Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einlegen von Einzelprodukten
in Behälter in einer Roboterstrasse gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
[0002] Die Erfindung betrifft eine Roboterstrasse, wie sie zum Umsetzen von Einzelprodukten
in Ablegegruppen verwendet wird, die eine bestimmte Anzahl von Einzelprodukten aufnehmen
können. Im Folgenden wird anstelle des Begriffs Ablegegruppe der Begriff Behälter
verwendet, wobei darunter weniger der Behälter als solches, sondern viel mehr Einzelprodukte
oder eine Gruppe von Einzelprodukten verstanden wird, welche nach dem Umsetzen durch
die Roboter in einer definierten Position gegenüber einer Transportvorrichtung und
allenfalls in einer definierten Position innerhalb der Gruppe von Einzelprodukten
zu liegen kommen.
[0003] Dabei werden üblicherweise die Einzelprodukte auf einem Produktband und die Behälter
auf einem Behälterband angeliefert und an den an fester Position stehenden Robotern
entlang geführt. Ein Behälterband kann dabei eine Transportvorrichtung sein, auf der
in festem oder veränderlichen Abstand, aber in Bezug auf die Transportvorrichtung
selber ortsfeste Behälter oder kartesisch bestimmte Ablegepositionen herangeführt
werden. Es kann sich bei Behälterbändern aber auch um Tiefziehmaschinen oder Förderketten
handeln, auf welchen sich in festem, oder nur aufgrund der Indexierung veränderlichem,
Abstand Mulden oder Behälter befinden.
[0004] Aus Sicht einer zentralen Steuerung oder der einzelnen Steuerungen jedes Roboters
einer solchen Roboterstrasse besteht kein Unterschied, ob es sich um Behälter oder
Mulden oder kartesische Ablegepositionen handelt.
[0005] In der Praxis werden die zu befüllenden Behälter meist auf einer ersten Transportvorrichtung
angeliefert und dort angestaut. Anschliessend werden die Behälter von der ersten Transportvorrichtung
auf eine zweite Transportvorrichtung, effektiv das eigentliche Behälterband, übergeben,
auf welcher das Füllen mit den Einzelprodukten geschieht, und nach vollständiger Befüllung
auf eine dritte Transportvorrichtung für den Abtransport der befüllten Behälter übergeben.
Bei der Befüllung von ortsfest mit dem Behälterband verbundenen Behältern, insbesondere
Mulden einer Tiefziehmaschine oder Einlaufketten von Schlauchbeutelmaschinen, dagegen
erfolgt die Heranführung, Befüllung und der Abtransport der Behälter auf einer einzigen
Transportvorrichtung.
[0006] In DE 42'08'818 C2 ist eine Roboterstrasse gezeigt, bei der die Roboter bezüglich
des Produktbandes und Behälterbandes nicht an fester Position stehen, sondern in deren
Laufrichtung begrenzt und mechanisch gekoppelt bewegbar sind und welche orthogonal
zu deren Laufrichtung einzeln bewegbar sind. Dabei kann sowohl das Aufgreifen der
Einzelprodukte, als auch das Ablegen der Einzelprodukte in einen Behälter bei sich
bewegendem Produktband oder Behälterband erfolgen. Allenfalls wird das die Einzelprodukte
heranführende Produktband zeitweise gestoppt, was die Kopplung an eine kontinuierlich
produzierende Herstellmaschine für Einzelprodukte erschwert, und es kann jeweils nur
ein Roboter zu einem bestimmten Zeitpunkt ein Produkt aufnehmen oder ablegen und nicht
beide Roboter gemeinsam. Auch wird kein Vorteil aus der gezeigten Anordnung des Produktbandes
in Gleichlauf- und in Gegenlaufrichtung ersichtlich.
[0007] EP 0'749'902 B1 zeigt demgegenüber eine Roboterstrasse, bei welcher am Einlauf der Einzelprodukte
in die Roboterstrasse die Einzelprodukte gezählt werden und bei welcher jeweils bei
Erreichen der zur vollständigen Befüllung eines Behälters notwendigen Zahl von Einzelprodukten
ein neuer Behälter auf das Behälterband freigegeben wird. Weiter ist gezeigt, dass
das Behälterband und das Produktband sich im Gleichlauf bewegen oder dass das Behälterband
und das Produktband durch ein gemeinsames Band realisiert werden. Dabei ist problematisch,
dass bei unregelmässiger Heranführung von Einzelprodukten oder bei deren Heranführung
auf schmalen Produktbändern nicht sichergestellt werden kann, dass alle Behälter vollständig
befüllt sind.
[0008] Sowohl
WO 2004/113030 A1, als auch
EP 1'285'851 A1 nehmen diese Problemstellung auf und zeigen eine Roboterstrasse, bei welcher die
Einzelprodukte am Einlauf in die Roboterstrasse ebenfalls gezählt werden und bei welcher
mittels einer mathematischen Optimierung jedes gezählte Einzelprodukt einem sich in
der Roboterstrasse befindenden Behälter, respektive einer Ablegeposition, zur Beladung
durch einen bestimmten Roboter in der Roboterstrasse zugewiesen wird. Diese diskrete
Beladeoptimierung gestaltet sich in der Praxis rechenaufwendig und stellt ebenfalls
nicht sicher, dass bei unregelmässiger oder im Verhältnis zu den zu befüllenden Ablegepositionen
je Behälter geringeren Heranführung von Einzelprodukten alle Behälter vollständig
belegt sind.
[0009] Dieses Problem der unvollständigen Befüllung wird sowohl bei
DE 29817239 U, als auch bei
EP 1'352'831 B1 angesprochen, wobei dort jeweils eine Zwischenspeicherung von Einzelprodukten vorgeschlagen
wird, welche bei Bedarf zur vollständigen Befüllung von Behältern verwendet werden
können. Nachteilig dabei ist, dass die Leistung zur Speicherung und Entnahme von Einzelprodukten
durch einen oder mehrere Roboter in den Zwischenspeicher an der Gesamtleistung der
Roboterstrasse in Abzug zu bringen ist.
[0010] Weitere vergleichbare Anlagen sind aus
EP 1'160'166 B1, hier zur gleichzeitigen Befüllung von stehenden und liegenden Produkten, sowie aus
FR 2754239 A1 bezüglich separater Zuführung verschiedener Einzelprodukte bekannt. Diese Anlagen
weisen aber allesamt keine neuen Ansätze bezüglich der eingangs erwähnten Problemstellung
auf.
[0011] Ein anderes gattungsgemässes Verfahren ist aus
EP 0'856'465 B1 bekannt. Hier werden Einzelprodukte und Behälter bei parallelen Transporteinrichtungen
für Einzelprodukte und Behälter im Gegenstrom entlang einer Roboterstrasse geführt.
Bei sich einfach oder mehrfach kreuzenden Transporteinrichtungen wird die Transportrichtung
des Produktbandes und des Behälterbandes ebenfalls so gewählt, dass das Prinzip der
Gegenstromwirkweise aufrecht erhalten bleibt. Dabei wird die Relativgeschwindigkeit
der unregelmässig angelieferten Einzelprodukte zu den angelieferten Behältern, aber
auch die Anlieferung des nächsten zu befüllenden Behälters, von der Steuerung des
in Förderrichtung der Behälter letzten oder, bei dessen Ausfall, vorletzten Roboters
so gesteuert, dass nur vollständig gefüllte Behälter den Arbeitsbereich dieses letzten
Roboters verlassen. Sowohl das Aufgreifen der Produkte, als auch das Ablegen der Produkte
erfolgen dabei, wie in
DE 42 08 818 C2 gezeigt, durch Aufsynchronisation des Roboters auf das bewegte Produktband oder Behälterband.
Weiter ist in
EP 0'856'465 B1 beschrieben, dass möglichst keine Einzelprodukte den Arbeitsbereich des in Laufrichtung
der Einzelprodukte letzten Roboters verlassen sollen. Aus der Darstellung der Erfindung
von
EP 0'856'465 B1 gehen verschiedene Massnahmen hervor, wie das erreicht wird. Aus Absatz 61 und 62
geht hervor, dass die Steuerung des in Laufrichtung des Behälterbandes letzten Roboters,
oder, bei dessen Ausfall, vorletzten Roboter das Behälterband in der Geschwindigkeit
reduzieren kann, wenn sich ansonsten ein unvollständig befüllter Behälter aus dem
Arbeitsbereich des letzten oder vorletzten Roboters bewegen würde. Weiter ist in Absatz
64 beschrieben, dass dadurch sich die in Laufrichtung des Behälterbandes im Arbeitsbereich
der vorherigen Roboter befindlichen Behälter durch diese vorherigen Roboter stärker
oder vollständig befüllt werden. Dadurch, dass bei Verzögerung des Behälterbandes
die Leistung aller Roboter bis zur vollständigen Befüllung der Behälter genutzt wird,
kann sichergestellt werden, dass keine nicht in Behälter übersetzten Einzelprodukte
die Roboterstrasse verlassen.
[0012] Weiter wird aus
EP 0'856'465 B1 bekannt, dass dieses Prinzip auch nur mit einem einzelnen Roboter realisiert werden
kann, was bei einer entsprechend geringen Anzahl an in Behälter zu übersetzenden Einzelprodukten
häufig der Fall ist.
[0013] Aus US 6'122'895 und EP 0'856'465 B1 gehen noch weitere Ausführungsmerkmale hervor.
Insbesondere wird auch ein Verfahren beschrieben, bei welchem die Anlieferung des
nächsten zu befüllenden Behälters in den Arbeitsbereich der Roboter abhängig von der
Anlieferung der notwendigen Anzahl von Einzelprodukte erfolgt.
[0014] Zusammenfassend handelt es sich bei einer Roboterstrasse gemäss EP 0'856'465 B1 also
um eine Kombination von mehreren, allenfalls aufgrund der Menge der zugeführten Einzelprodukte,
zusätzlich notwendigen Robotern, welche möglichst viele Einzelprodukte maximal bis
zu deren vollständigen Befüllung in Behälter übersetzen und um einen einzeln arbeitenden,
letzten oder bei dessen Ausfall zweitletzten Roboter, dessen Aufgabe es ist, Behälter
vollständig zu befüllen und nach vollständiger Befüllung freizugeben, sowie den nächsten
leeren Behälter in die Roboterstrasse freizugeben.
[0015] Dieses Verfahren eignet sich daher insbesondere für Roboterstrassen, bei welchen
es häufig zu kompletten Unterbrüchen in der Heranführung von Einzelprodukten kommt
und bei welchen das Produktband im Bereich der Roboterstrasse nicht gestoppt oder
zumindest verzögert werden kann. Dort ist es erforderlich, dass alle Roboter möglichst
viele Einzelprodukte in Behälter umsetzen, weil es aufgrund des Unterbruchs in der
Heranführung von Einzelprodukten zu einem Stillstand des Behälterbandes kommt, da
keine vollständig befüllten Behälter aus dem Arbeitsbereich des letzen Roboters bewegt
werden können, aber im hinteren Bereich der Roboterstrasse noch Einzelprodukte in
Behälter umgesetzt werden müssen. Es kommt in diesem Fall zu einer anschliessenden
unvermeidbaren Beschleunigung des Behälterbandes, sobald auf dem Produktband wieder
Einzelprodukte angeliefert werden, da der in Laufrichtung des Behälterbandes letzte
Roboter selber nicht arbeiten kann, da er in den bereits vollständig oder nahezu vollständig
befüllten Behältern keine oder nur einzelne leere Ablegepositionen mehr vorfindet.
[0016] Das Verfahren erweist sich aber als nachteilig, wenn es bei der Zuführung von Einzelprodukten
mehrheitlich nur zu Schwankungen kommt oder wenn im Falle eines Unterbruchs in der
Zuführung von Einzelprodukten das Produktband im Umsetzbereich der Roboterstrasse
gestoppt werden kann, was meist der Fall ist. In diesen Fällen kommt es zu einer übermässigen
Auslastung der Roboter in einzelnen Bereichen der Roboterstrasse und es kommt zu deutlich
grösseren Geschwindigkeitsunterschieden des Behälterbandes, als es aufgrund der Schwankungen
der Zuführung der Einzelprodukte erforderlich wäre. Weiter nachteilig ist, dass dieses
Verfahren bei unterschiedlichen Sorten von Einzelprodukten eine jeweils aufwendige
Abstimmung der Geschwindigkeit des Produktebandes und des Behälterbandes relativ zueinander
erfordert, soweit die Roboter gleichmässig ausgelastet sein sollen.
[0017] Weiter ist es so, dass in der Praxis auch bei Anwendung dieses Verfahrens jeweils
häufig noch eine Kontrolle der vollständigen Befüllung der Behälter im Anschluss an
den Umsetzbereich der Roboterstrasse erforderlich ist. Obwohl der letzte Roboter steuerungstechnisch
sicherstellt, dass alle Behälter vollständig beladen sind, so ist es aus praktischen
Gesichtspunkten so, dass gewisse Produkte nicht sauber ergriffen werden, beim Ergreifen
beschädigt werden oder nicht präzise umgesetzt werden. Entsprechend kann davon ausgegangen
werden, dass das Ziel der vollständigen Befüllung der Behälter mittels dieses Verfahrens
zwar theoretisch erreicht wird, aber in der Praxis trotzdem eine Prüfung erforderlich
ist.
[0018] Schliesslich ist aus EP 1'226'408 B1 eine Anlage mit mindestens zwei Robotern bekannt,
bei welcher aufgrund einer Gewichtsbestimmung der umzusetzenden Einzelprodukte eine
gewichtsbestimmte Beladung der Behälter erfolgt.
[0019] EP 1'819'994 B1 dagegen stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gewichtsbestimmten
Bildung von Gruppen und Behältern vor, wobei dort mehrere Transportvorrichtungen zum
Abführen der gebildeten Gruppen und Behälter zum Einsatz kommen. Dabei geht es insbesondere
darum, unterschiedliche Gruppen auf unterschiedlichen Transportvorrichtungen zu bilden
und dadurch die Effizienz der Anlage zu steigern. Dabei erweist sich dieses Verfahren
als nachteilig, wenn es darum geht, möglichst gleichartige Gruppen und Behälter zu
bilden und dabei sicherzustellen, dass alle zugeführten Einzelprodukte umgesetzt werden
ohne dass allenfalls unvollständige Gruppen oder Behälter erneut zugeführt werden
müssen.
[0020] EP 0'781'172 B1 geht demgegenüber weniger auf die gewichtsbestimmte Beladung mittels
einer Roboterstrasse selber ein, sondern stellt ein Verfahren vor, wie aufgrund historischer
Gewichtswerte der Einzelprodukte eine Vorausbestimmung der Wahrscheinlichkeit gemacht
wird, dass ein Behälter effektiv vollständig gefüllt werden kann. Dabei zeigt sich,
dass vor allem das zahlreiche Vorhandensein von Einzelprodukten zur Fertigbeladung
eines Behälters kritisch ist.
[0021] Es ist daher die Aufgabe gemäss der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, sowie
eine zugehörige Vorrichtung, zu schaffen, bei welchen in einer Roboterstrasse im Gegenstromverfahren
eine möglichst gleichmässige Umsetzung von Einzelprodukten in Behälter, beispielsweise
Blister auf einer Transportvorrichtung, Mulden einer Gruppierkette, Einzelproduktestapel
einer mit Mitnehmern versehenen Kette oder auch tiefgezogene Mulden einer Tiefziehverpackungsmaschine,
realisiert werden kann, um so die Effizienz und den gleichmässigen Betrieb der Anlage
zu verbessern, ohne gleichzeitig den Aufwand für das Handling der zu befüllenden Behälter
massgeblich zu erhöhen.
[0022] Diese Aufgabe lösen ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 beziehungsweise 16.
Darstellung der Erfindung
[0023] Der Erfindung liegt das Prinzip des kaskadierten Gegenstromes zugrunde. Durch den
Einsatz des kaskadierten Gegenstromes kann die Umsetzleistung jedes einzelnen Roboters
in einer Roboterstrasse derart ausgelegt werden, dass unabhängig von der Anzahl der
herangeführten Einzelprodukte eine, beispielsweise lineare oder degressive, Zunahme
der Konzentration der Befüllung der Behälter in Laufrichtung des Behälterbandes gewährleistet
ist.
[0024] Die Anzahl der Roboter in einer Roboterstrasse wird durch die herangeführten Einzelprodukte
bestimmt. Dabei ist bei unterschiedlichen Sorten von Einzelprodukten, welche auf der
gleichen Roboterstrasse in Losen verarbeitet werden, dasjenige Einzelprodukt bestimmend,
welches die grösste Auslastung erfordert. Meist ist diese Auslastung durch die Anzahl
der herangeführten Einzelprodukte bestimmt, in wenigen Fällen aber auch durch andere
Kriterien wie beispielsweise dem Gewicht der Einzelprodukte. Soweit beispielsweise
die Anzahl der herangeführten Einzelprodukte die Anzahl der Roboter bestimmen soll,
erfolgt die Auslegung in der Praxis nach folgendem Verfahren. In einem ersten Schritt
errechnet man eine durchschnittliche Umsetzzeit je Einzelprodukt. Diese durchschnittliche
Umsetzzeit wird bestimmt durch die Handlingzeit beim Aufnehmen und Ablegen, durch
die Verfahrzeit zwischen Aufnehmeort und Ablegeort, durch die Produktverteilung der
Einzelprodukte auf dem Produktband und durch die Grösse und Geometrie des Arbeitsbereiches
jedes Roboters. Aus dieser durchschnittlichen Umsetzzeit und aus der Anzahl der maximal
zu erwartenden Anzahl Einzelprodukte bestimmt sich nach Aufrundung die minimal notwendige
Anzahl der Roboter. Dieser Wert wird in der Praxis meist noch mit einem Sicherheitsfaktor
korrigiert, um Störungen, wie fehlende Behälter, schlechte Einzelprodukte, Roboterhalt
aufgrund von Verschmutzung, Störungen in der Positions- und Drehlageerkennung, etc.,
zu kompensieren.
[0025] Ebenfalls ist es in der Praxis meist so, dass die Transportvorrichtung für die Einzelprodukte
im Umsetzbereich der Roboterstrasse gestoppt werden kann.
[0026] Unter Umsetzbereich der Roboterstrasse wird hier und im Folgenden derjenige Bereich
verstanden, in welchem die umzusetzenden Produkte von den Robotern der Roboterstrasse
erfasst und in die entsprechenden zu befüllenden Behälter umgesetzt werden. Im Gegensatz
hierzu wird unter dem Arbeitsbereich eines Roboters derjenige Bereich verstanden,
welcher von einem einzigen Roboter abgedeckt wird. Die Arbeitsbereiche der einzelnen
Roboter können sich überschneiden. Der Umsetzbereich der Roboterstrasse setzt sich
aus der Summe der Arbeitsbereiche der einzelnen Roboter zusammen.
[0027] Erfindungsgemäss wird die Befüllung der Ablegepositionen jedes Behälters bei einer
Roboterstrasse mit mindestens zwei Robotern, welche im kaskadierten Gegenstromverfahren
arbeiten, so realisiert, dass der Anstieg der Füllstände der Behälter im Umsetzbereich
der Roboterstrasse durch jeden Roboter selbständig und möglichst genau aufrechterhalten
wird.
[0028] Wesentlich für die Funktionsweise des kaskadierten Gegenstromverfahrens ist, dass
die Konzentration der Einzelprodukte am Einlauf der Roboterstrasse gemessen wird.
Unter Konzentration versteht man die Menge der gegenwärtig angelieferten Einzelprodukte
im Verhältnis zur maximal erwarteten Anzahl der Einzelprodukte. Idealerweise wird
auch die Konzentration der sich gegenwärtig im Umsetzbereich der Roboterstrasse befindenden
Einzelprodukte mitberücksichtigt. Diese gemessene Konzentration bestimmt zu jedem
Zeitpunkt, welcher Roboter gegenwärtig die Kontrolle über das Produkteband, über das
Behälterband und über die Umsetzleistung der Roboter hat.
[0029] Soweit auf dem Produktband am Einlauf der Roboterstrasse keine Einzelprodukte - entspricht
Konzentration 0 - herangeführt werden, wie das unmittelbar vor Produktionsbeginn oder
bei Produktionsunterbrüchen der Fall ist, werden alle Roboter angewiesen, ihre gegenwärtig
laufende Umsetzung eines Einzelproduktes abzuschliessen und danach in Wartestellung
zu gehen. Ebenfalls wird die Transportvorrichtung für die Einzelprodukte und für die
Behälter im Umsetzbereich zum Stillstand gebracht. Durch diesen Stillstand kann vermieden
werden, dass es bei der erneuten Zuführung von Einzelprodukten zu grossen Schwankungen
in der Umsetzleistung der Roboter kommt.
[0030] Wesentlich für die gleichmässige Auslastung der Roboterstrasse ist die Einstellung
des Sollfüllstandes des in Laufrichtung des Behälterbandes letzten und zweitletzten
Roboters für dasjenige Einzelprodukt, welches mit der maximal für die Roboterstrasse
erwarteten Anzahl herangeführt wird. Dazu legt man die Anlage so aus, dass auch bei
Anlieferung der maximal erwarteten Anzahl Einzelprodukte die Steuerung des Behälterbandes
nicht durch den letzten Roboter erfolgt. Dazu wird man den Sollfüllstand des letzten
und des zweitletzten Roboters so einstellen, dass entsprechend die Steuerung des Behälterbandes
durch den zweitletzten Roboter erfolgt, um dadurch die Roboterstrasse gleichmässiger
auszulasten.
[0031] Sobald auf dem Produktband am Einlauf der Roboterstrasse nur vereinzelt Einzelprodukte
- entspricht Konzentration >0, aber nahezu =0 - angeliefert werden, übernimmt der
in Transportrichtung der Behälter erste Roboter die Steuerung des Behälterbandes.
[0032] Entsprechend übernimmt bei linearem Anstieg der Sollfüllstände ein in der Mitte zwischen,
in Transportrichtung der Behälter, erstem und letzten Roboter liegender Roboter oder
bei degressivem Anstieg der Sollfüllstände ein um die Degression aus der Mitte verschobener
Roboter die Steuerung des Behälterbandes, wenn die halbe Anzahl der maximal erwarteten
Einzelprodukte - entspricht Konzentration 50 - am Einlauf der Roboterstrasse angeliefert
wird.
[0033] Wenn auf der Roboterstrasse unterschiedliche Einzelproduktesorten in Losen verarbeitet
werden, welche sich in der maximalen Anzahl der je Sorte herangeführten Einzelprodukte
unterscheiden, unterscheidet sich die maximale Konzentration entsprechend dieser Differenz.
[0034] Der Übergang der Steuerung des Behälterbandes an einen in Transportrichtung der Behälter
weiter hinten positionierten Roboter aufgrund eines Konzentrationsrückgangs ist hauptsächlich
davon abhängig, wie gross der Konzentrationsrückgang ist. Entsprechend sind dort Vorkehrungen
zu treffen, dass der, bevorzugterweise linear oder degressiv, steigende Füllstand
der Behälter möglichst genau aufrecht erhalten bleibt. Gleichzeitig muss aber ausreichend
Umsetzkapazität im Bereich der in Transportrichtung der Behälter ersten Roboter der
Anlage vorhanden sein, damit die sich auf dem Produktband befindenden Produkte möglichst
vollständig in Behälter umgesetzt werden können.
[0035] Dazu wird ein Schwellwert für den Konzentrationsrückgang bestimmt. Ist der Konzentrationsrückgang
kleiner als der Schwellwert, wird der Übergang der Steuerung des Behälterbandes an
einen in Transportrichtung der Behälter weiter hinten positionierten Roboter synchron
mit der Stelle im Einzelproduktestrom verschoben, bei welcher der Konzentrationsrückgang
eingetreten ist.
[0036] Ist der Konzentrationsrückgang dagegen grösser als der Schwellwert, wird der zulässige
Füllstand aller Roboter entsprechend dem Konzentrationsrückgang erhöht. Dabei ist
zu berücksichtigen, dass allenfalls der zulässige Füllstand der in Laufrichtung der
Behälter ersten Roboter stärker erhöht werden muss als der zulässige Füllstand der
in Laufrichtung der Behälter letzten Roboter.
[0037] Diese Erhöhung erfolgt so, dass der in Laufrichtung der Behälter zweitletzte Roboter
sofort vollständig befüllen muss. Damit wird sichergestellt, dass der zweitletzte
Roboter später die Kontrolle der Roboterstrasse übernehmen kann, bis die Anlage wieder
im Gleichgewicht ist. Alle weiteren Roboter dürfen dann soweit befüllen, dass diese
einen Füllstand erreichen könnten, welcher dem normalen Füllstand des zweitletzten
Roboters entspricht. Der zweitletzte Roboter wird mit dem nun geringeren Produktestrom
weiterhin voll arbeiten. Sobald die Stelle des Konzentrationsrückgangs denjenigen
in Transportrichtung der Behälter weiter hinten positionierten Roboter erreicht hat,
welcher aufgrund der Konzentration der Einzelprodukte am Einlauf der Roboterstrasse
die Kontrolle hat, werden die zulässigen Füllstände in allen Robotern, ausser dem
zweitletzten, wieder auf das normale Niveau abgesenkt. Gleichzeitig beginnt nun derjenige
Roboter, welcher aufgrund der Konzentration der Einzelprodukte am Einlauf die Kontrolle
hat, laufend zu prüfen, ob dieser und die in Laufrichtung der Behälter hinter ihm
liegenden Roboter ihren Sollfüllstand überschreiten oder nicht. Sobald diese ihren
Sollfüllstand nicht mehr überschreiten, übernimmt dieser Roboter die Kontrolle des
Behälterbandes vom zweitletzten Roboter.
[0038] Durch diesen Verfahrensschritt wird sichergestellt, dass auch bei einem starken Konzentrationsrückgang
in der Einzelproduktezuführung alle Einzelprodukte in Behälter umgesetzt werden können
und dass möglichst viele Behälter im vorderen Bereich des Behälterbandes noch vollständig
befüllt werden und abgeführt werden können. Dabei lässt sich ein kleiner Überlauf
allenfalls nicht vermeiden, da die Behälter vom dritten Roboter an nicht mehr vollständig
befüllt werden dürfen.
[0039] Der Übergang der Steuerung des Behälterbandes an einen in Transportrichtung der Behälter
weiter vorne positionierten Roboter aufgrund eines Konzentrationsanstiegs erfolgt
immer unmittelbar wenn ein solcher Konzentrationsanstieg am Einlauf der Roboterstrasse
festgestellt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass auch bei stossweiser Anlieferung
von Einzelprodukten immer alle Einzelprodukte umgesetzt werden können.
[0040] Jeweils alle Roboter, welche Ihren Sollfüllstand der Behälter erreicht haben und
welche in Transportrichtung der Behälter vor dem Roboter, welcher gegenwärtig das
Behälterband steuert, angeordnet sind, gehen in Warteposition, obwohl allenfalls Einzelprodukte
in Ihrem Arbeitsbereich sind und die Behälter in Ihrem Arbeitsbereich noch nicht vollständig
belegt sind. Damit wird insbesondere sichergestellt, dass Einzelprodukte auch in die
Arbeitsbereiche der in Laufrichtung der Behälter ersten Roboter gelangen und dort
umgesetzt werden.
[0041] Die Nominalleistung jedes Roboters wird aufgrund der maximal erwarteten Konzentration,
so eingestellt, dass alle Roboter gemeinsam in der Lage sind, die Einzelprodukte auf
dem Produktband vollständig in Behälter auf dem Behälterband zu übersetzen. Weiter
wird jeder einzelne Roboter so eingestellt, dass er maximal so viele Produkte in Behälter
übersetzt, dass der Anstieg der Füllstände der Behälter mit Einzelprodukten an jedem
Roboter der Roboterstrasse bei Anlieferung der maximal erwarteten Produkte aufrechterhalten
bleibt. Der Anstieg der Füllstände kann dabei in Abhängigkeit der Relativgeschwindigkeit
der Transporteinrichtungen für die Einzelprodukte und für die Behälter bevorzugterweise
linear oder degressiv steigend vorausbestimmt werden. Die nominale Geschwindigkeit
der Transportvorrichtung für die Behälter wird so eingestellt, dass die Anzahl der
je Behälter herangeführten Ablegepositionen der maximal erwarteten Anzahl Einzelprodukte
entspricht. Idealerweise erfolgt diese Abstimmung so, dass jeder Roboter bei dauernder
Tätigkeit in der Lage ist, die entsprechende Anzahl Einzelprodukte umzusetzen. In
der Praxis wird man sich daher überlegen, für Sorten von Einzelprodukten, welche sich
in der maximalen Konzentration deutlich unterscheiden, jeweils auch die nominelle
Umsetzleistung jedes Roboters für jede Sorte von Einzelprodukten anzupassen.
[0042] Die eigentliche Konzentrationsmessung erfolgt durch Übermittlung der gegenwärtigen
Produktionsmenge an die Roboterstrasse oder durch eine möglichst genaue Messung mit
einem Sensor am oder vor dem Einlauf zur Roboterstrasse. Eine möglichst frühe Übermittlung
der Anzahl der herangeführten Einzelprodukte an die Roboterstrasse hat den Vorteil,
dass bei starken Konzentrationsunterschieden in der Heranführung von Einzelprodukten
schneller reagiert werden kann. Soweit die Konzentration mit einem Sensor gemessen
wird, kann allenfalls mit demselben Sensor auch die Position und Drehlage oder eine
andere Eigenschaft der Einzelprodukte ermittelt werden.
[0043] Eine zusätzliche Verbesserung der Gleichmässigkeit der Auslastung der Roboterstrasse
und der möglichst vollständigen Befüllung der Behälter kann dadurch erreicht werden,
dass auch die Verteilung der Einzelprodukte im Umsetzbereich der Roboterstrasse berücksichtigt
wird.
[0044] Wenn das Produktband in seiner Geschwindigkeit kontinuierlich angepasst werden kann,
dann muss entsprechend die Konzentrationsmessung auch diese Geschwindigkeit laufend
mitberücksichtigen.
[0045] Dadurch wird sichergestellt, dass die Roboterstrasse zu jedem Zeitpunkt möglichst
effizient arbeitet und dass die einzelnen Roboter gleichmässig ausgelastet sind. Gleichzeitig
wird durch die kaskadierte Steuerung des Anstiegs der Füllstände der Behälter erreicht,
dass keine aufwendige Vorausberechnung und Zuweisung von umzusetzenden Produkten an
einzelne Roboter notwendig wird. Schliesslich wird auch erreicht, dass es nicht mehr
zu grossen Geschwindigkeitsunterschieden auf der Transportvorrichtung der Behälter
kommt.
[0046] Die Geschwindigkeit von Behältern einerseits und Einzelprodukten andererseits relativ
zueinander wird durch das Verfahren gleichmässig gesteuert, und es wird sichergestellt,
dass jeder Behälter den Umsetzbereich der Roboterstrasse möglichst vollständig befüllt
verlässt.
[0047] Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass als Ablegebänder auch Transportketten, also
Transportmittel, bei welchen die Behälter in festen Abständen auf dem Transportmittel
angeordnet sind, verwendet werden können. Beispiele dafür sind Transportketten, welche
über fest auf der Kette montierte Mitnehmer Behälter mitnehmen oder Tiefziehmaschinen,
welche in festen Abständen geformte Mulden heranführen.
[0048] Ob beide Teilziele, also einerseits möglichst vollständige Befüllung aller den Umsetzbereich
verlassenden Behälter und zugleich vollständiges Leeren des Produktbandes, gleichzeitig
realisierbar sind, hängt unter anderem davon ab, ob nur eine einzige Sorte von Produkten
auf dem Produktband vorhanden ist und in die Behälter umgesetzt werden muss, oder
ob mehrere Sorten durcheinander auf dem Produktband angeliefert werden. In diesem
Fall ist ein gleichzeitiges Erreichen beider Ziele kaum möglich, es sei denn, die
Zusammensetzung der Produkte auf dem Produktband nach den einzelnen Sorten kann mengenmässig
gesteuert werden, oder es ist keine bestimmte Zusammensetzung nach Produkten innerhalb
der Behälter notwendig.
[0049] Weitere funktionale Vorteile liegen darin, dass - in Laufrichtung der Behälter betrachtet
- am Anfang des Umsetzbereiches immer eine freie Ablegeposition im Behälter verfügbar
ist, und gegen Ende des Umsetzbereiches - insbesondere, wenn auf dem Produktband verschiedene
Produkte durcheinander angeliefert werden - die Wahrscheinlichkeit am grössten ist,
dass sich ein gerade benötigtes Einzelprodukt im Arbeitsbereich dieses in Laufrichtung
der Behälter letzten Roboters befindet und das Verlangsamen bzw. Abstoppen des Behälterbandes
auf ein Minimum reduziert werden kann.
[0050] Diese Tatsache erweist sich als besonders wertvoll, wenn auf dem Produktband Einzelprodukte
herangeführt werden, welche nach bestimmten Kriterien aufgrund von deren Eigenschaften
und/oder Verteilung sortiert werden müssen. Beispielsweise können dadurch Einzelprodukte
mit unterschiedlichen, normalverteilten Gewichten so umgesetzt werden, dass eine gleichgewichtige
Befüllung der Behälter erfolgen kann.
[0051] Dadurch, dass für jedes Einzelprodukt eine Gewichts- oder Typbestimmung erfolgt,
ist es auch naheliegend, dass direkt eine Einzelcharakteristik - beispielsweise eine
Erfassung einer Seriennummer oder einer Trackingnummer - erfasst wird und dass aufgrund
dieser Einzelcharakteristik Behälter mit einer oder mehreren bestimmten und dadurch
bekannten Einzelcharakteristiken gebildet werden.
[0052] Bei Anordnung der Behälter in festen Abständen und damit auf festen Positionen des
Behälterbandes ist meist keine Kontrolle der Behälter und keine Kontrolle, ob in den
Behältern bestimmte Ablegepositionen frei sind, notwendig, da ausgehend von den festen
vorhandenen Leerpositionen am Behältereinlauf der Roboterstrasse für jeden Behälter
zu Beginn des Umsetzbereiches bekannt ist, an welcher Position - sowohl relativ innerhalb
eines Behälter, als auch absolut entlang des Behälterbandes - eine freie Ablegeposition,
allenfalls für welche Sorte, welches Merkmal oder welches Gewicht des Einzelproduktes,
vorhanden ist.
[0053] Soweit die Behälter nicht in regelmässigem Abstand herangeführt werden können, muss
die laufende Berechnung der Umsetzleistung jedes Roboters berücksichtigen, dass entsprechend
der Anstieg des Sollfüllstandes jedes Roboters sich laufend verändern kann.
[0054] Mit dem erfindungsgemässen Verfahren und der Vorrichtung lässt sich bei einer hohen
Verpackungsleistung erreichen, dass die Behälter stets möglichst vollständig gefüllt
sind und dass die Roboter einer Roboterstrasse gleichmässig arbeiten, ohne dass aufwendige
und rechenintensive Optimierungsmassnahmen ergriffen werden müssen. Zudem lässt sich
erreichen, dass stets möglichst alle Einzelprodukte verpackt werden.
[0055] Weitere vorteilhafte Varianten des Verfahrens und vorteilhafte Ausführungsformen
gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.
Zeichnungen und Abbildungen
[0056] Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels,
welches in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, erläutert.
[0057] Es zeigen:
- Figur 1:
- eine Aufsicht auf eine Roboterstrasse im Gegen- strombetrieb, wobei die Behälter in
gleichmässigem Abstand mittels einer Transportkette oder Tief- ziehmaschine herangeführt
werden. Dabei verfügt jeder Roboter über eine Steuerung und über einen Sensor.
- Figur 2:
- eine Aufsicht auf eine Roboterstrasse im Gegen- strombetrieb, wobei zusätzlich eine
Zentralsteuerung und eine zentrale Sensoreinheit gezeigt sind.
- Figur 3:
- beispielhafter Verlauf der Heranführung von Ein- zelprodukten. Hier mit maximalem
Produktestrom.
- Figur 4:
- ditto mit mittlerem Produktestrom.
- Figur 5:
- ditto mit minimalem Produktestrom.
- Figur 6:
- Ablauf der Schwellwertüberprüfung
- Figur 7:
- Ermittlung der Sollfüllstände
Wege zur Ausführung der Erfindung
[0058] Eine Ausführungsform gemäss der Erfindung ist im Folgenden anhand der Figuren 1 und
2 näher beschrieben.
[0059] In Figur 1 laufen das Produktband 6 und das Behälterband 7 in Gegenrichtung parallel
zueinander und die Behälter 3 werden in festem Abstand herangeführt. Die Steuerung
11a des letzten Roboters 4a übernimmt die Zentralsteuerungsfunktion. Die Zählung und
gleichzeitig die Lageerkennung der Produkte erfolgt mit der Kamera 9a des letzten
Roboters 4a.
[0060] In Figur 2 kommt zusätzlich eine Zentralsteuerung 11 zum Einsatz. Die Zählung der
Produkte erfolgt mit einer Kamera 8 am Einlauf des Produktbandes 6.
[0061] Am Behälterband 7 ist in Figur 1 ein Motor 19 dargestellt, der mit der Steuerung
11a des letzten Roboters 4a verbunden ist, und dessen Drehzahl und damit die Transportgeschwindigkeit
der Behälter 3 auf diesem Behälterband 7 entsprechend geregelt wird. Wird anstelle
einer Steuerung 11a, 11b, 11c zu jedem einzelnen Roboter eine - in Figur 2 gezeigte
- zentrale Steuerung 11 für alle Roboter 4a, 4b, ..., 4n verwendet, so ist der Motor
19 entsprechend mit dieser Steuerung 11 verbunden. Kommt zur Heranführung der Behälter
eine Tiefziehmaschine oder eine Schlauchbeutelmaschine zum Einsatz, so ist deren eigene
Steuerung mit der Steuerung 11a des letzten Roboters 4a, oder alternativ mit der Zentralsteuerung
11, zu verbinden.
[0062] Der Antrieb 18 des Produktebandes 6 ist ohne Verbindung zu einer Steuerung dargestellt,
da dadurch veranschaulicht werden soll, dass das Produkteband mit vorgegebener Geschwindigkeit
läuft und entsprechend die Menge der auf dem Produktband 6 herangeführten Einzelprodukte
2 nicht beinflusst werden kann. In der Praxis ist allerdings der Motor 18 mit der
Zentralsteuerung 11 oder mit den Steuerungen 11a, ..., 11n zu verbinden, damit die
Zentralsteuerung 11 oder die Steuerungen 11a, ..., 11n die jeweilige Geschwindigkeit
des Produktebandes 6 für die Berechnung der effektiven Position der Einzelprodukte
2 auf dem Produkteband 6 zu einem bestimmten Zeitpunkt berechnen können und damit
die Steuerungen das Produktband zum Stehen bringen können, wenn am Einlauf keine Einzelprodukte
2 mehr zugeführt werden.
[0063] Die eigentliche Erkennung der Produkte erfolgt mit einem oder mehreren Sensoren.
In Figur 2 ist eine Kamera 8 gezeigt, welche die ganze Breite des Produktbandes 6
erfasst und die herangeführten Einzelprodukte 2 zählt und den Wert an die Zentralsteuerung
11 übermittelt. Alternativ ist in Fig. 1 am Produkteinlauf des Roboters 4a eine Kamera
9a gezeigt, welche ebenfalls die gesamte Breite des Produktbandes erfasst und die
Produkte zählt und an die Robotersteuerung 11a überträgt. Daneben erfasst die Kamera
9a die Lage, also die Position und Drehlage, der Einzelprodukte 2. Allenfalls wird
diese Kamera 9a für die Lageerkennung nur einen bestimmten Bereich des Produktbandes
6 abtasten und auswerten. Alle weiteren Roboter 4b, 4c sind ebenfalls mit einem Sensor,
hier Kamera, 9b, 9c ausgerüstet, wobei diese Kameras die Drehlage und Position derjenigen
Einzelprodukte 2 erfassen, welche zur erfindungsgemässen Befüllung der Behälter 3
durch die Roboter 4b, 4c notwendig sind. Mit einer hochauflösenden Kamera 8 kann es
sich unter Umständen erübrigen, dass weitere Kameras 9a, 9b, 9c notwendig sind. Die
Kamera 8 erfasst dann das gesamte Produktband 6 und die Zentralsteuerung 11 übermittelt
die Resultate an die Steuerungen 11a, 11b, ..., 11n. Alternativ kann natürlich auch
nur eine einzige Zentralsteuerung 11 die Resultate und allenfalls auch die Bewegungsplanung
für alle Roboter 4a, 4b, ..., 4n verwalten.
[0064] Das eigentliche Verfahren wird anhand der Figuren 3 bis 5 beschrieben. Dabei zeigt
Figur 3 einen schematischen Verlauf für das häufigste Produkt welches die Roboterstrasse
bei voller Zuführung von Einzelprodukten am stärksten auslastet. Figur 4 zeigt einen
schematischen Verlauf für ein mittelhäufiges Produkt. Figur 5 zeigt schliesslich einen
Verlauf für ein Produkt mit verhältnismässig geringer Zuführung, welches die Anlage
nicht auslastet.
[0065] Die Auslegung der Anlage erfolgt gemäss der Sorte, welche die grösste Kapazität der
Roboterstrasse 1 erfordert. In Figur 3 wird das mit der maximalen Heranführung (=100)
von Einzelprodukten 2 dargestellt. Anhand dieser maximalen Heranführung und anhand
der Grösse der Behälter 3 wird die Anzahl der benötigten Roboter 4a, 4b, ..., 4n festgelegt
und die Sollgeschwindigkeit des Behälterbandes 7 bestimmt. Weiter wird ein Schwellwert
32 festgelegt. Dieser Schwellwert 32 legt fest, wie stark die Zuführung von Einzelprodukten
2 zurückgehen darf, damit derjenige Roboter 4b, 4n die Kontrolle über die Zuführung
der Behälter 3 behält, welcher alleine aufgrund der Zuführung die Kontrolle über das
Behälterband 7 hätte. Ein Rückgang 23, welcher kleiner ist als der Schwellwert 32,
bedeutet, dass nur eine Verschiebung der Kontrolle über die Zuführung der Behälter
3 zu einem der hinteren Roboter 4b, ..., 4n notwendig ist. Ein Rückgang 29 auf einen
Wert 30, welcher stärker ausfällt als der Schwellwert 32 dagegen bedeutet, dass die
Steuerung des zweitletzten Roboters 4b die Kontrolle über das Behälterband 7 hat.
Man beachte aber, dass bei einer geringen Zuführung, wie in Figur 5 gezeigt, dieser
Fall nicht eintreten kann, weil der Rückgang in der Produktzuführung nicht unter den
Schwellwert 32 sinken kann. Kommt es zu einem Produktionsausfall 24-27, so wird das
Produktband 6 angehalten und die Steuerungsverantwortung geht an den letzten Roboter
4a über. Alle Roboter 4a, ..., 4n gehen in Wartestellung und die Anlage geht in Wartestellung
bis an Stelle 27 wieder Produkte zugeführt werden. Aufgrund der dann herangeführten
Anzahl 28 von Einzelprodukten 2 findet sofort ein Übergang der Kontrollverantwortung
an einen der Roboter 4a, ..., 4n statt.
[0066] Bei einem Rückgang in der Produktzuführung 30, bei welcher der Schwellwert 32 unterschritten
wird und entsprechend der zweitletzte Roboter 4b die Kontrolle über die Zuführung
der Behälter 3 hat, sind zwei Ziele zu erreichen. Einerseits sind alle Produkte 29
umzusetzen, welche vor dem Rückgang noch herangeführt wurden. Andererseits muss bei
einem wieder einsetzenden normalen Produktstrom 33 die Kontrolle wieder an den aufgrund
der zugeführten Anzahl 33 der Einzelprodukte 2 für die Kontrolle der Zuführung der
Behälter 3 zuständigen Roboter 4a, ..., 4n übergehen.
[0067] Dieser Kontrollübergang ist in Figur 6 dargestellt. Auf der linken Seite des Schemas
ist der Fall gemäss Figur 5 dargestellt, wo der Schwellwert 32 aufgrund des Rückgangs
30 nicht unterschritten wird. Auf der rechten Seite ist der Fall gemäss Figur 3 und
4 dargestellt, wo der Schwellwert 32 unterschritten wird. Wesentlich ist, dass alle
Roboter 4c, ..., 4n sofort angewiesen werden, die Behälter 3 möglichst bis auf den
Sollfüllstand von Roboter 4b zu befüllen und dass gleichzeitig Roboter 4b die Kontrolle
über das Behälterband 7 übernimmt. Erst wenn Stelle 30 den eigentlich zuständigen
Roboter 4c, ..., 4n erreicht hat, werden die Sollfüllstände wieder auf normales Niveau
abgesenkt. Der dann zuständige Roboter übernimmt die Kontrolle über das Behälterband
7, sobald alle hinter ihm liegenden Roboter ebenfalls wieder unter Sollfüllstand liegen.
Bis dahin behält Roboter 4b die Kontrolle über das Behälterband 7.
[0068] Die Einstellung der Sollfüllstände erfolgt bei der Inbetriebnahme der Roboterstrasse
1 für jede Sorte von Einzelprodukten 2. In Figur 7 ist beispielhaft für zwei Sorten
dargestellt, wie die Sollfüllstände eingestellt werden. Dabei zeigt die Kurve 41 die
Sollfüllstände für ein Einzelprodukt 2, welches anzahlmässig die ganze Kapazität 100%
der Roboterstrasse 1 erfordert. Die Sollfüllstände steigen linear an, da keine Reserven
für einen degressiven Anstieg der Füllstande zur Verfügung stehen. Kurve 40 zeigt
einen degressiven Anstieg - dargestellt durch die Punkte 40d und 40e. Bei Kurve 42
dagegen werden auch bei maximaler Heranführung der Sorte von Einzelprodukten 2 nur
soviele Einzelprodukte 2 herangeführt, dass die Kapazität 70% erforderlich ist. Entsprechend
hat hier der Roboter 4d bei maximaler Heranlieferung von Einzelprodukten die Steuerungsverantwortung
über das Behälterband 7. Diese Festlegung ist mit den Linien 42c und 42d dargestellt.
Obwohl Roboter 4d die Verantwortung hat, wird er an seiner Position in der Roboterstrasse
1 aber den Behälter nie ganz befüllen, sondern nur bis etwa 55% wie in Punkt 42e dargestellt.
[0069] Nicht näher anhand von Figuren erläutert wird der Ausfall eines Roboters 4a, ...,
4n. Ein Ausfall wird dadurch kompensiert, dass einerseits die Sollfüllstände der noch
arbeitenden Roboter angepasst werden und dadurch, dass im Falle eines Ausfalls eines
kontrollierenden Roboters, der jeweils unmittelbar benachbarte, dahinterliegende Roboter
die Kontrolle über die Heranführung der Behälter 3 übernimmt.
[0070] Diese Vorgehensweise kann nicht mit einem einzelnen Roboter 4a angewandt werden,
da es das Verfahren erfordert, dass mit Ausnahme eines über den Schwellwert 32 hinausgehenden
Produktionsrückgangs, teilbefüllte Behälter 3 von mindestens einem Roboter 4b in den
Arbeitsbereich des Roboters 4a angeliefert werden.
[0071] Das Funktionsprinzip kann auch bei im Winkel zueinander laufenden Produktband 6 und
Behälterband 7 angewandt werden, solange der Kreuzungsbereich gross genug ist, obwohl
durch dieses Kreuzen und der daraus resultierenden Niveauunterschiede und gegenseitigen
Abdeckungen der einzelnen Transportvorrichtungen 6 und 7 Nachteile in Kauf genommen
werden müssen.
1. Verfahren zum Einsetzen von mindestens einer Sorte von in Losen herangeführten Einzelprodukten
in eine bestimmte Anzahl von Einzelprodukten aufnehmende Behälter mittels einer Roboterstrasse
bestehend aus mindestens zwei Robotern, wobei die Einzelprodukte an einem Einlauf
der Roboterstrasse unregelmässig herantransportiert werden um diese in einem Umsetzbereich
der Roboterstrasse einzeln zu ergreifen und in Behälter einzusetzen und wobei die
Einzelprodukte und die Behälter im Gegenstrom auf mindestens einer Transportvorrichtung
für die Einzelprodukte und auf mindestens einer Transportvorrichtung für die Behälter
herantransportiert werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anlieferung eines nächsten zu befüllenden Behälters in den Umsetzbereich durch
einen beliebigen Roboter gesteuert wird und dadurch, dass der Roboter, welcher die Anlieferung des nächsten zu befüllenden Behälters
steuert, aus der Anzahl der gegenwärtig am Einlauf der Roboterstrasse herangeführten
Einzelprodukte bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
für die Bestimmung des Roboters, welcher die Anlieferung des nächsten zu befüllenden
Behälters steuert, die Verteilung der sich gegenwärtig im Umsetzbereich der Roboterstrasse
befindenden Einzelprodukte berücksichtigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
für jeden Roboter ein Sollfüllstand der Behälter bestimmt wird und dadurch, dass
der Sollfüllstand der Behälter in Laufrichtung der Behälter ansteigend festgelegt
wird und dadurch, dass von jedem Roboter, welcher seinen Sollfüllstand erreicht hat und die Anlieferung
des nächsten zu befüllenden Behälters gegenwärtig nicht steuert, keine Einzelprodukte
mehr in Behälter umgesetzt werden und dadurch, dass
der nächste zu befüllende Behälter in den Umsetzbereich eingesteuert und der vorderste
Behälter abgeführt wird, wenn der Roboter, welcher die Anlieferung des nächsten zu
befüllenden Behälters gegenwärtig steuert, seinen Sollfüllstand erreicht hat.
4. Verfahren nach Anspruch 3
dadurch gekennzeichnet, dass
für jede Sorte von Einzelprodukten aufgrund Ihrer maximal herangeführten Anzahl oder
aufgrund anderer leistungsbestimmender Eigenschaften im Voraus eine maximal erforderliche
Umsetzleistung bestimmt wird und dadurch, dass
aufgrund dieser maximal erforderlichen Umsetzleistung bestimmt wird, welcher Roboter
die Anlieferung des nächsten zu befüllenden Behälters steuert, wenn von dieser Sorte
von Einzelprodukten die maximale Anzahl herangeführt wird und dadurch, dass
aufgrund dieser maximal erforderlichen Umsetzleistung und eines im Voraus festgelegten
Anstiegs der Sollfüllstände bestimmt wird, welcher in Laufrichtung der Behälter dahinter
liegende Roboter die Anlieferung des nächsten zu befüllenden Behälters steuert, wenn
von dieser Sorte von Einzelprodukten entsprechend weniger als die maximale Anzahl
herangeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anlieferung des nächsten zu befüllenden Behälters durch den in Laufrichtung der
Behälter ersten Roboter gesteuert wird, wenn von einer Sorte von Einzelprodukten weniger
als die erforderliche Umsetzleistung dieses ersten Roboters herangeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4
dadurch gekennzeichnet, dass
alle Roboter ihre gegenwärtige Umsetzbewegung eines Einzelproduktes abschliessen und
in Ruhestellung gehen und das Produkteband im Umsetzbereich zum Stillstand gebracht
wird, wenn keine Einzelprodukte angeliefert werden.
7. Verfahren nach Anspruch 4
dadurch gekennzeichnet, dass
für jede Sorte von Einzelprodukten ein Schwellwert festgelegt wird, welcher einem
maximalen Wert entspricht, um welchen die Anzahl der am Einlauf herangeführten Einzelprodukte
dieser Sorte maximal zurückgehen darf damit von dem dieser Anzahl herangeführter Einzelprodukte
entsprechenden Roboter die Anlieferung des nächsten zu befüllenden Behälters gesteuert
wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei Überschreitung des Schwellwertes der in Laufrichtung der Behälter zweitletzte
Roboter die Anlieferung des nächsten zu befüllenden Behälters steuert und dadurch, dass
dieser Roboter die Behälter vollständig befüllt, bevor dieser den nächsten zu befüllenden
Behälter in den Umsetzbereich anliefert und dadurch, dass bei allen weiteren Robotern der zulässige Füllstand auf den Sollfüllstand des
zweitletzten Roboters erhöht wird und dadurch, dass
sobald die Stelle auf dem Produktband, an welcher die Anzahl der herangeführten Produkte
zurückgegangen ist, denjenigen Roboter erreicht, welcher aufgrund der am Einlauf herangeführten
Produkte die Anlieferung der Behälter steuern würde, die zulässigen Füllstände für
alle Roboter wieder auf den normalen Sollfüllstand abgesenkt werden und dadurch, dass
dieser Roboter die Steuerung der Anlieferung des nächsten zu befüllenden Behälters
übernimmt, sobald dieser und alle in Laufrichtung der Behälter hinter ihm angeordneten
Roboter ihren Sollfüllstand nicht mehr überschreiten.
9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
für die Überprüfung des Schwellwertes zusätzlich die Verteilung der Einzelprodukte
im Umsetzbereich mitberücksichtigt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 4
dadurch gekennzeichnet, dass
für jede Sorte von Einzelprodukten aufgrund der für jeden Roboter vorgegebenen Umsetzleistung
mindestens ein Kontrollwert bestimmt wird und dadurch, dass bei einer Abweichung von diesem Kontrollwert die Geschwindigkeit von mindestens
einem Roboter und/oder die Geschwindigkeit von mindestens einer Transportvorrichtung
angepasst wird, bis dieser Kontrollwert wieder erreicht wird.
11. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
zu einer Gruppe zusammengefasste Behälter von einem Roboter wie ein einzelner Behälter
behandelt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei Ausfall eines Roboters die Sollfüllstände jedes Roboters angepasst werden und
dadurch, dass zur Bestimmung des Roboters, welcher die Anlieferung des nächsten zu befüllenden
Behälters steuert, wenigstens eine der folgenden Informationen berücksichtigt werden:
- die Anzahl der gegenwärtig herangeführten Einzelprodukte,
- die angepassten Sollfüllstände,
- die Anzahl Einzelprodukte im Umsetzbereich,
- eine erfolgte Schwellwertüberschreitung.
13. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umsetzung der Einzelproduktes in die Behälter zusätzlich aufgrund einer oder mehrerer
Eigenschaften jedes Einzelproduktes in Bezug auf mindestens eine andere Eigenschaft
optimiert erfolgt.
14. Verfahren, nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerung der Roboterstrasse durch eine einzige Steuerung oder durch mehrere,
untereinander verbundene, einzelne Steuerungen der Roboter erfolgt.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
Datenwerte, welche die Behälter hinsichtlich Ihrer Gewichts- und/oder Einzelcharakteristik
und/oder Typbestimmung bestimmen und beschreiben, durch die Steuerung der Roboterstrasse
bei der Abführung der Behälter aus dem Umsetzbereich der Roboterstrasse mitübertragen
werden.
16. Vorrichtung zum Einsetzen von Einzelprodukten in eine bestimmte Anzahl von Einzelprodukten
aufnehmende Behälter mit mindestens zwei hintereinander angeordneten Robotern, wobei
die Einzelprodukte und die Behälter im Gegenstrom oder zumindest mit Gegenstromwirkweise
auf mindestens einer Transporteinrichtung für die Einzelprodukte und auf mindestens
einer Transporteinrichtung für die Behälter herangeführt werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung Steuerungsmittel aufweist, welche derart ausgebildet sind, um das
Einsetzen der Einzelprodukte in die Behälter nach einem der Verfahren der Ansprüche
1 bis 15 ermöglichen.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Bestimmung der Anzahl der Einzelprodukte und zur Bestimmung der Position, Drehlage
und Eigenschaft dieser Einzelprodukte mindestens ein Sensor, insbesondere eine Kamera,
Lichttaster, Näherungsensor, 3D Bildverarbeitungssystem, Wägeeinheit oder anstelle
des Sensors oder der Sensoren ein Datenbus zum vorgelagerten Produktionsprozess der
Einzelprodukte oder zu den vor- und nachgelagerten Steuerungen vorhanden ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung Mittel aufweist, welche für jedes herangeführte Einzelprodukt eine
Gewichts-, Einzelcharakteristik- und/oder Typbestimmung ermöglicht und dadurch, dass
aufgrund dieser Bestimmung die Einzelprodukte selektiv in gewichts-, einzelcharakteristik-
und/oder typbestimmte Behälter einsetzbar sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung eine Datenschnittstelle aufweist, an welcher bei der Abführung jedes
Behälters aus dem Umsetzbereich der Roboterstrasse ein diesem Behälter zugehöriger
Datenwert, welcher der Gewichts-, Einzelcharakteristik- und/oder Typbestimmung der
im Behälter eingesetzten Einzelprodukte entspricht, übertragen wird.