WO2020207694A1 - Band-umreifungsmaschine zum umreifen eines umreifungsgutes mit einem band - Google Patents

Band-umreifungsmaschine zum umreifen eines umreifungsgutes mit einem band Download PDF

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WO2020207694A1
WO2020207694A1 PCT/EP2020/056637 EP2020056637W WO2020207694A1 WO 2020207694 A1 WO2020207694 A1 WO 2020207694A1 EP 2020056637 W EP2020056637 W EP 2020056637W WO 2020207694 A1 WO2020207694 A1 WO 2020207694A1
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WO
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strapping
camera
machine
bundle
axis
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Application number
PCT/EP2020/056637
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Inventor
Thomas Stober
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Wilhelm B a h m ü l l e r Maschinenbau Präzisionswerkzeuge GmbH
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Publication date
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    • B65B13/00—Bundling articles
    • B65B13/02—Applying and securing binding material around articles or groups of articles, e.g. using strings, wires, strips, bands or tapes
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    • B65B59/02—Arrangements to enable adjustments to be made while the machine is running

Definitions

  • the invention relates to a strap strapping machine for strapping a material to be strapped with a strap, which is preferably a weldable plastic strap, with the ones specified in the preamble of claim 1
  • strapping material is understood in connection with the invention to the effect that it comprises different, mostly similar goods, which are combined into an easily manageable bundle with the aid of one or more strapping bands.
  • a typical example of a The material to be strapped is a stack of folded box blanks. Since the individual folding box blanks are difficult to handle and transport without strapping, they are bundled into a bundle with the help of strapping.
  • a band strapping machine comprises a machine table which carries the material to be strapped during strapping and at least one strapping device.
  • Strapping machines are for example from the
  • band strapping machines known from the prior art work very reliably and are very efficient. They are mostly arranged at the rear end of a longer process chain. If in this
  • Strapping goods that are bundled into a bundle with the help of one or more strapping bands.
  • Folding box blanks are fed back into the strapping machine and bundled into a bundle.
  • the quality control of the bundles is carried out after the strapping machine. If a bundle is detected there that contains one or more faulty folding box blanks or some other faulty strapping material ("faulty bundle"), it is ejected from the production process in a downstream ejection station and a
  • transport devices In order to move the bundles through these stations, transport devices, e.g.
  • DE 10 2017 102 854 B3 describes a bundling device with a permanently installed camera below a table, which captures the side edges of bundled goods.
  • a similar configuration is also known from DE 10 2008 031 236 A1.
  • DE 20 2009 017 138 U1 and DE 10 2014 103 336 Al describe devices for longitudinal strapping with an optical device which, from above, shows the contour of the
  • JP 200255512 A also shows a device for strapping with a fixed camera.
  • the invention is based on the object of upgrading a strap strapping machine in terms of its functionality and the overall space requirement of a process chain which, among other things, includes the steps of strapping a strapping material into a bundle, quality control and discharge
  • faulty bundle includes, more economical
  • this object is achieved in a
  • a camera in the strap strapping machine is directed at least temporarily at the strapping material, errors in the
  • the strapping material is recognized and a bundle recognized as defective, which contains a defective product / a defective folding box blank, is placed directly in the strap
  • the strapping machine can be removed from the process chain.
  • the camera installed in the strapping machine according to the invention can detect all defects in the products or the folding box blanks that can be visually detected. If an error is detected, the bundle with the defective product /
  • Folding box blanks go undetected to the end of the process chain and then to the customer.
  • the camera can be moved in a direction which is orthogonal to a plane spanned by the machine table.
  • the moving device for example in the form of a
  • Ball screw guide it is possible to "scan" the front, back and / or one side of the bundle with the camera and take pictures of the corresponding side of the bundle. By means of a suitable image evaluation, faulty bundles can be identified and the faulty bundles rejected. If the camera can be moved in the direction of a Z axis (ie orthogonal to the XY plane spanned by the machine table), then it is possible to move the camera out of the direction of movement or conveying direction (X axis) of the bundle as soon as the bundle is out the strapping machine is to be conveyed out.
  • a Z axis ie orthogonal to the XY plane spanned by the machine table
  • the camera can be moved, it is also easily possible to adapt the strap-strapping machine according to the invention to product stacks of different sizes.
  • a further increase in flexibility is achieved if the camera can be moved in a second axis (Y-axis), which preferably extends orthogonally to the first movement axis. Then, for example, the entire front or back of a bundle can be captured by the camera, even if it can only take pictures of part of the bundle. It is also possible to target only individual locations on the front, back or sides of the bundle. As a result, the points of the bundle can be targeted and detected by the camera at which errors are to be expected. The rest of the surfaces of the bundle then need not be captured by the camera.
  • Y-axis second axis
  • the strapping material is a stack of several
  • Folding box blanks are arranged along a vertical line (Z-axis).
  • the camera is positioned so that it is with a Movement in the direction of the Z-axis traverses all columns of the product stack and takes pictures of the columns.
  • Appropriate image analysis can identify gaps that are too wide or too narrow. Whenever a gap is detected that is outside the specified
  • the folding box blank is faulty and the faulty bundle is rejected.
  • Image recording devices which are known from the prior art can be used.
  • CCD sensors, matrix cameras, line scan cameras or laser triangulation sensors are preferably used. It's important, that
  • Properties of the bundle in particular parts or the entire surface of the bundle, can be visually detected by the camera.
  • the images obtained in this way are evaluated with the aid of an algorithm that can make a statement as to whether they are in the product stack
  • the products located are defective or free of defects.
  • This evaluation can take place in a control unit of the strap strapping machine or a separate processor. If a faulty bundle has been detected, a signal is output which leads to this bundle being ejected.
  • Console arranged on the machine table, at least one press beam arranged movably on the console and
  • the console Manipulator for deflecting the strapping tape, with an axis of movement of the manipulator running orthogonally to a plane spanned by the machine table.
  • the manipulator is therefore part of the strapping machine.
  • the direction of movement of the manipulator and the camera are parallel (in the direction of the Z-axis). It is therefore particularly advantageous if the camera or the device for optical detection of the product stack is directly or
  • the machine table and the console are connected to one another by one or more supports, the distances being the
  • the material to be strapped is greater than the length of the
  • Upstream of the machine table is a feed device for
  • Transport of the strapping is arranged on the machine table, and / or that the machine table
  • a removal device for removing the Strapping material is arranged downstream from the machine table in the conveying direction. This ensures that the
  • the material to be strapped can be conveyed into the machine according to the invention and can also be removed from the strapping machine again after the strapping.
  • the device arranged in the process chain directly in front of the strapping machine is responsible for transporting the strapping material into the strapping
  • Strapping machine takes over. A separate feed device or a feed device assigned to the strap-strapping machine can then be omitted. The same applies to a device that is located in the process chain behind the strapping machine. If this device can convey the bundle away from the strap strapping machine, a separate device assigned to the strap strapping machine for removal from the strap strapping machine is not required
  • a discharge station is integrated in the strapping machine, which a defective bundle in a direction deviating from the normal transport direction (X-axis)
  • the product stack is ejected from the process chain directly in the strapping machine by moving it sideways out of the strapping machine.
  • the discharge direction (Y-axis) is perpendicular (orthogonal to the conveying direction (X-axis).
  • the machine table and the console are connected to one another by one or more supports and the spacing of the supports in the conveying direction (X-axis) of the material to be strapped is greater than the length of the material to be strapped. It is then possible to eject defective strapping material laterally between the supports out of the strapping machine, so that a defective bundle can be ejected without requiring additional space.
  • the discharge device can be designed in a simple and very effective variant as a slide which is pneumatically, electromechanically or hydraulically driven. As soon as a defective product stack is recognized, the pusher is activated and pushes the product stack laterally out of the strapping machine between the supports that connect the machine table and the console.
  • the discharge device into the machine table. It when the surface of the machine table by a Ball grid conveyor belt is realized.
  • a Ball grid conveyor belt is realized.
  • Ball grid conveyor belt is operated by Ammeraal Beltec Holding B.V. in the Netherlands under the name "uniQNB Ball”. It has the property that the conveying direction of this ball grid conveyor belt differs from the
  • Machine control can be controlled.
  • the ball grid conveyor belt conveys the product stack into the
  • the band strapping machine according to the invention can be a
  • the camera according to the invention can use any suitable technology known from the prior art.
  • these devices can be a
  • Laser distance sensors work on the principle of triangulation or the principle of time of flight. Both
  • Modes of operation are suitable both for recording the shape, contour and position of grooves, as well as for recording the
  • the costs of the strap strapping machine according to the invention with the integrated functionalities are significantly lower than if these three functionalities are implemented in three separate devices.
  • FIG. 1 is an isometric view of a band strapping machine according to the invention
  • Figure 2 is a front view of an inventive
  • FIG. 3 shows a side view of a band strapping machine according to the invention.
  • FIG. 4 shows a detail of a view from above of the band strapping machine according to the invention.
  • Figure 1 is an isometric view of a
  • the three spatial directions are shown in the form of a Cartesian coordinate system with the axes X, Y and Z.
  • the direction of the X-axis corresponds to the conveying direction of the strapping material through the strapping machine.
  • the material to be strapped 3 enters the machine from behind and leaves it at the front end when the material to be strapped is free of defects. If an error in the strapping material was detected in the strap strapping machine according to the invention, the product stack with the defective product is ejected laterally, ie in the direction of the positive Y-axis from the strap strapping machine.
  • the band strapping machine comprises a machine frame 1 on which a machine table for receiving the strapping material 3 is arranged.
  • the machine table comprises two conveyor belts 10, which run parallel to one another and are able to To convey the strapping material 3 in the conveying direction through the strap strapping machine.
  • the strapping machine comprises several supports 4, of which only three are visible in FIG. 1. Two supports 4 each carry a bracket 5. A press beam 6 is arranged on each of the brackets 5. The press beam 6 is used to the strapping material 3, here a stack of
  • the press beams 6 are via linear drives 9 with the
  • the linear drives 9 can be used as
  • Strapping material can be exercised. For example, if the strapping material is stacked on top of each other
  • Strapping material This type of construction is very space-saving and enables the functions of a discharge station to be integrated into the strapping machine without requiring additional space.
  • the discharge can take place, for example, in that a slide (not shown) is present on the left side of the machine table or the conveyor belts 10 in FIG. In the normal case, i.e. If the strapping material 3 has no defects, the slide remains deactivated and the conveyor belts 10 take over the transport of the strapping material 3 through the band strapping machine 1 in the direction of the X-axis.
  • a camera 11 or another optical sensor is arranged on a linear guide 13.
  • the linear guide 13 can be a ball screw drive or a pneumatically operated one Be designed linear guide.
  • the demands on the linear guide 13 with regard to precision and speed are relatively low. It is important that with the help of the
  • the camera 11 can be moved in the direction of the Z-axis in front of the front of the strapping 3 from top to bottom or from bottom to top, so that either the entire front of the strapping 3 or only a selected area of the strapping 3 from the camera 9 is detected.
  • the rear side or the sides of the strapping material 3 are to be captured by the camera.
  • one or two optional light sources are provided to the side of the camera 9.
  • the light sources are aligned such that they illuminate a sufficiently bright area in the image section captured by the camera 9.
  • FIG. 4 the light sources 15, the camera 9 and the linear guide 13 are shown enlarged and more clearly.
  • the optical sensor 11 and the light sources 15 are fastened to the linear guide 13 with a carrier so that the light sources 15 and the camera 9 are always the same
  • the camera 9 with the light sources 15 can be clearly seen in this view. It can also be seen that the camera 9 on lower end of the movable part of the linear guide 13 is arranged. If the camera 9 is moved upwards far enough in the direction of the Z-axis, the camera 9 and the light sources 15 prevent the removal of the
  • Bundle from the tape strapping machine according to the invention no longer.
  • linear guide 13 is on a second
  • Linear guide 21 movably mounted.
  • the direction of movement of the second linear guide 21 is indicated by a double arrow 19. This means that by activating the first linear guide 13 and the second linear guide 21, the camera 9 can visually detect every point on the front or back of the strapping material 3 or a bundle.
  • the strapping material 3 is a stack of
  • Folding box blanks that have a gap. This gap is indicated in FIG. 2 by a small square black area. With several folding box blanks stacked on top of one another, these gaps are arranged in a row that extends in the direction of the Z-axis
  • dash-dotted line 23 shown in FIG.
  • the little ones are black Areas in the extension of the dash-dotted line 23, which represent the column, are not provided with reference symbols.
  • Folding box blanks is positioned and then to drive the camera 9 from bottom to top or from top to bottom along the columns and to capture images of the column.
  • the width of the column can be determined and any faulty column (too large or too small) can be identified.
  • the bundle is ejected to the side and outside the regular one
  • FIG 3 is a side view between two supports 4 through to the strapping material 3 and the first
  • Linear guide 13 and the camera 9 are shown.
  • the press beam 6 is Usually the second.
  • Linear guide 21 screwed at its ends to one of the two press beams 6 or connected in some other way.
  • FIG. 4 shows a detail of a view from above of the arrangement according to the invention.
  • the first linear guide 13 with the camera 9 arranged thereon and the light sources 15 can be clearly seen.
  • Cones of light from light sources 15 are indicated by lines 24.
  • the image section of the camera 9 is through
  • the strapping material namely folding box blanks
  • the folding box blanks have a glue point 27 and a (lead) gap 29.
  • the gap 29 is from the two edges of the
  • the width of the gap 29 is through the

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)

Abstract

Es wird eine Band-Umreifungsmaschine vorgeschlagen, zum Umreifen eines Umreifungsguts (3), Maschine welche die Funktionen einer Qualitätskontrolle mit Hilfe einer Kamera (11) und einer Ausschleus-Station zum Ausschleusen fehlerhafter Umreifungsgüter integriert ist.

Description

Titel : Band-Umreifungsmaschine zum Umreifen eines Umreifungsgutes mit einem Band
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Band-Umreifungsmaschine zum Umreifen eines Umreifungsgutes mit einem Umreifungsband, das bevorzugt ein verschweißbares Kunststoffband ist, mit den in Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen
Merkmalen .
Der Begriff "Umreifungsgut" wird im Zusammenhang mit der Erfindung dahingehend verstanden, dass es verschiedene, meist gleichartige Güter umfasst, die mit Hilfe eines oder mehrerer Umreifungsbänder zu einem gut handhabbaren Bündel zusammengefasst werden. Ein typisches Beispiel für ein Umreifungsgut ist ein Stapel von Faltschachtelzuschnitten. Da die einzelnen Faltschachtelzuschnitte ohne Umreifung nur schlecht handhabbar und transportierbar sind, werden sie mit Hilfe eines Umreifungsbands zu einem Bündel gebündelt.
Eine Band-Umreifungsmaschine umfasst einen Maschinentisch, der das Umreifungsgut während der Umreifung trägt, und mindestens eine Umreifungseinrichtung. Solche
Umreifungsmaschinen sind beispielsweise aus der
WO 2012/152626 A2 oder der CH 704 537 A2 bekannt.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Band- Umreifungsmaschinen arbeiten sehr zuverlässig und sind sehr leistungsfähig. Sie sind zumeist am hinteren Ende einer längeren Prozesskette angeordnet. Wenn in dieser
Prozesskette alles den gewünschten Gang geht, dann befinden sich in der Band-Umreifungsmaschine nur fehlerfreie
Umreifungsgüter, die dort mit Hilfe von einem oder mehreren Umreifungsbändern zu einem Bündel gebündelt werden.
Wenn in einem Bündel von beispielsweise 50
Faltschachtelzuschnitten nur ein einziger, nicht
einwandfreier Faltschachtelzuschnitt vorhanden ist, muss das gesamte Bündel aus dem Produktionsprozess ausgeschleust werden, das Bündel muss geöffnet werden und der schadhafte Faltschachtelzuschnitt durch einen fehlerfreien ersetzt werden. Anschließend kann der Stapel von
Faltschachtelzuschnitten erneut in die Band- Umreifungsmaschine eingeschleust werden und zu einem Bündel gebündelt werden. Um zu gewährleisten, dass nur Bündel mit einwandfreien Faltschachtelzuschnitten zum Kunden gelangen, besteht die Notwendigkeit, in Echtzeit jedes Bündel nach dem Umreifen einer 100%ige Qualitätskontrolle zu unterziehen, so dass nur Bündel mit einwandfreien Produkten in der Prozesskette weiterbearbeitet werden und jedes Bündel, das einen
fehlerhaften Faltschachtelzuschnitt oder ein anderes fehlerhaftes Produkt enthält, ausgeschleust und einer gesonderten Nachbearbeitung zugeführt wird.
In der Regel wird die Qualitätskontrolle der Bündel im Anschluss an die Band-Umreifungsmaschine durchgeführt. Wenn dort ein Bündel erkannt wird, das einen oder mehrere fehlerhafte Faltschachtelzuschnitte oder ein anderes fehlerhaftes Umreifungsgut enthält ("fehlerhaftes Bündel"), wird es in einer nachgeschalteten Ausschleus-Station aus dem Produktionsprozess ausgeschleust und einer
Nachbearbeitung zugeführt.
In Summe sind also für das Umreifen, die Qualitätskontrolle und das Ausschleusen drei hintereinander angeordnete
Stationen erforderlich. Um die Bündel durch diese Stationen zu befördern, sind Transporteinrichtungen, wie z.B.
Förderbänder, notwendig. Diese Konfiguration benötigt sehr viel Platz, ist teuer und wegen der Verkettung auch
störanfällig .
Die DE 10 2017 102 854 B3 beschreibt Bündelvorrichtung mit einer fest eingebauten Kamera unterhalb eines Tisches, welche die Seitenränder eines Bündelungsguts erfasst. Eine ähnliche Konfiguration ist auch aus der DE 10 2008 031 236 Al bekannt. Die DE 20 2009 017 138 Ul und die DE 10 2014 103 336 Al beschreiben Vorrichtungen zum Längsumreifen mit einer optischen Einrichtung, die von oben die Kontur des
Umreifungsguts erfasst. Auch die JP 200255512 A zeigt eine Vorrichtung zum Umreifen mit einer feststehenden Kamera.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Band- Umreifungsmaschine in ihrer Funktionalität zu ertüchtigen und den Gesamtplatzbedarf einer Prozesskette, welche unter anderem die Schritte Umreifen eines Umreifungsgutes zu einem Bündel, Qualitätskontrolle und Ausschleusen
fehlerhafter Bündel umfasst, wirtschaftlicher,
platzsparender und zuverlässiger zu gestalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer
gattungsgemäßen Band-Umreifungsmaschine zum Umreifen eines Umreifungsgutes mit einem Umreifungsband mit den
kennzeichenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, dass erfindungsgemäß in der Band- Umreifungsmaschine eine Kamera mindestens zeitweise auf das Umreifungsgut gerichtet ist, können Fehler in dem
Umreifungsgut erkannt und ein als fehlerhaft erkanntes Bündel, welches ein fehlerhaftes Produkt/einen fehlerhaften Faltschachtelzuschnitt enthält, direkt in der Band- Umreifungsmaschine aus der Prozesskette ausgeschleust werden .
Weil die Band-Umreifungsmaschine relativ weit am Ende der Prozesskette steht, können durch die erfindungsgemäß in der Umreifungsmaschine installierte Kamera alle Fehler der Produkte bzw. der Faltschachtelzuschnitte erkannt werden, die visuell erfassbar sind. Wenn ein Fehler erkannt wurde, kann das Bündel mit dem fehlerhaften Produkt/dem
fehlerhaften Faltschachtelzuschnitt aus der Prozesskette ausgeschleust werden. Dabei ist es ohne Bedeutung, wo in der vorgelagerten Prozesskette der Fehler entstanden ist. Dadurch ist die erfindungsgemäße Qualitätskontrolle sehr effektiv und die Quote der erkannten Fehler ist hoch. Im Umkehrschluss ergibt sich daraus, dass nahezu keine Bündel mit fehlerhaften Produkten oder schadhaften
Faltschachtelzuschnitten unerkannt bis an das Ende der Prozesskette und anschließend zum Kunden gelangen.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Kamera in einer Richtung verfahrbar ist, die orthogonal zu einer von dem Maschinentisch aufgespannten Ebene verläuft. Durch die Verfahreinrichtung, beispielsweise in Form einer
Kugelgewindeführung, ist es möglich, die Vorderseite, die Rückseite und/oder eine Seite des Bündels mit der Kamera "abzufahren" und Bilder von der entsprechenden Seite des Bündels zu machen. Durch eine geeignete Bildauswertung können fehlerhafte Bündel erkannt und die fehlerhaften Bündel ausgeschleust werden. Wenn die Kamera in Richtung einer Z-Achse (d. h. orthogonal zu der von dem Maschinentisch aufgespannten X-Y-Ebene) verfahrbar ist, dann ist es möglich, die Kamera aus der Bewegungsrichtung oder Förderrichtung (X-Achse) des Bündels herauszufahren, sobald das Bündel aus der Band- Umreifungsmaschine herausgefördert werden soll.
Durch die Verfahrbarkeit der Kamera ist es auch ohne weiteres möglich, die erfindungsgemäße Band- Umreifungsmaschine an verschieden große Produktstapel anzupassen. Eine weitere Flexibilisierung wird erreicht, wenn die Kamera in einer zweiten Achse (Y-Achse) , die sich bevorzugt orthogonal zur ersten Bewegungsachse erstreckt, verfahrbar ist. Dann kann zum Beispiel die gesamte Vorder oder Rückseite eines Bündels von der Kamera erfasst werden, selbst wenn diese nur Bilder von einem Teil des Bündels machen kann. Es ist auch möglich, gezielt nur einzelne Stellen auf der Vorderseite, der Rückseite oder den Seiten des Bündels anzufahren. Dadurch können gezielt die Punkte des Bündels angefahren und von der Kamera erfasst werden, an denen Fehler zu erwarten sind. Der Rest der Oberflächen des Bündels muss dann nicht von der Kamera erfasst werden.
Wenn das Umreifungsgut ein Stapel von mehreren
Faltschachtelzuschnitten ist, dann sind die Spalte des Faltschachtelzuschnitts in dem Bündel übereinander
angeordnet. Das heißt, die Spalte der
Faltschachtelzuschnitte sind entlang einer senkrecht verlaufenden Linie (Z-Achse) angeordnet. Erfindungsgemäß wird die Kamera so positioniert, dass sie mit einer Bewegung in Richtung der Z-Achse alle Spalte des Produktstapels abfährt und dabei Bilder von den Spalten macht. Durch eine geeignete Bildauswertung können zu breite oder zu schmale Spalte erkannt werden. Immer dann, wenn ein Spalt erkannt wird, der außerhalb der vorgegebenen
Toleranzbereiche liegt, ist der Faltschachtelzuschnitt fehlerhaft und das fehlerhafte Bündel wird ausgeschleust.
Der Begriff einer "Kamera" ist im Zusammenhang mit der Erfindung sehr weit gefasst. Als Kameras können alle
Bildaufnahmevorrichtungen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, eingesetzt werden. Bevorzugt werden CCD- Sensoren, Matrixkameras, Zeilenkamera oder auch Laser- Triangulations-Sensoren eingesetzt. Wichtig ist, dass
Eigenschaften des Bündels, insbesondere Teile oder die gesamte Oberfläche des Bündels durch die Kamera visuell erfasst werden können. Die dabei gewonnenen Bilder werden mit Hilfe eines Algorithmus ausgewertet, der eine Aussage darüber treffen kann, ob die in dem Produktstapel
befindlichen Produkte fehlerhaft oder fehlerfrei sind.
Diese Auswertung kann in einem Steuergerät der Band- Umreifungsmaschine oder einem separaten Prozessor erfolgen. Wenn ein fehlerhaftes Bündel erkannt wurde, wird ein Signal ausgegeben, das zum Ausschleusen dieses Bündels führt.
Die erfindungsgemäße Band-Umreifungsmaschine weist in vorteilhafter Ausgestaltung eine oberhalb des
Maschinentischs angeordnete Konsole, mindestens einen an der Konsole bewegbar angeordneten Pressbalken und
mindestens einen an der Konsole bewegbar angeordneten Manipulator zum Umlenken des Umreifungsbands auf, wobei eine Bewegungsachse des Manipulators orthogonal zu einer von dem Maschinentisch aufgespannten Ebene verläuft. Der Manipulator ist somit Teil der Band-Umreifungsmaschine . Die Bewegungsrichtung des Manipulators und der Kamera verlaufen parallel (in Richtung der Z-Achse) . Daher ist es besonders vorteilhaft, wenn die Kamera bzw. die Vorrichtung zur optischen Erfassung des Produktstapels direkt oder
mittelbar an dem Manipulator befestigt ist. Dann kann die Kamera parallel zu der eigentlichen Funktion des
Manipulators und zeitgleich die Bilder von dem
Produktstapel/dem Bündel aufnehmen. Sobald der
Produktstapel mit einem Umreifungsband zu einem Bündel gebündelt wurde, steht schon fest, ob das Bündel ein fehlerhaftes Produkt enthält oder nicht. Durch die doppelte Nutzung des Manipulators werden Kosten und Bauraum gespart.
Bei einer besonders bevorzugten Bauweise sind der
Maschinentisch und die Konsole durch eine oder mehrere Stützen miteinander verbunden, wobei die Abstände der
Stützen in einer Förderrichtung (X-Achse) des
Umreifungsguts größer sind als die Länge des
Umreifungsguts .
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn dem
Maschinentisch vorgelagert eine Zuführeinrichtung zum
Transport des Umreifungsgutes auf den Maschinentisch angeordnet ist, und/oder dass dem Maschinentisch
nachgelagert eine Entnahmeeinrichtung zum Abtransport des Umreifungsguts von dem Maschinentisch in der Förderrichtung angeordnet ist. Damit ist sichergestellt, dass das
Umreifungsgut in die erfindungsgemäße Maschine befördert werden kann und nach dem Umreifen auch wieder aus der Band- Umreifungsmaschine entnommen werden kann.
Es sind auch Konstellationen denkbar, bei denen
beispielsweise das die in der Prozesskette unmittelbar vor der Band-Umreifungsmaschine angeordnete Vorrichtung den Transport des Umreifungsgutes in die Band-
Umreifungsmaschine übernimmt. Dann kann eine separate oder der Band-Umreifungsmaschine zugeordnete Zuführeinrichtung entfallen . Entsprechendes gilt für eine Vorrichtung, die sich in der Prozesskette hinter der Band-Umreifungsmaschine befindet. Wenn diese Vorrichtung das Bündel aus der Band- Umreifungsmaschine wegbefördern kann, ist eine gesonderte, der Band-Umreifungsmaschine zugeordnete Vorrichtung zum Abtransport aus der Band-Umreifungsmaschine nicht
erforderlich .
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist in der Band-Umreifungsmaschine eine Ausschleus-Station integriert, welche ein fehlerhaftes Bündel in einer von der normalen Transportrichtung (X-Achse) abweichenden
Ausschleus-Richtung (z. B.in Richtung der Y-Achse) aus der Band-Umreifungsmaschine befördern kann. Dies bedeutet, dass immer dann, wenn ein Produktstapel mit einem fehlerhaften Produkt erkannt wurde, dieser
Produktstapel unmittelbar in der Band-Umreifungsmaschine aus der Prozesskette ausgeschleust wird, indem er seitlich aus der Band-Umreifungsmaschine heraus bewegt wird. Aus praktischen Gründen verläuft die Ausschleus-Richtung (Y- Achse) senkrecht (orthogonal zur Förderrichtung (X-Achse).
Es hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, wenn der
Maschinentisch und die Konsole durch eine oder mehrere Stützen miteinander verbunden sind und die Abstände der Stützen in der Förderrichtung (X-Achse) des Umreifungsgutes größer als die Länge des Umreifungsgutes ist. Dann ist es möglich, ein fehlerhaftes Umreifungsgut seitlich zwischen den Stützen hindurch aus der Band-Umreifungsmaschine auszuschleusen, so dass das Ausschleusen eines fehlerhaften Bündels ohne zusätzlichen Platzbedarf erfolgen kann.
Die Ausschleus-Einrichtung kann in einer einfachen und sehr effektiven Variante als Schieber ausgebildet sein, der pneumatisch, elektromechanisch oder hydraulisch angetrieben wird. Sobald ein fehlerhafter Produktstapel erkannt wurde, wird der Schieber aktiviert und schiebt den Produktstapel seitlich zwischen den Stützen, welche den Maschinentisch und die Konsole verbinden, aus der Band-Umreifungsmaschine hinaus .
Alternativ ist es auch möglich, die Ausschleus-Einrichtung in den Maschinentisch zu integrieren. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Oberfläche des Maschinentisches durch ein Kugelraster-Förderband realisiert ist. Ein solches
Kugelraster-Förderband wird von der Firma Ammeraal Beltec Holding B.V. in den Niederlanden unter der Bezeichnung "uniQNB Ball" ertrieben. Es hat die Eigenschaft, dass die Förderrichtung dieses Kugelraster-Förderbands von der
Maschinensteuerung gesteuert werden kann. Wenn ein
Produktstapel als "gut" klassifiziert wurde, dann fördert das Kugelraster-Förderband den Produktstapel in der
Förderrichtung (X-Achse) aus der Band-Umreifungsmaschine heraus. Wenn ein Produktstapel als "schlecht" klassifiziert wurde, dann ändert das Kugelraster-Förderband die
Förderrichtung um 90° und schleust den als fehlerhaft erkannten Produktstapel in Richtung der Y-Achse seitlich aus der Band-Umreifungsmaschine heraus. Die
erfindungsgemäße Band-Umreifungsmaschine kann eine
Längsumreifungs-Maschine sein.
Die erfindungsgemäße Kamera kann jede aus dem Stand der Technik bekannte und geeignete Technik nutzen.
Beispielsweise können diese Vorrichtungen eine
Matrixkamera, eine Zeilenkamera oder ein Laserdistanzsensor sein. Wenn in einer bevorzugten Ausführungsform die Kamera ein Laserdistanzsensor ist, dann kann dieser
Laserdistanzsensor nach dem Prinzip der Triangulation oder dem Prinzip der Lichtlaufzeit arbeiten. Beide
Funktionsweisen sind geeignet sowohl zum Erfassen von Form, Kontur und Lage von Rillen, als auch zum Erfassen der
Breite von Spalten.
Mit der erfindungsgemäßen Bandumreifungsmaschine sind eine 100%-ige Qualitätskontrolle der Bündel und das Ausschleusen fehlerhafter Bündel in die erfindungsgemäße Band- Umreifungsmaschine integriert. Diese Funktionalitäten können - verglichen mit dem Bauraumbedarf einer
herkömmlichen Band-Umreifungsmaschine - ohne zusätzlichen Platzbedarf realisiert werden. Dies ist insbesondere bei der Installation von Prozessketten (d. h. mehreren
hintereinander angeordneten Vorrichtungen) in bestehenden Gebäuden und bei beengten Platzverhältnissen ein nicht zu unterschätzender Vorteil.
Außerdem sind die Kosten der erfindungsgemäßen Band- Umreifungsmaschine mit den integrierten Funktionalitäten deutlich geringer, als wenn diese drei Funktionalitäten in drei separate Vorrichtungen realisiert werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren
Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Zeichnung
Es zeigen:
Figur 1 eine Isometrie einer erfindungsgemäßen Band- Umreifungsmaschine;
Figur 2 eine Ansicht von vorne auf eine erfindungsgemäße
Band-Umreifungsmaschine ; Figur 3 eine Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße Band-Umreifungsmaschine; und
Figur 4 einen Ausschnitt einer Ansicht von oben auf die erfindungsgemäße Band-Umreifungsmaschine.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In der Figur 1 ist eine Isometrie eines
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Band-
Umreifungsmaschine dargestellt. Die drei Raumesrichtungen sind in Form eines kartesischen Koordinatensystems mit den Achsen X, Y und Z dargestellt. Die Richtung der X-Achse entspricht der Förderrichtung des Umreifungsgutes durch die Band-Umreifungsmaschine hindurch.
In der Figur 1 tritt das Umreifungsgut 3 von hinten in die Maschine ein und verlässt diese am vorderen Ende, wenn das Umreifungsgut fehlerfrei ist. Wenn in der erfindungsgemäßen Band-Umreifungsmaschine ein Fehler in dem Umreifungsgut erkannt wurde, wird der Produktstapel mit dem fehlerhaften Produkt seitlich, d.h. in Richtung der positiven Y-Achse aus der Band-Umreifungsmaschine ausgeschleust. Die Band-Umreifungsmaschine umfasst ein Maschinengestell 1, auf dem ein Maschinentisch zur Aufnahme des Umreifungsgutes 3 angeordnet ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Maschinentisch zwei Förderbänder 10, die parallel zueinander verlaufen und in der Lage sind, das Umreifungsgut 3 in der Förderrichtung durch die Band- Umreifungsmaschine zu befördern.
Selbstverständlich können anstelle der Förderbänder 10 auch andere Ausführungsformen von Maschinentischen, insbesondere Kugelraster-Förderbänder, Rollenbänder oder andere Mittel realisiert werden.
Die Umreifungsmaschine umfasst mehrere Stützen 4, von denen in der Figur 1 nur drei sichtbar sind. Jeweils zwei Stützen 4 tragen eine Konsole 5. An den Konsolen 5 ist jeweils ein Pressbalken 6 angeordnet. Der Pressbalken 6 dient dazu, das Umreifungsgut 3, hier ein Stapel von
Faltschachtelzuschnitten, zusammenzupressen, bevor die in die Konsolen 5 integrierten Umreifungseinrichtungen ein Umreifungsband um das Umreifungsgut 3 legen und dieses Umreifungsband anschließend in einer Schweißvorrichtung 7 zu einem geschlossenen Band verschweißt wird.
Die Pressbalken 6 sind über Linearantriebe 9 mit den
Konsolen 5 verbunden. Die Linearantriebe 9 können als
Kugelgewindetriebe oder als Pneumatikzylinder ausgeführt sein. Es ist in jedem Fall erforderlich, dass mit Hilfe der Linearantriebe 9 eine ausreichend große Kraft auf das
Umreifungsgut ausgeübt werden kann. Wenn beispielsweise das Umreifungsgut aus übereinander gestapelten
Faltschachtelzuschnitten besteht, werden diese von den Pressbalken zusammengedrückt werden, bevor sie mit dem Umreifungsband zu einem Bündel gebündelt werden. Bei der erfindungsgemäßen Band-Umreifungsmaschine ist es möglich, seitlich, d.h. in Richtung der positiven Y-Achse, ein als fehlerhaft erkanntes Bündel auszuschleusen. Aus diesem Grund ist der Abstand der Stützen 4 in Richtung der X-Achse voneinander größer als die Länge des
Umreifungsgutes. Diese Bauart ist sehr platzsparend und ermöglicht die Integration der Funktionen einer Ausschleus- Station in die Band-Umreifungsmaschine ohne zusätzlichen Platzbedarf .
Das Ausschleusen kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass auf der in der Figur 1 linken Seite des Maschinentischs bzw. der Förderbänder 10 ein Schieber (nicht dargestellt) vorhanden ist, der pneumatisch, elektromechanisch oder hydraulisch betätigt wird, wenn ein fehlerhaftes Bündel seitlich ausgeschleust werden muss. Im Normalfall, d.h. wenn das Umreifungsgut 3 keinen Fehler aufweist, bleibt der Schieber deaktiviert und die Förderbänder 10 übernehmen den Transport des Umreifungsguts 3 durch die Band- Umreifungsmaschine 1 in Richtung der X-Achse.
Die Funktionsweise einer Band-Umreifungsmaschine, hier einer Längsband-Umreifungsmaschine, ist dem Fachmann hinlänglich bekannt, so dass auf eine detaillierte
Beschreibung derselben verzichtet wird.
Im Zusammenhang mit der Erfindung ist von Bedeutung, dass eine Kamera 11 oder ein anderer optischer Sensor an einer Linearführung 13 angeordnet ist. Die Linearführung 13 kann als Kugelgewindetrieb oder auch als pneumatisch betätigte Linearführung ausgebildet sein. Die Anforderungen an die Linearführung 13 bezüglich Präzision und Geschwindigkeit sind relativ gering. Wichtig ist, dass mit Hilfe der
Linearführung 13 die Kamera 11 in Richtung der Z-Achse vor der Vorderseite des Umreifungsgutes 3 von oben nach unten bzw. von unten nach oben entlang verfahren werden kann, so dass entweder die gesamte Vorderseite des Umreifungsgutes 3 oder nur ein ausgewählter Bereich des Umreifungsgutes 3 von der Kamera 9 erfasst wird. Entsprechendes gilt, wenn die Rückseite oder die Seiten des Umreifungsgutes 3 von der Kamera erfasst werden sollen.
Um eine ausreichende Helligkeit und gleichbleibende
Lichtbedingungen zu schaffen, sind seitlich von der Kamera 9 eine oder zwei optionale Lichtquellen (ohne Bezugszeichen in der Figur 1) vorgesehen. Die Lichtquellen sind so ausgerichtet, dass sie in dem von der Kamera 9 erfassten Bildausschnitt eine ausreichend hell beleuchten.
In der Figur 4 sind die Lichtquellen 15, die Kamera 9 sowie die Linearführung 13 vergrößert und deutlicher dargestellt. Der optische Sensor 11 und die Lichtquellen 15 sind mit einem Träger an der Linearführung 13 befestigt, so dass die Lichtquellen 15 und die Kamera 9 stets die gleichen
Relativpositionen zueinander einnehmen.
In der Figur 2 ist eine Ansicht von vorne auf die
erfindungsgemäße Band-Umreifungsmaschine dargestellt. In dieser Ansicht ist die Kamera 9 mit den Lichtquellen 15 gut zu erkennen. Es ist auch zu erkennen, dass die Kamera 9 am unteren Ende des beweglichen Teils der Linearführung 13 angeordnet ist. Wenn die Kamera 9 in Richtung der Z-Achse weit genug nach oben verfahren wird, dann behindern die Kamera 9 und die Lichtquellen 15 den Abtransport des
Bündels aus der erfindungsgemäßen Band-Umreifungsmaschine nicht mehr.
In der in Figur 2 dargestellten Position stehen die Kamera 9 und die Lichtquelle 15 dem Abtransport des
Umreifungsgutes 3 im Weg. Daher ist es wichtig, dass die Kamera 9 und die Lichtquellen 15 nach oben weggefahren werden können. Diese erste Bewegungsrichtung (parallel zur Z-Achse) ist durch einen Doppelpfeil 17 angedeutet.
Zusätzlich ist die Linearführung 13 auf einer zweiten
Linearführung 21 verfahrbar gelagert. Die Bewegungsrichtung der zweiten Linearführung 21 ist durch einen Doppelpfeil 19 angedeutet. Dies bedeutet, dass durch eine Ansteuerung der ersten Linearführung 13 und der zweiten Linearführung 21 die Kamera 9 jeden Punkt auf der Vorder- oder Rückseite des Umreifungsgutes 3 bzw. eines Bündels visuell erfassen kann.
In der Figur 2 ist das Umreifungsgut 3 ein Stapel von
Faltschachtelzuschnitten, die einen Spalt aufweisen. Dieser Spalt ist in der Figur 2 durch eine kleine quadratische schwarze Fläche angedeutet. Diese Spalte sind bei mehreren übereinander gestapelten Faltschachtelzuschnitten in einer Reihe angeordnet, die sich in Richtung der Z-Achse
erstreckt. Die Mittelachse dieser Reihe ist als
strichpunktierte Linie 23 in der Figur 2 dargestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die kleinen schwarzen Flächen in der Verlängerung der strichpunktierten Linie 23, welche die Spalte darstellen, nicht mit Bezugszeichen versehen .
Es ist nun möglich, die erste Linearführung 13, ausgehend von der in Figur 2 dargestellten Position nach rechts zu verschieben, bis die Kamera 9 vor den Spalten in den
Faltschachtelzuschnitten positioniert ist und anschließend die Kamera 9 von unten nach oben oder von oben nach unten an den Spalten entlang zu fahren und Bilder der Spalte zu erfassen .
Durch eine geeignete Auswertung der von der Kamera 9 erfassten Bilder, kann die Breite der Spalte ermittelt und eventuell fehlerhafte Spalte (zu groß oder zu klein) erkannt werden. Immer dann, wenn in einem Bündel von
Faltschachtelzuschnitten ein fehlerhafter
Faltschachtelzuschnitt erkannt wird, wird das Bündel seitlich ausgeschleust und außerhalb der regulären
Prozesskette der Faltschachtelzuschnitt ausgetauscht.
Selbstverständlich kann auch beim Auftreten anderer Fehler (zu viele Faltschachtelzuschnitte in einem Bündel, zu wenig Faltschachtelzuschnitte in einem Bündel, Hauptabmessungen des Bündels außerhalb der Toleranz, ...) das fehlerhafte Bündel ausgeschleust werden.
In der Figur 3 ist eine Seitenansicht zwischen zwei Stützen 4 hindurch auf das Umreifungsgut 3 sowie die erste
Linearführung 13 und die Kamera 9 dargestellt. Die zweite Linearführung 21 ist in dieser Ansicht durch den Pressbalken 6 verdeckt. In der Regel ist die zweite
Linearführung 21 an ihren Enden mit jeweils einem der beiden Pressbalken 6 verschraubt oder in anderer Weise verbunden.
Die Figur 4 zeigt einen Ausschnitt einer Ansicht von oben auf die erfindungsgemäße Anordnung. In dieser Darstellung sind die erste Linearführung 13 mit der daran angeordneten Kamera 9 und den Lichtquellen 15 gut zu sehen. Die
Lichtkegel der Lichtquellen 15 sind durch Linien 24 angedeutet. Der Bildausschnitt der Kamera 9 ist durch
Linien 25 angedeutet. Im oberen Teil der Figur 4 ist das Umreifungsgut, nämlich Faltschachtelzuschnitte, in einem Ausschnitt dargestellt. Die Faltschachtelzuschnitte weisen eine Klebestelle 27 und einen (Lead-) Spalt 29 auf. Der Spalt 29 wird von den beiden Kanten des
Faltschachtelzuschnitts, der im Bereich der Klebestelle 27 verklebt wurde, gebildet. Wenn also die Klebestelle 27 fehlerhaft ist, dann ist der Spalt 29 entweder zu breit oder zu schmal. Beides ist in vielen Fällen nicht
tolerierbar, so dass der Faltschachtelzuschnitt aussortiert werden muss. Die Breite des Spalts 29 ist durch die
schwarzen rechteckigen Flächen in der Verlängerung der strichpunktierten Linie 23 in der Figur 2 dargestellt.

Claims

Patentansprüche
1. Band-Umreifungsmaschine zum Umreifen eines
Umreifungsguts (3) mit einem verschweißbaren Kunststoffband (9), umfassend einen Maschinentisch zur Aufnahme des
Umreifungsguts (3) während der Umreifung und mindestens eine Umreifungseinrichtung, wobei die Band-
Umreifungsmaschine mindestens eine Kamera (11) umfasst, und wobei die Kamera (11) mindestens zweitweise auf das
Umreifungsgut (3) gerichtet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die mindestens eine Kamera (11) orthogonal (Z-Achse) zu einer von dem Maschinentisch aufgespannten Ebene verfahrbar ist .
2. Band-Umreifungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (11) in einer Richtung (Z- Achse) verfahrbar ist, und dass diese Richtung orthogonal zu einer von dem Maschinentisch aufgespannten Ebene (X-Y- Ebene) verläuft.
3. Band-Umreifungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (11) zusätzlich in einer zweiten Richtung (Y-Achse) verfahrbar ist.
4. Band-Umreifungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Kamera
(11) eine Matrixkamera, eine Zeilenkamera, oder ein Laser- Distanzsensor ist.
5. Band-Umreifungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kamera (11) in Richtung einer zweiten Achse (Y-Achse) verfahrbar ist. 6. Band-Umreifungsmaschine nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine
Ausschleus-Einrichtung aufweist, welche ein fehlerhaftes Bündel in einer von der normalen Transportrichtung (X- Achse) abweichenden Ausschleus-Richtung aus der Band- Umreifungsmaschine befördern kann.
7. Band-Umreifungsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschleus-Einrichtung als
Schieber ausgebildet ist.
8. Band-Umreifungsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschleus-Einrichtung in den
Maschinentisch integriert ist.
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