用于操作处理容器的系统的方法和设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于处理容器（1a，1b，5a，5b）的系统（A1，A2），其中容器（1a，1b，5a，5b）由系统（A1，A2）的至少一个第一处理单元（B1）处理，并且容器（1a，1b，5a，5b）由系统的至少一个附加处理单元(B2-BN）处理，并且其中测量设备（M1）在第一处理单元（B1）处理之后或期间确定用于容器（1a，1b，5a，5b）的几何形状的至少一个特征参数，其中考虑到将由测量设备（M1）确定的用于容器（1a，1b，5a，5b）的几何形状的特征参数中的至少一个用于布置在测量设备（M1）和/或其传感器之后的至少一个附加处理单元(B2-BN）的控制或调整。
【专利说明】用于操作处理容器的系统的方法和设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种操作用于处理容器的系统的方法，也涉及一种用于处理容器的系统。
【背景技术】
[0002]由现有技术已知用于处理容器的各种系统和方法。灌装如塑料或玻璃罐的容器并且贴标签于这些容器的这样的灌装系统尤其是已知的。例如，用于用产品灌装容器的典型的灌装系统被描述在EP1959228A1。通常，这种系统能加工不同的产品和容器。当将灌装系统从产品或容器的一种类型重组至另一种类型时，常常需要对系统的大量的调整和改动。由于在产品类型方面的这个改变是复杂的，并且不能在操作当中完成，因此，这种改变花费宝贵的生产时间。
[0003]对于另一种产品或容器的重组在个别单独的机器或模块中完成，例如通过已经存储的程序的选择、标准规格的零件的安装或调整设备对于通常显示在控制板上的值的设定，例如，对于高度设定、宽度设定等。这些设定值在系统试运转期间确定，并且被存储在程序中。根据现有技术，这些产品或容器特有的设定值和参数(如在DE102009040977A1中描述的)通过对待处理容器特征的检测的检测设备来部分确定。检测设备由此连接在处理元件的上游。
[0004]实际上，默认设定值只适合用作近似值。经验已经证明精密的调整仍然是必须的。
[0005]系统的启动继续进行下去，以便于例如第一次生产的容器从灌装器输送至贴标签机。在贴标签机中利用这些容器来执行贴标签的测试运行。在必需的设定不得不被改变的情况下，是消耗时间的并且能导致灌装器中的积压以及它的停止。已贴标签的容器的评定可同样地导致必需的修正，并且这反过来可能意味着时间的浪费及灌装器中产品的可能浪费。
[0006]对全部机器的精密调整的过程延续到货盘化为止，其结果是生产中的显著浪费上升。实际上，直到统一的产品在灌装器中出现为止的时刻点所需的时间可能为2小时以上，这取决于职员的经验。
[0007]必需精密调整的原因是变动的参数，该变动的参数导致容器几何形状的改变，特别是在如塑料(PET)瓶的容器的情况下。实际上，容器的内部压力导致容器的直径、高度和轮廓方面的改变。
[0008]容器中的压力由包括，除了别的之外，注入到产品内的氮或注入到产品中的CO2的含量的许多因素所确定。
[0009]这样的效果例如在使用来自不同供应商、不同批量等的预制件时，可由PET瓶的壁厚的变动来增强。
[0010]必需再调整的另一个重要的原因是对机器元件的磨耗，例如对输送链和它的导轨的磨耗。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是为此提供一种用于操作处理容器的系统的设备和方法，其简化且加速在产品类型方面改变的情况的系统重组，这导致整体设备效率(OEE)的提高。
[0012]这通过根据本发明使用依照权利要求1所述的方法和依照权利要求7所述的设备来实现。有利的实施例和进一步的改进是从属权利要求的主题。
[0013]测量设备由此确定作为在容器处理之后或期间的容器几何形状特征的至少一个参数。只出现在处理之后的形状改变可由此被检测到且对其起作用。
[0014]因此，容器的实际几何形状可由一个或多个测量设备确定，例如由合适的照相机、扫描仪或其他传感器。测量设备可由此以可视的、磁性的、力学的或其它物理原理为基准。由测量设备确定的测量值以及从其中得出的特征参数然后可被传送至系统的全部、多个或至少一个附加处理单元，并且可被考虑用于它的控制和调整，也用于处理单元设定值的确定和/或修正。
[0015]处理单元被理解为用于容器处理的系统的元件/模块。系统可包括多个容器处理单元。拉伸和/或吹制模块、灌装和/或密封模块、贴标签模块、盖印模块、检验模块、封装模块等为可能通用的处理单元。
[0016]另外，多个测量设备的使用也是能想到的，被分布在容器处理系统内的全部或多个相应的处理单元或处理站当中的该测量设备测量容器的特征和/或机器元件的特征。这样，设定值的演变可被测量为系统内的位置和其它变量(如时间、温度等)的函数。
[0017]设定值的测量和随后可能的修正可只在具有一些特定类型的初始容器的系统的测试运行/测试启动期间完成，例如或者可在对特定类型的容器的处理单元设定的持续测量-修正循环中的在进行中的操作期间完成。
[0018]除容器的几何形状之外，机器元件的损坏/磨耗可由测量设备检测，以及从其中得出的特征参数可被用于设定值的修正和用于处理单元的控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]本发明的进一步优势和更好的理解将从下列附图得出。
[0020]图1:两容器之间的高度对比。
[0021]图2:两容器的标签区域中的直径对比。
[0022]图3:容器处理系统的可能的逻辑配置的示意概述。
【具体实施方式】
[0023]图1示出具有不同几何形状的两容器la、lb。在该情况下，容器的几何形状的不同在于容器具有不同的容器高度hla和hlb。容器Ia位于机器元件3a之上，该机器元件3a是位于机器元件4a之上。上述的机器元件3a和机器元件4a为新的或各自没磨损的，并且具有相应的高度h3a和h4a。可被用来输送容器的输送链和导轨是适当的机器元件的例子。测量设备检测容器的部分或全部几何形状(包括容器高度、标签区域或盖印区域中的容器直径、轮廓等)、该容器在机器元件上的三维定位、以及与容器定位有关的机器元件的部分或全部的几何形状。在产品类型由容器Ia改变到容器Ib的情况下，为了使用于处理容器的系统的机器适合于产品或容器的新类型，或为了修正和改进关于新类型的产品/容器相应的标准默认设定，由测量设备获得的值或得出的相应特征参数可被使用。因此，例如在由容器Ia到容器Ib的改变中，测量设备不仅确定新容器高度Ib小于先前容器Ia的容器高度la，该测量设备在此期间还确定例如机器元件已经损坏和/或已经被修改(作为在如温度、湿度等操作环境中的使用和/或改变的结果)。在图1中示出的情况中，测量设备确定例如机器元件的高度由于使用/磨耗已经从h3a改变至h3b，并且已经从h4a改变至h4b，以及因此密封件2b的顶部边缘比密封件2a的顶部边缘低了 dh。这个信息连同附加的测量值(容器关于系统的绝对位置、容器的几何形状等)和/或其它得出的特征参数可被输送至用于处理容器的系统的处理单元，在该系统的处理单元中信息可被用于对设定值的修正和/或对其控制。
[0024]用于处理容器的系统的设定值的标准默认设定不能或不足够说明可能出现在容器处理期间或之后和/或可能由磨耗/使用或者环境条件的改变引起的变化。
[0025]图2图示出待被处理的容器的附加的几何参数的检测，即容器标签区域中的直径。如图2所示，由测量设备测量的容器5a的直径0Dpj、于容器5b的直径0D2。
[0026]除不同类型的容器可具有不同的几何形状的事实之外，甚至在相同类型的容器情况下，除了别的之外，直径的不同可能是由于如果容器在如测量之前被灌装且密封，则容器中压力就会不同的事实，或者由于容器的壁厚和外形的制造波动。
[0027]由测量设备检测的测量值和得出的参数可显示在控制板中(在测量设备上和/或在处理单元上)，以被工厂职员读取、检验和加工。在测量设备和容器处理单元之间的信息传送可通过电缆联接或无线电进行。
[0028]测量设备可并入第一处理单元中，或可位于第一处理单元之后，在附加的处理单元之前或之中。对于在多个处理单元上操作多个测量设备也是可能的。如果其它测量设备位于第一处理单元之前或之中，那么附加的或其它的测量可在第一容器处理之前通过其它的/ 一个其它的测量设备进行，或者测量可在第一容器处理之后进行。在测量设备被并入处理单元的情况下，测量可在处理期间或之后完成。
[0029]图3a、图3b不出用于处理容器的两个系统Al和A2的不意性实例。两个系统具有至少两个处理单元B1和B2，但是还可以具有任何附加的数量的处理单元，因此具有B1、B2、BN处理单元的总和。在对于系统Al的图示结构中(图3a)，测量设备M1设在第一处理单元B1处/之内，其中测量设备M1还可并入处理单元B”测量设备M1可在由B1处理期间或之后执行在容器和机器元件上的测量。由此确定的测量值和得出的特征参数(例如关于容器、机器元件的损坏和磨耗)可被测量设备分析和处理，然后从其中产生的值可被考虑用以设定、设定的修正、用于对B1和至少一个附加处理单元(如B2)的设定和控制的调整和控制参数或命令。另外，通过通信信道K2，M1至少临时处于与B1本身和/或与至少一个附加处理单元(如B2)的通信连接中。可选择地，通过更进一步的通信信道K1,由M1收集和确定的数据可被传送至中心系统控制单元ZS。ZS由此至少临时性连接至Ml和至少一个处理单元。在系统内的容器的输送通过例如输送链和导轨的输送-机器兀件进行。例如，机器兀件T12负责将容器从B1输送至B2,以及Tij将容器从第i处理单元输送至更远的第j处理单元，其中1、j为2和N之间的整数。
[0030]在类似系统I的系统2 (图3b)中，具有N个处理单元，测量设备M1位于第一处理单元之后，即在该情况下，M1仅仅进行在被B1第一处理之后的容器上的测量。然而，在札、ZS和处理单元之间的数据通信按照系统I中所描述的进行。第一处理单元有利的是灌装和/或密封设备，这种处理单元用于容器的灌装和/或密封。在接下来的机器和处理单元的情况下，有利的是这些没有被封锁，也就是说通过输送机或缓冲系统从灌装和/或密封设备分离。
[0031]至少一个附加处理单元有利地用来贴标签于或盖印于容器。
[0032]测量值和从其中得出的特征参数的使用可自动地或手动地完成，该测量值和从其中得出的特征参数从测量设备获得，以便它们用于对处理单元设定值的控制、调整和修正。测量值经工厂职员的手动使用可通过例如控制板和相应的处理单元完成，或通过中心控制板完成。同样地，自动使用通过与测量设备处于至少间歇性通信的中心计算/控制单元可以存在，以及可收集且必要时可进一步处理由测量设备确定的全部测量值以及得出的特征参数、修正量、控制命令等，并且可使用这些用于处理单元设定值的控制、调整和修正。然而，通过测量设备和处理单元之间的直接通信连接，测量设备的数据(包括测量值、得出的特征参数，以及控制和调整命令)的自动使用也是可能的。
[0033]通过测量设备检测的测量值的使用的下列实例来说明本发明的有利实施例。
[0034]容器高度的检测可用于设置在输送和机器横进给中的备用检测传感器，还可用于传感器系统的高度设定。
[0035]容器直径的检测可用于设置对贴标签机和包装机的容器横进给。
[0036]容器在标签区域中的容器直径的测量可用于设置贴标签机。
[0037]在有效期的压力范围中的容器轮廓的测量可用于设置印刷机。
[0038]根据本发明可被检测的测量值、得出的特征参数(即描述容器、系统或系统相应部件的特征的参数)以及从其中(即描述容器处理的参数)产生的对处理单元的控制、设定、调整命令的数量得保持并且其不限于在这列出的那些值和参数。
[0039]附加于此的为包括3幅图的2页纸，在该2页纸中，使用下列附图标记。
[0040]la、lb、5a、5b为具有不同的几何形状的容器
[0041]2a,2b为在容器la、lb上的密封件的顶部边缘
[0042]3a、4a为新的/未磨损的机器元件
[0043]h3a、h4a为机器元件3a和4a的高度
[0044]3b,4b为损坏的/磨损的或由于操作环境中的变化而改变的机器元件
[0045]h3b、h4b为机器元件3b和4b的高度
[0046]hla、hlb为容器Ia或容器Ib相应的高度(其中容器的高度=容器底部和容器密封件的顶部边缘之间的距离)
[0047]dh 为(hla+h3a+h4a)的和与(hlb+h3b+h4b)的和之差
[0048]0D? OD2为容器5a和容器5b的标签区域的直径
[0049]6a、6b为容器5a和容器5b的标签区域
[0050]Al、A2为用于容器处理的系统Al、A2
[0051]B1, B2, Bn为用于容器处理的第一处理单元、第二处理单元和第N处理单元
[0052]K1为用于处理单元和中心系统控制单元之间的数据、命令和其它信息的传送的通
[0053]K2为用于测量设备和处理单元之间的数据、命令和其它信息的传送的通信信道[0054]T12为用于第一处理单元和第二处理单元之间的容器输送的机器元件
[0055]Tij为第i处理单元和第j处理单元之间的容器输送的机器元件，其中1、j为在2和N之间的整数。
[0056]ZS为中心系统控制单元
[0057]M1为测量设备
【权利要求】
1.一种用于操作处理容器的系统(A1、A2)的方法，其中所述容器由所述系统的至少一个第一处理单元(B1)处理，并且所述容器由所述系统的至少一个附加处理单元处理，并且其中测量设备(M1)在所述第一处理单元的处理之后或期间确定作为所述容器的几何形状的特征的至少一个参数，其中由所述测量设备确定的作为所述容器的几何形状的特征的至少一个参数被考虑用于布置在所述测量设备之后的所述至少一个附加处理单元和/或其传感器的控制或调整。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量设备(M1)在所述第一处理单元(B1)处理之后或期间确定作为至少一个机器元件的磨耗的特征的至少一个参数，也考虑到将作为至少一个机器元件的磨耗的特征的所述至少一个参数用于对布置在所述测量设备之后的所述至少一个附加处理单元和/或其传感器的控制或调整。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，作为所述容器的几何形状的特征的由所述测量设备(M1)确定的所述至少一个参数，和/或作为至少一个机器元件的磨耗的特征的由所述测量设备确定的所述至少一个参数、以及控制和调整命令、以及从其中得出的设定值，直接地或通过中心系统控制单元(ZS)被传送到至少一个附加处理单元，并且用于对所述至少一个附加处理单元的设置和控制。
4.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述第一处理单元(B1)为灌装和/或密封设备。
5.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在所述测量设备(M1)之后的第一附加处理单元为贴标签设备或盖印设备。
6.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，关于制造的容器的作为所述容器的几何形状的特征的至少一个参数或从其中得出的设定值的至少一项信息、和/或关于作为至少一个机器元件的磨耗的特征的至少一个参数的至少一项信息，通过显示设备输出。
7.一种用于处理容器的系统，所述系统包含第一处理单元(B1X至少一个附加处理单元、以及包含在所述第一处理单元之后或与所述第一处理单元在一起的测量设备(M1)，所述系统以这种方式配置:所述测量设备(M1)能确定作为由所述第一处理单元处理期间或之后的容器的几何形状的特征的至少一个参数，并且作为所述容器的形状的特征的至少一个上述参数能用来对布置在所述测量设备之后的至少一个附加处理单元和/或其传感器的控制或调整。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统以这种方式配置:所述测量设备(M1)能确定作为机器元件的磨耗的特征的至少一个参数，和作为布置在所述测量设备之后的所述至少一个附加处理单元和/或其传感器的控制或设定特征的关于至少一个机器元件的磨耗的至少一个上述参数。
9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于中心系统控制单元(ZS)，所述中心系统控制单元(ZS)能够与各个处理单元的控制至少临时性地处于数据通信中，其以这种方式配置:作为所述容器的几何形状的特征的由所述测量设备确定的所述至少一个参数，和/或作为至少一个机器元件磨耗的特征的由所述测量设备(M1)确定的所述至少一个参数、以及控制和调整命令、以及从其中得出的设定值，能够直接地或通过所述中心系统控制单元(ZS)输送到至少一个附加处理单元，并且能够用于所述至少一个附加处理单元的设定和控制。
10.根据上述权利要求7-9中至少一项所述的系统，其特征在于，所述第一处理单元(B1)为灌装和/或密封设备。
11.根据上述权利要求7-10中至少一项所述的系统，其特征在于，在所述测量设备(M1)之后的第一附加处理单元为贴标签设备或盖印设备。
12.根据上述权利要求7-11中至少一项所述的系统，其特征在于，所述系统具有显示设备，其以这种方式配置:能够输出关于制造的容器的作为所述容器的几何形状的特征的至少一个参数或从其中得出的 设定值或控制命令的所述至少一项信息，和/或关于作为至少一个机器元件磨耗的特征的至少一个参数或从其中得出的设定值或控制命令的至少一项信息。
【文档编号】B67C3/00GK103930350SQ201280049294
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2012年7月20日 优先权日:2011年10月7日
【发明者】沃尔夫冈·阿恩 申请人:克朗斯股份公司