包装設備を稼働させるためのシステム
【課題】
本発明は、製品、特にタバコ物品用の包装設備１０を稼働させるシステムであって、この包装設備１０の複数の構成要素、特にこの包装設備１０の複数の包装機又は複数の装置が、包装工程中にこの包装設備内で前後して配置されている当該システムに関する。
【解決手段】
本発明は、前記包装設備１０のエネルギー効率を改良するため、複数の構成要素の少なくとも一部が、少なくとも１つの制御装置２７によって少なくとも一時的にエネルギー節約モードに切り替えられ、このエネルギー節約モードでは、当該対応する構成要素が、稼働モード中より少ないエネルギーを必要とすることを特徴とする。
本発明は、製品、特にタバコ物品用の包装設備１０を稼働させるシステムであって、この包装設備１０の複数の構成要素、特にこの包装設備１０の複数の包装機又は複数の装置が、包装工程中にこの包装設備内で前後して配置されている当該システムに関する。
【解決手段】
本発明は、前記包装設備１０のエネルギー効率を改良するため、複数の構成要素の少なくとも一部が、少なくとも１つの制御装置２７によって少なくとも一時的にエネルギー節約モードに切り替えられ、このエネルギー節約モードでは、当該対応する構成要素が、稼働モード中より少ないエネルギーを必要とすることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品、特にタバコ物品用の包装設備を稼働させるシステム及び方法に関する。この場合、包装設備の複数の構成要素、特に包装設備の複数の包装機又は複数の装置が、請求項１の上位概念にしたがって包装工程中にこの包装設備内で前後して配置されている。
【背景技術】
【０００２】
エネルギー価格が上昇している今日では、包装設備、包装機及び当該包装機のそれぞれの装置の買い手は、これらの構成要素がエネルギーを節約して稼働され得ることを要求する。それ故に、これらの構成要素が、稼働状態中に総じてできるだけ少ないエネルギーを消費することが重要であることをかなり前から考えている。さらに、一般に通常の構成要素は、その構成要素が少ないエネルギーを消費する負荷率で稼働されるように、当該通常の構成要素は仕様決定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００２１８３８号明細書
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１４２９７号明細書
【特許文献３】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９４６７８７号明細書
【特許文献４】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００６０１７１０６号明細書
【特許文献５】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００８０３３５４９号明細書
【特許文献６】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００９００４６４１号明細書
【特許文献７】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２０１００１１６４０号明細書
【特許文献８】ヨーロッパ特許出願公開第２３８６３６３号明細書
【特許文献９】国際公開第２００９／１０９１７８号パンフレット
【特許文献１０】国際公開第２０１０／０３７５１７号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、当該従来の技術から出発して、冒頭で述べた種類のシステムを、さらなるエネルギー節約に関して改良することにある。この場合、当該エネルギー節約の用語は、エネルギーの消費量を減少させる全ての手段を示す。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題を解決するため、本発明のシステムは、請求項１に記載の特徴を有する。したがって、包装設備のエネルギー効率を改良するため、複数の構成要素の少なくとも一部が、少なくとも１つの制御装置によって少なくとも一時的にエネルギー節約モードに切り替えられ、このエネルギー節約モードでは、当該対応する構成要素が、稼働モード中より少ないエネルギーを必要とすることが提唱されている。
【０００６】
一般に、エネルギーの使用効率、すなわちエネルギー消費に対する利用の比をエネルギー効率と呼ぶ。包装設備に関しては、特定のエネルギー消費のエネルギー効率、すなわち製品を包装するために必要とするエネルギーのエネルギー効率を言う。
【０００７】
本発明の利点は、構成要素のエネルギー消費がこれらの構成要素に対応する制御装置及び／又は調整装置によって減少され得る点にある。この改良は、設備効率、すなわち設備の生産率に左右されない。また、システムのエネルギー効率が良いとは、（一定の）少ないエネルギーを消費する構成要素を選択することと考えてはならない。
【０００８】
稼働モードとは、本発明の範囲内では、構成要素が包装設備の定格稼働又は通常稼働にある当該構成要素の状態を意味する。この場合、例えば包装すべき又は設備内で取り扱うべき様々な製品に対して、必ず１つの稼働モードだけが存在しなければならないのではなくて、複数の稼働モードが存在してもよい。
【０００９】
エネルギー節約モードは、本発明の範囲内では、構成要素がそれぞれの稼働モード中より少ないエネルギーを消費する状態を意味する。当該より少ないエネルギー消費は、構成要素を（完全に）停止することによって実施してもよいし又はエネルギー消費の一部を減少させることによって実施してもよい。実際には、各構成要素が、例えば、完全に停止するエネルギー節約モード、最少又は少ないエネルギー消費を呈するエネルギー節約モード等のような、様々なそれぞれのエネルギー消費を呈する異なるエネルギー節約モードを有する。
【００１０】
異なる稼働モードが、構成要素に対して−例えば異なる製品に対して−存在する場合、一方の製品に対する稼働モードが、他方の製品に対するエネルギー節約モードに一致することが考えられ得る。
【００１１】
本発明の好適なさらなる構成によれば、包装設備及び／又はこの包装設備の構成要素を制御するためのプログラムが、制御装置内に格納されていることが提唱され得る。この場合、当該プログラムが、包装設備及び／又はこの包装設備の構成要素の所定の稼働状態に割り当てられている。
【００１２】
したがって、稼働モード及びエネルギー節約モード又はエネルギー消費を考慮して構成要素を制御又は調整するためのプログラムを有する制御装置が提唱され得る。さらに、これらのプログラムが、所定の稼働状態に割り当てられていることが提唱されている。
【００１３】
例えば、全ての構成要素が稼働モードで稼働される「定格稼働」用の１つのプログラムが考えられる。場合によっては、「定格稼働」用の複数のプログラムが、例えば包装すべき製品に依存して存在してもよい。この場合、所定の製品に対するプログラムが考えられる。これらのプログラムの場合、複数の構成要素の一部が、エネルギー節約モードに移行されるか又は完全に停止される。何故なら、当該複数の構成要素の一部が、製品の包装時にほとんど又は完全に必要とされないからである。
【００１４】
特に、包装すべき製品に応じて低い温度で加熱装置を稼働させることが考えられる。
【００１５】
さらに、構成要素が、生産速度に応じて制御又は調整されることが考えられる。包装設備の遅い生産速度の場合、加熱装置が、より低い温度で稼働される。包装設備の速い生産速度の場合、加熱装置が、より高い温度で稼働される。
【００１６】
特に、設備をオペレーターの作業速度に応じて制御又は調整することが考えられる。例えば習熟したオペレーターの場合は、エネルギーが、当該方法で節約され得る。設備のオペレーターの通常の作業速度が、当該方法で考慮されてもよい。例えば、特定のエネルギー消費をできるだけ少なく維持するため、所定の複数の設備が、オペレーターに応じてより速い生産速度で又はより遅い生産速度で別々に稼働されることが考えられる。
【００１７】
実際には、大きい重みづけが、休憩、障害、メンテナンス、終業、週末、工場閉鎖等のような稼働中断時に使用されるプログラムに与えられてもよい。この場合、構成要素のエネルギー消費を低下させるため、様々なプログラムが、当該中断の期間に応じて作成されることが考えられる。
【００１８】
制御装置内のプログラムの選択に関しては、個々に又は積み重ねて任意の組み合わせで実現され得る様々な可能性が考えられる。
・プログラムが、直接に（手動で）選択され得る、
・プログラムが、自動で選択され得る。
【００１９】
一方では、自動の選択の場合、例えば、休憩、計画的なメンテナンス、終業、作業交代、週末、控除閉鎖等のような構成要素の稼働状態の計画的な変更を伴うシーケンス制御された選択が考慮され得る。
【００２０】
しかし、他方では、包装設備及び／又はこの包装設備の構成要素の稼働状態に基づくプログラムの自動の選択も考えられる。
【００２１】
特にプログラムの自動の選択にとって、一方で統計学的な目的にとっても又は手動の評価にとって、包装設備及び／又はこの包装設備の構成要素の稼働状態及び／又は稼働中断が、制御装置によって検出されることが重要になり得る。
【００２２】
さらに、包装設備及び／又はこの包装設備の構成要素のエネルギー消費が検出されることが特に提唱されている。特に、当該検出は、以下の要因のうちの１つ又は複数の要因に応じて実行される。
・包装設備（１０）及び／又はこの包装設備の構成要素の稼働モード、
・時点、
・製品、
・オペレーター又はオペレーターチーム。
【００２３】
このとき、当該検出されたデータが、例えば制御装置（２７）、機械制御装置又はラインコンピュータ内に記憶され得る。
【００２４】
本発明の好適なさらなる構成によれば、制御装置内に格納されたプログラムが、包装設備及び／又は１つ又は複数の構成要素の稼働状態及び／又はエネルギー消費及び／又は稼働中断の記録に基づいて自動で適合されることが提唱されている。この場合、システムが、当該記録されたデータから「学習」し、当該データからプログラムを自発的に最適にできる。
【００２５】
例えば、構成要素の所定の障害が、特定の期間の稼働中断を引き起こすことを、自己学習システムが認識できる。十分なデータが存在する場合、それぞれの中断が、どのくらいの期間予測として持続されるかが、統計学的に又は確率の計算によって算出され得る。その結果、対応するプログラムが、制御装置によって適切に適合される。
【００２６】
さらに、稼働中断に応答するため、この稼働中断の新しい原因が、制御装置によって認識され、対応するプログラムが作成されることが考えられる。
【００２７】
例として、シーリングタレットの装置が、シガレット用の包装設備内で最初に故障することが想定され得る。この場合、この故障に対しては、まだプログラミングが存在しない。システムが、当該新たに記録された故障を認識し、続いて当該設備のどの構成要素がこの故障に起因して停止され得るか若しくは停止されなければならないか又はより少ない電力で稼働され得るか若しくは稼働されなければならないかを記録する。さらに、当該システムが、この故障を除去するまでの時間を記録し、次いで新しい規則又は新しいプログラムを作成してもよい。この新しいプログラムが、当該故障の新たな発生時に呼び出される。当該稼働中断の将来の発生ごとに、その影響が認識され、当該プログラムが場合によっては適合される。
【００２８】
当該手順は、障害又は故障時だけで使用され得るのではなくて、例えば、銘柄の交換、製品の交換、メンテナンス等のような稼働進行中の計画的な介入時にも使用され得る。
【００２９】
さらなる特徴は、稼働中断の予測される期間の「予報」に関する。中断の予測される期間が、記憶されたデータに基づいて統計学的な計算又は確率の計算を用いて算出される。この場合、どの構成要素が、稼働中断のどの組み合わせに関係しているかも特に考慮される。何故なら、このことも、稼働中断の期間に影響しうるからである。
【００３０】
さらなる特徴は、エネルギー節約モード中の構成要素の移行時の構成上の解決手段に関する。
【００３１】
以下に、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】概略的に示されている包装設備の平面図である。
【図２】包装設備及びこの包装設備の制御装置の構成要素を概略的に示す。
【図３】これらの構成要素の現在のエネルギー消費を概略的に示す。
【図４】操作装置を概略的に示す。
【図５】包装設備の包装機を図１中の矢印Ｖに沿った側面図で示す。
【図６】図５中の特徴部分ＶＩによる包装機の細部を拡大図で示す。
【図７】プログラムを概略的に示す。
【図８】図６中の切断線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿った設備の水平断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、本発明をタバコ物品用の包装設備１０に基づいて例示的に説明する。この包装設備１０は、当該示された実施の形態ではシガレットの製造から一群のパックの包装までの全ての包装ラインを含む。
【００３４】
明らかに、包装設備１０が、全ての包装ラインを必ずしも有する必要はない。包装設備１０が、単独の包装機又は単独の包装装置を有するだけでもよい。
【００３５】
さらに、明らかに、本発明は、シガレット、葉巻タバコ等のようなタバコ物品の包装に関連して使用され得るだけではなくて、例えば衛生用品のようなその他の製品でも使用され得る。
【００３６】
図１による当該包装設備１０は、連続した複数の包装機を有する。製造すべき製品又は中間製品が、この包装設備内での加工中にこれらの包装機を通過する。また、各包装機は、同様に制御又は調整され得る連続する複数の単位装置を有する。当該単位装置に関しては、言語表現上簡略化のために、以下では、包装設備１０の構成要素と常に呼ぶ。この用語は、包装設備１０の制御可能又は調整可能な全ての構成要素を含み、すなわち結果的には包装機、当該包装機の単位装置、副単位装置等を含む。
【００３７】
図１中に示された包装設備１０の実施の形態では、以下の複数の構成要素が、包装ライン内に前後して配置されていて又は包装工程中に互いに稼働される。
・マーカー１１、
・フィルター装置１２、
・シガレット貯蔵器１３、
・ヒンジリッド包装機１４、
・ブランクマガジン１５、
・包装貯蔵器１６、
・セロファン包装機１７、
・カートン包装機１８、
・段ボール包装機１９。
【００３８】
包装設備１０の個々の構成要素用の包装材を有するボビン貯蔵器２０が、当該包装ラインの横隣に配置されている。これらの包装材が、ボビン供給器２１によって当該個々の構成要素に供給可能である。
【００３９】
それぞれの機械又はそれぞれの構成要素を制御するため、機械制御装置２２がそれぞれ、包装設備１０の当該構成要素に割り当てられている。これらの機械制御装置２２が、制御ライン２３を通じてメインコンピュータ２４に接続されている。同様に、このメインコンピュータ２４が、ライン２５，２５を通じてインターネット及び／又はイントラネットに接続され得る。
【００４０】
複数のこのような包装設備１０が、１つの生産現場で操作され得る。これらの包装設備１０が、場合によってはライン２５を通じてイントラネットに互いに接続されて制御され得る。１つ又は複数の現在位置の包装設備１０を、１つ又は複数の中央サイトによって制御、調整、管理又は評価できるようにするため、イントラネット及び／又はインターネットを通じて複数の包装設備１０を結合することも考えられる。
【００４１】
包装設備１０又はこれらの包装設備１０の構成要素のエネルギー効率を向上させるため、制御装置２７が設けられている。この制御装置２７が、離れた設備として実現されてもよく、ライン２５，２６を通じて包装設備１０に接続されてもよく又はメインコンピュータ２４内に配置されてもよい。包装設備１０を稼働させるための特に様々なプログラムが、制御装置２７内に記憶されている。これらのプログラムが、使用目的に応じて包装設備１０の構成要素向けに異なるソフトウェア構成を提供する。
【００４２】
稼働を中断させる場合のための第１プログラムの一例が、図７中に示されている。図の左側の段には、包装設備１０の個々の構成要素が、図表で示されている。当該それぞれの構成要素の横には、その稼働中断期間に依存するソフトウェア構成が存在する。この場合、熱収縮装置２８の温度が、短い中断時に５０℃の温度に低下され、より長く持続する稼働中断時には、当該温度が３０℃に低下され、長い中断では、当該熱収縮装置２８が最終的に停止されることが、プログラミングされている。特に温度の低下時には、予測される稼働中断期間も考慮される。特に、稼働中断が、温度の低下によって延長されないように、当該温度が、この稼働中断の予測される終了までに稼働温度に再び上昇され得る限度内だけで、当該温度が低下されなければならない。
【００４３】
対応するソフトウェア構成が、熱接着剤貯蔵容器２９、モニター３０、機械照明装置３１、緊急停止スイッチ３２、サーボモーター３３、真空ポンプ３４、カメラ監視装置３５及びレーザー印刷機３用にプログラミングされている。
【００４４】
さらに、当然にこれらの構成要素の「定格」稼働用のソフトウェア構成も、プログラム中にプログラミングされ得る。さらに、図７中の符号のほかにプログラミングされた構成要素のソフトウェア構成が、これらの構成要素の様々なエネルギー節約モードに対して存在する。
【００４５】
この場合、制御装置２７が、プログラムをインストールし、表示し、選択するように構成されている。既に上述したように、当該構成は、構成要素がそれぞれの機械制御装置２２に接続されていて、これらの機械制御装置２２が制御装置２７に接続されていることによって可能である。図２は、包装設備１０のその他の構成要素として制御盤３７及びセロファン包装機１７をさらに示す。
【００４６】
当該複数のプログラムの選択が、図２中に示されたように３つの異なる種類で実行され得る、すなわち
・手動で、
・自動で且つシーケンス制御で、
・稼働状態に応じて自動で、
実行され得る。
【００４７】
これらの３つの方法が、図２中に制御装置２７内の対応する符号によって示されている。
【００４８】
当該複数のプログラムの手動の選択が、簡単な場合を示す。それぞれのプログラムが、１つの制御装置２７でオペレーターによって選択され得る。当該選択は、例えば包装設備１０の稼働状態に応じて、製造すべき製品に応じて又はその他の限界条件に応じて実行され得る。
【００４９】
稼働中断を引き起こす障害が発生した場合、オペレーターが、当該制御装置２７で対応するプログラムを選択できる。このとき、このプログラムが、単独の構成要素又は複数の構成要素又は全ての構成要素をエネルギー節約モードに切り替える。このエネルギー節約モードは、このプログラムが終了するまで一定でもよく又は図７中に示されたように時間に依存してもよい。
【００５０】
これに反して、制御装置２７のシーケンス制御されたプログラミングは、休憩、作業交代、終業、週末、数日にわたる休業の場合のような既定の稼働中断を自動で考慮可能にする。当該シーケンス制御されたプログラムは、計画的に実施すべきメンテナンスに対しても使用され得る。
【００５１】
基本的には、当該複数の構成要素を稼働状態に再びさせるために必要になる時間が、稼働中断で考慮されなければならない。当該考慮は、特にシーリング構成要素、接着ライン、接着ノズル、乾燥タレット等を加熱するために必要になる時間に対して適用される。
【００５２】
包装設備１０の稼働状態に応じたプログラムの選択が、最も高度な自動化を提供する。包装設備１０の複数の構成要素のネットワーク化に基づいて、包装設備１０とこの包装設備１０内に含まれている構成要素との稼働状態に関する情報が、機械制御装置２２を通じて制御装置２７に伝達される。この場合、これらの構成要素の実際のエネルギー消費に関するデータだけではなくて、それぞれの構成要素の障害に関する情報も、制御装置２７に対して伝達され得る。対応するプログラミングの場合、この制御装置２７が、包装設備１０のその都度の稼働状態に適合するプログラムを自動で選択することができる。
【００５３】
例えば、セロファン包装機１７の構成要素と場合によっては包装設備１０との停止を必要とする障害が、このセロファン包装機１７の領域内に存在することが考えられる。このセロファン包装機１７の領域内のエラー情報が、制御装置２７によって評価され、対応するプログラムが開始される。当該プログラムが、例えば、セロファン包装機１７に吸引空気を供給するための真空ポンプ３４を停止する。当該停止は、図７中に例示されたようにエラーの或る程度の期間後に初めて実行されてもよい。その結果、短期間の中断は、停止を引き起こさない。
【００５４】
その他の構成要素が、１つの構成要素の領域内の稼働中断又は障害に関与する場合は、これらのその他の構成要素に対応するエネルギー節約モードも、制御装置２７内に格納され得る。
【００５５】
特に、制御装置２７は、自己学習システムとしてさらに構成されている。包装設備１０の複数の構成要素の稼働状態を管理することによって、当該制御装置２７は、どのくらいの時間が障害又は稼働中断を除去するために必要になるかを推測できる。このとき、この制御装置２７が、当該推測を通じて当該格納されたプログラムを適合させ且つ改良できる。当該プログラムが、包装すべき又は製造すべき製品に依存して、例えばシガレットの銘柄又は対応する包装の種類に依存してプログラミングされることも考えられる。
【００５６】
さらに、１つの稼働中断が、当該障害又は中断に関係しない複数の構成要素をエネルギー節約モードに同様に又は同程度に移行させないか又は限定的にだけ移行させることが考えられる。例えば、例えば図１中のヒンジリッド包装機１４の障害時に、包装設備１０の、このヒンジリッド包装機１４の前方又は後方に配置された構成要素、すなわちこの場合にはマーカー１１及びフィルター装置１２並びにセロファン包装機１７が、より遅い製造速度で稼働されることも考えられる。貯蔵器１３及び１６が充填されるか又は空にされるまで、上述した構成要素を最初は定格稼働速度で製造させ続けること、及び、貯蔵器１３及び１６が充填されたか又は空にされた後に初めて、当該速度が、対応するプログラミングによって低下されることが、別の実施の形態として考えられる。これらの全てのプログラミングが、制御装置２７によって集中方式で予め設定され得る。
【００５７】
さらに、エネルギー効率を向上させるため、制御装置２７が、新たに発生する稼働状態のためにプログラムを自発的に作成することが考えられる。当該作成は、測定結果、エラー情報及び統計計算を用いて実行され得る。さらに、その他の要因、例えば包装すべき製品、オペレーターの能力、例えば温度のような環境の及ぼす影響等に依存して、当該プログラミングを実施することも考えられる。
【００５８】
さらに、当該制御装置２７は、包装設備１０の稼働を構成要素のエネルギー消費の点から見て管理し表示するために使用され得る。このため、図４による当該制御装置は、当該情報を表示するためのモニター３８を有してもよい。構成要素又は包装設備１０の全体のエネルギー消費に関する情報が、このモニター３８上に表示されることが考えられる。
【００５９】
このため、図４は、時間に対する包装設備１０のエネルギー消費のグラフィック画像３９を示す。さらに、モニター３８が、別のグラフィック画像４０内に包装設備１０の具体的なエネルギー消費を示す。包装設備１０のそれぞれの構成要素に関するこれらの情報も表示することが考えられる。さらに、当該制御装置２７は、表示すべき情報を選択するために又はプログラム及び／若しくは当該プログラムのプログラミングを選択するために複数の電鍵４１及び１つのつまみ４２を有する。
【００６０】
実際のエネルギー評価だけが表示されるのではなくて、例えば前日、その他の就業時間又はその他の包装設備１０との比較のような経時評価又は統計評価が実行されることが、基本的に考えられる。
【００６１】
さらに、当該制御装置２７は、図３中に示されたように、複数の構成要素のその時のエネルギー消費の評価を可能にする。
【００６２】
この場合、その時のエネルギー消費が、各構成要素に対して１つの矢印４３によってそれぞれ示されている。さらに、限界値が、バー４４によって示されている。この場合、この限界値から離れると、対応する構成要素が、平均以上に高いエネルギー消費を有する水準にある。したがって、当該エネルギー消費がそれぞれ、それぞれの限界値の下にあるように、包装設備１０が稼働されなければならない。例えば、レーザー印刷機３６及びサーボモーター３３が、その限界値の上で稼働されることが分かる。このことは、障害を示唆しうる。両者の場合、例えば異物が、通常よりも多くのエネルギーを消費させうる。反対に、エネルギー消費の当該上昇は、異物が特定の構成要素又は装置に混入していて、当該構成要素又は装置が修理、手入れ又は整備される必要があることを示唆しうる。当然に、当該エネルギー消費は、百分率により示される必要はなく、当該エネルギー消費は絶対データでもよい。
【００６３】
さらに、できるだけ少ないエネルギーコストになるように、制御装置２７が、包装設備１０を制御することが考えられる。例えば、エネルギーの購入価格が特に有利であるときに、所定の（特に周期的な）包装工程が実施されるように、制御装置２７が、包装設備１０を制御することが考えられる。すなわち、例えばオフピークの電気料金等の利用が考えられる。例えば、特に例えばエネルギーが安価に使用できる時点に、タバコ加工のような周期的に進行する工程がこの方法で進行し得る。エネルギーが、再生可能エネルギー源から生成され得る場合、当該工程は、再生可能エネルギー源から予測されるエネルギー収量に応じて、例えば天気予報を考慮して又は天気予報に応じて進行する。
【００６４】
別の特徴は、稼働中断の終了前に間に合わせて構成要素を稼働モードに再び移行させるように、プログラムがプログラミングされている点にある。例えば、例えば熱収縮装置２８のような加熱構成要素を間に合うように加熱することが考えられる。その結果、稼働モードが、稼働中断の終了時に得られる。このことは、シーケンス制御されたプログラムで不動にプログラミングされ得るか、又は、このことに応じてプログラムを合わせるため、制御装置２７が、既に発生した結果に基づいて学習する。
【００６５】
別の特徴が、図５，６及び８中に示されている。これらの図は、エネルギー節約モードを支援するための手段に関する。稼働中断後又はエネルギー節約モードの起動後に包装工程の続行を保証できるようにするため、複数の手段が提唱されている。
【００６６】
１つの当該手段をセロファン包装機１７の例を代表として説明する。包装材４５が、この領域内でガイドローラ４６を経由してサクションコンベヤー４７の領域内に送られることが一般に実施されている。分離装置４８によって包装材４５から別々にされるこの包装材４５の半加工品が、サクションコンベヤー４７を用いて包装すべき製品４９の搬送路内に保持される。当該製品４９が、このサクションコンベヤー４７の垂直面内に保持されている半加工品を横切って、シーリングタレット５１のポケット５０内に挿入される。このため、負圧が、真空ポンプ３４によってこのサクションコンベヤー４７に印加される。
【００６７】
より長い稼働中断（図７）時の真空ポンプ３４の停止の場合、既に別々にされた半加工品が、サクションコンベヤー４７の周囲から脱落することが必ず起こる。その結果、稼働中断の終了後の設備の始動に、必然的に、製品４９が、包装されずにシーリングタレット５１内に挿入される。
【００６８】
この問題を解決するため、保持装置５２が、サクションコンベヤー４７に対する包装材４５又はそれぞれの半加工品の位置を固定するために真空ポンプ３４の停止時に起動されることが提唱されている。
【００６９】
包装材４５の位置が、真空ポンプ３４の停止時に機械式に自動に固定されるように、当該保持装置５２が構成されている。
【００７０】
この場合、保持シュー５３が、保持装置５２に対して設けられている。この保持シュー５３が、ばね５４によってサクションコンベヤー４７に対して押圧され、このときに包装材４５をこのサクションコンベヤー４７に対して押圧する。当該保持シュー５３が、心棒５５に配置されている。この心棒５５が、ハウジング５６の対応する開口部を貫通する。吸引板５７が、このハウジング５６内でこの心棒５５に配置されている。当該ばね５４が、この吸引板５７に当接し、このハウジング５６の壁で支持されながら保持シュー５３をサクションコンベヤー４７に対して押圧する。さらに、このハウジング５６は、真空ポンプ３４に接続するための接続部５８を有する。この場合、サクションコンベヤー４７が、２つの吸引ベルト５９を有する。この場合、１つの保持装置５２が、各吸引ベルト５９に付設されている。
【００７１】
保持装置５２の作用が、図８に示されている。図８中の下の図が、稼働状態にある保持装置５２を示す。負圧が、接続部４８を通じてハウジング５６内で発生される。この負圧は、吸引板５７がばね５４のプレストレスの下で吸引されることを引き起こす。また、当該吸引は、保持装置５２のブレーキシュー５３がサクションコンベヤー４７から離されることを引き起こす。制御装置４７の対応するプログラミングに基づく真空ポンプ３４の停止時に、−図８の上の部分に示されたように−当該ブレーキシュー５３が、ばね５４によってサクションコンベヤー４７に対して押圧される。
【００７２】
換言すれば、本発明のこの観点は、稼働状態の再起動後に包装工程の続行を保証するため、固定手段が、エネルギー節約モード中に停止された又は下方制御された構成要素に付設されていることを提唱する。
【００７３】
これに関連して、エネルギー節約モードの終了後に、製造への介入が、特にオペレーターによって必要であることなしに、当該製造が続行され得るように、包装材及び／又は製品が、エネルギー節約手段を導入することで固定手段としての機械式の保持手段によって固定されることが基本的に考えられる。当該解決手段は、例えば製品の搬送又は固定時に負圧、圧縮空気又は遠心力によって可能になる。
【００７４】
当該解決手段のほかには、例えば、エネルギー節約手段を導入することで、機械式の手段を固定手段としての電磁式に作動する保持装置に置き換えることが可能である。これに関連して、機械式（ばね圧力式）のブレーキを（例えば、サーボ駆動用の）電気モーターの電磁式の保持装置に置き換えることが考えられる。
【００７５】
別の解決手段は、操作装置がエネルギー節約手段を導入することで一時停止位置に機械式に保持されることを提唱する。例えば、ロボットアームを一時停止位置に置くことが考えられる。この一時停止位置では、ロボットアームに対する電力供給が遮断され得る。
【符号の説明】
【００７６】
１０ 包装設備
１１ マーカー
１２ フィルター装置
１３ シガレット貯蔵器
１４ ヒンジリッド包装機
１５ ブランクマガジン
１６ 包装貯蔵器
１７ セロファン包装機
１８ カートン包装機
１９ 段ボール包装機
２０ ボビン貯蔵器
２１ ボビン供給器
２２ 機械制御装置
２３ 制御ライン
２４ メインコンピュータ
２５ ライン
２６ ライン
２７ 制御装置
２８ 熱収縮装置
２９ 熱接着剤貯蔵容器
３０ モニター
３１ 機械照明装置
３２ 緊急停止スイッチ
３３ サーボモーター
３４ 真空ポンプ
３５ カメラ監視装置
３６ レーザー印刷機
３７ 制御盤
３８ モニター
３９ グラフィック画像
４０ グラフィック画像
４１ 電鍵
４２ つまみ
４３ 矢印
４４ バー
４５ 包装材
４６ ガイドローラ
４７ サクションコンベヤー
４８ 分離装置
４９ 製品
５０ ポケット
５１ シーリングタレット
５２ 保持装置
５３ 保持シュー、ブレーキシュー
５４ ばね
５５ 心棒
５６ ハウジング
５７ 吸引板
５８ 接続部
５９ 吸引ベルト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品、特にタバコ物品用の包装設備を稼働させるシステム及び方法に関する。この場合、包装設備の複数の構成要素、特に包装設備の複数の包装機又は複数の装置が、請求項１の上位概念にしたがって包装工程中にこの包装設備内で前後して配置されている。
【背景技術】
【０００２】
エネルギー価格が上昇している今日では、包装設備、包装機及び当該包装機のそれぞれの装置の買い手は、これらの構成要素がエネルギーを節約して稼働され得ることを要求する。それ故に、これらの構成要素が、稼働状態中に総じてできるだけ少ないエネルギーを消費することが重要であることをかなり前から考えている。さらに、一般に通常の構成要素は、その構成要素が少ないエネルギーを消費する負荷率で稼働されるように、当該通常の構成要素は仕様決定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００２１８３８号明細書
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１４２９７号明細書
【特許文献３】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９４６７８７号明細書
【特許文献４】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００６０１７１０６号明細書
【特許文献５】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００８０３３５４９号明細書
【特許文献６】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００９００４６４１号明細書
【特許文献７】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２０１００１１６４０号明細書
【特許文献８】ヨーロッパ特許出願公開第２３８６３６３号明細書
【特許文献９】国際公開第２００９／１０９１７８号パンフレット
【特許文献１０】国際公開第２０１０／０３７５１７号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、当該従来の技術から出発して、冒頭で述べた種類のシステムを、さらなるエネルギー節約に関して改良することにある。この場合、当該エネルギー節約の用語は、エネルギーの消費量を減少させる全ての手段を示す。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題を解決するため、本発明のシステムは、請求項１に記載の特徴を有する。したがって、包装設備のエネルギー効率を改良するため、複数の構成要素の少なくとも一部が、少なくとも１つの制御装置によって少なくとも一時的にエネルギー節約モードに切り替えられ、このエネルギー節約モードでは、当該対応する構成要素が、稼働モード中より少ないエネルギーを必要とすることが提唱されている。
【０００６】
一般に、エネルギーの使用効率、すなわちエネルギー消費に対する利用の比をエネルギー効率と呼ぶ。包装設備に関しては、特定のエネルギー消費のエネルギー効率、すなわち製品を包装するために必要とするエネルギーのエネルギー効率を言う。
【０００７】
本発明の利点は、構成要素のエネルギー消費がこれらの構成要素に対応する制御装置及び／又は調整装置によって減少され得る点にある。この改良は、設備効率、すなわち設備の生産率に左右されない。また、システムのエネルギー効率が良いとは、（一定の）少ないエネルギーを消費する構成要素を選択することと考えてはならない。
【０００８】
稼働モードとは、本発明の範囲内では、構成要素が包装設備の定格稼働又は通常稼働にある当該構成要素の状態を意味する。この場合、例えば包装すべき又は設備内で取り扱うべき様々な製品に対して、必ず１つの稼働モードだけが存在しなければならないのではなくて、複数の稼働モードが存在してもよい。
【０００９】
エネルギー節約モードは、本発明の範囲内では、構成要素がそれぞれの稼働モード中より少ないエネルギーを消費する状態を意味する。当該より少ないエネルギー消費は、構成要素を（完全に）停止することによって実施してもよいし又はエネルギー消費の一部を減少させることによって実施してもよい。実際には、各構成要素が、例えば、完全に停止するエネルギー節約モード、最少又は少ないエネルギー消費を呈するエネルギー節約モード等のような、様々なそれぞれのエネルギー消費を呈する異なるエネルギー節約モードを有する。
【００１０】
異なる稼働モードが、構成要素に対して−例えば異なる製品に対して−存在する場合、一方の製品に対する稼働モードが、他方の製品に対するエネルギー節約モードに一致することが考えられ得る。
【００１１】
本発明の好適なさらなる構成によれば、包装設備及び／又はこの包装設備の構成要素を制御するためのプログラムが、制御装置内に格納されていることが提唱され得る。この場合、当該プログラムが、包装設備及び／又はこの包装設備の構成要素の所定の稼働状態に割り当てられている。
【００１２】
したがって、稼働モード及びエネルギー節約モード又はエネルギー消費を考慮して構成要素を制御又は調整するためのプログラムを有する制御装置が提唱され得る。さらに、これらのプログラムが、所定の稼働状態に割り当てられていることが提唱されている。
【００１３】
例えば、全ての構成要素が稼働モードで稼働される「定格稼働」用の１つのプログラムが考えられる。場合によっては、「定格稼働」用の複数のプログラムが、例えば包装すべき製品に依存して存在してもよい。この場合、所定の製品に対するプログラムが考えられる。これらのプログラムの場合、複数の構成要素の一部が、エネルギー節約モードに移行されるか又は完全に停止される。何故なら、当該複数の構成要素の一部が、製品の包装時にほとんど又は完全に必要とされないからである。
【００１４】
特に、包装すべき製品に応じて低い温度で加熱装置を稼働させることが考えられる。
【００１５】
さらに、構成要素が、生産速度に応じて制御又は調整されることが考えられる。包装設備の遅い生産速度の場合、加熱装置が、より低い温度で稼働される。包装設備の速い生産速度の場合、加熱装置が、より高い温度で稼働される。
【００１６】
特に、設備をオペレーターの作業速度に応じて制御又は調整することが考えられる。例えば習熟したオペレーターの場合は、エネルギーが、当該方法で節約され得る。設備のオペレーターの通常の作業速度が、当該方法で考慮されてもよい。例えば、特定のエネルギー消費をできるだけ少なく維持するため、所定の複数の設備が、オペレーターに応じてより速い生産速度で又はより遅い生産速度で別々に稼働されることが考えられる。
【００１７】
実際には、大きい重みづけが、休憩、障害、メンテナンス、終業、週末、工場閉鎖等のような稼働中断時に使用されるプログラムに与えられてもよい。この場合、構成要素のエネルギー消費を低下させるため、様々なプログラムが、当該中断の期間に応じて作成されることが考えられる。
【００１８】
制御装置内のプログラムの選択に関しては、個々に又は積み重ねて任意の組み合わせで実現され得る様々な可能性が考えられる。
・プログラムが、直接に（手動で）選択され得る、
・プログラムが、自動で選択され得る。
【００１９】
一方では、自動の選択の場合、例えば、休憩、計画的なメンテナンス、終業、作業交代、週末、控除閉鎖等のような構成要素の稼働状態の計画的な変更を伴うシーケンス制御された選択が考慮され得る。
【００２０】
しかし、他方では、包装設備及び／又はこの包装設備の構成要素の稼働状態に基づくプログラムの自動の選択も考えられる。
【００２１】
特にプログラムの自動の選択にとって、一方で統計学的な目的にとっても又は手動の評価にとって、包装設備及び／又はこの包装設備の構成要素の稼働状態及び／又は稼働中断が、制御装置によって検出されることが重要になり得る。
【００２２】
さらに、包装設備及び／又はこの包装設備の構成要素のエネルギー消費が検出されることが特に提唱されている。特に、当該検出は、以下の要因のうちの１つ又は複数の要因に応じて実行される。
・包装設備（１０）及び／又はこの包装設備の構成要素の稼働モード、
・時点、
・製品、
・オペレーター又はオペレーターチーム。
【００２３】
このとき、当該検出されたデータが、例えば制御装置（２７）、機械制御装置又はラインコンピュータ内に記憶され得る。
【００２４】
本発明の好適なさらなる構成によれば、制御装置内に格納されたプログラムが、包装設備及び／又は１つ又は複数の構成要素の稼働状態及び／又はエネルギー消費及び／又は稼働中断の記録に基づいて自動で適合されることが提唱されている。この場合、システムが、当該記録されたデータから「学習」し、当該データからプログラムを自発的に最適にできる。
【００２５】
例えば、構成要素の所定の障害が、特定の期間の稼働中断を引き起こすことを、自己学習システムが認識できる。十分なデータが存在する場合、それぞれの中断が、どのくらいの期間予測として持続されるかが、統計学的に又は確率の計算によって算出され得る。その結果、対応するプログラムが、制御装置によって適切に適合される。
【００２６】
さらに、稼働中断に応答するため、この稼働中断の新しい原因が、制御装置によって認識され、対応するプログラムが作成されることが考えられる。
【００２７】
例として、シーリングタレットの装置が、シガレット用の包装設備内で最初に故障することが想定され得る。この場合、この故障に対しては、まだプログラミングが存在しない。システムが、当該新たに記録された故障を認識し、続いて当該設備のどの構成要素がこの故障に起因して停止され得るか若しくは停止されなければならないか又はより少ない電力で稼働され得るか若しくは稼働されなければならないかを記録する。さらに、当該システムが、この故障を除去するまでの時間を記録し、次いで新しい規則又は新しいプログラムを作成してもよい。この新しいプログラムが、当該故障の新たな発生時に呼び出される。当該稼働中断の将来の発生ごとに、その影響が認識され、当該プログラムが場合によっては適合される。
【００２８】
当該手順は、障害又は故障時だけで使用され得るのではなくて、例えば、銘柄の交換、製品の交換、メンテナンス等のような稼働進行中の計画的な介入時にも使用され得る。
【００２９】
さらなる特徴は、稼働中断の予測される期間の「予報」に関する。中断の予測される期間が、記憶されたデータに基づいて統計学的な計算又は確率の計算を用いて算出される。この場合、どの構成要素が、稼働中断のどの組み合わせに関係しているかも特に考慮される。何故なら、このことも、稼働中断の期間に影響しうるからである。
【００３０】
さらなる特徴は、エネルギー節約モード中の構成要素の移行時の構成上の解決手段に関する。
【００３１】
以下に、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】概略的に示されている包装設備の平面図である。
【図２】包装設備及びこの包装設備の制御装置の構成要素を概略的に示す。
【図３】これらの構成要素の現在のエネルギー消費を概略的に示す。
【図４】操作装置を概略的に示す。
【図５】包装設備の包装機を図１中の矢印Ｖに沿った側面図で示す。
【図６】図５中の特徴部分ＶＩによる包装機の細部を拡大図で示す。
【図７】プログラムを概略的に示す。
【図８】図６中の切断線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿った設備の水平断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、本発明をタバコ物品用の包装設備１０に基づいて例示的に説明する。この包装設備１０は、当該示された実施の形態ではシガレットの製造から一群のパックの包装までの全ての包装ラインを含む。
【００３４】
明らかに、包装設備１０が、全ての包装ラインを必ずしも有する必要はない。包装設備１０が、単独の包装機又は単独の包装装置を有するだけでもよい。
【００３５】
さらに、明らかに、本発明は、シガレット、葉巻タバコ等のようなタバコ物品の包装に関連して使用され得るだけではなくて、例えば衛生用品のようなその他の製品でも使用され得る。
【００３６】
図１による当該包装設備１０は、連続した複数の包装機を有する。製造すべき製品又は中間製品が、この包装設備内での加工中にこれらの包装機を通過する。また、各包装機は、同様に制御又は調整され得る連続する複数の単位装置を有する。当該単位装置に関しては、言語表現上簡略化のために、以下では、包装設備１０の構成要素と常に呼ぶ。この用語は、包装設備１０の制御可能又は調整可能な全ての構成要素を含み、すなわち結果的には包装機、当該包装機の単位装置、副単位装置等を含む。
【００３７】
図１中に示された包装設備１０の実施の形態では、以下の複数の構成要素が、包装ライン内に前後して配置されていて又は包装工程中に互いに稼働される。
・マーカー１１、
・フィルター装置１２、
・シガレット貯蔵器１３、
・ヒンジリッド包装機１４、
・ブランクマガジン１５、
・包装貯蔵器１６、
・セロファン包装機１７、
・カートン包装機１８、
・段ボール包装機１９。
【００３８】
包装設備１０の個々の構成要素用の包装材を有するボビン貯蔵器２０が、当該包装ラインの横隣に配置されている。これらの包装材が、ボビン供給器２１によって当該個々の構成要素に供給可能である。
【００３９】
それぞれの機械又はそれぞれの構成要素を制御するため、機械制御装置２２がそれぞれ、包装設備１０の当該構成要素に割り当てられている。これらの機械制御装置２２が、制御ライン２３を通じてメインコンピュータ２４に接続されている。同様に、このメインコンピュータ２４が、ライン２５，２５を通じてインターネット及び／又はイントラネットに接続され得る。
【００４０】
複数のこのような包装設備１０が、１つの生産現場で操作され得る。これらの包装設備１０が、場合によってはライン２５を通じてイントラネットに互いに接続されて制御され得る。１つ又は複数の現在位置の包装設備１０を、１つ又は複数の中央サイトによって制御、調整、管理又は評価できるようにするため、イントラネット及び／又はインターネットを通じて複数の包装設備１０を結合することも考えられる。
【００４１】
包装設備１０又はこれらの包装設備１０の構成要素のエネルギー効率を向上させるため、制御装置２７が設けられている。この制御装置２７が、離れた設備として実現されてもよく、ライン２５，２６を通じて包装設備１０に接続されてもよく又はメインコンピュータ２４内に配置されてもよい。包装設備１０を稼働させるための特に様々なプログラムが、制御装置２７内に記憶されている。これらのプログラムが、使用目的に応じて包装設備１０の構成要素向けに異なるソフトウェア構成を提供する。
【００４２】
稼働を中断させる場合のための第１プログラムの一例が、図７中に示されている。図の左側の段には、包装設備１０の個々の構成要素が、図表で示されている。当該それぞれの構成要素の横には、その稼働中断期間に依存するソフトウェア構成が存在する。この場合、熱収縮装置２８の温度が、短い中断時に５０℃の温度に低下され、より長く持続する稼働中断時には、当該温度が３０℃に低下され、長い中断では、当該熱収縮装置２８が最終的に停止されることが、プログラミングされている。特に温度の低下時には、予測される稼働中断期間も考慮される。特に、稼働中断が、温度の低下によって延長されないように、当該温度が、この稼働中断の予測される終了までに稼働温度に再び上昇され得る限度内だけで、当該温度が低下されなければならない。
【００４３】
対応するソフトウェア構成が、熱接着剤貯蔵容器２９、モニター３０、機械照明装置３１、緊急停止スイッチ３２、サーボモーター３３、真空ポンプ３４、カメラ監視装置３５及びレーザー印刷機３用にプログラミングされている。
【００４４】
さらに、当然にこれらの構成要素の「定格」稼働用のソフトウェア構成も、プログラム中にプログラミングされ得る。さらに、図７中の符号のほかにプログラミングされた構成要素のソフトウェア構成が、これらの構成要素の様々なエネルギー節約モードに対して存在する。
【００４５】
この場合、制御装置２７が、プログラムをインストールし、表示し、選択するように構成されている。既に上述したように、当該構成は、構成要素がそれぞれの機械制御装置２２に接続されていて、これらの機械制御装置２２が制御装置２７に接続されていることによって可能である。図２は、包装設備１０のその他の構成要素として制御盤３７及びセロファン包装機１７をさらに示す。
【００４６】
当該複数のプログラムの選択が、図２中に示されたように３つの異なる種類で実行され得る、すなわち
・手動で、
・自動で且つシーケンス制御で、
・稼働状態に応じて自動で、
実行され得る。
【００４７】
これらの３つの方法が、図２中に制御装置２７内の対応する符号によって示されている。
【００４８】
当該複数のプログラムの手動の選択が、簡単な場合を示す。それぞれのプログラムが、１つの制御装置２７でオペレーターによって選択され得る。当該選択は、例えば包装設備１０の稼働状態に応じて、製造すべき製品に応じて又はその他の限界条件に応じて実行され得る。
【００４９】
稼働中断を引き起こす障害が発生した場合、オペレーターが、当該制御装置２７で対応するプログラムを選択できる。このとき、このプログラムが、単独の構成要素又は複数の構成要素又は全ての構成要素をエネルギー節約モードに切り替える。このエネルギー節約モードは、このプログラムが終了するまで一定でもよく又は図７中に示されたように時間に依存してもよい。
【００５０】
これに反して、制御装置２７のシーケンス制御されたプログラミングは、休憩、作業交代、終業、週末、数日にわたる休業の場合のような既定の稼働中断を自動で考慮可能にする。当該シーケンス制御されたプログラムは、計画的に実施すべきメンテナンスに対しても使用され得る。
【００５１】
基本的には、当該複数の構成要素を稼働状態に再びさせるために必要になる時間が、稼働中断で考慮されなければならない。当該考慮は、特にシーリング構成要素、接着ライン、接着ノズル、乾燥タレット等を加熱するために必要になる時間に対して適用される。
【００５２】
包装設備１０の稼働状態に応じたプログラムの選択が、最も高度な自動化を提供する。包装設備１０の複数の構成要素のネットワーク化に基づいて、包装設備１０とこの包装設備１０内に含まれている構成要素との稼働状態に関する情報が、機械制御装置２２を通じて制御装置２７に伝達される。この場合、これらの構成要素の実際のエネルギー消費に関するデータだけではなくて、それぞれの構成要素の障害に関する情報も、制御装置２７に対して伝達され得る。対応するプログラミングの場合、この制御装置２７が、包装設備１０のその都度の稼働状態に適合するプログラムを自動で選択することができる。
【００５３】
例えば、セロファン包装機１７の構成要素と場合によっては包装設備１０との停止を必要とする障害が、このセロファン包装機１７の領域内に存在することが考えられる。このセロファン包装機１７の領域内のエラー情報が、制御装置２７によって評価され、対応するプログラムが開始される。当該プログラムが、例えば、セロファン包装機１７に吸引空気を供給するための真空ポンプ３４を停止する。当該停止は、図７中に例示されたようにエラーの或る程度の期間後に初めて実行されてもよい。その結果、短期間の中断は、停止を引き起こさない。
【００５４】
その他の構成要素が、１つの構成要素の領域内の稼働中断又は障害に関与する場合は、これらのその他の構成要素に対応するエネルギー節約モードも、制御装置２７内に格納され得る。
【００５５】
特に、制御装置２７は、自己学習システムとしてさらに構成されている。包装設備１０の複数の構成要素の稼働状態を管理することによって、当該制御装置２７は、どのくらいの時間が障害又は稼働中断を除去するために必要になるかを推測できる。このとき、この制御装置２７が、当該推測を通じて当該格納されたプログラムを適合させ且つ改良できる。当該プログラムが、包装すべき又は製造すべき製品に依存して、例えばシガレットの銘柄又は対応する包装の種類に依存してプログラミングされることも考えられる。
【００５６】
さらに、１つの稼働中断が、当該障害又は中断に関係しない複数の構成要素をエネルギー節約モードに同様に又は同程度に移行させないか又は限定的にだけ移行させることが考えられる。例えば、例えば図１中のヒンジリッド包装機１４の障害時に、包装設備１０の、このヒンジリッド包装機１４の前方又は後方に配置された構成要素、すなわちこの場合にはマーカー１１及びフィルター装置１２並びにセロファン包装機１７が、より遅い製造速度で稼働されることも考えられる。貯蔵器１３及び１６が充填されるか又は空にされるまで、上述した構成要素を最初は定格稼働速度で製造させ続けること、及び、貯蔵器１３及び１６が充填されたか又は空にされた後に初めて、当該速度が、対応するプログラミングによって低下されることが、別の実施の形態として考えられる。これらの全てのプログラミングが、制御装置２７によって集中方式で予め設定され得る。
【００５７】
さらに、エネルギー効率を向上させるため、制御装置２７が、新たに発生する稼働状態のためにプログラムを自発的に作成することが考えられる。当該作成は、測定結果、エラー情報及び統計計算を用いて実行され得る。さらに、その他の要因、例えば包装すべき製品、オペレーターの能力、例えば温度のような環境の及ぼす影響等に依存して、当該プログラミングを実施することも考えられる。
【００５８】
さらに、当該制御装置２７は、包装設備１０の稼働を構成要素のエネルギー消費の点から見て管理し表示するために使用され得る。このため、図４による当該制御装置は、当該情報を表示するためのモニター３８を有してもよい。構成要素又は包装設備１０の全体のエネルギー消費に関する情報が、このモニター３８上に表示されることが考えられる。
【００５９】
このため、図４は、時間に対する包装設備１０のエネルギー消費のグラフィック画像３９を示す。さらに、モニター３８が、別のグラフィック画像４０内に包装設備１０の具体的なエネルギー消費を示す。包装設備１０のそれぞれの構成要素に関するこれらの情報も表示することが考えられる。さらに、当該制御装置２７は、表示すべき情報を選択するために又はプログラム及び／若しくは当該プログラムのプログラミングを選択するために複数の電鍵４１及び１つのつまみ４２を有する。
【００６０】
実際のエネルギー評価だけが表示されるのではなくて、例えば前日、その他の就業時間又はその他の包装設備１０との比較のような経時評価又は統計評価が実行されることが、基本的に考えられる。
【００６１】
さらに、当該制御装置２７は、図３中に示されたように、複数の構成要素のその時のエネルギー消費の評価を可能にする。
【００６２】
この場合、その時のエネルギー消費が、各構成要素に対して１つの矢印４３によってそれぞれ示されている。さらに、限界値が、バー４４によって示されている。この場合、この限界値から離れると、対応する構成要素が、平均以上に高いエネルギー消費を有する水準にある。したがって、当該エネルギー消費がそれぞれ、それぞれの限界値の下にあるように、包装設備１０が稼働されなければならない。例えば、レーザー印刷機３６及びサーボモーター３３が、その限界値の上で稼働されることが分かる。このことは、障害を示唆しうる。両者の場合、例えば異物が、通常よりも多くのエネルギーを消費させうる。反対に、エネルギー消費の当該上昇は、異物が特定の構成要素又は装置に混入していて、当該構成要素又は装置が修理、手入れ又は整備される必要があることを示唆しうる。当然に、当該エネルギー消費は、百分率により示される必要はなく、当該エネルギー消費は絶対データでもよい。
【００６３】
さらに、できるだけ少ないエネルギーコストになるように、制御装置２７が、包装設備１０を制御することが考えられる。例えば、エネルギーの購入価格が特に有利であるときに、所定の（特に周期的な）包装工程が実施されるように、制御装置２７が、包装設備１０を制御することが考えられる。すなわち、例えばオフピークの電気料金等の利用が考えられる。例えば、特に例えばエネルギーが安価に使用できる時点に、タバコ加工のような周期的に進行する工程がこの方法で進行し得る。エネルギーが、再生可能エネルギー源から生成され得る場合、当該工程は、再生可能エネルギー源から予測されるエネルギー収量に応じて、例えば天気予報を考慮して又は天気予報に応じて進行する。
【００６４】
別の特徴は、稼働中断の終了前に間に合わせて構成要素を稼働モードに再び移行させるように、プログラムがプログラミングされている点にある。例えば、例えば熱収縮装置２８のような加熱構成要素を間に合うように加熱することが考えられる。その結果、稼働モードが、稼働中断の終了時に得られる。このことは、シーケンス制御されたプログラムで不動にプログラミングされ得るか、又は、このことに応じてプログラムを合わせるため、制御装置２７が、既に発生した結果に基づいて学習する。
【００６５】
別の特徴が、図５，６及び８中に示されている。これらの図は、エネルギー節約モードを支援するための手段に関する。稼働中断後又はエネルギー節約モードの起動後に包装工程の続行を保証できるようにするため、複数の手段が提唱されている。
【００６６】
１つの当該手段をセロファン包装機１７の例を代表として説明する。包装材４５が、この領域内でガイドローラ４６を経由してサクションコンベヤー４７の領域内に送られることが一般に実施されている。分離装置４８によって包装材４５から別々にされるこの包装材４５の半加工品が、サクションコンベヤー４７を用いて包装すべき製品４９の搬送路内に保持される。当該製品４９が、このサクションコンベヤー４７の垂直面内に保持されている半加工品を横切って、シーリングタレット５１のポケット５０内に挿入される。このため、負圧が、真空ポンプ３４によってこのサクションコンベヤー４７に印加される。
【００６７】
より長い稼働中断（図７）時の真空ポンプ３４の停止の場合、既に別々にされた半加工品が、サクションコンベヤー４７の周囲から脱落することが必ず起こる。その結果、稼働中断の終了後の設備の始動に、必然的に、製品４９が、包装されずにシーリングタレット５１内に挿入される。
【００６８】
この問題を解決するため、保持装置５２が、サクションコンベヤー４７に対する包装材４５又はそれぞれの半加工品の位置を固定するために真空ポンプ３４の停止時に起動されることが提唱されている。
【００６９】
包装材４５の位置が、真空ポンプ３４の停止時に機械式に自動に固定されるように、当該保持装置５２が構成されている。
【００７０】
この場合、保持シュー５３が、保持装置５２に対して設けられている。この保持シュー５３が、ばね５４によってサクションコンベヤー４７に対して押圧され、このときに包装材４５をこのサクションコンベヤー４７に対して押圧する。当該保持シュー５３が、心棒５５に配置されている。この心棒５５が、ハウジング５６の対応する開口部を貫通する。吸引板５７が、このハウジング５６内でこの心棒５５に配置されている。当該ばね５４が、この吸引板５７に当接し、このハウジング５６の壁で支持されながら保持シュー５３をサクションコンベヤー４７に対して押圧する。さらに、このハウジング５６は、真空ポンプ３４に接続するための接続部５８を有する。この場合、サクションコンベヤー４７が、２つの吸引ベルト５９を有する。この場合、１つの保持装置５２が、各吸引ベルト５９に付設されている。
【００７１】
保持装置５２の作用が、図８に示されている。図８中の下の図が、稼働状態にある保持装置５２を示す。負圧が、接続部４８を通じてハウジング５６内で発生される。この負圧は、吸引板５７がばね５４のプレストレスの下で吸引されることを引き起こす。また、当該吸引は、保持装置５２のブレーキシュー５３がサクションコンベヤー４７から離されることを引き起こす。制御装置４７の対応するプログラミングに基づく真空ポンプ３４の停止時に、−図８の上の部分に示されたように−当該ブレーキシュー５３が、ばね５４によってサクションコンベヤー４７に対して押圧される。
【００７２】
換言すれば、本発明のこの観点は、稼働状態の再起動後に包装工程の続行を保証するため、固定手段が、エネルギー節約モード中に停止された又は下方制御された構成要素に付設されていることを提唱する。
【００７３】
これに関連して、エネルギー節約モードの終了後に、製造への介入が、特にオペレーターによって必要であることなしに、当該製造が続行され得るように、包装材及び／又は製品が、エネルギー節約手段を導入することで固定手段としての機械式の保持手段によって固定されることが基本的に考えられる。当該解決手段は、例えば製品の搬送又は固定時に負圧、圧縮空気又は遠心力によって可能になる。
【００７４】
当該解決手段のほかには、例えば、エネルギー節約手段を導入することで、機械式の手段を固定手段としての電磁式に作動する保持装置に置き換えることが可能である。これに関連して、機械式（ばね圧力式）のブレーキを（例えば、サーボ駆動用の）電気モーターの電磁式の保持装置に置き換えることが考えられる。
【００７５】
別の解決手段は、操作装置がエネルギー節約手段を導入することで一時停止位置に機械式に保持されることを提唱する。例えば、ロボットアームを一時停止位置に置くことが考えられる。この一時停止位置では、ロボットアームに対する電力供給が遮断され得る。
【符号の説明】
【００７６】
１０ 包装設備
１１ マーカー
１２ フィルター装置
１３ シガレット貯蔵器
１４ ヒンジリッド包装機
１５ ブランクマガジン
１６ 包装貯蔵器
１７ セロファン包装機
１８ カートン包装機
１９ 段ボール包装機
２０ ボビン貯蔵器
２１ ボビン供給器
２２ 機械制御装置
２３ 制御ライン
２４ メインコンピュータ
２５ ライン
２６ ライン
２７ 制御装置
２８ 熱収縮装置
２９ 熱接着剤貯蔵容器
３０ モニター
３１ 機械照明装置
３２ 緊急停止スイッチ
３３ サーボモーター
３４ 真空ポンプ
３５ カメラ監視装置
３６ レーザー印刷機
３７ 制御盤
３８ モニター
３９ グラフィック画像
４０ グラフィック画像
４１ 電鍵
４２ つまみ
４３ 矢印
４４ バー
４５ 包装材
４６ ガイドローラ
４７ サクションコンベヤー
４８ 分離装置
４９ 製品
５０ ポケット
５１ シーリングタレット
５２ 保持装置
５３ 保持シュー、ブレーキシュー
５４ ばね
５５ 心棒
５６ ハウジング
５７ 吸引板
５８ 接続部
５９ 吸引ベルト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品、特にタバコ物品用の包装設備（１０）を稼働させるシステムであって、この包装設備（１０）の複数の構成要素、特にこの包装設備（１０）の複数の包装機又は複数の装置が、包装工程中にこの包装設備内で前後して配置されている当該システムにおいて、
前記包装設備（１０）のエネルギー効率を改良するため、複数の構成要素の少なくとも一部が、少なくとも１つの制御装置（２７）によって少なくとも一時的にエネルギー節約モードに切り替えられ、このエネルギー節約モードでは、当該対応する構成要素が、稼働モード中より少ないエネルギーを必要とすることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記包装設備（１０）及び／又はこの包装設備（１０）の構成要素を制御するためのプログラムが、前記制御装置（２７）内に格納されていて、当該プログラムが、前記包装設備（１０）及び／又はこの包装設備（１０）の構成要素の所定の稼働状態に割り当てられていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記制御装置（２７）内に格納された前記プログラムは、この制御装置（２７）で選択可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記制御装置（２７）内に格納された前記プログラムは、時間に依存して自動で選択されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記包装設備（１０）及び／又はこの包装設備（１０）の構成要素の稼働状態及び／又は稼働中断が検出されること、及び、前記制御装置（２７）内に格納された前記プログラムが、当該検出された稼働状態及び／又は稼働中断に応じて自動で選択されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記包装設備（１０）及び／又はこの包装設備（１０）の構成要素のエネルギー消費が、特に以下の要因：
・前記包装設備（１０）及び／又はこの包装設備（１０）の構成要素の稼働モード、
・時点、
・製品、
・オペレーター又はオペレーターチーム、
に応じて検出されること、及び
当該検出されたデータが、前記制御装置（２７）内に記憶されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記制御装置（２７）内に格納されたプログラムは、前記包装設備（１０）及び／又は１つ又は複数の構成要素の稼働状態及び／又はエネルギー消費及び／又は稼働中断の記録に基づいて自動で適合されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
前記包装設備（１０）及び／又はこの包装設備（１０）の構成要素の稼働中断用のプログラムが、前記制御装置（２７）内に記憶されていて、当該プログラムが、前記稼働中断の期間に応じて、特に製造すべき製品に応じて自動で選択されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記プログラムは、前記構成要素の稼働パラメータ、特に温度、クロック・レイト、速度、位置、明るさ、オン／オフ等を予め設定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記制御装置（２７）は、前記包装設備（１０）及び／又はこの包装設備（１０）の構成要素の検出された稼働状態及び／又はエネルギー消費を評価するための手段、特に前記包装設備（１０）及び／又はこの包装設備（１０）の構成要素の特定のエネルギー消費を測定するための評価するための手段を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記稼働中断の予測される期間が、前記検出されたデータ、統計学的な計算又は確率の計算に基づいて算出されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
当該稼働中断の予測される期間の算出時に、関連する複数の構成要素の組み合わせが考慮されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
特にエネルギーを多く消費する工程が、エネルギーが安価に使用できる時点に前記制御装置（２７）によって実行されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４】
包装材及び／又は製品及び／又は構成要素が、稼働中断又はエネルギー節約手段の終了までこの稼働中断時又はこのエネルギー節約手段の導入時に機械式に保持されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１】
製品、特にタバコ物品用の包装設備（１０）を稼働させるシステムであって、この包装設備（１０）の複数の構成要素、特にこの包装設備（１０）の複数の包装機又は複数の装置が、包装工程中にこの包装設備内で前後して配置されている当該システムにおいて、
前記包装設備（１０）のエネルギー効率を改良するため、複数の構成要素の少なくとも一部が、少なくとも１つの制御装置（２７）によって少なくとも一時的にエネルギー節約モードに切り替えられ、このエネルギー節約モードでは、当該対応する構成要素が、稼働モード中より少ないエネルギーを必要とすることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記包装設備（１０）及び／又はこの包装設備（１０）の構成要素を制御するためのプログラムが、前記制御装置（２７）内に格納されていて、当該プログラムが、前記包装設備（１０）及び／又はこの包装設備（１０）の構成要素の所定の稼働状態に割り当てられていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記制御装置（２７）内に格納された前記プログラムは、この制御装置（２７）で選択可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記制御装置（２７）内に格納された前記プログラムは、時間に依存して自動で選択されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記包装設備（１０）及び／又はこの包装設備（１０）の構成要素の稼働状態及び／又は稼働中断が検出されること、及び、前記制御装置（２７）内に格納された前記プログラムが、当該検出された稼働状態及び／又は稼働中断に応じて自動で選択されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記包装設備（１０）及び／又はこの包装設備（１０）の構成要素のエネルギー消費が、特に以下の要因：
・前記包装設備（１０）及び／又はこの包装設備（１０）の構成要素の稼働モード、
・時点、
・製品、
・オペレーター又はオペレーターチーム、
に応じて検出されること、及び
当該検出されたデータが、前記制御装置（２７）内に記憶されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記制御装置（２７）内に格納されたプログラムは、前記包装設備（１０）及び／又は１つ又は複数の構成要素の稼働状態及び／又はエネルギー消費及び／又は稼働中断の記録に基づいて自動で適合されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
前記包装設備（１０）及び／又はこの包装設備（１０）の構成要素の稼働中断用のプログラムが、前記制御装置（２７）内に記憶されていて、当該プログラムが、前記稼働中断の期間に応じて、特に製造すべき製品に応じて自動で選択されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記プログラムは、前記構成要素の稼働パラメータ、特に温度、クロック・レイト、速度、位置、明るさ、オン／オフ等を予め設定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記制御装置（２７）は、前記包装設備（１０）及び／又はこの包装設備（１０）の構成要素の検出された稼働状態及び／又はエネルギー消費を評価するための手段、特に前記包装設備（１０）及び／又はこの包装設備（１０）の構成要素の特定のエネルギー消費を測定するための評価するための手段を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記稼働中断の予測される期間が、前記検出されたデータ、統計学的な計算又は確率の計算に基づいて算出されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
当該稼働中断の予測される期間の算出時に、関連する複数の構成要素の組み合わせが考慮されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
特にエネルギーを多く消費する工程が、エネルギーが安価に使用できる時点に前記制御装置（２７）によって実行されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４】
包装材及び／又は製品及び／又は構成要素が、稼働中断又はエネルギー節約手段の終了までこの稼働中断時又はこのエネルギー節約手段の導入時に機械式に保持されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−８２５０２（Ｐ２０１３−８２５０２Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−２２２２９５（Ｐ２０１２−２２２２９５）
【出願日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【出願人】（５０４２６５６８４）フォッケ・ウント・コンパニー（ゲゼルシャフト・ミト・べシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンデイトゲゼルシャフト） (31)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２２２２９５（Ｐ２０１２−２２２２９５）
【出願日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【出願人】（５０４２６５６８４）フォッケ・ウント・コンパニー（ゲゼルシャフト・ミト・べシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンデイトゲゼルシャフト） (31)
【Ｆターム（参考）】
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