DE4328445B4

DE4328445B4 - Vorrichtung zum Fördern von Bogen auf einen Stapel

Info

Publication number: DE4328445B4
Application number: DE4328445A
Authority: DE
Inventors: Michael Dr. Seydel
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1993-08-24
Filing date: 1993-08-24
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2013-08-25
Also published as: DE4328445A1; US5582400A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern von Bogen auf einem Stapel. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu entwickeln, die über den gesamten Geschwindigkeitsbereich eine saubere, berührungsfreie Führung ermöglicht und die bei der Steuerung oder Regelung Bewegungskomponenten quer zur Bogenlaufrichtung berücksichtigt. Die Erfindung besteht darin, dass bei einer Vorrichtung zum Fördern von Bogen auf einen Stapel, bestehend aus Fördermitteln, die die Bogen an mindestens einer Kante ergreifen und die mit einer Antriebsvorrichtung gekoppelt sind, weiterhin bestehend aus feststehenden Führungen für die Bogen, welche mit einer Blasluft- oder Saugvorrichtung zusammenwirken, und bestehend aus einer Steuer- oder Regelvorrichtung, die mit Stellelementen der Fördermittel, mit der Antriebsvorrichtung und mit der Blasluft- oder Saugvorrichtung und mit einem Bogenkontrollelement in Verbindung steht, im Förderweg der Bogen (23) mindestens ein die Flatter-Bewegung der Bogen (23) senkrecht zur Bogenlaufrichtung (22) erfassender Sensor (17, 18, 19, 20, 21) vorgesehen ist, der mit der Steuer- oder Regeleinrichtung (16, 24) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern von Bogen auf einen Stapel, bei der die Bogen an mindestens einer Kante gehalten werden und mit Hilfe von Führungen und Blasluft- oder Saugvorrichtungen von einer Steuer- oder Regelvorrichtung kontrolliert auf den Stapel transportiert werden. Die Erfindung ist insbesondere in Auslegern von Druckmaschinen anwendbar.
Zur Steuerung oder Regelung des Transport- und Ablagevorganges von gedruckten Bogen ist es bekannt, im Förderweg der Bogen Glasdüsen, Saugwalzen oder Ventilatoren vorzusehen, und deren Blas- oder Saugwirkung manuell vom Bediener einer Druckmaschine einzustellen. Zur Führung der Bogen werden weiterhin Bogenleitbleche vorgesehen, die mit den Blas- oder Saugvorrichtungen zusammenwirken. Ziel dieser Einstellungen ist es, einen ruhigen und berührungsfreien Bogenlauf zu erreichen, so daß die Bogen nicht mit den Bogenleitblechen in Kontakt kommen und die Bogen weder beschädigt werden noch das Druckbild abschmiert. Nachteilig hierbei ist, daß die Qualität der manuellen Einstellung von der Erfahrung des Bedieners abhängt, und daß die Einstellungen nicht den sich wechselnden Transportgeschwindigkeiten angepaßt sind.

Bei der in DE 34 13 179 A1 gezeigten Steuer- und Regelvorrichtung wird die Drehzahl einer bogenverarbeitenden Maschine bei der Einstellung von verstellbaren Elementen im Ausleger berücksichtigt. Dabei wird für jede Stellgröße der Sollwert anhand eines empirisch ermittelten Kennlinienfeldes ermittelt, wobei als Basis die Drehzahl der Maschine dient.

Bei dieser Lösung ist es von Nachteil, daß das Kennlinienfeld empirisch ermittelt wurde, d. h., daß es nicht frei von subjektiven Einflüssen ist. Weiterhin wird vorausgesetzt, daß die Drehzahl der Maschine proportional der Transportgeschwindigkeit der Bogen im Ausleger ist. Diese Annahme gilt nur annähernd, wobei Bewegungskomponenten abweichend von der Bogenlaufrichtung keine Berücksichtigung finden. Die Steuerung oder Regelung von Stellvorgängen im Ausleger ist zudem infolge der fest vorgegebenen Kennlinienfelder unflexibel.

In DE 34 32 036 A1 ist für eine kantengerechte Ablage von Bogen auf einen Stapel ein Vor- oder Nachgreifer vorgesehen, der über einen Auswerteblock gesteuert wird, in dem Signale eines Bogenkontrollelementes verarbeitet werden. Das Bogenkontrollelement ist dazu ausgebildet, eine Bogenkante in Transportrichtung eines Bogens zu erfassen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Fördern von Bogen auf einen Stapel zu entwickeln, die über den gesamten Geschwindigkeitsbereich eine saubere, berührungsfreie Führung ermöglicht und die bei der Steuerung oder Regelung Bewegungskomponenten quer zur Bogenlaufrichtung berücksichtigt.

Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gelöst, welche die Merkmale nach Anspruch aufweist. Im Förderweg der Bogen ist mindestens ein die Bewegung senkrecht zur Förderrichtung der Bogen erfassender Sensor vorgesehen, der mit einer Steuer- und Regelvorrichtung für eine Blas- oder Saugvorrichtung in Verbindung steht. Indem der Sensor die Bewegung des jeweiligen Bogens erfaßt, kann Flattern und die Berührung mit Bogenführungsmitteln gemessen werden. Die Meßsignale des Sensors oder der Sensoren werden in der Steuer- oder Regelvorrichtung verarbeitet, wodurch die Blas- oder Saugwirkung verändert wird, so daß sich bei den folgenden Bogen durch geänderte Strömungsverhältnisse das Flattern verringert. Der Sensor kann koordinaten- und zeitabhängig den Ort, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung senkrecht zur Bogenlaufrichtung für jeden Bogen erfassen. Es ist möglich, die Sensoren ortsfest zu installieren oder beweglich auf einer Greifvorrichtung anzuordnen, wobei die Vorderkante des Bogens in Greifern gehalten ist.

In einer Variante der Erfindung kann ein ortsfester Sensor zur Erfassung der Bewegungsamplitude quer zur Bogenlaufrichtung, ein weiterer ortsfester Sensor zur Erfassung der örtlichen Verteilung der Bogenauslenkung quer zur Bogenlaufrichtung, der in einem spitzen Winkel auf die Bogenoberfläche gerichtet ist, ein weiterer ortsfester Sensor, der die zeitliche und örtliche Verteilung der Bogenauslenkung in Bogenlaufrichtung erfaßt, und ein bewegter Sensor vorgesehen sein, der mit den Fördermitteln des Bogens gekoppelt ist und der die zeitliche Verteilung der Bogenauslenkung über die gesamte Förderstrecke erfaßt.

Es ist von Vorteil, wenn die Sensoren zur Fuzzifizierung der Mepsignale mit einem Fuzzy-System verbunden sind, wobei die Steuer- und Regelvorrichtung als Fuzzy-Regler aufgebaut ist.

Die Erfindung soll in einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung noch näher erläutert werden, es zeigen:
1 ein Schema eines Auslegers einer Druckmaschine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 eine mögliche Sensoranordnung,
3 eine Anordnung eines beweglichen Sensors,
4 ein Schema eines Fuzzy-Reglers und
5 Fuzzy-Variablen und Fuzzy-Mengen eines Fuzzy-Reglers.
Der Ausleger nach 1 zeigt zwei Umlenkrollen 1, 2, über die Ketten 3, (4) gelegt sind. An den Ketten 3, (4) sind Greiferbrücken 5 mit Greifern 6 zum Transport von Bogen 7 vom letzten Druckwerk 8 einer Druckmaschine auf einen Stapel 9 befestigt. Unterhalb der Ketten 3, (4) sind im Förderweg Bogenleitbleche 10, 11, Ventilatoren 12, 13 und Blasdüsen 14, 15 vorgesehen. Die Ventilatoren 12, 13 und die Blasdüsen 14, 15 stehen mit Stellausgängen von Stellelementen eines Fuzzy-Reglers 16 in Verbindung. Im Förderweg der Bogen sind weiterhin ein Ultraschallsensor 17 und optoelektonische Sensoren 18, (19), 20, 21 angeordnet, wobei der Sensor 21 auf einer Greiferbrücke 5 sitzt.
Wie in 2 dargestellt, ist der Ultraschallsensor 17 etwa in Mitte der Bogenbreite senkrecht auf die Bogenoberfläche und senkrecht zur Bogenlaufrichtung 22 wirksam. Die Sensoren 18, 19 sitzen in Höhe der Stoßkanten der Bogenleitbleche 10, 11 jeweils seitlich der zu fördernden Bogen. Der Sensor 20 ist in einem spitzen Winkel in einer Ebene angeordnet, die parallel zur Bogenlaufrichtung 22 liegt.
Der Sensor 21 ist, wie in 3 gezeigt, auf einer Greiferbrücke 5 mit dieser beweglich angeordnet. Er erfaßt in einem spitzen Winkel die gesamte Breite eines zu transportierenden Bogens 23.
Der schematische Aufbau des Fuzzy-Reglers 16, welcher Bestandteil einer Maschinensteuerung 24 ist, beinhaltet nach 4 ein Zustandsinterface 25, eine Recheneinheit 26, eine Regelbasis 27 und ein Aktionsinterface 28. über das Aktionsinterface 28 ist der Fuzzy-Regler 16 mit der Regelstrecke 29 zur Bogenführung verbunden. Zur Regelstrecke 29 gehören Stellelemente, wie die Ventilatoren 12, 13 und die Blasdüsen 14, 15.
Die Wirkung der Erfindung soll anhand der in 5 dargestellten Diagramme im folgenden erläutert werden: Die Maschinensteuerung 24 liefert Prozepkenndaten, wie Bogenformat, Papiergewicht, Druckgeschwindigkeit, Farbauftrag, Lackauftrag und Stellgröpen einer im Förderweg angeordneten Trocknerstrecke an den Fuzzy-Regler 16, der mittels der Recheneinheit 26 Größen für die Voreinstellung der Stellelemente der Regelstrecke 29 ermitteln kann. Das Flattern des Bogens 23 wird als Bewegung des Bogens 23 senkrecht zur Bogenlaufrichtung 22 mit den Sensoren 18, 19, 20, 21 erfaßt. Die Mepgröpen der Sensoren 18, 19, 20, 21 werden im Zustandsinterface so aufbereitet, daß Daten über Betrag, Verteilung und Häufigkeit der Flatterbewegungen vorliegen. In der Recheneinheit 26 werden die Stärke des Flatterns, die örtliche und zeitliche Verteilung des Flatterns und die Berührung zwischen Bogen 23 und den Leitblechen 10, 11 als Fuzzy-Variable definiert, denen entsprechend der Fuzzy-Theorie Zugehörigkeitsfunktionen zugeordnet werden.
Bei den in 5 gezeigten Diagrammen 5.1 bis 5.5 sind die Abzissen mit |A|, A (x), A (s) und A (t) für die Stärke bzw. für die Amplitude des Flatterns und mit B (t) für die Berührung zwischen Bogen 23 und Bogenleitblech 10, 11 bezeichnet. Mit an den Ordinaten sind die zugehörigen Mitgliedsfunktionen bezeichnet.
Im Diagramm 5.1 sind die Fuzzymengen für die Stärke des Flatterns gezeigt, welche durch Amplitudenmessungen mittels des Ultraschallsensors 17 erfaßt werden. Mit Hilfe des photoelektischen Sensors 20, der auch durch mehrere Ultraschallsensoren 17 ersetzt werden kann, werden die im Diagramm 5.2 gezeigten Fuzzy-Mengen für die örtliche Verteilung des Flatterns quer zur Bogenlaufrichtung 22 erfaßt. Die Fuzzy-Variable der örtlichen Verteilung des Flatterns in Bogenlaufrichtung 22 benötigt nur die im Diagramm 5.3 gezeigten Fuzzymengen, welche vom Sensor 21 erfaßt werden. Die Signale des Ultraschallsensors 17 können gleichzeitig zur Erfassung der im Diagramm 5.4 dargestellten Fuzzymengen für die zeitliche Verteilung oder den Verlauf des Flatterns verwendet werden. Die im Diagramm 5.5 dargestellten Fuzzymengen für die Berührung zwischen Bogen 23 und Leitblechen 10, 11 werden mittels der Sensoren 18 und 19 oder auch mit dem Ultraschallsensor 17 erfaßt, wobei als Berührung ein Betrag der Bewegung der Bogen 23 senkrecht zur Bogenlaufrichtung 22 dann gewertet wird, wenn der Betrag der Bewegungsamplitude einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.
Wenn am Bogen 23 überall gleichmäßiges Flattern auftritt, dann bewirkt der Fuzzy-Regler 16 eine globale Verstellung der gesamten Luftführung. Wenn am Bogen 23 nur lokales Flattern vorhanden ist, dann wertet der Fuzzy-Regler 16 den Ort oder die Orte des Flatterns aus, indem die Recheneinheit 26 die Sensoren 18, 19, 20, 21 abfragt, deren Signale Flatterbewegungen aufgezeichnet haben.
Die Signale aus dem mit der Greiferbrücke 5 umtaufenden Sensor 21 können mit Signalen zur Position der Greiferbrücke 5 verknüpft werden, so daß die zeitliche und örtliche Verteilung des Flatterns für eine gezielte Einstellung einzelner Stellelemente verarbeitet werden kann. Die Signale der beweglichen Sensoren 21 können telemetrisch an den Fuzzy-Regler 16 übertragen werden.
Aus der im Fuzzy-Regler 16 implementierten Regelbasis 27 liefert die Recheneinheit 26 für jede Stellgröße jeweils eine unscharfe Menge, die in diskrete Stellgrößen umzuwandeln sind. Die Defuzzifizierung kann mit dem häufig verwendeten Schwerpunktverfahren erfolgen. Als Stellgrößen für die Regelstrecke 29 können die Drehzahl und Drehrichtung der Ventilatoren 12, 13 und die Stellung von Drosselklappen oder Blenden in den Luftführungen der Glasdüsen 14, 15 dienen. Die Ventilatoren 12, 13 und die Glasdüsen 14, 15 können einzeln für die Breite und über die Länge der Führungsbahn angesteuert werden, so daß eine lokale Einstellung der Luftführung möglich ist.

1, 2: Umlenkrollen
3, 4: Ketten
5: Greiferbrücken
6: Greifer
7: Bogen
8: Druckwerk
9: Stapel
10, 11: Bogenleitbleche
12, 13: Ventilatoren
14, 15: Blasdüsen
16: Fuzzy-Regler
17: Ultraschallsensor
18, 19, 20, 21: optoelektronische Sensoren
22: Bogenlaufrichtung
23: Bogen
24: Maschinensteuerung
25: Zustandsinterface
26: Recheneinheit
27: Regelbasis
28: Aktionsinterface
29: Regelstrecke

Claims

Vorrichtung zum Fördern von Bogen auf einen Stapel, – bestehend aus Fördermitteln, die die Bogen an mindestens einer Kante ergreifen und die mit einer Antriebsvorrichtung gekoppelt sind, – weiterhin bestehend aus feststehenden Führungen für die Bogen, welche mit einer Glasluft- oder Saugvorrichtung zusammenwirken, – und bestehend aus einer Steuer- oder Regeleinrichtung, die mit Stellelementen der Fördermittel, mit der Antriebsvorrichtung und mit der Blasluft- oder Saugvorrichtung und mit einem Bogenkontroll element in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, – daß im Förderweg der Bogen (23) mindestens ein die Flatterbewegung der Bogen (23) senkrecht zur Bogenlaufrichtung (22) erfassender Sensor (17, 18, 19, 20, 21) vorgesehen ist, der mit der Steuer- oder Regeleinrichtung (16, 24) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Sensor (17, 18, 19, 20, 21) für die koordinatenabhängige und zeitabhängige Erfassung des Ortes, der Geschwindigkeit und der Beschleunigung des jeweiligen Bogens (23) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Sensor (21) mit mindestens einem die Vorderkante des Bogens (23) haltenden Greifervorrichtung (5, 6) gekoppelt ist, wobei die Greifervorrichtung (5, 6) auf endlosen Ketten (3, 4) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – daß ein ortsfester Abstandssensor (17) für die Erfassung der Bewegungsamplitude quer zur Bogenlaufrichtung (22) vorgesehen ist, – daß ein ortsfester über die Bogenbreite wirkender Sensor (20) vorgesehen ist, der in einem spitzen Winkel auf die jeweilige Bogenoberfläche gerichtet ist und der die örtliche Verteilung der Bogenauslenkung quer zur Bogenlaufrichtung (22) erfasst, – daß mindestens ein ortsfester Sensor (18, 19) vorgesehen ist, der quer zur Bogenlaufrichtung (22) parallel zu einer Bogenkante ausgerichtet ist und der die örtliche und zeitliche Verteilung der Bogenauslenkung in Bogenlaufrichtung (22) erfasst, – und daß mindestens ein mit den Fördermitteln (5, 6) der Bogen bewegter Sensor (21) vorgesehen ist, der die zeitliche Verteilung der Bogenauslenkung über die gesamte Förderstrecke erfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein ortsfester Sensor vorgesehen ist, der die Anzahl und die Zeitdauer der Berührungen des jeweiligen Bogens (23) mit den feststehenden Führungen (10, 11) erfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (17, 18, 19, 20, 21) zur Fuzzifizierung der Sensorsignale mit einem Fuzzy-System (16) verbunden ist.