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WO2024051976A1 - Verfahren zur steuerung von prozessen des behälterhandlings und behälterbehandlungsanlage zur produktion, abfüllung, handhabung, verpackung und/oder förderung von behältern - Google Patents

Verfahren zur steuerung von prozessen des behälterhandlings und behälterbehandlungsanlage zur produktion, abfüllung, handhabung, verpackung und/oder förderung von behältern Download PDF

Info

Publication number
WO2024051976A1
WO2024051976A1 PCT/EP2023/065746 EP2023065746W WO2024051976A1 WO 2024051976 A1 WO2024051976 A1 WO 2024051976A1 EP 2023065746 W EP2023065746 W EP 2023065746W WO 2024051976 A1 WO2024051976 A1 WO 2024051976A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
packaging
sensor
handling
containers
conveying
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/065746
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Florian Kästner
Marcus KREIS
Johann LUBER
Thomas-Florian MAYER
Marcus SEIDL
Herbert Spindler
Stefan Willnhammer
Marcel Bien
Andreas Puetz
Original Assignee
Krones Aktiengesellschaft
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
Application filed by Krones Aktiengesellschaft filed Critical Krones Aktiengesellschaft
Publication of WO2024051976A1 publication Critical patent/WO2024051976A1/de

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/418Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41875Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by quality surveillance of production

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling production, handling, packaging and/or conveying processes of containers with liquid or pasty products contained therein, as well as a system for the production, filling, handling, packaging and/or conveying of containers with contained therein liquid or pasty products.
  • the containers to be filled which are normally filled with beverages or other liquids, are subjected to a variety of transport and treatment steps.
  • the containers are provided ready for use or are first brought into their intended shape from preforms using blow molding machines, they are filled, labeled and packaged according to grouping processes during their transport route.
  • the packaging of several filled containers can be done, for example, using shrink films, packaging blanks and/or using outer packaging made of paper or cardboard.
  • the packaging units formed in this way can then, if necessary, be palletized and stacked in pallet layers in order to make them ready for shipping and transportable into large units.
  • containers are often transported in the so-called aisle inlet to a packaging machine, with the positions of numerous transported containers conventionally being detected by sensors.
  • the packaging machines are also connected to the subsequent palletizing systems via transport routes, which in turn can be monitored using sensors.
  • a transport device and a method for transporting and distributing beverage containers that are transported in several parallel conveyor lanes can be found, for example, in DE 102020 120 336 A1. You can find it there as an option In addition, sensory detection of the container flow and, if necessary, robot-assisted influencing of the container flow.
  • the present invention proposes a method for controlling production, handling, packaging and/or conveying processes of containers with liquid or pasty products contained therein with the features of the independent method claim.
  • at least one process parameter is determined using sensors, which is suitable for providing an essential quality statement about the monitored part of the process.
  • at least one such process parameter is monitored and determined using sensors, which can provide an indication of a disruption in at least parts of the processes.
  • the specialist entrusted with the problems of precise process monitoring and maintaining trouble-free processing operations in the systems considered here generally has powerful electronic data processing systems available to support them. For this reason, the expert is usually aware that only powerful signal processing data evaluation enables him to appropriately classify the disturbances that have occurred and are detected by sensors in the process flow, for example into disturbances that occur due to wear or into atypical disturbances that are not can be clearly assigned to effects that are usually due to wear and tear on container treatment or conveying devices or similar devices. Depending on the classification made, different options for action are available, which will be briefly discussed below.
  • an identified error which can be derived in particular from sensory abnormalities or from deviations from defined target values, has been classified as a wear-related error
  • an error value classified in this way can be subjected to a supplementary evaluation.
  • an error event that changes over a defined period of time and is recognized and processed as a wear-indicating error event
  • it can make sense to predict future events from this. For example, a reasonably reliable statement about the service life of individual components or system modules can be derived from error evaluation and a comparison with corresponding data.
  • forecasts about future events and/or probabilities of default are possible.
  • Such a forecast can be, for example, a likely expected running time or remaining running time of the wear-prone system module and thus of the entire system, so that from such a supplementary error analysis it can be estimated more or less precisely at what point in time at the latest an adapted maintenance of the system module or the entire system will be necessary in order to be able to replace at least the components that are subject to wear and are therefore no longer fulfilling their task satisfactorily.
  • the operational safety of the system can be significantly improved and the probability of failure significantly reduced, since the extended error analysis can be used as a forecasting tool for the service life of gradually and continuously wearing components.
  • the wear limit of the affected component whose wear can be recorded directly or indirectly using the sensor evaluation, determines the remaining running time of the affected system module and can specify sensible maintenance cycles to the control center in order to avoid unplanned system downtimes.
  • the selected sensor-determined values of the at least one process parameter are continuously updated Interruptions or cyclically and at recurring intervals are recorded and stored in order to be made available for data evaluation and processed there.
  • a recording mode can be useful in which the intervals for recording the process parameters are shortened if error messages previously occurred more frequently or in larger numbers.
  • the stored sensor values can be evaluated in different ways or with different viewing directions. In particular, it can be useful to evaluate the stored values with regard to an accumulation of deviations from defined target value ranges within defined time periods and/or in connection with previously made process modifications in order to be able to make statements about the process parameters of interest, particularly in connection with disruptions or disruptive processes or events in the process.
  • a number of detected exceedances or undershoots of the limit values specified by the respective setpoint ranges and/or an extent of the deviation from the respective setpoint range are determined, so that if a defined one is exceeded Number of deviations from the respective setpoint range or a deviation from the respective setpoint range that exceeds a given extent or with a combination of the deviations mentioned defines an event and from this a control parameter can be generated for process-influencing or process-changing control specifications in the method.
  • the method can also make sense to store the sensor-determined values of the at least one process parameter in a database in order to be able to continuously make them available for data evaluation.
  • the event defined above can therefore be derived at any time from the data evaluation, whereby different target values can be specified and/or the permitted number of deviations from the respective target value range can be varied as required.
  • a sensor-determined parameter value within the predetermined setpoint range can be approximated in this way be correlated with a trouble-free section of the respective production, handling, packaging and/or conveying process.
  • an accumulation of exceedances of the setpoint range that remains below a predetermined limit value can be correlated with a section of the respective production, handling, packaging and/or conveying process that runs smoothly and meets predetermined quality requirements.
  • Processing the event can be done in different ways.
  • an error event is derived from the defined event, which is simply saved and made available for further consequences for the system control.
  • control parameters can, in particular, initiate or bring about sensible corrections in the process flow, which can either contribute to maintaining the production, handling, packaging and/or conveying process in progress or to improving it, that is to say to a reduction in the influence of disruptions or the susceptibility to disruptions.
  • a control signal can be generated for one or more actuators, which react appropriately to the process flow, for example by controlling conveyor drives or control or Steering devices located in the conveyor path for container transport.
  • an error event is derived from the defined event, which is at least stored, made available in data processing for further processing steps and preferably visualized via a user interface such as a display device or the like or in some other way is made accessible to users.
  • the error events can be processed and/or modified in different ways by the automated data processing and/or by the user before they are used, if necessary, as process-changing or process-influencing manipulated variables.
  • the process-influencing or process-changing control specifications generated by the data processing device processing the sensor data are used in such a way that at least one actuator is controlled, which particularly affects the affected section of the respective production, handling, packaging and/or conveying process and changes a process parameter.
  • measured wear which can be derived from a more or less continuously increasing error value, can be used not only to control actuators, but in the manner already explained above to predict the failure probabilities of affected components that cause the wear-related error values.
  • the increasing wear measurement values advantageously provide meaningful information about the remaining running time before a wear limit that can still be tolerated is reached. Such forecasts can also be made using the method according to the invention without requiring direct intervention in the system control.
  • the process parameters to be changed or influenced can, for example, mean all conceivable partial aspects of the process referred to here, whether this a blow molding machine, a filling module, a labeling module, a conveyor section or another part of a container treatment system.
  • control specifications are implemented using actuators, one goal of such controlling interventions in the individual process sections is essentially to reduce or eliminate the setpoint deviations.
  • the control specifications for the method derived from the generated control commands to significantly reduce the extent to which the defined number of deviations of the parameter values from the respective setpoint range is exceeded or, in the best case, to even completely eliminate the deviations, which in turn is achieved by sensory monitoring can be recognized and processed.
  • a closed control loop for process optimization can therefore be formed through appropriate controlling interventions in the process.
  • control specifications for the method derived from the derived control command reduce the extent of the deviations of the parameter values from the respective setpoint range, ideally to a value of zero or approximately zero. Since these interventions and the effects achieved as a result can also be monitored using sensors, the feature of the closed control loop is also fulfilled in this way, so that the method under consideration is not just a classic monitoring and control method for container processing and container handling processes of a wide variety of types, but it can also be a regulatory procedure.
  • a further problem that has not yet been considered here is that an accumulation of certain error messages cannot be noticed immediately because the time intervals between occurring faults and the associated error messages are relatively long. If, for example, the supervisors work in shifts, then it may be a question of documentation and/or communication when handing over the shift as to whether previously occurring disruptions receive the attention they deserve. If the error message only occurs once per shift for each operator, but such an error occurs in every shift, then it can be said that the fault is common. Nevertheless, there is a not insignificant risk that such an accumulation will not be noticed or will only be noticed with a delay if there is no or insufficient communication between the operators of successive shifts. Overall, the model situation described shows that the documentation and storage of faults and error messages can be subject to certain randomness. These coincidences should be able to be largely eliminated with the help of the method regulations according to the invention, which would achieve an essential aim of the present invention.
  • the recorded process parameters that indicate a malfunction are stored, evaluated and classified in such a way that a priority is assigned to the error messages as part of the evaluation. If the same error message occurs several times within a defined period of time, then it makes sense to assign a higher priority to such a fault. If the priority reaches a certain limit or threshold value, then corresponding information can be generated, which can, for example, contain an instruction to the operator of the corresponding system section or system module to carry out a corresponding functional test within a predetermined time frame. This information can in particular represent an event or error event according to the above definition, from which a control parameter for process-influencing or process-changing control specifications in the method can be generated, which includes the additional option of carrying out control interventions.
  • a packaging module can be considered in which primary packaging to be packaged, formed for example by beverage containers or bottles, is recorded in groups in a secondary packaging, formed for example by an outer packaging box, and stored in groups be arranged in the secondary packaging mentioned.
  • a secondary packaging formed for example by an outer packaging box
  • the bottles can be grouped and arranged in the outer packaging.
  • Appropriately equipped gripper modules can be used to grip the groups of bottles, with gripper heads with gripper tulips having proven successful in practice, so that each bottle to be gripped is gripped by one of the gripper tulips arranged in the gripper head.
  • a sensible control parameter could, for example, be to control the affected gripper tulip with a moderately increased suction pressure consist. If such a measure can reduce the frequency of errors, which in turn can be detected by appropriate evaluation of the sensory monitoring of the pickup quality of the gripper head, the increased suction pressure is preferably maintained, thereby creating a closed control loop for this specific monitoring and control task within the handling process for the bottle handling described is formed.
  • a meaningful control parameter can also be generated in the form of an information output via a graphical user interface, such information output being able to instruct the operator of the system to check the gripper head and, if necessary, repair defective gripper tulips within a short time Exchange time in order to be able to achieve the desired process quality again.
  • measured wear within such a gripper head which can be derived from a gradually or continuously increasing error value, can be used in the manner described above to predict the probability of failure of the affected gripper tulips.
  • the increasing wear measurement values provide, in particular, information about the remaining running time before a tolerable wear limit of the respective gripper tulip is reached. Modified maintenance cycles can then be generated from the forecast values in order to be able to avoid an actual failure of the gripper head with a high degree of reliability.
  • a further embodiment can provide that automated troubleshooting can be carried out using a suitable robot, an autonomous troubleshooting device or the like, possibly with the support of a driverless transport system (so-called AGV). In this case, it makes sense to generate control parameters that are able to appropriately control a robot programmed in this way or another suitable troubleshooting device and to control the automated troubleshooting.
  • AGV driverless transport system
  • this system is equipped with at least one system module with at least one sensor, which is intended and equipped in a way to sensorically detect at least one process parameter of the system in operation and to generate corresponding output signals that can be fed to further sensor data processing are.
  • At least one sensor of possibly several existing sensors can, for example, be assigned to a transport area or a handling module of the packaging system, while it can also make sense to assign a second sensor to another transport area or another handling module of the packaging system, with all sensor signals preferably being recorded equally and an evaluation with the aim of detecting and avoiding faulty process sequences and/or optimizing the system control.
  • This desired optimization of the system control by detecting and avoiding faulty process phases or individual processes can certainly be carried out iteratively, for example by detecting recurring errors and corresponding interventions at process-relevant points in the system or individual modules thereof.
  • the packaging system according to the invention or the system according to the invention and defined above for the production, filling, handling, packaging and / or conveying of containers can comprise a control unit, whereby this control unit can be designed to process the data of the first sensor and / or the second sensor to process, evaluate and compare and thereby to determine characteristic parameters of the conveying and / or processing processes taking place in the system and / or the articles or containers transported, treated, processed and possibly changed there win, again with the aim of being able to improve and optimize the processes carried out.
  • the sensors used can be formed, for example, by light barrier systems or by image processing systems of different types.
  • Suitable image processing systems are, for example, camera systems with downstream image evaluation, which can provide high-resolution sensor data to determine the process parameters of interest.
  • the system according to the invention for the production, filling, handling, packaging and/or conveying of containers can also be assigned a handling device or troubleshooting device with different modes of operation and/or design that can be controlled automatically and based on the determined and processed sensor data.
  • a handling device or troubleshooting device can, for example, be a stationary or mobile device that can be used at different positions along the system modules
  • a robot with a movable gripper arm can be formed, which is able to quickly eliminate many of the sensor-detected errors or blockages that can arise from containers that have fallen over or become jammed by removing the affected container.
  • Such a handling device or error elimination device can, for example, also be formed by a so-called AGV, i.e. by a driverless transport system or a driverless transport vehicle, on which a robot-like gripper arm can be mounted in order to eliminate or resolve the errors or blockages described.
  • AGV a so-called AGV
  • a driverless transport system or a driverless transport vehicle on which a robot-like gripper arm can be mounted in order to eliminate or resolve the errors or blockages described.
  • a removal device can be formed, for example, by a robot with a movable gripper arm, such a robot preferably being controllable in such a way that it grabs containers or container combinations that are recognized as defective, such as shrink-wrapped containers covered with foil, and transfers them to a reject container that is available for this purpose can.
  • the removal device is formed by a slide or the like, which slide is designed to be transversely movable to a transport direction of the containers, the container assemblies or, for example, the shrink packs within the packaging system, so that such a slide is designed to be defective Containers, container assemblies or shrink packs can be transferred to a reject container arranged next to a transport device for the shrink packs.
  • the system referred to here for the production, filling, handling, packaging and/or conveying of containers can also be generally referred to as a beverage processing machine.
  • a beverage processing machine can also be used for beverage production in general, for example in the case of a brewing system.
  • Such an individual module of a system according to the invention for the production, filling, handling, packaging and/or conveying of containers can be, for example, a degasser for beverages or beverage ingredients, a module for short-term heating, a so-called pasteurizer or even a module for the direct heating of beverages and/or or the container holding the drinks.
  • FIG. 1 For example, a buffer tank, a valve for beverage lines or several such valves for beverage lines or beverage-carrying pipelines.
  • a brewhouse of a brewing system can also be viewed as an individual module of a system according to the invention, as can a mash kettle, the separators of a brewing system, a wort kettle or other individual components.
  • Further system parts can be formed by homogenizers, heat exchangers, pumps, carbonizers, CIP systems and more.
  • conveying sections that are required for the connection of successive system modules are to be viewed as individual modules in the sense of the above definition, so that these conveying sections can also be monitored using sensors and any malfunctions that may occur can be remedied in an automated or semi-automated manner using suitable handling interventions.
  • Sensory monitoring devices include, for example, single-lane sensors that can detect any disruptions or congestion in container transport, regardless of the number of parallel transport or conveyor lanes.
  • the data from these sensors can be evaluated in the manner described and used to control the system modules mentioned, for example to reduce wear-related faults, but also to avoid faults that can be attributed to general component failure, human error or other causes.
  • Corresponding visualizations are generated, for example on a suitable display device, on an input terminal with an associated screen, etc., which is also usually referred to as a user interface (HMI - Human Machine Interface) with associated information display.
  • HMI Human Machine Interface
  • an operator or system operator can be provided with easily recognizable and quickly graspable information about the state of wear of the affected system modules or about the general condition of care, which allows him to assess the operational safety and reliability of the processes in progress Processes enabled or facilitated.
  • Such containers which are processed with a container treatment system according to the invention using the method according to the invention described here, are preferably closed containers with liquid or pasty products contained therein, in particular containers made of plastic, glass or metal. Particularly preferably, they can be beverage containers in the form of bottles or cans.
  • the container treatment system explained here as an example can preferably comprise at least a first system module, which is formed, for example, by a labeling module or the like, into which previously filled containers are conveyed by means of a container inlet in a defined transport direction in order to be labeled there.
  • a transport section with several parallel individual lanes, which are each separated from one another by lane plates that are spaced apart in a defined manner and are sensibly spaced apart from one another according to the container diameter, can lead in the transport direction to a second system module adjoining the first system module.
  • This second system module can be formed, for example, by a grouping station in which a defined number of containers are grouped in order to be packed in a subsequent third system module.
  • the third system module can be formed, for example, by a packaging station in which the previously grouped containers can be packaged in a suitable manner and further processed into packaging units, for example by equipping them with a packaging blank made of cardboard, by wrapping them with heat-shrinkable packaging film, by applying a strapping stretched around the containers or through the use of other packaging materials or outer packaging not mentioned here.
  • the third system module formed by the packaging station does not directly connect to the second system module formed by the grouping station, there can also be a further transport section between the two system modules on which the grouped containers are transported in the transport direction from the grouping station be transported to the packaging station. Additional system parts or modules can be connected to the third system module or the packaging station, for example for palletizing the packaging units previously formed in the packaging station.
  • the system is equipped with several sensors, each of which can be located in the transport section for sensory monitoring of the container transport within the transport lanes.
  • the sensors can be used to determine whether there are faults in the monitored system area, here within the individual transport lanes of the transport section.
  • the process parameter or parameters can be determined, for example, by means of optical sensors, whereby these optical sensors can advantageously be formed by cameras with downstream image evaluation assigned to the individual transport lanes of the defined transport section, in order to prevent jams caused by jammed or fallen containers within the individual transport lanes to recognize.
  • the sensors or cameras each deliver image signal data to a downstream evaluation device, which is responsible for data evaluation of the image signal data supplied.
  • the respectively determined process parameter can be stored in the evaluation device in the form of the image signal data supplied by the sensors or cameras and processed in a third method step by means of a data evaluation implemented there.
  • the stored values of the image signal data can be evaluated in particular with regard to a typical accumulation of deviations from defined target value ranges within defined time periods and/or in connection with previously made process modifications.
  • a number of exceeding or falling below the limit values specified by the respective target value ranges and / or an extent of the deviation from the respective one are determined
  • the setpoint range is determined in order to be able to recognize typical fault patterns and, if necessary, rectify them.
  • This control parameter can, for example, provide control data for an actuator, for an adjustment device or the like, with the help of which a process-influencing measure can be taken, such as an adjustment process for adjusting the width of the lane plates or another suitable measure.
  • the values or image signal data determined by sensors in the first method step which represent the at least one process parameter, are stored in a database within the evaluation device and continuously made available for data evaluation.
  • the error event defined in the fourth method step can therefore be derived at any time from the data evaluation, with different target values being specified and/or the permitted number of deviations from the respective target value range being varied as required.
  • a sensor-determined parameter value located within the predetermined setpoint range can be correlated with a section of the respective production, handling, packaging and/or conveying process that runs approximately smoothly.
  • This subsection can be formed, for example, by the transport section mentioned, which is located between the first system module and the second system module of the container treatment system.
  • an accumulation of exceedances of the setpoint range that remains below a predetermined limit value can be correlated with a subsection of the respective production, handling, packaging and / or conveying process that runs smoothly and meets predetermined quality requirements, this subsection being formed here by the transport section can be, but can also optionally represent other areas of the system.
  • the event defined in the fourth method step can be processed in different ways within the data evaluation of the evaluation device.
  • the control parameter mentioned is derived from the defined event in the form of an error event, which leads to a stopping of at least the affected section of the respective production, handling, packaging and / or conveying process or the entire process of the system. Stopping the process in its entirety can be particularly useful in the case of critical parameter deviations or excessive deviations that make it no longer sensible to continue the process, for example because profound disruptions are to be expected or the serious consequences of the disruption must first be eliminated before the process can start again . This can be the case, for example, due to a blockage in one of the transport lanes of the transport section that cannot be easily remedied, so that complete container groupings can no longer be formed within the grouping station.
  • At least one control parameter is derived from the defined event, from which process-influencing or process-changing control specifications for the method are formed.
  • control specifications can, in particular, initiate or bring about sensible corrections in the process flow, which can either contribute to maintaining the production, handling, packaging and/or conveying process in progress or to improving it, i.e. to a reduction in the influence of disruptions or the susceptibility to disruptions.
  • control parameters as control specifications for a removal robot that can remove a fallen or jammed container from the relevant transport lane and restore perfect transport in the transport direction within the previously faulty transport lane.
  • a control parameter is derived from the defined event in the form of an error event, which is at least stored and preferably visualized via a user interface such as a display device or the like or otherwise accessible to a user is made.
  • the error events can be processed and/or modified by the user in different ways before they are used as process-changing or process-influencing manipulated variables.
  • the fourth method step of the method is the further possibility of essentially not only detecting any process-influencing faults through sensory monitoring of the corresponding process sections and process phases, here for example the transport section mentioned, but also of these fault reports (e.g. image signal data).
  • the data evaluation can appropriately classify the faults that have occurred and are detected by sensors in the process flow and divide them into faults that occur due to wear or atypical faults. Depending on the classification made, different options for action are then available, which will be considered below using further exemplary embodiments.
  • the system can also have other elements and modules that have not been mentioned above, including a container feeder.
  • a container feed can, for example, include a mass flow area in which numerous containers are fed in the mass flow and pushed into first wide transport lanes in a first lane area, which can in particular form the first transport section mentioned several times above.
  • first wide transport lanes several containers can optionally be moved at least partially next to each other in the transport direction.
  • second aisle area the containers are pushed into parallel individual aisles, with the containers being transported in a row one behind the other in each individual aisle.
  • the first lane area and the second lane area preferably each include lane plates which separate the individual lanes from one another.
  • the lane plates are typically arranged hanging above a horizontal conveyor device, usefully in a parallel arrangement to one another.
  • the horizontal conveyor device can be formed, for example, by a conveyor belt or similar, which is suitable for the constant transport of containers in the transport direction.
  • the containers which are now arranged in parallel rows, are then fed via a discharge area for further processing, for example the packaging of groups of containers within a film wrapping module or similar.
  • the discharge area can therefore optionally also correspond to the further transport section, which is the Containers are transported to a packaging station in the system and process variant described above.
  • the position of the containers is detected directly in the inlet frame of the subsequent packaging module or in the inlet frame of the discharge area or the further transport section to the subsequent packaging module or at another suitable location, preferably by means of optical sensors.
  • This sensory detection can optionally be carried out by vertically acting distance sensors, which can each form the optical sensors.
  • individual distance sensors each work with light beams acting vertically downwards, which interact with the containers transported underneath.
  • the image signal data determined by the optical sensors or the distance sensors in the first method step are transmitted in the second method step to the evaluation device, which at the same time forms a control unit.
  • the evaluation device or control unit assigns a determined fault to a respective individual aisle.
  • the determined data or process parameters can in particular be stored in a database assigned to the evaluation device and continuously made available to the previously explained data evaluation by the evaluation device or the control unit referred to here.
  • the evaluation of the image signal data transmitted from the plurality of distance sensors to the evaluation device it is recorded in particular when a disruptive event occurs frequently in a specific individual lane or in one of the transport lanes. As has already been explained before, one reason for this can be found, for example, in an incorrect setting of the aisle width due to incorrect positioning of the aisle plates.
  • information is generated as an event that provides an indication that the aisle setting of a specific individual aisle needs to be checked.
  • the event is derived from the data evaluation.
  • an output is carried out on a display device, which can optionally be equipped with a graphical user interface or similar, in order to display the data for one Visualize users and allow user input.
  • the information can also be coupled with an acoustic signal output.
  • a recommendation can be issued to check the settings within the container treatment system more closely.
  • a recommendation is issued to the user by means of the display device and the graphical user interface as to which areas within the container treatment system and/or which settings should be checked in more detail and at which point.
  • information is generated as an event that provides an indication that the components within the specific individual aisle are being checked and, if necessary, must be replaced.
  • the data collected in the evaluation device and analyzed by means of data evaluation can also be used to optimize the design, in particular by comparing it with a database that provides predefined settings.
  • Fig. 1A shows a highly schematic representation of a conceivable embodiment variant of a system section of a system according to the invention for the production, filling, handling, packaging and / or conveying of containers.
  • Fig. 1 B shows a block diagram which schematically represents the process steps of a method for controlling production, handling, packaging and/or conveying processes of containers.
  • Fig. 2 shows a schematic view from above of a container feed of a further embodiment variant of a container treatment system.
  • Fig. 3 shows a perspective view of a partial area of the container feed according to Fig. 2.
  • Fig. 4 shows an embodiment of the use of the method schematically illustrated and described above in Fig. 1B.
  • FIG. 1A illustrates an exemplary embodiment of a system, marked here with the reference number 10, for the production, filling, handling, packaging and / or conveying of containers with liquid or pasty products contained therein.
  • This system is also referred to as container treatment system 10 in the following description.
  • FIG. 1 B illustrates successive method steps 101, 102, 103 and 104 of a method 100 for controlling production, handling, packaging and/or conveying processes of containers with liquid or pasty products contained therein, in particular in connection with operation a system 10 according to FIG. 1A.
  • a system 10 according to FIG. 1A.
  • the containers that are processed with the container treatment system 10 according to the invention using the method 100 are preferably closed containers with liquid or pasty products contained therein, in particular containers made of plastic, glass or metal. They are particularly preferably beverage containers in the form of bottles or cans.
  • the container treatment system 10 can comprise a first system module 12, which is formed, for example, by a labeling module 14 or the like, into which previously filled containers are placed by means of a container inlet 16 in the transport direction TR (in FIG. 1A from left to right according to the direction of the arrow) in order to be labeled there.
  • This second system module 24 can be formed, for example, by a grouping station 26, in which a defined number of containers 28, which are each indicated schematically in the transport lanes 20, are grouped in order to be packed in a subsequent third system module 30.
  • the third system module 30, which is only indicated here can be formed, for example, by a packaging station 32, where the previously grouped containers 28 can be packaged in a suitable manner and further processed into packaging units, for example by equipping them with a packaging blank made of cardboard, by wrapping them with shrinkable ones under the influence of heat Packaging film, by applying a strapping stretched around the containers 28 or by using other packaging materials or outer packaging not mentioned here.
  • the third system module 30 formed by the packaging station 32 does not directly connect to the second system module 24 formed by the grouping station 26, there can also be a further transport section 34 between the two system modules 24 and 30, on which the grouped containers 28 can be transported in the transport direction TR be transported from the grouping station 26 to the packaging station 32.
  • Additional system parts or modules can be connected to the third system module 30 or the packaging station 32, for example for palletizing the packaging units previously formed in the packaging station 32, but this is not shown in more detail here, since it is only a schematic representation of some modules that are to be understood as examples a container treatment plant 10 should act.
  • Fig. 1A several sensors 36 can be seen, each of which is arranged in the transport section 18 for sensory monitoring of the container transport within the transport lanes 20.
  • the sensors 36 are used in a first method step 101 to determine whether there are faults in the monitored system area, here within the individual transport lanes 20 of the transport section 18.
  • This process parameter determined in the first method step 101 which relates to the proper transport of the Container 28 within the transport section 18, can be recorded continuously or cyclically at recurring time intervals.
  • the process parameter or parameters can be determined, for example, by means of optical sensors 36, whereby these optical sensors 36 can advantageously be formed by cameras 38 assigned to the individual transport lanes 20 of the transport section 18 with downstream image evaluation, in order to prevent jams caused by jammed or fallen containers 28 can be seen within the individual transport lanes 20.
  • the sensors 36 or cameras 38 each deliver image signal data 40 to a downstream evaluation device 42, which is responsible for the data evaluation of the image signal data 40 supplied.
  • the stored values of the image signal data 40 are analyzed with regard to a typical accumulation of deviations from defined target value ranges within defined time periods and/or or evaluated in connection with previously made process modifications.
  • a number of detected overshoots or undershoots of the limit values specified by the respective setpoint ranges and/or an extent of deviation from the respective setpoint range is determined in order to be able to recognize and, if necessary, correct typical fault patterns .
  • a fourth method step 104 an event is defined in a fourth method step 104 and from this a control parameter PM for process-influencing or process-changing control specifications generated in procedure 100.
  • This control parameter PM is shown in the schematic representation of FIG. 1A as a data arrow that leads out of the evaluation device 42 and leads to the transport section 18, since it is there Can provide control data for an actuator (not shown here), for an adjusting device or the like, with the help of which a process-influencing measure can be taken, such as an adjustment process for adjusting the width of the lane plates 22 or another suitable measure.
  • the values or image signal data 40 determined by sensors in the first method step 101 which represent the at least one process parameter, are stored in a database within the evaluation device 42 and are continuously made available to the data evaluation 44.
  • the error event defined in FIG. 1 B in the fourth method step 104 can thus be derived at any time from the data evaluation 44, with different target values being specified and/or the permitted number of deviations from the respective target value range being varied as required.
  • this subsection can be formed, for example, by the transport section 18, which is located between the first system module 12 and the second system module 24 of the container treatment system 10.
  • an accumulation of exceedances of the setpoint range that remains below a predetermined limit value can be correlated with a section of the respective production, handling, packaging and / or conveying process that runs smoothly and meets specified quality requirements, this section being here through the transport section 18 is formed, but can optionally also represent other areas of the system 10.
  • the processing of the event defined in the fourth method step 104 within the data evaluation 44 of the evaluation device 42 can take place in different ways.
  • the control parameter PM mentioned is derived from the defined event in the form of an error event, which leads to a stopping of at least the affected section of the respective production, handling, packaging and / or conveying process or the entire process of system 10. Stopping the process in its entirety can be particularly useful in the case of critical parameter deviations or excessive deviations that make it no longer sensible to continue the process, for example because profound disruptions are to be expected or the serious consequences of the disruption must first be eliminated before the process can start again . This can be the case, for example, due to a blockage in one of the transport lanes 20 of the transport section 18 that cannot be easily remedied, so that complete container groupings can no longer be formed within the grouping station 26.
  • At least one control parameter PM is derived from the defined event, from which process-influencing or process-changing control specifications for the method 100 are formed.
  • control specifications can in particular initiate or bring about sensible corrections in the process flow, which can either contribute to maintaining the production, handling, packaging and/or conveying process in progress or to its improvement, i.e. to a reduction in the influence of disruptions or the susceptibility to disruptions.
  • control parameters PM as control specifications for a removal robot (not shown here), which removes a fallen or jammed container 28 from the relevant transport lane 20 and ensures perfect transport in the transport direction TR within the previously faulty transport lane 20 can restore.
  • a control parameter PM is derived from the defined event in the form of an error event, which is at least stored and preferably visualized via a user interface such as a display device 46 or the like or in some other way is made accessible to a user.
  • the error events can be processed and/or modified by the user in different ways before they are used, if necessary, as process-changing or process-influencing manipulated variables.
  • This alternative or additional option is indicated in FIG. 1A by the broken data arrow between the evaluation device 42 and the display device 46.
  • the data evaluation 44 can suitably classify the disturbances that have occurred and are detected by sensors in the process flow and divide them into disturbances that occur due to wear or into atypical disturbances. Depending on the classification made, different options for action are then available, which will be considered below using further exemplary embodiments.
  • FIG. 2 shows a system section with a container feed 16 of a container treatment system 10, which, however, has different elements and modules than the system 10 previously shown in Fig. 1A.
  • Fig. 3 shows a perspective view of a partial area of the container feed 16 according to Fig. 2.
  • the container feed 16 comprises a mass flow area 48, in which the containers 28 (see FIG. 1 A), which cannot be seen here, are fed in the mass flow and pushed into first wide transport lanes 20 in a first lane area 50, which here forms the first transport section 18 .
  • first wide transport lanes 20 Within the first wide transport lanes 20, several containers 28 are moved at least partially side by side in the transport direction TR.
  • second lane area 52 the containers are pushed into parallel individual lanes 54, with the containers 28 being transported in a row one behind the other in each individual lane 54.
  • the first lane area 20 and the second lane area 52 each include lane plates 22 which separate the individual lanes 20 and 52 from one another.
  • the lane plates 22 are arranged hanging above a horizontal conveyor device 56, sensibly in a parallel arrangement to one another.
  • the horizontal conveyor device 56 which is only indicated schematically here, can be formed, for example, by a conveyor belt or the like, which is suitable for the constant transport of containers in the transport direction TR, which runs from left to right in the graphic representation of FIG At the top left it flows into system 10 and then points to the right.
  • the containers 28, which are now arranged in parallel rows, are then fed via a removal area 58 for further processing, for example the packaging of groups of containers within a film wrapping module or similar.
  • the removal area 58 which is on the far right in the graphical plan view of FIG is located, optionally also correspond to the further transport section 34, which transports the containers 28 in the variant according to FIG. 1A to a packaging station 32.
  • the position of the containers 28 is detected directly in the inlet frame of the subsequent packaging module 32 (see FIG. 1A) or according to FIG Sensors 36.
  • this sensory detection is carried out by vertically acting distance sensors 60, which each form the optical sensors 36 (see FIG. 1A).
  • individual distance sensors 60 each work with light beams acting vertically downwards, which interact with the containers 28 transported underneath.
  • Such a light beam from a distance sensor 60 is shown by an arrow in the schematic perspective view of FIG. 3.
  • the further light beams from the remaining distance sensors 60 would be identified by parallel arrows, which, however, have been omitted in the interests of better clarity of the illustration.
  • the image signal data 40 (see FIG. 1 A) determined by the optical sensors 36 or the distance sensors 60 as part of the first method step 101 (see FIG. 1B) are sent to the evaluation device 42 in the second method step 102 illustrated in FIG. 1 B transmitted, which at the same time forms a control unit.
  • the evaluation device 42 or control unit assigns a determined fault to a respective individual lane 54 as part of the third method step 103 (see FIG. 1 B).
  • the determined data or process parameters can in particular be stored in a database assigned to the evaluation device 42 and continuously made available to the previously explained data evaluation 44 by the evaluation device 42 or the control unit referred to here.
  • the image signal data 40 transmitted from the plurality of distance sensors 60 to the evaluation device 42 is recorded in particular when a disruptive event occurs in a specific individual alley 54 (see FIG. 3) or in one of the Transport lanes 20 (see FIG. 1A) occur frequently. As has already been explained previously, one reason for this can be found, for example, in an incorrect setting of the lane width due to incorrect positioning of the lane plates 22.
  • information is generated as an event that provides an indication that the aisle setting of a specific individual aisle 54 or 20 needs to be checked.
  • the event is derived from the data evaluation 44.
  • an output is made on a display device 46, which can optionally be equipped with a graphical user interface 62 or similar in order to be able to visualize the data for a user and to allow the user to make user input.
  • the information can also be coupled with an acoustic signal output.
  • a recommendation can be issued to check the settings within the container treatment system 10 more closely.
  • a recommendation is issued to the user by means of the display device 46 and the graphical user interface 62 as to which areas within the container treatment system 10 and/or which settings should be checked in more detail at which point.
  • the error messages relating to a specific lane 20 or 54 noticeably accumulate over a longer period of operation.
  • Such a noticeable accumulation can indicate wear on a component within this alley 20 or 54, for example wear on an alley plate 22 or on rollers of a roller conveyor belt or the mat chain within the alley area 50, so that a defective or faulty horizontal conveyor 56 can be concluded can be.
  • information is generated as an event that provides an indication that the components within the specific individual aisle 20 or 54 are being checked and, if necessary, must be replaced.
  • the data collected in the evaluation device 42 and analyzed using the data evaluation 44 can also be used to optimize the design, in particular by comparing it with a database that provides predefined settings.
  • FIG. 4 illustrates an embodiment of the use of the above-described method 100, which was already shown with reference to FIG. 1B.
  • the time plotted and measured from the times t(0) to t(1) in the vertical direction from top to bottom represents a predefined period of time.
  • various process parameters are detected by sensors in the manner described, stored continuously or cyclically at recurring time intervals and processed by means of a data evaluation 44 (cf. FIG. 1A and FIG. 3). From this, events are defined in the form of error messages “Error 1”, “Error 2” and “Error 3” and displayed on a graphical user interface 62.
  • each error message is assigned a priority. If an error occurs a first time within the predefined time period between t(0) and t(1), then this error receives priority 1. If the error occurs a second time within the predefined time period, then it receives priority 2. At The third occurrence within the predefined time period between t(0) and t(1), the priority increases to 3, which can be continued with further priority levels.
  • Each error message (Error 1, Error 2, Error 3) can also be assigned an additional weighting. It can be the case that error message 3 in connection with a priority 3 triggers an automated error correction, while, for example, an error message 1 in connection with a priority 2 already triggers an alarm message, for example a wear warning, an instruction for a functional test or similar can.
  • t(0) to t(1) i.e. a period of time totaling 24 hours
  • this day also being divided into three shifts S1 to S3, each of these shifts being S1, S2 and S3 each last eight hours.
  • the additional prioritization allows an accumulation of certain error messages to be detected more quickly.
  • packaging module 32 packaging station, packaging module

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Abstract

Es sind ein Verfahren (100) zur Steuerung von Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozessen von Behältern (28) mit darin aufgenommenen flüssigen oder pastösen Produkten sowie eine Behälterbehandlungsanlage (10) zur Produktion, Abfüllung, Handhabung, Verpackung und/oder Förderung von derartigen Behältern (28) offenbart. In der Anlage (10) und bei dem Verfahren (100) wird jeweils wenigstens ein Prozessparameter sensorisch ermittelt, der auf eine Störung zumindest von Teilen der Prozesse hinweist. Zu diesem Zweck werden sensorisch ermittelte Werte des wenigstens einen Prozessparameters fortlaufend oder zyklisch in wiederkehrenden Zeitabständen gespeichert und mittels einer Datenauswertung (44) verarbeitet, wobei die gespeicherten Werte hinsichtlich einer Häufung an Abweichungen von definierten Sollwertbereichen innerhalb definierter Zeiträume und/oder im Zusammenhang mit zuvor vorgenommenen Prozessmodifikationen ausgewertet werden. Zudem wird eine Anzahl an festgestellten Über- oder Unterschreitungen der durch die jeweiligen Sollwertbereiche vorgegebenen Grenzwerte und/oder ein Ausmaß der Abweichung vom jeweiligen Sollwertbereich ermittelt. Bei einer Überschreitung einer definierten Anzahl an Abweichungen vom jeweiligen Sollwertbereich oder bei einer Abweichung vom jeweiligen Sollwertbereich, die ein gegebenes Ausmaß überschreitet, oder bei einer Kombination der genannten Abweichungen wird jeweils ein Fehlerereignis definiert und daraus ein Steuerparameter (PM) für prozessbeeinflussende oder prozessverändernde Steuervorgaben im Verfahren (100) generiert.

Description

Verfahren zur Steuerung von Prozessen des Behälterhandlings und Behälterbehandlungsanlage zur Produktion, Abfüllung, Handhabung, Verpackung und/oder Förderung von Behältern
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozessen von Behältern mit darin aufgenommenen flüssigen oder pastösen Produkten sowie eine Anlage zur Produktion, Abfüllung, Handhabung, Verpackung und/oder Förderung von Behältern mit darin aufgenommenen flüssigen oder pastösen Produkten.
In Behälterbehandlungsanlagen werden die abzufüllenden Behälter, die normalerweise mit Getränken oder anderen Flüssigkeiten befüllt werden, vielfältigen Transport- und Behandlungsschritten unterzogen. Beginnend von der jeweiligen Ausgangssituation, bei der die Behälter gebrauchsfertig zur Verfügung gestellt oder erst aus Vorformlingen mittels Blasformmaschinen in ihre vorgesehene Gestalt gebracht werden, werden sie auf ihrem Transportweg befüllt, etikettiert und nach Gruppierungsvorgängen verpackt. Die Verpackung mehrerer befüllter Behälter kann bspw. mittels Schrumpffolien, Verpackungszuschnitten und/oder mittels Umverpackungen aus Papier oder Karton erfolgen. Die solchermaßen gebildeten Verpackungseinheiten können ggf. anschließend palettiert und in Palettenlagen gestapelt werden, um sie zu großen Einheiten versandfertig und transportabel zu machen.
Innerhalb derartiger Behälterbehandlungs- oder Getränkeabfüllanlagen, die in aller Regel als integrierte Anlagen ausgebildet sind und deshalb auch Verpackungsmodule umfassen, erfolgt der Behältertransport oftmals im sog. Gassenzulauf zu einer Verpackungsmaschine, wobei die Positionen von zahlreichen transportierten Behältern herkömmlicherweise sensorisch erfasst werden. Auch die Verpackungsmaschinen sind mit den nachfolgenden Palettieranlagen über Transportstrecken verbunden, die wiederum sensorisch überwacht werden können.
Eine Transportvorrichtung und ein Verfahren zur Beförderung und zur Verteilung von Getränkebehältern, die in mehreren parallelen Fördergassen transportiert werden, findet sich bspw. in der DE 102020 120 336 A1 beschrieben. Als Option findet sich dort zudem die sensorische Erfassung des Behälterstroms sowie bedarfsweise die roboterunterstützte Beeinflussung des Behälterstroms.
Wird durch die sensorische Erfassung auf einem der Transportstrecken eine Fehlpositionierung eines Behälters detektiert, beispielsweise ein umgekippter Behälter oder durch andere Gründe verursachter Verbleib eines Behälters in einer der Gassen, so wird normalerweise eine Fehlermeldung generiert, die zu einem Maschinenstopp führt, damit der Fehler vor der weiteren Produktion behoben werden kann.
Je nach Maschinenausstattung kann es im Einzelfall darüber hinaus möglich sein, manche der aufgetretenen Fehler zu erkennen und einen einzelnen Behälter, der als fehlerverursachender Behälter identifiziert werden konnte, mittels eines hierfür ausgestatteten Greifroboters aus dem Behälterstrom zu entfernen. Abgesehen davon, dass derartige automatisiert arbeitende Fehlerbeseitigungsroboter hohe Kosten verursachen und meist nicht an allen potentiellen Fehlerstellen installiert werden können, sind sie meist nicht in der Lage, auf alle möglicherweise vorkommenden Fehlerereignisse gleichermaßen zu reagieren, um die Fehler zu beseitigen. Aus diesem Grund kann in aller Regel auf die zusätzliche Bereitschaft zu manuellen Eingriffen für eine Beseitigung aller denkbaren Fehler nicht verzichtet werden.
Ein weiteres Problem kann darin gesehen werden, dass solche automatisiert arbeitenden Fehlerbeseitigungseinrichtungen oftmals nicht zwischen unterschiedlichen fehlerverursachenden Ereignissen und deren verändertes Auftreten unterscheiden können. So können manche der entstehenden Förderprobleme auf allmählichen Verschleiß in den Fördereinrichtungen zurückzuführen sein, während andere Fehler durch Fehleinstellungen zustande kommen können, mithin auf menschliche Gründe zurückzuführen sind. Für eine sensordatenverarbeitende Steuerungseinrichtung, deren Steuersignale einen Roboter zur Fehlerbeseitigung steuern sollen, ist es in aller Regel sehr schwierig, für derart unterschiedliche Fehlerursachen die jeweils richtigen Steuerbefehle zu geben, so dass in manchen dieser Situationen ein Maschinenstopp mit anschließender Fehlersuche und manueller Fehlerbeseitigung gegenüber einem störungsbehafteten Weiterbetrieb der Anlage die bessere Entscheidung sein kann.
Angesichts der im solchen Situationen typischerweise auftretenden Fehlerkategorien kann es als vorrangiges Ziel der vorliegenden Erfindung betrachtet werden, den Betreibern solcher Anlagen zur Produktion, Abfüllung, Handhabung, Verpackung und/oder Förderung von Behältern mit darin aufgenommenen flüssigen oder pastösen Produkten eine verbesserte Verarbeitung und/oder Klassifizierung von auftretenden Fehlermeldungen zu ermöglichen, um solchermaßen nicht nur die Anzahl an kritischen Fehlermeldungen zu reduzieren, sondern im günstigsten Fall auch die Handhabung, die Prozesssteuerung und den Produktionsablauf der kompletten Anlage verbessern und optimieren zu können.
Dieses identifizierte Ziel wird mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen.
Zur Erreichung des oben genannten Ziels schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Steuerung von Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozessen von Behältern mit darin aufgenommenen flüssigen oder pastösen Produkten mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs vor. Bei dem Verfahren wird wenigstens ein Prozessparameter sensorisch ermittelt, der geeignet ist, eine wesentliche Qualitätsaussage über den überwachten Teil des Prozesses zu liefern. Insbesondere wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zumindest ein solcher Prozessparameter sensorisch überwacht und ermittelt, der einen Hinweis auf eine Störung zumindest von Teilen der Prozesse liefern kann.
Erwähnenswert und wichtig ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Möglichkeit, im Wesentlichen nicht nur jegliche prozessbeeinflussende Störungen durch sensorische Überwachung der entsprechenden Prozessabschnitte und Prozessphasen zu erfassen und/oder zu erkennen, sondern diese erfassten Störungsmeldungen auch zu sammeln, zu speichern und darüber hinaus zu klassifizieren, um durch Analyse der gesammelten Daten weitergehende Informationen und Erkenntnisse über die Art der Störungen, ihren Schweregrad und die Wahrscheinlichkeit ihres wiederholten Auftretens zu gewinnen.
Dem mit den Problemen der präzisen Prozessüberwachung und der Aufrechterhaltung eines störungsfreien Verarbeitungsbetriebs in den hier betrachteten Anlagen betrauten Fachmann stehen zur Unterstützung in aller Regel leistungsfähige Anlagen zur elektronischen Datenverarbeitung zur Verfügung. Aus diesem Grund ist dem Fachmann normalerweise auch bewusst, dass ihn erst die leistungsfähige signalverarbeitende Datenauswertung in die Lage versetzt, die aufgetretenen und sensorisch erfassten Störungen im Prozessablauf in geeigneter Weise zu klassifizieren, etwa in verschleißbedingt auftretende Störungen oder in untypische Störungen, die nicht eindeutig solchen Effekten zugeordnet werden können, die meist auf einem Verschleiß von Behälterbehandlungs- oder Fördereinrichtungen o. dgl. Einrichtungen beruhen. In Abhängigkeit von der vorgenommenen Klassifizierung stehen dann unterschiedliche Handlungsoptionen zur Verfügung, die weiter unten in knapper Form betrachtet werden sollen.
Sofern ein festgestellter Fehler, der insbesondere durch sensorische Auffälligkeiten oder durch Abweichungen von definierten Sollwerten abgeleitet werden kann, als verschleißbedingter Fehler klassifiziert wurde, so kann ein solchermaßen klassifizierter Fehlerwert einer ergänzenden Auswertung unterzogen werden. Insbesondere kann es bei einem sich ein über eine definierte Zeitdauer verändernden Fehlerereignis, das als verschleißanzeigendes Fehlerereignis erkannt und verarbeitet wird, sinnvoll sein, daraus zukünftige Ereignisse zu prognostizieren. So kann bspw. aus der Fehlerauswertung und aus einem Vergleich mit entsprechenden Daten eine einigermaßen zuverlässige Aussage über die Standzeit von einzelnen Komponenten oder Anlagenmodulen abgeleitet werden. Zudem sind Prognosen über zukünftige Ereignisse und/oder Ausfallwahrscheinlichkeiten möglich.
Eine solche Prognose kann bspw. eine voraussichtlich zu erwartende Laufzeit oder Restlaufzeit des verschleißbehafteten Anlagenmoduls und damit der gesamten Anlage sein, so dass aus einer solchen ergänzenden Fehleranalyse mehr oder weniger präzise abgeschätzt werden kann, zu welchem Zeitpunkt spätestens eine angepasste Wartung des Anlagenmoduls oder der Gesamtanlage notwendig sein wird, um zumindest die verschleißbehafteten und damit ihre Aufgabe nicht mehr zufriedenstellend erfüllenden Bauteile auswechseln zu können.
Auf die beschriebene Weise kann die Betriebssicherheit der Anlage deutlich verbessert und deren Ausfallwahrscheinlichkeit signifikant reduziert werden, da die erweitere Fehleranalyse als Prognoseinstrument für die Laufzeit von allmählich und fortlaufend verschleißenden Bauteilen genutzt werden kann. Die Verschleißgrenze des betroffenen Bauteils, dessen Verschleiß mittels der sensorischen Auswertung direkt oder indirekt erfasst werden kann, bestimmt die verbleibende Restlaufzeit des betroffenen Anlagenmoduls und kann der Steuerungszentrale sinnvolle Wartungszyklen vorgeben, um ungeplante Anlagenstillstände zu vermeiden.
Bei dem Verfahren kann wahlweise vorgesehen sein, dass die ausgewählten sensorisch ermittelten Werte des wenigstens einen Prozessparameters fortlaufend, mit Unterbrechungen oder auch zyklisch und in wiederkehrenden Zeitabständen erfasst und gespeichert werden, um insbesondere einer Datenauswertung zur Verfügung gestellt und dort verarbeitet werden zu können. Darüber hinaus kann ein Erfassungsmodus sinnvoll sein, bei dem die Intervalle für die Erfassung der Prozessparameter verkürzt werden, wenn zuvor Fehlermeldungen häufiger oder in größerer Anzahl aufgetreten sind.
Die gespeicherten Sensorwerte können in unterschiedlicher Weise oder mit unterschiedlicher Blickrichtung ausgewertet werden. So kann es insbesondere sinnvoll sein, die gespeicherten Werte hinsichtlich einer Häufung an Abweichungen von definierten Sollwertbereichen innerhalb definierter Zeiträume und/oder im Zusammenhang mit zuvor vorgenommenen Prozessmodifikationen auszuwerten, um solchermaßen Aussagen über die jeweils interessierenden Prozessparameter treffen zu können, die insbesondere im Zusammenhang mit Störungen oder störungsfördernden Abläufen oder Ereignissen im Prozess stehen können.
Bei dem Verfahren kann weiterhin vorgesehen sein, dass bei der Auswertung der gespeicherten Werte eine Anzahl an festgestellten Über- oder Unterschreitungen der durch die jeweiligen Sollwertbereiche vorgegebenen Grenzwerte und/oder ein Ausmaß der Abweichung vom jeweiligen Sollwertbereich ermittelt werden, so dass bei einer Überschreitung einer definierten Anzahl an Abweichungen vom jeweiligen Sollwertbereich oder bei einer Abweichung vom jeweiligen Sollwertbereich, die ein gegebenes Ausmaß überschreitet oder bei einer Kombination der genannten Abweichungen ein Ereignis definiert und daraus ein Steuerparameter für prozessbeeinflussende oder prozessverändernde Steuervorgaben im Verfahren generiert werden kann.
Bei dem Verfahren kann es außerdem sinnvoll sein, die sensorisch ermittelten Werte des wenigstens einen Prozessparameters in einer Datenbank zu speichern, um sie auf diese Weise der Datenauswertung fortlaufend zur Verfügung stellen zu können.
Das oben definierte Ereignis kann somit jederzeit aus der Datenauswertung abgeleitet werden, wobei unterschiedliche Sollwerte vorgegeben und/oder die zugelassene Anzahl an Abweichungen vom jeweiligen Sollwertbereich bedarfsweise variiert werden können.
Auf Grundlage des erfindungsgemäßen Verfahrens und seiner einzelnen Verfahrensaspekte kann auf diese Weise ein innerhalb des vorgegebenen Sollwertbereiches befindlicher sensorisch ermittelter Parameterwert mit einem annähernd störungsfrei ablaufenden Teilabschnitt des jeweiligen Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozesses korreliert sein.
Zudem kann mit dem Verfahren eine unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes bleibende Häufung an Überschreitungen des Sollwertbereiches mit einem störungsarm ablaufenden und vorgegebene Güteanforderungen einhaltenden Teilabschnitt des jeweiligen Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozesses korreliert sein.
Die Verarbeitung des Ereignisses kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. So kann bei einer ersten Variante des Verfahrens vorgesehen sein, dass aus dem definierten Ereignis ein Fehlerereignis abgeleitet wird, das lediglich gespeichert und für weitere Konsequenzen für die Anlagensteuerung verfügbar gemacht wird.
Bei solchen Fehlern, die als gravierend für den jeweiligen Prozessablauf eingestuft werden oder bei solchen Fehlern, die nicht unmittelbar behebbar sind, um den Prozessablauf fehlerfrei fortführen zu können, kann es etwa sinnvoll sein, aus dem Fehlerereignis ein Anhalten zumindest des betroffenen Teilabschnittes des jeweiligen Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozesses oder des gesamten Prozesses abzuleiten. Ein Anhalten des Prozesses in seiner Gesamtheit kann insbesondere bei kritischen Parameterabweichungen oder zu großen Abweichungen sinnvoll sein, die keine Fortsetzung des Prozesses mehr sinnvoll erscheinen lassen, etwa weil tiefgreifende Störungen zu erwarten oder die gravierenden Störungsfolgen zunächst beseitigt werden müssen, bevor der Prozess wieder anlaufen kann.
Bei einer zweiten Verfahrensvariante kann es dagegen sinnvoll und somit vorgesehen sein, dass aus dem definierten Ereignis zumindest ein Steuerparameter abgeleitet wird, aus dem prozessbeeinflussende oder prozessverändernde Steuervorgaben für das Verfahren gebildet werden. Solche Steuervorgaben können insbesondere sinnvolle Korrekturen im Prozessablauf einleiten oder bewirken, die entweder zu einer Aufrechterhaltung des jeweils ablaufenden Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozesses oder zu dessen Verbesserung, d.h. zu einer Verringerung der Störungseinflüsse oder der Störungsanfälligkeit, beitragen können. Somit kann aus der sensorischen Erfassung und Signaldatenverarbeitung von auftretenden Fehlern in irgendeiner Prozessphase ein Steuersignal für einen Aktor oder mehrere Aktoren generiert werden, die in geeigneter Weise auf den Prozessablauf zurückwirken, etwa durch Ansteuerung von Förderantrieben oder von Leit- oder Lenkeinrichtungen, die sich im Förderweg für den Behältertransport befinden. Diese Steuereingriffe seien lediglich beispielhaft genannt, denn es kommen zahlreiche andere Varianten einer Prozessbeeinflussung in Frage, die jeweils geeignet sein können, den Prozessablauf positiv zu beeinflussen, um solchermaßen einen gravierenderen Eingriff in die Anlagensteuerung bis hin zum Maschinenstopp möglicherweise obsolet zu machen.
Bei einer weniger invasiven dritten Verfahrensvariante kann außerdem vorgesehen sein, dass aus dem definierten Ereignis ein Fehlerereignis abgeleitet wird, das zumindest gespeichert, in einer Datenverarbeitung weiteren Verarbeitungsschritten verfügbar gemacht und vorzugsweise über eine Benutzerschnittstelle wie eine Anzeigeeinrichtung o. dgl. visualisiert oder auf sonstige Weise einem Benutzer zugänglich gemacht wird. Bei dieser Variante des Verfahrens können die Fehlerereignisse auf unterschiedliche Weise von der automatisierten Datenverarbeitung und/oder vom Benutzer verarbeitet und/oder modifiziert werden, bevor sie ggf. als prozessverändernde oder prozessbeeinflussende Stellgrößen verwendet werden.
Unabhängig von der nachträglichen Modifizierung der Fehlerereignisse bzw. deren Anpassung an die jeweiligen Erfordernisse kann bei dem Verfahren wahlweise vorgesehen sein, dass die mittels der die Sensordaten verarbeitenden Datenverarbeitungseinrichtung generierten prozessbeeinflussenden oder prozessverändernden Steuervorgaben in einer Weise verwendet werden, dass damit wenigstens ein Aktor angesteuert wird, der insbesondere auf den betroffenen Teilabschnitt des jeweiligen Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozesses einwirkt und einen Prozessparameter verändert.
Darüber hinaus kann ein gemessener Verschleiß, der aus einem sich mehr oder weniger kontinuierlich vergrößernden Fehlerwert abgeleitet werden kann, nicht nur zur Ansteuerung von Aktoren genutzt werden, sondern in der oben bereits erläuterten Weise zur Prognose von Ausfallwahrscheinlichkeiten betroffener Bauteile, welche die verschleißbedingten Fehlerwerte verursachen. So liefern die sich vergrößernden Verschleiß-Messwerte in vorteilhafter Weise sinnvolle Aussagen über eine verbleibende Restlaufzeit, bevor eine noch zu tolerierende Verschleißgrenze erreicht ist. Auch solche Prognosen lassen sich mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens treffen, ohne dass unmittelbare Eingriffe in die Anlagensteuerung erforderlich wären.
Mit den zu verändernden oder beeinflussbaren Prozessparametern können bspw. alle denkbaren Teilaspekte des hier so bezeichneten Prozesses gemeint sein, ob dies eine Blasmaschine, ein Abfüllmodul, ein Etikettiermodul, einen Förderabschnitt ist oder einen anderen Teilbereich einer Anlage zur Behälterbehandlung betrifft.
Sofern Steuervorgaben mittels Aktoren umgesetzt werden, besteht ein Ziel solcher steuernden Eingriffe in die einzelnen Prozessabschnitte im Wesentlichen darin, die Sollwertabweichungen zu verringern oder zu beseitigen. Auf diese Weise ist es vorstellbar, mit Hilfe der aus den generierten Steuerbefehlen abgeleiteten Steuervorgaben für das Verfahren das Ausmaß der Überschreitung der definierten Anzahl an Abweichungen der Parameterwerte vom jeweiligen Sollwertbereich signifikant zu reduzieren oder die Abweichungen im günstigsten Fall sogar vollständig zu eliminieren, was wiederum durch sensorische Überwachung erkannt und verarbeitet werden kann. Somit kann durch entsprechende steuernde Eingriffe im Prozess ein geschlossener Regelkreis zur Prozessoptimierung gebildet werden.
Ebenso vorstellbar ist es weiterhin, wahlweise oder in Kombination mit der vorherigen Verfahrensvariante, dass die aus dem abgeleiteten Steuerbefehl abgeleiteten Steuervorgaben für das Verfahren das Ausmaß der Abweichungen der Parameterwerte vom jeweiligen Sollwertbereich reduzieren, im Idealfall auf einen Wert von Null oder annähernd Null. Da auch diese Eingriffe sowie die dadurch erzielten Effekte wiederum sensorisch überwacht werden können, ist auch auf diese Weise das Merkmal des geschlossenen Regelkreises erfüllt, so dass es sich beim vorliegend betrachteten Verfahren nicht nur um ein klassisches Überwachungs- und Steuerungsverfahren für behälterverarbeitende und Behälter behandelnde Prozesse der unterschiedlichsten Art handelt, sondern es sich darüber hinaus auch um ein Regelungsverfahren handeln kann.
Weitere Aspekte, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren oder mit einzelnen Ausführungsvarianten dieses Verfahrens stehen können, sollen nachfolgend ergänzend betrachtet und diskutiert werden, zumal sie geeignet sind, dem Verfahren weitere Perspektiven und Detailinformationen hinzuzufügen.
So kann etwa eine weitere, an dieser Stelle bisher nicht betrachtete Problematik darin bestehen, dass eine Häufung von bestimmten Fehlermeldungen nicht gleich bemerkt werden kann, weil die Zeitabstände zwischen auftretenden Störungen und den damit im Zusammenhang stehenden Fehlermeldungen relativ groß sind. Wenn etwa die Aufsichtspersonen im Schichtbetrieb arbeiten, dann kann es eine Frage der Dokumentation und/oder der Kommunikation bei der Schichtübergabe sein, ob zuvor aufgetretene Störungen die ihnen gebührende Aufmerksamkeit erhalten. Wenn die Fehlermeldung bei jedem Operator nur einmal pro Schicht erfolgt, jedoch ein solcher Fehler in jeder Schicht auftritt, dann kann zwar von einer gehäuften Störung gesprochen werden. Dennoch besteht ein nicht unerhebliches Risiko, dass eine solche Häufung bei fehlender oder unzureichender Kommunikation zwischen den Operatoren aufeinanderfolgender Schichten nicht oder nur mit Verzögerung bemerkt werden. Insgesamt lässt die geschilderte Modellsituation erkennen, dass die Dokumentation und die Speicherung von Störungen und Fehlermeldungen gewissen Zufälligkeiten unterliegen können. Diese Zufälligkeiten sollten mit Hilfe der erfindungsgemäßen Verfahrensvorschriften weitgehend eliminiert werden können, womit ein wesentliches Ziel der vorliegenden Erfindung erreicht wäre.
Im Interesse dieser Zielerreichung kann es vorgesehen sein, dass eine Speicherung, Auswertung und Klassifizierung der erfassten, auf eine Störung hinweisende Prozessparameter dahingehend erfolgt, dass den Fehlermeldungen im Rahmen der Auswertung eine Priorität zugewiesen wird. Tritt die gleiche Fehlermeldung innerhalb eines definierten Zeitraums mehrfach auf, dann ist es sinnvoll, einer solchen Störung eine höhere Priorität zuzuweisen. Erreicht die Priorität einen bestimmten Grenzwert oder Schwellenwert, dann kann eine entsprechende Information erzeugt werden, die bspw. eine Anweisung an den Operator des entsprechenden Anlagenabschnitts oder Anlagenmoduls enthalten kann, innerhalb eines vorgegebenen Zeitrahmens eine entsprechende Funktionsprüfung vorzunehmen. Diese Information kann insbesondere ein Ereignis oder Fehlerereignis entsprechend obiger Definition darstellen, woraus ergänzend ein Steuerparameter für prozessbeeinflussende oder prozessverändernde Steuervorgaben im Verfahren generiert werden kann, was die zusätzliche Option umfasst, regelungstechnische Steuerungseingriffe vorzunehmen.
Um für eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Beispiel zu geben, kann ein Verpackungsmodul betrachtet werden, in welchem in einer Sekundärverpackung, gebildet bspw. durch einen Umverpackungs-Karton, zu verpackende Primärverpackungen, gebildet bspw. durch Getränkebehälter oder Flaschen, jeweils gruppenweise erfasst und in der genannten Sekundärverpackung angeordnet werden. D.h., die Flaschen können gruppiert und in der Umverpackung angeordnet werden. Zum Erfassen der Flaschengruppen können entsprechend ausgestattete Greifermodule eingesetzt werden, wobei sich in der Praxis Greiferköpfe mit Greifertulpen bewährt haben, so dass jede zu ergreifende Flasche mittels einer der im Greiferkopf angeordneten Greifertulpen erfasst wird. Auf diese Weise können größere Flaschengruppierungen gleichzeitig erfasst werden, indem die entsprechend im Greiferkopf angeordneten Greifertulpen über die zu ergreifende Gruppierung bewegt, dort abgesenkt und die Greifertulpen zum richtigen Zeitpunkt und in der richtigen Position aktiviert werden.
Ist eine dieser Greifertulpen defekt, dann wird die jeweilige Flasche nicht korrekt erfasst und fällt beim Anheben der Flaschengruppe unter ungünstigen Umständen aus dieser heraus. Wird ein solcher Verlust eines Artikels oder einer Flasche sensorisch detektiert, dann wird eine entsprechende Information abgespeichert. Wird im Rahmen der Auswertung der gespeicherten Werte eine Häufung des Fehlers „Flasche geht verloren“ ermittelt, dann kann daraus zwar einerseits auf ein wiederholtes Vorkommnis geschlossen werden. Handelt es sich jedoch mehrfach um dieselbe Greifertulpe, dann kann aus dem wiederholt auftretenden Ereignis eine Zusatzinformation abgeleitet werden, die bspw. auf einen grundlegenden mechanischen Defekt oder auf eine verschleißbedingte Fehleranfälligkeit schließen kann. Der letzte Fall gewinnt insbesondere dann eine höhere Plausibilität, wenn der Fehler zwar gehäuft oder wiederholt auftritt, aber die Greifertulpe in manchen Fällen noch immer einwandfrei funktioniert. Somit könnte in einem solchen Fall eine Fehlermeldung in der Art „unter Umständen Verschleiß einer Greifertulpe“ definiert und ein entsprechender Steuerparameter generiert werden.
Sofern es sich nicht um einen erkennbaren Totalausfall einer einzelnen Greifertulpe im Greiferkopf handelt, was an einer wiederholten einwandfreien Funktionsweise erkannt werden kann, die ggf. von gelegentlichen Fehlfunktionen unterbrochen ist, könnte ein sinnvoller Steuerparameter bspw. in einer Ansteuerung der betroffenen Greifertulpe mit moderat erhöhtem Saugdruck bestehen. Sofern sich durch eine solche Maßnahme die Fehlerhäufigkeit reduzieren lässt, was wiederum durch entsprechende Auswertung der sensorischen Überwachung der Aufnahmequalität des Greiferkopfes erfasst werden kann, wird der erhöhte Saugdruck vorzugsweise aufrechterhalten, wodurch ein geschlossener Regelkreis für diese spezifische Überwachungs- und Steuerungsaufgabe innerhalb des Handhabungsprozesses für das beschriebene Flaschenhandling gebildet ist.
Sofern jedoch eine solche Regelung nicht gewünscht oder nicht benötigt wird, kann ein sinnvoller Steuerparameter auch in Gestalt einer Informationsausgabe über eine grafische Benutzeroberfläche erzeugt werden, wobei eine solche Informationsausgabe den Operator der Anlage anweisen kann, den Greiferkopf zu überprüfen und defekte Greifertulpen ggf. innerhalb kurzer Zeit auszutauschen, um wieder die gewünschte Prozessqualität erzielen zu können. Wahlweise kann ein gemessener Verschleiß innerhalb eines solchen Greiferkopfes, der aus einem sich allmählich oder kontinuierlich vergrößernden Fehlerwert abgeleitet werden kann, in der oben beschriebenen Weise zur Prognose von Ausfallwahrscheinlichkeiten der betroffenen Greifertulpen genutzt werden. So liefern die sich vergrößernden Verschleiß-Messwerte insbesondere Aussagen über eine verbleibende Restlaufzeit, bevor eine noch zu tolerierende Verschleißgrenze der jeweiligen Greifertulpe erreicht ist. Aus den Prognosewerten lassen sich dann modifizierte Wartungszyklen generieren, um einen tatsächlichen Ausfall des Greiferkopfes mit hoher Zuverlässigkeit vermeiden zu können.
Eine weitere Ausführungsform kann vorsehen, dass eine automatisierte Fehlerbehebung vermittels eines geeigneten Roboters, einer autonom arbeitenden Fehlerbehebungseinrichtung o. dgl. erfolgen kann, ggf. unter Unterstützung eines fahrerlosen Transportsystems (sog. FTS). In diesem Fall werden sinnvollerweise solche Steuerparameter erzeugt, die in der Lage sind, einen solchermaßen programmierten Roboter oder eine andere geeignete Fehlerbehebungseinrichtung entsprechend zu kontrollieren und die automatisierte Fehlerbehebung anzusteuern.
Sofern aus Sicht des angesprochenen Fachmannes sinnvoll miteinander kombinierbar, können einige der oder alle dieser zuvor genannten Variationen oder Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens wahlweise auch miteinander kombiniert werden, um das oben formulierte Ziel zumindest teilweise zu erreichen, um sich dem formulierten Ziel so weit wie möglich anzunähern und/oder um den gewünschten Effekt der Erfindung zumindest näherungsweise zu erzielen.
Neben dem zuvor in verschiedenen Ausführungsvarianten und alternativen Ausprägungen beschriebenen Verfahren zur Steuerung von Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozessen von Behältern mit darin aufgenommenen flüssigen oder pastösen Produkten wird zur Erreichung des oben genannten Ziels weiterhin eine Anlage zur Produktion, Abfüllung, Handhabung, Verpackung und/oder Förderung von Behältern mit darin aufgenommenen flüssigen oder pastösen Produkten vorgeschlagen, welche die Merkmale des entsprechenden unabhängigen Anspruchs umfasst. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist diese Anlage an zumindest einen Anlagenmodul mit wenigstens einem Sensor ausgestattet, der dafür vorgesehen und in einer Weise ausgestattet ist, um zumindest einen Prozessparameter der in Betrieb befindlichen Anlage sensorisch zu erfassen und entsprechende Ausgangssignale zu generieren, die einer weiteren Sensordatenverarbeitung zuführbar sind. Zumindest ein Sensor von ggf. mehreren vorhandenen Sensoren kann bspw. einem Transportbereich oder einem Handhabungsmodul der Verpackungsanlage zugeordnet sein, während es darüber hinaus sinnvoll sein kann, einen zweiten Sensor einem anderen Transportbereich oder einem anderen Handhabungsmodul der Verpackungsanlage zuzuordnen, wobei vorzugsweise alle Sensorsignale gleichermaßen erfasst und einer Auswertung mit dem Ziele einer Erkennung und Vermeidung von fehlerhaften Prozessabläufen und/oder einer Optimierung der Anlagensteuerung zur Verfügung gestellt werden können. Diese angestrebte Optimierung der Anlagensteuerung durch Erkennung und Vermeidung von fehlerhaften Prozessphasen oder Einzelprozessen kann durchaus iterativ erfolgen, etwa durch Erkennung sich wiederholender Fehler und entsprechende Eingriffe an prozessrelevanten Stellen der Anlage oder einzelner Module hiervon.
Um diese Sensordatenverarbeitung in sinnvoller Weise zu ermöglichen, kann die erfindungsgemäße Verpackungsanlage bzw. die erfindungsgemäße und oben so definierte Anlage zur Produktion, Abfüllung, Handhabung, Verpackung und/oder Förderung von Behältern eine Steuerungseinheit umfassen, wobei diese Steuerungseinheit dazu ausgebildet sein kann, die Daten des ersten Sensors und/oder des zweiten Sensors zu verarbeiten, zu bewerten und zu vergleichen und dadurch Merkmalsparameter der in der Anlage ablaufenden Förder- und/oder Verarbeitungsprozesse und/oder der dort beförderten, behandelten, verarbeiteten und dabei ggf. veränderten Artikel oder Behälter zu gewinnen, wiederum mit dem Ziel, hierdurch die durchgeführten Prozesse verbessern und optimieren zu können.
Die eingesetzte Sensorik kann bspw. durch Lichtschrankensysteme oder durch bildverarbeitende Systeme unterschiedlicher Art gebildet sein. Als bildverarbeitende Systeme eignen sich bspw. Kamerasystem mit jeweils nachgeschalteter Bildauswertung, die hochaufgelöste Sensordaten zur Ermittlung der interessierenden Prozessparameter liefern können.
Der erfindungsgemäßen Anlage zur Produktion, Abfüllung, Handhabung, Verpackung und/oder Förderung von Behältern kann außerdem eine automatisiert und auf Grundlage der ermittelten und verarbeiteten Sensordaten ansteuerbare Handhabungseinrichtung oder Fehlerbeseitigungseinrichtung unterschiedlicher Wirkungsweise und/oder Bauart zugeordnet sein. Eine solche Handhabungseinrichtung oder Fehlerbeseitigungseinrichtung kann bspw. durch einen stationär angeordneten oder mobilen und entlang der Anlagenmodule an unterschiedlichen Positionen einsetzbaren Roboter mit beweglichem Greifarm gebildet sein, der in der Lage ist, viele der sensorisch festgestellten Fehler oder Blockaden, die sich etwa durch umgefallene oder verklemmte Behälter ergeben können, kurzfristig durch Entnahme des betroffenen Behälters zu beseitigen.
Eine solche Handhabungseinrichtung oder Fehlerbeseitigungseinrichtung kann bspw. auch durch ein sog. FTS, d.h. durch ein fahrerloses Transportsystem oder ein fahrerloses Transportfahrzeug gebildet sein, auf dem ein roboterartiger Greifarm montiert sein kann, um die beschriebenen Fehler oder Blockaden zu beseitigen oder aufzulösen.
Im Falle einer Verpackungsanlage kann eine Entnahmeeinrichtung bspw. durch einen Roboter mit beweglichem Greifarm gebildet sein, wobei ein solcher Roboter vorzugsweise derart ansteuerbar ist, dass er als fehlerhaft erkannte Behälter oder Behälterzusammenstellungen wie bspw. mit Folie umhüllte Schrumpfgebinde ergreifen und in einen hierfür bereitstehenden Ausschussbehälter überführen kann. Ebenso denkbar sind Ausführungsvarianten, bei denen die Entnahmeeinrichtung durch einen Schieber o. dgl. gebildet ist, welcher Schieber querbeweglich zu einer Transportrichtung der Behälter, der Behälterzusammenstellungen oder bspw. der Schrumpfgebinde innerhalb der Verpackungsanlage ausgebildet ist, so dass ein solcher Schieber die als fehlerhaft erkannten Behälter, Behälterzusammenstellungen oder Schrumpfgebinde in einen neben einer Transporteinrichtung für die Schrumpfgebinde angeordneten Ausschussbehälter überführen kann.
Alle diese automatisiert und ferngesteuert arbeitenden Handhabungseinrichtungen oder Fehlerbeseitigungseinrichtungen weisen den Vorteil auf, dass bei zahlreichen festgestellten Fehlern eine unmittelbar oder zeitnahe Beseitigung erfolgen kann, ohne dass ein Anlagenstopp notwendig ist, was die Effektivität des Anlagenbetriebs deutlich verbessern und wesentlich dazu beitragen kann, der gewünschten Optimierung der mit der Anlage ausgeführten Prozesse näherzukommen oder diese Optimierung zu erreichen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die hier so bezeichnete Anlage zur Produktion, Abfüllung, Handhabung, Verpackung und/oder Förderung von Behältern auch ganz allgemein als Getränkebehandlungsmaschine bezeichnet werden kann. Darüber hinaus kann eine solche Anlage auch allgemein der Getränkeproduktion dienen, etwa im Falle einer Brauanlage.
Da eine solche Anlage typischerweise durch eine größere Mehrzahl an fördertechnisch miteinander verbundenen Modulen gebildet ist, seien hier beispielhaft einige dieser Module genannt. Ein solches Einzelmodul einer erfindungsgemäßen Anlage zur Produktion, Abfüllung, Handhabung, Verpackung und/oder Förderung von Behältern kann bspw. ein Entgaser für Getränke oder Getränkezutaten sein, ein Modul zur Kurzzeiterhitzung, ein sog. Pasteur oder auch ein Modul zur Direkterhitzung von Getränken und/oder der die Getränke aufnehmenden Behälter.
Weitere Moduleinheiten einer erfindungsgemäßen Anlage zur Produktion, Abfüllung, Handhabung, Verpackung und/oder Förderung von Behältern und/oder zur Getränkeproduktion können bspw. ein Puffertank sein, ein Ventil für Getränkeleitungen oder mehrere solche Ventile für Getränkeleitungen oder getränkeführende Rohrleitungen. Auch ein Sudhaus einer Brauanlage kann als Einzelmodul einer erfindungsgemäßen Anlage betrachtet werden, ebenso wie ein Maischkessel, die Seperatoren einer Brauanlage, eine Würzepfanne oder andere Einzelkomponenten.
Weiter Anlagenteile können durch Homogenisatoren, Wärmetauscher, Pumpen, Karbonisierer, CIP-Anlage und anderes mehr gebildet sein.
Schließlich sind auch alle Förderabschnitte, die für die Verbindung aufeinanderfolgender Anlagenmodule erforderlich sind, als Einzelmodule im Sinne obiger Definition zu betrachten, so dass auch diese Förderabschnitte sinnvollerweise sensorisch zu überwachen und ggf. auftretende Störungen mittels geeigneter Handhabungseingriffe automatisiert oder teilautomatisiert zu beheben sind. Als sensorische Überwachungseinrichtungen kommen bspw. Einzelgassensensoren in Frage, die jegliche Störungen oder Stauungen im Behältertransport erkennen können, unabhängig von der Anzahl jeweils parallel verlaufender Transport- oder Fördergassen.
Alle diese genannten Anlagenteile, Einzelmodule und Anlagenkomponenten, die jeweils Teil eines größeren Anlagenzusammenhangs sein können, können jeweils mit Sensoren ausgestattet sein, sofern dies jeweils zweckmäßig ist. Die Daten dieser Sensoren können in der beschriebenen Weise ausgewertet und zur Steuerung der genannten Anlagenmodule verwendet werden, etwa um verschleißbedingte Störungen zu reduzieren, aber auch zur Vermeidung von Störungen, die auf allgemeines Bauteilversagen zurückgehen, auf menschliche Fehlbedienungen oder auf anderen Ursachen beruhen können.
Sofern ein geringerer Automatisierungsgrad bei der Anlagensteuerung und Prozessoptimierung angestrebt ist, können nach Auswertung und Kategorisierung aller aufgetretenen und sensorisch ermittelten Fehler und Störungen wahlweise auch entsprechende Visualisierungen generiert werden, etwa an einer hierfür geeigneten Anzeigeeinrichtung, an einem Eingabeterminal mit zugehörigem Bildschirm etc., was üblicherweise auch als Benutzerschnittstelle (HMI - Human Machine Interface) mit zugehöriger Informationsdarstellung bezeichnet wird. Durch entsprechende grafische Anzeige und/oder Aufbereitung mitsamt grafischer Wiedergabe der Daten kann einem Operator oder Anlagenführer eine leicht erkennbare und schnell zu erfassende Information über einen Verschleißzustand der betroffenen Anlagenmodule oder über den generellen Pflegezustand übermittelt werden, was ihm die Beurteilung der Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit der ablaufenden Prozesse ermöglicht oder erleichtert.
Wiederum sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass einige der oder alle dieser zuvor genannten Variationen oder Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Anlage wahlweise auch miteinander kombiniert werden können, um das oben formulierten Ziel zumindest teilweise zu erreichen und/oder um den gewünschten Effekt der Erfindung zu erzielen. Dies gilt sinnvollerweise allerdings nur für die Fälle, die der Fachmann als sinnvoll miteinander zu kombinieren erkennt.
Außerdem ist an dieser Stelle darauf hinzuweisen, dass alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anlage zur Produktion, Abfüllung, Handhabung, Verpackung und/oder Förderung von Behältern erläutert wurden, gleichermaßen Teilaspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens betreffen oder bilden können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zur erfindungsgemäßen Anlage von bestimmten Aspekten und/oder Zusammenhängen und/oder Wirkungen die Rede ist, so gilt dies gleichermaßen für das erfindungsgemäße Verfahren. In umgekehrter Weise gilt dasselbe, so dass auch alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert wurden, gleichermaßen Teilaspekte der erfindungsgemäßen Anlage zur Produktion, Abfüllung, Handhabung, Verpackung und/oder Förderung von Behältern betreffen oder sein können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zum erfindungsgemäßen Verfahren von bestimmten Aspekten und/oder Zusammenhängen und/oder Wirkungen die Rede ist, so gilt dies gleichermaßen für die erfindungsgemäße Anlage.
Die nachfolgenden Ausführungen fassen nochmal einige Aspekte der zuvor bereits in verschiedenen Ausführungsvarianten erläuterten Erfindung zusammen, konkretisieren einige Aspekte, sollen jedoch nicht im Widerspruch zu den bereits gemachten Ausführungen gesehen werden, sondern in Zusammenschau, bei Zweifeln ggf. als speziellere Ausführungsvarianten und/oder Abwandlungen. So kann die erfindungsgemäße Anlage insbesondere zur Produktion, Abfüllung, Handhabung, Verpackung und/oder Förderung von Behältern mit darin aufgenommenen flüssigen oder pastösen Produkten eingesetzt werden.
Bei solchen Behältern, die mit einer erfindungsgemäßen Behälterbehandlungsanlage unter Anwendung des hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens verarbeitet werden, handelt es sich vorzugsweise um verschlossene Behälter mit darin aufgenommenen flüssigen oder pastösen Produkten, insbesondere um Behälter aus Kunststoff, Glass oder Metall. Besonders bevorzugt kann es sich um Getränkebehälter in Form von Flaschen oder Dosen handeln.
Die hier beispielhaft erläuterte Behälterbehandlungsanlage kann vorzugsweise mindestens ein erstes Anlagenmodul umfassen, das bspw. durch ein Etikettiermodul o. dgl. gebildet ist, in das zuvor abgefüllte Behälter mittels eines Behälterzulaufs in einer definierten Transportrichtung hineinbefördert werden, um dort etikettiert zu werden. Ein Transportabschnitt mit mehreren parallelen Einzelgassen, die jeweils durch definiert voneinander beabstandete Gassenbleche voneinander abgetrennt und gemäß der Behälterdurchmesser sinnvoll voneinander beabstandet sind, kann in Transportrichtung zu einem sich an das erste Anlagenmodul anschließenden zweiten Anlagenmodul führen.
Dieses zweite Anlagenmodul kann bspw. durch eine Gruppierstation gebildet sein, in der eine definierte Anzahl an Behältern gruppiert werden, um in einem nachfolgenden dritten Anlagenmodul verpackt zu werden. Somit kann das dritte Anlagenmodul bspw. durch eine Verpackungsstation gebildet sein, in welcher die zuvor gruppierten Behälter in geeigneter Weise verpackt und zu Verpackungseinheiten weiterverarbeitet werden können, etwa durch Ausstattung mit einem Verpackungszuschnitt aus Karton, durch Umhüllung mit unter Wärmeeinwirkung schrumpfbarer Verpackungsfolie, durch Aufbringen einer um die Behälter gespannten Umreifung oder durch Einsatz anderer, hier nicht genannter Verpackungsmittel oder Umverpackungen.
Sofern sich das durch die Verpackungsstation gebildete dritte Anlagenmodul nicht unmittelbar an das durch die Gruppierstation gebildete zweite Anlagenmodul anschließt, kann sich auch zwischen dem beiden Anlagenmodulen ein weiterer Transportabschnitt befinden, auf dem die gruppierten Behälter in Transportrichtung von der Gruppierstation zur Verpackungsstation weiterbefördert werden. An das dritte Anlagenmodul oder die Verpackungsstation können sich weitere Anlagenteile oder Module anschließen, etwa zur Palettierung der zuvor in der Verpackungsstation gebildeten Verpackungseinheiten.
Die Anlage ist mit mehreren Sensoren ausgestattet, die sich jeweils im Transportabschnitt zur sensorischen Überwachung des Behältertransports innerhalb der Transportgassen angeordnet befinden können. Mittels der Sensoren kann in einem ersten Verfahrensschritt sensorisch ermittelt werden, ob Störungen im überwachten Anlagenbereich vorliegen, hier innerhalb der einzelnen Transportgassen des Transportabschnittes. Diese im ersten Verfahrensschritt ermittelten Prozessparameter, welche sich auf den ordnungsgemäßen Transport der Behälter innerhalb des Transportabschnittes beziehen, können fortlaufend oder auch zyklisch in wiederkehrenden Zeitabständen erfasst werden.
Der oder die Prozessparameter können bspw. mittels optischer Sensoren ermittelt werden, wobei diese optischen Sensoren in vorteilhafter Weise durch jeweils den einzelnen Transportgassen des definierten Transportabschnittes zugeordneten Kameras mit nachgeschalteter Bildauswertung gebildet sein können, um solchermaßen etwa Stauungen durch verklemmte oder umgefallene Behälter innerhalb der einzelnen Transportgassen zu erkennen. Die Sensoren oder Kameras liefern jeweils Bildsignaldaten an eine nachgeschaltete Auswerteeinrichtung, die für die Datenauswertung der gelieferten Bildsignaldaten verantwortlich ist.
In einem zweiten Verfahrensschritt kann der jeweils ermittelte Prozessparameter in Gestalt der von den Sensoren oder den Kameras gelieferten Bildsignaldaten in der Auswerteeinrichtung gespeichert und in einem dritten Verfahrensschritt mittels einer dort implementierten Datenauswertung verarbeitet werden.
Bei der innerhalb der Auswerteeinrichtung durchgeführten Datenauswertung gemäß dem dritten Verfahrensschritt können die gespeicherten Werte der Bildsignaldaten insbesondere hinsichtlich einer typischen Häufung an Abweichungen von definierten Sollwertbereichen innerhalb definierter Zeiträume und/oder im Zusammenhang mit zuvor vorgenommenen Prozessmodifikationen ausgewertet werden. Im Rahmen der Auswertung der gespeicherten Werte bzw. Bildsignaldaten wird somit eine Anzahl an festgestellten Über- oder Unterschreitungen der durch die jeweiligen Sollwertbereiche vorgegebenen Grenzwerte und/oder ein Ausmaß der Abweichung vom jeweiligen Sollwertbereich ermittelt, um solchermaßen typische Störungsmuster erkennen und ggf. beheben zu können.
Bei einer Überschreitung einer definierten Anzahl an Abweichungen vom jeweiligen Sollwertbereich oder bei einer Abweichung vom jeweiligen Sollwertbereich, die ein gegebenes Ausmaß überschreitet oder bei einer Kombination der genannten Abweichungen wird in einem vierten Verfahrensschritt ein Ereignis definiert und daraus ein bestimmter Steuerparameter für prozessbeeinflussende oder prozessverändernde Steuervorgaben im Verfahren generiert. Dieser Steuerparameter kann bspw. Steuerdaten für einen Aktor, für eine Verstelleinrichtung o. dgl. liefern, mit deren Hilfe eine prozessbeeinflussende Maßnahme getroffen werden kann, etwa ein Einstellvorgang zur Breitenjustierung der Gassenbleche oder eine andere geeignete Maßnahme.
Bei dem hier beschriebenen Verfahren kann wahlweise weiterhin vorgesehen sein, dass die im ersten Verfahrensschritt sensorisch ermittelten Werte oder Bildsignaldaten, die den wenigstens einen Prozessparameter repräsentieren, in einer Datenbank innerhalb der Auswerteeinrichtung gespeichert und der Datenauswertung fortlaufend zur Verfügung gestellt werden. Das im vierten Verfahrensschritt definierte Fehlerereignis kann somit jederzeit aus der Datenauswertung abgeleitet werden, wobei unterschiedliche Sollwerte vorgegeben und/oder die zugelassene Anzahl an Abweichungen vom jeweiligen Sollwertbereich bedarfsweise variiert werden können.
Mit dem Verfahren kann auf diese Weise ein innerhalb des vorgegebenen Sollwertbereiches befindlicher sensorisch ermittelter Parameterwert mit einem annähernd störungsfrei ablaufenden Teilabschnitt des jeweiligen Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozesses korreliert sein. Dieser Teilabschnitt kann bspw. durch den erwähnten Transportabschnitt gebildet sein, der sich zwischen dem ersten Anlagenmodul und dem zweiten Anlagenmodul der Behälterbehandlungsanlage befindet.
Zudem kann mit dem Verfahren eine unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes bleibende Häufung an Überschreitungen des Sollwertbereiches mit einem störungsarm ablaufenden und vorgegebene Güteanforderungen einhaltenden Teilabschnitt des jeweiligen Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozesses korreliert sein, wobei dieser Teilabschnitt hier durch den Transportabschnitt gebildet sein kann, wahlweise aber auch andere Bereiche der Anlage abbilden kann.
Die Verarbeitung des im vierten Verfahrensschritt definierten Ereignisses innerhalb der Datenauswertung der Auswerteeinrichtung kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. So kann bei einer ersten Variante des Verfahrens vorgesehen sein, dass aus dem definierten Ereignis der erwähnte Steuerparameter in Form eines Fehlerereignisses abgeleitet wird, das zu einem Anhalten zumindest des betroffenen Teilabschnittes des jeweiligen Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozesses oder des gesamten Prozesses der Anlage führt. Ein Anhalten des Prozesses in seiner Gesamtheit kann insbesondere bei kritischen Parameterabweichungen oder zu großen Abweichungen sinnvoll sein, die keine Fortsetzung des Prozesses mehr sinnvoll erscheinen lassen, etwa weil tiefgreifende Störungen zu erwarten oder die gravierenden Störungsfolgen zunächst beseitigt werden müssen, bevor der Prozess wieder anlaufen kann. Dies kann etwa durch eine nicht ohne weiteres behebbare Blockade einer der Transportgassen des Transportabschnittes gegeben sein, so dass innerhalb der Gruppierstation keine vollständigen Behältergruppierungen mehr gebildet werden können.
Bei einer zweiten Variante des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass aus dem definierten Ereignis zumindest ein Steuerparameter abgeleitet wird, aus dem prozessbeeinflussende oder prozessverändernde Steuervorgaben für das Verfahren gebildet werden. Solche Steuervorgaben können insbesondere sinnvolle Korrekturen im Prozessablauf einleiten oder bewirken, die entweder zu einer Aufrechterhaltung des jeweils ablaufenden Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozesses oder zu dessen Verbesserung, d.h. zu einer Verringerung der Störungseinflüsse oder der Störungsanfälligkeit, beitragen können.
Ein oben schon genanntes Beispiel hierfür kann etwa die Justierung der Gassenbleche mittels motorischer Verstellung sein. Ein weiteres Beispiel für eine solche Maßnahme wäre die Nutzung der Steuerparameter als Steuervorgaben für einen Entnahmeroboter, der einen umgefallen oder verklemmten Behälter aus der betreffenden Transportgasse entnehmen und den einwandfreien Transport in Transportrichtung innerhalb der zuvor störungsbehafteten Transportgasse wiederherstellen kann.
Bei einer weniger invasiven dritten Variante des Verfahrens kann außerdem vorgesehen sein, dass aus dem definierten Ereignis ein Steuerparameter in Form eines Fehlerereignisses abgeleitet wird, das zumindest gespeichert und vorzugsweise über eine Benutzerschnittstelle wie eine Anzeigeeinrichtung o. dgl. visualisiert oder auf sonstige Weise einem Benutzer zugänglich gemacht wird. Bei dieser Variante des Verfahrens können die Fehlerereignisse auf unterschiedliche Weise vom Benutzer verarbeitet und/oder modifiziert werden, bevor sie ggf. als prozessverändernde oder prozessbeeinflussende Stellgrößen verwendet werden. Erwähnenswert und im Zusammenhang mit dem vierten Verfahrensschritt des Verfahrens zu sehen ist die weitere Möglichkeit, im Wesentlichen nicht nur jegliche prozessbeeinflussende Störungen durch sensorische Überwachung der entsprechenden Prozessabschnitte und Prozessphasen zu erkennen, hier etwa des erwähnten Transportabschnittes, sondern diese Störungsmeldungen (z.B. Bildsignaldaten) auch zu sammeln, zu speichern und darüber hinaus zu klassifizieren, um weitergehende Informationen und Erkenntnisse über die Art der Störungen, ihren Schweregrad und die Wahrscheinlichkeit ihres wiederholten Auftretens zu gewinnen. Die Datenauswertung kann die aufgetretenen und sensorisch erfassten Störungen im Prozessablauf in geeigneter Weise klassifizieren und in verschleißbedingt auftretende Störungen oder in untypische Störungen unterteilen. In Abhängigkeit von der vorgenommenen Klassifizierung stehen dann unterschiedliche Handlungsoptionen zur Verfügung, die weiter unten anhand von weiteren Ausführungsbeispielen betrachtet werden sollen.
Wahlweise kann die Anlage auch andere Elemente und Module aufweisen, die oben noch nicht genannt wurden, so unter anderem eine Behälterzuführung. Eine solche Behälterzuführung kann bspw. einen Massenstrombereich umfassen, in welchem zahlreiche Behälter im Massenstrom zugeführt und in einen ersten Gassenbereich, der insbesondere den oben mehrfach genannten ersten Transportabschnitt bilden kann, in erste breite Transportgassen eingedrängelt werden. Innerhalb der ersten breiten Transportgassen können dabei wahlweise noch mehrere Behälter zumindest teilweise nebeneinander in Transportrichtung bewegt werden. In einem zweiten Gassenbereich werden die Behälter in parallele Einzelgassen eingedrängelt, wobei die Behälter in jeder Einzelgasse einreihig hintereinander transportiert werden.
Der erste Gassenbereich und der zweite Gassenbereich umfassen vorzugsweise jeweils Gassenbleche, die die einzelnen Gassen voneinander abtrennen. Die Gassenbleche sind typischerweise hängend oberhalb einer Horizontalfördereinrichtung angeordnet, sinnvollerweise jeweils in paralleler Anordnung zueinander. Die Horizontalfördereinrichtung kann bspw. durch ein Förderband o.ä. gebildet sein, das geeignet ist zum stetigen Behältertransport in Transportrichtung.
Anschließend werden die nunmehr in parallelen Reihen angeordneten Behälter über einen Abförderbereich der weiteren Verarbeitung zugeführt, bspw. der Verpackung von Behältergruppen innerhalb eines Folieneinschlagmoduls o.ä. Somit kann der Abförderbereich wahlweise auch dem weiteren Transportabschnitt entsprechen, der die Behälter in der zuvor beschriebenen Anlagen- und Verfahrensvariante zu einer Verpackungsstation befördert.
Direkt im Einlaufrahmen des nachfolgenden Verpackungsmoduls oder im Einlaufrahmen des Abförderbereichs bzw. des weiteren Transportabschnittes zum nachfolgenden Verpackungsmodul oder an anderer geeigneter Stelle wird die Position der Behälter detektiert, vorzugsweise mittels optischer Sensoren. Wahlweise kann diese sensorische Erfassung durch senkrecht wirkende Abstandssensoren erfolgen, die jeweils die optischen Sensoren bilden können. Es kann bspw. vorgesehen sein, dass einzelne Abstandssensoren jeweils mit senkrecht nach unten wirkenden Lichtstrahlen arbeiten, die jeweils mit den darunter hinwegbeförderten Behältern wechselwirken.
Die von den optischen Sensoren oder den Abstandssensoren im Rahmen des ersten Verfahrensschrittes ermittelten Bildsignaldaten werden in dem zweiten Verfahrensschritt an die Auswerteeinrichtung übermittelt, die gleichzeitig eine Steuerungseinheit bildet. Die Auswerteeinrichtung oder Steuerungseinheit ordnet im Rahmen des dritten Verfahrensschritts eine ermittelte Störung einer jeweiligen Einzelgasse zu.
Die ermittelten Daten bzw. Prozessparameter können insbesondere in einer der Auswerteeinrichtung zugeordneten Datenbank gespeichert und der zuvor schon erläuterten Datenauswertung durch die Auswerteeinrichtung oder der hier so bezeichneten Steuerungseinheit fortlaufend zur Verfügung gestellt werden.
Im Rahmen der Auswertung der von den mehreren Abstandssensoren an die Auswerteeinrichtung übermittelten Bildsignaldaten wird insbesondere erfasst, wenn ein Störereignis in einer bestimmten Einzelgasse oder in einer der Transportgassen gehäuft auftritt. Wie dies zuvor schon erläutert wurde, kann ein Grund hierfür bspw. in einer falschen Einstellung der Gassenbreite durch eine fehlerhafte Positionierung der Gassenbleche zu suchen sein.
Im Rahmen des vierten Verfahrensschrittes wird beispielsweise als Ereignis eine Information erzeugt, die einen Hinweis bereitstellt, dass die Gasseneinstellung eine bestimmten Einzelgasse überprüft werden muss. Insbesondere wird das Ereignis aus der Datenauswertung abgeleitet. Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass hierbei eine Ausgabe auf einer Anzeigeeinrichtung erfolgt, die wahlweise mit einer grafischen Benutzeroberfläche o.ä. ausgestattet sein kann, um die Daten für einen Benutzer visualisieren und diesem Benutzereingaben erlauben zu können. Außerdem kann die Information zusätzlich mit einer akustischen Signalausgabe gekoppelt sein.
Im Gegensatz zum herkömmlicherweise unumgänglichen Maschinenstopp kann somit bei aufgetretenen Fehlern eine Empfehlung ausgegeben werden, die Einstellungen innerhalb der Behälterbehandlungsanlage genauer zu prüfen. Insbesondere wird eine dem Benutzer mittels der Anzeigeeinrichtung und der grafischen Benutzeroberfläche eine Empfehlung ausgegeben, welche Bereiche innerhalb der Behälterbehandlungsanlage und/oder welche Einstellungen an welcher Stelle genauer geprüft werden sollten.
Weiterhin kann es vorkommen, dass sich die Fehlermeldungen in Bezug auf eine bestimmte Gasse über eine längere Betriebsdauer auffällig häufen. Eine solche auffällige Häufung kann auf den Verschleiß eines Bauteils innerhalb dieser Gasse hindeuten, bspw. ein Verschleiß an einem Gassenblech oder auch von Röllchen eines Röllchenförderbandes oder der Mattenkette innerhalb des Gassenbereichs, so dass auf eine defekte oder fehlerhafte Horizontalfördereinrichtung geschlossen werden kann.
Im Rahmen des vierten Verfahrensschrittes wird bspw. als Ereignis eine Information erzeugt, die einen Hinweis bereitstellt, dass die Bauteile innerhalb der bestimmten Einzelgasse überprüft werden und gegebenenfalls getauscht werden müssen.
Die in der Auswerteeinrichtung gesammelten und mittels der Datenauswertung analysierten Daten können zudem zur Konstruktionsoptimierung verwendet werden, insbesondere durch einen Vergleich mit einer Datenbank, welche vordefinierte Einstellungen bereitstellt.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
Fig. 1A zeigt eine stark schematisierte Darstellung einer denkbaren Ausführungsvariante eines Anlagenausschnittes einer erfindungsgemäßen Anlage zur Produktion, Abfüllung, Handhabung, Verpackung und/oder Förderung von Behältern.
Fig. 1 B zeigt ein Blockdiagramm, welches in schematischer Weise die Verfahrensschritte eines Verfahrens zur Steuerung von Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozessen von Behältern darstellt. Fig. 2 zeigt in einer schematischen Ansicht von oben eine Behälterzuführung einer weiteren Ausführungsvariante einer Behälterbehandlungsanlage.
Fig. 3 zeigt eine Perspektivansicht eines Teilbereichs der Behälterzuführung gemäß Fig. 2.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Verwendung des in der Fig. 1 B schematisch veranschaulichten und vorbeschriebenen Verfahrens.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
Die stark schematisierte Darstellung der Fig. 1A veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer hier mit der Bezugsziffer 10 gekennzeichneten Anlage zur Produktion, Abfüllung, Handhabung, Verpackung und/oder Förderung von Behältern mit darin aufgenommenen flüssigen oder pastösen Produkten. Diese Anlage wird in der nachfolgenden Beschreibung auch als Behälterbehandlungsanlage 10 bezeichnet.
Die Fig. 1 B verdeutlicht aufeinander folgenden Verfahrensschritte 101 , 102, 103 und 104 eines Verfahrens 100 zur Steuerung von Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozessen von Behältern mit darin aufgenommenen flüssigen oder pastösen Produkten, insbesondere im Zusammenhang mit dem Betrieb einer Anlage 10 gemäß Fig. 1A. Es wird daher bei der folgenden Beschreibung wesentlicher Anlagenfunktionalitäten und der damit im Zusammenhang stehenden Verfahrensaspekte jeweils gleichermaßen auf die Figuren 1A und 1B Bezug genommen.
Bei den Behältern, die mit der erfindungsgemäßen Behälterbehandlungsanlage 10 unter Nutzung des Verfahrens 100 verarbeitet werden, handelt es sich vorzugsweise um verschlossene Behälter mit darin aufgenommenen flüssigen oder pastösen Produkten, insbesondere um Behälter aus Kunststoff, Glass oder Metall. Besonders bevorzugt handelt es sich um Getränkebehälter in Form von Flaschen oder Dosen.
Die Behälterbehandlungsanlage 10 gemäß Fig. 1A kann ein erstes Anlagenmodul 12 umfassen, das bspw. durch ein Etikettiermodul 14 o. dgl. gebildet ist, in das zuvor abgefüllte Behälter mittels eines Behälterzulaufs 16 in Transportrichtung TR (in Fig. 1A von links nach rechts gemäß Pfeilrichtung) hineinbefördert werden, um dort etikettiert zu werden. Ein Transportabschnitt 18 mit mehreren parallelen Einzelgassen 20, die jeweils durch definiert voneinander beabstandete Gassenbleche 22 voneinander abgetrennt und gemäß der Behälterdurchmesser sinnvoll voneinander beabstandet sind, führt in Transportrichtung TR zu einem sich an das erste Anlagenmodul 12 anschließenden zweiten Anlagenmodul 24.
Dieses zweite Anlagenmodul 24 kann bspw. durch eine Gruppierstation 26 gebildet sein, in der eine definierte Anzahl an Behältern 28, die in den Transportgassen 20 jeweils in schematischer Weise zeichnerisch angedeutet sind, gruppiert werden, um in einem nachfolgenden dritten Anlagenmodul 30 verpackt zu werden. Somit kann das hier lediglich angedeutete dritte Anlagenmodul 30 bspw. durch eine Verpackungsstation 32 gebildet sein, wo die zuvor gruppierten Behälter 28 in geeigneter Weise verpackt und zu Verpackungseinheiten weiterverarbeitet werden können, etwa durch Ausstattung mit einem Verpackungszuschnitt aus Karton, durch Umhüllung mit unter Wärmeeinwirkung schrumpfbarer Verpackungsfolie, durch Aufbringen einer um die Behälter 28 gespannten Umreifung oder durch Einsatz anderer, hier nicht genannter Verpackungsmittel oder Umverpackungen.
Sofern sich das durch die Verpackungsstation 32 gebildete dritte Anlagenmodul 30 nicht unmittelbar an das durch die Gruppierstation 26 gebildete zweite Anlagenmodul 24 anschließt, kann sich auch zwischen dem beiden Anlagenmodulen 24 und 30 ein weiterer Transportabschnitt 34 befinden, auf dem die gruppierten Behälter 28 in Transportrichtung TR von der Gruppierstation 26 zur Verpackungsstation 32 weiterbefördert werden. An das dritte Anlagenmodul 30 oder die Verpackungsstation 32 können sich weitere Anlagenteile oder Module anschließen, etwa zur Palettierung der zuvor in der Verpackungsstation 32 gebildeten Verpackungseinheiten, was aber hier nicht näher dargestellt ist, da es sich lediglich um eine schematische Darstellung einiger beispielhaft zu verstehender Module einer Behälterbehandlungsanlage 10 handeln soll.
In der Fig. 1A sind mehrere Sensoren 36 erkennbar, die sich jeweils im Transportabschnitt 18 zur sensorischen Überwachung des Behältertransports innerhalb der T ransportgassen 20 angeordnet befinden. Gemäß Fig. 1 B wird mittels der Sensoren 36 in einem ersten Verfahrensschritt 101 sensorisch ermittelt, ob Störungen im überwachten Anlagenbereich vorliegen, hier innerhalb der einzelnen Transportgassen 20 des Transportabschnittes 18. Dieser im ersten Verfahrensschritt 101 ermittelte Prozessparameter, der sich auf den ordnungsgemäßen Transport der Behälter 28 innerhalb des Transportabschnittes 18 bezieht, kann fortlaufend oder auch zyklisch in wiederkehrenden Zeitabständen erfasst werden.
Der oder die Prozessparameter können bspw. mittels optischer Sensoren 36 ermittelt werden, wobei diese optischen Sensoren 36 in vorteilhafter Weise durch jeweils den einzelnen Transportgassen 20 des Transportabschnittes 18 zugeordneten Kameras 38 mit nachgeschalteter Bildauswertung gebildet sein können, um solchermaßen etwa Stauungen durch verklemmte oder umgefallene Behälter 28 innerhalb der einzelnen Transportgassen 20 zu erkennen. Die Sensoren 36 oder Kameras 38 liefern jeweils Bildsignaldaten 40 an eine nachgeschaltete Auswerteeinrichtung 42, die für die Datenauswertung der gelieferten Bildsignaldaten 40 verantwortlich ist.
Gemäß dem in Fig. 1 B gezeigten Ablauf des Verfahrens 100 wird in einem zweiten Verfahrensschritt 102 der jeweils ermittelte Prozessparameter in Gestalt der von den Sensoren 36 oder den Kameras gelieferten Bildsignaldaten 40 in der Auswerteeinrichtung 42 gespeichert und in einem dritten Verfahrensschritt 103 mittels einer dort implementierten Datenauswertung 44 verarbeitet.
Bei der innerhalb der Auswerteeinrichtung 42 durchgeführten Datenauswertung 44 (vgl. Fig. 1 A) gemäß dem dritten Verfahrensschritt 103 (vgl. Fig. 1B) werden die gespeicherten Werte der Bildsignaldaten 40 hinsichtlich einer typischen Häufung an Abweichungen von definierten Sollwertbereichen innerhalb definierter Zeiträume und/oder im Zusammenhang mit zuvor vorgenommenen Prozessmodifikationen ausgewertet. Im Rahmen der Auswertung der gespeicherten Werte bzw. Bildsignaldaten 40 wird eine Anzahl an festgestellten Über- oder Unterschreitungen der durch die jeweiligen Sollwertbereiche vorgegebenen Grenzwerte und/oder ein Ausmaß der Abweichung vom jeweiligen Sollwertbereich ermittelt, um solchermaßen typische Störungsmuster erkennen und ggf. beheben zu können.
Bei einer Überschreitung einer definierten Anzahl an Abweichungen vom jeweiligen Sollwertbereich oder bei einer Abweichung vom jeweiligen Sollwertbereich, die ein gegebenes Ausmaß überschreitet oder bei einer Kombination der genannten Abweichungen wird in einem vierten Verfahrensschritt 104 ein Ereignis definiert und daraus ein Steuerparameter PM für prozessbeeinflussende oder prozessverändernde Steuervorgaben im Verfahren 100 generiert. Dieser Steuerparameter PM ist in der schematischen Darstellung der Fig. 1A als Datenpfeil dargestellt, der aus der Auswerteeinrichtung 42 herausführt und zum Transportabschnitt 18 hinführt, da er dort Steuerdaten für einen Aktor (hier nicht gezeigt), für eine Verstelleinrichtung o. dgl. liefern kann, mit deren Hilfe eine prozessbeeinflussende Maßnahme getroffen werden kann, etwa ein Einstellvorgang zur Breitenjustierung der Gassenbleche 22 oder eine andere geeignete Maßnahme.
Bei dem gezeigten Verfahren 100 kann wahlweise weiterhin vorgesehen sein, dass die im ersten Verfahrensschritt 101 sensorisch ermittelten Werte oder Bildsignaldaten 40, die den wenigstens einen Prozessparameter repräsentieren, in einer Datenbank innerhalb der Auswerteeinrichtung 42 gespeichert und der Datenauswertung 44 fortlaufend zur Verfügung gestellt werden.
Das in Fig. 1 B im vierten Verfahrensschritt 104 definierte Fehlerereignis kann somit jederzeit aus der Datenauswertung 44 abgeleitet werden, wobei unterschiedliche Sollwerte vorgegeben und/oder die zugelassene Anzahl an Abweichungen vom jeweiligen Sollwertbereich bedarfsweise variiert werden können.
Mit dem Verfahren 100 kann auf diese Weise ein innerhalb des vorgegebenen Sollwertbereiches befindlicher sensorisch ermittelter Parameterwert mit einem annähernd störungsfrei ablaufenden Teilabschnitt des jeweiligen Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozesses korreliert sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1A kann dieser Teilabschnitt bspw. durch den Transportabschnitt 18 gebildet sein, der sich zwischen dem ersten Anlagenmodul 12 und dem zweiten Anlagenmodul 24 der Behälterbehandlungsanlage 10 befindet.
Zudem kann mit dem Verfahren 100 eine unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes bleibende Häufung an Überschreitungen des Sollwertbereiches mit einem störungsarm ablaufenden und vorgegebene Güteanforderungen einhaltenden Teilabschnitt des jeweiligen Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozesses korreliert sein, wobei dieser Teilabschnitt hier durch den Transportabschnitt 18 gebildet ist, wahlweise aber auch andere Bereiche der Anlage 10 abbilden kann.
Die Verarbeitung des im vierten Verfahrensschritt 104 definierten Ereignisses innerhalb der Datenauswertung 44 der Auswerteeinrichtung 42 kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. So kann bei einer ersten Variante des Verfahrens 100 vorgesehen sein, dass aus dem definierten Ereignis der erwähnte Steuerparameter PM in Form eines Fehlerereignisses abgeleitet wird, das zu einem Anhalten zumindest des betroffenen Teilabschnittes des jeweiligen Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozesses oder des gesamten Prozesses der Anlage 10 führt. Ein Anhalten des Prozesses in seiner Gesamtheit kann insbesondere bei kritischen Parameterabweichungen oder zu großen Abweichungen sinnvoll sein, die keine Fortsetzung des Prozesses mehr sinnvoll erscheinen lassen, etwa weil tiefgreifende Störungen zu erwarten oder die gravierenden Störungsfolgen zunächst beseitigt werden müssen, bevor der Prozess wieder anlaufen kann. Dies kann etwa durch eine nicht ohne weiteres behebbare Blockade einer der Transportgassen 20 des Transportabschnittes 18 gegeben sein, so dass innerhalb der Gruppierstation 26 keine vollständigen Behältergruppierungen mehr gebildet werden können.
Bei einer zweiten Variante des Verfahrens 100 kann vorgesehen sein, dass aus dem definierten Ereignis zumindest ein Steuerparameter PM abgeleitet wird, aus dem prozessbeeinflussende oder prozessverändernde Steuervorgaben für das Verfahren 100 gebildet werden. Solche Steuervorgaben können insbesondere sinnvolle Korrekturen im Prozessablauf einleiten oder bewirken, die entweder zu einer Aufrechterhaltung des jeweils ablaufenden Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozesses oder zu dessen Verbesserung, d.h. zu einer Verringerung der Störungseinflüsse oder der Störungsanfälligkeit, beitragen können.
Ein oben schon genanntes Beispiel hierfür kann etwa die Justierung der Gassenbleche 22 mittels motorischer Verstellung sein. Ein weiteres Beispiel für eine solche Maßnahme wäre die Nutzung der Steuerparameter PM als Steuervorgaben für einen Entnahmeroboter (hier nicht gezeigt), der einen umgefallen oder verklemmten Behälter 28 aus der betreffenden Transportgasse 20 entnehmen und den einwandfreien Transport in Transportrichtung TR innerhalb der zuvor störungsbehafteten Transportgasse 20 wiederherstellen kann.
Bei einer weniger invasiven dritten Variante des Verfahrens 100 kann außerdem vorgesehen sein, dass aus dem definierten Ereignis ein Steuerparameter PM in Form eines Fehlerereignisses abgeleitet wird, das zumindest gespeichert und vorzugsweise über eine Benutzerschnittstelle wie eine Anzeigeeinrichtung 46 o. dgl. visualisiert oder auf sonstige Weise einem Benutzer zugänglich gemacht wird. Bei dieser Variante des Verfahrens 100 können die Fehlerereignisse auf unterschiedliche Weise vom Benutzer verarbeitet und/oder modifiziert werden, bevor sie ggf. als prozessverändernde oder prozessbeeinflussende Stellgrößen verwendet werden. Diese alternativ oder ergänzend zu verstehende Option ist in Fig. 1A durch den unterbrochenen Datenpfeil zwischen der Auswerteeinrichtung 42 und der Anzeigeeinrichtung 46 angedeutet. Erwähnenswert und im Zusammenhang mit dem vierten Verfahrensschritt 104 des in Fig. 1B gezeigten Verfahrens ist die Möglichkeit, im Wesentlichen nicht nur jegliche prozessbeeinflussende Störungen durch sensorische Überwachung der entsprechenden Prozessabschnitte und Prozessphasen zu erkennen (hier des Transportabschnittes 18), sondern diese Störungsmeldungen (Bildsignaldaten 40) auch zu sammeln, zu speichern und darüber hinaus zu klassifizieren, um weitergehende Informationen und Erkenntnisse über die Art der Störungen, ihren Schweregrad und die Wahrscheinlichkeit ihres wiederholten Auftretens zu gewinnen. Die Datenauswertung 44 kann die aufgetretenen und sensorisch erfassten Störungen im Prozessablauf in geeigneter Weise klassifizieren und in verschleißbedingt auftretende Störungen oder in untypische Störungen unterteilen. In Abhängigkeit von der vorgenommenen Klassifizierung stehen dann unterschiedliche Handlungsoptionen zur Verfügung, die weiter unten anhand von weiteren Ausführungsbeispielen betrachtet werden sollen.
Die schematische Ansicht der Fig. 2 zeigt einen Anlagenausschnitt mit einer Behälterzuführung 16 einer Behälterbehandlungsanlage 10, die jedoch andere Elemente und Module aufweist als die die zuvor in Fig. 1A gezeigte Anlage 10. Die Fig. 3 zeigt eine Perspektivansicht eines Teilbereichs der Behälterzuführung 16 gemäß Fig. 2.
Die Behälterzuführung 16 umfasst einen Massenstrombereich 48, in welchem die hier nicht näher erkennbaren Behälter 28 (vgl. Fig. 1 A) im Massenstrom zugeführt und in einem ersten Gassenbereich 50, der hier den ersten Transportabschnitt 18 bildet, in erste breite Transportgassen 20 eingedrängelt werden. Innerhalb den ersten breiten Transportgassen 20 werden noch mehrere Behälter 28 zumindest teilweise nebeneinander in Transportrichtung TR bewegt. In einem zweiten Gassenbereich 52 werden die Behälter in parallele Einzelgassen 54 eingedrängelt, wobei die Behälter 28 in jeder Einzelgasse 54 einreihig hintereinander transportiert werden.
Der erste Gassenbereich 20 und der zweite Gassenbereich 52 umfassen jeweils Gassenbleche 22, die die einzelnen Gassen 20 und 52 voneinander abtrennen. Die Gassenbleche 22 sind hängend oberhalb einer Horizontalfördereinrichtung 56 angeordnet, sinnvollerweise jeweils in paralleler Anordnung zueinander. Die hier lediglich schematisch angedeutete Horizontalfördereinrichtung 56 kann bspw. durch ein Förderband o.ä. gebildet sein, das geeignet ist zum stetigen Behältertransport in Transportrichtung TR, die in der zeichnerischen Darstellung der Fig. 2 von links nach rechts verläuft, nachdem sie zunächst von schräg links oben in die Anlage 10 einmündet und dann nach rechts weist. Anschließend werden die nunmehr in parallelen Reihen angeordneten Behälter 28 über einen Abförderbereich 58 der weiteren Verarbeitung zugeführt, bspw. der Verpackung von Behältergruppen innerhalb eines Folieneinschlagmoduls o.ä. Somit kann der Abförderbereich 58, der sich in der zeichnerischen Draufsicht der Fig. 2 ganz rechts befindet, wahlweise auch dem weiteren Transportabschnitt 34 entsprechen, der die Behälter 28 in der Variante gemäß Fig. 1A zu einer Verpackungsstation 32 befördert.
Direkt im Einlaufrahmen des nachfolgenden Verpackungsmoduls 32 (vgl. Fig. 1A) oder gemäß Fig. 3 im Einlaufrahmen des Abförderbereichs 58 bzw. des weiteren Transportabschnittes 34 zum nachfolgenden Verpackungsmodul 32 oder an anderer geeigneter Stelle wird die Position der Behälter 28 detektiert, vorzugsweise mittels optischer Sensoren 36. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 3 erfolgt diese sensorische Erfassung durch senkrecht wirkende Abstandssensoren 60, die jeweils die optischen Sensoren 36 (vgl. Fig. 1A) bilden. Es kann bspw. vorgesehen sein, dass einzelne Abstandssensoren 60 jeweils mit senkrecht nach unten wirkenden Lichtstrahlen arbeiten, die jeweils mit den darunter hinwegbeförderten Behältern 28 wechselwirken. Ein solcher Lichtstrahl eines Abstandssensors 60 ist in der schematischen Perspektivansicht der Fig. 3 beispielhaft durch einen Pfeil dargestellt. Die weiteren Lichtstrahlen der übrigen Abstandssensoren 60 wären durch parallele Pfeile zu kennzeichnen, die jedoch im Interesse einer besseren Übersichtlichkeit der Darstellung weggelassen wurden.
Die von den optischen Sensoren 36 oder den Abstandssensoren 60 im Rahmen des ersten Verfahrensschrittes 101 (vgl. Fig. 1B) ermittelten Bildsignaldaten 40 (vgl. Fig. 1 A) werden in dem in Fig. 1 B veranschaulichten zweiten Verfahrensschritt 102 an die Auswerteeinrichtung 42 übermittelt, die gleichzeitig eine Steuerungseinheit bildet. Die Auswerteeinrichtung 42 oder Steuerungseinheit ordnet im Rahmen des dritten Verfahrensschritts 103 (vgl. Fig. 1 B) eine ermittelte Störung einer jeweiligen Einzelgasse 54 zu.
Die ermittelten Daten bzw. Prozessparameter können insbesondere in einer der Auswerteeinrichtung 42 zugeordneten Datenbank gespeichert und der zuvor schon erläuterten Datenauswertung 44 durch die Auswerteeinrichtung 42 oder der hier so bezeichneten Steuerungseinheit fortlaufend zur Verfügung gestellt werden.
Im Rahmen der Auswertung der von den mehreren Abstandssensoren 60 an die Auswerteeinrichtung 42 übermittelten Bildsignaldaten 40 wird insbesondere erfasst, wenn ein Störereignis in einer bestimmten Einzelgasse 54 (vgl. Fig. 3) oder in einer der Transportgassen 20 (vgl. Fig. 1A) gehäuft auftritt. Wie dies zuvor schon erläutert wurde, kann ein Grund hierfür bspw. in einer falschen Einstellung der Gassenbreite durch eine fehlerhafte Positionierung der Gassenbleche 22 zu suchen sein.
Im Rahmen des vierten Verfahrensschrittes 104 wird beispielsweise als Ereignis eine Information erzeugt, die einen Hinweis bereitstellt, dass die Gasseneinstellung eine bestimmten Einzelgasse 54 oder 20 überprüft werden muss. Insbesondere wird das Ereignis aus der Datenauswertung 44 abgeleitet. Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass hierbei eine Ausgabe auf einer Anzeigeeinrichtung 46 erfolgt, die wahlweise mit einer grafischen Benutzeroberfläche 62 o.ä. ausgestattet sein kann, um die Daten für einen Benutzer visualisieren und diesem Benutzereingaben erlauben zu können. Außerdem kann die Information zusätzlich mit einer akustischen Signalausgabe gekoppelt sein.
Im Gegensatz zum herkömmlicherweise unumgänglichen Maschinenstopp kann somit bei aufgetretenen Fehlern eine Empfehlung ausgegeben werden, die Einstellungen innerhalb der Behälterbehandlungsanlage 10 genauer zu prüfen. Insbesondere wird eine dem Benutzer mittels der Anzeigeeinrichtung 46 und der grafischen Benutzeroberfläche 62 eine Empfehlung ausgegeben, welche Bereiche innerhalb der Behälterbehandlungsanlage 10 und/oder welche Einstellungen an welcher Stelle genauer geprüft werden sollten.
Weiterhin kann es vorkommen, dass sich die Fehlermeldungen in Bezug auf eine bestimmte Gasse 20 oder 54 über eine längere Betriebsdauer auffällig häufen. Eine solche auffällige Häufung kann auf den Verschleiß eines Bauteils innerhalb dieser Gasse 20 oder 54 hindeuten, bspw. ein Verschleiß an einem Gassenblech 22 oder auch von Röllchen eines Röllchenförderbandes oder der Mattenkette innerhalb des Gassenbereichs 50, so dass auf eine defekte oder fehlerhafte Horizontalfördereinrichtung 56 geschlossen werden kann.
Im Rahmen des vierten Verfahrensschrittes 104 wird bspw. als Ereignis eine Information erzeugt, die einen Hinweis bereitstellt, dass die Bauteile innerhalb der bestimmten Einzelgasse 20 oder 54 überprüft werden und gegebenenfalls getauscht werden müssen.
Die in der Auswerteeinrichtung 42 gesammelten und mittels der Datenauswertung 44 analysierten Daten können zudem zur Konstruktionsoptimierung verwendet werden, insbesondere durch einen Vergleich mit einer Datenbank, welche vordefinierte Einstellungen bereitstellt.
Das Diagramm der Fig. 4 verdeutlicht eine Ausführungsform der Verwendung des vorbeschriebenen Verfahrens 100, das bereits anhand der Fig. 1B gezeigt wurde. Hierbei stellt die von den Zeitpunkten t(0) bis t(1) in senkrechter Richtung von oben nach unten abgetragene und gemessene Zeit eine vordefinierte Zeitspanne dar.
Im Rahmen des vorbeschriebenen Verfahrens 100 werden verschiedene Prozessparameter auf die beschriebene Weise sensorisch detektiert, fortlaufend oder zyklisch in wiederkehrenden Zeitabständen gespeichert und mittels einer Datenauswertung 44 (vgl. Fig. 1A und Fig. 3) verarbeitet. Daraus werden Ereignisse in Form von Fehlermeldungen „Fehler 1“, „Fehler 2“ und „Fehler 3“ definiert und auf einer grafischen Benutzeroberfläche 62 dargestellt. Zudem wird jeder Fehlermeldung eine Priorität zugeordnet. Tritt ein Fehler ein erstes Mal innerhalb der vordefinierten Zeitspanne zwischen t(0) und t(1) auf, dann erhält dieser Fehler die Priorität 1. Tritt der Fehler innerhalb der vordefinierten Zeitspanne ein zweites Mal auf, dann erhält er die Priorität 2. Beim dritten Auftreten innerhalb der vordefinierten Zeitspanne zwischen t(0) und t(1) steigt die Priorität auf 3, was mit weiteren Prioritätsstufen fortgeführt werden kann.
Jeder Fehlermeldung (Fehler 1 , Fehler 2, Fehler 3) kann zudem eine weitere Gewichtung zugeordnet sein. So kann es sein, dass die Fehlermeldung 3 im Zusammenhang mit einer Priorität 3 eine automatisierte Fehlerbehebung auslöst, während bspw. eine Fehlermeldung 1 im Zusammenhang mit einer Priorität 2 bereits eine Alarmmeldung, bspw. eine Verschleißwarnung, eine Anweisung zur Funktionsprüfung o.ä. auslösen kann.
Es kann bspw. sinnvoll sein, als Zeitspanne t(0) bis t(1) einen Tag anzusetzen, d.h. eine Zeitdauer von insgesamt 24 Stunden, wobei dieser Tag außerdem in drei Schichten S1 bis S3 unterteilt ist, wobei wiederum jede dieser Schichten S1, S2 und S3 jeweils acht Stunden dauert. Durch die zusätzliche Priorisierung kann eine Häufung von bestimmten Fehlermeldungen schneller detektiert werden.
Neben der beschriebenen Datenauswertung sind zahlreiche andere Varianten einer Sensordatenverarbeitung und Fehleranalyse denkbar, die sich an dieser Stelle jedoch nicht alle beschreiben lassen. Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
Bezuqszeichenliste
10 Behälterbehandlungsanlage, Anlage
12 erstes Anlagenmodul
14 Etikettiermodul
16 Behälterzuführung, Behälterzulauf
18 Transportabschnitt, erster Transportabschnitt
20 Transportgasse, Einzelgasse, breite Gasse, breite Transportgasse
22 Gassenblech, Trennblech
24 zweites Anlagenmodul
26 Gruppierstation
28 Behälter, Artikel, Getränkebehälter
30 drittes Anlagenmodul
32 Verpackungsstation, Verpackungsmodul
34 weiterer Transportabschnitt
36 Sensor, optischer Sensor
38 Kamera, Kamerasystem
40 Sensordaten, Bildsignaldaten
42 Auswerteeinrichtung, Steuerungseinheit
44 Datenauswertung
46 Anzeigeeinrichtung
48 Massenstrombereich
50 erster Gassenbereich
52 zweiter Gassenbereich
54 Einzelgasse
56 Horizontalfördereinrichtung
58 Zuführungsbereich
60 Abstandssensor
62 grafische Benutzeroberfläche
100 Verfahren
101 erster Verfahrensschritt
102 zweiter Verfahrensschritt
103 dritter Verfahrensschritt
104 vierter Verfahrensschritt PM Steuerparameter
51 erste Schicht
52 zweite Schicht
53 dritte Schicht
TR Transportrichtung

Claims

Ansprüche Verfahren (100) zur Steuerung von Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozessen von Behältern (28) mit darin aufgenommenen flüssigen oder pastösen Produkten, bei welchem wenigstens ein Prozessparameter sensorisch ermittelt wird, der auf eine Störung zumindest von Teilen der Prozesse hinweist,
- wobei sensorisch ermittelte Werte des wenigstens einen Prozessparameters fortlaufend oder zyklisch in wiederkehrenden Zeitabständen gespeichert und mittels einer Datenauswertung (44) verarbeitet werden,
- wobei die gespeicherten Werte hinsichtlich einer Häufung an Abweichungen von definierten Sollwertbereichen innerhalb definierter Zeiträume und/oder im Zusammenhang mit zuvor vorgenommenen Prozessmodifikationen ausgewertet werden,
- wobei die Auswertung der gespeicherten Werte eine Anzahl an festgestellten Überoder Unterschreitungen der durch die jeweiligen Sollwertbereiche vorgegebenen Grenzwerte und/oder ein Ausmaß der Abweichung vom jeweiligen Sollwertbereich ermittelt,
- und wobei bei einer Überschreitung einer definierten Anzahl an Abweichungen vom jeweiligen Sollwertbereich oder bei einer Abweichung vom jeweiligen Sollwertbereich, die ein gegebenes Ausmaß überschreitet oder bei einer Kombination der genannten Abweichungen ein Fehlerereignis definiert und daraus ein Steuerparameter (PM) für prozessbeeinflussende oder prozessverändernde Steuervorgaben im Verfahren (100) generiert wird. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem das definierte und/oder abgeleitete Fehlerereignis ein verschleißanzeigendes Fehlerereignis ist, das auf verschleißbedingten Prozessveränderungen und/oder verschleißbedingten Maschineneinstellungen beruht oder damit im Zusammenhang steht. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem sich ein über eine definierte Zeitdauer veränderndes Fehlerereignis, das als verschleißanzeigendes Fehlerereignis verarbeitet wird, hinsichtlich einer voraussichtlich zu erwartenden Laufzeit oder Restlaufzeit ausgewertet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das definierte und/oder abgeleitete Fehlerereignis ein solches Fehlerereignis ist, das auf fehlerhaften Maschineneinstellungen beruht oder damit im Zusammenhang steht. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die sensorisch ermittelten Werte des wenigstens einen Prozessparameters (PM) in einer Datenbank gespeichert und der Datenauswertung (44) fortlaufend zur Verfügung gestellt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem ein innerhalb des vorgegebenen Sollwertbereiches befindlicher sensorisch ermittelter Parameterwert mit einem annähernd störungsfrei ablaufenden Teilabschnitt des jeweiligen Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozesses korreliert ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem eine unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes bleibende Häufung an Überschreitungen des Sollwertbereiches mit einem störungsarm ablaufenden und vorgegebene Güteanforderungen einhaltenden Teilabschnitt des jeweiligen Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozesses korreliert ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem aus dem definierten und/oder aus den sensorisch ermittelten Parameterwerten abgeleiteten Fehlerereignis ein Steuerbefehl generiert wird, der ein Anhalten zumindest des betroffenen Teilabschnittes des jeweiligen Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozesses oder des gesamten Prozesses bewirkt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem aus dem definierten Fehlerereignis zumindest ein Steuerbefehl abgeleitet wird, aus dem prozessbeeinflussende oder prozessverändernde Steuervorgaben für das Verfahren gebildet werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem aus dem definierten Ereignis ein Fehlerereignis abgeleitet wird, das zumindest gespeichert und über eine Benutzerschnittstelle visualisiert oder auf sonstige Weise einem Benutzer zugänglich gemacht wird. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die prozessbeeinflussenden oder prozessverändernden Steuervorgaben auf wenigstens einen Aktor wirken, der auf den betroffenen Teilabschnitt des jeweiligen Produktions-, Handhabungs-, Verpackungs- und/oder Förderprozesses einwirkt und einen Prozessparameter verändert.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , bei dem die aus dem abgeleiteten Steuerbefehl abgeleiteten Steuervorgaben für das Verfahren (100) das Ausmaß der Überschreitung der definierten Anzahl an Abweichungen der Parameterwerte vom jeweiligen Sollwertbereich reduzieren.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die aus dem abgeleiteten Steuerbefehl abgeleiteten Steuervorgaben für das Verfahren (100) das Ausmaß der Abweichungen der Parameterwerte vom jeweiligen Sollwertbereich reduzieren.
14. Anlage (10) oder Behälterbehandlungsanlage (10) zur Produktion, Abfüllung, Handhabung, Verpackung und/oder Förderung von Behältern (28) mit darin aufgenommenen flüssigen oder pastösen Produkten, welche Anlage (28) mit wenigstens einem Sensor (36) zur Ermittlung wenigstens eines Prozessparameter zur Anlagensteuerung ausgestattet ist, und wobei der wenigstens eine Sensor (36) einem Transportabschnitt (18) und/oder einem Anlagenmodul (12, 24, 30) der Behälterbehandlungsanlage (10) zugeordnet sind, und/oder wobei mindestens ein weiterer Sensor (36) einem weiteren Transportbereich (34) und/oder einem anderen Anlagenmodul (30, 24) der Anlage (10) zugeordnet ist, und wobei die Anlage (10) eine Auswerteeinrichtung (42) umfasst, welche Auswerteeinrichtung (42) dazu vorbereitet und dafür ausgestattet ist, die Signaldaten (40) des wenigstens einen Sensors (36) und/oder weitere Signaldaten des weiteren Sensors (36) zu erfassen, zu verarbeiten, zu bewerten und zu vergleichen und dadurch Merkmalsparameter der die Behälter (28) verarbeitenden und/oder verpackenden Anlagenmodule (12, 24, 30) und/oder der Transportabschnitte (18, 34) zu ermitteln, auf denen die Behälter (28) transportiert werden.
15. Anlage nach Anspruch 14, bei dem der wenigstens eine Sensor (36) durch einen optisch arbeitenden Abstandssensor (60) gebildet ist.
16. Anlage nach Anspruch 14, bei dem der wenigstens eine Sensor (36) durch ein Kamerasystem mit nachgeschalteter Bildauswertung gebildet ist.
17. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei welcher die Auswerteeinrichtung (42) zur Verarbeitung der Sensorsignaldaten (40) vorbereitet und ausgestattet ist, und bei welcher die Auswerteeinrichtung (42) wenigstens einen von den Sensorsignaldaten (40) abhängigen Steuerparameter (PM) zur Beeinflussung von Förderprozessen im Bereich der Transportabschnitte (18) bzw. (34) generieren kann, insbesondere unter Reduzierung der Fehlerhaftigkeit der Förderprozesse. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bei welcher die Auswerteeinrichtung (42) zur Verarbeitung der Sensorsignaldaten (40) vorbereitet und ausgestattet ist, und bei welcher die Auswerteeinrichtung (42) wenigstens einen von den Sensorsignaldaten (40) abhängigen Steuerparameter (PM) zur Beeinflussung von Verarbeitungs-, Handhabungs- und/oder Verpackungsprozessen innerhalb der Anlagenmodule (12, 24, 30) generieren kann, insbesondere unter Reduzierung der Fehlerhaftigkeit der Förderprozesse.
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