EP2277811B1 - Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Stapelhubvorrichtung - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Stapelhubvorrichtung Download PDF

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EP2277811B1
EP2277811B1 EP10166267.4A EP10166267A EP2277811B1 EP 2277811 B1 EP2277811 B1 EP 2277811B1 EP 10166267 A EP10166267 A EP 10166267A EP 2277811 B1 EP2277811 B1 EP 2277811B1
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Definitions

  • the invention relates to a device and a method for controlling a Stapelhubvorses a sheet-processing machine according to the preamble of claim 1 and claim 3.
  • Such a device is known from the DE 39 15 371 A1 ,
  • a stack height in the region of the front in the conveying direction upper edge of the sheet stack contactless scanning sensor is provided, which controls the drive for the stack carrier of the sheet pile.
  • a detecting device for detecting the position of the upper sheet of a sheet stack in a sheet processing machine which communicates with a computer which controls a lifting motor of a lifting mechanism for a stack carrier.
  • a first detector unit detects the vertical position of the front edge of the sheet pile in the conveying direction and controls drive means for stacking in the feeder.
  • a second detector unit senses the altitude of the sheet stack in its rear area and controls a motor for setting a sheet feeding device, which lifts the sheets individually from the sheet stack and feeds the printing units of the machine.
  • DE 100 57 052 A1 discloses a method and apparatus according to the preamble of claims 1 and 3, respectively.
  • Object of the present invention is to propose an alternative control of a Stapelhubvorraum, which ensures a safe and fast delivery of sheets of different thickness to the processing machine. According to the invention this object is achieved by a device according to the characterizing features of claim 3 and a method with the method steps of claim 1.
  • the controller comprises two control loops.
  • the front stack top edge is monitored by a sensor.
  • the signals of the sensor are processed in a controller together with information about the machine angle at the time of measurement and are used to control a positioning for the height adjustment of the suction head.
  • the rear stack upper edge is monitored via at least one other sensor together with a pressure foot.
  • the signals of the sensor are processed in a controller together with information about the machine angle at the time of measurement and are used to adjust the speed of the Stapelhubantriebes, which had originally been calculated from the machine speed and arc thickness as the output speed.
  • This device and the corresponding method of speed control ensure a more stable process than controlling the speed of the feeder stack over the leading edge of the stack, since fluctuations in the stack trailing edge directly affect sheet separation and sheet transport.
  • FIG. 1 shows a designed as a sheet feeder 10 device for separating sheets 1, which are located on a stack of sheets 2.
  • the sheet feeder 10 is followed by a belt table 3, which supplies the separated sheet 1 of a sheet-processing machine, not shown, for example, a printing press or a punch.
  • a Stapelhubtisch 4 is arranged, which is moved over chains 5 up or down.
  • the chains 5 are connected via sprockets, not shown, with an electric motor 6, which raises or lowers the Stapelhubtisch 4.
  • On the Stapelhubtisch 4 of the sheet stack 2 is arranged.
  • a suction head 20 is arranged, which can be adjusted via a positioning drive 8 in height to the rear stack upper edge 9.
  • the suction head 20 is used for separating and conveying the sheet 1.
  • the suction head 20 separating sucker 21, which detect the top sheet 1 of each sheet stack 2, separate from the sheet stack and transferred to the suction head 20 also existing transport suction 22, the bow in Transporting the conveying direction 23.
  • the height of the rear upper edge of the sheet pile detecting means 24 is provided in the suction head, which is formed in the embodiment as a per se known Tastfuß 25.
  • the pressure foot 25 has a measuring device, for example in the form of two digital sensors 26, of which in Fig. 2 only one is shown schematically. With these, the distance of the rear stack upper edge 9 is determined to the suction head 20. With these sensors 26, three states are generated: stack too high; Target position and stack too low. At a certain machine angle, the current position to the rear stack top edge 9 is measured with the sensors 26 via the feeler foot 25. If the result differs from the desired position, the stacking table 4 is moved accordingly via the motor 6. The desired position is closely tolerated, so that the distance of the decisive elements for the sheet separation such as separating springs (not shown), sucker 21 and pressure foot 25 can be kept as constant as possible. This ensures a safe and reproducible process of sheet separation.
  • the adjustment of the front stack upper edge 30 is done via the height adjustment of the suction head 20.
  • a front edge sensor 32 provides the signals: stack too high; Target position and stack too low. According to these signals, the suction head is moved by a motor 8 in height.
  • FIG. 2 now shows the control structure.
  • the components described as controllers 60 and 61 in the following description can be designed as separate hardware modules. However, there may also be independent software building blocks in the whole machine controlling PLC 40 (Programmable Logic Control).
  • the Stapelhub thus consists of two control loops: the control loop for the Saugkopfver ein and the control circuit for the stacking stroke.
  • the desired position for the front upper edge of the stack is determined by the position of the suction head.
  • the suction head 20 can be adjusted with a positioning drive 8. This adjustment can be done manually or automatically.
  • the automatic adjustment control loop includes the following components: sensor 32 for measuring front stack top edge 30, motor 8 for adjusting the suction head height, machine angle of the sheet processing machine for measuring time determination on sensor 32 and controller 60.
  • speed-controlled servomotor 6 pressure foot 25, two sensors 26 for detecting the position of the pressure foot 25 (the components 25 and 26 are installed in the suction head 20), return main drive 17 (this shows the production speed of the sheet-processing Machine).
  • speed control the values arc thickness 15 and current machine angle 16 are used from the process.
  • the speed of the lifting motor 6 is calculated in the controller 61.
  • the motor lifts the stack at the calculated speed.
  • the current position of the stack top edge is measured with the sensors 26 via the feeler foot 20. If the result deviates from the nominal position, the calculated rotational speed is adjusted in order to keep the position of the rear stack upper edge constant. This algorithm is repeated after each signature removed to keep the stack top on the stylus 20 in the ideal position.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sheets, Magazines, And Separation Thereof (AREA)
  • Pile Receivers (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Stapelhubvorrichtung einer bogenverarbeitenden Maschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. Anspruch 3.
  • Bekannt ist eine derartige Vorrichtung aus der DE 39 15 371 A1 . Bei dieser bekannten Vorrichtung ist ein die Stapelhöhe im Bereich der in Förderrichtung vorderen Oberkante des Bogenstapels berührungslos abtastender Sensor vorgesehen, der den Antrieb für den Stapelträger des Bogenstapels steuert. Durch diesen Sensor kann bei niedrigerer Höhenlage der Stapeloberfläche als einer bestimmten Sollhöhenlage die eine Hubbewegung bewirkende Vorrichtung den Stapeltisch anhebend ansteuerbar oder bei höherer Höhenlage der Stapeloberfläche als einer vorbestimmten Sollhöhenlage die eine Hubbewegung bewirkende Vorrichtung den Stapeltisch senkend ansteuerbar sein.
  • Aus der DE 34 11 886 ist eine Detektoreinrichtung zum Feststellen der Lage des oberen Bogens eines Bogenstapels in einer bogenverarbeitenden Maschine bekannt, die mit einem Rechner in Verbindung steht, welcher einen Gebtriebemotor eines Hubwerks für einen Stapelträger steuert. Dabei ertastet eine erste Detektoreinheit die Höhenlage der in Förderrichtung vorderen Kante des Bogenstapels und steuert Antriebsmittel zur Stapelnachführung im Anleger. Eine zweite Detektoreinheit ertastet die Höhenlage des Bogenstapels in seinem hinteren Bereich und steuert einen Motor zur Einstellung einer Bogenanlegeeinrichtung, die die Bogen einzeln vom Bogenstapel abhebt und den Druckwerken der Maschine zuführt. DE 100 57 052 A1 offenbart ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. 3.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alternative Steuerung einer Stapelhubvorrichtung vorzuschlagen, die eine sichere und schnelle Zuführung von Bögen unterschiedlicher Dicke zur weiterverarbeitenden Maschine gewährleistet. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung gemäß den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 3 und einem Verfahren mit den Verfahrensschritten von Anspruch 1.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Steuerung zwei Regelkreise. Zum einen wird über einen Sensor die vordere Stapeloberkante überwacht. Die Signale des Sensors werden in einem Regler zusammen mit einer Information über den Maschinenwinkel zum Messzeitpunkt verarbeitet und dienen zur Steuerung einer Positioniereinheit für die Höhenverstellung des Saugkopfes. Zum anderen wird über mindestens einen weiteren Sensor zusammen mit einem Tastfuß die hintere Stapeloberkante überwacht. Die Signale des Sensors werden in einem Regler zusammen mit einer Information über den Maschinenwinkel zum Messzeitpunkt verarbeitet und dienen zur Anpassung der Drehzahl des Stapelhubantriebes, welche ursprünglich aus Maschinengeschwindigkeit und Bogendicke als Ausgangsdrehzahl berechnet worden war.
  • Hierdurch wird gewährleistet, dass die Position der hinteren Stapeloberkante konstant gehalten wird. Diese Vorrichtung und das entsprechende Verfahren der Geschwindigkeitsregelung sichern einen stabileren Prozess als die Regelung der Geschwindigkeit des Anlegerstapels über die Stapelvorderkante, da Schwankungen an der Stapelhinterkante direkt Einfluss haben auf die Bogenvereinzelung und den Bogentransport.
  • Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    Einen Bogenanleger mit Stapelhubvorrichtung in einer Seitenansicht
    Fig. 2
    Blockschema der Steuerung der Stapelhubvorrichtung.
  • Figur 1 zeigt eine als Bogenanleger 10 ausgebildete Vorrichtung zum Vereinzeln von Bogen 1, die sich auf einem Bogenstapel 2 befinden. Dem Bogenanleger 10 ist ein Bändertisch 3 nachgeordnet, der die vereinzelten Bogen 1 einer nicht näher dargestellten bogenverarbeitenden Maschine, beispielsweise einer Druckmaschine oder einer Stanze zuführt.
  • Im Bogenanleger 10 ist ein Stapelhubtisch 4 angeordnet, der über Ketten 5 nach oben oder unten bewegt wird. Die Ketten 5 sind über nicht dargestellte Kettenräder mit einem Elektromotor 6 verbunden, der den Stapelhubtisch 4 anhebt oder absenkt. Auf dem Stapelhubtisch 4 ist der Bogenstapel 2 angeordnet. Über dem Bogenstapel 2 ist ein Saugkopf 20 angeordnet, der über einen Positionierantrieb 8 in seiner Höhe zur hinteren Stapeloberkante 9 verstellt werden kann. Der Saugkopf 20 dient zum Vereinzeln und Fördern der Bogen 1. Dazu weist der Saugkopf 20 Trennsauger 21 auf, die den jeweils obersten Bogen 1 des Bogenstapels 2 erfassen, vom Bogenstapel trennen und an im Saugkopf 20 ebenfalls vorhandene Transportsauger 22 übergeben, die den Bogen in Förderrichtung 23 transportieren. Weiterhin ist im Saugkopf eine die Höhenlage der hinteren Oberkante des Bogenstapels erfassende Einrichtung 24 vorgesehen, die im Ausführungsbeispiel als ein an sich bekannter Tastfuß 25 ausgebildet ist. Der Tastfuß 25 verfügt über eine Messvorrichtung, beispielsweise in Form von zwei digitalen Sensoren 26, von denen in Fig. 2 nur einer schematisch dargestellt ist. Mit diesen wird die Entfernung der hinteren Stapeloberkante 9 zum Saugkopf 20 ermittelt. Mit diesen Sensoren 26 werden drei Zustände generiert: Stapel zu hoch; Sollposition und Stapel zu tief. Bei einem bestimmten Maschinenwinkel wird mit den Sensoren 26 über den Tastfuß 25 die aktuelle Position zur hinteren Stapeloberkante 9 gemessen. Weicht das Ergebnis von der Sollposition ab, wird der Stapeltisch 4 über den Motor 6 entsprechend verfahren. Die Sollposition ist eng toleriert, damit der Abstand der entscheidenden Elemente für die Bogenvereinzelung wie Trennfedern (nicht dargestellt), Sauger 21 und Tastfuß 25 möglichst konstant gehalten werden kann. Dies gewährleistet einen sicheren und reproduzierbaren Prozess der Bogenvereinzelung.
  • Die Einstellung der vorderen Stapeloberkante 30 geschieht über die Höhenverstellung des Saugkopfes 20. Ein Vorderkantensensor 32 liefert die Signale: Stapel zu hoch; Sollposition und Stapel zu tief. Entsprechend dieser Signale wird der Saugkopf über einen Motor 8 in der Höhe verfahren.
  • Figur 2 zeigt nun den Steuerungsaufbau. Die in der folgenden Beschreibung als Regler 60 und 61 beschriebenen Komponenten können als separate Hardwaremodule ausgebildet sein. Es können jedoch auch unabhängige Softwarebausteine in der, die gesamte Maschine steuernden SPS 40 (Speicherprogrammierbare Steuerung) sein. Die Stapelhubsteuerung besteht somit aus zwei Regelkreisen: dem Regelkreis für die Saugkopfverstellung und dem Regelkreis für den Stapelhub.
  • Die Sollposition für die vordere Oberkante des Stapels wird durch die Lage des Saugkopfes bestimmt. Der Saugkopf 20 kann mit einem Positionierantrieb 8 verstellt werden. Diese Verstellung kann manuell oder automatisiert erfolgen. Im Regelkreis für die automatisierte Verstellung befinden sich folgend Komponenten: Sensor 32 zur Messung der vorderen Stapeloberkante 30, Motor 8 zur Verstellung der Saugkopfhöhe, Maschinenwinkel der bogenverarbeitenden Maschine zur Messzeitbestimmung am Sensor 32 und der Regler 60.
  • Nach jedem entnommenen Bogen wird bei einem bestimmten Maschinenwinkel die Abweichung der Stapeloberkante von der Idealposition (einem fest eingestellten Toleranzfenster zur Bogenklappenoberkante) mit dem Sensor 32 gemessen und über den Regler 60 der Saugkopf 20 in seiner Höhe verfahren.
  • Im Regelkreis für den Stapelhub sind folgende Komponenten enthalten: drehzahlgeregelter Servomotor 6, Tastfuß 25, zwei Sensoren 26 zur Erkennung der Position des Tastfußes 25 (die Komponenten 25 und 26 sind im Saugkopf 20 eingebaut), Rückführung Hauptantrieb 17 (dieser zeigt die Produktionsgeschwindigkeit der bogenverarbeitenden Maschine). Für die Geschwindigkeitsregelung werden aus dem Prozess noch die Werte Bogendicke 15 und aktueller Maschinenwinkel 16 genutzt.
  • Aus der Maschinengeschwindigkeit 17 und der Bogendicke 15 wird im Regler 61 die Drehzahl des Hubmotors 6 berechnet. Werden nun Bogen vom Stapel abgenommen, hebt der Motor den Stapel mit der berechneten Geschwindigkeit an. Bei einem bestimmten Maschinenwinkel wird mit den Sensoren 26 über den Tastfuß 20 die aktuelle Position der Stapeloberkante gemessen. Weicht das Ergebnis von der Sollposition ab, wird die berechnete Drehzahl angepasst, um die Position der hinteren Stapeloberkante konstant zu halten. Dieser Algorithmus wird nach jedem abgenommenen Bogen wiederholt, um die Stapeloberkante am Tastfuß 20 in der Idealposition zu halten.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Bogen
    2
    Bogenstapel
    3
    Bändertisch
    4
    Stapelhubtisch
    5
    Kette
    6
    Elektromotor
    8
    Positionierantrieb
    9
    hintere Stapeloberkante
    10
    Bogenanleger
    15
    Bogendicke
    16
    Maschinenwinkel
    17
    Maschinengeschwindigkeit
    20
    Saugkopf
    21
    Trennsauger
    22
    Transportsauger
    23
    Förderrichtung
    24
    Messeinrichtung
    25
    Tastfuß
    26
    Sensor
    30
    vordere Stapeloberkante
    32
    Sensor
    40
    SPS
    60
    Regler
    61
    Regler

Claims (6)

  1. Verfahren zur Steuerung einer Stapelhubvorrichtung für bogenverarbeitende Maschinen mit einem einen Stapelhubantrieb (6) aufweisenden Mechanismus (4, 5) zum Heben eines Stapels (2), und Mitteln (32) zum Erfassen der vorderen Höhe (30) des Stapels, und einem höhenverstellbaren Saugkopf (20), der Mittel zum Vereinzeln (21) und Fördern (22) der Bogen (1), sowie Mittel (25, 26) zum Erfassen der hinteren Oberkante (9) des Stapels aufweist, gekennzeichnet durch
    die folgenden Schritte:
    a) Berechnung der Drehzahl des Stapelhubantriebes (6) aus Maschinengeschwindigkeit (17) und Bogendicke (15) in einem Regler (61);
    und damit einer Stapelhubgeschwindigkeit.
    b) Anheben des Stapels (2) mit der gemäß a) berechneten Geschwindigkeit;
    c) Messung der aktuellen Position der hinteren Stapeloberkante (9) mittels der Sensoren (26) und Tastfuß (25) bei einem bestimmten Maschinenwinkel (16);
    d) Anpassung der berechneten Drehzahl, falls die Messung nach c) eine Abweichung von der Sollposition ergibt;
    e) Messung der vorderen Stapeloberkante (30) mittels des Sensors (32) bei einem bestimmten Maschinenwinkel (16) in einem Regler (60);
    f) Anpassung der Saugkopfhöhe, falls die Messung nach e) eine Abweichung von der Sollposition ergibt;
    g) Wiederholung der Schritte c) bis f).
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    wobei die Wiederholung gemäß g) jeweils erfolgt, nachdem ein Bogen (1) vom Stapel (2) abgenommen wurde.
  3. Vorrichtung zur Steuerung einer Stapelhubvorrichtung einer bogenverarbeitenden Maschine mit einem einen Stapelhubantrieb (6) aufweisenden Mechanismus (4, 5) zum Heben eines Stapels (2), und Mitteln (32) zum Erfassen der vorderen Höhe (30) des Stapels, und einem höhenverstellbaren Saugkopf (20), der Mittel zum Vereinzeln (21) und Fördern (22) der Bogen (1), sowie Mittel (25, 26) zum Erfassen der hinteren Oberkante (9) des Stapels aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Mittel (32) zum Erfassen der vorderen Höhe des Stapels (9) Signale an eine Steuereinheit (40) geben, die aus diesen Signalen zusammen mit Informationen über den Maschinenwinkel als Messzeitpunkt, Steuersignale an einen Regler (60) zur Steuerung eines Positionierantriebes (8) für die Höhenverstellung des Saugkopfes (20) gibt und dass die Mittel (25, 26) zum Erfassen der hinteren Oberkante (9) des Stapels digitale Signale an eine Steuereinheit (40) geben, die aus diesen Signalen, zusammen mit Informationen über die Bogendicke (15), den Maschinenwinkel zum Messzeitpunkt (16) und der Maschinengeschwindigkeit (17), Steuersignale an einen Regler (61) zur Steuerung des Stapelhubantriebes (6) gibt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Mittel (32) zum Erfassen der vorderen Höhe des Stapels einen Sensor umfassen, der analoge Signale liefert.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Mittel (32) zum Erfassen der vorderen Höhe des Stapels einen Sensor umfassen, der digitale Signale liefert.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die analogen Signale in der Steuereinheit (40) in digitale Signale für den Regler (60) umgewandelt werden.
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