WO2018215245A1 - Verfahren zur überwachung eines prozesses - Google Patents

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WO2018215245A1
WO2018215245A1 PCT/EP2018/062556 EP2018062556W WO2018215245A1 WO 2018215245 A1 WO2018215245 A1 WO 2018215245A1 EP 2018062556 W EP2018062556 W EP 2018062556W WO 2018215245 A1 WO2018215245 A1 WO 2018215245A1
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signal
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Alexandra Theopold
Wilfried Ehmer
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Khs Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring a process on a machine and to a machine having such process monitoring.
  • rotary machines which have a rotating transport element (hereinafter also referred to as a rotor) on which a plurality of treatment stations are provided, each with at least one associated functional element, in order to act directly or indirectly on the workpiece or container.
  • a rotating transport element hereinafter also referred to as a rotor
  • treatment stations each with at least one associated functional element, in order to act directly or indirectly on the workpiece or container.
  • the treatment of a workpiece or even the production of the workpiece can be done per se, during the rotation of the transport element, so that the workpiece is transported simultaneously along a transport path.
  • the treatment stations and functional elements provided there preferably each have an identical or substantially identical structure and the processes carried out at the treatment stations are identical or substantially identical. Due to the staggered feeding or removal of the workpieces, the processes or process steps at the respective treatment stations are delayed in time or are in different stages of the same process or process step, so that, for example, a second treatment station following a first treatment station performs the same process as the first one Treatment station executes, but delayed in time to this. As a rule, the same process or process step of each treatment station takes place at the same location of the device, such as in a defined angular range of a rotating device.
  • the invention relates to a method for monitoring a process or process step on a machine having a transport element with a plurality of treatment stations.
  • the transport element can be, for example, a revolving driven rotor on which the processing stations are provided on the circumference.
  • the transport element can be formed by a self-contained, rail-like transport path, on which independently movable transport elements are provided.
  • the treatment stations each comprise at least one functional element, by means of which the workpiece is acted upon directly or indirectly, wherein by means of the treatment stations and / or their at least one functional element in each case a workpiece to be treated is conveyed during treatment on a transport path between an inlet and an outlet or the workpiece is changed at a treatment station at least on a portion of this transport path and / or manufactured or acted on this workpiece.
  • the treatment stations each have at least one sensor for receiving a vibration frequency and / or an acoustic signal, by means of which a pattern generated by the treatment or production process at the respective treatment station and during the transport of the workpiece at this treatment station is detected.
  • a pattern is to be understood below a pattern of a vibration and / or an acoustic signal or its physically measurable amplitude or strength and / or frequency / course over a preferably limited period of time.
  • the measurement signal provided by the sensor, measurement signal profile or a signal derived therefrom is subsequently evaluated and compared with a reference signal or reference signal range.
  • a reference signal range should always be understood as the reference signal.
  • the monitoring of the process preferably does not relate to the transfer process of a holding and centering unit that can be releasably fixed to the treatment station, by means of which a container is held and that of a container Rotor is passed to a subsequent further rotor.
  • the process monitoring relates, for example, to mechanical switching and setting processes as well as process steps that are started after the workpiece has been introduced into the treatment station, ie after the inlet, and finished before the workpiece is removed from the treatment station of the transport element.
  • the generated patterns are thereby at least partially caused by one or more functional elements that are not removed from the treatment station or introduced into it during the process to be monitored.
  • the process monitoring can extend over a plurality of transport elements (eg rotors) of the machine, but the process monitoring takes place in each case for process steps that take place between the inlet and the outlet of the respective transport element.
  • the main advantage of the method is that errors or abnormalities are recognized early in the process and thus high repair costs and machine downtime can be counteracted. Rather, proactive, predictive machine maintenance or repair can be initiated even if the process is still within tolerable process boundaries. It is also possible that an adjustment of process parameters takes place based on the measurement signals detected by the sensors, i. the process is controlled or modified depending on the measurement signals, so that, for example, the waste of treated containers can be reduced.
  • the pattern is detected in a time range in which the workpiece is moved at least a quarter, preferably at least half of the transport distance between the inlet and the outlet.
  • the pattern is produced at one or more functional elements provided at the treatment station and not removed from the treatment station during the entire process.
  • the functional elements that are the cause of the development of the acoustic or mechanical Vibrations are an integral part of the treatment station, ie they are not removed from it during the entire process.
  • acoustic or mechanical vibrations of functional elements of the respective treatment stations can be picked up by the sensors and used for process monitoring.
  • Such functional elements may, for example, be components of the treatment stations which act directly or indirectly on the workpieces or cause them to act, such as, for example, a milling head, a drill, a valve flap, a valve body, a drive unit, a holding tulip or closure tulip for a container, a closing tool, for example for a bottle cap or screw cap, sealed jaws and much more.
  • the pattern is formed at least by a change in position of a functional element or a part thereof.
  • this can be a raising or lowering of a functional element, for example a valve body or a closing tool.
  • the change in position of a functional element can be detected via the process monitoring.
  • the pattern comprises an oscillation frequency and / or an acoustic signal that arises due to the achievement of an at least temporary end position of the functional element or of a part thereof.
  • the pattern comprises a vibration frequency and / or an acoustic signal which arises during the spatial positional change of the functional element or of a part thereof. The change in position can be caused in particular by a translatory or a rotational movement of a functional element or a part thereof.
  • the process carried out on the transport element comprises a plurality of sub-processes, wherein the patterns generated in these sub-processes are determined by a single sensor or by a group provided at the respective treatment station several sensors are detected.
  • the sensors can be positioned at the treatment station or be distributed to different positions in the treatment station, that at different functional elements of the treatment station resulting vibrations can be detected in an improved manner.
  • identical process steps or identical sub-processes in certain areas of the transport path between the inlet and the outlet are performed at different treatment stations or be performed at different treatment stations between the inlet and the outlet with time offset to each other identical process steps or the same sub-processes.
  • the different sub-processes are at least partially performed at different rotational positions of a rotationally driven about a rotational axis transport element.
  • the rotational positions of the transport element are in particular at rotational positions in the region between the inlet and the outlet on this transport element.
  • the measurement signals are recorded simultaneously at two or more treatment stations.
  • a temporally overlapping process monitoring takes place at the treatment stations, with treatment stations or their functional elements being substantially identical in construction.
  • the reference signal is determined in advance based on a plurality of measuring signals recorded at different treatment stations, with a priority of time offset, which are also ideally of identical construction.
  • a reference signal is calculated from measurement signals of different treatment stations, for example by temporal and / or value-based averaging. This averaging can be done using weighting factors so that the measurement signals can be weighted relative to each other.
  • the similar processes carried out at the plurality of treatment stations generally lead to identical or very similar measurement signals at the sensors. This fact may be for the determination of the Reference signal or the evaluation of abnormalities having measurement signals can be used.
  • the treatment stations are no longer observed, whose measured values already have a drift, approximations or exceedances from the at least one reference value or value range.
  • This type of evaluation has the advantage that under variable production conditions, such as, for example, temperature changes, etc., the changes in the characteristic features are continuously taken into account and thus a process monitoring which is more independent of production conditions is made possible.
  • the reference signal is adjusted intermittently or continuously.
  • the adaptation of the reference signal takes place in that measuring signals of several treatment stations are respectively determined at different times and used to calculate the reference signal.
  • a "normal" temporal change of the measurement signals under different boundary conditions for example caused by load or temperature changes, different workpieces or workpiece fillings, can be included in the calculation of the reference signal and thus lead to an adaptation of the reference signal to this change in the boundary conditions.
  • a set of reference signals is stored, wherein the set of reference signals comprises a plurality of reference signals dependent on a process parameter.
  • the reference signal can be adapted by detecting a process parameter, for example by a sensor (temperature sensor, pressure sensor, etc.) receiving this process parameter, and selecting from the set of reference signals one or more reference signals which correlate with the determined process parameter.
  • the reference signal is generated in-situ, in particular by averaging the measurement signals or signals derived therefrom, wherein the measurement signals or the signals derived therefrom are detected at at least two different treatment stations by the sensors assigned to these treatment stations, in particular the measurement signals or the derived signals delayed by at least two different treatment stations detects the sensors associated with these treatment stations.
  • the measurement signal or the signal that is evaluated for errors is assigned to an angular segment, preferably a treatment station of the transport element and / or a workpiece.
  • the workpiece can subsequently be checked, for example by an inspection unit, in order to determine whether this workpiece has errors indicating abnormalities and thus the process error detection was correct or not.
  • a sub-process at a treatment station is inferred based on the measurement signal or based on the signal evaluated with regard to errors.
  • the measurement waveform, the frequency spectrum or the time profile of the measurement signal can be analyzed and it can be deduced based on which sub-process was erroneous or conspicuous.
  • the rotational position of the transport element or the local position of a treatment station can also be evaluated in order to detect at which angular position of the rotor or position of the treatment station the measurement signal indicative of errors or abnormalities has been obtained.
  • the evaluation is carried out based on measurement signals provided by a plurality of sensors of a treatment station or signals derived therefrom. Due to the distributed arrangement of a plurality of sensors at a treatment station (for example arranged on different functional elements), the recognition of which sub-process has exhibited the error or conspicuity can be decisively improved.
  • information obtained during the evaluation of the measurement signals or signals derived therefrom is compared with information from an inspection unit which subsequently checks the workpieces.
  • the inspection unit can thus be checked whether a workpiece that was detected by the evaluation as "faulty” or “conspicuous", even in the inspection performed by the inspection unit recognizable errors or abnormalities shows.
  • comparison information obtained by comparing information obtained during the evaluation of the measurement signals or signals derived therefrom with information from the inspection unit, and based on this comparison information, the reference signal is adapted.
  • the reference signal is in the direction of a higher one Tolerance threshold can be adjusted.
  • the same also applies in the reverse manner, ie the evaluation of the measurement signals of the sensors provided at the processing stations has detected no error or conspicuousness, but the inspection unit was able to detect an error or a conspicuousness, so that the reference signal is adjusted in the direction of a lower tolerance threshold should be.
  • process parameters for the transport element and / or a treatment station are adapted and / or maintenance and service tasks are derived. For example, in the event that a sensor at a processing station of a capper receives a measurement signal which indicates a slip of the closure unit with respect to the closure element, the drive torque of the drive unit can be lowered. It is understood that a multiplicity of adaptation possibilities exist here depending on the detected measurement signal.
  • the measurement signal is compared with a reference signal.
  • the reference signal forms, for example, a good reference, i. represents a reference signal which is to be obtained in the case of a fault-free or without any abnormal process or process step.
  • the reference signal can be, for example, an amplitude and / or an amplitude characteristic or even a frequency and / or a frequency range of the measurement signal or a signal derived therefrom and recorded and stored after commissioning or regularly at the start of production of the machine.
  • a tolerance range is defined, which forms a desired range for the measurement signal. In the event that the measurement signal this target range leaves, an untypical process or process step can be deduced.
  • the tolerance range can in particular specify an amplitude range, frequency range, a temporal amplitude progression range of the measurement signal or a signal derived therefrom.
  • the reference signal and the tolerance range are ideally formed from a correlation with one or more parameters of the device or components of the device.
  • Such correlating parameters are, for example, the nominal incremental value, i. the angular position of the skin drive of the machine, time or time window in which a measuring signal, such as, for example, a frequency or sound of the type or strength, is expected, a dependence of the measuring signal on the angular velocity of the rotor, etc.
  • the correlation could take place in the time domain and the amplitude and phase difference between the transfer signals can be determined, whereby as a correlation method, for example, the cross-correlation can be used.
  • the measurement signal is compared in the time domain with a reference signal.
  • the time profile of the measurement signal can be compared with the desired state (shown by the reference signal).
  • longer lasting acoustic signals or a plurality of temporally consecutive acoustic signals e.g., multiple beats, chattering, etc.
  • the measurement signal is transformed into the frequency domain and the measurement signal is compared in the frequency domain with a reference signal.
  • the frequency domain in particular periodically recurring acoustic signals can be better detected.
  • the measurement signal is filtered before the comparison with the reference signal.
  • the filter may be a digital filter (eg FIR filter). This makes it possible that interfering frequency ranges or certain background noise or disturbing fundamental vibrations are filtered out and thus do not flow into the measurement signal analysis.
  • the signal profile and / or the signal amplitude of the measurement signal or of a signal derived therefrom are evaluated. Also, the spectral position of the measurement signal or a signal derived therefrom, ie its frequency can be evaluated. This can also draw conclusions about the causes of abnormality or irregularity.
  • the invention relates to a machine having a transport element with a plurality of treatment stations, wherein the treatment stations each comprise at least one associated functional element to act directly or indirectly on the workpiece, wherein by means of the treatment stations and / or their at least one functional element in each case one to be treated workpiece during the treatment on a transport path between an inlet and an outlet is conveyed and / or the workpiece changed at least on a portion of this transport route and / or manufactured or can be acted upon this .
  • the treatment stations have at least partially each at least one sensor for receiving a vibration frequency and / or an acoustic signal, by means of a by the treatment or manufacturing process at the respective treatment station and during the transport of the workpiece at this remplisstati on generated pattern is detected. Furthermore, an evaluation unit is provided which is designed to evaluate the measurement signal provided by the sensor or a signal derived therefrom and to compare it with a reference signal.
  • the senor is provided co-moved on the rotor and arranged at the respective treatment station.
  • a process which is carried out at the respective processing station can advantageously be detected by the sensor.
  • the sensor is formed by a non-contact sensor for sound and / or vibration measurement, which is aligned with a functional element, in particular by a directional microphone or a laser vibrometer.
  • a directional microphone has a directivity, ie is designed to receive acoustic signals preferably from a specific spatial direction or a specific spatial direction range, whereas the reception is attenuated or attenuated from other spatial directions.
  • a treatment station has two or more sensors associated with different areas of the treatment station.
  • the senor for example an acoustic sensor
  • the sensor is provided on a board arranged within the treatment station.
  • the sensor is provided on a supporting component of the treatment station.
  • the structure-borne noise can be detected within the treatment station.
  • a filter is provided for filtering out interfering fundamental vibrations and / or disturbing background noises. As a result, disturbing influences in the measurement of the acoustic signals can be substantially minimized.
  • the senor is formed by a structure-borne sound sensor or a microphone.
  • a microphone in particular a directional microphone, for example, sound waves propagating in the air can be detected.
  • structure-borne noise sensors enable the measurement of sound waves that propagate in solids, for example components of the treatment station or of the transport element.
  • the machine is designed such that the reference signal is determined in advance based on a plurality of measurement signals determined at different treatment stations. For example, from measurement signals different treatment stations calculated a reference signal, for example by a time averaging. This time averaging can be done using weighting factors so that the measurement signals can be weighted relative to each other.
  • a reference signal for example, from measurement signals different treatment stations calculated a reference signal, for example by a time averaging. This time averaging can be done using weighting factors so that the measurement signals can be weighted relative to each other.
  • the similar processes carried out at the plurality of treatment stations generally lead to identical or very similar measurement signals at the sensors. This fact can be used for the determination of the reference signal or the evaluation of abnormal measurement signals.
  • the machine is designed such that the reference signal is adjusted intermittently or continuously.
  • a temporal variation of the measurement signals for example caused by temperature or pressure changes, can be included in the calculation of the reference signal and thus lead to an adaptation of the reference signal to this change.
  • a memory unit for storing a set of reference signals, wherein the set of reference signals comprises a plurality of reference signals dependent on a process parameter.
  • a reference signal can be read from this set of reference signals and used for the comparison depending on process parameters (rotational speed of the rotor, product pressure, product temperature, bottle format, etc.).
  • the machine comprises an inspection unit and the machine is designed such that information obtained during the evaluation of the measurement signals or signals derived therefrom is compared with information of an inspection unit subsequently inspecting the workpieces.
  • the inspection unit can be checked, for example, whether a workpiece that was detected by the evaluation as "faulty” or “conspicuous", even in the inspection performed by the inspection unit recognizable errors or abnormalities shows.
  • the process monitoring effected by means of the sensors at the processing station can be checked by information from the subsequent inspection unit.
  • the machine is designed in such a way that by comparison of signals derived during the evaluation of the measurement signals or signals derived therefrom. nale obtained information with information of the inspection unit comparison information is obtained and that based on the comparison information, an adjustment of the reference signal is carried out. This allows a correction of the process monitoring based on information of the inspection unit.
  • the machine is a container treatment machine, in particular a filling machine, labeling machine or a capper of containers.
  • Workpiece in the sense of the invention is understood to mean any units that are treated at treatment stations of a machine (ie one or more work processes are performed on the units) or can be produced (for example in a casting, pressing or other manufacturing process).
  • the term "container treatment machine” in the sense of the invention means any type of circulating type by means of which a container treatment can take place, for example printing, labeling, filling, closing machines etc.
  • Deflective in the sense of the invention is understood to mean that a machine component or a workpiece exhibits irregularities or irregularities that lie outside a tolerable range.
  • any container in the context of the invention, any container understood, especially bottles, cans, cups, etc.
  • FIG. 1 shows by way of example and roughly schematically a machine of rotating design with a plurality of treatment stations in a top-side representation
  • FIG. 2 shows, by way of example, the measurement signal provided by a sensor in the frequency domain with a main spectral component within a specified tolerance range
  • FIG. 3 shows, by way of example, the measurement signal provided by a sensor in the frequency domain with an amplitude of the main spectral component outside a defined tolerance range
  • FIG. 4 shows by way of example the measurement signal provided by a sensor in the frequency domain with a frequency f of the main spectral component outside a specified tolerance range
  • 5 shows by way of example and schematically a functional representation of the monitoring of a process based on a measurement signal and a reference signal in the frequency domain
  • 6 shows, by way of example and schematically, a functional representation of the monitoring of a process based on a measurement signal and a reference signal in the time domain
  • FIG. 7 exemplarily and schematically a functional representation of the monitoring of a process on a circumferentially driven transport element; 8 shows, by way of example and roughly schematically, the sub-processes performed on a filling machine in a plan view; 9 shows, by way of example and schematically, three treatment stations of a filling machine for illustrating different partial processes of a filling process;
  • FIG. 10 shows by way of example and schematically a plurality of treatment stations of a filling machine for the representation of different partial processes of a filling process, which are carried out during the rotational movement of the rotor;
  • Fig. 1 1 by way of example and schematically a plurality of treatment stations of a container closer to illustrate different sub-processes of a closing process, which are performed during the rotational movement of the rotor.
  • the reference numeral 1 generally denotes a machine for container treatment.
  • the container treatment machine may be, for example, a machine for filling the containers with a flowable medium, a capper for applying closures to a container opening, a labeler for applying a label, a container printing machine for applying a printed image to the container wall, etc.
  • the machine 1 comprises a rotor 2, which is rotationally driven around a vertical machine axis. The drive can be continuous or intermittent (ie clocked).
  • treatment stations 3 are provided on the outer peripheral side, on which the treatment of the containers takes place.
  • the treatment stations 3 are preferably provided at uniform angular intervals distributed circumferentially on the rotor 2 hen.
  • the containers are the machine 1, for example, upright fed through an inlet star 1 .1 at an inlet E and positioned at a treatment station 3.
  • the container arranged on the treatment station 3 is transported further in the transport direction TR of a transport path TS.
  • the treatment process is completed.
  • the treatment process can be, for example, a filling process, a labeling process, a sealing process of the container, etc.
  • This treatment process may include, for example, a plurality of sub-processes or treatment process steps, for example, during the filling process filling steps with different volume flow of the medium.
  • the container By means of the rotation of the rotor 2, the container is transported to the outlet A and removed there, for example, by an outlet star 1 .2.
  • sensors 4 are provided, by means of which acoustic signals or in a body propagating vibrations, hereinafter generally referred to as vibrations, are detected.
  • the sensors may be, for example, microphones, in particular directional microphones or else structure-borne noise sensors.
  • the structure-borne noise sensors can be provided in particular for measuring vibrations in the treatment station 3 or its components or functional units.
  • the sensors 4 can be provided with the rotor 2 moved.
  • one sensor 4 or a group of sensors 4 can be integrated into a treatment station 3 in order to be able to detect vibrations occurring during the process.
  • the sensor 4 can be provided for example in the vicinity of the component or the functional unit of the treatment station 3, at which the vibrations to be detected arise.
  • the sensor 4 can be provided and designed to permit monitoring of a process that takes place during the rotation of the rotor 2 and the associated further transport of the container. This process can be started only after the transfer of the container to the treatment station 3, so that the transfer of the container to the treatment station 3 is excluded from the process monitoring.
  • the sensor 4 can be embodied in particular for recording measurement signals in the time domain.
  • the sensor 4 can provide a time-varying electrical output signal, which is dependent on the vibrations detected by the sensor 4.
  • the output signals provided by the sensors 4 can be analyzed either directly or after a further signal processing in an evaluation unit 6 in order to determine whether the process to be monitored is running within predetermined tolerance values or if the detected signals show abnormalities due to an error or wear point out and thus a proactive maintenance or repair is necessary or process parameters need to be changed, for example traversing a functional unit.
  • the evaluation unit 6 can be provided as a central evaluation unit, i.
  • All sensors 4 are coupled to the evaluation unit 6 via the data line shown in dashed lines (only one example shown) and this centrally takes over the analysis and evaluation of the signals provided by the sensors 4.
  • the evaluation of several evaluation modules is carried out and groups of sensors 4 are formed, each group of sensors 4 is coupled to a specific evaluation module.
  • a higher-level evaluation unit can additionally be provided, at which all evaluation information provided by the evaluation modules is combined and evaluated for the entire machine.
  • the arrangement of evaluation modules and a higher-level evaluation unit can form a master-slave structure for evaluating the signals.
  • FIGS. 2 to 4 show by way of example a plurality of signal spectra (signal amplitude over the frequency) which are obtained, for example, by a transformation of the time-dependent signal provided by a sensor 4 into the frequency range.
  • the transformation can take place, for example, by means of a fast Fourier transformation (FFT).
  • FFT fast Fourier transformation
  • FIGS. 2 to 4 show by way of example at a frequency f a dominant spectral component (peak, bold line) which results, for example, from a process step which occurs periodically and with discrete timing (eg closing movement of the valve, supply final element etc.).
  • the frequency f can be dependent on the rotational speed of the rotor 2, for example.
  • the secondary spectral components located laterally next to the dominant spectral component represent interfering spectral components which result from other operations on the container treatment machine 1 producing acoustic signals.
  • a tolerance window TF is shown by the dashed lines, by which a frequency range and an amplitude range for the dominant spectral component is defined.
  • the process step is recognized as "error-free", i.e., "non-conspicuous". it is generated by the evaluation unit 6 is not indicative of a disturbance information or proposed the change of a process parameter (reducing valve lift, changing the closing speed of the valve, etc.).
  • the amplitude of the spectral component resulting from the transfer of the holding and centering unit 2 falls below or exceeds the amplitude range specified by the tolerance window (see Fig.
  • the evaluation unit 6 can be designed to specify or localize the reason for the error or the conspicuousness.
  • the evaluation unit 6 can recognize at which treatment station 3 the error or conspicuousness has been shown.
  • the evaluation unit 6 can be configured to detect which sub-process or process step of the process performed at the treatment station 3 has caused the error or conspicuousness. This can be done for example by analyzing the measurement signal of the sensor 4, for example, such that the frequency or the frequency spectrum and / or the time course of the measurement signal are evaluated and thus inferred to a particular sub-process or process step.
  • the time span between see the handover of the container to the treatment station and the occurrence of the vibration to be evaluated in order to infer from the conspicuous or the error having sub-process or process step can.
  • the angle of rotation by which the treatment station 3 has been moved by the rotor 2 since the transfer of the container to this treatment station 3 can be detected. From this angle of rotation can also be inferred on the conspicuous or the error having sub-process or process step.
  • the measurement signals of a plurality of sensors 4 of the treatment station 3, which are arranged at different positions within the treatment station 3, to be evaluated for the determination of the partial process or the process step caused by the defect or conspicuousness. Due to the different positions of the sensors 4 and the formation of vibrations at different positions in the respective treatment station 3, a localization of the place of origin of the vibrations can be made.
  • the evaluation unit 6 can also be designed to associate the detected conspicuousness or the defect with a container which has been treated at the respective treatment station 3, at which the conspicuousness manifests itself.
  • an abnormality detected at a treatment station 3 can lead to a conspicuousness at a container treated at this treatment station 3, for example an insufficient filling level, a faulty labeling or a faulty closure.
  • This conspicuousness of the container can, as shown in FIG. 1, be detected in an inspection unit 5 following the outlet A in the transport direction TR.
  • the container information determined in the inspection unit 5 is compared with the evaluation information provided by the evaluation unit 6.
  • containers that have been detected by the evaluation unit 6 as defective or have a conspicuous feature can be examined by the inspection unit 5, specifically to determine whether the inspection unit 5 on the container also has an error or an abnormality recognizes.
  • the fill level in the container, the labeling, the closure, etc. can be checked on the inspection unit 5.
  • the result of the evaluation unit 6 can be verified or corrected by the inspection unit 5.
  • the inspection unit 5, in contrast to the evaluation unit 6, does not detect a fault or any conspicuousness
  • a dynamic adaptation of the decision criteria used for the decision with respect to a fault or a conspicuousness in the evaluation unit 6 can be based on the information determined by the inspection unit 5.
  • the same or essentially the same treatment process or manufacturing process is performed at the treatment stations 3 of the machine 1. Therefore, at the treatment stations 3, provided that no errors or abnormalities occur in the process carried out there, the sensors 4 of the respective treatment stations 3 deliver identical or very similar measurement signals.
  • the evaluation unit 6 can compare the measurement signals associated with the respective treatment stations 3 and detect errors or abnormalities in that the measurement signals of a treatment station 3 show a significant deviation from the measurement signals determined at the other treatment stations 3. In general, therefore, the detection of a fault or a conspicuousness can take place by comparison of the measurement signals obtained at the respective treatment stations 3 with one another.
  • a reference signal used for the evaluation is derived by averaging the measurement signals provided by the sensors 4 of the treatment stations 3.
  • This reference signal can for example be determined in advance and stored in a memory unit, so that in the subsequent operation of the machine 1, a comparison of the current measurement signals can be done with the reference signal.
  • the reference signal is preferably adjusted continuously or intermittently during the machine run, for example after certain time intervals, so that the reference signal can be dynamically adapted to current events.
  • the vibrations detected by the sensors 4 at the treatment stations 3 may have a dependence on process parameters.
  • the vibrations may have a temperature dependence or may vary with a variable process variable (e.g., volume flow of the contents). Due to the dynamic adaptation of the reference signal, this reference signal can be adapted to the current process conditions.
  • the reference signal it is possible for the reference signal to be adapted dynamically based on a measured value of a sensor detecting a process parameter.
  • a temperature sensor for detecting the ambient temperature, Gree temperature etc. or a pressure sensor for detecting the pressure of the medium or generally a sensor for detecting a process parameter may be provided.
  • the reference signal Based on the information of the sensor detecting the process parameter, the reference signal can be adjusted.
  • a table of reference signals may also be stored, which contains a plurality of reference signals or reference signal values that depend on the process parameter. The selection of the reference signal or reference signal value to be used can be effected as a function of the determined process parameter.
  • a comparator 10 is supplied with the measurement signal 1 1 obtained by the sensor 4 in the frequency domain and a reference signal 12 likewise in the frequency domain.
  • the reference signal 12 can be, for example, a frequency spectrum of an acoustic signal that arises during the process run at the treatment station 3. This reference signal can be determined and stored, for example, during startup of the container treatment machine 1.
  • the measuring signal 11 and / or the reference signal 12 may be unfiltered signals or may be filtered by means of a suitable filter (eg bandpass filter). Subsequently, the measuring signal 1 1 is compared with the reference signal 12 by the comparator 10.
  • the comparator 10 may in particular be designed such that deviations between the measuring signal 1 1 and the reference signal 12 are determined. In the case of a sufficient correspondence between measuring signal 1 1 and reference signal 12, an error-free process run or a process run without irregularities is detected. Otherwise, an error message can be generated.
  • the comparator 10 may be part of a central evaluation unit or may be provided decentrally in the region of the respective sensors. Thus, for example, in the respective treatment station 3 in addition to the sensor 4, an evaluation module (including the comparator 10) may be provided in which, for example, the reference signal is stored or has access to a memory unit in which the reference signal is stored. In this evaluation module, for example, the comparison of the measurement signal with the reference signal can be performed. This evaluation module can then communicate with a higher-level evaluation unit 6.
  • a measurement signal 11 and a reference signal 12 in the time domain are provided.
  • the reference signal 12 may be, for example, a measured time characteristic of an acoustic signal that arises during the process run at the treatment station 3.
  • This reference signal 12 can be determined and stored, for example, during startup of the container treatment machine 1.
  • the measurement signal 1 1 provided by a sensor 4 and the reference signal 12 are filtered by means of a filter 13, in particular a bandpass filter. As a result, disturbing fundamental oscillations or background noises, for example, can be filtered out.
  • the comparator 10 may in particular be designed such that deviations between the filtered measurement signal 1 1 .1 and the filtered reference signal 12.1 are determined. In the case of a sufficient match between see filtered measurement signal 1 1 .1 and filtered reference signal 12.1 an error-free process run or a process run is detected without abnormalities. Otherwise, an error message can be generated.
  • the comparator 10 may be part of a central evaluation unit or may be provided decentrally in the region of the respective sensors 4.
  • an evaluation module including the comparator 10
  • This evaluation module can then communicate with a higher-level evaluation unit 6. It is also conceivable to analyze the measuring signal 1 1 both in the time domain and in the frequency domain and to subject it to a comparison with a reference signal 12 or a test with respect to a tolerance window.
  • the sensors used are, for example, microphones, in particular directional microphones or else structure-borne noise sensors. These can be formed in particular shielded from other sound sources.
  • FIG. 7 shows a further variant of the method in which the reference value in the tolerance field TF correlates with the angular position ⁇ of the rotor 2 or the treatment stations 3 arranged thereon. This is for example when feeding a container from the inlet star 1 .1 to the respective treatment station advantageous. It is also clarified in FIG. 7 that the transfer time of the container is known by the angular position, so that it is possible to record the signals only at this time, whereby data volume / times can be saved. The measurement signals at this time or at this location should then all be correlated with each other.
  • a signal accumulation in the time tolerance window TF before and after the time T1 is expected, which correlates with an angular position ⁇ of the respective treatment station 3, for example, of the rotor 2.
  • a certain time spread or spread in the tolerance window TF is expected.
  • measured values for transfer operations of the containers were recorded at the transition from the inlet star 1. 1 to the treatment stations 3.
  • the left-hand part of FIG. 7, labeled "not synchronous”, shows measuring signals of transfer processes which are caused by an infeed star 1 .1 which is not synchronous with the rotor
  • the large, impermissible temporal spread of the signals in the left half of the figure indicates that the rotor 2 and the inlet star 1 .1 must be adjusted with respect to the synchronous operation. It can be assumed that the measuring signals scattering above or below the permissible tolerance window TF are only a consequence of the defective synchronous operation and there is no defect at the treatment stations themselves.
  • FIGS. 8 and 9 show an example of a filling machine or treatment stations of a filling machine and the application of the method according to the invention in such a machine.
  • the opening of the filling valve is carried out as a first sub-process.
  • This opening can for example be an opening from the closed position of the valve body in an open position in which the filling valve is fully open.
  • the container is partially filled with filling material.
  • This filling can be For example, with the maximum possible Gregutvolumenstrom done by the filling valve (fast filling).
  • the angle sector II is followed by an angle sector III, in which the filling valve is brought into a partial closing position, i. the valve body is moved from the open position to an intermediate position located between the open position and the closed position.
  • the volume flow through the filling valve can be throttled and the container can be filled with a smaller volume flow inflow (slow filling), which is accomplished in angle sector IV.
  • the valve body In the angle sector V then the valve body is moved from the partial closed position to the closed position, so that then in the angle sector VI, the filling valve is closed, i. no filling material can flow into the container. Subsequently, the removal of the container takes place through the outlet star 1 .2.
  • the left partial view in Figure 9 shows the closed position of the filling valve 7 and thus corresponds to the state of the filling valve 7 immediately after the container inlet and the state of the filling valve 7 in the angle sector VI.
  • the middle partial view of Figure 9 shows the full open position of the filling valve 7 and thus corresponds to the state of the filling valve 7 in the angle sector II.
  • the right part of Figure 9 shows the partial closed position of the filling valve 7 and thus corresponds to the state of the filling valve 7 in the angle sector IV 9, at least one sensor 4 for detecting vibrations in the area of this filling valve 7 is provided on the filling valves 7, which are provided at the respective treatment stations 3.
  • This sensor 4 is coupled with the evaluation unit 6 for the purpose of transmitting information.
  • This evaluation unit 6 can be formed, for example, by the machine control, for example a control computer.
  • the sensor 4 for example, acoustic signals or vibrations caused by the lifting or pressing the valve body to the valve seat, by the start or termination of the fluid flow through the filling valve, by the method of the valve body or by the passage of the filling material through the filling valve arise, be detected and evaluated.
  • the intensity of the flow Noise can be determined in order to be able to draw conclusions about the filling material volume flow flowing through the filling valve.
  • FIG. 10 shows in several partial views Xa to Xg the partial processes in a filling process in a greater degree of detail.
  • the partial processes shown in the partial views Xa to Xg are traversed in this order during transport of the container from the inlet to the outlet of the rotor 2.
  • the treatment station 3, at which the respective filling element is provided has a plurality of sensors 4 in the exemplary embodiment shown.
  • this is a first sensor 4a, which is provided in the region of the filling valve 7, and a second sensor 4b, which is provided in the region of a container fixing element 8.
  • This container fixing element 8 can be formed for example by a neck ring gripper, which can have actively movable gripping elements but also passive gripping elements.
  • vibrations can be detected at different points of the filling element, whereby the accuracy of the evaluation and the recognizability of errors or abnormalities can be decisively increased.
  • a pretensioning of the container or a rinsing or a multiple rinsing of the container can furthermore take place, wherein the resulting noise and vibration behavior can be detected.
  • the partial view Xd followed by the complete opening of the filling valve 7, in which case, for example, the adjusting movement of the valve body, the flow noise of the filling or the return flow of the clamping gas can be detected.
  • the filling valve is closed (complete closure or only partial closure), wherein in turn the adjusting movement of the valve body and the end or decay of the flow noise or the decay of the flowing back gas can be detected.
  • the reloading of the container can subsequently take place, whereby the noise arising during the unloading and possibly subsequent dripping noise can be detected by the sensors 4a, 4b.
  • the container contact element 9 is then spaced from the container mouth. In this case, it is possible to determine the noises arising during the process of the container installation element 9 or the container fixing element 8 and when the container is removed from the container fixing element 8. Likewise, according to the method of the container contact element 9 or of the container fixing element 8, a wind noise in the region of the container mouth may possibly be detected by the rotation of the rotor 2.
  • FIG. 11 shows by way of example a capper or treatment stations 3 of a closer and the application of the method according to the invention to such a machine.
  • the treatment stations 3 of a capper which are likewise provided on a rotatably drivable rotor, have in a manner known per se a container fixing device 20 by means of which the container to be closed is held or fixed to the treatment station 3.
  • the container fixing device 20 is formed by a container carrier 20.1, on which the container with its container base rises, and one in the region of the container neck or the container mouth engaging container holder 20.2, for example, a neck ring gripper formed.
  • a closing mechanism is provided, by means of which a closure element is applied to the container mouth.
  • the closing mechanism may, in particular, have a closing unit 21 which can be driven in rotation about a vertical axis, also referred to as a tulip, by means of which a closure element (eg screw cap) can be screwed onto a thread provided on the container mouth.
  • a closure element eg screw cap
  • the closing mechanism can be designed for clamping attachment of a closure element (eg, crown cap).
  • FIG. 11 shows several partial processes Xla to Xlf of several partial processes of a closing process.
  • the partial processes shown in the partial views Xla to Xlf are traversed, for example, in this order during transport of the container from the inlet to the outlet of the rotor 2.
  • the treatment station 3, on which the respective closing element is provided has a plurality of sensors 4 in the embodiment shown.
  • these are a first sensor 4a, which is provided in the region of the container carrier 20.1, a second sensor 4b, which is provided in the region of the container holder 20.2, and a third sensor 4c, which is provided in the region of the closing unit 21 or its drive , It is understood that more than said sensors can be distributed to different positions on the processing station 3.
  • vibrations can be detected at different points of the treatment station 3, whereby the accuracy of the evaluation and the recognizability of errors or abnormalities can be decisively increased.
  • the sensors 4a, 4b and 4c In the sub-process according to the partial illustration Xla, first the supply of the container to the treatment station or the reception of the closure element in the closure unit 21 takes place. In this case, for example, noises or vibrations caused by the introduction of the container or the feeding of the closure element can be detected by the sensors 4a, 4b and 4c.
  • wind noise caused by the rotating treatment station 2 such as wind noise at the open container mouth of the filled container, can be detected.
  • the closing unit 21 is lowered, as indicated by the arrow, so that the closure element accommodated in the closing unit 21 comes to bear against the container mouth.
  • noise caused by the lowering of the closing unit 21 may be detected by the sensors 4a, 4b and 4c.
  • the closing unit 21 is set in rotation in order to screw the closure element onto the thread.
  • This screwing can be done in several steps. For example, in a first step, the closure element can be screwed at a higher speed and in a subsequent second step at a lower speed. In the process step shown in the partial view Xlc this is, for example, a screwing with a higher speed (compared to the process step according to partial representation Xld), as indicated by the curved double arrow.
  • the closure element can be screwed on quickly until the upper, inner closure element surface comes to bear against the container mouth.
  • the drive of this closing unit 21 or the friction of the closure element on the thread can be detected by the sensors 4a, 4b and 4c.
  • a rotation of the closing unit 21 then takes place at reduced speed (in comparison to the process step according to partial illustration Xlc), whereby the closure element is tightened against the container thread.
  • the rotation of the closing unit 21, the drive of this closing unit 21, the friction of the closure element on the thread or possibly caused by the friction of the closing unit 21 with respect to the closure element noises or vibrations by the sensors 4a, 4b and 4c are detected.
  • the lifting of the closing unit 21, as shown in the partial view Xle the noises or vibrations caused by the method of the closure unit 21 can be detected by the sensors 4a, 4b and 4c.
  • wind noise of the closed container can subsequently be detected, for example, by the further rotation of the rotor 2 or noises due to the detachment of the container from the treatment station 2 (partial view Xlf).
  • the noises or vibrations occurring at different locations can be better detected and more accurately assigned to the respective functional elements of the treatment station 2.
  • reference signals and the respectively associated measuring signals from the respective sensor of the treatment stations are all determined at the same location or in the same angular range of the device.
  • the reference signals from the patterns of different treatment stations or their functional elements are determined, which are also different, i. staggered periods of time are recorded.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung eines Prozesses oder Prozessschrittes an einer Maschine (1 ) mit einem Transportelement (2) mit mehreren Behandlungsstationen (3), wobei die Behandlungsstationen (3) jeweils mindestens ein Funktionselement umfassen, mittels dem auf das Werkstück direkt oder mittelbar eingewirkt wird, wobei mittels der Behandlungsstationen (3) und/oder deren mindestens einem Funktionselement jeweils ein zu behandelndes Werkstück während der Behandlung auf einer Transportstrecke (TS) zwischen einem Einlauf (E) und einem Auslauf (A) gefördert wird oder das Werkstück an einer Behandlungsstation (3) mindestens auf einem Teilstück dieser Transportstrecke (TS) verändert und/oder hergestellt oder auf dieses Werkstück eingewirkt wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest teilweise die Behandlungsstationen (3) jeweils zumindest einen Sensor (4) zur Aufnahme einer Schwingungsfrequenz und/oder eines akustischen Signals aufweisen, mittels dem ein durch den Behandlungs- oder Herstellungsprozess an der jeweiligen Behandlungsstation (3) und während des Transports des Werkstücks an dieser Behandlungsstation (3) erzeugtes Muster erfasst wird, dass das vom Sensor (4) bereitgestellte Messsignal oder ein davon abgeleitetes Signal ausgewertet und mit einem Referenzsignal verglichen wird.

Description

Verfahren zur Überwachung eines Prozesses
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung eines Prozesses an einer Maschine sowie auf eine Maschine mit einer derartigen Prozessüberwachung.
Vorrichtungen, beispielsweise zur Behälterbehandlung, sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Insbesondere sind rotative Maschinen bekannt, die ein rotierendes Transportelement (im folgenden auch Rotor genannt) aufweisen, an dem eine Vielzahl von Behandlungsstationen vorgesehen sind, mit jeweils mindestens einem zugehörigen Funk- tionselement, um auf das Werkstück oder den Behälter direkt oder mittelbar einzuwirken. An diesen Behandlungsstationen kann die Behandlung eines Werkstücks oder aber auch die Herstellung des Werkstücks an sich erfolgen, und zwar während der Rotation des Transportelements, so dass das Werkstück gleichzeitig entlang einer Transportstrecke transportiert wird.
Die Behandlungsstationen sowie dort vorgesehenen Funktionselemente weisen vorzugsweise jeweils einen identischen bzw. im Wesentlichen identischen Aufbau auf und die an den Behandlungsstationen vollzogenen Prozesse sind identisch oder im Wesentlichen identisch. Durch die zeitlich versetzte Zuführung bzw. Abführung der Werkstücke werden die Prozesse oder Prozessschritte an den jeweiligen Behandlungsstationen zeitversetzt zueinander vollzogen oder befinden sich in unterschiedlichen Stadien desselben Prozess oder Prozessschrittes, so dass beispielsweise eine gegenüber einer ersten Behandlungsstation nachlaufende zweite Behandlungsstation den gleichen Prozess wie die erste Behandlungsstation ausführt, jedoch zeitlich verzögert zu dieser. In der Regel erfolgt der gleiche Prozess oder Prozessschritt jeder Behandlungsstation am selben Ort der Vorrichtung, wie bspw. in einem definierten Winkelbereich einer rotierenden Vorrichtung.
Problematisch hierbei ist, dass insbesondere bei einem hohen Durchsatz von zu behandelnden bzw. herzustellenden Werkstücken die Prozessüberwachung an den jeweiligen Behandlungsstationen schwierig ist. Häufig erfolgt eine Prozessüberwachung erst im Nachhinein, beispielsweise an einer in Transportrichtung auf die Maschine folgenden Inspektionseinheit. Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Überwachung eines Prozesses anzugeben, mittels dem eine einfache und effektive Prozessüberwachung bereits während des Prozesslaufs ermöglicht wird. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Eine entsprechende Maschine ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 17.
Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Überwa- chung eines Prozesses oder Prozessschrittes an einer Maschine mit einem Transportelement mit mehreren Behandlungsstationen. Das Transportelement kann beispielsweise ein umlaufend angetriebener Rotor sein, an dem umfangsseitig die Behandlungsstationen vorgesehen sind. Alternativ kann das Transportelement durch eine in sich geschlossene, schienenartige Transportbahn gebildet werden, auf der unabhängig voneinander beweg- bare Transportelemente vorgesehen sind. Die Behandlungsstationen umfassen jeweils mindestens ein Funktionselement, mittels dem auf das Werkstück direkt oder mittelbar eingewirkt wird, wobei mittels der Behandlungsstationen und/oder deren mindestens einem Funktionselement jeweils ein zu behandelndes Werkstück während der Behandlung auf einer Transportstrecke zwischen einem Einlauf und einem Auslauf gefördert wird oder das Werkstück an einer Behandlungsstation mindestens auf einem Teilstück dieser Transportstrecke verändert und/oder hergestellt oder auf dieses Werkstück eingewirkt wird. Die Behandlungsstationen weisen dabei jeweils zumindest einen Sensor zur Aufnahme einer Schwingungsfrequenz und/oder eines akustischen Signals auf, mittels dem ein durch den Behandlungs- oder Herstellungsprozess an der jeweiligen Behandlungssta- tion und während des Transports des Werkstücks an dieser Behandlungsstation erzeugtes Muster erfasst wird. Dabei soll nachfolgend unter Muster eine Schwingung und/oder ein akustisches Signal bzw. dessen physikalisch messbare Amplitude beziehungsweise Stärke und/oder Frequenz/-verlauf über einen vorzugsweise begrenzten Zeitraum verstanden werden.
Das vom Sensor bereitgestellte Messsignal, Messsignalverlauf oder ein davon abgeleitetes Signal wird anschließend ausgewertet und mit einem Referenzsignal oder Referenzsignalbereich verglichen. Nachfolgend soll unter Referenzsignal immer auch ein Referenzsignalbereich verstanden werden. Die Prozessüberwachung bezieht sich dabei vorzugsweise nicht auf den Übergabeprozess einer lösbar an der Behandlungsstation festlegba- ren Halte- und Zentriereinheit, mittels der ein Behälter gehalten wird und die von einem Rotor zu einem nachfolgenden weiteren Rotor weitergegeben wird. Vielmehr bezieht sich die Prozessüberwachung beispielsweise auf mechanische Schalt- und Stellvorgänge sowie Prozessschritte, die nach dem Einbringen des Werkstücks in die Behandlungsstation, d.h. nach dem Einlauf begonnen und vor dem Entnehmen des Werkstücks aus der Be- handlungsstation des Transportelementes beendet werden. Die erzeugten Muster werden dabei zumindest teilweise von einem oder mehreren Funktionselementen verursacht, die integraler Bestandteil der Behandlungsstation und während des zu überwachenden Prozesses nicht aus der Behandlungsstation herausgelöst bzw. in diese eingebracht werden. Dabei ist ausdrücklich von der Erfindung umfasst, dass sich die Prozessüberwachung über mehrere Transportelemente (z.B. Rotoren) der Maschine hinweg erstrecken kann, jedoch die Prozessüberwachung jeweils für Prozessschritte erfolgt, die zwischen dem Einlauf und dem Auslauf des jeweiligen Transportelements vonstattengehen.
Der wesentliche Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass Fehler bzw. Abnormalitäten im Prozesslauf frühzeitig erkannt werden und dadurch hohen Reparaturkosten und Maschinenstillständen entgegengewirkt werden kann. Vielmehr kann eine proaktive, vorausschauende Maschinenwartung bzw. -Instandsetzung bereits dann eingeleitet werden, wenn der Prozess noch in tolerablen Prozessgrenzen verläuft. Auch ist es möglich, dass basierend auf den von den Sensoren erfassten Messsignalen eine Anpassung von Prozessparametern erfolgt, d.h. der Prozess abhängig von den Messsignalen gesteuert bzw. modifiziert wird, so dass beispielsweise der Ausschuss behandelter Behälter reduziert werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Muster in einem Zeitbereich erfasst, in dem das Werkstück zumindest ein Viertel, vorzugsweise mindestens die Hälfte der Transportstrecke zwischen dem Einlauf und dem Auslauf bewegt wird. Damit kann eine optimierte Prozessüberwachung des an der Maschine durchgeführten Behandlungsprozesses durchgeführt werden, da eine Vielzahl von Prozessschritten, die während des Laufs des Werkstücks vom Einlauf zum Auslauf vollzogen werden, durch die Sensoren erfassbar sind.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel entsteht das Muster an ein oder mehreren an der Behandlungsstation vorgesehenen und während des gesamten Prozesses aus der Behandlungsstation nicht herausgelösten Funktionselementen. In anderen Worten sind die Funk- tionselemente, die ursächlich für die Entstehung der akustischen oder mechanischen Schwingungen sind, integraler Bestandteil der Behandlungsstation, d.h. diese werden während des gesamten Prozesses nicht aus dieser entnommen. Damit können durch die Sensoren akustische oder mechanische Schwingungen von Funktionselementen der jeweiligen Behandlungsstationen aufgenommen und für die Prozessüberwachung herange- zogen werden. Solche Funktionselemente können beispielsweise Bestandteile der Behandlungsstationen sein, die auf die Werkstücke direkt oder mittelbar einwirken oder ein Einwirken veranlassen, wie bspw. ein Fräskopf, ein Bohrer, eine Ventilklappe, ein Ventilkörper, eine Antriebseinheit eine Haltetulpe oder Verschlusstulpe für einen Behälter, ein Verschließerwerkzeug bspw. für einen Kronkorken oder einen Schraubverschluss, Siegel- backen uvm.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel entsteht das Muster mindestens durch eine Lageveränderung eines Funktionselementes oder eines Teils desselben. Beispielsweise kann dies ein Anheben oder Absenken eines Funktionselementes, beispielsweise eines Ventilkör- pers oder eines Verschließerwerkzeugs sein. Dadurch kann über die Prozessüberwachung die Lageveränderung eines Funktionselementes erfasst werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Muster eine Schwingungsfrequenz und/oder ein akustisches Signal, die/das durch das Erreichen einer mindestens zeitweisen Endstellung des Funktionselementes oder eines Teils desselben entsteht. Beispielsweise kann beim Anheben oder Absenken des Funktionselementes dieses an einen Anschlag bewegt und über die Prozessüberwachung der Vorgang, dass das Funktionselement an diesen Anschlag zur Anlage gebracht wird, erfasst werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Muster eine Schwingungsfrequenz und/oder ein akustisches Signal, das bei der räumlichen Lageveränderung des Funktionselementes oder eines Teils desselben entsteht. Die Lageveränderung kann insbesondere durch eine translatorische oder eine rotative Bewegung eines Funktionselementes oder eines Teils desselben hervorgerufen werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst der an dem Transportelement, insbesondere einem einzigen Transportelement durchgeführte Prozess (Füllen, Verschließen, Etikettieren etc.) mehrere Teilprozesse, wobei die bei diesen Teilprozessen erzeugten Muster durch einen einzigen Sensor oder durch eine an der jeweiligen Behandlungsstation vorge- sehene Gruppe von mehreren Sensoren erfasst werden. Dabei können die Sensoren der- art an der Behandlungsstation positioniert sein bzw. derart an unterschiedliche Positionen in der Behandlungsstation verteilt sein, dass an unterschiedlichen Funktionselementen der Behandlungsstation entstehende Schwingungen in verbesserter Weise erfassbar sind. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden an unterschiedlichen Behandlungsstationen jeweils gleiche Prozessschritte oder gleiche Teilprozesse in bestimmten Bereichen der Transportstrecke zwischen dem Einlauf und dem Auslauf vollzogen bzw. werden an unterschiedlichen Behandlungsstationen zwischen dem Einlauf und dem Auslauf zeitversetzt zueinander gleiche Prozessschritte oder gleiche Teilprozesse vollzogen. In anderen Wor- ten werden die unterschiedlichen Teilprozesse zumindest teilweise an unterschiedlichen Drehpositionen eines rotativ um eine Drehachse angetriebenen Transportelements vollzogen. Die Drehpositionen des Transportelements liegen insbesondere an Drehstellungen im Bereich zwischen dem Einlauf und dem Auslauf an diesem Transportelement. Dabei werden idealerweise dieselben Teilprozesse der Behandlungsstationen an dem selben Ort und/oder Lage der Maschine vollzogen, d.h. bei der Anordnung der Behandlungsstation auf einem Rotor werden die jeweiligen selben Teilprozesse immer in demselben Winkelbereich des Rotors und bei konstanter Transportgeschwindigkeit auch im selben zeitlichen Fenster nach Übernahme eines Werkstücks an der jeweiligen Behandlungsstation vorgenommen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die Messsignale an zwei oder mehr Behandlungsstationen zeitgleich aufgenommen. In anderen Worten erfolgt an den Behandlungsstationen eine zeitlich überlappende Prozessüberwachung, wobei Behandlungsstationen bzw. deren Funktionselemente im Wesentlichen baugleich sind.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Referenzsignal vorab basierend auf mehreren an unterschiedlichen Behandlungsstationen aufgenommenen Messsignalen ermittelt, vorrangig zeitversetzt, welche ebenfalls idealerweise im Wesentlichen baugleich sind. Beispielsweise wird aus Messsignalen unterschiedlicher Behandlungsstationen ein Referenz- Signal berechnet, beispielsweise durch eine zeitliche und/oder wertmäßige Mittelung. Diese Mittelung kann unter Verwendung von Wichtungsfaktoren erfolgen, so dass die Messsignale relativ zueinander gewichtet werden können. So kann bei der Ermittlung des Referenzsignals vorteilhafterweise ausgenutzt werden, dass die an der Vielzahl von Behandlungsstationen vollzogenen, gleichartigen Prozesse zumeist zu identischen oder sehr ähn- liehen Messsignalen an den Sensoren führen. Diese Tatsache kann für die Festlegung des Referenzsignals bzw. die Bewertung von Auffälligkeiten aufweisenden Messsignalen herangezogen werden kann.
Vorzugsweise werden bei der vorgenannten Referenz- oder Mittelwertbildung die Be- handlungsstationen nicht (mehr) beachtet, deren Messwerte bereits einen Drift, Annäherungen oder Überschreitungen vom mindestens einem Referenz- oder Sollwert oder - wertebereich aufweisen. Diese Art der Auswertung hat den Vorteil, dass bei variablen Produktionsbedingungen, wie bspw. Temperaturänderungen usw., die Änderungen der charakteristischen Merkmale laufend mit berücksichtigt werden und somit eine von Pro- duktionsbedingungen unabhängigere Prozessüberwachung ermöglicht wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Referenzsignal intermittierend oder kontinuierlich angepasst. Insbesondere erfolgt die Anpassung des Referenzsignals dadurch, dass Messsignale mehrerer Behandlungsstationen jeweils zu unterschiedlichen Zeitpunkten ermittelt und zur Berechnung des Referenzsignals herangezogen werden. Dadurch kann eine„normale" zeitliche Veränderung der Messsignale bei unterschiedlichen Rahmenbedingungen, beispielsweise verursacht durch Last- oder Temperaturveränderungen, unterschiedliche Werkstücke oder Werkstückfüllungen, in die Berechnung des Referenzsignals einfließen und damit zu einer Anpassung des Referenzsignals an diese Veränderung der Rahmenbedingungen führen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Satz von Referenzsignalen gespeichert, wobei der Satz von Referenzsignalen mehrere von einem Prozessparameter abhängige Referenzsignale umfasst. Somit kann das Referenzsignal dadurch angepasst werden, dass ein Prozessparameter, beispielsweise durch einen diesen Prozessparameter aufnehmenden Sensor (Temperatursensor, Drucksensor etc.), erfasst wird und aus dem Satz von Referenzsignalen ein oder mehrere Referenzsignale ausgewählt werden, die mit dem ermittelten Prozessparameter korrelieren. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Referenzsignal in-situ, insbesondere durch eine Mittelwertbildung der Messsignale oder davon abgeleiteter Signale generiert, wobei die Messsignale oder die davon abgeleiteten Signale an mindestens zwei unterschiedlichen Behandlungsstationen durch die diesen Behandlungsstationen zugeordneten Sensoren erfasst werden, insbesondere werden die Messsignale oder die davon abgeleiteten Signale zeitversetzt an mindestens zwei unterschiedlichen Behandlungsstationen durch die diesen Behandlungsstationen zugeordneten Sensoren erfasst. Dadurch kann eine adaptive Anpassung des Referenzsignals unter Berücksichtigung von Messsignalen unterschiedlicher Behandlungsstationen erfolgen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal oder das auf Fehler hinweisende Auffälligkeiten ausgewertete Signal einem Winkelsegment, bevorzugt einer Behandlungsstation des Transportelements und/oder einem Werkstück zugeordnet. Dadurch kann im Nachgang das Werkstück kontrolliert werden, beispielsweise durch eine Inspektionseinheit, um festzustellen, ob dieses Werkstück auf Fehler hinweisende Auffälligkeiten auf- weist und damit die Prozessfehlererkennung korrekt war oder nicht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird basierend auf dem Messsignal oder basierend auf dem hinsichtlich auf Fehler hinweisenden Auffälligkeiten ausgewerteten Signal auf einen Teilprozess an einer Behandlungsstation rückgeschlossen. Beispielsweise kann die Messsignalform, das Frequenzspektrum oder der zeitliche Verlauf des Messsignals analysiert und basierend darauf rückgeschlossen werden, welcher Teilprozess fehlerhaft bzw. auffällig war. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Drehposition des Transportelements bzw, die örtliche Position einer Behandlungsstation ausgewertet werden, um zu erkennen, bei welcher Winkelstellung des Rotors bzw. Position der Behandlungsstation das auf Feh- ler oder Auffälligkeiten hinweisende Messsignal erhalten wurde.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Auswertung basierend auf von mehreren Sensoren einer Behandlungsstation bereitgestellten Messsignalen oder davon abgeleiteter Signale. Durch die verteilte Anordnung mehrerer Sensoren an einer Behandlungsstation (beispielsweise angeordnet an unterschiedlichen Funktionselementen) kann die Erkennung, welcher Teilprozess den Fehler bzw. die Auffälligkeit aufgewiesen hat, entscheidend verbessert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden im Rahmen der Auswertung der Messsignale oder davon abgeleiteter Signale erhaltene Informationen mit Informationen aus einer die Werkstücke nachfolgend prüfenden Inspektionseinheit verglichen. Durch die Inspektionseinheit kann somit überprüft werden, ob ein Werkstück, das durch die Auswerteeinheit als „fehlerhaft" oder „auffällig" detektiert wurde, auch bei dem durch die Inspektionseinheit durchgeführten Inspektionsprozess erkennbare Fehler bzw. Auffälligkeiten zeigt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden durch den Vergleich von im Rahmen der Auswertung der Messsignale oder davon abgeleiteter Signale erhaltenen Informationen mit Informationen aus der Inspektionseinheit Vergleichsinformationen erhalten und basierend auf diesen Vergleichsinformationen erfolgt eine Anpassung des Referenzsignals. So kann beispielsweise für den Fall, dass die Vergleichsinformationen nahelegen, dass die Auswertung der Messsignale der an den Bearbeitungsstationen vorgesehenen Sensoren einen Fehler bzw. eine Auffälligkeit detektiert hat, die Inspektionseinheit jedoch keinen Fehler bzw. keine Auffälligkeit erkennen konnte, das Referenzsignal in Richtung einer höheren Toleranzschwelle angepasst werden. Gleiches gilt natürlich auch in umgekehrter Weise, d.h. die Auswertung der Messsignale der an den Bearbeitungsstationen vorgesehenen Sensoren hat keinen Fehler bzw. keine Auffälligkeit detektiert, die Inspektionseinheit jedoch konnte einen Fehler bzw. eine Auffälligkeit erkennen, so dass das Referenzsignal in Richtung einer niedrigeren Toleranzschwelle angepasst werden sollte. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden basierend auf der Auswertung eines oder mehrerer Messsignale oder eines davon abgeleiteten Signals Prozessparameter für das Transportelement und/oder eine Behandlungsstation angepasst und/oder Wartungs- und Instandhaltungsaufgaben abgeleitet. Beispielsweise kann für den Fall, dass ein Sensor an einer Bearbeitungsstation eines Verschließers ein Messsignal aufnimmt, das auf ein Rut- sehen der Verschließeinheit gegenüber dem Verschlusselement hindeutet, das Antriebsdrehmoment der Antriebseinheit abgesenkt werden. Es versteht sich, dass hier eine Vielzahl von Anpassungsmöglichkeiten abhängig von dem erfassten Messsignal bestehen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal mit einem Referenzsignal vergli- chen. Das Referenzsignal bildet beispielsweise eine Gut-Referenz, d.h. stellt ein Soll- Signal dar, das bei einem fehlerfreien bzw. ohne Auffälligkeiten arbeitenden Prozess bzw. Prozessschritt erhalten werden soll. Das Referenzsignal kann beispielsweise eine Amplitude und/oder ein Amplitudenverlauf oder auch eine Frequenz und/oder ein Frequenzbereich des Messsignal oder eines davon abgeleiteten Signals sein und nach der Inbetriebnahme oder regelmäßig zum Produktionsstart der Maschine aufgenommen und abgespeichert werden. Durch den Vergleich ist eine technisch einfache Erkennung von Fehlern bzw. Auffälligkeiten möglich.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Toleranzbereich definiert, der einen Sollbe- reich für das Messsignal bildet. Für den Fall, dass das Messsignal diesen Sollbereich verlässt, kann auf einen untypischen Prozess bzw. Prozessschritt rückgeschlossen werden. Der Toleranzbereich kann insbesondere einen Amplitudenbereich, Frequenzbereich, einen zeitlichen Amplitudenverlaufsbereich des Messsignal oder eines davon abgeleiteten Signals vorgeben.
Das Referenzsignal und der Toleranzbereich wird idealerweise aus einer Korrelation mit einem oder mehreren Parametern der Vorrichtung oder Komponenten der Vorrichtung gebildet. Derartige korrelierende Parameter sind beispielsweise der Soll-Inkrementalwert d.h. die Winkellage des Hautantriebes der Maschine, Zeitpunkt oder Zeitfenster in wel- ehern ein Messsignal, wie bspw. eine Frequenz oder Schall der Art oder Stärke nach erwartet wird, eine Abhängigkeit des Messsignals von der Winkelgeschwindigkeit des Rotors etc..
Die Korrelation könnte im Zeitbereich stattfinden und der Amplituden- und Phasenunter- schied zwischen den Übergabesignalen bestimmt werden, wobei als Korrelationsmethode beispielsweise die Kreuzkorrelation verwendet werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal im Zeitbereich mit einem Referenzsignal verglichen. Dadurch kann der zeitliche Verlauf des Messsignals mit dem Soll- zustand (abgebildet durch das Referenzsignal) verglichen werden. Insbesondere können dadurch länger dauernde akustische Signale oder mehrere zeitlich aufeinanderfolgende akustische Signale (z.B. mehrfache Schläge, Rattern etc.) wirksam erkannt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal in den Frequenzbereich trans- formiert und das Messsignal wird im Frequenzbereich mit einem Referenzsignal verglichen. Im Frequenzbereich können insbesondere periodisch wiederkehrende akustische Signale besser erkannt werden.
Zudem ist es auch möglich, für die Überwachung des Übergabeprozesses gleichzeitig das Messsignal bzw. ein davon abgeleitetes Signal im Zeit- und Frequenzbereich zu erfassen. Damit kann sowohl das Zeitverhalten als auch das Frequenzverhalten in die Beurteilung des Übergabeprozesses einfließen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal vor dem Vergleich mit dem Refe- renzsignal gefiltert. Das Filter kann insbesondere ein digitales Filter (z.B. FIR-Filter) sein. Dadurch ist es möglich, dass störende Frequenzbereiche oder bestimmte Hintergrundgeräusche bzw. störende Grundschwingungen ausgefiltert werden und damit nicht in die Messsignalanalyse einfließen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden der Signalverlauf und/oder die Signalamplitude des Messsignals oder eines davon abgeleiteten Signals ausgewertet. Auch kann die spektrale Lage des Messsignals oder eines davon abgeleiteten Signals, d.h. dessen Frequenz ausgewertet werden. Dadurch können ebenfalls Rückschlüsse auf die Ursachen der Auffälligkeit bzw. Unregelmäßigkeit gezogen werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Maschine mit ein Transportelement mit mehreren Behandlungsstationen, wobei die Behandlungsstationen jeweils mindestens ein zugehöriges Funktionselement umfassen, um auf das Werkstück direkt oder mittelbar einzuwirken, wobei mittels der Behandlungsstationen und/oder deren mindes- tens einem Funktionselement jeweils ein zu behandelndes Werkstück während der Behandlung auf einer Transportstrecke zwischen einem Einlauf und einem Auslauf förderbar ist und/oder das Werkstück mindestens auf einem Teilstück dieser Transportstrecke verändert und/oder hergestellt oder auf dieses eingewirkt werden kann.. Die Behandlungsstationen weisen zumindest teilweise jeweils zumindest einen Sensor zur Aufnahme einer Schwingungsfrequenz und/oder eines akustischen Signals auf, mittels dem ein durch den Behandlungs- oder Herstellungsprozess an der jeweiligen Behandlungsstation und während des Transports des Werkstücks an dieser Behandlungsstation erzeugtes Muster er- fasst wird. Ferner ist eine Auswerteeinheit vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, das vom Sensor bereitgestellte Messsignal oder ein davon abgeleitetes Signal auszuwerten und mit einem Referenzsignal zu vergleichen.
Dadurch können Fehler bzw. Abnormalitäten bei dem zu überwachenden Prozess frühzeitig erkannt und dadurch Beschädigungen der Maschine wirksam vermieden bzw. eine Wartung der Maschine frühzeitig eingeleitet werden Auch eine Anpassung von Prozesspa- rametern ist denkbar.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor mitbewegt an dem Rotor vorgesehen und an der jeweiligen Behandlungsstation angeordnet. Dadurch kann ein Prozess, der an der jeweiligen Bearbeitungsstation vollzogen wird, vorteilhafterweise durch den Sensor erfasst werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor durch einen auf ein Funktionselement ausgerichteten berührungslosen Sensor zur Schall- und/oder Vibrationsmessung gebildet, insbesondere durch ein Richtmikrofon oder ein Laservibrometer. Ein derartiges Richtmik- rofon weist eine Richtwirkung auf, d.h. ist dazu ausgebildet, akustische Signale bevorzugt aus einer bestimmten Raumrichtung bzw. einem bestimmten Raumrichtungsbereich zu empfangen, wohingegen der Empfang aus anderen Raumrichtungen gedämpft bzw. abgeschwächt erfolgt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist eine Behandlungsstation zwei oder mehr Sensoren auf, die unterschiedlichen Bereichen der Behandlungsstation zugeordnet sind. Dadurch kann eine räumlich verteilte Erfassung einer Schwingungsfrequenz und/oder eines akustischen Signals erreicht werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor (beispielsweise ein Akustiksensor) auf einer innerhalb der Behandlungsstation angeordneten Platine vorgesehen. Dadurch kann eine einfache und kostengünstige Implementierung des Sensors in der Behandlungsstation erreicht werden. Alternativ ist es denkbar, dass der Sensor an einem tragenden Bauteil der Behandlungsstation vorgesehen ist. Dadurch kann der Körperschall innerhalb der Behandlungsstation erfasst werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein Filter zur Ausfilterung von störenden Grundschwingungen und/oder störenden Hintergrundgeräuschen vorgesehen. Dadurch können Störeinflüsse bei der Messung der akustischen Signale wesentlich minimiert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der Sensor durch einen Körperschallsensor oder ein Mikrofon gebildet. Mittels eines Mikrofons, insbesondere eines Richtmikrofons können beispielsweise sich in der Luft ausbreitende Schallwellen erfasst werden. Körperschallsensoren hingegen ermöglichen die Messung von Schallwellen, die sich in Festkör- pern, beispielsweise Bauteilen der Behandlungsstation bzw. des Transportelements ausbreiten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Maschine derart ausgebildet, dass das Referenzsignal vorab basierend auf mehreren an unterschiedlichen Behandlungsstationen ermittelten Messsignalen ermittelt wird. Beispielsweise wird aus Messsignalen unter- schiedlicher Behandlungsstationen ein Referenzsignal berechnet, beispielsweise durch eine zeitliche Mittelung. Diese zeitliche Mittelung kann unter Verwendung von Wichtungsfaktoren erfolgen, so dass die Messsignale relativ zueinander gewichtet werden können. So kann bei der Ermittlung des Referenzsignals vorteilhafterweise ausgenutzt werden, dass die an der Vielzahl von Behandlungsstationen vollzogenen, gleichartigen Prozesse zumeist zu identischen oder sehr ähnlichen Messsignalen an den Sensoren führen. Diese Tatsache kann für die Festlegung des Referenzsignals bzw. die Bewertung von Auffälligkeiten aufweisenden Messsignalen herangezogen werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Maschine derart ausgebildet, dass das Referenzsignal intermittierend oder kontinuierlich angepasst wird. Dadurch kann eine zeitliche Variation der Messsignale, beispielsweise verursacht durch Temperatur- oder Druckveränderungen, in die Berechnung des Referenzsignals einfließen und damit zu einer Anpassung des Referenzsignals an diese Veränderung führen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine Speichereinheit zur Speicherung eines Satzes von Referenzsignalen vorgesehen, wobei der Satz von Referenzsignalen mehrere von einem Prozessparameter abhängige Referenzsignale umfasst. Dadurch kann beispielsweise abhängig von Prozessparametern (Drehzahl des Rotors, Füllgutdruck, Füllguttemperatur, Flaschenformat etc.) ein Referenzsignal aus diesem Satz von Referenzsignalen ausgelesen und für den Vergleich verwendet werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Maschine eine Inspektionseinheit und die Maschine ist derart ausgebildet, dass im Rahmen der Auswertung der Messsignale oder davon abgeleiteter Signale erhaltene Informationen mit Informationen einer die Werkstücke nachfolgend prüfenden Inspektionseinheit verglichen werden. Durch die Inspektionseinheit kann beispielsweise überprüft werden, ob ein Werkstück, das durch die Auswerteeinheit als„fehlerhaft" oder„auffällig" detektiert wurde, auch bei dem durch die Inspektionseinheit durchgeführten Inspektionsprozess erkennbare Fehler bzw. Auffälligkeiten zeigt. Damit kann die mittels der Sensoren an der Bearbeitungsstation bewirkte Prozessüberwachung durch Informationen aus der nachfolgenden Inspektionseinheit überprüft werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Maschine derart ausgebildet, dass durch den Vergleich von im Rahmen der Auswertung der Messsignale oder davon abgeleiteter Sig- nale erhaltenen Informationen mit Informationen der Inspektionseinheit Vergleichsinformationen erhalten werden und dass basierend auf den Vergleichsinformationen eine Anpassung des Referenzsignals erfolgt. Dadurch kann eine Korrektur der Prozessüberwachung basierend auf Informationen der Inspektionseinheit erfolgen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Maschine eine Behälterbehandlungsmaschine, insbesondere eine Füllmaschine, Etikettiermaschine oder ein Verschließer von Behältern.
Unter„Werkstück" im Sinne der Erfindung werden jegliche Einheiten verstanden, die an Behandlungsstationen einer Maschine behandelt (d.h. an den Einheiten werden ein oder mehrere Arbeitsprozesse vollzogen) oder hergestellt werden können (beispielsweise in einem Gieß- oder Press- oder einem sonstigen Herstellungsverfahren). Ein Werkstück kann insbesondere ein Behälter sein. Unter„Behälterbehandlungsmaschine" im Sinne der Erfindung werden jegliche Maschinen umlaufender Bauart verstanden, mittels denen eine Behälterbehandlung erfolgen kann, beispielsweise Druck-, Etikettier-, Füll-, Verschließmaschinen etc..
Unter„fehlerhaft" im Sinne der Erfindung wird verstanden, wenn eine Maschinenkompo- nente oder ein Werkstück Auffälligkeiten bzw. Unregelmäßigkeiten zeigt, die außerhalb eines tolerierbaren Bereichs liegen.
Unter„Behälter" im Sinne der Erfindung werden jedwede Behälter verstanden, insbesondere Flaschen, Dosen, Becher etc.
Unter Transportelement im Sinne der vorliegenden Erfindung wird ein rotativ um eine Drehachse angetriebenes Transportelement in Form eines Rotors verstanden oder aber eine in sich geschlossene, schienenartige Transportbahn, auf der Transportelemente bewegbar sind, insbesondere unabhängig voneinander bewegbar sind, an denen die Be- handlungsstationen ausgebildet sind.
Der Ausdruck„im Wesentlichen" bzw.„etwa" bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen. Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmoglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammen- fassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 beispielhaft und grob schematisch eine Maschine umlaufender Bauart mit einer Vielzahl von Behandlungsstationen in einer oberseitigen Darstellung;
Fig. 2 beispielhaft das von einem Sensor bereitgestellte Messsignal im Frequenzbereich mit einer spektralen Hauptkomponente innerhalb eines festgelegten Toleranzbereichs;
Fig. 3 beispielhaft das von einem Sensor bereitgestellte Messsignal im Frequenzbereich mit einer Amplitude der spektralen Hauptkomponente außerhalb eines festgeleg- ten Toleranzbereichs;
Fig. 4 beispielhaft das von einem Sensor bereitgestellte Messsignal im Frequenzbereich mit einer Frequenz f der spektralen Hauptkomponente außerhalb eines festgelegten Toleranzbereichs;
Fig. 5 beispielhaft und schematisch eine funktionale Darstellung der Überwachung eines Prozesses fußend auf einem Messsignal und einem Referenzsignal im Frequenzbereich; Fig. 6 beispielhaft und schematisch eine funktionale Darstellung der Überwachung eines Prozesses fußend auf einem Messsignal und einem Referenzsignal im Zeitbereich;
7 beispielhaft und schematisch eine funktionale Darstellung der Überwachung eines Prozesses an einem umlaufend angetriebenen Transportelement; Fig. 8 beispielhaft und grob schematisch die an einer Füllmaschine vollzogenen Teilprozesse in einer Draufsicht; Fig. 9 beispielhaft und schematisch drei Behandlungsstationen einer Füllmaschine zur Darstellung unterschiedlicher Teilprozesse eines Füllvorgangs;
Fig. 10 beispielhaft und schematisch mehrere Behandlungsstationen einer Füllmaschine zur Darstellung unterschiedlicher Teilprozesse eines Füllvorgangs, die während der Drehbewegung des Rotors vollzogen werden; und
Fig. 1 1 beispielhaft und schematisch mehrere Behandlungsstationen eines Behälterverschließers zur Darstellung unterschiedlicher Teilprozesse eines Verschließvorgangs, die während der Drehbewegung des Rotors vollzogen werden.
Nachfolgend wird die Erfindung im Zusammenhang mit einer Behälterbehandlungsmaschine beschrieben. Es versteht sich, dass diese Ausführungsform lediglich ein Beispiel für einen Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. ein Beispiel für einen Maschinentyp ist. Jedoch kann die Erfindung allgemein auf beliebige Maschinen zur Behandlung bzw. Herstellung von Werkstücken bzw. auf Verfahren zur Überwachung eines Prozesses zur Behandlung oder Herstellung von Werkstücken übertragen werden.
In Figur 1 ist allgemein mit dem Bezugszeichen 1 grob schematisch eine Maschine zur Behälterbehandlung bezeichnet. Die Behälterbehandlungsmaschine kann beispielsweise eine Maschine zum Füllen der Behälter mit einem fließfähigen Füllgut, ein Verschließer zum Aufbringen von Verschlüssen auf eine Behälteröffnung, ein Etikettierer zum Aufbringen eines Etiketts, eine Behälterbedruckungsmaschine zum Aufbringen eines Druckbildes auf die Behälterwandung etc. sein. Die Maschine 1 umfasst einen Rotor 2, der um eine vertikale Maschinenachse rotativ umlaufend angetrieben ist. Der Antrieb kann kontinuierlich oder intermittierend (d.h. getaktet) erfolgen. An dem Rotor 2 sind außenumfangsseitig Behandlungsstationen 3 vorgesehen, an denen die Behandlung der Behälter erfolgt. Die Behandlungsstationen 3 sind vorzugsweise in gleichmäßigen Winkelabständen umfangsseitig an dem Rotor 2 verteilt vorgese- hen. Die Behälter werden der Maschine 1 beispielsweise aufrecht stehend durch einen Einlaufstern 1 .1 an einem Einlauf E zugeführt und an einer Behandlungsstation 3 positioniert. Durch die Drehung des Rotors 2 wird der an der Behandlungsstation 3 angeordnete Be- hälter in Transportrichtung TR einer Transportstrecke TS weitertransportiert. Während dieses Weitertransports wird dabei der Behandlungsprozess vollzogen. Der Behandlungspro- zess kann beispielsweise ein Füllprozess, ein Etikettierprozess, ein Verschießprozess des Behälters etc. sein. Dieser Behandlungsprozess kann beispielsweise mehrere Teilprozesse bzw. Behandlungsprozessschritte umfassen, beispielsweise beim Füllprozess Füll- schritte mit unterschiedlichem Volumenstrom des Füllguts.
Mittels der Drehung des Rotors 2 wird der Behälter zum Auslauf A transportiert und dort beispielsweise durch einen Auslaufstern 1 .2 abtransportiert. An den Behandlungsstationen 1 sind Sensoren 4 vorgesehen, mittels denen akustische Signale bzw. in einem Körper sich ausbreitende Schwingungen, nachfolgend allgemein als Schwingungen bezeichnet, erfasst werden. Die Sensoren können beispielsweise Mikrofone, insbesondere Richtmikrofone oder aber auch Körperschallsensoren sein. Die Körperschallsensoren können insbesondere zur Messung von Schwingungen in der Be- handlungsstation 3 bzw. deren Bauteile oder Funktionseinheiten vorgesehen sein.
Die Sensoren 4 können dabei mit dem Rotor 2 mitbewegt vorgesehen sein. Insbesondere kann jeweils ein Sensor 4 oder eine Gruppe von Sensoren 4 in eine Behandlungsstation 3 integriert sein, um während des Prozesses auftretende Schwingungen erfassen zu kön- nen. Der Sensor 4 kann dabei beispielsweise in der Nähe des Bauteils bzw. der Funktionseinheit der Behandlungsstation 3 vorgesehen sein, an der die zu erfassenden Schwingungen entstehen. Der Sensor 4 kann insbesondere dazu vorgesehen und ausgebildet sein, dass eine Überwachung eines Prozesses, der während der Drehung des Rotors 2 und dem damit verbundenen Weitertransport des Behälters vollzogen wird, er- möglicht wird. Dieser Prozess kann insbesondere nach der Übergabe des Behälters an die Behandlungsstation 3 erst begonnen werden, so dass die Übergabe des Behälters an die Behandlungsstation 3 von der Prozessüberwachung ausgenommen ist. Alternativ ist es möglich, dass die Prozessüberwachung sich auf das Aufnehmen des Behälters durch eine Greif- oder Klemmeinrichtung der Behandlungsstation 3 und den Zeitraum nach der Behälterübergabe, d.h. den sich an die Behälteraufnahme anschließenden Prozess zur Behälterbehandlung bezieht.
Der Sensor 4 kann insbesondere zur Aufnahme von Messsignalen im Zeitbereich ausge- bildet sein. Insbesondere kann der Sensor 4 ein zeitveränderliches elektrisches Ausgangssignal bereitstellen, das von den vom Sensor 4 erfassten Schwingungen abhängig ist. Die von den Sensoren 4 bereitgestellten Ausgangssignale können entweder direkt oder nach einer weiteren Signalverarbeitung in einer Auswerteeinheit 6 analysiert werden, um festzustellen, ob der zu überwachende Prozess innerhalb vorgegebener Tole- ranzwerte abläuft oder ob die erfassten Signale Auffälligkeiten zeigen, die auf einen Fehler oder Verschleiß hinweisen und damit eine proaktive Wartung bzw. Instandsetzung nötig ist oder Prozessparameter geändert werden müssen, beispielsweise Verfahrwege einer Funktionseinheit. Die Auswerteeinheit 6 kann als zentrale Auswerteeinheit vorgesehen sein, d.h. sämtliche Sensoren 4 sind mit der Auswerteeinheit 6 über die gestrichelt dargestellte Datenleitung gekoppelt (beispielhaft nur eine dargestellt) und diese übernimmt zentral die Analyse und Auswertung der von den Sensoren 4 bereitgestellten Signale. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Auswertung von mehreren Auswertungsmodulen vorgenommen wird und jeweils Gruppen von Sensoren 4 gebildet sind, wobei jede Gruppe von Sensoren 4 mit einem bestimmten Auswertemodul gekoppelt ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann zudem eine übergeordnete Auswerteeinheit vorgesehen sein, an der sämtliche von den Auswertemodulen bereitgestellte Auswerteinformationen zusammengeführt und für die Gesamtmaschine ausgewertet werden. Insbesondere kann die Anordnung aus Auswer- temodulen und einer übergeordneten Auswerteeinheit eine Master-Slave-Struktur zur Auswertung der Signale bilden.
Figuren 2 bis 4 zeigen beispielhaft mehrere Signalspektren (Signalamplitude über der Frequenz), die beispielsweise durch eine Transformation des von einem Sensor 4 bereit- gestellten, zeitabhängigen Signals in den Frequenzbereich erhalten werden. Die Transformation kann beispielsweise mittels einer Fast-Fourier-Transformation (FFT) erfolgen.
Figuren 2 bis 4 zeigen beispielhaft bei einer Frequenz f einen dominierenden Spektralanteil (Peak, fett gedruckte Linie), der beispielsweise aus einem periodisch und zeitdiskret auftretenden Prozessschritt resultiert (z.B. Schließbewegung Ventil, Zuführung Ver- schlusselement etc.). Die Frequenz f kann hierbei beispielsweise von der Drehzahl des Rotors 2 abhängig sein, Die seitlich neben dem dominierenden Spektralanteil befindlichen Neben-Spektralanteile stellen beispielhaft störende Spektralanteile dar, die aus anderen, akustische Signale erzeugenden Vorgängen an der Behälterbehandlungsmaschi- ne 1 resultieren.
Beispielhaft ist mittels der gestrichelten Linien ein Toleranzfenster TF gezeigt, durch das ein Frequenzbereich und ein Amplitudenbereich für den dominierenden Spektralanteil definiert wird. Für den Fall, dass sich die Frequenz und Amplitude des dominierenden Spektralanteils innerhalb des Toleranzfensters TF befindet (s. Fig. 2), wird der Prozessschritt als„fehlerfrei" bzw. als„ohne Auffälligkeit" erkannt, d.h. es wird durch die Auswerteeinheit 6 keine auf eine Störung hinweisende Information generiert oder die Änderung eines Prozessparameters (Verringerung Ventilhub, Veränderung der Schließgeschwindigkeit des Ventils etc.) vorgeschlagen. Für den Fall, dass die Amplitude des aus der Übergabe der Halte- und Zentriereinheit 2 resultierenden Spektralanteils den vom Toleranzfenster vorgegebenen Amplitudenbereich unterschreitet bzw. überschreitet (s. Fig. 3) und/oder die Frequenz dieses Spektralanteils außerhalb des durch das Toleranzfenster festgelegten Frequenzbereichs liegt (s. Fig. 4), wird dies als„fehlerhaft" bzw. als„mit Auffälligkeit" erkannt und damit eine auf eine Störung hinweisende Information generiert oder die Änderung eines Prozessparameters vorgeschlagen. Auch ist es denkbar, dass mehrere Toleranzfenster verwendet werden, beispielsweise ein erstes Toleranzfenster im Bereich einer Frequenz, die der Drehzahl des Rotors entspricht und ein zweites Toleranzfenster im Bereich einer Frequenz, die der Frequenz der periodisch wiederkehrenden, zu erfassenden Prozessschritts entspricht.
Die Auswerteeinheit 6 kann dazu ausgebildet sein, den Grund für den Fehler bzw. die Auffälligkeit näher zu spezifizieren bzw. zu lokalisieren. Insbesondere kann die Auswerteeinheit 6 erkennen, an welcher Behandlungsstation 3 sich der Fehler bzw. die Auffälligkeit gezeigt hat. Zudem kann die Auswerteeinheit 6 dazu ausgebildet sein, zu erfassen, welcher Teilprozess bzw. Prozessschritt des an der Behandlungsstation 3 vollzogenen Prozesses den Fehler bzw. die Auffälligkeit hervorgerufen hat. Dies kann beispielsweise durch Analyse des Messsignals des Sensors 4 erfolgen, beispielsweise derart, dass die Frequenz bzw. das Frequenzspektrum und/oder der zeitliche Verlauf des Messsignals ausgewertet werden und damit auf einen bestimmten Teilprozess bzw. Prozessschritt rückgeschlossen wird. Zusätzlich oder alternativ kann beispielsweise die Zeitspanne zwi- sehen der Übergabe des Behälters an die Behandlungsstation und dem Auftreten der Schwingung ausgewertet werden, um daraus auf den die Auffälligkeit bzw. den Fehler aufweisenden Teilprozess bzw. Prozessschritt rückschließen zu können. Alternativ kann der Drehwinkel erfasst werden, um den die Behandlungsstation 3 durch den Rotor 2 seit der Übergabe des Behälters an diese Behandlungsstation 3 (auch andere Bezugszeitpunkte sind möglich) weiterbewegt worden ist. Aus diesem Drehwinkel kann ebenso auf den die Auffälligkeit bzw. den Fehler aufweisenden Teilprozess bzw. Prozessschritt rückgeschlossen werden. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass die Messsignale mehrerer Sensoren 4 der Behandlungsstation 3, die an unterschiedlichen Positionen innerhalb der Behandlungsstation 3 angeordnet sind, für die Bestimmung des den Fehler bzw. die Auffälligkeit hervorgerufen Teilprozesses bzw. des Prozessschritts ausgewertet werden. Durch die unterschiedlichen Positionen der Sensoren 4 und die Entstehung von Schwingungen an unter- schiedlichen Positionen in der jeweiligen Behandlungsstation 3 kann eine Lokalisierung des Entstehungsorts der Schwingungen vorgenommen werden.
Die Auswerteeinheit 6 kann ferner dazu ausgebildet sein, die erkannte Auffälligkeit bzw. den Fehler einem Behälter zuzuordnen, der an der jeweiligen Behandlungsstation 3 be- handelt wurde, an dem sich die Auffälligkeit zeigt. So kann eine an einer Behandlungsstation 3 detektierte Auffälligkeit zu einer Auffälligkeit an einem an dieser Behandlungsstation 3 behandelten Behälter führen, beispielsweise einer unzureichenden Füllstandshöhe, einer fehlerhaften Etikettierung oder einem fehlerhaften Verschluss. Diese Auffälligkeit des Behälters kann, wie in Fig. 1 gezeigt, in einer auf den Auslauf A in Transportrichtung TR folgenden Inspektionseinheit 5 erkannt werden. Vorteilhaft werden die in der Inspektionseinheit 5 ermittelten Behälterinformationen mit den von der Auswerteeinheit 6 bereitgestellten Auswerteinformationen abgeglichen. Dabei können insbesondere Behälter, die durch die Auswerteeinheit 6 als fehlerhaft bzw. als eine Auffälligkeit aufweisend erkannt worden sind, durch die Inspektionseinheit 5 untersucht werden, und zwar um festzustel- len, ob auch die Inspektionseinheit 5 an dem Behälter einen Fehler bzw. eine Auffälligkeit erkennt. So kann an der Inspektionseinheit 5 beispielsweise die Füllstandshöhe im Behälter, die Etikettierung, der Verschluss etc. überprüft werden. Dadurch kann das Ergebnis der Auswerteeinheit 6 durch die Inspektionseinheit 5 verifiziert bzw. korrigiert werden. Für den Fall, dass die Inspektionseinheit 5 im Unterschied zur Auswerteeinheit 6 keinen Feh- ler bzw. keine Auffälligkeit erkennt, kann ggf. ein in der Auswerteeinheit 6 zur Entschei- dung herangezogenes Referenzsignal angepasst werden. Allgemein kann also eine dynamische Anpassung der für die Entscheidung hinsichtlich eines Fehlers bzw. einer Auffälligkeit in der Auswerteeinheit 6 herangezogenen Entscheidungskriterien basierend auf den von der Inspektionseinheit 5 ermittelten Informationen erfolgen.
An den Behandlungsstationen 3 der Maschine 1 wird vorzugsweise jeweils der gleiche oder im Wesentlichen der gleiche Behandlungsprozess bzw. Herstellungsprozess vollzogen. Daher werden an den Behandlungsstationen 3 - sofern keine Fehler bzw. Auffälligkeiten in dem dort vollzogenen Prozesses auftreten - die Sensoren 4 der jeweiligen Be- handlungsstationen 3 identische bzw. sehr ähnliche Messsignale liefern. Zur Erkennung von Fehlern bzw. Auffälligkeiten kann die Auswerteeinheit 6 die den jeweiligen Behandlungsstationen 3 zugeordneten Messsignale untereinander vergleichen und Fehler bzw. Auffälligkeiten dadurch detektieren, dass die Messsignale einer Behandlungsstation 3 eine signifikante Abweichung gegenüber den an den anderen Behandlungsstationen 3 ermittelten Messsignalen zeigen. Allgemein kann also die Detektion eines Fehlers bzw. eine Auffälligkeit durch Vergleich der an den jeweiligen Behandlungsstationen 3 erhaltenen Messsignale untereinander erfolgen.
Bevorzugt wird ein zur Auswertung herangezogenes Referenzsignal durch Mittelung der von den Sensoren 4 der Behandlungsstationen 3 bereitgestellten Messsignale abgeleitet. Dieses Referenzsignal kann beispielsweise vorab ermittelt und in einer Speichereinheit abgelegt worden sein, so dass im nachfolgenden Betrieb der Maschine 1 ein Vergleich der aktuellen Messsignale mit dem Referenzsignal erfolgen kann. Vorzugsweise wird das Referenzsignal während des Maschinenlaufs kontinuierlich oder intermittierend, bei- spielsweise nach bestimmten Zeitintervallen angepasst, um das Referenzsignal dynamisch an aktuelle Begebenheiten anpassen zu können. Beispielsweise können die durch die Sensoren 4 an den Behandlungsstationen 3 erfassten Schwingungen eine Abhängigkeit von Prozessparametern aufweisen. So können beispielsweise die Schwingungen eine Temperaturabhängigkeit aufweisen oder sich mit einer variablen Prozessgröße (z.B. Volumenstrom des Füllgutes) ändern. Durch die dynamische Anpassung des Referenzsignals kann dieses Referenzsignal an die aktuellen Prozessgegebenheiten angepasst werden.
Zudem ist es möglich, dass das Referenzsignal basierend auf einem Messwert eines ei- nen Prozessparameter detektierenden Sensors dynamisch angepasst wird. So kann bei- spielsweise ein Temperatursensor zur Erfassung der Umgebungstemperatur, Füllguttemperatur etc. oder ein Drucksensor zur Erfassung des Drucks des Füllguts bzw. allgemein ein Sensor zur Erfassung eines Prozessparameters vorgesehen sein. Basierend auf den Informationen des den Prozessparameter detektierenden Sensors kann das Referenzsig- nal angepasst werden. Beispielsweise kann auch eine Tabelle von Referenzsignalen gespeichert sein, die mehrere von dem Prozessparameter abhängige Referenzsignale bzw. Referenzsignalwerte beinhaltet. Die Auswahl des zu verwendenden Referenzsignals bzw. Referenzsignalwerts kann in Abhängigkeit von dem ermittelten Prozessparameter erfolgen.
Fig. 5 zeigt schematisch und beispielhaft eine Möglichkeit der Auswertung eines von einem Sensor 5 empfangenen oder davon abgeleiteten Signals im Frequenzbereich. Dabei wird einem Vergleicher 10 das vom Sensor 4 erhaltene Messsignal 1 1 im Frequenzbereich und ein Referenzsignal 12 ebenfalls im Frequenzbereich zugeführt. Das Referenz- Signal 12 kann beispielsweise ein Frequenzspektrum eines akustischen Signals sein, das während des Prozesslaufs an der Behandlungsstation 3 entsteht. Dieses Referenzsignal kann beispielsweise bei der Inbetriebnahme der Behälterbehandlungsmaschine 1 ermittelt und abgespeichert werden. Das Messsignal 1 1 und /oder das Referenzsignal 12 können ungefilterte Signale sein oder aber mittels eines geeigneten Filters (z.B. Bandpassfil- ter) gefiltert sein. Anschließend wird durch den Vergleicher 10 das Messsignal 1 1 mit dem Referenzsignal 12 verglichen. Der Vergleicher 10 kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass Abweichungen zwischen dem Messsignal 1 1 und dem Referenzsignal 12 ermittelt werden. Für den Fall einer hinreichenden Übereinstimmung zwischen Messsignal 1 1 und Referenzsignal 12 wird ein fehlerfreier Prozesslauf bzw. ein Prozesslauf ohne Auf- fälligkeiten erkannt. Anderenfalls kann eine Fehlermeldung generiert werden. Der Vergleicher 10 kann Bestandteil einer zentralen Auswerteeinheit sein oder aber dezentral im Bereich der jeweiligen Sensoren vorgesehen sein. So kann beispielsweise in der jeweiligen Behandlungsstation 3 neben dem Sensor 4 auch ein Auswertemodul (u.a. aufweisend den Vergleicher 10) vorgesehen sein, in dem beispielsweise das Referenzsignal abgespeichert ist oder das Zugriff auf eine Speichereinheit hat, in dem das Referenzsignal abgelegt ist. In diesem Auswertemodul kann beispielsweise auch der Vergleich des Messsignals mit dem Referenzsignal erfolgen. Dieses Auswertemodul kann dann mit einer übergeordneten Auswerteeinheit 6 kommunizieren. Fig. 6 zeigt schematisch und beispielhaft eine Möglichkeit der Auswertung eines von einem Sensor 4 bereitgestellten oder davon abgeleiteten Signals im Zeitbereich. Als Eingangssignale werden ein Messsignal 1 1 und ein Referenzsignal 12 im Zeitbereich bereitgestellt. Das Referenzsignal 12 kann beispielsweise ein gemessener Zeitverlauf eines akustischen Signals sein, das während des Prozesslaufs an der Behandlungsstation 3 entsteht. Dieses Referenzsignal 12 kann beispielsweise bei der Inbetriebnahme der Behälterbehandlungsmaschine 1 ermittelt und abgespeichert werden. Anschließend wird das von einem Sensor 4 bereitgestellte Messsignal 1 1 und das Referenzsignal 12 mittels eines Filters 13, insbesondere eines Bandfilters gefiltert. Dadurch können beispielsweise störende Grundschwingungen bzw. Hintergrundgeräusche ausgefiltert werden. Das gefilterte Messsignal 1 1 .1 und das gefilterte Referenzsignal 12.1 werden daraufhin dem Vergleicher 10 zugeführt. Der Vergleicher 10 kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass Abweichungen zwischen dem gefilterten Messsignal 1 1 .1 und dem gefilterten Referenzsignal 12.1 ermittelt werden. Für den Fall einer hinreichenden Übereinstimmung zwi- sehen gefiltertem Messsignal 1 1 .1 und gefiltertem Referenzsignal 12.1 wird ein fehlerfreier Prozesslauf bzw. ein Prozesslauf ohne Auffälligkeiten erkannt. Anderenfalls kann eine Fehlermeldung generiert werden. Der Vergleicher 10 kann Bestandteil einer zentralen Auswerteeinheit sein oder aber dezentral im Bereich der jeweiligen Sensoren 4 vorgesehen sein. So kann beispielsweise in der jeweiligen Behandlungsstation 3 neben dem Sensor 4 auch ein Auswertemodul (u.a. aufweisend den Vergleicher 10) vorgesehen sein, in dem beispielsweise das Referenzsignal abgespeichert ist und in dem der Vergleich des gefilterten Messsignals 1 1 .1 mit dem gefilterten Referenzsignal 12.1 erfolgt. Dieses Auswertemodul kann dann mit einer übergeordneten Auswerteeinheit 6 kommunizieren. Auch ist es denkbar, das Messsignal 1 1 sowohl im Zeitbereich als auch im Frequenzbereich zu analysieren und jeweils einem Vergleich mit einem Referenzsignal 12 bzw. einer Prüfung gegenüber einem Toleranzfenster zu unterziehen.
Als Sensoren werden beispielsweise Mikrofone, insbesondere Richtmikrofone oder aber auch Körperschallsensoren verwendet. Diese können insbesondere gegenüber anderen Schallquellen abgeschirmt ausgebildet sein.
Figur 7 zeigt eine weitere Variante des Verfahrens, in dem der Referenzwert im Toleranzfeld TFmit der Winkellage α des Rotors 2 beziehungsweise der hieran angeordneten Be- handlungsstationen 3 korreliert. Dies ist beispielsweise bei der Zuführung eines Behälters von dem Einlaufstern 1 .1 zur jeweiligen Behandlungsstation vorteilhaft. Dabei wird in Figur 7 auch verdeutlicht, dass der Übergabezeitpunkt des Behälters durch die Winkelposition bekannt ist, so dass es möglich ist, nur zu diesem Zeitpunkt die Signale aufzuzeichnen, wodurch Datenmenge/-zeiten eingespart werden können. Die Messsignale zu diesem Zeitpunkt bzw. an diesem Ort sollen dann alle miteinander korreliert werden.
Neben der Signalstärke wird auch eine Signalhäufung im zeitlichen Toleranzfenster TF vor und nach dem Zeitpunkt T1 erwartet, der mit einer Winkellage α der jeweiligen Behandlungsstation 3 bspw. des Rotors 2 korreliert. Hierbei wird eine gewisse zeitliche Streuung oder Spreizung im Toleranzfenster TF erwartet. Im vorliegend gezeigten Fall der Figur 7 wurden Messwerte zu Übergabevorgängen der Behälter am Übergang von dem Einlaufstern 1 .1 zu den Behandlungsstationen 3 aufgenommen. Der mit„nicht synchron" bezeichnete linke Teil der Figur 7 zeigt Messsignale von Übergabevorgängen, die durch einen nicht synchron zum Rotor laufenden Einlaufstern 1 .1 verursacht werden. Der mit„syn- chron" bezeichnete rechte Teil der Figur 7 zeigt Messsignale von Übergabevorgängen, die durch einen synchron zum Rotor laufenden Einlaufstern 1 .1 erhalten werden.
Die große, unzulässige zeitliche Spreizung der Signale in der linken Figurenhälfte zeigt an, dass der Rotor 2 und der Einlaufstern 1 .1 bzgl. des Synchronlaufes angepasst werden müssen. Dabei kann vermutet werden, dass die ober- bzw. unterhalb des zulässigen Toleranzfensters TF streuenden Messsignale nur eine Folge des mangelhaften Synchronlaufes sind und kein Defekt an den Behandlungsstationen selbst vorliegt.
Fig. 8 und 9 zeigen beispielhaft eine Füllmaschine bzw. Behandlungsstationen einer Füll- maschine und die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer solchen Maschine.
In Fig. 8 ist beispielhaft der Füllprozess mit seinen einzelnen Teilprozessen in den Winkelbereichen des Rotorlaufs, an denen diese Teilprozesse vollzogen werden, skizziert.
Nach der Zuführung des Behälters durch den Einlaufstern 1 .1 erfolgt in einem ersten Winkelsektor I das Öffnen des Füllventils als erster Teilprozess. Dieses Öffnen kann beispielsweise ein Öffnen aus der Schließstellung des Ventilkörpers in eine Offenstellung sein, in dem das Füllventil vollständig geöffnet ist. Anschließend wird in einem weiteren Teilprozess im Winkelsektor II der Behälter mit Füllgut teilgefüllt. Diese Füllung kann bei- spielsweise mit dem maximal möglichen Füllgutvolumenstrom durch das Füllventil erfolgen (Schnellfüllen).
An den Winkelsektor II schließt sich ein Winkelsektor III an, in dem das Füllventil in eine Teilschließstellung gebracht wird, d.h. der Ventilkörper wird aus der Offenstellung in eine zwischen der Offenstellung und der Schließstellung befindliche Zwischenposition gefahren. Dadurch kann der Volumenstrom durch das Füllventil gedrosselt und der Behälter mit einem geringeren Volumenstromzufluss gefüllt werden (Langsamfüllen), was im Winkelsektor IV vollzogen wird.
Im Winkelsektor V wird dann der Ventilkörper aus der Teilschließstellung in die Schließstellung gefahren, so dass dann im Winkelsektor VI das Füllventil geschlossen ist, d.h. kein Füllgut mehr in den Behälter fließen kann. Anschließend erfolgt die Abförderung des Behälters durch den Auslaufstern 1 .2.
Dieser Füllprozess kann durch die Auswerteeinheit 6 überwacht werden, wie nachfolgend mit Bezug auf die Figur 9 näher erläutert wird. Die linke Teildarstellung in Figur 9 zeigt die Schließstellung des Füllventils 7 und entspricht damit dem Zustand des Füllventils 7 unmittelbar nach dem Behältereinlauf bzw. dem Zustand des Füllventils 7 im Winkelsektor VI. Die mittlere Teildarstellung der Figur 9 zeigt die vollständige Offenstellung des Füllventils 7 und entspricht damit dem Zustand des Füllventils 7 im Winkelsektor II. Die rechte Teildarstellung der Figur 9 zeigt die Teilschließstellung des Füllventils 7 und entspricht damit dem Zustand des Füllventils 7 im Winkelsektor IV. Wie Figur 9 zu entnehmen ist, ist an den Füllventilen 7, die an den jeweiligen Behandlungsstationen 3 vorgesehen sind, jeweils zumindest ein Sensor 4 zur Erfassung von Schwingungen im Bereich dieses Füllventils 7 vorgesehen. Dieser Sensor 4 ist zur Informationsübertragung mit der Auswerteeinheit 6 gekoppelt. Diese Auswerteeinheit 6 kann beispielsweise durch die Maschinensteuerung, beispielsweise einen Steuerrechner gebil- det werden. Durch den Sensor 4 können beispielsweise akustische Signale bzw. Schwingungen, die durch das Abheben bzw. Andrücken des Ventilkörpers an den Ventilsitz, durch das Beginnen bzw. Beenden des Fluidstroms durch das Füllventil, durch das Verfahren des Ventilkörpers bzw. durch das Hindurchfließen des Füllgutes durch das Füllventil entstehen, detektiert und ausgewertet werden. Insbesondere kann in der vollständigen Offenstellung (mittlere Teildarstellung der Figur 9) des Füllventils die Intensität des Fließ- geräusches ermittelt werden, um daraus Rückschlüsse auf den das Füllventil durchfließenden Füllgutvolumenstrom ziehen zu können. Zusätzlich kann in der Teilschließstellung (rechte Teildarstellung der Figur 9) ermittelt werden, ob sich die Intensität des Fließgeräusches erwartungsgemäß verändert hat und keine mechanischen Schwingungen oder akustischen Signale ermittelt werden konnten, die auf ein Anlegen des Ventilkörpers an den Ventilsitz hindeuten.
Figur 10 zeigt in mehreren Teildarstellungen Xa bis Xg die Teilprozesse bei einem Füllpro- zess in größerem Detaillierungsgrad. Die in den Teildarstellungen Xa bis Xg gezeigten Teilprozesse werden in dieser Reihenfolge beim Transport des Behälters vom Einlauf zum Auslauf des Rotors 2 durchlaufen. Die Behandlungsstation 3, an der das jeweilige Füllelement vorgesehen ist, weist im gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere Sensoren 4 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel dies ein erster Sensor 4a, der im Bereich des Füllventils 7 vorgesehen ist, und ein zweiter Sensor 4b, der im Bereich eines Behälterfixierelements 8 vorgesehen ist. Dieses Behälterfixierelement 8 kann beispielsweise durch einen Neckringgreifer gebildet sein, der aktiv bewegbare Greifelemente aber auch passive Greifelemente aufweisen kann. Durch diesen ersten und zweiten Sensor 4a, 4b lassen sich Schwingungen an unterschiedlichen Stellen des Füllelements erfassen, wodurch die Genauigkeit der Auswertung und die Erkennbarkeit von Fehlern bzw. Auffälligkeiten entscheidend erhöht werden kann.
Nachfolgend wird anhand der einzelnen Teildarstellung in Xa bis Xg erläutert, welche Teilprozesse des Füllprozesses durch den ersten und zweiten Sensor 4a, 4b erfassbar sind. In der Teildarstellung Xa erfolgt die Übergabe des Behälters an das Behälterfixierelement 8, so dass die dadurch entstehenden Schwingungen erfassbar sind. Das Füllventil 7 ist dabei geschlossen und das Behälteranlageelement 9 ist von der Behältermündung beabstandet. Durch die Rotation des Rotors 2 können dabei beispielsweise Windgeräusche im Bereich der Behältermündung erfasst werden. Wie in der Teildarstellung Xb ersichtlich, wird anschließend das Behälteranlageelement 9 gegenüber der Behältermündung zur Anlage gebracht, wobei die dadurch entstehenden Geräusche durch die Sensoren 4a, 4b erfasst werden. Zudem kann hier auch ein Vorspannen des Behälters erfolgen, was ebenso erfassbare Schwingungen verursacht. Gemäß der Teildarstellung Xc kann weiterhin ein Vorspannen des Behälters bzw. eine Spülung oder eine Mehrfachspülung des Behälters erfolgen, wobei das dadurch entstehende Geräusch und Schwingungsverhalten erfassbar ist. Wie in der Teildarstellung Xd zu erkennen ist, erfolgt anschließend das vollständige Öffnen des Füllventils 7, wobei hier beispielsweise die Verstell beweg ung des Ventilkörpers, das Fließgeräusch des Füllgutes bzw. das Rückströmen des Spanngases erfassbar sind.
Anschließend wird, wie in der Teildarstellung Xe gezeigt, das Füllventil geschlossen (voll- ständige Schließung oder lediglich Teilschließung), wobei wiederum die Verstellbewegung des Ventilkörpers und das Ende bzw. Abklingen des Fließgeräuschs bzw. das Abklingen des rückströmenden Spanngases erfassbar sind.
Gemäß der Teildarstellung Xf kann anschließend das Entlasten des Behälters erfolgen, wobei durch die Sensoren 4a, 4b das beim Entlasten entstehende Geräusch und möglicherweise anschließende Tropfgeräusche detektierbar sind.
Gemäß der Teildarstellung Xg wird anschließend das Behälteranlageelement 9 gegenüber der Behältermündung beabstandet. Dabei können die beim Verfahren des Behälteranla- geelements 9 bzw. des Behälterfixierelements 8 und beim Abnehmen des Behälters von dem Behälterfixierelement 8 entstehenden Geräusche ermittelt werden. Ebenso kann nach dem Verfahren des Behälteranlageelements 9 bzw. des Behälterfixierelements 8 durch die Rotation des Rotors 2 möglicherweise ein Windgeräusch im Bereich der Behältermündung erkannt werden.
Fig. 1 1 zeigt beispielhaft einen Verschließer bzw. Behandlungsstationen 3 eines Ver- schließers und die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer solchen Maschine. Die Behandlungsstationen 3 eines Verschließers, die ebenfalls an einem umlaufend antreibbaren Rotor vorgesehen sind, weisen in an sich bekannter Weise eine Behälterfixiereinrichtung 20 auf, mittels der der zu verschließende Behälter an der Behandlungsstation 3 gehalten bzw. fixiert wird. Die Behälterfixiereinrichtung 20 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen Behälterträger 20.1 , auf dem der Behälter mit seinem Behäl- terboden aufsteht, und einen im Bereich des Behälterhalses bzw. der Behältermündung angreifenden Behälterhalter 20.2, beispielsweise einen Neckringgreifer gebildet. Zudem ist eine Verschließmechanik vorgesehen, mittels der ein Verschlusselement auf die Behältermündung aufgebracht wird. Die Verschließmechanik kann insbesondere eine rotativ um eine vertikale Achse antreibbare Verschließeinheit 21 , auch als Tulpe bezeichnet, aufwei- sen, mittels der ein Verschlusselement (z.B. Schraubverschlusskappe) auf ein an der Behältermündung vorgesehenes Gewinde aufschraubbar ist. Alternativ kann die Verschließmechanik zur klemmenden Befestigung eines Verschlusselements (z.B. Kronkorken) ausgebildet sein.
Figur 1 1 zeigt in mehreren Teildarstellungen Xla bis Xlf mehrere Teilprozesse eines Verschließprozesses. Die in den Teildarstellungen Xla bis Xlf gezeigten Teilprozesse werden beispielsweise in dieser Reihenfolge beim Transport des Behälters vom Einlauf zum Auslauf des Rotors 2 durchlaufen. Die Behandlungsstation 3, an der das jeweilige Verschließelement vorgesehen ist, weist im gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere Sensoren 4 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind dies ein erster Sensor 4a, der im Bereich des Behälterträgers 20.1 vorgesehen ist, ein zweiter Sensor 4b, der im Bereich des Behälterhalters 20.2 vorgesehen ist und ein dritter Sensor 4c, der im Bereich des Verschließeinheit 21 bzw. dessen Antrieb vorgesehen ist. Es versteht sich, dass mehr als die genannten Sensoren verteilt an unterschiedliche Positionen an der Bearbeitungsstation 3 vorgesehen sein können. Durch diese ersten bis dritten Sensoren 4a, 4b, 4c lassen sich Schwingungen an unterschiedlichen Stellen der Behandlungsstation 3 erfassen, wodurch die Genauigkeit der Auswertung und die Erkennbarkeit von Fehlern bzw. Auffälligkeiten entscheidend erhöht werden kann. Nachfolgend wird anhand der einzelnen Teildarstellung in Xla bis Xlf erläutert, welche Teilprozesse des Verschließprozesses durch die Sensoren 4a, 4b und 4c erfassbar sind. Im Teilprozess gemäß der Teildarstellung Xla erfolgt zunächst die Zuführung des Behälters an die Behandlungsstation bzw. die Aufnahme des Verschlusselements in der Verschließeinheit 21 . Dabei können beispielsweise durch das Einbringen des Behälters bzw. das Zuführen des Verschlusselements verursachte Geräusche bzw. Schwingungen durch die Sensoren 4a, 4b und 4c detektiert werden. Ebenso können Windgeräusche verursacht durch die rotierende Behandlungsstation 2, beispielsweise Windgeräusche an der offenen Behältermündung des gefüllten Behälters, erfasst werden. In dem in Teildarstellung Xlb gezeigten Teilprozess wird die Verschließeinheit 21 , wie durch den Pfeil angedeutet, abgesenkt, so dass das in der Verschließeinheit 21 aufgenommene Verschlusselement zur Anlage gegenüber der Behältermündung gelangt. Dabei können beispielsweise durch das Absenken der Verschließeinheit 21 verursachte Geräu- sehe bzw. Schwingungen durch die Sensoren 4a, 4b und 4c detektiert werden.
Im Teilprozess gemäß der Teildarstellung Xlc wird die Verschließeinheit 21 in Rotation versetzt, um das Verschlusselement auf das Gewinde aufzuschrauben. Dieses Aufschrauben kann in mehreren Schritten erfolgen. Beispielsweise kann in einem ersten Schritt das Verschlusselement mit einer höheren Drehzahl und in einem nachfolgenden zweiten Schritt mit einer geringeren Drehzahl aufgeschraubt werden. In dem in der Teildarstellung Xlc gezeigten Prozessschritt ist dies beispielsweise ein Aufschrauben mit einer höheren Drehzahl (im Vergleich zum Prozessschritt gemäß Teildarstellung Xld), wie dies durch den gekrümmten Doppelpfeil angedeutet ist. Dadurch kann das Verschlusselement schnell aufgeschraubt werden, bis die obere, innere Verschlusselementfläche zur Anlage an der Behältermündung kommt. Dabei können beispielsweise durch die Rotation der Verschließeinheit 21 , den Antrieb dieser Verschließeinheit 21 bzw. die Reibung des Verschlusselements an dem Gewinde verursachte Geräusche bzw. Schwingungen durch die Sensoren 4a, 4b und 4c detektiert werden.
Im Teilprozess gemäß der Teildarstellung Xld erfolgt dann eine Rotation der Verschließeinheit 21 mit verringerter Drehzahl (im Vergleich zum Prozessschritt gemäß Teildarstellung Xlc), wodurch das Verschlusselement an dem Behältergewinde festgezogen wird. Dabei können beispielsweise durch die Rotation der Verschließeinheit 21 , den Antrieb die- ser Verschließeinheit 21 , die Reibung des Verschlusselements an dem Gewinde bzw. ggf. durch die Reibung der Verschließeinheit 21 gegenüber dem Verschlusselement verursachte Geräusche bzw. Schwingungen durch die Sensoren 4a, 4b und 4c detektiert werden. Anschließend erfolgt das Anheben der Verschließeinheit 21 , wie in der Teildarstellung Xle gezeigt. Dabei können die durch das Verfahren der Verschließeinheit 21 verursachten Geräusche bzw. Schwingungen durch die Sensoren 4a, 4b und 4c detektiert werden. Nach dem Abheben der Verschließeinheit 21 können anschließend beispielsweise Windgeräusche des verschlossenen Behälters durch die weitere Drehung des Rotors 2 bzw. Geräusche durch das Herauslösen des Behälters aus der Behandlungsstation 2 detektiert werden (Teildarstellung Xlf).
Durch die Verteilung mehrerer Sensoren an unterschiedliche Positionen in der Behandlungsstation 2 können die an unterschiedlichen Stellen auftretenden Geräusche bzw. Schwingungen besser detektiert und den jeweiligen Funktionselementen der Behandlungsstation 2 genauer zugeordnet werden.
Idealerweise werden bei diesem Verfahren bzw. den genannten Verfahrensvarianten Referenzsignale und die jeweils zugehörigen Messsignale vom jeweiligen Sensor der Behandlungsstationen alle am selben Ort oder im selben Winkelbereich der Vorrichtung ermittelt. Somit werden idealerweise die Referenzsignal aus den Mustern unterschiedlicher Behandlungsstationen bzw. deren Funktionselemente ermittelt, die auch zu unterschiedlichen d.h. versetzten Zeitspannen erfasst werden.
Wie zuvor bereits ausgeführt und sämtlichen Ausführungsbeispielen gemeinsam ist, kann aufgrund der Durchführung von gleichen oder im Wesentlichen gleichen Prozessschritten an den jeweiligen Bearbeitungsstationen 3 davon ausgegangen werden, dass Bearbeitungsstationen 3, die keinen Fehler bzw. keine Auffälligkeiten zeigen, gleiche oder im Wesentlichen gleiche Messsignale an den jeweiligen Sensoren liefern. Dadurch kann ein Abgleich der Messsignale der unterschiedlichen Bearbeitungsstationen 3 erfolgen und es können Fehler bzw. Auffälligkeiten dadurch erkannt werden, dass die Messsignale einer Bearbeitungsstation 3 signifikante Abweichungen gegenüber den Messsignalen der anderen Bearbeitungsstationen 3 zeigen. Insbesondere kann eine Mittelung der Messsignale der Bearbeitungsstationen 3 erfolgen und zur Bewertung eines aktuellen Messsignals ein Vergleich zwischen diesem aktuellen Messsignal und dem Mittelwert von vorher erhaltenen Messsignalen vollzogen werden. Dabei können bei dieser Mittelwertbildung insbesondere die Messsignale ausgeschlossen werden, die auf Fehler oder Auffälligkeiten hinweisende Merkmale zeigen.
Ebenso ist es denkbar, dass sämtliche Sensoren einer Bearbeitungsstation 3 durch Vergleich deren Messsignale relativ zueinander abgeglichen werden. Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass eine Vielzahl von Änderungen oder Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
Bezugszeichenliste
1 Maschine
1 .1 Einlaufstern
1.2 Auslaufstern
2 Rotor
3 Behandlungsstation
4 Sensor
4a erster Sensor
4b zweiter Sensor
4c dritter Sensor
5 Inspektionseinheit
6 Auswerteeinheit
7 Füllventil
8 Behälterfixierelement
9 Behälteranlageelement
10 Vergleicher
1 1 Messsignal
12 Referenzsignal
13 Filter
20 Behälterfixiereinrichtung
20.1 Behälterträger
20.2 Behälterhalter
21 Verschließeinheit
A Auslauf
E Einlauf
TF Toleranzfenster
TR Transportrichtung
TS Transportstrecke

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Überwachung eines Prozesses oder Prozessschrittes an einer Maschine (1 ) mit einem Transportelement (2) mit mehreren Behandlungsstationen (3), wobei die Behandlungsstationen (3) jeweils mindestens ein Funktionselement umfassen, mittels dem auf das Werkstück direkt oder mittelbar eingewirkt wird, wobei mittels der Behandlungsstationen (3) und/oder deren mindestens einem Funktionselement jeweils ein zu behandelndes Werkstück während der Behandlung auf einer Transportstrecke (TS) zwischen einem Einlauf (E) und einem Auslauf (A) gefördert wird oder das Werk- stück an einer Behandlungsstation (3) mindestens auf einem Teilstück dieser Transportstrecke (TS) verändert und/oder hergestellt oder auf dieses Werkstück eingewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest teilweise die Behandlungsstationen (3) jeweils zumindest einen Sensor (4) zur Aufnahme einer Schwingungsfrequenz und/oder eines akustischen Signals aufweisen, mittels dem ein durch den Behand- lungs- oder Herstellungsprozess an der jeweiligen Behandlungsstation (3) und während des Transports des Werkstücks an dieser Behandlungsstation (3) erzeugtes Muster erfasst wird, dass das vom Sensor (4) bereitgestellte Messsignal oder ein davon abgeleitetes Signal ausgewertet und mit einem Referenzsignal verglichen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Muster an ein oder mehreren an der Behandlungsstation (3) vorgesehenen und während des gesamten Prozesses aus der Behandlungsstation (3) nicht herausgelösten Funktionselementen entsteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster mindestens durch eine Lageveränderung eines Funktionselementes oder eines Teils desselben entsteht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster eine Schwin- gungsfrequenz und/oder ein akustisches Signal umfasst, die/das durch das Erreichen einer mindestens zeitweisen Endstellung des Funktionselementes oder eines Teils desselben entsteht.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster eine Schwingungsfrequenz und/oder ein akustisches Signal umfasst, das bei der räumlichen Lageveränderung des Funktionselementes oder eines Teils desselben entsteht.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess mehrere Teilprozesse umfasst, wobei die bei diesen Teilprozessen erzeugten Muster durch einen einzigen Sensor (4) oder durch eine an der jeweiligen Behandlungsstation (3) vorgesehene Gruppe von mehreren Sensoren (4) erfasst werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an unterschiedlichen Behandlungsstationen jeweils gleiche Prozessschritte oder gleiche Teilprozesse in be- stimmten Bereichen der Transportstrecke zwischen dem Einlauf und dem Auslauf vollzogen werden und/oder dass an unterschiedlichen Behandlungsstationen zwischen dem Einlauf und dem Auslauf zeitversetzt zueinander gleiche Prozessschritte oder gleiche Teilprozesse vollzogen werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Messsignale an zwei oder mehr Behandlungsstationen (3) zeitgleich aufgenommen werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsignal vorab basierend auf mehreren an unterschiedlichen Behandlungsstationen (3) ermittelten Messsignalen ermittelt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsignal zeitlich versetzt an unterschiedlichen Behandlungsstationen (3) ermittelten Messsignalen ermittelt wird.
1 1 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsignal intermittierend oder kontinuierlich ermittelt und/oder angepasst wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Satz von Referenzsignalen gespeichert wird, wobei der Satz von Referenzsignalen mehrere von einem Prozessparameter abhängige Referenzsignale umfasst.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsignal in-situ, insbesondere durch eine Mittelwertbildung der Messsignale oder davon abgeleiteter Signale generiert wird, wobei die Messsignale oder die davon abgeleiteten Signale an mindestens zwei unterschiedlichen Behandlungsstationen (3) durch die diesen Behandlungsstationen (3) zugeordneten Sensoren (4) erfasst werden.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal oder das hinsichtlich auf Fehler hinweisende Auffälligkeiten ausgewertete Signal einem Winkelsegment, bevorzugt einer Behandlungsstation (3) des Rotors
(2) und/oder einem Werkstück zugeordnet wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf dem Messsignal oder basierend auf dem hinsichtlich auf Fehler hinweisenden Auffälligkeiten ausgewerteten Signal auf einen Teilprozess an einer Behandlungsstation (3) rückgeschlossen wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung basierend auf von mehreren Sensoren (4) einer Behandlungsstation
(3) bereitgestellten Messsignalen oder davon abgeleiteten Signalen erfolgt.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Auswertung der Messsignale oder davon abgeleiteter Signale erhaltene Informationen mit Informationen aus einer die Werkstücke nachfolgend prüfenden Inspektionseinheit (5) verglichen werden.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Vergleich von im Rahmen der Auswertung der Messsignale oder davon abgeleiteter Signale erhaltenen Informationen mit Informationen aus der Inspektionseinheit (5) Vergleichsinformationen erhalten werden und dass basierend auf den Vergleichsinformationen eine Anpassung des Referenzsignals erfolgt.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf der Auswertung eines oder mehrerer Messsignale oder eines davon abgeleiteten Signals Prozessparameter für das Transportelement (2) und/oder eine Be- handlungsstation (3) angepasst werden und/oder Wartungs- und Instandhaltungsaufgaben abgeleitet werden.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Referenzsignale und die mit diesen Referenzsignalen zu vergleichenden Messsignale vom jeweiligen Sensor (4) der Behandlungsstationen (3) im selben Transportstreckenabschnitt ermittelt werden.
21 . Maschine mit einem Transportelement (2) mit mehreren Behandlungsstationen (3), wobei die Behandlungsstationen (3) jeweils mindestens ein zugehöriges Funktions- element umfassen, um auf das Werkstück direkt oder mittelbar einzuwirken, wobei mittels der Behandlungsstationen und/oder deren mindestens einem Funktionselement jeweils ein zu behandelndes Werkstück während der Behandlung auf einer Transportstrecke (TS) zwischen einem Einlauf (E) und einem Auslauf (A) förderbar ist und/oder das Werkstück mindestens auf einem Teilstück dieser Transportstrecke (TS) verändert und/oder hergestellt oder auf dieses eingewirkt werden kann , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest teilweise die Behandlungsstationen (3) jeweils zumindest einen Sensor (4) zur Aufnahme einer Schwingungsfrequenz und/oder eines akustischen Signals aufweisen, mittels dem ein durch den Behandlungs- oder Herstel- lungsprozess an der jeweiligen Behandlungsstation (3) und während des Transports des Werkstücks an dieser Behandlungsstation (3) erzeugtes Muster erfasst wird und dass eine Auswerteeinheit (5) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, das vom Sensor (4) bereitgestellte Messsignal oder ein davon abgeleitetes Signal auszuwerten und mit einem Referenzsignal zu vergleichen.
22. Maschine nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) mitbewegt an dem Rotor (2) vorgesehen und an der jeweiligen Behandlungsstation (3) angeordnet ist.
23. Maschine nach Anspruch 21 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) durch mindestens einen auf ein Funktionselement ausgerichteten berührungslosen Sensor zur Schall- und/oder Vibrationsmessung gebildet ist, insbesondere ein Richt- mikrofon oder ein Laservibrometer ist.
24. Maschine nach einem der Ansprüche 21 bis , dadurch gekennzeichnet, dass eine Behandlungsstation (3) zwei oder mehr Sensoren (4) aufweist, die unterschiedlichen Bereichen der Behandlungsstation (3) zugeordnet sind.
25. Maschine nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein digitaler oder ein physikalischer Filter zur Ausfilterung von störenden Grundschwingungen und/oder störenden Hintergrundgeräuschen vorgesehen ist.
26. Maschine nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) durch einen Körperschallsensor oder ein Mikrofon gebildet wird.
27. Maschine nach einem der Ansprüche 21 bis 26, gekennzeichnet durch deren Ausbildung derart, dass das Referenzsignal vorab basierend auf mehreren an unterschiedlichen Behandlungsstationen (3) ermittelten Messsignalen ermittelt wird.
28. Maschine nach einem der Ansprüche 21 bis 27, gekennzeichnet durch deren Ausbildung derart, dass das Referenzsignal intermittierend oder kontinuierlich angepasst wird.
29. Maschine nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine Speichereinheit zur Speicherung eines Satzes von Referenzsignalen vorgesehen ist, wobei der Satz von Referenzsignalen mehrere von einem Prozessparameter abhängige Referenzsignale umfasst.
30. Maschine nach einem der Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine eine Inspektionseinheit (5) umfasst und dass die Maschine derart ausgebildet ist, dass im Rahmen der Auswertung der Messsignale oder davon abgeleiteter Signale erhaltenen Informationen mit Informationen einer die Werkstücke nachfolgend prüfenden Inspektionseinheit (5) verglichen werden.
31 Maschine nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch deren Ausbildung derart, dass durch den Vergleich von im Rahmen der Auswertung der Messsignale oder davon ab- geleiteter Signale erhaltenen Infornnationen mit Informationen der Inspektionseinheit (5) Vergleichsinformationen erhalten werden und dass basierend auf den Vergleichsinformationen eine Anpassung des Referenzsignals erfolgt. 32. Maschine nach einem der Ansprüche 21 bis 31 , gekennzeichnet durch deren Ausbildung als Behälterbehandlungsmaschine, insbesondere als Füllmaschine, Etikettiermaschine oder Verschließer von Behältern.
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