DE10330700A1

DE10330700A1 - Maschine zum Füllen und Verschließen von Verpackungen

Info

Publication number: DE10330700A1
Application number: DE2003130700
Authority: DE
Inventors: Jochen Ziegler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-07-08
Filing date: 2003-07-08
Publication date: 2005-01-27

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum Füllen und Verschließen von Verpackungen, umfassend mehrere Bearbeitungsstationen (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8). Die Bearbeitungsstationen weisen jeweils einen Roboter auf, wobei die Roboter jeder Bearbeitungsstation eine baugleiche Robotermechanik aufweisen.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum Füllen und Verschließen von Verpackungen, wobei die Maschine mehrere Bearbeitungsstationen aufweist.
Maschinen zum Füllen und Verschließen von Verpackungen sind beispielsweise aus der pharmazeutischen Industrie bekannt. Hierbei werden die Füll- und Verpackungsmaschinen beispielsweise zum Füllen und Verschließen von Vials oder Spritzen verwendet. Die Verpackungen sind dabei in der Regel Glas- oder Kunststoffbehältnisse mit unterschiedlichsten geometrischen äußeren Formen. Diese Verpackungen müssen gehandhabt, gefüllt und verschlossen werden. Bei der Verarbeitung von pharmazeutischen Produkten sind weiterhin höchste Anforderungen hinsichtlich der Sterilisation und der Präzision (Füllmengen usw.) gefordert bzw. müssen auch die Anforderungen für eine Produktion in Reinräumen erfüllt werden. Von daher muss jede Maschine genau auf die Bedürfnisse des zu verarbeiteten Produktes ausgelegt sein. Dadurch entstehen hohe Kosten in der Konstruktion und der Fertigung, da fast jede Maschine eine Sonderkonstruktion ist und entsprechend den Kundenvorgaben und den spezifischen Anforderungen konstruiert wird.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass ein modularer Aufbau der Maschinen möglich ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass für jede Bearbeitungsstation jeweils ein Roboter vorgesehen ist. Die Roboter umfassen jeweils eine Handhabungsvorrichtung, wie z.B. ein Werkzeug oder einen Greifer und eine Robotermechanik mit Antrieben, Gelenken sowie einen Roboterarm, an dem die Handhabungsvorrichtung angeordnet ist. Dabei sind die Robotermechaniken der Roboter baugleich. Somit muss für jeden Roboter nur noch eine entsprechende Handhabungsvorrichtung bzw. ein entsprechendes Werkzeug gemäß der Funktion der Bearbeitungsstation vorgesehen werden und nicht mehr die gesamten Bearbeitungsstationen an die verschiedenen Maschinen angepasst werden. Dadurch können die Maschinen zum größten Teil in Serienfertigung hergestellt werden, da die Roboter bis auf die Handhabungsvorrichtung aus Gleichteilen bestehen. Ebenfalls können sehr kurze Konstruktionszeiten erhalten werden, da jeweils nur eine entsprechende Roboterhandhabungsvorrichtung neu konstruiert werden muss.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Besonders bevorzugt sind die einzelnen Bearbeitungsstationen der Maschine in Reihe angeordnet, wobei sie vorzugsweise alle an einer Seite der Maschine in einer Linie positioniert sind.
Weiterhin bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Maschine eine automatische Fördereinrichtung, welche einen Transport der Verpackungen zwischen den einzelnen Robotern der Bearbeitungsstationen übernimmt.
Um eine besonders gute Zugänglichkeit zu den Robotern bereitzustellen, sind die Roboter von der Maschine senkrecht zur Förderrichtung der Verpackungen wegfahrbar. Dadurch können Störungen einzelner Roboter schnell beseitigt werden bzw. ein schneller Austausch eines kaputten Roboters ermöglicht werden.
Besonders bevorzugt sind die Roboter als 6-Achs-Roboter ausgebildet.
Um eine schnelle und sichere Zuführung der Verpackungen zur Maschine zu gewährleisten, ist vorzugsweise eine Einlaufgruppierkette vorgesehen. Die Einlaufgruppierkette ist vorzugsweise umlaufend ausgebildet und der Roboter der ersten Bearbeitungsstation entnimmt die Verpackungen von der Einlaufgruppierkette der Maschine und übergibt die Verpackungen an die Fördereinrichtung.
Besonders bevorzugt werden die Roboter der einzelnen Bearbeitungsstationen mittels einer zentralen Steuerungseinheit gesteuert. Dies ermöglicht eine einfache und schnelle Programmierung der einzelnen Roboter. Es ist jedoch auch möglich, für jeden Roboter eine eigene Steuerung vorzusehen.
Um eine möglichst kleine Fläche bereitzustellen, an welcher sich Schmutz anlagern könnte, sind die Roboter vorzugsweise an einer gemeinsamen Platte aufgehängt. Dadurch sind insbesondere im Arbeitsbereich der Roboter keine größeren Flächen vorhanden. Derartige Maschinen eignen sich besonders gut für einen Einsatz in einer Reinraumumgebung.
Besonders bevorzugt weist die erfindungsgemäße Füll- und Verschlussmaschine eine Bearbeitungsstation für einen Einlauf in die Maschine und/oder zum Verschließen einer ersten Seite der Verpackung und/oder zum Wiegen der leeren Verpackung und/oder zum Füllen der Verpackung und/oder zum Wiegen der gefüllten Verpackung und/oder zum Verschließen einer zweiten Seite der Verpackung und/oder für einen Auslauf aus der Maschine auf. Durch den erfindungsgemäßen modularen Aufbau kann die Maschine dabei auf einfache Weise an die jeweiligen Kundenwünsche angepasst werden. Selbstverständlich können auch noch weitere Bearbeitungsstationen vorgesehen werden bzw. eine Bearbeitungsstation zwei oder mehrere Roboter umfassen.
Vorzugsweise sind die in der erfindungsgemäßen Maschine verwendeten Verpackungen Spritzen oder Vials oder Ampullen, wobei die Verpackung insbesondere aus Glas oder Kunststoff hergestellt ist.
Zeichnungen
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben, in der:
1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Maschine zum Füllen und Verschließen von Verpackungen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, und
2 eine schematische Draufsicht der in 1 gezeigten Maschine ist.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, umfasst die erfindungsgemäße Maschine 1 einen länglichen Tisch 15 sowie einen Rahmen 16. Auf dem länglichen Tisch 15 sind, wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, eine Vielzahl von Bearbeitungsstationen 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8 angeordnet. Die Bearbeitungsstationen sind dabei an einer Seite einer ebenfalls auf dem Tisch 15 befestigten Fördereinrichtung 11 angeordnet (vgl. 2). Dadurch können die Bearbeitungsstationen senkrecht zur Förderrichtung X der Fördereinrichtung 11 nach hinten weggefahren werden und ausgetauscht werden.
Die Roboter der Bearbeitungsstationen 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8 weisen den gleichen Aufbau auf, wobei der Roboter jeder Bearbeitungsstation ein entsprechend seinen Aufgaben bzw. Funktionen ausgebildetes Roboterwerkzeug als Handhabungsvorrichtung aufweist. Die Roboter der jeweiligen Bearbeitungsstationen sind als 6-Achs-Roboter mit höchster Wiederholgenauigkeit im Bereich von +/– 0,02 mm ausgebildet.
Die Bearbeitungsstation 2 ist der Einlauf bzw. das Übergabeaggregat der Verpackung in die Maschine. Die Verpackungen im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind z. B. Spritzen, welche benachbart zueinander auf einer Einlaufgruppierkette 12 angeordnet sind. Der Roboter der ersten Bearbeitungsstation 2 entnimmt Spritzen von der Einlaufgruppierkette 12 und ordnet diese auf der Fördereinrichtung 11 an. Die Fördereinrichtung 11 transportiert die Spritzen weiter zur zweiten Bearbeitungsstation 3.
An der zweiten Bearbeitungsstation 3 ist eine Sortiereinrichtung 13 für einen ersten Verschluss an der Seite der Fördereinrichtung 11 gegenüber dem Roboter der zweiten Bearbeitungsstation 3 angeordnet. Der Roboter der zweiten Bearbeitungsstation 3 entnimmt einen Verschluss von der Sortiereinrichtung 13 und verschließt eine Seite der Spritze, welche auf der Fördereinrichtung 11 gehalten wird. Anschließend wird die einseitig verschlossene Spritze zur dritten Bearbeitungsstation 4 weiter transportiert.
An der dritten Bearbeitungsstation 4 entnimmt der zugehörige Roboter die einseitig verschlossene Spritze von der Fördereinrichtung 11 und positioniert diese auf einer ersten Waage 9. Dadurch wird eine Tara-Wiegung der leeren Verpackung durchgeführt. Nach Beendigung des Wiegevorgangs nimmt der Roboter der dritten Bearbeitungsstation 4 die gewogene Spritze wieder auf und positioniert sie wieder in der Fördereinrichtung 11.
Die Fördereinrichtung 11 transportiert die einseitig verschlossene Spritze dann zur vierten Bearbeitungsstation 5 weiter, in welcher die Spritze gefüllt wird. Nach dem Füllvorgang transportiert die Fördereinrichtung 11 die gefüllte Spritze zur fünften Bearbeitungsstation 6 weiter, an der der Roboter der fünften Bearbeitungsstation 6 die gefüllte Spritze von der Fördereinrichtung 11 entnimmt und an eine zweite Wiegeeinrichtung 10 übergibt, welche eine Brutto-Wiegung zur Prozesskontrolle durchführt. Nach dem Wiegevorgang nimmt der Roboter der fünften Bearbeitungsstation 6 die Spritze wieder von der Wiegeeinrichtung 10 auf und positioniert sie auf der Fördereinrichtung 11.
Anschließend fördert die Fördereinrichtung 11 die gefüllte Spritze zur sechsten Bearbeitungsstation 7 weiter, an der ein zweiter Verschluss an der noch offenen Seite der Spritze angebracht wird. Der Roboter der sechsten Bearbeitungsstation 7 entnimmt dabei den zweiten Verschluss von einer zweiten Sortiereinrichtung 14 und fügt ihn auf die Spritze auf.
Anschließend fördert die Fördereinrichtung 11 die gefüllte und verschlossene Spritze zur siebten Bearbeitungsstation 8, an der der zugehörige Roboter die Spritze von der Fördereinrichtung 11 entnimmt und aus der Maschine 1 abgibt.
Wie aus der vorhergehenden Beschreibung ersichtlich ist, sind die an den Robotern verwendeten Handhabungsvorrichtungen in erster Linie Greifer, um die Verpackungen für den Einlauf bzw. Auslauf der Maschine bzw. zum Durchführen der Wiegevorgänge zu greifen. Bei den Bearbeitungsstationen 3 und 7 sind ebenfalls Greifer als Handhabungsvorrichtungen vorgesehen, um die jeweiligen Verschlüsse von den Sortiereinrichtungen 13 und 14 zu greifen und die Verpackung zu verschließen.
Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, umfassen die einzelnen Bearbeitungsstationen hauptsächlich einen Roboter, welcher jeweils baugleich ausgeführt ist. Der einzige Unterschied zwischen den einzelnen Bearbeitungsstationen sind die jeweils verwendeten Handhabungsvorrichtungen bzw. Roboterwerkzeuge, welche an dem Roboterarm angebracht sind. Je nach Funktion führen die einzelnen Roboter dabei unterschiedliche Bewegungsabläufe durch. Die jeweiligen Bewegungsabläufe der Roboter können mit den bekannten Verfahren einprogrammiert werden. Eine Steuerung der einzelnen Bearbeitungsstationen erfolgt dabei vorzugsweise zentral mittels eines Rechners.
Da die Roboter alle an einer Seite der Fördereinrichtung 11 angeordnet sind, ergibt sich eine klare Trennung zwischen den Robotern einerseits und den jeweiligen Zusatzeinrichtungen der Bearbeitungsstationen, wie Einlaufgruppierkette 12, Sortiervorrichtungen 13, 14 und Wiegeeinrichtungen 9, 10 andererseits, welche an der anderen Seite der Fördereinrichtung 11 angeordnet sind. Somit kann ein Nachfüllvorgang oder Wartungsarbeiten der zusätzlichen Einrichtungen 11, 12, 13, 14 einfach von einer Seite durchgeführt werden. Darüberhinaus ergibt sich dadurch eine übersichtliche Maschine und alle Stellen der Maschine können für das Bedienpersonal einfach erreicht werden.
Es sei angemerkt, dass die erfindungsgemäße Maschine kontinuierlich oder getaktet, je nach Anforderung, betrieben werden kann. Weiterhin sei angemerkt, dass die jeweiligen Bearbeitungsstationen auch mehrere Verpackungen gleichzeitig bearbeiten können. Darüberhinaus kann beispielsweise auch eine Zuführung der Spritzen in Transporthülsen oder in Trays erfolgen. Der modulare Aufbau der erfindungsgemäßen Maschine ermöglicht überdies auch eine leichte und schnelle Umrüstbarkeit, falls dies gewünscht wird. Weiterhin können auf relativ einfache Weise zusätzliche Bearbeitungsstationen hinzugefügt bzw. entfernt werden.

Claims

Maschine zum Füllen und Verschließen von Verpackungen, umfassend mehrere Bearbeitungsstationen (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8), dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsstationen jeweils einen Roboter aufweisen, wobei die Roboter jeder Bearbeitungsstation eine baugleiche Robotermechanik aufweisen.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Roboter der einzelnen Bearbeitungsstationen (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) in Reihe, insbesondere auf einer Linie auf einer Seite der Maschine, angeordnet sind.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine eine automatische Fördereinrichtung (11) umfasst, mittels welcher die Verpackungen zwischen den einzelnen Bearbeitungsstationen (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) transportiert werden.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Roboter von der Maschine senkrecht zur Förderrichtung X der Fördereinrichtung (11) wegfahrbar sind.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Roboter als 6-Achs-Roboter ausgebildet sind.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine eine Einlaufgruppierkette (12) zum Zuführen der Verpackungen umfasst.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Roboter von einer zentralen Steuerungseinheit gesteuert werden.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Roboter der Bearbeitungsstationen (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) an einer gemeinsamen Platte aufgehängt sind.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine eine Bearbeitungsstation für einen Einlauf in die Maschine und/oder zum Verschließen einer Seite der Verpackung und/oder zum Wiegen der leeren Verpackung und/oder zum Füllen der Verpackung und/oder zum Wiegen der gefüllten Verpackung und/oder zum Verschließen einer zweiten Seite der Verpackung und/oder für einen Auslauf aus der Maschine umfasst.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungen Spritzen oder Vials oder Ampullen sind.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Zusatzeinrichtungen (9, 10, 12, 13, 14) der Maschine an einer Seite der Fördereinrichtung (11) gegenüber den Robotern angeordnet sind.