Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR OPERATING A PACKAGING MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/141566
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for operating a packaging machine (15) having at least one electrical drive motor (09), wherein the drive motor (09) drives at least one functional unit (05) of the packaging machine (15) in a programme-controlled manner during the production of packaging (11), said method comprising the following method steps: a) loading a parameter set into the controller of the packaging machine (15), wherein the parameter set contains at least one load-protection parameter which limits the torque or the power consumption of the drive motor (09) to a maximum during the production of the packaging (11); b) operating the packaging machine (15), with the production of the packaging (11), wherein the maximum actual value of the torque occurring in the drive motor (09) or the power consumption occurring in the drive motor (09) is measured during operation; c) determining a new load-protection parameter according to the maximum actual value; and d) storing the new load-protection parameter in a parameter set assigned to the packaging (11) to be produced.

Inventors:
DERSCH VOLKER (DE)
TREPKE PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/050447
Publication Date:
July 25, 2019
Filing Date:
January 09, 2019
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ROVEMA GMBH (DE)
International Classes:
G05B19/042; G05B23/02
Foreign References:
DE102013207363A12014-10-23
EP1168591A12002-01-02
EP3046250A12016-07-20
US5587931A1996-12-24
DE102010028697B32011-11-10
Attorney, Agent or Firm:
ADVOTEC. PATENT- UND RECHTSANWÄLTE (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1 . Verfahren zum Betrieb einer Verpackungsmaschine ( 15) mit zumin dest einem elektrischen Antriebsmotor (09), wobei der Antriebmotor (09) zumindest eine Funktionseinheit (05) der Verpackungsmaschine

( 15) bei der Herstellung von Verpackungen ( 1 1 ) programmgesteuert antreibt mit folgenden Verfahrensschritten:

a) Laden eines Parametersatzes in die Steuerung der Verpackungsma schine ( 15), wobei der Parametersatz zumindest einen Lastschutzpa- rameter (10) enthält, der das Drehmoment oder die Stromaufnahme des Antriebsmotor (09) bei der Herstellung der Verpackungen ( 1 1 ) auf ein Maximum begrenzt;

b) Betrieb der Verpackungsmaschine ( 15) unter Herstellung der Ver packung ( 1 1 ), wobei während des Betriebs der maximal auftretende Ist-Wert (13) des am Antriebsmotor (09) auftretenden Drehmoments oder der am Antriebsmotor (09) auftretenden Stromaufnahme gemes sen wird;

c) Bestimmung eines neuen Lastschutzparameters ( 14) in Abhängig keit des maximalen Ist-Wertes;

d) Speicherung des neuen Lastschutzparameters ( 14) in einem der herzustellenden Verpackung (1 1 ) zugeordneten Parametersatz.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass neuen Lastschutzparameter (14) nach Herstellung einer vorgege- benen Mindestanzahl von Verpackung bestimmt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass der alte Lastschutzparameter (13) automatisch mit dem neuen Lastschutzparameter (14) überschrieben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass der alte Lastschutzparameter (13) nach Bestätigung einer ent sprechenden Meldung durch den Bediener mit dem neuen Lastschutz parameter (14) überschrieben wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass der neue Lastschutzparameter (14) mit einer linearen Formel in

Abhängigkeit vom maximalen Ist-Wert (13) berechnet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass der neue Lastschutzparameter (14) 110 % oder 120 % oder 130

% oder 140 % oder 150 % des maximalen Ist-Werts (13) entspricht.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass bei Überschreiten eines ersten Lastschutzparameters während des Betriebs der Verpackungsmaschine (15) eine Warnmeldung aus gegeben wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass bei Überschreiten eines zweiten Lastschutzparameters während des Betriebs der Verpackungsmaschine (15) eine Störmeldung ausge- geben wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass bei Überschreiten eines dritten Lastschutzparameters während des Betriebs der Verpackungsmaschine (15) ein Not-Aus-Signal aus- gegeben wird.

Description:
Verfahren zum Betrieb einer Verpackungsmaschine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Verpackungs- maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Eine gattungsgemäße Verpackungsmaschine ist beispielsweise aus der DE 10 2010 028 697 Al bekannt. Diese Verpackungsmaschine umfasst insbesondere einen Antriebsmotor, mit dem eine Funktionseinheit, nämlich eine Förderschnecke angetrieben werden kann. Bei gattungsge- mäßen Verpackungsmaschinen ist in der Steuerung ein Parametersatz mit einem Lastschutzparameter hinterlegt, der das vom Motor maximal aufbringbare Drehmoment bzw. den vom Antriebsmotor maximal aufzu- nehmenden Strom begrenzt. Durch den Lastschutzparameter wird eine Überlastung des Antriebsmotors, wie sie beispielsweise beim Blockieren der Förderschnecke auftreten könnte, ausgeschlossen.

Bei den bekannten Verpackungsmaschinen ist es ein Problem, dass mit den Verpackungsmaschinen unterschiedlichste Verpackungen hergestellt werden. Abhängig von der jeweils herzustellenden Verpackung kann dann die Funktionseinheit, die mit einem Antriebsmotor angetrieben wird, umgebaut werden. Werden beispielsweise kleinere Verpackungen befüllt und versiegelt, so wird die entsprechende Förderschnecke mit einem geringeren Format eingebaut. Problematisch ist es dabei, dass der Lastschutzparameter, der die maximale Stromaufnahme bzw. das maxi male Drehmoment des jeweiligen Antriebsmotors begrenzt, unverändert bleibt. Kommt es nun an der Funktionseinheit zu einer Funktionsstörung, beispielsweise durch Verpacken des mit der Förderschnecke zu fördern den Pulvers, so wird die mit dem Lastschutzparameter programmierte Begrenzung der vom Antriebsmotor aufzubringenden Leistung erst erreicht, wenn bereits erhebliche Beschädigungen an der entsprechenden Funktionseinheit, beispielsweise durch Herausdrehen der entsprechenden kleinen Förderschnecke aufgetreten sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegen den Erfindung ein neues Verfahren zum Betrieb einer Verpackungsma schine vorzuschlagen, mit dem die oben beschriebenen Nachteile vermie den werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst wie üblich ein Parametersatz mit einem Lastschutzparameter geladen, der das Drehmo ment oder die Stromaufnahme des Motors bei der Herstellung einer bestimmten Verpackung auf ein vordefiniertes Maximum begrenzt.

Dieses vordefinierte Maximum der Leistungsaufnahme, die durch den Lastschutzparameter repräsentiert wird, kann sich bei insbesondere daran orientieren, dass eine Überlastung des Antriebsmotors selbst ausge schlossen ist. Anschließend wird die Verpackungsmaschine in Betrieb gesetzt und die jeweiligen Verpackungen mit den entsprechend notwendigen Lunktions- einheiten der Verpackungsmaschine hergestellt. Während des Betriebs der Verpackungsmaschine zur Herstellung der Verpackung wird der maximal auftretende Ist-Wert des am Motor auftretenden Drehmoments bzw. der maximal auftretende Ist-Wert der am Motor auftretenden Stromaufnahme gemessen. Handelt es sich um entsprechend kleine Ver packungen, wird dieser maximal auftretende Ist-Wert üblicherweise si gnifikant unterhalb des bisher voreingestellten Lastschutzparameters lie gen. Im nächsten Schritt wird dann aus dem gemessenen Ist-Wert des maximal aufgetretenen Drehmoments bzw. der maximal aufgetretenen Stromauf nahme ein neuer Lastschutzparameter berechnet. Dieser neue Lastschutz parameter repräsentiert dann gerade die Grenze der Leistungsaufnahme des Antriebsmotors, die im ungestörten Normalbetrieb der Verpackungs- maschine bei der Herstellung der entsprechenden Verpackungen aufge wendet werden muss. Der neue Lastschutzparameter kann dann selbstver ständlich etwas oberhalb der gemessenen Ist-Werte bestimmt werden, um ungewollte Störmeldungen bei Überschreiten eines zu eng gewählten Lastschutzparameters zu vermeiden. Zuletzt wird der neue Lastschutzparameter, der aus den gemessenen Ist- Werten der maximal aufgetretenen Drehmomente bzw. der maximal aufgetretenen Stromaufnahme abgeleitet ist, in einem der herzustellenden Verpackungen spezifisch zugeordneten Parametersatz abgespeichert. Während des weiteren Betriebs der Verpackungsmaschine kann dann immer, wenn eine entsprechende Verpackung mit der Verpackungsma schine hergestellt werden soll, der spezifisch zugeordnete Parametersatz in die Steuerung der Verpackungsmaschine geladen und dadurch Beschä digungen nicht nur des Antriebsmotors sondern auch der mit dem An triebsmotor angetriebenen Funktionseinheit problemlos ausgeschlossen werden.

Die bei der Herstellung einer Verpackung maximal aufgetretene Strom aufnahme bzw. das bei der Herstellung einer Verpackung maximal aufgetretene Drehmoment kann innerhalb bestimmter Toleranzgrenzen streuen. Um solche Streueffekte bei der Bestimmung des neuen Last- Schutzparameters berücksichtigen zu können, ist es besonders vorteil haft, wenn der neue Lastschutzparameter nach Herstellung einer vorgege- benen Mindestanzahl von Verpackungen und der entsprechenden Mes- sung der dabei aufgetretenen maximalen Ist-Werte bestimmt wird. Aus den verschiedenen maximalen Ist-Werten kann dann ein Durchschnitts- wert zur Bestimmung des neuen Lastschutzparameters genutzt werden. Alternativ dazu ist es auch denkbar, den größten der gemessenen maxi malen Ist-Werte zur Bestimmung des neuen Lastschutzparameters zu nutzen.

Für die Weiterverwendung des neuen Lastschutzparameters gibt es unterschiedliche Vorgehensstrategien. Gemäß einer ersten Verfahrensva- riante wird nach Bestimmung eines neuen Lastschutzparameters zu einer bestimmten Verpackung der alte Lastschutzparameter automatisch überschrieben.

Alternativ zu der automatischen Überschreibung des alten Lastschutzpa rameters kann die Verwendung des neuen Lastschutzparameters auch davon abhängig gemacht werden, dass das Überschreiben des alten Lastschutzparameters mit dem neuen Lastschutzparameter erst nach Bestätigung einer entsprechenden Meldung durch den Bediener erfolgt.

In welcher Weise der neue Lastschutzparameter in Abhängigkeit des gemessenen Ist-Werts bestimmt wird, ist grundsätzlich beliebig. Ohne weiteres können dazu bekannte Berechnungsformeln eingesetzt werden. Eine besonders einfache und leicht verständliche Berechnungsformel liegt in der Verwendung einer linearen Formel F (neuer Fastschutzpara meter) = f (maximaler Ist-Wert).

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante ist es vorgesehen, dass der neue Fastschutzparameter als Prozentualwert des maximal gemesse nen Ist-Werts berechnet wird. Bevorzugt kann der neue Fastschutzpara meter 1 10 % oder 120 % oder 130 % oder 140 % oder 150 % des maxi mal gemessenen Ist-Werts sein. Wird bei der Herstellung einer Verpackung der neu gespeicherte Last- schutzparameter überschritten, so können damit unterschiedliche

Reaktionen ausgelöst werden. Gemäß einer ersten Variante wird bei Überschreiten eines ersten Lastschutzparameters eine Warnmeldung aus- gegeben. Überschreitet der gemessene Ist-Wert beispielsweise einen

Lastschutzparameter von 1 10 % des erfindungsgemäß gemessenen maxi malen Ist-Werts, so wird dem Bediener zunächst eine Warnmeldung angezeigt, die auf ein mögliches Problem aufgrund der erhöhten Belas- tung hinweist. Gemäß einer zweiten Verfahrensalternative ist es vorgesehen, dass bei Überschreiten eines zweiten Lastschutzparameters, beispielsweise von 130 % des mit dem erfindungsgemäßen Verfahren maximalen gemesse- nen Ist-Werts eine Störmeldung ausgegeben wird.

Gemäß einer dritten Verfahrensalternative kann bei Überschreiten des vierten Lastschutzparameters, beispielsweise von 150 % des mit dem erfindungsgemäßen Verfahrens maximalen gemessenen Ist-Werts ein Not-Aus-Signal ausgegeben werden, um die Maschine automatisch zu stoppen und Beschädigungen in den mechanischen Funktionseinheiten durch unerwünschte Überlastungen auszuschließen. Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen schemati siert dargestellt und wird nachfolgend beispielhaft erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisiert dargestellte Verpackungsmaschine mit einer von einem Antriebsmotor angetriebenen Förderspindel; Fig. 2 ein schematisiert dargestelltes Messdiagramm zur Darstellung des gemessenen Ist-Drehmoments des Antriebsmotors;

Fig. 3 ein Messdiagramm gemäß Fig. 2 nach Bestimmung eines neuen

Last Schutzparameters. In Fig. 1 ist eine Dosiervorrichtung 01 skizziert, die Teil einer Verpa ckungsmaschine 15 ist. Hierbei weist die Dosiervorrichtung 01 ein Abga bebehältnis 02 auf, welches aus einem Trichter 03 und einem daran an schließenden Rohr 04 besteht. Daran angeordnet befindet sich ein Rührer 06 sowie eine Dosierschnecke 05. Wie in der Skizze zu erkennen ist, weisen Trichter 03 , Rohr 04 sowie Rührer 06 und Dosierschnecke 05 eine gemeinsame Mittelachse auf.

Zwischen dem Rührer 06 und dem Trichter 03 ist ein Spalt 08 vorgese hen. Dieser wird funktionsgemäß möglichst klein gewählt, j edoch groß genug, um einen Kontakt zwischen dem Rührer 06 und dem Trichter 03 zu verhindern. Gleiches gilt für den Spalt 07 zwischen dem Rohr 04 und der Dosierschnecke 05.

Dennoch ist bei Wahl eines geringen Spalts 07 bzw. 08 eine Kollision der entsprechenden Teile nicht auszuschließen. Die Förderschnecke 05 wird mit einem Antriebsmotor 09 angetrieben.

Für diesen Antriebsmotor 09 ist in der Steuerung der Verpackungsma schine 15 ein Lastschutzparameter 10 (siehe Fig. 2) abgespeichert, der eine Beschädigung des Antriebsmotors 09 durch Überlastung verhindern soll. Fig. 2 zeigt das Messdiagramm zur Messung vom Antriebsmotor 09 aufgebrachtem Drehmoment, das auf die Förderspindel 05 wirkt, während der Herstellung von Verpackungen 1 1 . Der bei der Herstellung der Verpackungen 1 1 aufzubringende Ist-Wert 12 des Drehmoments steigt periodisch bis zu einem Maximal-Wert 13 an und fällt dann wieder auf den Null-Wert zurück. Mit jeder neuen Verpackung 1 1 wird ein neuer Wertzyklus des an der Förderspindel 05 aufgebrachten Drehmoments durchlaufen.

Man erkennt, dass der maximale Ist-Wert 13 des vom Antriebsmotor 09 aufgebrachten Drehmoments erheblich unterhalb des in der Steuerung hinterlegten Lastschutzparameters 10 liegt. Würde das Ist-Drehmoment 12 bei einer Störung, beispielsweise beim Verpacken des zu fördernden Pulvers, über dem im Normalbetrieb erreichten Maximal-Wert 13 anstei- gen, so würde eine Störung durch die Steuerung erst bei Erreichen des Lastschutzparameters 10 erkannt, wobei in diesem Fall dann bereits erhebliche mechanische Beschädigungen an der Förderschnecke aufgetre ten sein würden.

Um solche Beschädigungen auszuschließen, wird der im Normalbetrieb gemessene Maximal-Wert 13 zur Bestimmung eines neuen Lastschutzpa- rameters 14 genutzt.

Wie in Fig. 3 dargestellt liegt der neue Lastschutzparameter 14 bei 1 10 % des im Normalbetrieb gemessenen Maximal-Werts 13 des vom An triebsmotor 09 aufgebrachten Drehmoments. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass diese Leistungsschwelle im Normalbetrieb bei der Herstel- lung der Verpackungen 1 1 nicht überschritten wird. Überschreitet, wie in Fig. 3 beispielhaft dargestellt der Ist-Wert 12 den neuen Lastschutzpara meter 14, so kann eine Warnmeldung, eine Störmeldung oder ein Not- Aus-Signal abgesetzt werden. Der neue Lastschutzparameter 14 wird nach entsprechender Bestätigung durch das Bedienpersonal im Parame- tersatz, der der Verpackung 1 1 zugeordnet ist, abgespeichert und über schreibt den alten Lastschutzparameter 10.