WO2008128608A1 - Verfahren zur steuerung des aufbaus und der übergabe eines produktstapels in einer verpackungsmaschine - Google Patents

Verfahren zur steuerung des aufbaus und der übergabe eines produktstapels in einer verpackungsmaschine Download PDF

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WO2008128608A1
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cycles
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Richard Christ
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Iwk Verpackungstechnik Gmbh
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the construction and the transfer of the product stack in a packaging machine, wherein products are fed one after the other in a product series of a stacking unit in clocked motion and built there to the product stack of n products (n> 4) and the finished product stack is then transferred by means of a transfer device to a downstream continuously moving F ⁇ rdervorraum with equally spaced recordings.
  • the products to be packaged are transported individually and successively on a clocked driven feed belt to the stacking unit in which a product stack of n individual products is built up from the successive arriving individual products, for example blister strips.
  • a product stack of n individual products is built up from the successive arriving individual products, for example blister strips.
  • the product stack is transferred from a transfer device into a receptacle or cell of a downstream, continuously driven product conveying device, for example a cartoning machine inserted. Since the F ⁇ rdervorides is driven continuously, the product stack must be inserted exactly at a predetermined transfer time in the receptacle or cell of F ⁇ rdervorraum.
  • the individual products are fed in the ideal normal operation of the packaging machine without interruption in clocked movement of the stacking unit, is formed in n of the product stack of n products within n cycles.
  • a new product stack is available, which can be transferred from the transfer device to the respectively assigned cell of the continuously running conveyor device at the given transfer time, without a time delay having to be compensated.
  • the processes for loading and unloading the storage magazine must be set very precisely for each blister format and learned by the packaging machine.
  • the blister strips must not be kinked or injured.
  • the retention tabs at the output of the storage magazine for each blister format with respect to the geometric shape and the timing are set exactly. These settings are very elaborate and require several working days when first setting a blister format.
  • the invention has for its object to provide a method for controlling the structure and the transfer of a product stack in a packaging machine, with which the formation of a Marinstapeis and its transfer to a subsequent F ⁇ rdervoriques can be achieved in a simple manner.
  • the basic idea is not to basically fill in the gaps in the product row upstream of the stacking unit, but to distinguish how large the total delay of the transfer device relative to the conveying device is or will be at the end of the construction of the current product stack. Depending on the determined delay of N v cycles different measures are taken to compensate for the delay.
  • the process according to the invention finds application in product stacks which are made up of 3 or more products and in particular 4 or more products, ie n> 3.
  • n 5 products
  • the invention is not limited thereto.
  • the value m depends on the structural design of the packaging machine and in particular on the maximum speed of movement of the transfer device and is 2, 3 or 4. The faster the transfer device can transport the product stack, the greater the value m.
  • the station for quality control of the products is arranged at a considerable distance upstream of the stacking unit. This means that it is already known immediately downstream of the station for quality control and at a substantial distance upstream of the stacking unit of the control of the packaging machine, and if so, which places of the product line approaching the stacking unit are vacant.
  • N ⁇ 5 products.
  • 5 cycles are necessary if the next 5 places in the product line are all occupied.
  • there is no delay N 2 due to empty places in the product line. For example, if there is an empty space among the next five places of the product line, then at least six bars are necessary to build up the next product stack, ie there is a delay N 2 1 due to the empty space of the product line.
  • a delay of the transfer device with respect to the delivery device is optionally given by the preceding transfers of product stacks to the downstream conveying device, optionally by N A cycles.
  • the total delay of N v cycles to be compensated results from the sum of the delays N 2 due to empty seats in the product line and the delay N A from previous handovers.
  • the maximum speed of the transfer device is limited both by its structural design and by the fact that the transfer must be secure and reliable without the risk that the product stack will slip or otherwise be damaged by the application of excessive dynamic forces.
  • the transfer process requires a minimum period.
  • the number N ⁇ of the necessary to build the product stack clocks can be changed in different ways.
  • the product stack would be finished with the same number N ⁇ when the 5th or nth product reaches the stacking unit. If the subsequent space in the product line is empty, the stacking unit can wait one clock, increasing the number N ⁇ of clocks necessary to build up the product stack by one. Accordingly, the stacking unit can also wait for 2 cycles if the two following places in the product row are empty.
  • At least one temporary buffer is provided which can accommodate exactly one product.
  • the buffer can have a very simple construction and is preferably designed as a vacuum cleaner which is arranged above the product row and with which a single product can be taken from the product range, held above the product row and, if required, reinserted into the product range.
  • the number N ⁇ necessary for the construction of endeavorstapeis clocks to change is by inserting or by means of the or the temporary buffer which each receive just one product, a product in the product line removed therefrom.
  • the number N ⁇ of the necessary for the construction of the product stack clocks is reduced.
  • the number N ⁇ of the necessary to build the product stack clocks increases.
  • the total delay to be compensated is extended beyond the impermissible range to the subsequent permissible range of the next stacking operation, in which case a receptacle or cell in the conveying device remains empty.
  • FIG. 1 is a schematic representation of the stations of a packaging machine for setting up and transferring a Findstapeis
  • FIG. 2 a product line in the ideal state without empty seats
  • 3 shows the product series according to FIG. 2 with an empty space
  • FIG. 6 shows the product series according to FIG. 5 after changing the product sequence
  • FIG. 8 shows the product series according to FIG. 7 after changing the product sequence
  • Fig. 10 shows the product series according to Figure 9 after changing the product sequence
  • FIG. 11 shows the product series according to FIG. 11 for an alternative change of the product sequence.
  • Figure 1 shows a section of a packaging machine 10 with a feed unit 11, which has a pulleys 21 circulating feed belt 20, with the individual products P, which are arranged at a distance one behind the other on the feed belt 20, in an endless product R only one symbolically shown Stacking unit 24 are supplied.
  • the feed belt 20 is driven clocked and leads in the illustrated embodiment products P in the form of blister strips of the stacking unit 24 to.
  • a plurality of individual products P are stacked to form a product stack PS.
  • a transfer device 12 is activated, which has a transport belt 13 revolving around deflection rollers 22, which carries on its outer surface outwardly outstanding, thrust fingers 14 spaced apart in the transport direction.
  • the conveyor device 15 has a conveyor belt 16 revolving over deflection rollers 23 on its outside perpendicular to the F ⁇ rderetti outwardly protruding cell walls 17 carries. Between two successive cell walls 17, a cell 18 for receiving a product stack PS is formed in each case.
  • the cell walls 17 are spread around the deflection pulley 23 during circulation and thus the cell 18 is opened. This allows the transfer device 12 to insert the product stack PS into the cell 18. As soon as the cell walls 17 have completely circumnavigated the deflection roller 23 and are located in a rectilinear section of the path of the conveyor belt 16, the cell walls are again parallel to one another and the cell 18 receives the product stack PS in close fitting, as shown in FIG.
  • two intermediate storage 25 are arranged, which are each formed as a sucker 26, which are lowered to the top of the feed belt 20 and can be lifted from this, as indicated by the arrows V.
  • Each sucker 26 can receive exactly one product P disposed on the feeding belt 20 and thus produce an empty space in the product line R. If the teats 26 have received a product P and hold it at a distance above the feed belt 20, they can hold the held product. If necessary, place product P on an empty space in the R product range, thereby closing or reducing the gap.
  • FIG. 2 shows ten viewing places 1 to 10 of the product row R upstream of the stacking unit 24.
  • all the places of the product row R are occupied by a product P.
  • Figure 3 shows a figure 2 similar representation, but with no product arranged on the square 4 of the product line and thus an empty space is available. All other places in the product range are occupied by one product.
  • Transfer device 12 and the downstream F ⁇ rdervorides 16 are in exact timing, ie that no delay N A is given from previous deliveries of product stacks.
  • N ⁇ 8
  • the situation according to FIG. 9 can also be solved in another way if the two buffer memories are not empty and thus it is not possible to take over two products into the buffer memories.
  • a product is deposited from one of the buffers on the empty space 4 of the product row, as indicated by the arrow A in FIG.
  • This delay N v can be made up in an already shown manner by increasing the speed of the transfer device 12.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Steuerung des Aufbaus und der Übergabe eines Produkt stapeis in einer Verpackungsmaschine, werden Produkte einzeln nacheinander in einer Produktreihe einer Stapeleinheit in getakteter Bewegung zugeführt und dort zu dem Produktstapel aus n Produkten (n≥3) aufgebaut. Der fertige Produktstapel wird anschließend mittels einer Obergabevorrichtung an eine nachgeschaltete kontinuierlich bewegte Fördervorrichtung mit gleich beabstandeten Aufnahmen übergeben. Die Fertigstellung des aktuellen Produktstapels kann sich durch eine lückenhafte Produktreihe um zusätzliche Nz Takte verzögern und aus vorhergehenden Übergaben von Produktstapeln an die nachgeschaltete Fördervorrichtung kann bereits eine Verzögerung von NA Takten gegeben sein, so dass eine gesamte Verzögerung von Nv = Nz + NA Takten gegeben ist. In den Ablauf des Stapel- und Übergabevorgangs wird nach folgenden Bedingungen eingegriffen: a) wenn die Verzögerung Nv in einem zulässigen Bereich von 1 bis (n-m) Takten liegt (m=2, 3, 4; n>m), wird die Geschwindigkeit der Übergabevorrichtung (12) erhöht und ein Ausgleich der Verzögerung allein mittels der Übergabevorrichtung (12) vorgenommen und b) wenn die Verzögerung Nv in einem unzulässigen Bereich von (n-m+1) bis (n-1) liegt, wird die Produktfolge in der Produktreihe (R) verändert, wodurch die auszugleichende gesamte Verzögerung Nv verändert und in den zulässigen Bereich gebracht wird.

Description

Verfahren zur Steuerung des Aufbaus und der Übergabe eines Produktstapels in einer Verpackungsmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Aufbaus und der Übergabe des Produktstapels in einer Verpak- kungsmaschine, wobei Produkte einzeln nacheinander in einer Produktreihe einer Stapeleinheit in getakteter Bewegung zugeführt und dort zu dem Produktstapel aus n Produkten (n>4) aufgebaut werden und der fertige Produktstapel anschließend mittels einer Übergabevorrichtung an eine nachgeschaltete kontinuierlich bewegte Fδrdervorrichtung mit gleich beab- standeten Aufnahmen übergeben wird.
Bei einer bekannten Verpackungsmaschine werden die zu verpackenden Produkte in einer Produktreihe einzeln und nacheinander auf einem getaktet angetriebenen Zuführband zu der Stapeleinheit transportiert, in der aus den nacheinander eintreffenden einzelnen Produkten, beispielsweise Blister- streifen, ein ProduktStapel aus n einzelnen Produkten aufgebaut wird. Sobald der ProduktStapel die vorgegebene Sollanzahl von einzelnen Produkten erreicht hat, wird er von einer Übergabevorrichtung in eine Aufnahme oder Zelle einer nachgeschalteten kontinuierlich angetriebenen Produkt- Fδrdervorrichtung beispielsweise einer Kartoniermaschine eingeschoben. Da die Fδrdervorrichtung kontinuierlich angetrieben ist, muss der Produktstapel genau zu einem vorbestimmten Übergabezeitpunkt in die Aufnahme bzw. Zelle der Fδrdervorrichtung eingeschoben werden.
Die einzelnen Produkte werden im idealen Normalbetrieb der Verpackungsmaschine ohne Unterbrechung in getakteter Bewegung der Stapeleinheit zugeführt, in der innerhalb von n Takten der ProduktStapel aus n Produkten gebildet wird. Am Ende von n Takten steht ein neuer ProduktStapel zur Verfügung, der von der Übergabevorrichtung zu dem vorgegebenen Übergabezeitpunkt an die jeweils zugeordnete Zelle der kontinuierlich laufenden Fördervorrichtung übergeben werden kann, ohne dass eine zeitliche Verzögerung auszugleichen ist.
Bei der Produktion der Produkte kann es passieren, dass einzelne Produkte als mangelhaft erkannt und deswegen ausgeschieden werden. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn ein Blisterstreifen nicht oder nur unvollständig gefüllt ist oder sich als undicht oder in sonstiger Weise fehlerhaft erwiesen hat . Wenn ein Produkt als fehlerhaft erkannt ist, wird es noch vor der Stapeleinheit aus dem Verpackungsprozess herausgenommen, so dass in der Produk- treihe aufeinanderfolgender Produkte eine Lücke bzw. ein leerer Platz entsteht. Dies führt dazu, dass der Aufbau eines beispielsweise aus n=5 Produkten bestehenden Produktstapels in der Stapeleinheit nicht 5 Takte dauert, sondern sich um einen Takt auf 6 Takte verlängert, wenn auf einem Platz des Zuführbandes kein Blisterstreifen vorhanden ist .
Um diese Unregelmäßigkeit zu vermeiden, ist es bei bekannten Verpackungsmaschinen üblich, leere Plätze in der Produktreihe, die durch die Herausnahme von als fehlerhaft er- kannten Produkten entstanden sind, mit Ersatz-Produkten aufzufüllen, die in einem Speichermagazin aufgenommen sind und mittels einer Nachlege-Zykloide auf den leeren Plätzen der Produktreihe abgelegt werden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass an der Stapeleinheit eine stetige Produktreihe einzelner Produkte ankommt und somit der Produktstapel immer innerhalb der vorgegebenen n Takte aufge- baut werden kann. Dies führt dazu, dass auch die Übergabevorrichtung eine gleichmäßige getaktete Bewegung ausführen kann.
Die Einlagerung von Ersatz-Produkten in dem Speichermagazin ist jedoch verfahrenstechnisch sehr aufwendig und auch das automatische Auffüllen der Produktreihe mit den Ersatz- Produkten erfordert einen hohen gerätetechnischen Aufwand und somit hohe Kosten.
Die Vorgänge zum Beladen und Entladen des Speichermagazins müssen für jedes Blisterformat sehr exakt eingestellt und von der Verpackungsmaschine eingelernt werden. Die Blister- streifen dürfen dabei nicht geknickt oder verletzt werden. Zusätzlich sind die Rückhaltezungen am Ausgang des Spei- chermagazins für jedes Blisterformat hinsichtlich der geometrischen Form und der zeitlichen Betätigung exakt einzustellen. Diese Einstellungen sind sehr aufwendig und erfordern bei der ersten Einstellung eines Blisterformats mehrere Arbeitstage .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung des Aufbaus und der Übergabe eines Produktstapels in einer Verpackungsmaschine zu schaffen, mit dem sich die Bildung eines Produktstapeis und dessen Übergabe an eine nachfolgende Fδrdervorrichtung in einfacher Weise erreichen lässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Wenn sich die Fertig- Stellung des aktuellen Produktstapels durch eine lückenhafte Produktreihe um zusätzliche N2 Takte verzögert und wenn gegebenenfalls aus vorhergehenden Übergaben von Produktsta- peln an die nachgeschaltete Fördervorrichtung bereits eine Verzögerung von NA Takten und somit eine gesamte Verzögerung von Nv = Nz + NA Takten gegeben ist, wird in den Ablauf des Stapel- und Obergabevorgangs nach folgenden Bedingungen eingegriffen:
a) wenn die gesamte Verzögerung Nv der Übergabevorrichtung gegenüber der Fδrdervorrichtung in einem zulässigen Bereich von 1 bis (n-m) Takten liegt (m=2,3,4; n>m) , wird die Geschwindigkeit der Übergabevorrichtung erhöht und ein Ausgleich der Verzögerung allein mittels der Übergabevorrichtung vorgenommen und
b) wenn die Verzögerung Nv der Übergabevorrichtung gegen- über der Fδrdervorrichtung in einem unzulässigen Bereich von (n-m+1) bis (n-1) Takten liegt, wird die Produktfolge in der Produktreihe (R) verändert, wodurch die auszugleichende gesamte Verzögerung Nv verändert und in den zulässigen Bereich gebracht wird.
Erfindungsgemäß wird von der Grundüberlegung ausgegangen, die Lücken in der Produktreihe stromauf der Stapeleinheit nicht grundsätzlich aufzufüllen, sondern zu unterscheiden, wie groß die gesamte Verzögerung der Übergabevorrichtung gegenüber der Fördervorrichtung am Ende des Aufbaus des aktuellen ProduktStapels ist bzw. sein wird. In Abhängigkeit von der ermittelten Verzögerung von Nv Takten werden unterschiedliche Maßnahmen ergriffen, um die Verzögerung auszugleichen.
Das erfindungsgemäße Verfahren findet bei Produktstapeln Anwendung, die aus 3 oder mehr Produkten und insbesondere aus 4 oder mehr Produkten aufgebaut sind, d.h. n>3. Zum Zwecke der Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll im Folgenden beispielhaft von einem Produktstapel aus n=5 Produkten ausgegangen werden, jedoch ist die Erfindung darauf nicht beschränkt . Der Wert m hängt von der konstruktiven Auslegung der Ver- packungsmaschine und insbesondere von der maximalen Bewegungsgeschwindigkeit der Übergabevorrichtung ab und beträgt 2, 3 oder 4. Je schneller die Übergabevorrichtung den Produktstapel transportieren kann, desto größer ist der Wert m. Im Folgenden soll beispielhaft von einem Wert m=3 ausgegangen werden, jedoch ist die Erfindung darauf nicht beschränkt .
Die Station zur Qualitätskontrolle der Produkte ist in einem erheblichen Abstand stromauf der Stapeleinheit angeordnet. Dies bedeutet, dass es unmittelbar stromab der Station zur Qualitätskontrolle und in einem wesentlichen Abstand stromauf der Stapeleinheit der Steuerung der Verpackungsmaschine bereits bekannt ist, ob und gegebenenfalls welche Plätze der sich der Stapeleinheit nähernden Produktreihe unbesetzt sind. Somit lässt sich ermitteln, wieviel Takte Nτ nach Abschluss des vorhergehenden Produktstapels notwen- dig sind, um einen neuen ProduktStapel aus n=5 Produkten aufzubauen. Im Idealfall sind dazu 5 Takte notwendig, wenn die nächsten 5 Plätze der Produktreihe sämtlich besetzt sind. In diesem Fall ist keine Verzögerung N2 infolge leerer Plätze in der Produktreihe gegeben. Wenn sich unter den nächsten fünf Plätzen der Produktreihe beispielsweise ein leerer Platz befindet, dann sind zumindest sechs Takte notwendig, um den nächsten ProduktStapel aufzubauen, d.h. es ist infolge des leeren Platzes der Produktreihe eine Verzögerung N2 = 1 gegeben.
Desweiteren ist zu berücksichtigen, ob aus den vorhergehenden Übergaben von Produktstapeln an die nachgeschaltete Fδrdervorrichtung bereits eine Verzögerung der Übergabevorrichtung gegenüber der Fördervorrichtung um gegebenenfalls NA Takte gegeben ist. Die auszugleichende gesamte Verzögerung von Nv Takten ergibt sich aus der Summe der Verzöge- rung N2, infolge leerer Plätze in der Produktreihe und der Verzögerung NA aus vorherigen übergaben.
In Abhängigkeit von der Größe der auszugleichenden gesamten Verzögerung Nv werden erfindungsgemäß unterschiedliche Maßnahmen ergriffen.
Wenn die auszugleichende gesamte Verzögerung Nv relativ gering ist und in einem sogenannten zulässigen Bereich von 1 bis (n-m) bzw. (5-3) = 2 Takten liegt, wird auf einen Eingriff in die Anordnung der Produkte in der Produktreihe vollständig verzichtet und die zeitliche Verzögerung wird vollständig dadurch ausgeglichen, dass die Obergabevorrichtung den eigentlichen Obergabevorgang mit einer höheren Be- wegungsgeschwindigkeit durchführt, so dass am Ende des
Übergabevorgangs des Produktstapeis die zeitliche Verzögerung aufgeholt und wieder die vorbestimmten Relativpositionen zwischen der Aufnahme bzw. Zelle der nachgeschalteten Fδrdervorrichtung und dem einzuschiebenden Produktstapel bzw. der Übergabevorrichtung gegeben ist.
Die maximale Geschwindigkeit der Übergabevorrichtung ist sowohl durch deren konstruktive Auslegung als auch dadurch beschränkt, dass die Übergabe sicher und zuverlässig erfol- gen muss, ohne dass die Gefahr besteht, dass der Produktstapel durch Aufbringen übermäßiger dynamischer Kräfte verrutscht oder sonstiger Weise beschädigt wird. Darüber hinaus benötigt der Übergabevorgang einen Mindest-Zeitraum. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Ausgleich der Verzögerung von Nv Takten über die Geschwindigkeit der
Übergabevorrichtung nur dann vorgenommen, wenn die Verzögerung Nv im Bereich von 1 bis (n-m) = (5-3) = 2 Takten liegt.
Wenn die Verzögerung Nv größer ist, d.h. im Bereich von (n-m+1) = (5-3+1) =3 Takten bis (n-1) = (5-1) = 4 Takten liegt, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in den Auf- bau der Produktreihe eingegriffen, um die Anzahl Nτ der zum Aufbau des Produktstapeis notwendigen Takte zu verändern. Die Veränderung der Anzahl Nτ der zum Aufbau des Produkt- stapeis notwendigen Takte erfolgt in der Weise, dass die auszugleichende gesamte Verzögerung Nv nach der Veränderung der Produktreihe im zulässigen Bereich von 0 bis (n-m) = (5-3) = 2 Takten liegt. Wenn die gesamte Verzögerung Nv nach Veränderung der Produktreihe 0 ist, ist kein weiterer Ausgleich notwendig. Wenn die gesamte Verzögerung Nv nach Veränderung des Aufbaus der Produktreihe im Bereich von 1 bis (n-m) = (5-3) = 2 Takten liegt, wird der weitere Ausgleich in genannter Weise über die Änderung der Geschwindigkeit der Übergabevorrichtung vorgenommen.
Die Anzahl Nτ der zum Aufbau des Produktstapels notwendigen Takte kann auf unterschiedliche Weise verändert werden. Der ProduktStapel wäre bei unveränderter Anzahl Nτ fertig, wenn das 5. bzw. n-te Produkt die Stapeleinheit erreicht. Wenn der nachfolgende Platz in der Produktreihe leer ist, kann die Stapeleinheit um einen Takt warten, wodurch die Anzahl Nτ der zum Aufbau des Produktstapeis notwendigen Takte um 1 erhöht wird. Entsprechend kann die Stapeleinheit auch um 2 Takte warten, wenn die beiden folgenden Plätze in der Produktreihe leer sind.
Zusätzlich dazu ist erfindungsgemäß zumindest ein temporärer Zwischenspeicher vorgesehen, der genau ein Produkt aufnehmen kann. Der Zwischenspeicher kann einen sehr einfachen Aufbau aufweisen und ist vorzugsweise als Sauger ausgestal- tet, der oberhalb der Produktreihe angeordnet ist und mit dem ein einzelnes Produkt aus der Produktreihe entnommen, oberhalb der Produktreihe gehalten und bei Bedarf wieder in die Produktreihe eingesetzt werden kann. Es sind insbesondere zwei temporäre Zwischenspeicher des genannten Aufbaus vorgesehen, die jeweils genau ein Produkt aufnehmen und unabhängig voneinander betätigbar sind. Durch das Warten der Stapeleinheit um zumindest einen Takt, wenn ein leerer Platz in der Produktreihe folgt, verändert sich die Produktfolge in der Produktreihe nicht. Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, die Anzahl Nτ der zum Aufbau des Produktstapeis notwendigen Takte zu verändern, indem mittels des oder der temporären Zwischenspeicher, die jeweils genau ein Produkt aufnehmen, ein Produkt in die Produktlinie eingelegt oder aus dieser entnommen wird. Durch Einlegen eines Produktes in einen leeren Platz der Produktreihe wird die Anzahl Nτ der für den Aufbau des Produktstapels notwendigen Takte vermindert. Entsprechend wird durch Entnehmen eines Produktes aus der Produktreihe die Anzahl Nτ der zum Aufbau des Produktstapels notwendigen Takte vergrößert. Dadurch wird die auszugleichende gesamte Verzögerung über den unzulässigen Bereich hinaus in den nachfolgenden zulässigen Bereich des nächsten Stapelvorgangs verlängert, wobei in diesem Fall eine Aufnahme oder Zelle in der Fδrdervorrichtung leer bleibt. Auf diese Weise ist es möglich, bei jeder beliebigen Produktfolge in der Produktreihe sicherzustellen, dass die auszugleichende gesamte Verzögerung Nv entweder 0 ist oder im Bereich von 1 bis (n-m) = (5-3) = 2 Takten liegt und somit durch die Veränderung der Geschwindigkeit der Übergabevorrichtung ausgeglichen werden kann.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der vorliegenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Stationen einer Verpackungsmaschine zum Aufbau und zur Übergabe eines Produktstapeis,
Fig. 2 eine Produktreihe im idealen Zustand ohne leere Plätze, Fig. 3 die Produktreihe gemäß Figur 2 mit einem leeren Platz,
Fig. 4 die Produktreihe mit zwei leeren Plätzen,
Fig. 5 eine Produktreihe mit drei leeren Plätzen vor der Veränderung der Produktfolge,
Fig. 6 die Produktreihe gemäß Figur 5 nach Verände- rung der Produktfolge,
Fig. 7 eine weitere Produktreihe vor Veränderung der Produktfolge,
Fig. 8 die Produktreihe gemäß Figur 7 nach Veränderung der Produktfolge,
Fig. 9 eine weitere Produktreihe vor Veränderung der Produktfolge,
Fig. 10 die Produktreihe gemäß Figur 9 nach Veränderung der Produktfolge und
Fig. 11 die Produktreihe gemäß Figur 11 nach einer alternativen Veränderung der Produktfolge.
Figur 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Verpackungsmaschine 10 mit einer Zuführeinheit 11, die ein über Umlenkrollen 21 umlaufendes Zuführband 20 aufweist, mit dem einzelne Produkte P, die auf Abstand hintereinander auf dem Zuführband 20 angeordnet sind, in einer endlosen Produktreihe R einer nur symbolisch dargestellten Stapeleinheit 24 zugeführt werden. Das Zuführband 20 ist getaktet angetrieben und führt im dargestellten Ausführungsbeispiel Produkte P in Form von Blisterstreifen der Stapeleinheit 24 zu. In der Stapeleinheit 24 werden mehrere einzelne Produkte P zu einem Produktstapel PS aufeinander gestapelt. Sobald der Produktstapel PS fertig ist, wird eine Übergabevorrichtung 12 aktiviert, die ein um Umlenkrollen 22 umlaufendes Trans- portband 13 aufweist, das auf seiner Außenoberfläche nach außen hervorragende, in Transportrichtung beabstandete Schubfinger 14 trägt. Sobald der Produktstapel PS fertig ist, kommt einer der Schubfinger 14 mit dem Produktstapel PS in Anlage und schiebt diesen seitlich über eine Oberflä- che 19 in Richtung einer kontinuierlich angetriebenen Fördervorrichtung 15. Die Fördervorrichtung 15 weist ein über Umlenkrollen 23 umlaufendes Förderband 16 auf, das auf seiner Außenseite senkrecht zur Fδrderrichtung nach außen herausragende Zellenwände 17 trägt. Zwischen zwei aufeinander- folgenden Zellenwänden 17 ist jeweils eine Zelle 18 zur Aufnahme eines Produktstapeis PS gebildet.
Wie Figur 1 zeigt, werden die Zellenwände 17 beim Umlauf um die Umlenkrolle 23 gespreizt und somit die Zelle 18 geδff- net. Dies ermöglicht es, dass die Übergabevorrichtung 12 den Produktstapel PS in die Zelle 18 einschiebt . Sobald die Zellenwände 17 die Umlenkrolle 23 vollständig umlaufen haben und sich in einem geradlinigen Abschnitt des Verlaufs des Förderbandes 16 befinden, stehen die Zellenwände wieder parallel zueinander und die Zelle 18 nimmt den Produktstapel PS unter enger Passung auf, wie es in Figur 1 dargestellt ist.
Oberhalb des Zuführbandes 20 sind zwei Zwischenspeicher 25 angeordnet, die jeweils als Sauger 26 ausgebildet sind, die auf die Oberseite des Zuführbandes 20 absenkbar und von diesem abhebbar sind, wie es durch die Pfeile V angedeutet ist. Jeder Sauger 26 kann genau ein Produkt P, das auf dem Zuführband 20 angeordnet ist, aufnehmen und somit in der Produktreihe R einen leeren Platz erzeugen. Wenn die Sauger 26 ein Produkt P aufgenommen haben und mit Abstand oberhalb des Zuführbandes 20 halten, können sie das gehaltene Pro- dukt P bei Bedarf auf einem leeren Platz der Produktreihe R ablegen und dadurch eine Lücke schließen oder verkleinern.
Im Folgenden soll anhand von Figur 2 der Ablauf des idealen Normalbetriebs beim Aufbau des Produktstapels PS und dessen Übergabe an den Förderer 15 beschrieben werden. Figur 2 zeigt zehn betrachtete Plätze 1 bis 10 der Produktreihe R stromauf der Stapeleinheit 24. In dem in Figur 2 dargestellten idealen Betriebszustand sind alle Plätze der Pro- duktreihe R mit einem Produkt P besetzt. Es sei im Folgenden beispielhaft davon ausgegangen, dass ein ProduktStapel PS aus n=5 einzelnen Produkten P besteht. Nach vollendetem Aufbau des vorhergehenden Produktstapeis sind bei einer lückenlosen Produktreihe, wie sie in Figur 2 dargestellt ist, fünf Arbeitstakte notwendig, um den Produktstapel PS vollständig aufzubauen, d.h. Nτ=5. Da in der Produktreihe keine leeren Plätze auftreten, sind auch keine zusätzlichen Takte zum Aufbau des Produktstapels notwendig, d.h. Nz=0. Es sei angenommen, dass sich die Übergabevorrichtung 12 und die nachgeschaltete Fördervorrichtung 15 in genauer zeitlicher Abstimmung befinden, d.h. aus vorhergehenden Übergaben von Produktstapeln an die nachgeschaltete Fδrdervorrichtung 15 keine Verzögerung NA (=0) gegeben ist. Somit beträgt die auszugleichende gesamte Verzögerung Nv = N2 + NA = 0 Takte.
Figur 3 zeigt eine Figur 2 gleichartige Darstellung, wobei jedoch auf dem Platz 4 der Produktreihe kein Produkt angeordnet und somit ein leerer Platz vorhanden ist. Alle anderen Plätze der Produktreihe sind mit einem Produkt belegt. Um den Stapel aus n=5 Produkten aufzubauen, sind bei dem Beispiel gemäß Figur 3 somit Nτ=6 Takte notwendig, so dass die Anzahl N2 der zusätzlichen Takte gegenüber dem Idealfall gemäß Figur 2 den Wert 1 hat, d.h. N2=I. Auf diese Weise verzögert sich der Aufbau des Produktstapeis PS um einen Takt. Auch hierbei sei angenommen, dass sich die
Übergabevorrichtung 12 und die nachgeschaltete Fδrdervorrichtung 16 in genauer zeitlicher Abstimmung befinden, d.h. dass aus vorhergehenden übergaben von Produktstapeln keine Verzögerung NA gegeben ist. Somit beträgt die auszugleichende gesamte Verzögerung Nv = Nz + NA = einen Takt, was bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch ausgeglichen wird, dass die Übergabevorrichtung 12 mit einer höheren Geschwindigkeit betrieben wird, wodurch die durch den zusätzlichen Takt auftretende Verzögerung aufgeholt wird. Diese Verzögerung wird jedoch für den Aufbau des nächsten Produktstapels PS als Verzögerung NA=1 übernommen.
Die in Figur 4 dargestellte Produktreihe unterscheidet sich von der Produktreihe gemäß Figur 3 durch einen weiteren leeren Platz 6, so dass der aus 5 Produkten bestehende Produktstapel PS erst nach sieben Takten (Nτ=7) aufgebaut ist und somit zwei zusätzliche Takte (Nz=2) notwendig sind. Auch hier sei angenommen, dass sich aus vorhergehenden Obergaben von Produktstapeln eine Verzögerung NA von 0 Takten gegeben sei, so dass sich eine auszugleichende gesamte Verzögerung Nv von 2 Takten ergibt. Auch diese zeitliche Verzögerung Nv wird bei den erfindungsgemäßen Verfahren über eine Erhöhung der Geschwindigkeit der Übergabevorrichtung 12 aufgeholt und ist für die Betrachtung des nächsten ProduktStapels als Verzögerung NA=2 zu berücksichtigen.
Wenn die auszugleichende gesamte Verzögerung Nv größer als (n-3) = (5-3) = 2 Takte ist, reicht die Erhöhung der Geschwindigkeit der Übergabevorrichtung 12 zum Ausgleich der zeitlichen Verzögerung nicht aus. Ein entsprechendes Beispiel ist in Figur 5 dargestellt. Bei diesem Beispiel sind auf den Plätzen 2, 5 und 7 der zehn betrachteten Plätze der Produktreihe jeweils Leerstellen vorhanden. Um den aus fünf Produkten bestehenden Produktstapel aufzubauen, sind somit 8 Takte notwendig (Nτ=8) , d.h. gegenüber dem Idealfall gemäß Figur 2 verzögert sich der Aufbau des Produktstapels PS um 3 Takte (N2=3) . Die aus vorhergehenden Übergaben von
Produktstapeln an die nachgeschaltete Fördervorrichtung zu berücksichtigende Verzögerung NA sei 0. Die auszugleichende gesamte Verzögerung Nv ergibt sich damit zu Nv = Nz + NA = 3 + 0 = 3 Takte. Dies wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch ausgeglichen, dass aus einem der beiden nicht dargestellten Zwischenspeicher, die jeweils ein einzelnes Produkt aufnehmen können, ein Produkt auf den Platz 7 gelegt wird, wie es in Figur 6 durch den Pfeil A angedeutet ist. Dies hat zur Folge, dass der aus fünf Produkten bestehende Stapel nun bereits nach 7 Takten (Nτ=7) aufgebaut ist, so dass sich der Aufbau des Produktstapeis gegenüber dem Idealfall nur noch um 2 Takte (Nz=2) verzögert. Dies führt zu einer gesamten Verzögerung Nv von 2 Takten und kann wiederum durch eine erhöhte Geschwindigkeit der Übergabevorrichtung 12 aufgeholt werden.
Das Hinzufügen eines Produktes aus einem der Zwischenspeicher ist nur dann möglich, wenn sich in zumindest einem der Zwischenspeicher ein Produkt befindet. Die Figuren 7 und 8 beschreiben das Vorgehen, wenn die Ablage eines Produktes in der Produktreihe aus dem Zwischenspeicher nicht möglich ist. Gemäß Figur 7 weist die Produktreihe entsprechend der Darstellung in Figur 5 drei Leerstellen an den Plätzen 2, 5 und 7 auf. Zum Aufbau des aus fünf Produkten bestehenden ProduktStapels sind somit 8 Takte (Nτ=8) notwendig, so dass sich der Aufbau des Produktstapeis um 3 Takte (Nz=3) verzö- gert. Die aus vorhergehenden Obergaben von Produktstapeln an die nachgeschaltete Fördervorrichtung zu berücksichtigende Verzögerung NA sei 0. Die auszugleichende gesamte Verzögerung Nv ergibt sich damit zu Nv = Nz + NA = 3 + 0 = 3 Takten. Eine Verringerung der Anzahl Nτ der zum Aufbau des Produktstapels notwendigen Takte durch Hinzufügen eines
Produktes ist in diesem Fall nicht möglich, da sich in keinem der beiden Zwischenspeicher ein Produkt befindet. Es werden deshalb zwei Produkte von den Plätzen 8 und 9 in die beiden Zwischenspeicher übernommen, wie es durch die Pfeile E angedeutet ist. Nach Entnahme der beiden Produkte sind die Plätze 2, 5, 7, 8 und 9 der Produktreihe leer, so dass insgesamt 10 Takte (Nτ=10) zum Aufbau des aus fünf Produk- ten bestehenden Produktstapeis notwendig sind. Dies entspricht 2 aus jeweils 5 Takten bestehenden Arbeitszyklen, so dass keine weiteren Maßnahmen zum Ausgleich von zeitlichen Verzögerungen notwendig sind und die Übergabevorrich- tung lediglich einen Arbeitszyklus aussetzt, was zu einer leeren Aufnahme oder Zelle der nachgeschalteten Fördervorrichtung führt, und anschließend die Übergabe mit normaler Geschwindigkeit durchführt .
Bei den bisherigen Ausführungsbeispielen war davon ausgegangen worden, dass aus vorhergehenden Obergaben von Produktstapeln keine Verzögerung NA zu berücksichtigen ist. Figur 9 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3, wobei nunmehr jedoch angenommen sei, dass sich aus vorhergehenden Übergaben von Produktstapeln bereits eine Verzögerung NA von 2 Takten zu berücksichtigen ist. Da in der Produktreihe auf dem Platz 4 kein Produkt angeordnet ist, sind bei dem Beispiel gemäß Figur 9 Nτ = 6 Takte notwendig, um einen ProduktStapel aus n=5 Produkten aufzubauen, d.h. es ergibt sich ein zusätzlicher Takt (Nz = 1) . Dies führt zu einer auszugleichenden gesamten Verzögerung von Nv = Nz + NA = 1 + 2 = 3 Takten. Damit befindet sich die Verzögerung Nv (= 3 Takte) im unzulässigen Bereich, weshalb erfindungsgemäß in die Abfolge der Produktreihe eingegriffen wird.
In einer möglichen Ausgestaltung, wie sie in Figur 10 dargestellt ist, wird angenommen, dass die beiden Zwischenspeicher jeweils unbesetzt sind, so dass die Produkte, die sie auf den Plätzen 5 und 6 der Produktreihe befinden, in die beiden Zwischenspeicher übernommen werden, wie es durch die Zeile E angedeutet ist. Dies hat zur Folge, dass nach Entnahme der beiden Produkte die Plätze 4, 5 und 6 der Produktreihe leer sind, so dass insgesamt 8 Takte (Nx = 8) zum Aufbau des aus 5 Produkten bestehenden Produktstapeis not- wendig sind, so dass sich für den Aufbau des Produktstapeis insgesamt 3 zusätzliche Takte ergeben (N2. = 3) und eine gesamte Verzögerung Nv = N2. + NA = 3 + 2 = 5 Takte auszuglei- chen ist. Dies entspricht genau einem Arbeitszyklus, so dass keine weiteren Maßnahmen zum Ausgleich von zeitlichen Verzögerungen notwendig sind und die Übergabevorrichtung lediglich einen Arbeitszyklus aussetzt und somit eine Auf- nähme oder Zelle der nachgeschalteten Fördervorrichtung leer bleibt .
Die Situation gemäß Figur 9 kann auch in anderer Weise gelöst werden, wenn die beiden Zwischenspeicher nicht leer sind und somit nicht zwei Produkte in die Zwischenspeicher übernommen werden können. In diesem Fall wird aus einem der Zwischenspeicher auf den leeren Platz 4 der Produktreihe ein Produkt abgelegt, wie es in Figur 11 durch den Pfeil A angedeutet ist. Dies führt dazu, dass die Anzahl Nτ der zum Aufbau des Produktstapeis notwendigen Takte von 6 auf nunmehr 5 verringert ist, was zur Folge hat, dass die auszugleichende gesamte Verzögerung Nv = Nz + NA = 0 + 2 = 2 Takte beträgt. Diese Verzögerung Nv kann in bereits dargestellter Weise über eine Erhöhung der Geschwindigkeit der Übergabevorrichtung 12 aufgeholt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung des Aufbaus und der Obergabe eines Produktstapels (PS) in einer Verpackungsmaschine (10) , wobei Produkte (P) einzeln nacheinander in einer Produktreihe (R) einer Stapeleinheit (24) in getakteter Bewegung zugeführt und dort zu dem ProduktStapel (PS) aus n Produkten (n>3) aufgebaut werden und der fertige ProduktStapel (PS) anschließend mittels einer Übergabe- Vorrichtung (12) an eine nachgeschaltete kontinuierlich bewegte Fördervorrichtung (15) übergeben wird, wobei sich die Fertigstellung des aktuellen Produktstapels (PS) durch eine lückenhafte Produktreihe (R) um zusätzliche Nx Takte verzögert und wobei aus vorhergehenden Übergaben von Produktstapeln an die nachgeschaltete Fδrdervorrichtung (15) bereits eine Verzögerung von NA Takten gegeben ist, so dass eine gesamte Verzögerung Nv = Nz + NA Takten gegeben ist, wobei in den Ablauf des Stapel- und Übergabevorgangs nach folgenden Bedingungen eingegriffen wird:
a) wenn die Verzögerung Nv in einem zulässigen Bereich von 1 bis (n-m) Takten liegt (m=2, 3, 4; n>m) , wird die Geschwindigkeit der Übergabevorrichtung (12) erhöht und ein Ausgleich der Verzögerung allein mittels der Obergabevorrichtung (12) vorgenommen und
b) wenn die Verzögerung Nv in einem unzulässigen Be- reich von (n-m+1) bis (n-1) Takten liegt, wird die Produktfolge in der Produktreihe (R) verändert, wodurch die auszugleichende gesamte Verzögerung Nv verändert und in den zulässigen Bereich gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung Nv verändert wird, indem mittels zumindest eines temporären Zwischenspeichers (25) , der genau ein Produkt (P) aufnehmen kann, ein Produkt (P) in die Produktreihe (R) eingelegt oder aus dieser entnommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung Nv verändert wird, indem die Stapeleinheit (24) um zumindest einen Takt wartet, wenn diesem ein leerer Platz in der Produktreihe (R) zugeordnet ist .
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass zwei temporäre Zwischenspeicher (15) vorgesehen sind, die jeweils genau ein Produkt (P) aufnehmen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge- kennzeichnet, dass der temporäre Zwischenspeicher (25) ein oberhalb der Produktreihe (R) angeordneter Sauger (26) ist, mit dem ein einzelnes Produkt (P) aus der Produktreihe R entnommen, oberhalb der Produktreihe (R) gehalten und in die Produktreihe (R) eingesetzt werden kann.
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