DE19729513B4

DE19729513B4 - Fliesendruckmaschine

Info

Publication number: DE19729513B4
Application number: DE1997129513
Authority: DE
Original assignee: Elau Elektronik Automations AG
Current assignee: Elau GmbH
Priority date: 1997-07-10
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2017-07-11
Also published as: DE19729513A1

Abstract

Druckmaschine für das Bedrucken von plattenförmigen Produkten wie z.B. Fliesen, mit einer Drucktrommel (1) sowie einem Förderband (2), das die plattenförmigen Produkte in statistisch verteilten Abständen der Drucktrommel (1) zum Bedrucken zuführt, mit einem Sensor (5) zur Erfassung der Position der plattenförmigen Produkte sowie einer Steuerung (3) und einem Servo-Motor (4), welcher die Drucktrommel (1) für die Länge eines Druckklischees positions- und geschwindigkeitssynchron zum jeweiligen plattenförmigen Produkt drehend bewegt und sie in dem Zeitintervall bis zur Ankunft des nächsten plattenförmigen Produkts für den nächsten Aufdruck passend positioniert, wobei die Positionierung der Drucktrommel (1) mit einem glatten, stetig differenzierbaren Geschwindigkeits-Zeit-Verlauf erfolgt, der in Anpassung an den jeweiligen Abstand zwischen zwei benachbarten plattenförmigen Produkten eine Dehnung oder Stauchung erfährt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckmaschine für das Bedrucken von plattenförmigen Produkten wie z.B. Fliesen, mit einer Drucktrommel sowie einem Förderband, das die plattenförmigen Produkte in statistisch verteilten Abständen der Drucktrommel zum Bedrucken zuführt.
Derartige Druckmaschinen dienen dazu, die plattenförmigen Produkte, die über das Förderband mit näherungsweise konstanter Geschwindigkeit der Drucktrommel zugeführt werden, mit beliebigen Mustern zu bedrucken, die sich als Siebdruckklischees auf der Trommel befinden. Dabei kann die Trommel aus einem oder mehreren einzelnen Segmenten bestehen, die jeweils ein eigenes Druckklischee enthalten. Da die einzelnen plattenförmigen Produkte in unregelmäßigen statistisch verteilten Abständen auf dem Förderband zu der Trommel gelangen, ist eine Steuerung erforderlich, die von einem Sensor Daten zur Position des jeweils nächsten plattenförmigen Produkts und von einem Incrementalgeber Informationen über die Geschwindigkeit und Position des Förderbandes erhält. Mit diesen Daten muss die Steuerung die Drehbewegung der Drucktrommel über einen Servo-Motor stets so steuern, dass sie für die Dauer eines Druckvorganges, der der Länge eines Druckklischees entspricht, mit ihrer Umfangsgeschwindigkeit synchron zum jeweiligen Produkt fährt. Ist der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Produkten kleiner oder größer als der Abstand zweier Druckklischees, so muss die Drehung der Trommel während des Zeitintervalls zwischen Bedrucken eines Produkts und Ankunft des nächsten vorübergehend so beschleunigt oder verzögert werden, dass der folgende Aufdruck passend auf das nächste Produkt aufgebracht wird.
Aus der DE 40 31 964 A1 ist ein Rotationsdruckgerät zum Anbringen voneinander beabstandeter kleinflächiger Druckbilder an einer Materialbahn bekannt, wobei sich bei einem Formatwechsel ein anderer Abstand der Druckbilder ergeben kann. Zur Anpassung des Druckgerätes an den geänderten Abstand wird der Klischeezylinder mittels einer eine volle Umdrehung erfassenden Drehzahlsteuerungsfunktion drehzahlgesteuert. Die Drehzahlsteuerungsfunktion ist im mathematischen Sinne stetig, wobei dies zu Beschleunigungs- und Abbremsvorgängen mit weichen Übergängen führen soll. Eine volle Umdrehung ist dabei in Winkelbereiche mit jeweils zugeordneten, festen Umfangsgeschwindigkeiten des Klischeezylinders und in Winkelbereiche für Beschleunigung bzw. Verzögerung aufgeteilt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Erschütterungen der Drucktrommel sowie den damit verbundenen Verschleiß der Mechanik der Druckmaschine und ihre Geräuschemission zu vermindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Sensor zur Erfassung der Position der plattenförmigen Produkte vorhanden ist und die Drucktrommel in dem Zeitintervall bis zur Ankunft des nächsten Produkts für den nächsten Aufdruck passend positioniert, wobei die Positionierung der Trommel mit einem glatten, stetig differenzierbaren Geschwindigkeits-Zeit-Verlauf erfolgt, der in Anpassung an den jeweiligen Abstand zwischen zwei benachbarten Produkten eine Dehnung oder Stauchung erfährt.
Die Verwendung von glatten, stetig differenzierbaren Geschwindigkeits-Zeit-Gesetzen bewirkt, dass die während der Lücke zwischen zwei zu bedruckenden Produkten erforderlichen Anpassungsbewegungen der Drucktrommel in einer derartigen Weise ablaufen, dass nur noch weiche sprungfreie Beschleunigungen der Trommel auftreten.
Die damit verbundenen Beschleunigungen der Trommel verlaufen nun stetig statt sprunghaft und führen so zu einem ruckfreien Lauf der Trommel, der nur mit geringen Erschütterungen und Schwingungen verbunden ist. Der daraus resultierende Vorteil liegt in einem wesentlich maschinenschonenderen Fahren der Trommel, einem geringeren Verschleiß der Mechanik und damit wesentlich höheren Standzeiten der Druckmaschine, niedrigerem Wartungsaufwand und letztendlich wesentlich niedrigeren Betriebskosten. Zusätzlich führt die Reduktion der Trommelschwingungen zu einer deutlichen Verminderung der Geräuschemission der Druckmaschine und damit zu einer wesentlichen Verbesserung der Arbeitsbedingungen in ihrem Umfeld.
Eine notwendige Voraussetzung für ein konkretes Ablaufen des Prozesses ist, dass die Drucktrommel bei Ankunft des jeweils nächsten Produkts die richtige Position für den nächsten Druck einnimmt, d.h. dass der Beginn des nächsten Druckklischees mit dem Beginn des nächsten zu bedruckenden Werkstückes zusammenfällt, und dass die Oberflächengeschwindigkeit der Trommel der Bandgeschwindigkeit bzw. der Geschwindigkeit der zu bedruckenden Produkte entspricht. Da nun der Produktabstand stark streuen kann, muss das für die Ausgleichsbewegung der Trommel verwendete Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz je nach Abstand dehnbar oder stauchbar sein. Wichtig ist es; dass für die Ausgleichsbewegung der Trommel jeweils der gesamte zur Verfügung stehende Zeitbereich zwischen zwei Druckvorgängen ausgenutzt wird, da sich auf diese Weise die resultierenden Beschleunigungen der Trommel minimieren lassen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieser Erfindung ist Gegenstand von Unteransprüchen.
Als konkrete Bewegungsgesetze für die Steuerung der Drucktrommel können sinus- oder polynomartige Geschwindigkeits-Zeit-Verläufe gewählt werden. Diese sind jeweils stetig differenzierbar und daher für eine Vermeidung von sprunghaften Beschleunigungen sehr geeignet, beispielsweise lässt sich der Ruckfaktor gemäß VDI 2143 mit einem Polynom 5. Grades auf 60 reduzieren. Auch die Skalierung dieser Bewegungsgesetze auf unterschiedliche Lücken stellt kein Problem dar.
Bisherige Fliesendruckmaschinen besitzen nur eine Pufferung für einen einzelnen Positionsmesswert des Sensors. Dieser muss folglich von der Steuerung weiterverarbeitet worden sein, bevor das nächste zu bedruckende Bauteil den Sensor erreicht und ein neuer Messwert bestimmt wird. Dadurch ist der Abstand zwischen Sensor und Drucktrommel in engen Grenzen festgelegt, die von der Länge des jeweils zu verarbeitenden Produktes und dem auftretenden minimalen Abstand abhängen. Einerseits soll nach Bedrucken eines Bauteils die Position des nächsten nach Möglichkeit bereits vorliegen, um die Ausgleichsbewegung der Trommel einleiten zu können, andererseits darf das übernächste Bauteil den Sensor zu diesem Zeitpunkt noch nicht erreicht haben. Diese Randbedingungen haben zunächst den Nachteil mangelnder Flexibilität gegenüber Längenänderungen der zu bedruckenden Produkte; außerdem können bei sehr kurzen Produkten mechanische Probleme auftreten, da der Sensor in diesem Fall sehr nah an der Drucktrommel montiert werden muss. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, die diese Probleme löst, besteht in der Verwendung eines Zwischenspeichers, beispielsweise eines Ringpuffers, in der Erfassung der Plattenpositionen.
Damit können mehrere aufeinanderfolgende Messwerte bis zur Weiterverarbeitung durch die Steuerung zwischengespeichert werden. Dies ermöglicht wesentlich größere Abstände zwischen Sensor und Drucktrommel, eine korrekte Abarbeitung der Aufdrucke auch für unterschiedliche Plattengrößen und eine in weiten Bereichen freie Wahl der Sensorposition. Dadurch wird es möglich, den Sensor nahezu beliebig am Förderband vor der Drucktrommel zu platzieren.
Weiterhin wird vorgeschlagen, zur Positionsmessung der Produkte einen optischen Sensor zu verwenden. Heutzutage stehen derartige Messsysteme zuverlässig und preisgünstig zur Verfügung und erlauben es, Positionen berührungsfrei mit hoher Präzision zu bestimmen.
In vorteilhafter Ausgestaltung kann der optische Sensor insbesondere die Positionen der Kanten der Produkte erfassen. Dort kommt es zu einer deutlichen und daher einfach und präzise zu detektierenden Änderung des Messsignals eines derartigen Sensors, so dass diese Vorgehensweise eine besonders genaue Bestimmung der Lage der einzelnen Produkte darstellt.
Um der Steuerung Informationen über die Position und Geschwindigkeit sowohl der Drucktrommel wie auch des Förderbandes zu liefern, können Incrementalgeber verwendet werden. Diese Daten sind für die Steuerung erforderlich, um die Bewegung der Drucktrommel während des Druckvorganges mit der der zu bedruckenden Produkte zu synchronisieren. Darüberhinaus erlauben sie auch eine präzise Ermittlung der erforderlichen Ausgleichbewegung der Drucktrommel zwischen zwei Bauteilen. Insbesondere ermöglichen sie es der Steuerung, evtl. Schwankungen der Bandlaufgeschwindigkeit zu kompensieren.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Druckmaschine lassen sich dem nachfolgenden Beschreibungsteil entnehmen, in dem anhand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert ist.
Die Fliesendruckmaschine besteht zunächst einmal aus einem Förderband (2), auf dem die Fliesen der rotierenden Drucktrommel (1) mit den Siebdruckklischees zugeführt werden. Wenn eine Fliese die Drucktrommel erreicht, wird sie von einem Druckklischee bedruckt. Die Drehung der Drucktrommel erfolgt dabei durch einen Servo-Motor (4). Ein optischer Sensor (5) erfasst die Kantenposition der an ihm vorbeitransportierten Fliesen und damit den jeweiligen Fliesenabstand und gibt diese Daten an die Steuerung (3) weiter, die außerdem von Incrementalgebern (6), (7) Informationen über die Bewegungen von Förderand (2) und Drucktrommel (1) geliefert bekommt. Aus diesen Daten ermittelt die Steuerung (3) die zwischen dem Bedrucken zweier Fliesen jeweils erforderliche Ausgleichsbewegung der Drucktrommel (1), die nach stetig differenzierbaren Geschwindigkeits-Zeit-Verläufen erfolgt, und steuert den Servor-Motor (4) entsprechend an.

Claims

Druckmaschine für das Bedrucken von plattenförmigen Produkten wie z.B. Fliesen, mit einer Drucktrommel (1) sowie einem Förderband (2), das die plattenförmigen Produkte in statistisch verteilten Abständen der Drucktrommel (1) zum Bedrucken zuführt, mit einem Sensor (5) zur Erfassung der Position der plattenförmigen Produkte sowie einer Steuerung (3) und einem Servo-Motor (4), welcher die Drucktrommel (1) für die Länge eines Druckklischees positions- und geschwindigkeitssynchron zum jeweiligen plattenförmigen Produkt drehend bewegt und sie in dem Zeitintervall bis zur Ankunft des nächsten plattenförmigen Produkts für den nächsten Aufdruck passend positioniert, wobei die Positionierung der Drucktrommel (1) mit einem glatten, stetig differenzierbaren Geschwindigkeits-Zeit-Verlauf erfolgt, der in Anpassung an den jeweiligen Abstand zwischen zwei benachbarten plattenförmigen Produkten eine Dehnung oder Stauchung erfährt.
Druckmaschine nach Anspruch 1, wobei der Geschwindigkeits-Zeit-Verlauf sinus- oder polynomförmig ist.
Druckmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Zwischenspeicher für mehrere Messwerte des Sensors (5) vorhanden ist.
Druckmaschine nach Anspruch 3, wobei der Sensor (5) in beliebigem Abstand vor der Drucktrommel (1) platziert ist.
Druckmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Sensor (5) ein optischer Sensor ist.
Druckmaschine nach Anspruch 5, wobei der Sensor (5) die Position der Kanten der plattenförmigen Produkte erfasst.
Druckmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei Incrementalgeber (6, 7) der Steuerung (3) Informationen über Position und Geschwindigkeit des Förderbandes (2) und der Drucktrommel (1) liefern.