DE3211791A1 - Papierverarbeitungsmaschine und verfahren zu deren steuern - Google Patents

Description

PATENTANWALT ^O

DiPL.-PHYS. DR. WALTHER JUNIUS 3 Hannover

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WOLFSTRASSE 24 · TELEFON (05 ti) 83 45 30 29. Ηθ.ΓΖ 1982

Dr.J/Ha

Heine Akte: 729

Leunisman Großdruckerei für Werbung und Verpackung GmbH., Andertensche Miese 18-25, 3000 Hannover 1

Papierverarbeitungsmaschine und Verfahren zu deren Steuern

Die'.Erfindung betrifft eine Papierverarbeitungsmaschine, insbesondere Stanzmaschine oder Druckmaschine, mit einem Anlegetisch, über den in schneller Folge die zu verarbeitenden Bogen in eine Anlegestellung bewegt werden, inder sie für einen kurzen Zeitraum in Ruhe verharren, und ein Verfahren zum Steuern des Betriebes dieser Maschine.

In Papierverarbeitungsmaschinen, insbesondere solchen, die. Karton in Faltschachtelfabriken bedrucken und stanzen, kommt es inmer wieder vor, daß Kartonbogen im Mehrfarbdruck unrichtig bedruckt werden oder beim Stanzen in ungewünschter tfeise liegen, so daß die gestanzten Zuschnitte falsch bedruckt erscheinen. Solche Fehler sind in vielen Fällen auf sogenannte "Bogendreher" zurückzuführen. Das sind vereinzelte Bogen, die in einem Stapel in ihrer Richtung um 90 oder 180 verdreht gegenüber den übrigen Bogen liefen. Solche verdreht liegenden Kartonbogen sind schwer feststellbar. Im allgemeinen weisen Druckmaschinen und Stanzmaschinen keine Arbeitsmittel auf, die derart verdrehte Bogen feststellen können. Die Folge sind

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vereinzelt in einem Stapel von Zuschnitten für Faltschachteln liegende Zuschnitte mit 'einer falschen Bedruckung Diese ausfindig zu machen, ist erst dann möglich, wenn die Faltschachteln mit Ware gefüllt sind und auf einem Förderband an einer Kontrollperson vorbeilaufen. Hier aber ist die Aussortierung derartiger fehlbedruckter, mit Ware bereits gefüllter Verpackungen aufwendig und teuer, weil hierfür eine Kontrollperson notwendig ist und weil dann die Verpackung geöffnet werden muß, um die Ware für eine erneute Verpackung zurückzugewinnen. Schwierigkeiten bereitet auch die Wiedereingliederung der zurückgewonnenen Ware in den Transportweg zur Verpackungsmaschine.

Will man diesen Nachteil vermeiden, so muß man eine elektrooptische Kontrolle der zu bedruckenden oder der zu stanzende! Kartonbogen vornehmen oder man muß die von der Stanzmaschine ausgeworfenen Zuschnitte einer elektrooptischen Kontrolle unterziehen. Das aber ist mit sehr großen Schwierigkeiten verbunden, weil sowohl Druckmaschinen als auch Stanzmaschinen mit hohen Arbeitsgeschwindigkeiten die Bedruckung und das Stanzen vornehmen, wobei auch das Abnehmen der Kartonbogen von einem Stapel und das Aufstapeln der bedruckten Bogen sowie das Aufstapeln der gestanzten Kartonzuschnitte mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit erfolgt. Eine Kontrollperson kann bei den hohen Arbeitsgeschwindigkeiten mit den Augen eine Fehlbedruckung nicht feststellen. Versuche, auf den Kartonzuschnitt besondere Marken aufzudrucken und diese elektrooptisch abzutasten, erfordern einerseits Flächen für das Aufdrucken von Marken, die auf der Verpackung nicht erwünscht sind und daher beim Stanzvorgang im Abfall verschwinden sollen, bedeuten somit in vielen Fällen einen unnötigen Abfall, und sind andererseits während der schnei-* len Bewegung der einzelnen Bogen und Zuschnitte nur sehr schwer abzutasten.

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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zum Steuern des Betriebes einer Papierverarbeitungsmaschine zu schaffen, bei der ohne zusätzlich aufgedruckte Marken vor dem Arbeitsvorgang feststell bar ist, ob der zu verarbeitende Bogen in richtiger Weise liegt, in vorhergehenden Arbeitsvorgängen bearbeitet und nun auch positioniert ist.

Die ^rfindung besteht darin, daß man an einer bestimmten Stelle oberhalb des Anlegetisches der Papierverarbeitungsmaschine eine mit einer charakteristischen Bedruckung versehene Stelle während eines kurzen Zeitraumes beobachtet und auf das Vorhandensein von Druckfarbe prüft und daß man den positiven oder negativen Befund zur Steuerung der Maschine ausnutzt.

Zur Lösung der Aufgabe der Erfindung wird hier eine Beobachtung des Druckbogens in dem einen kurzen Augenblick vorgenommen, in welchem der zu verarbeitende Bogen in Ruhestellung vor der Papierverarbeitungsmaschine positioniert verharren soll, um im nächsten Augenblick von Greifern in die Papierverarbeitungsmaschine eingezogen zu werden. j?ür die Beobachtung an diesem einen kurzen Augenblick sucht man sich eine ganz bestimmte Stelle der Bedruckung aus, um hier einen Abtastkopf über dem auf dem Anlegetisch positionierten Bogen abzutasten. Den positiven bzw. negativen Befund nutzt man .dann zur Steuerung aus, indem man bei unerwünschtem Befund die Maschine sofort abschaltet, am besten durch den sogenannten Not-Auskreis der Papierverarbeitungsmaschine, weil dieser Kreis geeignet ist, die Maschine in kürzester Zeit stillzusetzen, ohne daß der falsch bedruckte, falsch liegende oder falsch positionierte Bogen in die Maschine eingezogen und hier in unrichtiger V/eise verarbeitet wird.

Um dieses Verfahren durchzuführen, ist die Papierverarbeitungs-

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maschine so ausgele/jt, daß oberhalb des Anlegetisches ein Träger für die verstellbare Anordnung mindestens eines optischen Abtastkopfes einer Steuerungsvorrichtung vorgesehen ist, und daß neben einem sich bewegenden Teil der Papierverarbeitungsmaschine ein weiterer Abtastkopf der Sterungsvorrichtung angeordnet ist. Dieser weitere Abtastkopf dient dazu, den einen kurzen Augenblick festzustellen und zur Beobachtung auszuwählen, in welchem der zu verarbeitende Bogen vor dem Eingang der Papierverarbeitungsmaschine positioniert in Ruhe verharrt. Die verstellbare Anordnung des optischen Abtastkopfes dient dazu, den optischen Abtastkopf direkt oberhalb der ausgesuchten charakteristischen Stelle der Bedruckung anzuordnen.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn als optischer Abtastkopf ein solcher mit einer Faseroptik verwendet wird. Ein solcher Abtastkopf ist ausserordentlich leicht und daher auch leicht fest zu befestigen. Die Fasern als Lichtübertragungselement gestatten es, die schwereren Teile der Vorrichtung für die Auswertung an Stellen der Maschine oder auch ausserhalb der Maschine anzuordnen, an denen keine oder nur sehr geringe Erschütterungen vorhanden sind.

Zur Auswertung benutzt man zweckmäßigerweise eine elektronische Schaltung, die sich dadurch auszeichnet, daß von dem das sich bewegende Maschinenteil abtastenden Abtastkopf in der Steuervorrichtung bei jeder Umdrehung der Hauptwelle der Maschine ein Tor für mindestens einen Bruchteil der Maschinen-Hauptwellen-Umdrehung geöffnet wird, durch das ein elektronischer Weg von dem oberhalb des Anlegetisches angeordneten optischen Abtastkopf für einen' Bruchteil der Maschinen-Hauptwellen-Umdrehung freigegeben wird. Dabei ist es zweckmäßig, wenn von dem Tor der V/eg während desjenigen

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Zeitintervalles freigegeben ist, in welchem der in Anlegestellung befindliche Bogen in Ruhe ist.

v/ill man mit dieser "Vorrichtung die Bedruckung eines Bogens mit verschiedenen Farben untersuchen, so kann man mehrere optische Abtastköpfe vorsehen und dieser oberhalb von für jede Druckfarbe charakteristischen Stellen des in positionierter Stellung auf dem Anlegetisch liegenden Bogens anordnen. Das erfordert natürlich einen gewissen Aufwand an Abtastkopfen, Elektronik und Einrichtezeit.

Um diesen Aufwand zu vermeiden, besteht die Möglichkeit, daß man als Zeitpunkt für die Beobachtung einen Augenblick wählt, in welchem der Bogen noch in Bewegung oberhalb des Anlagetisches befindlich ist und daß man die Beobachtung in diesem Zeitraum mit einem Vergleichsnormal vergleicht.

Man geht hierbei also so vor, daß man durch einen einzigen Abtastkopf eine gradlinige Strecke auf dem bedruckten Bogen abtastet und das Abtastergebnis mit einem Normal vergleicht. Dieses Vergleichsnonnal muß man sich allerdings vorher hergestellt haben.

Die Herstellung dieses Vergleichsnormales ist aber elektronisch auch ausserordentlich leicht zu bewältigen, indem " man nämlich als Vergleichsnormal eine Aufzeichnung einer vorhergehenden Beobachtung benutzt. Man kann somit als Vergleichsnormal eine Beobachtung aufzeichnen, die von dem ersten Bogen eines Stapels herrührt. Unmittelbar nach der Aufzeichnung dieser Beobachtung des ersten Bogens eines Stapels schaltet man in der Steuervorrichtung um und benutzt die Aufzeichnung als Vergleichsnormal.

Dafür ist die Papierverarbeitungsmaschine so ausgelegt, lau

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vor dem Anlegetisch eine in reproduzierbarer Weise bοgenzuführende Bogenzuführungsvorrichtung angeordnet ist, daß von dem Tor der Weg während eines Zeitintervalles freigegeben ist, in dem sich der Bogen in Bewegung auf dein Weg · in die Anlegestellung befindet und daß die Steuervorrichtung eine Vergleichsschaltung und einen an den Vergleichseingang angeschlossenen Signalspeicher umfaßt.

Pur die Herstellung des Vergleichsnormals und dessen Speicherung im Signalspeicher ist es zweckmäßig, wenn der Signalspeicher an eine vom optischen Abtastkopf gesteuerte Aufzeichnungsvorrichtung anschließbar ist.

Am besten arbeitet man bei der Beobachtung mit' Infrarotlicht, weil dieses Fremdlich unempfindlich ist. Zweckmäßigerweise ist auch eine Hell-Dunkel-Umschaltung am optischen Abtastkopf vorgesehen, um die richtige lage der Bedruckung sowohl an hellen als auch an dunklen Stellen beobachten zu.können.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine Seitenansicht der Papierverarbeitungsmaschine,

Pig. 2 ein Schaltbild der Steuerungsvorrichtung für die Abtastung des in Ruhestellung auf dem Anlegetisch •befindlichen Bogens,

Fig. 3 ein Schaltbild der Steuerungsvorrichtung·, die bereits den in Bewegung auf dem Anlagetisch befindlichen Bogen abtastet,

Pig. 4 ein Schaltbild der Steuerungsvorrichtung der Fig. 2.

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Die Papierverarbeitungsmaschine der Pig. 1 besteht aus einer Stanzmaschine 1 mit der Hauptwelle 2, dem Anlegetisch 3 und einer Bogenzuführungsvorrichtung 4, die in reproduzierbarer Weise der Papierverarbeitungsmaschine 1 Bogen zuführt. In I"ig. 1 ist erkennbar, wie aus der Bogenzuführungsvorrichtung der Bogen 5A ausgestoßen wird, während noch der vorher ausgestoßene Bogen 5B in -Anlegestellung positioniert vor der Papierverarbeitungsmaschine 1 auf.dem Anlagetisch 3 ruht. Oberhalb des Anlagetisches 3 !befindet sich eine Tragschiene 6, an der ein !Träger 7 verschwenkbar und verstellbar angeordnet ist. Dieser Träger 7 trägt an seinem Ende -die Faseroptik, also den optischen Abtastkopf 8, mit dem sowohl der in Ruhe einen kurzen Äugenblick in Positionierstellung verharrende Bogen 5B als auch der in Bewegung befindliche Bogen 5A abtastbar ist. Von diesem Optischen Abtastkopf 8 erstreckt sich eine aus Lichtleitfasern aufgebaute optische Leitung 9 zu einer Auswertvorrichtung 10, in der die optischen Signale in elektrische Signale umgesetzt werden. In den Schaltbildern der Pig. 2 und 3 ist der Abtastkopf 8, die Lichtleitung 9 und die Auswertvorrichtung 10 nicht im einzelnen dargestellt, sondern zu einem einzigen Block 8 integriert. Die Hauptwelle 2 der Papierverarbeitungsmaschine trägt eine Marke 11, deren Yorbeilauf an einer bestimmten Stelle mit Hilfe des weiteren Abtastkopfes 12 abgetastet und in ein elektrisches Signal umgesetzt wird.

Fig. 2 stellt ein Blockschaltbild derjenigen Schaltung dar, mit der ein in Ruhestellung auf dem Anlagetisch einen kurzen Augenblick verharrender Bogen 53 abgetastet wird. Dabei läuft das aus dem optischen Abtastkopf 8 kommende Signal über das Tor 14 in die Vergleichsschaltung 15. Das Tor 14 ist nur für einen kurzen Augenblick geöffnet, und zwar in demjenigen Augenblick, in welchem sich der Bogen 5B in Ruhestellung positioniert auf dem Anlegetisch 3 befindet.

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Dieser Augenblick wird von der Hauptwelle 2 durch den weiteren Abtastkopf 12 abgetastet. Das Ausgangssignal des Abtastkopfes 12 wird einerseits dem Tor 14 für dessen kurzzeitige Öffnung, andererseits dem Tor 16 zugeführt-, welches während des gleichen Zeitraumes wie das Tor 14 geöffnet ist. Über das Tor 16 läuft ein elektrisches Signal, ^; welches den Vergleichswert darstellt. Im Vergleichswert- ; erzeuger 17 ist ein Yergleichswert für die Abtastung einer \ dunklen Stelle, in dem Vergleichswerterzeuger 18 ein solcher \ für eine helle abzutastende Stelle gespeichert. Je nach der Stellung des Hell-Dunkel-Schalters S2 wird der benötigte Yergleichswert über das Tor 16 dem zweiten Eingang der Vergleichsschaltung 15 zugeführt. Am Ausgang der Vergleichsschaltung 15 erscheint ein elektrisches Signal dann, wenn das vom optischen Abtastkopf 8 erzeugte Signal nicht mit dem von einem der Vergleichswerterzeuger 17,18 erzeugten Signal übereinstimmt. In diesem Falle wird im Impulsformer 19 ein Impuls geformt, der in der Lage ist, eine Abschaltung des Motors am Motorabschaltkreis M vorzunehmen. Stimmen hingegen Vergleichssignal und gemessenes Signal überein, gibt die Vergleichsschaltung an ihrem Ausgang kein Signal ab.

In Pig. 4 ist gezeigt, wie diese Schaltung realisiert ist; Das von dem optischen Abtaster 8 am Ausgang erzeugte Signal wird dem integrierten Schaltelement IC2 zugeführt, in weltfern der Vergleich vorgenommen wird, und zwar zu einem Zeitpunkt, zu dem der weitere Abtaster 12 das integrierte Schaltelement IC2 so steuert, daß ein Durchgang des am Ausgang des Vergleichselementes 15 erzeugtes Signal nach Verstärkung im Transistor· T den Notausgangskreis M der Haschine so in Tätigkeit setzt, daß die Maschine abgeschaltet wird. Die Einstellung der Vergleichsspannung erfolgt über die

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Widerstände R1 bis R4. Die Schaltelemente links vom 102, also der Transformator TR mit der nachgeschalteten Gleichrichterbrücke, der IG1 und die beiden ihm zugeordneten Kondensatoren C3, C4 sowie die Kondensatoren C1 und C2 dienen ebenso wie der Widerstand R6 der Erzeugung einer geeigneten Arbeitsspannung für.diese Schaltung. Der Schalter S1 dient dem Ein- und Ausschalten der Steuerung.

In Pig. 3 ist ein anderes Schaltbild dargestellt. Kit dieser Schaltung lassen sich sowohl in Ruhe verharrende Bogen 5B beobachten als auch in Bewegung befindliche Bogen 5A. Pur die Festlegung des Zeitpunktes deren Abtastung dient ein weiterer Abtastkopf 20, der das Tor 21 steuert, aber auch über den Impulsformer 22 das Tor 14 steuert. Ist das RTor 21 offen, so kann über die Abfragevorrichtung 23 der Speicher 24 abgefragt werden. Die aus diesem Signalspeicher 24 abgefragten Signale werden über das Tor 21 dem Vergleichseingang der Vergleichsschaltung 15 zugeführt. Diesem gleichen Eingang können aber auch bei der Beobachtung eines in Ruhestellung verharrenden Bogens 5B die Vergleichssignale aus den Vergleichswerterzeugern 17,18 über das Tor 16 zugeführt werden, nämlich dann, wenn der Abtaster 12 ein solches Signal abgibt, welches das Tor 16 und über den Impulsformer 25 auch das Tor 14 öffnet. Die Impuls- · former 22 und 25 dienen einerseits der Impulsformung, andererseits dient der Impulsformer 25 dazu, ein durch den Impulsformer 22 erzeugtes Signal nicht in das Tor 16 gelangen zu lassen. Der Impulsformer 22 hinwiederum dient dazu, ein vom Impulsformer 25 erzeugtes Signal nicht an das Tor 21 gelangen zu lassen. Pur die Speicherung der im Signalnpeicher 24 zu speichernden Signale dient die Aufnahm!;schaltung 26. Diese ist so

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konzipiert, daß lediglich, bei Drücken einer besonderen Taste eine einzige oignalfolge auf dem Speicher 24 gespeichert wird. Danach wird der Weg zum Speicher 24 unterbrochen und der Speicher kann nur noch abgefragt werden, bis die Taste am Aufzeichnungsgerät 26 wieder betätigt wi? d. Dieses dient dazu, einen ersten Bogen abzutasten und die von diesem Bogen abgetastete . Signalfolge . anschließend für alle weiteren Bogen als Vergleichsnormal zu benutzen. Hierbei wählt man zweckmäßigerweise auf dem zu beobachtenden Bogen eine Linie, in der alle erforderlichen Informationen über Parben und Bogenlage enthalten sind. Denn bei verschiedenen Farben gibt der optische Abtastkopf 8 unterschiedliche elektrische Signale, vorzugsweise in der Amplitude unterschiedliche Signale, ab. Bei der Schaltung im Schaltbild der Pig. 3 arbeiten die Abtaster 12 und 20 nebeneinander.. Es ist hier möglich, besondere Schalter vorzusehen, die dafür Sorge tragen, daß immer nur der eine der Abtaster 12 oder 20 arbeitet. Dann kann die Schaltung benutzt v/erden, um entweder an dem ruhenden Bogen 5B einen Punkt abzutasten oder nach Umschaltung bei dem sich bewegenden Bogen 5A eine Linie abzutasten.

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Claims (10)

Patentansprüche:

1. Papi erverart) ei tungsmas chine, insbesondere Stanzmaschine oder Druckmaschine, mit einem Anlegetisch, über den in schneller Folge die zu verarbeitenden Bogen in eine Anlege-Stellung bewegt v/erden, in der sie für einen Jrurzen Zeitraum in Ruhe -verharren,

dadurch gekennzeichnet,

daß oberhalb des Anlegetisches (3) ein Träger (6,7) für die verstellbare Anordnung mindestens eines optischen Abtastkopfes (8) einer Steuerungsvorrichtung vorgesehen ist

und daß neben einem sich bewegenden Teil (2) der Papierverarbeitungsmaschine (1) ein weiterer Abtastkopf (12) der Steuerungsvorrichtung angeordnet ist.

2. Papierverarbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß als optischer Abtastkopf (8) ein solcher mit einer Faseroptik verwendet wird.

3. Papierverarbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß von dem das sich bewegende Maschinenteil (2) abtastenden Abtastkopf (12) in der Steuervorrichtung bei jeder Umdrehung der Hauptwelle der Maschine ein Tor (14) für mindestens einen Bruchteil der Maschinenhauptwellenumdrehung geöffnet wird, durch das ein Weg von dem oberhalb des Anlegetisches (3) angeordneten optischen Abtastkopf (8) für einen Bruchteil der Maschinenhauptwellenumdrehung freigegeoen wird.

4. Papierverarbeitungßmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

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daß von dem Tor (14) der elektronische Weg während des Zeitintervalles freigegeben ist, in welchem der in der Anlegestellung befindliche Bogen (5B) in Ruhe ist

5. Papierverarbeitungsmaschine nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet,

daß vor dem Anlegetisch (3) eine in reproduzierbarer Weise Bogen (5A) zuführende Bogenzufübungsvorrichtung (4) angeordnet ist,

daß von dem Tor (14) der Weg während eines Zeitintervalles freigegeben ist, in dem sich der Bogen (5A) in Bewegung auf dem Weg in die Anlegestellung befindet, und daß die Steuervorrichtung eine Vergleichsschaltung (15) und einen Signalspeicher (24) umfaßt.

6. Papierverarbeitungsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß der Signalspeicher (24) an eine vom optischen Abtastkopf (8) gesteuerte Aufzeichnungsvorrichtung anschließbar ist.

7. Verfahren zum Steuern des Betriebes einer Papierverarbeitungsmaschine, insbesondere Stanzmaschine oder Druckmaschine, mit einem Anlegetisch, bei der die zu verarbeitenden Bogen in schneller Folge in eine Anlegestellung bewegt werden, in der sie für einen kurzen Zeitraum in Ruhe verharren,.

dadurch gekennzeichnet,

daß man an einer bestimmten Stelle oberhalb des Anlegetisches eine mit einer charakteristischen Bedruckung versehene Stelle während eines kurzen Zeitraumes beobachtet und auf das Vorhandensein von Druckfarbe prüft, und daß man den positiven oder negativen Befund zur Steuerung der Maschine ausnutzt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Zeitpunkt für die Beobachtung den kurzen Ruheaugenblick des Bogens in der .Anlegestellung auswählt. ■

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Zeitpunkt für die Beobachtung einen · Augenblick wählt, in welchem der Bogen in Bewegung befindlich ist

und daß man die Beobachtung in diesem Zeitraum mit einem Yergleichsnormal vergleicht.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als Vergleichsnormal eine Aufzeichnung einer vorhergegangenen Beobachtung benutzt.