해하는 데 사용되며, 특히, 상기 복수 개의 수집된 데이터 항목들은 동안 및/또는 가능한 계산 오류를 이해하는 동안 제1 모션 프로파일(FP)의 수정을 수행하는 데 사용됩니다. 특히, 수집된 복수의 데이터 항목은 인공 지능 시스템을 트레이닝하는 데 사용되는, 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어를 변경하는 단계(21)는 상기 자동 기계(1)가 정지된 동안에 이루어지는, 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어를 변경하는 단계(21)는 상기 자동 기계(1)가 작동되는 동안에 이루어지는, 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 운동 프로파일(FP) 및 상기 제2 운동 프로파일(SP)은 마스터 프로파일(MP)을 사용한 캠 관계를 지니며, 특히 상기 마스터 프로파일(MP)은 물리적 축의 프로파일 또는 가상 축의 프로파일인, 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
마스터 프로파일(MP)은 선형이고, 특히 상기 마스터 프로파일(MP)은 시간의 흐름인, 자동 기계의 가동 조작 부재를 설정하는 방법.
소비자 물품(3)을 제조하는 자동 기계(1)로서, 상기 자동 기계(1)는, 적어도 하나의 전동 액추에이터 시스템(8, 9), 운동 전달 시스템(12), 가동 조작 부재(5, 7) 및 상기 전동 액추에이터 시스템(8, 9)을 제어하도록 구성된 제어 유닛(14)을 포함하며, 상기 자동 기계(1)는 기계 오퍼레이터(O)가 상기 가동 조작 부재(5, 7)의 운동을 변경할 수 있게 하도록 구성된 인터페이스 장치(15)를 포함하고, 상기 자동 기계(1)는 제1항 내지 제12항 중 한 항에 따른 방법을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 소비자 물품을 제조하는 자동 기계(1).