WO2016206930A1 - Verpackungsmaschine und verfahren zur zuförderung, bereitstellung und zum austausch von rollen mit verpackungsmaterial in einer solchen verpackungsmaschine - Google Patents

Verpackungsmaschine und verfahren zur zuförderung, bereitstellung und zum austausch von rollen mit verpackungsmaterial in einer solchen verpackungsmaschine Download PDF

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WO2016206930A1 PCT/EP2016/062337 EP2016062337W WO2016206930A1 WO 2016206930 A1 WO2016206930 A1 WO 2016206930A1 EP 2016062337 W EP2016062337 W EP 2016062337W WO 2016206930 A1 WO2016206930 A1 WO 2016206930A1
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packaging
packaging machine
sheet material
roll
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Thomas Wimmer
Herbert Spindler
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Krones Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the present invention relates to a method for conveying, providing and / or largely uninterrupted handling and / or replacement of rolls with flat and / or sheet material wound thereon and used as packaging material for packaging piece goods, containers or similar article assemblies within a packaging machine.
  • the invention also relates to a packaging machine for packaging piece goods, containers or similar article compositions with flat and / or sheet material.
  • containers eg. Of beverage containers o. The like.
  • shrink film to prevent slipping or loosening of the compilation during further handling or during transport.
  • containers comprising four, six or more containers are known from the prior art.
  • Such containers form a very common variant of sales units for beverage containers or bottles made of PET plastic.
  • the fastest possible compilation of such containers without interruption is individual
  • devices and methods which unwind the material from a roll or from several roles, convey within a packaging machine and thus the individual containers or the respective Cover the packaging material with articles intended to form the respective container.
  • the unwinding of the packaging material from the respective roll is usually carried out by machine and in a continuous process.
  • Devices are known in which the packaging material is withdrawn via rollers from the rotating roll. If a roll is unwound and the stock of packaging material of the roll is exhausted, an exchange of the respective roll or a replacement by a new roll must take place.
  • Reel change an undesirable interruption of the process of putting together and packaging of containers connected.
  • a method and a device by means of which new rolls can be delivered and used rolls can be exchanged within a packaging machine are known, for example, from DE 40 40 545 A1.
  • This known device has a plurality of supply rolls with strip material, which are arranged side by side. The core of the rollers is placed in each case on a common pin.
  • Strip material is previously connected to a roller, which pulls the strip material from the respective roll and leads away from the device in the downward direction.
  • the roll To unwind material from the roll, the roll must be placed with its core in the direction of rotation conform to the pin.
  • the strip material or the first layer of the strip material must descend from above in the direction of the rolls. If the roller with opposite direction of rotation placed on the pin, so could
  • Strip material is difficult or impossible to be removed from the roll, from which
  • Packaging machines are also known in different embodiments, so for example. By devices for feeding and changing coils with strip material in a processing machine according to DE 32 02 647 A1 or DE 41 42 256 A1.
  • DE 34 25 734 A1 discloses an automated system for the supply of packaging material on production and / or packaging lines.
  • the system comprises a magazine for the packaging material and a carriage equipped with an articulated arm for gripping the packaging material and feeding it to the processing machines located on the processing lines.
  • the trolley with the articulated arm travels along routes that are determined by a computer connected to the processing machines.
  • a device for supplying packaging machines with consumable or packaging material is also known from EP 1 273 541 B1.
  • the wound as reels of material webs are delivered on pallets and distributed to several manufacturing and packaging machines, the pallets first by means of
  • Pallet conveyors are brought into interim storage, while individual reels are removed by separate Bobinen intensiveer and transported to a machine to be supplied.
  • DE 10 2006 017 379 A1 discloses a device for handling reels of packaging material.
  • the device comprises a reel storage with a portal in which the reels are held on pallets.
  • a gantry robot with articulated arm transfers bobbins as needed to au outside the portal arranged
  • the known handling methods and devices require exact positioning and feeding of new reels or reels with packaging material wound thereon. If this exact positioning can not be guaranteed, the smooth replacement of worn-out rollers is endangered, as a result of which the functionality of the packaging machine is no longer sufficient
  • the primary objects of the present invention are to provide a packaging machine and a method of operating the same with a high degree of automation for handling flat rolls wound on rolls. and / or foil material, wherein only one installation position for a roll with flat and / or foil material wound thereon is available inside or outside the packaging machine. Nevertheless, even when using only such an installation position, a largely uninterrupted packaging operation should be made possible, largely dispensing with manual or manually supported roll changes.
  • Characteristics of the independent method claim.
  • Wrapping machine used with the removed from the buffer and continuously conveyed into the packaging machine flat and / or foil material section is connected, in particular transversely welded to its conveying direction. Through this connection or welding of the in the buffer located section with the beginning of the film of the newly used role, the desired continuous packaging operation is possible.
  • the supply rolls of flat and / or film material newly used or respectively made available to the packaging machine for replacement of respectively used up used rolls are respectively provided to the packaging machine in a defined feed and inserted into the installation position after the at least partly used roll has been removed there before , where the continuous
  • Packaging operation by at least partially exhausting the previously in the
  • the defined feeder may comprise a horizontal conveyor belt with new stock rolls conveyed thereon to the packaging machine, e.g. can be picked up by means of a gripping and / or handling device such as a multi-axis robot and brought into the installation position.
  • the defined feeder can optionally also be formed by so-called FTS driverless transport systems, which bring each individual new supply roll with a remote-controlled self-propelled shuttle to the packaging machine and there with the aid of an on-board
  • the individual, successive processes are preferably centrally controlled, possibly supported by suitable
  • Image processing systems with which the gripping and / or handling devices can be controlled. In this way, both the removal of an approximately unwound and / or used up role from its installation position in the packaging machine as well as the insertion of a new role in this installation position can be largely automated. The removal of used rolls from the
  • Installation position and the insertion of new roles in the installation position may preferably by means of at least one controllable gripping and / or handling device whose range covers a definable range of motion.
  • This gripping and / or handling device can be formed, for example, by a multi-axis robot or by FTS or a combination of these elements.
  • Multi-axis robot is running.
  • the invention further proposes a packaging machine for packaging piece goods, containers or similar article compositions with flat and / or sheet material, which with at least one device for feeding, providing and / or largely
  • the device is associated with at least one interchangeable roll with packaging material, which in a
  • the mentioned defined length of the flat and / or sheet material of the approximately unwound and / or used roll at least temporarily record to deliver this recorded flat and / or sheet material during a replacement process of the used role against a new role again , thereby making the packaging operation without
  • the device for feeding providing and / or largely uninterrupted handling and / or replacement of the rollers to maintain a continuous
  • the length of flat and / or foil material located at least temporarily in the buffer must be sufficient at least for a period of the packaging operation, that of replacing a used roll and the insertion of a new one Supply roll as well as for the subsequent connection of the foil or
  • Maintaining the continuous packaging operation may preferably be equipped with a welding unit, the connection and welding of the flat and / or sheet material of a new inserted into the mounting position in or in the packaging machine role with the removed from the buffer and continuously fed into the packaging machine flat - and / or foil material section transverse to its conveying direction.
  • the intended use of the temporary storage as well as the welding process can preferably be automated, so that even with only one role in the installation position of the packaging machine a continuous
  • Packaging operation can be maintained over a very long period of time. At least the device for feeding, providing and / or for largely uninterrupted handling and / or replacement of the rolls can be operated automatically to maintain the continuous packaging operation.
  • the installation position for the rolls with flat and / or foil material wound thereon may optionally be inside the packaging machine or outside and immediately next to the packaging machine. In an installation position outside the packaging machine accessibility for removal of used rolls and for the insertion of new supply rolls is improved, while the flawless Flachbahn- or film guide may require more design effort.
  • the packaging machine according to the invention can have at least one controllable
  • Gripping and / or handling device for removing used rollers from the installation position and be assigned to insert new roles in the installation position, the range covers a definable range of motion.
  • This controllable gripping and / or handling device can also be equipped with means for severing the flat and / or sheet material and / or its welding.
  • gripping and / or handling device can be used in particular a multi-axis robot or a system of FTS, as has already been described above.
  • the movements of the gripping and / or handling devices or the handling robot and / or the driverless transport system (FTS) can usefully by means of suitable optical sensor devices and / or
  • Room monitoring devices are detected and / or controlled.
  • at least the movements of the gripping and / or handling device can thus be controlled in the area of the defined supply and / or provision for the rollers or in their respective movement space.
  • Room monitoring devices are formed by at least one optical detection device, in particular a camera, which detects at least the movement space of the gripping and / or handling device and provides this movement space and the movements of the gripping and / or handling device taking place therein imaging output signals.
  • the at least one optical detection device or the camera for example, the gripping and / or handling device assigned or mounted there, so that it is capable of the movements of the gripping and / or handling device and the direction of rotation compliant orientation of each new role before or during their insertion to check.
  • the camera can also cover the movement space by being fixedly mounted in the room or on the packaging machine; Additional or multiple cameras on the gripping and / or handling device are possible.
  • a plurality of cameras or optical detection devices can be used whose output signals are superimposed and can be used for exact location determination of all moving parts, handling systems and / or rolls of packaging material. The same applies to the removal of used rolls and for the use of welding equipment, which are necessary for connecting the material web sections; These elements can also be controlled by means of the optical detection devices.
  • the gripping and / or handling device In the method, the gripping and / or handling device
  • the handling robot may optionally be associated with a separate camera, which may, for example, be mounted on its movable arm so that it can detect all movements in the room as well as the rollers to be positioned and positioned in the packaging machine.
  • a separate camera which may, for example, be mounted on its movable arm so that it can detect all movements in the room as well as the rollers to be positioned and positioned in the packaging machine.
  • Handling device or the multi-axis robot via suitable gripping or Retaining elements to accommodate the rollers can. So can the
  • Handling device or the multi-axis robot eg. Have a retaining mandrel, which dips the front side into the trained as a hollow body new role, increases its maximum cross-sectional diameter and thereby fixed the respective new role by clamping the handling device or the multi-axis robot.
  • a driverless and / or remote-controlled transport system FTS, at least one self-propelled shuttle
  • This FTS or the shuttle of the AGV may, for example, a gripping arm o. The like.
  • Transport support deposits after which it moves together with the roller to the packaging machine and there uses the role.
  • the shuttle can be assigned its own camera to control its movements in the room.
  • the invention can also provide that the packaging machine itself or its installation position for the replaceable rolls with packaging material are optically monitored.
  • additional optical features are optically monitored.
  • Monitoring devices or cameras may be provided in the packaging machine, in particular in the field of roles to be replaced or in the field of installation position.
  • Fig. 1 shows successive four schematic diagrams
  • Fig. 2 shows in four schematic perspective views different
  • Fig. 3 shows a schematic view of an installation position of a roll with the packaging material wound thereon outside the packaging machine.
  • identical reference numerals are used.
  • only reference symbols are shown in the individual figures, which are required for the description of the respective figure.
  • the illustrated embodiments are merely examples of how the device or method of the invention may be configured and are not an exhaustive limitation.
  • FIG. 1 The four schematic diagrams of FIG. 1 are intended to illustrate several consecutive process steps in the automated replacement of rolls 10 with packaging material 12 wound thereupon within a packaging machine 14.
  • the process steps shown are part of a method according to the invention for the supply, provision and / or largely uninterrupted handling and / or replacement of rolls 10 with it and used as packaging material 12 for packaging of piece goods, containers or similar article compositions serving flat and flat / or film material 16, which serves as a packaging material 12.
  • the roll 10 is in defined
  • Installation position 18 within or au outside the packaging machine 14 shows a largely largely unused roll 10, which is located in its installation position 18 in the packaging machine 14 or in the region of the packaging machine 14.
  • the roller 10 is rotatably mounted about a horizontal axis, so that their packaging material 12 or the wound flat and / or sheet material 16 in the arrow direction in a packaging line 20 for packaging the cargo, containers,
  • a buffer 22 located in the immediate vicinity of the installation position 18 for receiving a defined length of the packaging material 12 is not yet needed in normal operation during unwinding of the largely unused roll 10.
  • the illustration referred to as the second process step S2 at the bottom left shows a roller 24 located in the same installed position 18 and already approximately unwound, its packaging material 12 conveyed to the packaging line 20 through the
  • Latch 22 is passed, where a defined length of the packaging material 12 and a defined portion 26 of the flat and / or sheet material 16 of the approximately unwound and / or used-up roll 24 before their replacement
  • the packaging operation can be maintained unchanged by the located in the buffer 22 flat and / or foil material portion 26 is removed from there, while the flat and / or sheet material 16 of the newly in the installed position in or in the area
  • Packaging machine 14 inserted roller 10 with the removed from the buffer 22 and continuously conveyed into the packaging line 20 flat and / or sheet material portion 16 connected, in particular transversely to his
  • the illustration at the bottom right with the process step S3 illustrates the removal of the approximately used roll 24 after the rest of the flat and / or film material 16 still wound thereon has been separated from the section 26 conveyed into the intermediate storage 22. There, moreover, the insertion of a new roller 10 in the installation position 18 is clarified, which then with the section 26 from the
  • Packaging machine 14 each provided supply rolls 10 with flat and / or sheet material 16 can be provided to the packaging machine 14 each in a defined feed and used there in the installation position 18, after previously at least partially used roll 24 has been removed, the continuous packaging operation by at least partially using up the previously in the buffer 22 conveyed flat and / or sheet material 16 is maintained, as illustrated by the illustrations of FIG. 1.
  • the term defined here of the defined feed may comprise different conveying variants, such as a horizontal conveyor belt with new supply rolls 10 conveyed thereon to the packaging machine 14, for example by means of a gripper and / or gripper
  • Handling device such as a multi-axis robot recorded and in the
  • Installation position 18 can be brought.
  • the defined feed can optionally also be formed by driverless transport systems (so-called FTS), which bring each individual new supply roll 10 with a remote-controlled self-propelled shuttle to the packaging machine 14 and there by means of an in-vehicle
  • FTS driverless transport systems
  • FIGS. 2A to 2D show, by means of schematic perspective views, different handling steps when replacing the rollers 10, 24 by means of a handling robot 28.
  • Such handling robots 28 are known as multi-axis robots in different variants.
  • Fig. 2A illustrates the recording of standing on pallets 30 to the packaging machine 14 promoted new rolls 10 with it wound flat packaging material 12, which received by means of a pivotable arm 32 of the handling robot 28 and in the
  • Installation position 18 of the packaging machine 14 can be used.
  • the pivot arm 32 of the handling robot 28 dives with a retaining mandrel 34 from above in a vertical direction in a central hollow core 36 of the male roll 10 and clamps this hollow core 36 to record the role of FIG. 2B and to move towards the installation position 18 can ,
  • the pivoting arm 32 of the handling robot 28 can be moved for this purpose typically with multiple degrees of freedom in order to position the roller 10 accurately.
  • Installation position 18 of the packaging machine 14 has been removed, the new roll 10 can be used by means of the handling robot 28 in the same installation position 18, as exemplified with reference to Figures 2C and 2D.
  • the installation position 18 is typically a horizontally rotating receiving mandrel 38 for clamping receiving and positioning of the hollow core 36 of the respective roller 10 is present, with an electric drive motor 40 and possibly with
  • Longitudinal adjustment 42 may be equipped.
  • the longitudinal adjustment devices 42 serve for horizontal displacement of the mandrel 38 to facilitate the insertion and removal of rollers 10, 24 and / or to the exact
  • Handling robot 28 is exemplified in Fig. 2D. With the help of
  • stamp attachment 44 the new roll 10 can be pushed in the direction of arrow against an axial stop 46 in the desired end position. If necessary, this axial stop 46 can likewise be coupled to the longitudinal adjustment devices 42 so that it can form a variable axial stop 46.
  • the severing of the flat and / or sheet material 16 of the approximately unwound and / or spent roll 24 from the flat and / or sheet material 16 continuously conveyed into the packaging machine 14 as well as the connection of the flat sheet unwound from the newly inserted roll 10 can be performed. and / or film material 16 with the continuously conveyed into the packaging machine 14 flat and / or sheet material 16 are largely automated. The individual, successive processes are preferably controlled centrally here, if necessary
  • Handling robot 28 can be controlled.
  • the handling robot 28 may have suitable interchangeable tools to handle both the separation and the operation
  • Packaging material 12 in the form of flat and / or sheet material 16 optionally also au ßer distress the packaging machine 14 are located so that the flat and / or sheet material 16 from outside into the packaging machine 14 and in the
  • the mandrel 38 may be in

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zuförderung, Bereitstellung und/oder zur weitgehend unterbrechungsfreien Handhabung und/oder zum Austausch von Rollen (10, 24) mit darauf aufgewickeltem und als Verpackungsmaterial (12) zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial (16). Eine definierte Länge (26) des Flach- und/oder Folienmaterials (16) einer annähernd abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle (24) wird zur Aufrechterhaltung eines annähernd kontinuierlichen Verpackungsbetriebes in einen Zwischenspeicher (22) einer Verpackungsmaschine (14) gefördert und dort temporär bevorratet, bevor diese annähernd abgewickelte und/oder aufgebrauchte Rolle (24) aus ihrer Einbauposition (18) aus oder im Bereich der Verpackungsmaschine (14) entnommen und durch eine neue Rolle (10) mit darauf aufgewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial (16) ersetzt wird, während der Verpackungsbetrieb durch Entnahme des im Zwischenspeicher (22) befindlichen Flach- und/oder Folienmaterialabschnittes (26) aufrechterhalten wird. Das Flach- und/oder Folienmaterial (16) der neu in die Einbauposition (18) in oder im Bereich der Verpackungsmaschine (14) eingesetzten Rolle (10) wird mit dem aus dem Zwischenspeicher (22) entnommenen und kontinuierlich in die Verpackungsmaschine (14) geförderten Flach- und/oder Folienmaterialabschnitt (26) verbunden, insbesondere quer zu seiner Förderrichtung verschweißt.

Description

Verpackungsmasch ine u nd Verfah ren zu r Zuförderung, Bereitstellu ng und zum Austausch von Rollen mit
Verpacku ngsmaterial in einer solchen Verpacku ngsmaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuförderung, Bereitstellung und/oder zur weitgehend unterbrechungsfreien Handhabung und/oder zum Austausch von Rollen mit darauf aufgewickeltem und als Verpackungsmaterial zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial innerhalb einer Verpackungsmaschine. Die Erfindung betrifft zudem eine Verpackungsmaschine zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen mit Flach- und/oder Folienmaterial.
Bei einer Gruppierung und Zusammenstellung von Artikeln zu Gebinden, bspw. von Getränkebehältern o. dgl., werden diese in der Praxis häufig durch Schrumpffolie zusammengehalten, um ein Verrutschen oder ein Lösen aus der Zusammenstellung während der weiteren Handhabung bzw. beim Transport zu verhindern. Bekannt sind aus dem Stand der Technik bspw. Gebinde, welche vier, sechs oder mehr Behälter umfassen. Derartige Gebinde bilden eine sehr gebräuchliche Variante von Verkaufseinheiten für Getränkebehälter oder Flaschen aus PET- Kunststoff. Um beim Verpacken und/oder bei einer nachfolgenden Palettierung einen hohen Durchsatz zu erreichen, ist eine möglichst rasche Zusammenstellung derartiger Gebinde ohne Unterbrechung einzelner
Prozessschritte wünschenswert.
Um das Verpackungsmaterial bzw. die Schrumpffolie zur teilweisen oder vollständigen Umhüllung von Gebinden zur Verfügung zu stellen, sind Vorrichtungen sowie Verfahren bekannt, welche das Material von einer Rolle oder von mehreren Rollen abwickeln, innerhalb einer Verpackungsmaschine befördern und damit die einzelnen Gebinde bzw. die jeweiligen Artikel, welche das jeweilige Gebinde bilden sollen, mit dem Verpackungsmaterial umhüllen. Das Abwickeln des Verpackungsmaterials von der jeweiligen Rolle erfolgt hierbei üblicherweise maschinell und in kontinuierlichem Prozess. Es sind Vorrichtungen bekannt, in denen das Verpackungsmaterial über Walzen von der dabei rotierenden Rolle abgezogen wird. Ist eine Rolle abgewickelt und der Vorrat an Verpackungsmaterial der Rolle erschöpft, so muss ein Austausch der jeweiligen Rolle bzw. ein Ersatz durch eine neue Rolle erfolgen. Allerdings ist mit einem solchen Rollenwechsel eine unerwünschte Unterbrechung des Prozesses der Zusammenstellung und Verpackung von Gebinden verbunden.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung, mittels welchen neue Rollen zugestellt sowie verbrauchte Rollen innerhalb einer Verpackungsmaschine gewechselt werden können, sind bspw. aus der DE 40 40 545 A1 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung weist mehrere Vorratsrollen mit Streifenmaterial auf, die nebeneinander angeordnet sind. Der Kern der Rollen ist jeweils auf einen gemeinsamen Zapfen aufgesetzt. Ein Anfang des
Streifenmaterials wird vorhergehend mit einer Walze in Verbindung gesetzt, welche das Streifenmaterial von der jeweiligen Rolle abzieht und in Richtung nach unten von der Vorrichtung weg führt. Um diese bekannte Vorrichtung betreiben zu können und das
Material von der Rolle abzuwickeln, muss die Rolle mit ihrem Kern drehrichtungskonform auf den Zapfen aufgesetzt werden. Das Streifenmaterial bzw. die erste Lage des Streifenmaterials muss von oben kommend in Richtung der Walzen abtauchen. Wäre die Rolle mit gegensinniger Drehrichtung auf den Zapfen aufgesetzt, so könnte das
Streifenmaterial nicht oder nur schwer von der Rolle abgezogen werden, woraus
Komplikationen bei der Abwicklung entstünden. Je nach Drehrichtung der aufgesetzten neuen Rollen ist bei diesen bekannten Vorrichtungen ein manuelles Umsetzen und drehrichtungskonformes erneutes Aufsetzen unverzichtbar, um einen störungsfreien Betrieb gewährleisten zu können. Vorrichtungen zur automatischen Zuführung von auf Rollen aufgewickeltem
Material und zum Austausch gegen verbrauchte Rollen in Verarbeitungs- oder
Verpackungsmaschinen sind darüber hinaus in unterschiedlichen Ausführungsvarianten bekannt, so bspw. durch Vorrichtungen zur Zufuhr und zum Wechseln von Spulen mit Bandmaterial in einer Verarbeitungsmaschine gemäß DE 32 02 647 A1 oder gemäß DE 41 42 256 A1 .
Die DE 34 25 734 A1 offenbart eine automatisierte Anlage zur Zufuhr von Packmaterial an Fertigungs- und/oder Verpackungsstraßen. Die Anlage umfasst ein Magazin für das Packmaterial und einen Wagen, der mit einem Gelenkarm zum Erfassen des Packmaterials und zu dessen Zufuhr zu den an den Verarbeitungsstraßen befindlichen Bearbeitungsmaschinen ausgestattet ist. Der Wagen mit dem Gelenkarm fährt entlang von Strecken, die durch eine mit den Bearbeitungsmaschinen in Verbindung stehende Rechenanlage bestimmt werden. Eine Einrichtung zur Versorgung von Verpackungsmaschinen mit Verbrauchsoder Verpackungsmaterial ist zudem aus der EP 1 273 541 B1 bekannt. Die als Bobinen gewickelten Materialbahnen werden auf Paletten angeliefert und auf mehrere Fertigungsund Verpackungsmaschinen verteilt, wobei die Paletten zunächst mittels
Palettenförderern in Zwischenlager verbracht werden, während einzelne Bobinen durch gesonderte Bobinenförderer entnommen und zu einer zu versorgenden Maschine transportiert werden.
Die DE 10 2006 017 379 A1 offenbart eine Einrichtung zur Handhabung von Bobinen aus Verpackungsmaterial. Die Einrichtung umfasst ein Bobinenlager mit einem Portal, in dem die Bobinen auf Paletten bereitgehalten sind. Ein Portalroboter mit Knickarm übergibt Bobinen nach Bedarf an au ßerhalb des Portals angeordnete
Wickelaggregate. Von diesen werden die Materialbahnen nach entgegengesetzten Seiten in Richtung parallel zur Längserstreckung des Portals zu den Verbrauchsmaschinen transportiert. Aus der DE 693 12 516 T2 ist au ßerdem ein automatisches Abtastsystem mit einem Roboter offenbart, der zum Austausch von Rollen mit darauf aufgewickeltem Verpackungsmaterial eingesetzt wird. Der Roboter weist einen gesteuerten Gelenkarm mit einem Greifglied zum Aufgreifen von Objekten wie Rollen auf. Das Greifglied ist mit einer optischen Bilderfassungseinrichtung ausgestattet, die Punktmatrizen an eine Steuereinheit liefert, die daraus Koordinaten des erfassten Objekts bzw. der Rolle errechnet.
Die bekannten Handhabungsverfahren und -Vorrichtungen erfordern in aller Regel eine exakte Positionierung und Zuführung von neuen Bobinen oder Rollen mit darauf aufgewickeltem Verpackungsmaterial. Sofern diese exakte Positionierung nicht zu gewährleisten ist, ist der reibungslose Austausch gegen verbrauchte Rollen gefährdet, wodurch auch die Funktionsfähigkeit der Verpackungsmaschine nicht mehr zu
gewährleisten ist. Au ßerdem erfordern die bekannten Anlagen für einen kontinuierlichen Betrieb mehrere Folienrollen, zwischen denen gewechselt werden kann, während eine jeweils verbrauchte Rolle aus der Anlage entnommen und durch eine neue Rolle ersetzt wird.
Die vorrangigen Ziele der vorliegenden Erfindung werden demgegenüber darin gesehen, eine Verpackungsmaschine und ein Verfahren zu deren Betrieb mit einem hohen Automatisierungsgrad zur Handhabung von auf Rollen aufgewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial zur Verfügung zu stellen, wobei nur eine Einbauposition für eine Rolle mit darauf aufgewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial innerhalb oder außerhalb der Verpackungsmaschine zur Verfügung steht. Dennoch soll auch beim Einsatz nur einer solchen Einbauposition ein weitgehend unterbrechungsfreier Verpackungsbetrieb unter weitgehendem Verzicht auf manuelle oder manuell unterstützte Rollenwechsel ermöglicht werden.
Diese Ziele der Erfindung werden mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Zur Erreichung der genannten Ziele schlägt die Erfindung einerseits ein Verfahren zur Zuförderung, Bereitstellung und/oder zur weitgehend unterbrechungsfreien
Handhabung und/oder zum Austausch von Rollen mit darauf aufgewickeltem und als Verpackungsmaterial zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial mit den
Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs vor. Bei dem Verfahren wird eine definierte Länge bzw. ein definierter Abschnitt des Flach- und/oder Folienmaterials einer annähernd abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle vor deren Austausch zur Aufrechterhaltung eines annähernd kontinuierlichen Verpackungsbetriebes in einen Zwischenspeicher einer Verpackungsmaschine gefördert und dort temporär bevorratet, um für den anschließenden Rollenwechsel verfügbar zu sein und um einen
kontinuierlichen oder quasikontinuierlichen Verpackungsbetrieb auch während des Rollenwechsels aufrechterhalten zu können. Zu diesem Zweck wird der erwähnte
Abschnitt des Flach- und/oder Folienmaterials in den Zwischenspeicher befördert, bevor die annähernd abgewickelte und/oder aufgebrauchte Rolle aus ihrer Einbauposition aus der Verpackungsmaschine bzw. im Bereich oder in der Nähe der Verpackungsmaschine entnommen und durch eine neue Rolle mit Flach- und/oder Folienmaterial ersetzt wird. Während dieses Rollenwechsels kann der Verpackungsbetrieb unverändert
aufrechterhalten werden, indem der im Zwischenspeicher befindliche Flach- und/oder Folienmaterialabschnitt von dort entnommen wird, während gleichzeitig das Flach- und/oder Folienmaterial der neu in die Einbauposition in oder im Bereich der
Verpackungsmaschine eingesetzten Rolle mit dem aus dem Zwischenspeicher entnommenen und kontinuierlich in die Verpackungsmaschine geförderten Flach- und/oder Folienmaterialabschnitt verbunden, insbesondere quer zu seiner Förderrichtung verschweißt wird. Durch diese Verbindung bzw. Verschweißung des im Zwischenspeicher befindlichen Abschnittes mit dem Folienanfang der neu eingesetzten Rolle wird der angestrebte kontinuierliche Verpackungsbetrieb ermöglicht.
Die zum Ersatz von jeweils aufgebrauchten Rollen neu eingesetzten bzw. der Verpackungsmaschine jeweils zur Verfügung gestellten Vorratsrollen mit Flach- und/oder Folienmaterial werden der Verpackungsmaschine jeweils in definierter Zuführung bereitgestellt und dort in die Einbauposition eingesetzt, nachdem dort zuvor die zumindest teilweise verbrauchte Rolle entnommen wurde, wobei der kontinuierliche
Verpackungsbetrieb durch zumindest teilweises Aufbrauchen des zuvor in den
Zwischenspeicher geförderten Flach- und/oder Folienmaterials aufrechterhalten wird. Mit dem Begriff der definierten Zuführung können unterschiedliche Fördervarianten gemeint sein. So kann die definierte Zuführung bspw. ein Horizontalförderband mit darauf zur Verpackungsmaschine beförderten neuen Vorratsrollen umfassen, die z.B. mittels einer Greif- und/oder Handhabungsvorrichtung wie einem Mehrachsroboter aufgenommen und in die Einbauposition gebracht werden können. Die definierte Zuführung kann jedoch wahlweise auch durch sog. FTS - führerlose Transportsysteme - gebildet sein, die jede einzelne neue Vorratsrolle mit einem ferngesteuerten selbstfahrenden Shuttle an die Verpackungsmaschine heranbringen und dort mit Hilfe eines fahrzeugeigenen
Handhabungsgreifers oder auch mit Hilfe des dort bereitstehenden Greif- und/oder Handhabungssystems oder -roboters in die Einbauposition in oder an der
Verpackungsmaschine einsetzen.
Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Durchtrennung oder Abtrennung des Flach- und/oder Folienmaterials der annähernd abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle von dem kontinuierlich in die Verpackungsmaschine geförderten Flach- und/oder Folienmaterial sowie auch die Verbindung des von der neu eingesetzten Rolle abgewickelten Flach- und/oder Folienmaterials mit dem kontinuierlich in die Verpackungsmaschine geförderten Flach- und/oder Folienmaterial weitgehend automatisiert erfolgen. Die einzelnen, aufeinander folgenden Abläufe werden hierbei vorzugsweise zentral gesteuert, ggf. unterstützt durch geeignete
Bildverarbeitungssysteme, mit denen die Greif- und/oder Handhabungseinrichtungen gesteuert werden können. Auf diese Weise können sowohl die Entnahme einer annähernd abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle aus ihrer Einbauposition in der Verpackungsmaschine wie auch das Einsetzen einer neuen Rolle in diese Einbauposition weitgehend automatisiert erfolgen. Die Entnahme verbrauchter Rollen aus der
Einbauposition und das Einsetzen neuer Rollen in die Einbauposition können bevorzugt mittels wenigstens einer steuerbaren Greif- und/oder Handhabungseinrichtung durchgeführt werden, deren Reichweite einen definierbaren Bewegungsraum abdeckt. Diese Greif- und/oder Handhabungseinrichtung kann bspw. durch einen Mehrachsroboter oder auch durch FTS bzw. eine Kombination dieser Elemente gebildet sein.
Bei dem Verfahren kann vorgesehen sein, dass auch die Durchtrennung des Flach- und/oder Folienmaterials und/oder dessen Verschweißung durch die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung bzw. durch den entsprechend ausgestatteten
Mehrachsroboter ausgeführt wird.
Zur Erreichung der oben genannten Ziele schlägt die Erfindung weiterhin eine Verpackungsmaschine zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen mit Flach- und/oder Folienmaterial vor, die mit wenigstens einer Vorrichtung zur Zuförderung, Bereitstellung und/oder zur weitgehend
unterbrechungsfreien Handhabung und/oder zum Austausch von Rollen mit darauf aufgewickeltem Verpackungsmaterial zur Verpackung der Stückgüter, Gebinde oder Artikelzusammenstellungen ausgestattet ist. Der Vorrichtung ist wenigstens eine austauschbare Rolle mit Verpackungsmaterial zugeordnet, die sich in einem
Betriebszustand in einer Einbauposition in oder im Bereich der Verpackungsmaschine befindet, wobei der Einbauposition der Rolle außerdem ein Zwischenspeicher zur Aufnahme einer definierten Länge des Flach- und/oder Folienmaterials von einer annähernd abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle zur Wiederverwendung nach dem Einsetzen einer neuen Rolle in die Einbauposition zugeordnet ist. Dieser der Einbauposition der Rolle funktional und vorzugsweise auch räumlich zugeordnete Zwischenspeicher dient der Aufrechterhaltung eines annähernd kontinuierlichen
Verpackungsbetriebes und kann zu diesem Zweck die erwähnte definierte Länge des Flach- und/oder Folienmaterials der annähernd abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle zumindest vorübergehend aufnehmen, um dieses aufgenommene Flach- und/oder Folienmaterial während eines Austauschvorganges der verbrauchten Rolle gegen eine neue Rolle wieder abzugeben, so dass dadurch der Verpackungsbetrieb ohne
Unterbrechung weiterlaufen kann. Um dies zu ermöglichen, ist die Vorrichtung zur Zuförderung, Bereitstellung und/oder zur weitgehend unterbrechungsfreien Handhabung und/oder zum Austausch der Rollen zur Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen
Verpackungsbetriebes bei einem Austausch der Rollen durch Entnahme des im
Zwischenspeicher befindlichen Flach- und/oder Folienmaterialabschnittes vorbereitet und eingerichtet. Die zumindest temporär im Zwischenspeicher befindliche Länge an Flach- und/oder Folienmaterial muss zumindest für einen Zeitraum des Verpackungsbetriebs ausreichen, der für den Wechsel einer verbrauchten Rolle und das Einsetzen einer neuen Vorratsrolle sowie für das anschließende Verbinden der Folien- oder
Flachbahnabschnitte, insbesondere für deren Verschweißen, benötigt wird.
Die Vorrichtung zur Zuförderung, Bereitstellung und/oder zur weitgehend unterbrechungsfreien Handhabung und/oder zum Austausch der Rollen zur
Aufrechterhaltung des kontinuierlichen Verpackungsbetriebes kann vorzugsweise mit einer Schweißeinheit ausgestattet sein, die der Verbindung und Verschweißung des Flach- und/oder Folienmaterials einer neu in die Einbauposition in oder im Bereich der Verpackungsmaschine eingesetzten Rolle mit dem aus dem Zwischenspeicher entnommenen und kontinuierlich in die Verpackungsmaschine geförderten Flach- und/oder Folienmaterialabschnitt quer zu seiner Förderrichtung dient. Sowohl der
Rollenwechsel, der bestimmungsgemäße Einsatz des Zwischenspeichers als auch der Verschweißvorgang können vorzugsweise automatisiert ablaufen, so dass auch bei nur einer Rolle in der Einbauposition der Verpackungsmaschine ein kontinuierlicher
Verpackungsbetrieb über einen sehr langen Zeitraum aufrechterhalten werden kann. Zumindest die Vorrichtung zur Zuförderung, Bereitstellung und/oder zur weitgehend unterbrechungsfreien Handhabung und/oder zum Austausch der Rollen kann zur Aufrechterhaltung des kontinuierlichen Verpackungsbetriebes automatisiert betrieben werden.
Die Einbauposition für die Rollen mit darauf aufgewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial kann sich wahlweise innerhalb der Verpackungsmaschine oder außerhalb und unmittelbar neben der Verpackungsmaschine befinden. Bei einer Einbauposition außerhalb der Verpackungsmaschine ist die Erreichbarkeit zur Entnahme verbrauchter Rollen und zum Einsetzen neuer Vorratsrollen verbessert, während die einwandfreie Flachbahn- oder Folienführung unter Umständen mehr konstruktiven Aufwand erfordert. Der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine kann wenigstens eine steuerbare
Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zur Entnahme verbrauchter Rollen aus der Einbauposition und zum Einsetzen neuer Rollen in die Einbauposition zugeordnet sein, deren Reichweite einen definierbaren Bewegungsraum abdeckt. Diese steuerbare Greif- und/oder Handhabungseinrichtung kann zudem mit Einrichtungen zur Durchtrennung des Flach- und/oder Folienmaterials und/oder dessen Verschweißung ausgestattet sein. Als solche Greif- und/oder Handhabungseinrichtung kann insbesondere ein Mehrachsroboter oder ein System von FTS zum Einsatz kommen, wie dies bereits oben beschrieben wurde. Die Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtungen bzw. des Handhabungsroboters und/oder des führerlosen Transportsystems (FTS) können sinnvollerweise mithilfe geeigneter optischer Sensoreinrichtungen und/oder
Raumüberwachungseinrichtungen erfasst und/oder gesteuert werden. In Abhängigkeit von den erfassten Raum-, Bewegungs- und/oder Sensordaten können somit zumindest die Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung im Bereich der definierten Zuführung und/oder Bereitstellung für die Rollen bzw. in ihrem jeweiligen Bewegungsraum gesteuert werden. Zudem kann vorgesehen sein, dass die die erwähnten
Raumüberwachungseinrichtungen durch wenigstens eine optische Erfassungseinrichtung, insbesondere eine Kamera gebildet sind, die zumindest den Bewegungsraum der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung erfasst und diesen Bewegungsraum und die darin stattfindenden Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung abbildende Ausgangssignale liefert. Hierbei kann die wenigstens eine optische Erfassungseinrichtung bzw. die Kamera bspw. der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zugeordnet bzw. dort montiert sein, so dass sie in die Lage versetzt ist, die Bewegungen der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung sowie die drehrichtungskonforme Orientierung jeder neuen Rolle vor bzw. bei ihrem Einsetzen zu überprüfen. Wahlweise kann die Kamera jedoch auch den Bewegungsraum abdecken, indem sie ortsfest im Raum oder an der Verpackungsmaschine montiert ist; auch zusätzliche bzw. mehrere Kameras an der Greif- und/oder Handhabungseinrichtung sind möglich. Generell können mehrere Kameras bzw. optische Erfassungseinrichtungen eingesetzt werden, deren Ausgangssignale überlagert und zur exakten Ortsbestimmung aller zu bewegenden Teile, Handhabungssysteme und/oder Rollen mit Verpackungsmaterial eingesetzt werden können. Gleiches gilt auch für die Entnahme verbrauchter Rollen sowie für den Einsatz der Schweißeinrichtungen, die zum Verbinden der Materialbahnabschnitte notwendig sind; auch diese Elemente können mittels der optischen Erfassungseinrichtungen gesteuert werden.
Bei dem Verfahren kann die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung
insbesondere durch einen Mehrachsroboter gebildet sein, der neue Rollen von der definierten Zuführung aufnimmt und in der Einbauposition und/oder der
Verpackungsmaschine platziert und auch verbrauchte Rollen von dort entnimmt. Wie erwähnt, kann dem Handhabungsroboter wahlweise eine separate Kamera zugeordnet sein, die bspw. an seinem beweglichen Auslegerarm angebracht sein kann, so dass sie alle Bewegungen im Raum sowie die aufzunehmenden und in die Verpackungsmaschine zu positionierenden Rollen erfassen kann. Vorzugsweise verfügt die
Handhabungseinrichtung bzw. der Mehrachsroboter über geeignete Greif- bzw. Halteelemente, um die Rollen aufnehmen zu können. So kann die
Handhabungseinrichtung bzw. der Mehrachsroboter bspw. über einen Haltedorn verfügen, welcher stirnseitig in die als Hohlkörper ausgebildete neue Rolle eintaucht, seinen maximalen Querschnittsdurchmesser vergrößert und hiermit die jeweilige neue Rolle klemmend an der Handhabungseinrichtung bzw. dem Mehrachsroboter fixiert.
Wahlweise kann die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren auch durch ein führerloses und/oder ferngesteuertes Transportsystem (FTS, mindestens ein selbstfahrendes Shuttle) gebildet sein, das neue Rollen von der definierten Zuführung aufnimmt und in der Verpackungsmaschine platziert. Dieses FTS bzw. das Shuttle des FTS kann bspw. einen Greifarm o. dgl. zur Aufnahme und Handhabung der Rollen aufweisen, mit dem es die Rolle aufnimmt, auf eine
Transportauflage ablegt, wonach es mitsamt der Rolle zur Verpackungsmaschine fährt und dort die Rolle einsetzt. Wahlweise kann dem Shuttle eine eigene Kamera zugeordnet sein, um seine Bewegungen im Raum zu steuern. Die Erfindung kann weiterhin vorsehen, dass auch die Verpackungsmaschine selbst bzw. ihre Einbauposition für die auswechselbaren Rollen mit Verpackungsmaterial optisch überwacht werden. Hierbei können zusätzliche optische
Überwachungseinrichtungen bzw. Kameras in der Verpackungsmaschine vorgesehen sein, insbesondere im Bereich der auszuwechselnden Rollen bzw. im Bereich der Einbauposition.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt in vier schematischen Schaubildern aufeinander folgende
Prozessschritte beim automatisierten Austausch von Rollen mit darauf aufgewickeltem Verpackungsmaterial innerhalb einer Verpackungsmaschine.
Fig. 2 zeigt in vier schematischen Perspektivansichten verschiedene
Handhabungsschritte beim Austausch der Rollen mithilfe eines Handhabungsroboters.
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht einer Einbauposition einer Rolle mit darauf aufgewickeltem Verpackungsmaterial au ßerhalb der Verpackungsmaschine. Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
Die vier schematischen Schaubilder der Fig. 1 sollen mehrere aufeinander folgende Prozessschritte beim automatisierten Austausch von Rollen 10 mit darauf aufgewickeltem Verpackungsmaterial 12 innerhalb einer Verpackungsmaschine 14 verdeutlichen. Die gezeigten Prozessschritte sind Bestandteil eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Zuförderung, Bereitstellung und/oder zur weitgehend unterbrechungsfreien Handhabung und/oder zum Austausch von Rollen 10 mit darauf aufgewickeltem und als Verpackungsmaterial 12 zur Verpackung von hier nicht gezeigten Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial 16, das als Verpackungsmaterial 12 dient. Die Rolle 10 befindet sich in definierter
Einbauposition 18 innerhalb oder au ßerhalb der Verpackungsmaschine 14 (vgl. hierzu auch Fig. 3). Die als erster Prozessschritt S1 bezeichnete Abbildung links oben zeigt eine noch weitgehend unverbrauchte Rolle 10, die sich in ihrer Einbauposition 18 in der Verpackungsmaschine 14 oder im Bereich der Verpackungsmaschine 14 befindet. Die Rolle 10 ist um eine horizontale Achse drehbar gelagert, so dass ihr Verpackungsmaterial 12 bzw. das aufgewickelte Flach- und/oder Folienmaterial 16 in Pfeilrichtung in eine Verpackungsstraße 20 zur Verpackung der Stückgüter, Gebinde,
Artikelzusammenstellungen etc. gefördert werden kann. Ein in unmittelbarer Nähe zur Einbauposition 18 befindlicher Zwischenspeicher 22 zur Aufnahme einer definierten Länge des Verpackungsmaterials 12 wird im normalen Betrieb beim Abwickeln der noch weitgehend unverbrauchten Rolle 10 noch nicht benötigt.
Die als zweiter Prozessschritt S2 bezeichnete Abbildung links unten zeigt eine in derselben Einbauposition 18 befindliche und bereits annähernd abgewickelte Rolle 24, deren zur Verpackungsstraße 20 gefördertes Verpackungsmaterial 12 durch den
Zwischenspeicher 22 geleitet wird, wo eine definierte Länge des Verpackungsmaterials 12 bzw. ein definierter Abschnitt 26 des Flach- und/oder Folienmaterials 16 der annähernd abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle 24 vor deren Austausch zur
Aufrechterhaltung eines annähernd kontinuierlichen Verpackungsbetriebes gefördert und dort temporär bevorratet wird, um für den anschließenden Rollenwechsel verfügbar zu sein und um einen kontinuierlichen oder quasikontinuierlichen Verpackungsbetrieb auch während des Rollenwechsels aufrechterhalten zu können. Wie dies der Prozessschritt S2 der Fig. 1 verdeutlicht, wird der erwähnte Abschnitt 26 des Flach- und/oder
Folienmaterials 16 in den Zwischenspeicher 22 befördert und dort bspw. mehrfach gefaltet, bevor die annähernd abgewickelte und/oder aufgebrauchte Rolle 24 im nächsten Prozessschritt S3 (Abbildung rechts unten) aus ihrer Einbauposition 18 aus der
Verpackungsmaschine 14 bzw. im Bereich oder in der Nähe der Verpackungsmaschine 14 entnommen und durch eine neue Rolle 10 mit Flach- und/oder Folienmaterial 16 ersetzt wird. Während dieses Rollenwechsels kann der Verpackungsbetrieb unverändert aufrechterhalten werden, indem der im Zwischenspeicher 22 befindliche Flach- und/oder Folienmaterialabschnitt 26 von dort entnommen wird, während gleichzeitig das Flach- und/oder Folienmaterial 16 der neu in die Einbauposition in oder im Bereich der
Verpackungsmaschine 14 eingesetzten Rolle 10 mit dem aus dem Zwischenspeicher 22 entnommenen und kontinuierlich in die Verpackungsstraße 20 geförderten Flach- und/oder Folienmaterialabschnitt 16 verbunden, insbesondere quer zu seiner
Förderrichtung verschweißt wird (nicht gezeigt).
Die Abbildung rechts unten mit dem Prozessschritt S3 verdeutlicht das Entnehmen der annähernd verbrauchten Rolle 24, nachdem der darauf noch aufgewickelte Rest an Flach- und/oder Folienmaterial 16 von dem in den Zwischenspeicher 22 geförderten Abschnitt 26 getrennt wurde. Dort ist zudem das Einsetzen einer neuen Rolle 10 in die Einbauposition 18 verdeutlicht, die anschließend mit dem Abschnitt 26 aus dem
Zwischenspeicher 22 verbunden wird, während gleichzeitig der Verpackungsbetrieb weitgehend unbeeinträchtigt aufrechterhalten wird, indem der Abschnitt 26 ohne
Unterbrechung in die Verpackungsstraße 20 gefördert wird. Dieser aus dem
Zwischenspeicher 22 geförderte Abschnitt 26 muss anschließend mit dem Flach- und/oder Folienmaterial 16 der neuen Rolle 10 verbunden, insbesondere verschweißt werden, was im vierten Prozessschritt S4 (Abbildung rechts oben) lediglich angedeutet ist. Durch diese Verbindung bzw. Verschweißung des im Zwischenspeicher 22 befindlichen Abschnittes 26 mit dem Folienanfang der neu eingesetzten Rolle 10 wird der angestrebte kontinuierliche Verpackungsbetrieb realisiert. Die zum Ersatz von jeweils aufgebrauchten Rollen 24 neu eingesetzten bzw. der
Verpackungsmaschine 14 jeweils zur Verfügung gestellten Vorratsrollen 10 mit Flach- und/oder Folienmaterial 16 können der Verpackungsmaschine 14 jeweils in definierter Zuführung bereitgestellt und dort in die Einbauposition 18 eingesetzt werden, nachdem dort zuvor die zumindest teilweise verbrauchte Rolle 24 entnommen wurde, wobei der kontinuierliche Verpackungsbetrieb durch zumindest teilweises Aufbrauchen des zuvor in den Zwischenspeicher 22 geförderten Flach- und/oder Folienmaterials 16 aufrechterhalten wird, wie dies anhand der Darstellungen der Fig. 1 veranschaulicht wird. Der hier gewählte Begriff der definierten Zuführung kann unterschiedliche Fördervarianten umfassen, so etwa ein Horizontalförderband mit darauf zur Verpackungsmaschine 14 beförderten neuen Vorratsrollen 10, die z.B. mittels einer Greif- und/oder
Handhabungsvorrichtung wie einem Mehrachsroboter aufgenommen und in die
Einbauposition 18 gebracht werden können. Die definierte Zuführung kann jedoch wahlweise auch durch führerlose Transportsysteme (sog. FTS) gebildet sein, die jede einzelne neue Vorratsrolle 10 mit einem ferngesteuerten selbstfahrenden Shuttle an die Verpackungsmaschine 14 heranbringen und dort mit Hilfe eines fahrzeugeigenen
Handhabungsgreifers oder auch mit Hilfe des dort bereitstehenden Greif- und/oder Handhabungssystems oder -roboters in die Einbauposition 18 in oder an der
Verpackungsmaschine 14 einsetzen.
Die Figuren 2A bis 2D zeigen jeweils anhand schematischer Perspektivansichten verschiedene Handhabungsschritte beim Austausch der Rollen 10, 24 mithilfe eines Handhabungsroboters 28. Solche Handhabungsroboter 28 sind als Mehrachsroboter in unterschiedlichen Ausführungsvarianten bekannt. Die Fig. 2A verdeutlicht die Aufnahme von stehend auf Paletten 30 zur Verpackungsmaschine 14 beförderten neuen Rollen 10 mit darauf aufgewickeltem flächigem Verpackungsmaterial 12, die mittels eines schwenkbaren Arms 32 des Handhabungsroboters 28 aufgenommen und in die
Einbauposition 18 der Verpackungsmaschine 14 eingesetzt werden können. Hierzu taucht der Schwenkarm 32 des Handhabungsroboters 28 mit einem Haltedorn 34 von oben in vertikaler Richtung in einen zentralen Hohlkern 36 der aufzunehmenden Rolle 10 ein und klemmt diesen Hohlkern 36, um die Rolle gemäß Fig. 2B aufnehmen und in Richtung zur Einbauposition 18 bewegen zu können. Der Schwenkarm 32 des Handhabungsroboters 28 kann hierzu typischerweise mit mehreren Freiheitsgraden bewegt werden, um die Rolle 10 passgenau positionieren zu können.
Nachdem eine verbrauchte oder nahezu aufgebrauchte Rolle 24 aus der
Einbauposition 18 der Verpackungsmaschine 14 entnommen wurde, kann die neue Rolle 10 mittels des Handhabungsroboters 28 in dieselbe Einbauposition 18 eingesetzt werden, wie dies anhand der Figuren 2C und 2D beispielhaft verdeutlicht wird. Im Bereich der Einbauposition 18 ist typischerweise ein horizontal rotierender Aufnahmedorn 38 zur klemmenden Aufnahme und Positionierung des Hohlkerns 36 der jeweiligen Rolle 10 vorhanden, der mit einem elektrischen Antriebsmotor 40 und ggf. mit
Längsverstelleinrichtungen 42 ausgestattet sein kann. Die Längsverstelleinrichtungen 42 dienen hierbei zur horizontalen Verschiebung des Aufnahmedorns 38 zur Erleichterung des Einsetzens und Entnehmens von Rollen 10, 24 und/oder zu deren exakter
Ausrichtung in der Einbauposition 18, damit das von der Rolle 10 abgezogene Flach- und/oder Folienmaterial 16 in exakte Fluchtung zur Verpackungsstraße 20 (vgl. Fig. 1 ) gebracht werden kann. Nachdem eine neue Rolle 10 auf den Aufnahmedorn 38 aufgesetzt wurde, kann sie ggf. mittels eines zwischenzeitlich am Haltedorn 34 des Handhabungsroboters 28 aufgesetzten Stempelaufsatzes 44 weiter in axialer Richtung auf den Aufnahmedorn 38 geschoben werden, bis eine gewünschte Zielposition erreicht ist. Die Handhabbarkeit des Stempelaufsatzes 44 am Schwenkarm 32 des
Handhabungsroboters 28 ist in Fig. 2D beispielhaft verdeutlicht. Mit Hilfe des
Stempelaufsatzes 44 kann die neue Rolle 10 in Pfeilrichtung gegen einen Axialanschlag 46 in die gewünschte Endposition geschoben werden. Dieser Axialanschlag 46 kann ggf. ebenfalls mit den Längsverstelleinrichtungen 42 gekoppelt sein, so dass er einen variablen Axialanschlag 46 bilden kann.
Wahlweise können die Durchtrennung des Flach- und/oder Folienmaterials 16 der annähernd abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle 24 von dem kontinuierlich in die Verpackungsmaschine 14 geförderten Flach- und/oder Folienmaterial 16 sowie auch die Verbindung des von der neu eingesetzten Rolle 10 abgewickelten Flach- und/oder Folienmaterials 16 mit dem kontinuierlich in die Verpackungsmaschine 14 geförderten Flach- und/oder Folienmaterial 16 weitgehend automatisiert erfolgen. Die einzelnen, aufeinander folgenden Abläufe werden hierbei vorzugsweise zentral gesteuert, ggf.
unterstützt durch geeignete Bildverarbeitungssysteme, mit denen der
Handhabungsroboter 28 gesteuert werden kann. Der Handhabungsroboter 28 kann über geeignete wechselbare Werkzeuge verfügen, um sowohl die Trennung als auch die
Verschweißung der Bahnen des Flach- und/oder Folienmaterials 16 im Zusammenhang mit dem Rollenwechsel autonom durchführen zu können. Auf diese Weise können sowohl die Entnahme einer annähernd abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle 24 aus ihrer Einbauposition 18 in der Verpackungsmaschine 14 wie auch das Einsetzen einer neuen Rolle 10 in diese Einbauposition 18 weitgehend automatisiert erfolgen. Die Entnahme verbrauchter Rollen 24 aus der Einbauposition 18 und/oder das Einsetzen neuer Rollen 10 in die Einbauposition 18 können bspw. durch den in Fig. 2 gezeigten Mehrachs- bzw. Handhabungsroboter 28 oder auch durch FTS bzw. eine Kombination dieser Elemente durchgeführt werden. Wie es die schematische Draufsicht der Fig. 3 verdeutlicht, kann sich die Einbauposition 18 für die Rollen 10 bzw. 24 mit darauf aufgewickeltem
Verpackungsmaterial 12 in Gestalt des Flach- und/oder Folienmaterials 16 wahlweise auch au ßerhalb der Verpackungsmaschine 14 befinden, so dass das Flach- und/oder Folienmaterial 16 von außerhalb in die Verpackungsmaschine 14 und in die
Verpackungsstraße 20 gefördert wird. Der Aufnahmedorn 38 kann sich in
unterschiedlichen Positionen befinden, so bspw. mit seiner Längsachse parallel zur Förderrichtung des Flach- und/oder Folienmaterials 16 in der Verpackungsstraße 20, so dass das Flach- und/oder Folienmaterial 16 um 90 ° umgelenkt werden muss.
Der in den Figuren 2A bis 2D nicht näher dargestellte Zwischenspeicher 22 kann sich ggf. ebenfalls außerhalb der Verpackungsmaschine 14 befinden, wie dies schematisch in der Fig. 3 angedeutet ist.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
Bezuqszeichenliste
10 Rolle, neue Rolle, unverbrauchte Rolle (mit Verpackungsmaterial)
12 Verpackungsmaterial
14 Verpackungsmaschine
16 Flach- und/oder Folienmaterial
18 Einbauposition (der Rolle)
20 Verpackungsstraße
22 Zwischenspeicher
24 verbrauchte Rolle, annähernd abgewickelte Rolle, annähernd aufgebrauchte Rolle
26 gespeicherter Abschnitt, definierter Abschnitt, definierte Länge (des
Flach- und/oder Folienmaterials), Flach- und/oder
Folienmaterialabschnitt
28 Handhabungsroboter, Mehrachsroboter
30 Palette
32 Schwenkarm, schwenkbarer Arm
34 Haltedorn
36 Kern, Hohlkern
38 Aufnahmedorn
40 Antrieb, elektrischer Antrieb, elektrischer Antriebsmotor
42 Längsverstelleinrichtungen
44 Stempelaufsatz
46 Axialanschlag

Claims

Ansprüche
Verfahren zur Zuförderung, Bereitstellung und/oder zur weitgehend
unterbrechungsfreien Handhabung und/oder zum Austausch von Rollen (10, 24) mit darauf aufgewickeltem und als Verpackungsmaterial (12) zur Verpackung von
Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen dienendem Flach- und/oder Folienmaterial (16), bei dem eine definierte Länge (26) des Flach- und/oder Folienmaterials (16) einer annähernd abgewickelten und/oder
aufgebrauchten Rolle (24) zur Aufrechterhaltung eines annähernd kontinuierlichen Verpackungsbetriebes in einen Zwischenspeicher (22) einer Verpackungsmaschine (14) gefördert und dort temporär bevorratet wird, bevor diese annähernd abgewickelte und/oder aufgebrauchte Rolle (24) aus ihrer Einbauposition (18) aus oder im Bereich der Verpackungsmaschine (14) entnommen und durch eine neue Rolle (10) mit darauf aufgewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial (16) ersetzt wird, während der
Verpackungsbetrieb durch Entnahme des im Zwischenspeicher (22) befindlichen Flach- und/oder Folienmaterialabschnittes (26) aufrechterhalten wird, und wobei das Flach- und/oder Folienmaterial (16) der neu in die Einbauposition (18) in oder im Bereich der Verpackungsmaschine (14) eingesetzten Rolle (10) mit dem aus dem Zwischenspeicher (22) entnommenen und kontinuierlich in die Verpackungsmaschine (14) geförderten Flach- und/oder Folienmaterialabschnitt (26) verbunden,
insbesondere quer zu seiner Förderrichtung verschweißt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem jede neue Rolle (10) der Verpackungsmaschine (14) in definierter Zuführung bereitgestellt und dort in die Einbauposition (18) eingesetzt wird, nachdem dort zuvor die zumindest teilweise verbrauchte Rolle (24) entnommen wurde, wobei der kontinuierliche Verpackungsbetrieb durch zumindest teilweises Aufbrauchen des zuvor in den Zwischenspeicher (22) geförderten Flach- und/oder Folienmaterials (16) aufrechterhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Durchtrennung des Flach- und/oder Folienmaterials (16) der annähernd abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle (24) von dem kontinuierlich in die Verpackungsmaschine (14) geförderten Flach- und/oder Folienmaterial (16) sowie auch die Verbindung des von der neu eingesetzten Rolle (10) abgewickelten Flach- und/oder Folienmaterials (16) mit dem kontinuierlich in die Verpackungsmaschine (14) geförderten Flach- und/oder Folienmaterial (16) weitgehend automatisiert erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Entnahme einer annähernd abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle (24) aus ihrer Einbauposition (18) in der
Verpackungsmaschine (14) wie auch das Einsetzen einer neuen Rolle (10) in diese Einbauposition (18) weitgehend automatisiert erfolgen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Entnahme verbrauchter Rollen (24) aus der Einbauposition (18) und das Einsetzen neuer Rollen (10) in die Einbauposition (18) mittels wenigstens einer steuerbaren Greif- und/oder
Handhabungseinrichtung durchgeführt wird, deren Reichweite einen definierbaren Bewegungsraum abdeckt.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Durchtrennung des Flach- und/oder
Folienmaterials (16) und/oder dessen Verschweißung durch die Greif- und/oder Handhabungseinrichtung ausgeführt wird.
Verpackungsmaschine (14) zur Verpackung von Stückgütern, Gebinden oder dergleichen Artikelzusammenstellungen mit Flach- und/oder Folienmaterial (16), mit wenigstens einer Vorrichtung zur Zuförderung, Bereitstellung und/oder zur weitgehend unterbrechungsfreien Handhabung und/oder zum Austausch von Rollen (10, 24) mit darauf aufgewickeltem Verpackungsmaterial (12) zur Verpackung der Stückgüter, Gebinde oder Artikelzusammenstellungen, wobei der Vorrichtung wenigstens eine austauschbare Rolle (10. 24) mit Verpackungsmaterial (12) zugeordnet ist, die sich in einem Betriebszustand in einer Einbauposition (18) in oder im Bereich der
Verpackungsmaschine (14) befindet, wobei der Einbauposition (18) der Rolle (10, 24) ein Zwischenspeicher (22) zur Aufnahme einer definierten Länge (26) des Flach- und/oder Folienmaterials (16) von einer annähernd abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle (24) zur Wiederverwendung nach dem Einsetzen einer neuen Rolle (10) in die Einbauposition (18) zugeordnet ist.
Verpackungsmaschine nach Anspruch 7, bei welcher der Zwischenspeicher (22) zur Aufrechterhaltung eines annähernd kontinuierlichen Verpackungsbetriebes die definierte Länge (26) des Flach- und/oder Folienmaterials (16) der annähernd abgewickelten und/oder aufgebrauchten Rolle (24) zur temporären Aufnahme des Flach- und/oder Folienmaterials (16) und zur Abgabe nach einem Austausch der Rolle (24) gegen eine neue Rolle (10) vorbereitet und eingerichtet ist.
9. Verpackungsmaschine nach Anspruch 7 oder 8, bei der die Vorrichtung zur
Zuförderung, Bereitstellung und/oder zur weitgehend unterbrechungsfreien
Handhabung und/oder zum Austausch der Rollen (10, 24) zur Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Verpackungsbetriebes bei einem Austausch der Rollen (10, 24) durch Entnahme des im Zwischenspeicher (22) befindlichen Flach- und/oder
Folienmaterialabschnittes (26) vorbereitet und eingerichtet ist.
10. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der die Vorrichtung zur Zuförderung, Bereitstellung und/oder zur weitgehend unterbrechungsfreien
Handhabung und/oder zum Austausch der Rollen (10, 24) zur Aufrechterhaltung des kontinuierlichen Verpackungsbetriebes mit einer Schweißeinheit zur Verbindung und Verschweißung des Flach- und/oder Folienmaterials (16) einer neu in die
Einbauposition (18) in oder im Bereich der Verpackungsmaschine (14) eingesetzten Rolle (10) mit dem aus dem Zwischenspeicher (22) entnommenen und kontinuierlich in die Verpackungsmaschine (14) geförderten Flach- und/oder Folienmaterialabschnitt (26) quer zu seiner Förderrichtung ausgestattet ist.
1 1 . Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der die Vorrichtung zur Zuförderung, Bereitstellung und/oder zur weitgehend unterbrechungsfreien Handhabung und/oder zum Austausch der Rollen (10, 24) zur Aufrechterhaltung des kontinuierlichen Verpackungsbetriebes automatisierbar betreibbar ist. 12. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 1 1 , bei der sich die
Einbauposition (18) für die Rollen (18) mit darauf aufgewickeltem Flach- und/oder Folienmaterial (16) innerhalb der Verpackungsmaschine (14) oder außerhalb und unmittelbar neben der Verpackungsmaschine (14) befindet.
13. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 12, der wenigstens eine
steuerbare Greif- und/oder Handhabungseinrichtung zur Entnahme verbrauchter
Rollen (24) aus der Einbauposition (18) und zum Einsetzen neuer Rollen (10) in die Einbauposition (18) zugeordnet ist, deren Reichweite einen definierbaren
Bewegungsraum abdeckt.
14. Verpackungsmaschine nach Anspruch 13, bei der die steuerbare Greif- und/oder Handhabungseinrichtung mit Einrichtungen zur Durchtrennung des Flach- und/oder
Folienmaterials (16) und/oder dessen Verschweißung ausgestattet ist.
15. Verpackungsmaschine nach Anspruch 13 oder 14, bei der die steuerbare Greif- und/oder Handhabungseinrichtung durch einen Handhabungsroboter (28) mit um mehrere Achsen verstellbaren Schwenkarm (32) gebildet ist.
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