WO2023020726A1 - Ausleitsystem und ausleitverfahren für behältnisse mittels tripod-roboter - Google Patents

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WO2023020726A1
WO2023020726A1 PCT/EP2022/064825 EP2022064825W WO2023020726A1 WO 2023020726 A1 WO2023020726 A1 WO 2023020726A1 EP 2022064825 W EP2022064825 W EP 2022064825W WO 2023020726 A1 WO2023020726 A1 WO 2023020726A1
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WO
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containers
transport
diverting
contacting
drive devices
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/064825
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Piana
Original Assignee
Krones Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G47/00—Article or material-handling devices associated with conveyors; Methods employing such devices
    • B65G47/74—Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
    • B65G47/90—Devices for picking-up and depositing articles or materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2201/00—Indexing codes relating to handling devices, e.g. conveyors, characterised by the type of product or load being conveyed or handled
    • B65G2201/02—Articles
    • B65G2201/0235—Containers
    • B65G2201/0244—Bottles

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for diverting containers from container streams.
  • Rejection systems are used for this purpose in the prior art.
  • rejection systems are known in which a single-row container flow is moved at predetermined speeds.
  • the containers are at a predetermined distance from one another in the direction of transport, i. H. not be promoted by contacting each other.
  • the containers are preferably glass bottles, plastic bottles or beverage cans.
  • the containers can also be containers such as so-called tetra packs and the like.
  • the containers are containers that contain, for example, water, beer, soft drinks, lemonades and the like or also alcoholic beverages.
  • the transport usually takes place standing on conveyor belts, for example by means of link chains made of metal or plastic. It is also known from the applicant's internal prior art to divert containers that are moved synchronously with a conveyor.
  • linear diverting switches are known from the prior art. These allow a slow exit using moving segments. In this way, a standing exit is possible.
  • the disadvantage of these systems, however, is that they are both expensive and maintenance-intensive.
  • a segment-by-segment rejection curve is also known.
  • curve segments are set up in front of a container to be rejected and dismantled again behind it.
  • segment length such systems require a relatively large distance between the containers so that the segments cannot touch any neighboring containers.
  • a compromise between these two techniques can also be used for a standing exit.
  • beverage bottlers want to have a standing rejection guaranteed with a high level of security, for example more than 99% or more of all rejected containers.
  • a standing rejection guaranteed with a high level of security, for example more than 99% or more of all rejected containers.
  • contaminated or filled and incorrectly unsealed containers should not contaminate the system if they fall over.
  • the rejection systems mentioned can only achieve safe standing rejection insufficiently or with a great deal of effort.
  • the tipping angle is the tilting of the container axis in relation to a vertical direction, in which the container's center of gravity is exactly above the effective boundary of the standing area.
  • thin and high containers or containers with a constricted base or container bases with few attachment points such as petaloid bases are unfavorable.
  • crooked containers are problematic, i. H. Containers which, due to manufacturing tolerances, do not have an exact right angle between the base and the axis of the container. In addition, there may be containers that are deliberately crooked.
  • the present invention is therefore based on the object of enabling a safe rejection, in particular of the problematic containers described above. According to the invention, this is achieved by a method and a device according to the independent patent claims. Advantageous embodiments and developments are the subject of the dependent claims.
  • a device according to the invention for handling containers has a transport device, which transports the containers along a predetermined transport path, and a diverting device, which is suitable and intended for ejecting individual containers from the transport path.
  • the diverting device has a contacting device for contacting individual containers (in particular in order to divert them).
  • the diversion device has at least one drive device for moving the contacting device in at least two mutually perpendicular directions, the drive device having at least three independently drivable drive devices for moving the contacting device.
  • the diverting device is preferably suitable and intended for diverting the containers while they are being transported, i.e. while they are being transported along the transport path.
  • the two directions perpendicular to one another can, for example, be two directions lying in the plane of transport. However, it would also be possible for one of the directions to run in the transport plane and/or parallel to the transport direction and the other perpendicular to it (e.g. when the containers are lifted.
  • the contacting device can be moved in three mutually perpendicular directions and/or (within a specific radius of action) freely in space.
  • a drive device and in particular a robot-like drive device, which is used to divert the containers from their transport path.
  • the advantage of such a drive device is that it can be adapted to the movement sequence of the containers and can also generate movements with comparatively low accelerations.
  • the containers are advantageously bottles, which can be made of glass or plastic, for example.
  • a rejection of plastic preforms can also be considered.
  • the containers can also be cans, for example.
  • the transport device is preferably a three-axis robot (also referred to as a tripod).
  • the transport device preferably transports the containers at transport speeds which are greater than 0.1 m/s, preferably greater than 0.15 m/s, preferably greater than 0.2 m/s and preferably greater than 0.25 m/s.
  • the transport device transports the containers at speeds which are less than 4 m/s, preferably less than 3.5 m/s, preferably less than 3 m/s and particularly preferably less than 2.5 m/s.
  • the transport device transports the containers in an upright position and/or in a straight and/or vertical orientation.
  • the device has at least two and generally a plurality of discharge devices. These can thereby along the transport path be arranged one behind the other so that even faster rejection of containers can be achieved.
  • a control device is preferably provided which causes containers to be diverted away. In particular, this control device can control one or more diverting devices.
  • the contacting device can be moved in the direction of the transport path and/or in the transport device, as well as transversely to the transport direction, in order to achieve the most favorable possible rejection of individual containers.
  • One of the two directions in which the contacting device can be moved is therefore preferably the transport direction of the containers and the other of the two directions is a direction perpendicular thereto, which, however, preferably lies in a transport plane of the containers.
  • the diverting device is also able to move the containers along their longitudinal direction, i. H. e.g. raise or lower.
  • the rejection device is a so-called delta robot.
  • a delta robot is a type of parallel robot that has three arms connected with a joint (advantageously common) at its base. Delta robots of this type allow light and small objects in particular to be moved at very high speeds.
  • the device has an inspection device for inspecting the containers.
  • This inspection device is preferably arranged upstream of the diverting device in the transport direction of the containers.
  • the rejection device is particularly preferably also controlled as a function of the inspection device and/or as a function of the measured values output by the inspection device.
  • a container identified as faulty can be diverted from the transport path by the diverting device.
  • the inspection device is particularly preferably an optical inspection device and in particular an inspection device which takes spatially resolved images of the containers.
  • the rejection path on which the containers are rejected is particularly preferably designed in a predetermined manner. In this way, a gentle discharge is made possible.
  • the diverting device allows the diverting process to be specified very precisely. This diverting process can also be adapted to parameters, such as in particular a (current) transport speed.
  • the containers are preferably rejected in a standing position. This can be helpful, for example, if the containers are already filled but not yet closed or not properly closed.
  • the diverting device is particularly preferably suitable and intended for diverting containers which weigh, for example, from 100 g or several 100 g up to 1 to 3 kg.
  • At least one of the drive devices and preferably several of these drive devices and particularly preferably all of these drive devices are rotary drive devices. These drive devices preferably also have planetary gears. Appropriate control of the drive devices preferably results in linear movements of the contacting device.
  • At least one of the drive devices and preferably several and preferably all drive devices is particularly preferably selected from a group of drive devices which contains pneumatic drive devices, hydraulic drive devices, electric drive devices, in particular servomotors, linear motors and the like.
  • the device has a control device for controlling the drive devices, which causes the containers to be discharged from the transport path along a predetermined diverting path or diverting curve.
  • Rejection systems known from the prior art usually eject the containers from the transport path transversely to the transport direction. This can often lead to the containers falling over.
  • the containers are removed from the transport path in a transport path, which can be specified in particular by the control device.
  • this transport path can have both a component in the transport direction and a component transverse thereto. In this way, even when containers are transported close together, individual containers can be removed smoothly.
  • This control device preferably first causes a movement or acceleration perpendicular to the transport direction. A movement in or against the direction of transport can then also take place, so that overall a movement curve results during the rejection.
  • the diverting device makes it possible to follow an ideal diverting curve, for example a curve with a minimal change in the movement vector and in particular while maintaining the kinetic energy of the moving container.
  • the container can be guided with appropriate grippers or contacting devices in such a way that it cannot fall over during the rejection.
  • the diverting device or the tripod can be equipped with only three drive axles for the arms. Force is then transmitted to the container by a sliding movement of the contacting device or the gripper.
  • the contacting device and/or its gripper pushes or lifts the container along an ideal diverting curve from the original transport path to another area, for example onto a diverting belt running in parallel.
  • the contacting device preferably returns to the starting position.
  • the device preferably has a second transport device, which is used to transport the rejected containers.
  • This can also be a conveyor belt, for example, which transports the rejected containers.
  • Preferred a transport path, along which the second transport device transports the (rejected) containers, extends parallel to the transport path, along which the first transport device transports the (non-rejected) containers.
  • the ideal diverting curve brings about a positive lateral acceleration preferably in a first part of the diverting process, for example a first half of the diverting process, optionally combined with a slight braking deceleration in the direction of the transport device. In this way, the total kinetic energy of the transported container is not changed and the movement vector only slightly changes its direction with a component in the direction of a diverting position and/or the diverting belt.
  • a second part for example a second half of the diversion process
  • a negative transverse acceleration so that at the end of the process there is no or essentially no movement component in the transverse direction.
  • a slight longitudinal acceleration can take place in order to keep the kinetic energy constant.
  • the container as a whole can describe an S-shaped curve.
  • the deceleration and acceleration in the longitudinal direction is preferably selected to be so small that the container does not contact any neighboring containers given the usual container distances of approx. 10% of the container diameter required for a diversion.
  • the second transport device on which the containers are transported after the diverting process, does not necessarily have to run parallel to the first transport device. It can enclose any angle with this, e.g. also run perpendicular to it. The recovery curve is then curved accordingly, so that the kinetic energy is again maintained.
  • the transport device has a transport surface on which the containers are transported, in particular in an upright position.
  • the transport device is particularly preferably a transport belt or a transport chain.
  • the containers are preferably transported by the first transport device in a straight transport direction or in a straight line.
  • the containers are transported in a single row. It will however, transport in two or more rows and/or transport in an amorphous formation is also conceivable, in particular also combined with a plurality of diverting devices.
  • the diverting device is arranged at least partially above the transport path of the containers.
  • a carrier of the diverting device can be arranged above the containers and the contacting device can therefore be moved by drive devices arranged above the same.
  • the contacting device has an enclosing section and/or a gripping section which surrounds at least one area of the container to be diverted.
  • the contacting device has a gripping or holding element which grips the container in the area of its mouth, for example below its carrying ring.
  • the contacting device has a tubular body that can be slipped over the container.
  • the contacting device has a lateral contact element which can be brought into contact with the base body of the container. This contact element can also be curved. In addition, it is also possible for the contacting device to enable the container to be lifted.
  • the contacting device is a head gripper. This person can push the container at one point on the container neck and preferably hold it against it at a higher (or lower) point on the opposite side of the container in order to prevent it from falling over in a transverse direction.
  • this contacting device preferably has format parts in order to enable adaptation to different container geometries.
  • the contacting device can also be a tubular gripper, the inner diameter of which is slightly larger than the container diameter and which is slipped over a container from above, as a result of which this can be discharged.
  • a forced guidance preferably prevents falling over in all directions, but requires a large vertical movement and possibly also format parts in order to to allow adaptation to different containers.
  • the contact device is a flat or partial tubular slide.
  • a slide that is flat or adapted to the curve of the container is brought to the side of the container and the container is thus pushed out.
  • the slider can also be moved next to the container by a folding or rotating mechanism. In this case, there is no forced guidance that prevents it from falling over.
  • no format parts are preferably required here either.
  • the contacting device can preferably also be designed in such a way that it enables the containers to be lifted out.
  • the contacting device or the gripper can alternatively be designed in such a way that it can hold the containers positively during the rejection and can actively lift them out. This eliminates the influence of the sometimes very different sliding friction of the container base on the transport device and also allows a low level of lubrication of the transporter.
  • the container In order to lift the container, the container can be subjected to a vertical acceleration in addition to the transverse acceleration using a suitable gripper, ideally in a ballistic trajectory. This means that as soon as the container has been brought from a vertical position on the transport device into a tilted position, essentially only a force in its main axis should act on the container until the container touches the diverting transport device.
  • the contacting device is a carrying ring gripper.
  • This can be, for example, rails, possibly with a slight indentation for a carrying ring, which are pushed on both sides of the container neck under the carrying ring.
  • This type of gripper does not require any actively driven parts, but format parts for different container shapes, for example.
  • the contacting device can be a head gripper that holds the container head in a form-fitting manner, such as a gripper head in a packer.
  • it can optionally be configured with a further active drive axle.
  • the rejection curve of the containers can be adjusted and preferably dynamically adjusted, for example for different container types, for different transport speeds, for different degrees of filling of the containers or also for different acceleration processes.
  • the containers to be diverted can be diverted to the left or to the right next to the container stream. In some cases, this makes it possible to integrate the rejection modules particularly economically, i.e. without additional conveyor crossings in a container filling line.
  • a first diverting device could only be responsible for a certain part of the containers in the container flow of accesses, for example for every second container.
  • the device therefore preferably has a second diverting device which enables groups of (in particular consecutive) containers to be diverted.
  • This second diverting device preferably has a diverting element that can be moved into the transport path of the containers.
  • Sorting is also possible, i. H. a rejection to several rejection belts running in parallel. This can be advantageous, for example, if significantly less space is available in the system in the transport direction than with conventional solutions such as sequential multi-channel linear diverter switches. If there are different rejection paths, a different rejection curve can be specified for each of these aisles, depending on which aisle a container is to be sorted into.
  • the rejection area should be longer be dimensioned smaller than in low-speed systems.
  • the positioning accuracy of the contacting device or gripping device relative to the container is preferably increased by means of an optical detection device such as a camera (or one or more light barriers).
  • a camera can be arranged in the diversion device itself, for example in the area of the contacting device. In this way, the contacting device can be re-centered relative to the container to be rejected.
  • a detection device can be provided which makes it possible to detect containers that are standing at an angle.
  • an optimization of the diverting trajectory for example as a loop or control loop, could also be conceivable.
  • artificial intelligence is preferably used in order to adapt to different containers or transport conditions.
  • the device preferably has a processor device which calculates a rejection curve as a function of at least one parameter and preferably as a function of a large number of parameters.
  • These parameters are selected from a group of parameters which include a transport speed of the containers, a distance between adjacent containers, a transport direction of the containers, a weight of the containers, a filling level of the containers, a cross section of the containers, a height of the containers, a material containing containers and the like.
  • the device has a protective device which protects a machine operator or other devices from the diverting device. In this way, damage to persons or objects by the diversion device can be prevented.
  • This safety device can be an enclosure, for example, but it would also be a shutdown possible via safety light grid or proximity switch.
  • the device has a receiving device for receiving the rejected containers.
  • the containers can be diverted into a tray or into a box and/or sorted into this receiving device.
  • a control device can also cause containers to be discharged into different receiving devices or to different positions in a receiving device depending on a predetermined property, for example depending on a detected error.
  • the present invention is also aimed at a method for treating containers, with a transport device transporting the containers along a predetermined transport path and a diverting device diverting individual containers or a plurality of containers from the transport path.
  • the diverting device has a contacting device which contacts individual containers and in particular the containers to be diverted.
  • the diversion device has at least one drive device for moving the contacting device in at least two mutually perpendicular directions, with at least three independently drivable drive devices of the drive device moving the contacting device.
  • the containers are advantageously moved or transported in a straight line in the transport direction.
  • the containers are plastic containers, glass containers such as glass bottles, or cans.
  • the containers are preferably filled with a liquid and in particular with a beverage.
  • the containers can be closed or still open.
  • the containers to be diverted are diverted along a guide curve which has a curved course at least in sections. This guide curve is preferably calculated.
  • the containers are advantageously diverted by means of an at least partially accelerated movement.
  • the containers are diverted in such a way that the kinetic energy does not differ significantly from their kinetic energy during transport, at least in a predetermined time section of the diverting process (and preferably over the entire diverting process).
  • These kinetic energies preferably deviate from one another by no more than 30%, preferably by no more than 25%, preferably by no more than 20%, preferably by no more than 15% and preferably by no more than 10%.
  • the containers are preferably diverted in such a way that they do not come into contact with any other containers during the diverting process.
  • a deceleration or acceleration in a longitudinal direction is preferred, i. H. a transport direction of the containers so small that there is no contact with other, in particular adjacent, containers.
  • the diversion movement preferably has a component in the transport direction, which is particularly preferably adapted to the transport speed.
  • the containers are advantageously at least partially raised.
  • the containers to be rejected are advantageously gripped at least temporarily or at least partially.
  • the contact device is preferably moved at least temporarily in the transport direction of the containers, with a movement speed in the transport direction (at least temporarily and in particular during the period in which the contact device contacts the containers) deviating by no more than 20% from the transport speed of the containers.
  • the transport speed deviates immediately before and after gripping the Containers do not differ by more than 20% from the transport speed of the containers.
  • the containers are discharged into or onto a receiving device.
  • the containers can be diverted into a tray or a crate or box.
  • This rejection can take place taking into account an inspection result of an inspection of the containers.
  • containers can be diverted to different receiving devices depending on the type of soiling and/or defect.
  • the type of error may be, for example, a missing label/tab or an incorrect fill level or a missing cap.
  • the first type of error (or containers that have this error) is therefore sorted into a box for re-labeling, while in the case of a closure error or insufficient filling level, the containers and above all their contents (preferably alcoholic and expensive such as whisky, cognac, vodka or similar) are sorted. ä) can be recycled.
  • the contacting device is suitable for a number of purposes, or a number of contacting devices are provided on the drive device.
  • a first contacting device could be arranged on the drive device, which is used to lift containers, for example to have them in a receiving device, and a second contacting device, which is suitable for pushing the containers, for example to push them onto another diverting belt.
  • the present invention is also aimed at the use of a diverting device which has at least one drive device for moving a contacting device for contacting containers in at least two mutually related directions.
  • the drive device has at least three independently drivable (and/or controllable) drive devices for moving the contacting device in order to divert containers from a transport path, the containers being transported along this transport path.
  • the drive devices are preferred linear drives.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a drive device
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device 1 according to the invention for treating containers.
  • the reference number 2 refers to a transport device which transports ten containers standing on it along a transport path P.
  • This transport device 2 is preferably designed as a transport belt or transport chain, on which the containers 10 are transported in an upright position.
  • the reference number 30 designates an inspection device which inspects the containers transported on two transport devices.
  • the reference number 50 designates two diverting devices, which divert individual containers, for example, recognized as faulty.
  • a contacting device 42 is provided for this purpose, which is used to contact individual containers in order to divert them.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a drive device 50.
  • This has three drive devices 52, 54 and 56, which are each configured as linear drives and are used to move the contacting device 42 (only partially shown).
  • the reference number 28 designates a longitudinal beam on which the contacting device 42 is arranged so that it can move in the longitudinal direction.
  • the entire drive device is arranged here above the transport path of the containers 10 shown in FIG.
  • Reference number 12 designates a control device which controls the drive unit directions 52, 54 56 controls.
  • this control device is a regulation that regulates the drive devices.
  • Reference number 14 designates a processor device which calculates a diverting path for diverting the containers.
  • Figures 3a - 3c show three examples of contacting.
  • the containers 10 to be diverted each have a mouth section 10a, and a support ring 10b and a base body 10c.
  • the contacting device has a first contacting section 42a, which contacts the container 10 in an area of the mouth or the container neck below the carrying ring.
  • a second contacting section 42b makes contact with the container on the opposite side of its base body.
  • the container is preferably displaced with respect to the transport device 2 by means of this contacting device.
  • the contacting device has a contact surface or a contacting section 42c, which contacts the container on its base body.
  • This contact section 42c can be adapted to a curvature of the container in order to be able to guide it better.
  • two contact sections 42d, 42e are provided, which grip the container below its carrying ring. This contacting device also allows the container to be lifted
  • the contacting sections shown in FIGS. 3a-3c are preferably designed as format parts that can be removed from a carrier in order to adapt to different containers.
  • the head 42 it is possible for the head 42 to be designed as a turret, so that either the sliding head (FIGS. 3a, b) or a lifting head can be used by means of a 180° rotation.

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  • Discharge Of Articles From Conveyors (AREA)

Abstract

Vorrichtung (1) zum Behandeln von Behältnissen (10) mit einer Transporteinrichtung (2), welche die Behältnisse (10) entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert und mit einer Ausleiteinrichtung (50), welche dazu geeignet ist, einzelne Behältnisse (10) aus dem Transportpfad auszuleiten, wobei die Ausleiteinrichtung eine Kontaktiereinrichtung (42) zum Kontaktieren einzelner Behältnisse (42) aufweist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleiteinrichtung (50) wenigstens eine Antriebsvorrichtung (50) zum Bewegen der Kontaktiereinrichtung (42) in wenigstens zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen aufweist, wobei die Antriebsvorrichtung (50) wenigstens drei unabhängig voneinander antreibbare Antriebseinrichtungen (52, 54, 56) zum Bewegen der Kontaktiereinrichtung aufweist.

Description

Ausleitsystem und Ausleitverfahren für Behältnisse mittels Tripod-Roboter
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausleiten von Behältnissen aus Behältnisströmen. Im Bereich der getränkeherstellenden Industrie ist es seit langem bekannt, dass fehlerhafte oder nicht einer bestimmten Vorgabe entsprechende Behältnisse aus einem Behältnisstrom ausgesondert werden. Zu diesem Zweck werden im Stand der Technik Ausleitsysteme eingesetzt. So sind beispielsweise in der Behälterabfüllindustrie Ausleitsysteme bekannt, bei denen ein einreihiger Behältnisstrom mit vorgegebenen Geschwindigkeiten bewegt wird.
Dabei ist es auch bekannt, dass die Behältnisse zueinander in der Transportrichtung einen vorgegebenen Abstand aufweisen, d. h. nicht einander kontaktierend gefördert werden. Bei den Behältnissen handelt es sich bevorzugt um Glasflaschen, Kunststoffflaschen oder auch Getränkedosen. Daneben kann es sich bei den Behältnissen auch um Behältnisse wie sogenannte Tetrapacks und dergleichen handeln.
Insbesondere handelt es sich bei den Behältnissen um Behältnisse, welche beispielsweise Wasser, Bier, Softdrinks, Limonaden und dergleichen oder auch alkoholische Getränke enthalten. Üblicherweise erfolgt der Transport stehend auf Transportbändern, beispielsweise mittels Gliederketten aus Metall oder Kunststoff. Auch ist es aus dem internen Stand der Technik der Anmelderin bekannt, Behältnisse, die synchron zur einem Transporteur bewegt werden, von diesem auszuleiten.
Weiterhin sind aus dem Stand der Technik auch unterschiedliche Ausleitsysteme bekannt. So sind beispielsweise Pusher (Ausstosseinrichtungen) bekannt, welche Behältnisse durch seitliche Stöße aus dem Transportpfad ausstoßen. Diese weisen üblicherweise eine schnelle Querbeschleunigung auf und sind kostengünstig. Andererseits sind derartige Systeme für eine stehende Ausleitung nur bedingt geeignet und sie benötigen darüber hinaus ein breites Ausleitband, welches bezüglich dem Transportband die mehrfache Breite aufweist (welches in der Art eines Bahnhofs fungiert).
Daneben sind aus dem Stand der Technik lineare Ausleitweichen bekannt. Diese erlauben ein langsames Ausleiten mittels mitlaufenden Segmenten. Auf diese Weise ist eine stehende Ausleitung ermöglicht. Der Nachteil dieser Systeme ist jedoch, dass diese sowohl teuer als auch wartungsintensiv sind.
Bekannt ist weiterhin eine segmentweise Ausleitkurve. Dabei werden Kurvensegmente vor einem auszuleitenden Behältnis aufgebaut und dahinter wieder abgebaut. Derartige Systeme benötigen je nach Segmentlänge einen relativ hohen Behälterabstand, damit die Segmente keine Nachbarbehältnisse berühren können. Für eine stehende Ausleitung kann auch ein Kompromiss aus diesen beiden genannten Techniken verwendet werden.
In vielen Fällen wollen Getränkeabfüller eine stehende Ausleitung mit einer hohen Sicherheit von beispielsweise mehr als 99 % oder mehr aller ausgeleiteten Behältnissen gewährleistet haben. Zum einen, um reibungslose Abläufe und damit geringe Stillstandszeiten und manuelle Eingriffe zu erreichen, zum anderen sollen kontaminierte oder gefüllte und fälschlicherweise nicht verschlossene Behältnisse beim Umfallen die Anlage nicht verunreinigen. Die sichere stehende Ausleitung können die genannten Ausleitsysteme nur unzureichend oder mit sehr hohem Aufwand erreichen.
Herausfordernd sind hierfür aufgrund der Neigung zum Umfallen bei der Beschleunigung vor allem Behältnisse mit ungünstigem, also geringem Kippwinkel. Der Kippwinkel ist die Verkippung der Behälterachse gegenüber einer senkrechten Richtung, bei welcher der Behältnisschwerpunkt genau über der effektiven Begrenzung der Standfläche steht. Ungünstig sind beispielsweise dünne und hohe Behältnisse oder Behältnisse mit eingezogener Standfläche oder Behältnisböden mit wenigen Aufsatzpunkten wie zum Beispiel Petaloidböden.
Weiterhin sind auch sehr leichte Behältnisse wie leere Einweg PET - Flaschen problema- tisch. Daneben sind auch Behältnisse mit unterschiedlichem Füllgrad, und damit unterschiedlicher Höhe des Schwerpunkts problematisch, wie sie beispielsweise bei der Ausleitung von Behältnissen mit falschem Füllgrad vorkommen.
Weiterhin sind schiefe Behältnisse problematisch, d. h. Behältnisse, die aufgrund von Fertigungstoleranzen keinen exakten rechten Winkel zwischen Bodenstandfläche und Behältnisachse aufweisen. Daneben kann es sich um Behältnisse handeln, die bewusst schief ausgebildet sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine sichere Ausleitung auch insbesondere der oben beschriebenen problematischen Behältnisse zu ermöglichen. Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Vorrichtung nach den unabhängigen Patentansprüchen erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Behandeln von Behältnissen weist eine Transporteinrichtung auf, welche die Behältnisse entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert und eine Ausleiteinrichtung, welche dazu geeignet und bestimmt ist, einzelne Behältnisse aus dem Transportpfad auszuschleusen. Dabei weist die Ausleiteinrichtung eine Kontaktiereinrichtung zum Kontaktieren einzelner Behältnisse auf (insbesondere um diese auszuleiten).
Erfindungsgemäß weist die Ausleiteinrichtung wenigstens eine Antriebsvorrichtung zum Bewegen der Kontaktiereinrichtung in wenigstens zwei zueinander senkrechten Richtungen auf, wobei die Antriebsvorrichtung wenigstens drei unabhängig voneinander antreibbare Antriebseinrichtungen zum Bewegen der Kontaktiereinrichtung aufweist.
Bevorzugt ist die Ausleiteinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Behältnisse während deren Transport d.h. während deren Transportbewegung entlang des Transportpfads auszuleiten.
Bei den beiden senkrecht zueinander stehenden Richtungen kann es sich beispielsweise um zwei in der Transportebene liegende Richtungen handeln. Es wäre jedoch auch möglich, dass einer der Richtungen in der Transportebene verläuft und/oder parallel zu der Transport- richtung verläuft und die andere senkrecht hierzu (beispielsweise bei einem Anheben der Behältnisse.
Bevorzugt kann die Kontaktiereinrichtung in drei zueinander senkrecht stehenden Richtungen bewegt werden und/oder (innerhalb eines bestimmten Aktionsradius) frei im Raum.
Es wird daher die Verwendung einer Antriebseinrichtung und insbesondere einer roboterartigen Antriebseinrichtung vorgeschlagen, welche zum Ausleiten der Behältnisse aus deren Transportpfad dient. Der Vorteil einer derartigen Antriebseinrichtung besteht darin, dass diese auf den Bewegungsablauf der Behältnisse anpassbar ist und auch Bewegungen mit vergleichsweise geringen Beschleunigungen erzeugen kann.
Vorteilhaft handelt es sich bei den Behältnissen um Flaschen, welche beispielsweise aus Glas oder Kunststoff hergestellt sein können. Daneben kommt auch eine Ausleitung von Kunststoffvorformlingen in Betracht. Weiterhin kann es sich bei den Behältnissen auch etwa um Dosen handeln.
Bevorzugt handelt es sich bei der Transportvorrichtung um einen Dreiachsroboter (auch als Tripod bezeichnet).
Bevorzugt transportiert die Transporteinrichtung die Behältnisse mit Transportgeschwindigkeiten, die größer sind als 0,1 m/s, bevorzugt größer als 0,15 m/s, bevorzugt größer als 0,2 m/s und bevorzugt größer als 0,25 m/s.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform transportiert die Transporteinrichtung die Behältnisse mit Geschwindigkeiten, die geringer sind als 4 m/s bevorzugt geringer als 3,5 m/s, bevorzugt geringer als 3 m/s und besonders bevorzugt geringer als 2,5 m/s.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform transportiert die Transporteinrichtung die Behältnisse in aufrechtstehender Position und/oder in einer geraden und/oder vertikalen Ausrichtung.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens zwei und allgemein mehrere Ausleitvorrichtungen auf. Diese können dabei entlang des Transportpfads hintereinander angeordnet sein, sodass ein noch schnelleres Ausleiten von Behältnissen erreicht werden kann. Bevorzugt ist eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, welche ein Ausleiten von Behältnissen bewirkt. Diese Steuerungseinrichtung kann dabei insbesondere eine oder auch mehrere Ausleitvorrichtungen steuern.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Kontaktiereinrichtung sowohl in Richtung des Transportpfades und/oder in der Transporteinrichtung bewegt werden, als auch quer zu der Transportrichtung, um eine möglichst günstige Ausleitung einzelner Behältnisse zu erreichen. Bevorzugt handelt es daher bei einer der beiden Richtungen, in welche die Kontaktiereinrichtung bewegbar ist, um die Transportrichtung der Behältnisse und bei der anderen der beiden Richtungen um eine hierzu senkrecht stehende Richtung, die jedoch bevorzugt in einer Transportebene der Behältnisse liegt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Ausleitvorrichtung auch in der Lage, die Behältnisse entlang ihrer Längsrichtung zu bewegen, d. h. beispielsweise anzuheben oder abzusenken.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Ausleitvorrichtung ein sogenannter Delta-Roboter. Ein Delta-Roboter ist eine Art eines Parallelroboters, der drei Arme aufweist, die mit einem (vorteilhaft gemeinsamen) Gelenk an seiner Basis verbunden sind. Derartige Delta-Roboter erlauben eine Bewegung insbesondere leichter und kleiner Objekte mit sehr hohen Geschwindigkeiten.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Inspektionseinrichtung zum Inspizieren der Behältnisse auf. Bevorzugt ist diese Inspektionseinrichtung in der Transportrichtung der Behältnisse stromaufwärts bezüglich der Ausleitvorrichtung angeordnet.
Besonders bevorzugt wird die Ausleitvorrichtung auch in Abhängigkeit von der Inspektionseinrichtung und/oder in Abhängigkeit von der Inspektionseinrichtung ausgegebenen Messwerten gesteuert. So kann beispielsweise ein als fehlerhaft erkanntes Behältnis von der Ausleitvorrichtung aus dem Transportpfad ausgeleitet werden. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Inspektionseinrichtung um eine optische Inspektionseinrichtung und insbesondere eine Inspektionseinrichtung, welche ortsaufgelöste Bilder der Behältnisse aufnimmt. Besonders bevorzugt ist der Ausleitpfad, auf dem die Behältnisse ausgeleitet werden, in vorbestimmter Weise ausgelegt. Auf diese Weise wird eine schonende Ausleitung ermöglicht. Dabei erlaubt die Ausleitvorrichtung eine sehr genaue Vorgabe des Ausleitvorgangs. Auch ist dieser Ausleitvorgang an Parameter anpassbar, wie insbesondere eine (momentane) Transportgeschwindigkeit.
Weiterhin ist auch eine Ausleitung während einer beschleunigten Bewegung der Behältnisse möglich. Bevorzugt werden die Behältnisse in einer stehenden Position ausgeleitet. Dies kann beispielsweise hilfreich sein, wenn es sich bei den Behältnissen um schon befüllte aber noch nicht oder nicht ordnungsgemäß verschlossene Behältnisse handelt.
Besonders bevorzugt ist die Ausleiteinrichtung dazu geeignet und bestimmt, Behältnisse auszuleiten, welche Gewichte aufweisen, die beispielsweise von 100 g oder mehreren 100 g bis hin zu 1 bis 3 kg reichen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist wenigstens eine der Antriebseinrichtungen und sind bevorzugt mehrere dieser Antriebseinrichtungen und besonders bevorzugt alle dieser Antriebseinrichtungen rotatorische Antriebseinrichtungen. Bevorzugt weisen diese Antriebseinrichtungen bevorzugt weiterhin Planetengetriebe auf. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Antriebseinrichtungen ergeben sich bevorzugt lineare Bewegungen der Kontaktiereinrichtung.
Besonders bevorzugt ist wenigstens eine der Antriebseinrichtungen und bevorzugt mehrere und bevorzugt alle Antriebseinrichtungen aus einer Gruppe von Antriebseinrichtungen ausgewählt, welche pneumatische Antriebseinrichtungen, hydraulische Antriebseinrichtungen, elektrische Antriebseinrichtungen, insbesondere Servomotoren, Linearmotoren und dergleichen enthält.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Steuerungseinrichtung zum Steuern der Antriebseinrichtungen auf, welche bewirkt, dass die Behältnisse entlang einer vorgegebenen Ausleitbahn bzw. Ausleitkurve aus dem Transportpfad ausgeleitet werden. Aus dem Stand der Technik bekannte Ausleitsysteme stoßen üblicherweise die Behältnisse quer zur Transportrichtung aus dem Transportpfad aus. Dies kann oft zu einem Umfallen der Behältnisse führen.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Behältnisse in einer Transportbahn, welche insbesondere durch die Steuerungseinrichtung vorgegeben sein kann, aus dem Transportpfad entnommen werden. Dabei kann diese Transportbahn sowohl eine Komponente in der Transportrichtung als auch eine Komponente quer hierzu aufweisen. Auf diese Weise kann auch bei eng aneinander transportierten Behältnissen eine reibungslose Entnahme einzelner Behältnisse erfolgen.
Bevorzugt bewirkt diese Steuerungseinrichtung zunächst eine Bewegung oder Beschleunigung senkrecht zu der Transportrichtung. Anschließend kann auch eine Bewegung in oder entgegen der Transportrichtung erfolgen, sodass sich insgesamt eine Bewegungskurve bei der Ausleitung ergibt.
Die Ausleitvorrichtung erlaubt es, eine ideale Ausleitkurve zu fahren, beispielsweise eine Kurve mit einer minimalen Änderung des Bewegungsvektors und insbesondere unter Beibehaltung der kinetischen Energie des bewegten Behältnisses. Daneben kann das Behältnis mit entsprechenden Greifern bzw. Kontaktiereinrichtungen die Behältnisse so geführt werden, dass ein Umfallen während der Ausleitung ausgeschlossen ist.
Wie oben erwähnt, kann die Ausleitvorrichtung bzw. der Tripod mit den nur drei Antriebsachsen für die Arme ausgestattet sein. Eine Kraftübertragung auf das Behältnis erfolgt dann durch eine Schiebebewegung der Kontaktiereinrichtung bzw. des Greifers. Wenn ein auszuleitendes Behältnis den Aktionsbereich der Vorrichtung erreicht, dann schiebt bzw. hebt die Kontaktiereinrichtung und/oder deren Greifer das Behältnis entlang einer idealen Ausleitkurve von dem ursprünglichen Transportpfad in einen anderen Bereich, beispielsweise auf ein parallel laufendes Ausleitband. Am Ende des Ausleitvorgangs kehrt bevorzugt die Kontaktiereinrichtung zurück in die Ausgangsposition.
Bevorzugt weist die Vorrichtung eine zweite Transporteinrichtung auf, welche zum Transportieren der ausgeleiteten Behältnisse dient. Dabei kann es sich beispielsweise ebenfalls um ein Transportband handeln, welches die ausgeleiteten Behältnisse transportiert. Bevorzugt erstreckt sich ein Transportpfad, entlang dessen die zweite Transporteinrichtung die (ausgeleiteten) Behältnisse transportiert, parallel zu dem Transportpfad, entlang dessen die erste Transporteinrichtung die (nicht ausgeleiteten) Behältnisse transportiert.
Die ideale Ausleitkurve bewirkt bevorzugt in einem ersten Teil des Ausleitvorgangs, beispielsweise einer ersten Hälfte des Ausleitvorgangs eine positive Querbeschleunigung, gegebenenfalls kombiniert mit einer leichten Bremsverzögerung in Richtung der Transporteinrichtung. Auf diese Weise wird die kinetische Energie des transportierten Behältnisses in Summe nicht verändert und der Bewegungsvektor ändert nur leicht seine Richtung mit einer Komponente in Richtung einer Ausleitposition und/oder des Ausleitbandes.
In einem zweiten Teil, beispielsweise einer zweiten Hälfte des Ausleitvorgangs erfolgt eine negative Querbeschleunigung, sodass am Ende des Vorgangs keine oder im Wesentlichen keine Bewegungskomponente mehr in Querrichtung vorliegt. Zu diesem Zweck kann wiederum eine leichte Längsbeschleunigung erfolgen, um die kinetische Energie weiter konstant zu halten. So kann beispielsweise das Behältnis insgesamt eine S-förmige Kurve beschreiben.
Die Verzögerung und Beschleunigung in Längsrichtung ist dabei bevorzugt so klein gewählt, dass das Behältnis bei üblichen für eine Ausleitung nötigen Behältnisabständen von ca. 10% des Behältnisdurchmessers keine benachbarten Behältnisse kontaktiert.
Die zweite Transporteinrichtung, auf der die Behältnisse nach dem Ausleitvorgang transportiert werden, muss aber nicht zwingend parallel zur ersten Transporteinrichtung verlaufen. Sie kann mit dieser einen beliebigen Winkel einschließen, z.B. auch senkrecht dazu verlaufen. Die Ausleitkurve ist dann entsprechend gekrümmt, so dass die kinetische Energie wiederum aufrechterhalten wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Transporteinrichtung eine Transportfläche auf, auf welcher die Behältnisse insbesondere aufrechtstehend transportiert werden. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Transporteinrichtung um ein Transportband oder eine Transportkette. Bevorzugt werden die Behältnisse von der ersten Transporteinrichtung in einer geraden Transportrichtung transportiert bzw. geradlinig. Einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Behältnisse einreihig transportiert. Es wird jedoch auch ein zwei- oder mehrreihiger Transport und/oder ein Transport in amorpher Formation denkbar, insbesondere auch kombiniert mit mehreren Ausleitvorrichtungen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Ausleitvorrichtung wenigstens teilweise oberhalb des Transportpfads der Behältnisse angeordnet. So kann beispielsweise ein Träger der Ausleitvorrichtung oberhalb der Behältnisse angeordnet sein und die Kontaktiereinrichtung daher von oberhalb derselben angeordneten Antriebseinrichtungen bewegt werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Kontaktiereinrichtung einen Umfassungsabschnitt und/oder einen Greifabschnitt auf, der wenigstens einen Bereich des auszuleitenden Behältnisses umgibt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kontaktiereinrichtung ein Greif- bzw. Halteelement auf, welches das Behältnis im Bereich seiner Mündung, beispielsweise unterhalb seines Tragrings greift. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Kontaktiereinrichtung einen rohrartigen Körper auf, der über das Behältnis stülpbar ist. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Kontaktiereinrichtung ein seitliches Kontaktelement auf, welches an dem Grundkörper des Behältnisses zur Anlage gebracht werden kann. Dieses Kontaktelement kann dabei auch gekrümmt sein. Daneben ist es auch möglich, dass die Kontaktiereinrichtung ein Anheben des Behältnisses ermöglicht.
Bei der weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Kontaktiereinrichtung ein Kopfgreifer. Dieser kann das Behältnis an einem Punkt an dem Behältnishals schieben und bevorzugt auf einem höher (oder tiefer) angeordneten Punkt auf der gegenüberliegenden Behältnisseite dagegenhalten, um ein Umfallen in einer Querrichtung zu vermeiden. Dabei weist bevorzugt diese Kontaktiereinrichtung Formatteile auf, um eine Anpassung an verschiedene Behältnisgeometrien zu ermöglichen.
Wie oben erwähnt, kann es sich bei der Kontaktiereinrichtung auch um einen rohrförmigen Greifer handeln, dessen Innendurchmesser geringfügig größer ist als der Behältnisdurchmesser und der von oben über ein Behältnis gestülpt wird, wodurch dieses ausgeleitet werden kann. Bevorzugt verhindert eine Zwangsführung ein Umfallen in alle Richtungen, erfordert jedoch eine große vertikale Bewegung und gegebenenfalls ebenfalls Formatteile, um eine Anpassung an unterschiedliche Behältnisse zu ermöglichen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Kontakteinrichtung um einen Flach- oder Teilrohrschieber. Dabei wird ein flacher oder der Behälterrundung angepasster Schieber seitlich neben das Behältnis gebracht und damit das Behältnis aus geschoben. Um eine große Vertikalbewegung zu vermeiden, kann der Schieber auch durch einen Klapp- oder Drehmechanismus neben das Behältnis bewegt werden. In diesem Fall tritt keine Zwangsführung auf, welche ein Umfallen verhindert. Bevorzugt werden jedoch auch hier keine Formatsteile benötigt.
Bevorzugt kann die Kontaktiereinrichtung auch so gestaltet sein, dass sie ein Ausheben der Behältnisse ermöglicht. So kann die Kontaktiereinrichtung bzw. der Greifer alternativ so gestaltet sein, dass sie die Behältnisse während der Ausleitung formschlüssig halten und aktiv ausheben kann. Damit wird der Einfluss der zum Teil stark unterschiedlichen Gleitreibung des Behältnisbodens auf der Transporteinrichtung eliminiert und auch eine geringe Transporteurschmierung ermöglicht.
Um das Behältnis auszuheben kann das Behältnis mit einem geeigneten Greifer zusätzlich zur transversalen auch eine vertikale Beschleunigung erfahren, idealerweise in einer ballistischen Trajektorie. Dies bedeutet, dass sobald das Behältnis aus dem senkrechten Stand auf der Transporteinrichtung in eine Kippposition gebracht wurde, soll auf das Behältnis im Wesentlichen nur eine Kraft in seiner Hauptachse wirken, bis das Behältnis die Ausleittransporteinrichtung berührt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Kontaktiereinrichtung um einen Tragringgreifer. Dies können beispielsweise Schienen, gegebenenfalls mit leichter Vertiefung für einen Tragring sein, die beidseitig von dem Behältnishals unter dem Tragring geschoben werden. Dieser Typ Greifer benötigt keine aktiv angetriebenen Teile aber zum Beispiel Formatteile für unterschiedliche Behältnisformen.
Daneben kann die Kontaktiereinrichtung ein Kopfgreifer sein, der den Behältniskopf formschlüssig wie zum Beispiel ein Greiferkopf in einem Einpacker hält. Dazu kann dieser gegebenenfalls mit einer weiteren aktiven Antriebsachse ausgestaltet sein. Gegenüber dem Stand der Technik kann so eine geringe Taumelneigung erreicht werden und auch eine optimierte Rate an stehenden Ausleitungen, wobei dies auch bei schwierigen Behältnissen und hohen Transportgeschwindigkeiten gilt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ausleitkurve der Behältnisse anpassbar und bevorzugt dynamisch anpassbar, zum Beispiel für unterschiedliche Behältnistypen, für unterschiedliche Transportgeschwindigkeiten, für unterschiedliche Füllgrade der Behältnisse oder auch für unterschiedliche Beschleunigungsvorgänge.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform können die auszuleitenden Behälter nach links wie auch rechts neben den Behälterstrom ausgeleitet werden. Das ermöglicht es in einigen Fällen die Ausleitbaugruppen besonders ökonomisch, also ohne zusätzliche Transporteurkreuzungen in eine Behälterabfülllinie zu integrieren.
Daneben ist es auch möglich, dass bei hohen Leistungen die Systeme skaliert werden. So könnte beispielsweise eine erste Ausleiteinrichtung nur für einen bestimmten Teil der Behältnisse in dem Behälterstrom Zugänge zuständig sein, zum Beispiel für jedes zweite Behältnis.
Wenn mehrere Behältnisse hintereinander ausgeleitet werden sollen (Dauerausleitung) könnte ein hier beschriebenes System zu stark beansprucht werden. In diesem Falle wäre es auch möglich, (zusätzlich) eine Ausleitklappe mit einer starren Ausleitkurve vorzusehen. Bevorzugt weist also die Vorrichtung eine zweite Ausleiteinrichtung auf, welche das Ausleiten von Gruppen von (insbesondere aufeinander folgenden) Behältnissen ermöglicht. Diese zweite Ausleiteinrichtung weist dabei bevorzugt ein in den Transportpfad der Behältnisse bewegbares Ausleitelement auf.
Daneben ist noch eine Sortierung möglich, d. h. eine Ausleitung auf mehrere parallel laufende Ausleitbänder. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn in der Transportrichtung wesentlich weniger Platz in der Anlage zur Verfügung steht als bei herkömmlichen Lösungen wie etwa bei sequenziell - mehrkanaligen linearen Ausleitweichen. Bei unterschiedlichen Ausleitwegen, kann, je nach dem, in welche Gasse ein Behältnis sortiert werden soll, für jede dieser Gassen eine andere Ausleitkurve vorgegeben werden.
Bei Anlagen mit hoher Transportgeschwindigkeit sollte der Ausleitbereich entsprechend län- ger dimensioniert sein als bei Anlagen mit niedriger Geschwindigkeit.
Die Positioniergenauigkeit der Kontaktiereinrichtung oder Greifeinrichtung zu dem Behältnis wird bevorzugt mittels einer optischen Erfassungseinrichtung wie etwa einer Kamera (oder aber einer oder mehreren Lichtschranken) erhöht. So kann in der Ausleiteinrichtung selbst, beispielsweise im Bereich der Kontaktiereinrichtung eine Kamera angeordnet sein. Auf diese Weise kann eine Nachzentrierung der Kontaktiereinrichtung gegenüber dem auszuleitenden Behältnis erfolgen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann eine Erfassungseinrichtung vorgesehen sein, welche eine Erkennung schräg stehender Behältnisse ermöglicht.
Bei einer Erfassung, ob und wie stark die auf dem Ausleitband abgestellten Behältnisse taumeln oder umfallen, könnte auch eine Optimierung der Ausleittrajektorie beispielsweise als Loop bzw. Regelschleife denkbar sein. Weiterhin wird bevorzugt eine künstliche Intelligenz verwendet, um eine Anpassung an unterschiedliche Behältnisse oder Transportgegebenheiten zu erreichen.
Bevorzugt weist die Vorrichtung eine Prozessoreinrichtung auf, welche eine Ausleitkurve in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter und bevorzugt in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Parametern berechnet. Diese Parameter sind dabei aus einer Gruppe von Parametern ausgewählt, welche eine Transportgeschwindigkeit der Behältnisse, einen Abstand zwischen benachbarten Behältnissen, eine Transportrichtung der Behältnisse, ein Gewicht der Behältnisse, einen Füllzustand der Behältnisse, einen Querschnitt der Behältnisse, eine Höhe der Behältnisse, ein Material der Behältnisse und dergleichen enthält.
Gegenüber einer Linearausleitweiche ist die hier beschriebene Vorgehensweise preisgünstiger, wartungsärmer und zuverlässiger.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Schutzeinrichtung auf, welche einen Maschinenbediener oder weitere Einrichtungen vor der Ausleitvorrichtung schützt. Auf diese Weise können Beschädigungen von Personen oder Gegenständen durch die Ausleitvorrichtung verhindert werden. Bei dieser Sicherheitseinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Einhausung handeln, es wäre jedoch auch eine Abschaltung über Sicherheitslichtgitter oder Näherungsschalter möglich.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme der ausgeleiteten Behältnisse auf. So können die Behältnisse beispielsweise in ein Tray oder in einen Kasten ausgeleitet werden und/oder in dieser Aufnahmeeinrichtung einsortiert werden.
Dabei kann weiterhin eine Steuerungseinrichtung bewirken, dass Behältnisse in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Eigenschaft, also etwa in Abhängigkeit von einem festgestellten Fehler in unterschiedliche Aufnahmeeinrichtungen ausgeleitet werden oder an unterschiedliche Positionen in einer Aufnahmeeinrichtung.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Behandeln von Behältnissen gerichtet, wobei eine Transporteinrichtung die Behältnisse entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert und eine Ausleiteinrichtung einzelne Behältnisse oder mehrere Behältnisse aus dem Transportpfad ausleitet. Dabei weist die Ausleiteinrichtung eine Kontaktiereinrichtung auf, welche einzelne Behältnisse und insbesondere die auszuleitenden Behältnisse kontaktiert.
Erfindungsgemäß weist die Ausleiteinrichtung wenigstens eine Antriebsvorrichtung zum Bewegen der Kontaktiereinrichtung in wenigstens zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen auf, wobei wenigstens drei unabhängig voneinander antreibbare Antriebseinrichtungen der Antriebsvorrichtung die Kontaktiereinrichtung bewegen.
Es wird daher auch verfahrensseitig vorgeschlagen, dass zum Antrieb der Kontaktiereinrichtung drei unabhängig voneinander steuerbare Antriebseinrichtungen vorgesehen sind. Vorteilhaft wird die Kontaktiereinrichtung von der Seite oder von oben her auf die Behältnisse zugestellt. Vorteilhaft werden die Behältnisse einreihig transportiert.
Vorteilhaft werden die Behältnisse in der Transportrichtung geradlinig bewegt bzw. transportiert. Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren handelt es sich bei den Behältnissen um Kunststoffbehältnisse, Glasbehältnisse wie Glasflaschen oder um Dosen. Bevorzugt sind die Behältnisse mit einer Flüssigkeit und insbesondere mit einem Getränk befüllt. Weiterhin können die Behältnisse verschlossen oder noch offen sein. Bei einem bevorzugten Verfahren werden die auszuleitenden Behältnisse entlang einer Führungskurve ausgeleitet, welche wenigstens abschnittsweise einen gekrümmten Verlauf aufweist. Bevorzugt wird diese Führungskurve berechnet.
Vorteilhaft werden die Behältnisse mittels einer wenigstens teilweise beschleunigten Bewegung ausgeleitet.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden die Behältnisse derart ausgeleitet, dass sich die kinetische Energie wenigstens in einem vorgegebenen zeitlichen Abschnitt des Ausleitvorgangs (und bevorzugt über den gesamten Ausleitvorgang hinweg) nicht wesentlich von deren kinetischer Energie während des Transports unterscheidet. Bevorzugt weichen diese kinetischen Energien um nicht mehr als 30 %, bevorzugt um nicht mehr als 25 %, bevorzugt um nicht mehr als 20 %, bevorzugt um nicht mehr als 15 % und bevorzugt um mich nicht mehr als 10 % voneinander ab.
Bevorzugt werden die Behältnisse derart ausgeleitet, dass sie während des Ausleitvorgangs keine weiteren Behältnisse kontaktieren.
Bevorzugt ist eine Verzögerung oder Beschleunigung in einer Längsrichtung, d. h. einer Transportrichtung der Behältnisse so klein, dass keine Kontaktierung anderer insbesondere benachbarter Behältnisse erfolgt. Bevorzugt weist die Ausleitbewegung eine Komponente in der Transportrichtung auf, die besonders bevorzugt an die Transportgeschwindigkeit angepasst ist. Vorteilhaft werden die Behältnisse wenigstens teilweise angehoben. Vorteilhaft werden die auszuleitenden Behältnisse wenigstens zeitweise oder wenigstens teilweise gegriffen.
Bevorzugt wird die Kontakteinrichtung wenigstens zeitweise in der Transportrichtung der Behältnisse bewegt, wobei eine Bewegungsgeschwindigkeit in der Transportrichtung (wenigstens zeitweise und insbesondere in dem Zeitraum, in dem die Kontaktiereinrichtung die Behältnisse kontaktiert) um nicht mehr als 20 % von der Transportgeschwindigkeit der Behältnisse abweicht.
Insbesondere weicht die Transportgeschwindigkeit unmittelbar vor und nach dem Greifen der Behältnisse nicht um mehr als 20 % von der Transportgeschwindigkeit der Behältnisse ab.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden die Behältnisse in oder auf eine Aufnahmeeinrichtung ausgeleitet. So können die Behältnisse beispielsweise in ein Tray oder eine Kiste bzw. einen Kasten ausgeleitet werden.
Dabei kann diese Ausleitung unter Berücksichtigung eines Inspektionsergebnisses einer Inspektion der Behältnisse erfolgen. So können etwa Behältnisse in Abhängigkeit von einer Verschmutzungs- und/oder Fehlerart in unterschiedliche Aufnahmeeinrichtungen ausgeleitet werden.
Falls beispielsweise die vorliegende Erfindung nach einer Etikettiermaschine angeordnet ist, kann die Fehlerart beispielsweise ein fehlendes Etikett/ Steuerstreifen oder eine fehlerhafte Füllhöhe oder ein fehlender Verschluss sein. Die erstgenannte Fehlerart (bzw. Behältnisse, welche diesen Fehler aufweisen) wird demzufolge in eine Kiste zum Nachetikettieren sortiert währenddessen im Falle eines Verschlussfehlers oder mangelnder Füllhöhe die Behälter und vor allem ihr Inhalt (bevorzugt alkoholartig und teuer wie z.B. Whisky, Cognac, Wodka o.ä) einer Wiederverwertung zugeführt werden kann.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Kontaktiereinrichtung zu mehreren Zwecken geeignet oder aber an der Antriebseinrichtung sind mehrere Kontaktiereinrichtungen vorgesehen. So könnten an der Antriebseinrichtung beispielsweise eine erste Kontaktiereinrichtung angeordnet sein, welche zum Heben von Behältnissen dient, beispielsweise um diese in eine Aufnahmeeinrichtung zu haben sowie eine zweite Kontaktiereinrichtung, welche zum Schieben der Behältnisse geeignet ist, um diese beispielsweise auf ein weiteres Ausleitband zu schieben.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf die Verwendung einer Ausleiteinrichtung, welche wenigstens eine Antriebsvorrichtung zum Bewegen einer Kontaktiereinrichtung zum Kontaktieren von Behältnissen in wenigstens zwei zueinander stehenden Richtungen aufweist, gerichtet. Dabei weist die Antriebsvorrichtung wenigstens drei unabhängig voneinander antreibbare (und/oder steuerbare) Antriebseinrichtungen zum Bewegen der Kontaktiereinrichtung auf, um Behältnisse aus einem Transportpfad auszuleiten, wobei die Behältnisse entlang dieses Transportpfads transportiert werden. Bevorzugt sind die Antriebseinrichtungen lineare Antriebe.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:
Darin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung;
Fig. 3a - 3c Darstellungen von Kontaktiereinrichtungen; und
Fig. 4 eine Darstellung zu der Ausleitung von Behältnissen.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Behandeln von Behältnissen. Dabei bezieht sich das Bezugszeichen 2 auf eine Transporteinrichtung, welche auf ihr stehende Behältnisse zehn entlang eines Transportpfads P transportiert. Bevorzugt ist diese Transporteinrichtung 2 als Transportband oder Transportkette ausgebildet, auf dem die Behältnisse 10 aufrecht stehend transportiert werden.
Das Bezugszeichen 30 kennzeichnet eine Inspektionseinrichtung, welche die auf Transporteinrichtungen zwei transportierten Behältnisse inspiziert. Das Bezugszeichen 50 kennzeichnet zwei Ausleitvorrichtungen, welche einzelne beispielsweise als fehlerhaft erkannte Behältnisse ausleitet. Zu diesem Zweck ist eine Kontaktiereinrichtung 42 vorgesehen, welche dazu dient, einzelne Behältnisse zu kontaktieren, um diese auszuleiten.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung 50. Diese weist hier drei Antriebseinrichtungen 52, 54 und 56 auf, die jeweils als Linearantriebe ausgestaltet sind und die zum Bewegen der (nur teilweise dargestellten) Kontaktiereinrichtung 42 dienen. Das Bezugszeichen 28 kennzeichnet einen Längsträger, an dem die Kontaktiereinrichtung 42 hier in der Längsrichtung beweglich angeordnet ist. Die gesamte Antriebsvorrichtung ist hier oberhalb des Transportpfads der in Fig. 1 gezeigten Behältnisse 10 angeordnet.
Das Bezugszeichen 12 kennzeichnet eine Steuerungseinrichtung, welche die Antriebsein- richtungen 52, 54 56 steuert. Insbesondere handelt es sich bei dieser Steuerungseinrichtung um eine Regelung, welche die Antriebseinrichtungen regelt. Das Bezugszeichen 14 kennzeichnet eine Prozessoreinrichtung, welche eine Ausleitbahn zum Ausleiten der Behältnisse berechnet.
Die Figuren 3a - 3c zeigen drei Beispiele von Kontaktiereinrichtung. Die auszuleitenden Behältnisse 10 weisen jeweils einen Mündungsabschnitt 10a, und einen Tragring 10b und einen Grundkörper 10c auf.
Bei der in Fig. 3a gezeigten Ausgestaltung weist die Kontaktiereinrichtung einen ersten Kontaktierabschnitt 42a auf, der das Behältnis 10 in einem Bereich der Mündung bzw. des Behältnishalses unterhalb des Tragrings kontaktiert. Ein zweiter Kontaktierabschnitt 42b kontaktiert das Behältnis auf der gegenüberliegenden Seite an dessen Grundkörper. Das Behältnis wird bevorzugt mittels dieser Kontaktiereinrichtung gegenüber der Transporteinrichtung 2 verschoben.
Bei der in Fig. 3b gezeigten Ausgestaltung weist die Kontaktiereinrichtung eine Kontaktfläche bzw. einen Kontaktierabschnitt 42c auf, der das Behältnis an dessen Grundkörper kontaktiert. Dieser Kontaktierabschnitt 42c kann dabei an einer Krümmung des Behältnisses angepasst sein, um dieses besser führen zu können.
Bei der in Fig. 3c gezeigten Ausführungsform sind zwei Kontaktierabschnitte 42d, 42e vorgesehen, die das Behältnis unterhalb dessen Tragring greifen. Diese Kontaktiereinrichtung erlaubt auch ein Anheben des Behältnisses
Bevorzugt sind die in den Fig. 3a - 3c gezeigten Kontaktierabschnitte jeweils als Formatteile ausgebildet, die von einem Träger demontierbar sind, um so eine Anpassung an unterschiedliche Behältnisse zu erreichen.
Bei der obigen Ausführungsform ist es möglich, dass der Kopf 42 als Revolver ausgeführt ist, so dass mittels 180° Drehung entweder der Schiebekopf (Fig. 3a, b) oder ein Hebekopf benutzt werden kann.
Fig. 4 zeigt eine mögliche Ausleittrajektorie beim Ausleiten von Behältnissen. Man erkennt, dass es hierbei zeitweise zu einem Verkippen der Behältnisse kommen kann, was jedoch durch eine entsprechend angepasst Führungskurve verhindert werden kann.
Die Anmelderin behält sich vor sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkma- le als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vor- teilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1 ) zum Behandeln von Behältnissen (10) mit einer Transporteinrichtung (2), welche die Behältnisse (10) entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert und mit einer Ausleiteinrichtung (50), welche dazu geeignet ist, einzelne Behältnisse (10) aus dem Transportpfad auszuleiten, wobei die Ausleiteinrichtung eine Kontaktiereinrichtung (42) zum Kontaktieren einzelner Behältnisse (42) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleiteinrichtung (50) wenigstens eine Antriebsvorrichtung (50) zum Bewegen der Kontaktiereinrichtung (42) in wenigstens zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen aufweist, wobei die Antriebsvorrichtung (50) wenigstens drei unabhängig voneinander antreibbare Antriebseinrichtungen (52, 54, 56) zum Bewegen der Kontaktiereinrichtung aufweist.
2. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Antriebseinrichtungen (52, 54, 56) und bevorzugt mehrere dieser Antriebseinrichtungen und bevorzugt alle diese Antriebe (52, 54, 56) rotatorische Antriebe und insbesondere rotatorische Servoantriebe sind.
3. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Antriebseinrichtungen aus einer Gruppe von Antriebseinrichtungen ausgewählt ist, welche pneumatische Antriebseinrichtungen, hydraulische Antriebseinrichtungen, elektrische Antriebseinrichtungen, Servomotoren, Linearmotoren und dergleichen enthält.
4. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) eine Steuerungseinrichtung (12) zum Steuern der Antriebseinrichtungen (52, 54, 56) aufweist, welche bewirkt, dass die Behältnisse entlang einer vor- gegebenen Ausleitbahn aus dem Transportpfad ausgeleitet werden.
5. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) eine Prozessoreinrichtung aufweist, welche die Ausleitbahn in berechnet und insbesondere in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter berechnet, wobei bevorzugt der Parameter aus einer Gruppe von Parametern ausgewählt ist, welche eine insbesondere momentane Transportgeschwindigkeit der Behältnisse, einen Abstand zwischen benachbarten Behältnissen, eine Transportrichtung der Behältnisse, ein Gewicht der Behältnisse, einen Füllzustand der Behältnisse, einen Querschnitt der Behältnisse, eine Höhe der Behältnisse, ein Material der Behältnisse und dergleichen enthält.
6. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (2) eine Transportfläche aufweist, auf welcher die Behältnisse insbesondere aufrecht stehend transportierbar sind, wobei bevorzugt diese Transportfläche eben und/oder horizontal verläuft.
7. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleitvorrichtung wenigstens teilweise oberhalb des Transportpfads der Behältnisse angeordnet ist.
8. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktiereinrichtung (42) einen Umfassungsabschnitt und/oder einen Greifabschnitt aufweist, der wenigstens einen Bereich des auszuleitenden Behältnisses umgibt.
9. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine weitere Ausleiteinrichtung aufweist, welche dazu geeignet und bestimmt ist, mehrere hintereinander transportierte Behältnisse (10) aus dem Trans- portpfad auszuleiten. Verfahren zum Behandeln von Behältnissen (10) wobei eine Transporteinrichtung (2) die Behältnisse (10) entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert und eine Ausleiteinrichtung (4) einzelne Behältnisse (10) aus dem Transportpfad auszulei- tet, wobei die Ausleiteinrichtung eine Kontaktiereinrichtung (42) aufweist, welche einzelne Behältnisse (42) kontaktiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleiteinrichtung wenigstens eine Antriebsvorrichtung (50) zum Bewegen der Kontaktiereinrichtung (42) in wenigstens zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen aufweist, wobei wenigstens drei unabhängig voneinander antreibbare Antriebseinrichtungen (52, 54, 56) der Antriebsvorrichtung die Kontaktiereinrichtung (42) bewegen. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die auszuleitenden Behältnisse entlang einer Führungskurve und/oder Ausleitbahn ausgeleitet werden, welche wenigstens abschnittsweise einen gekrümmten Verlauf aufweist. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 10 - 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Behältnisse derart ausgeleitet werden, dass sich deren kinetische Energie wenigstens in einem ersten zeitlichen Abschnitt des Ausleitvorgangs nicht wesentlich von deren kinetischer Energie während des Transports unterscheidet. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 10 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Behältnisse derart ausgeleitet werden, dass sie während des Ausleitvorgangs keine weiteren Behältnisse kontaktieren. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 10 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinrichtung wenigstens zeitweise in der Transportrichtung der Behältnisse - 22 bewegt wird, wobei eine Bewegungsgeschwindigkeit in der Transportrichtung um nicht mehr als 20% von der Transportgeschwindigkeit der Behältnisse abweicht. Verwendung einer Ausleiteinrichtung welche wenigstens eine Antriebsvorrichtung (50) zum Bewegen einer Kontaktiereinrichtung zum Kontaktieren von Behältnissen in wenigstens zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen, wobei die Antriebsvorrichtung (50) wenigstens drei unabhängig voneinander antreibbare Antriebseinrichtungen (52, 54, 56) zum Bewegen der Kontaktiereinrichtung aufweist zum Ausleiten von Behältnisse aus einem Transportpfad, entlang dessen die Behältnisse transpor- tiert werden.
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