ITMI952667A1 - ROTATING BELT PRINTING MACHINE INCLUDING A POSITIONING DEVICE WITH LINEAR OPTICAL SENSOR - Google Patents

Abstract

Una macchina di stampa a tappeto rotante comprendente un tappeto rotante (11) motorizzato per portare segmenti di esso in corrispondenza di stazioni di stampa (13). Un dispositivo (16) di controllo del preciso posizionamento del tappeto (11) riceve segnali da un sensore ottico (15) disposto prossimo ad un bordo laterale del tappeto per rilevare il passaggio sequenziale sotto di sé di riferimenti (14) disposti lungo il bordo del tappeto. Il dispositivo di controllo (16) elabora i segnali del sensore (15) come retroazione per il corretto posizionamento di precisione del tappeto (11). Il sensore è un sensore lineare (15) con linea di rilevazione disposta parallelamente al bordo laterale del tappeto (11) per rilevare la posizione di riferimenti (14) nel suo campo di vista e permettere una precisa fermata del tappeto in una posizione corrispondente ad un riferimento posizionato in una particolare posizione all'interno di tale campo di vista.A rotating belt printing machine comprising a motorized rotating belt (11) for carrying segments thereof in correspondence with printing stations (13). A device (16) for controlling the precise positioning of the belt (11) receives signals from an optical sensor (15) arranged close to a lateral edge of the belt to detect the sequential passage under itself of references (14) arranged along the edge of the carpet. The control device (16) processes the sensor signals (15) as feedback for the correct positioning of the carpet (11). The sensor is a linear sensor (15) with a detection line arranged parallel to the side edge of the belt (11) to detect the position of references (14) in its field of view and allow a precise stop of the belt in a position corresponding to a reference positioned in a particular position within this field of view.

Description

"Macchina di stanpa a tappeto rotante comprendente un dispositivo di posizionamento con sensore ottico lineare" "Rotary belt printing machine comprising a positioning device with linear optical sensor"

La presente invenzione si riferisce ad una macchina di stampa del tipo a tappeto rotante. The present invention refers to a printing machine of the rotary belt type.

Lungo un bordo del tappeto rotante di tali macchine viene solitamente applicata, per tutta la lunghezza del tappeto, una striscia sulla quale sono serigrafati a distanze regolari dei bollini neri di riferimento. Durante lo scorrimento del tappeto, una fotocellula di tipo on/off rileva il passaggio dei bordi dei bollini per fornire una precisa indicazione della posizione del tappeto rispetto alle stazioni di stampa lungo di esso, in modo che il tappeto possa posizionarsi con precisione sotto le varie unità di stampa. Along one edge of the rotating belt of these machines, a strip is usually applied along the entire length of the belt on which black reference marks are silk-screened at regular distances. During the scrolling of the carpet, an on / off type photocell detects the passage of the edges of the stamps to provide a precise indication of the position of the carpet with respect to the printing stations along it, so that the carpet can position itself precisely under the various printing unit.

Le precisioni che si desiderano ottenere nel posizionamento sono molto elevate e nell'ordine dei centesimi di millimetro. Per tale motivo, durante una fase di inizializzazione della macchina, la fotocellula rileva in sequenza le posizioni relative di tutti i bollini così da avere parametri di correzione degli errori di stampa e applicazione dei bollini al tappeto. Quando la macchina deve posizionare il tappeto in una particolare posizione, identifica il bollino più vicino alla quota richiesta e sposta la fotocellula (sistemata a tale scopo su una slitta motorizzata con precisione centesimale per traslare lungo il bordo del tappeto) in una posizione tale che il raggiungimento della desiderata posizione del tappeto corrisponda ad avere il punto di.rilevazione della fotocellula in corrispondenza del bordo del bollino. La macchina esegue poi un veloce movimento "grossolano" in modo da portare il tappeto a pochi millimetri o frazioni di millimetro dalla posizione richiesta utilizzando come sensore di posizione un encoder incrementale facente parte del sistema di movimentazione del tappeto. Dopo di ciò, il tappeto è mosso lentamente fino a che la transizione costituita dal bordo del bollino non passa per il punto di rilevazione della fotocellula. Nell'istante della rilevazione della transizione, viene generato un segnale che azzera il contatore di posizione di un secondo encoder comandato da una roteilina mantenuta in contatto con la superficie del tappeta. In tale modo, la posizione indicata da questo secondo encoder corrisponde allo scostamento rispetto alla posizione desiderata. Il secondo encoder fornisce l'errore di posizione al sistema di controllo che pilota il motore di posizionamento del tappeto, così che il sistema di controllo possa provvedere a ridurre lo scostamento per approssimazioni successive al di sotto della tolleranza richiesta. The accuracy to be obtained in positioning is very high and in the order of hundredths of a millimeter. For this reason, during an initialization phase of the machine, the photocell sequentially detects the relative positions of all the stamps so as to have parameters for correcting printing errors and applying the stamps to the carpet. When the machine has to position the carpet in a particular position, it identifies the stamp closest to the required height and moves the photocell (placed for this purpose on a motorized slide with centesimal precision to translate along the edge of the carpet) in a position such that the reaching the desired position of the belt corresponds to having the detection point of the photocell in correspondence with the edge of the stamp. The machine then performs a fast "rough" movement in order to bring the carpet to a few millimeters or fractions of a millimeter from the required position using an incremental encoder which is part of the carpet movement system as a position sensor. After this, the carpet is moved slowly until the transition formed by the edge of the sticker passes through the detection point of the photocell. At the instant of detection of the transition, a signal is generated which resets the position counter of a second encoder controlled by a roller kept in contact with the surface of the belt. In this way, the position indicated by this second encoder corresponds to the deviation from the desired position. The second encoder supplies the position error to the control system that drives the carpet positioning motor, so that the control system can provide to reduce the deviation by successive approximations below the required tolerance.

Tale macchine note hanno lo svantaggio di una elevata complessità sia realizzativi che di gestione, con probabilòità di guasto dovute alle molte parti di precisione in movimento. Such known machines have the disadvantage of a high level of manufacturing and management complexity, with the probability of failure due to the many precision moving parts.

Inoltre, non sono scongiurati errori di posizionamento, dovuti ad esempio a scorrimenti sul tappeto della rotellina di azionamento del secondo encoder. Furthermore, positioning errors are not avoided, due for example to sliding on the belt of the drive wheel of the second encoder.

Scopo generale della presente invenzione è ovviare agli inconvenienti sopra menzionati fornendo una macchina di stampa a tappeto rotante, nella quale sia presente un dispositivo di posizionamento di elevata precisione, ma con struttura più semplice e meno soggetta a guasti ed errori. The general purpose of the present invention is to obviate the aforementioned drawbacks by providing a rotating carpet printing machine, in which there is a positioning device of high precision, but with a simpler structure and less subject to failures and errors.

In vista di tale scopo si è pensato di realizzare, secondo l'invenzione, una macchina di stampa a tappeto rotante comprendente un tappeto rotante motorizzato per portare segmenti di esso in corrispondenza di stazioni, di stampa, lungo un bordo laterale del tappeto essendo presente una pluralità di riferimenti di posizione, un dispositivo di controllo del preciso posizionamento del tappeto ricevendo segnali da un sensore ottico disposto prossimo a tale bordo laterale e rilevante il passaggio sequenziale sotto di sè dei detti riferimenti, il dispositivo di controllo elaborando i segnali del sensore come retroazione per il corretto posizionamento di precisione del tappeto, caratterizzata dal fatto che il sensore è un sensore lineare con linea di rilevazione disposta parallelamente al bordo laterale del tappeto per rilevare la posizione di riferimenti nel suo campo di vista. In view of this purpose, according to the invention, it was thought to realize a rotating belt printing machine comprising a motorized rotating belt to bring segments thereof in correspondence with printing stations, along a lateral edge of the belt, since there is a plurality of position references, a device for controlling the precise positioning of the carpet by receiving signals from an optical sensor arranged close to said lateral edge and relevant for the sequential passage under it of said references, the control device processing the sensor signals as feedback for the correct precision positioning of the carpet, characterized by the fact that the sensor is a linear sensor with a detection line arranged parallel to the side edge of the carpet to detect the position of references in its field of view.

Per rendere più chiara la spiegazione dei principi innovativi della presente invenzione ed i suoi vantaggi rispetto alla tecnica nota si descriverà di seguito, con l'aiuto dell'unico disegno allegato, una possibile realizzazione esemplificativa applicante tali principi. To clarify the explanation of the innovative principles of the present invention and its advantages with respect to the known art, a possible exemplary embodiment applying these principles will be described below, with the help of the only attached drawing.

Con riferimento alla figura, è mostrata una vista schematica in pinata superiore di una macchina di stampa, indicata genericamente con 10, avente un tappeto rotante 11 mosso da una motorizzazione 12 per passare sotto a successive stazioni di stampa 13 (una sola mostrata per semplicità). Le varie parti di pratica realizzazione di una simile macchina sono ben note al tecnico, cane sono ben note struttura e funzionamento delle stazioni di stampa. Esse non saranno perciò qui ulteriormente mostrate o descritte. With reference to the figure, an upper schematic view of a printing machine is shown, generically indicated with 10, having a rotating belt 11 moved by a motorization 12 to pass under successive printing stations 13 (only one shown for simplicity) . The various parts of practical construction of such a machine are well known to the skilled person, since the structure and operation of the printing stations are well known. They will therefore not be further shown or described here.

Secondo tecnica nota, lungo un bordo del tappeto è applicata una striscia 14 portante ad intervalli bollini o riferimenti di posizione aventi bordi trasversali al tappeto con elevato contrasto rispetto allo sfondo (ad esempio, i bollini possono essere neri su sfondo bianco). According to the known technique, a strip 14 is applied along an edge of the carpet, carrying at intervals dots or position references having edges transversal to the carpet with high contrast with respect to the background (for example, the dots can be black on a white background).

Secondo i principi dell'invenzione, lungo il bordo del tappeto è disposto un sensore ottico lineare (vantaggiosamente del noto tipo CCD=Charge Coupled Device), composto da una fila di elementi sensibili disposti secondo l'asse parallelo alla striscia, per consentire la rilevazione di una riga. Il sensore, genericamente indicato con 15 nello schema di figura, è dotato di una adeguata ottica per potere avere un campo lineare di visione superiore alla distanza fra un bollino e l'altro, in modo da garantire che almeno una transizione bianco/nero o nero/bianco si trovi sempre all'interno del campo di visione del sensore. In altre parole l'estensione del campo visivo del sensore in direzione longitudinale al tappeto è non inferiore alla distanza fra due bordi di testa di bollini successivi. According to the principles of the invention, a linear optical sensor (advantageously of the known type CCD = Charge Coupled Device) is arranged along the edge of the carpet, consisting of a row of sensitive elements arranged along the axis parallel to the strip, to allow detection one line. The sensor, generally indicated with 15 in the diagram of the figure, is equipped with an adequate optic to be able to have a linear field of vision greater than the distance between one dot and the other, so as to ensure that at least one black / white or black transition / white is always within the sensor's field of view. In other words, the extension of the field of view of the sensor in the longitudinal direction to the carpet is not less than the distance between two leading edges of successive stamps.

Il numero di elementi sensibili costituenti il sensore lineare deve essere tale da garantire, con l'ottica scelta, la desiderata risoluzione di posizionamento, ad esempio centesimale. La risoluzione tipica del sensore può essere aumentata elettronicamente per mezzo di usuali tecniche di interpolazione per raggiungere la desiderata risoluzione. The number of sensitive elements making up the linear sensor must be such as to guarantee, with the chosen optics, the desired positioning resolution, for example centesimal. The typical resolution of the sensor can be electronically increased by means of usual interpolation techniques to achieve the desired resolution.

Il sensore 15 è connesso ad un dispositivo di controllo, o elaboratore elettronico 16 (sostanzialmente di tecnica nota) il quale gestisce il posizionamento del tappeto per mezzo del motore 12 e di un associato encoder di posizione 18. The sensor 15 is connected to a control device, or electronic processor 16 (substantially of known art) which manages the positioning of the carpet by means of the motor 12 and an associated position encoder 18.

Nell'uso, quando la macchina deve posizionare il tappeto in una particolare posizione, viene comandato un primo veloce spostamento "grossolano" del tappeto, controllando la posizione del tappeto per mezzo dell'encoder 18, fino a che il bollino più prossimo alla posizione desiderata entra nel campo visivo del sensore lineare. Dopo di ciò il tappeto è mosso a bassa velocità utilizzando come retroazione di posizione il segnale di posizione prodotto dal sensore lineare, il quale rileva il movimento del bordo del bollino nel proprio campo visivo. Quando il sensore rileva che il bordo del bollino è stato portato, per approssimazioni successive, nella posizione del campo visivo del sensore che corrisponde al posizionamento desiderato per il tappeto, il posizionamento desiderato è raggiunto . In use, when the machine has to position the carpet in a particular position, a first fast "rough" movement of the carpet is commanded, controlling the position of the carpet by means of the encoder 18, until the stamp closest to the desired position enters the field of view of the linear sensor. After this the carpet is moved at low speed using as position feedback the position signal produced by the linear sensor, which detects the movement of the edge of the sticker in its visual field. When the sensor detects that the edge of the sticker has been brought, by successive approximations, to the position of the sensor field of view that corresponds to the desired positioning for the carpet, the desired positioning is achieved.

E' chiaro come si siano raggiunti gli scopi prefissati, realizzando una macchina con dispositivo di posizionamento di semplice e robusta struttura e con parti in movimento ridotte al minimo. It is clear that the intended purposes have been achieved by realizing a machine with a positioning device of simple and robust structure and with moving parts reduced to a minimum.

Anche con il dispositivo della presente invenzione, è necessario effettuare la determinazione preventiva di una tabella di calibrazione dei bollini, vale a dire una tabella contenente le distanze fra i bollini rilevate con la stessa precisione della desiderata precisione di posizionamento del tappeto. A tale scopo, in fase di calibrazione (ad esempio, quando viene tensionato o sostituito il tappeto), il tappeto è fatto scorrere per portare tutti i bollini sequenzialmente nel campo visivo del sensore lineare, il quale misura così la distanza relativa fra un bollino e il successivo, così che il dispositivo di controllo 16 possa calcolare la distanza relativa fra i bollini e, in definitiva, la loro posizione rispetto ad una predeterminata origine. Il risultato di tali calcoli è memorizzato dal dispositivo di controllo ed utilizzato per sapere con precisione la posizione di ogni bollino rispetto alla posizione desiderata di fermata del tappeto. Also with the device of the present invention, it is necessary to carry out the preventive determination of a calibration table of the stamps, that is to say a table containing the distances between the stamps detected with the same precision as the desired precision of positioning of the carpet. For this purpose, during the calibration phase (for example, when the carpet is tensioned or replaced), the carpet is made to slide to bring all the stamps sequentially into the field of view of the linear sensor, which thus measures the relative distance between a stamp and the next, so that the control device 16 can calculate the relative distance between the stamps and, ultimately, their position with respect to a predetermined origin. The result of these calculations is memorized by the control device and used to know precisely the position of each stamp with respect to the desired stopping position of the carpet.

Vantaggiosamente, il sensore lineare 15 è montato su una slitta motorizzata 17 di movimentazione del sensore in direzione longitudinale al tappeto. La movimentazione è eseguita, su comando del dispositivo di controllo 16, con la stessa risoluzione della risoluzione desiderata per il posizionamento del tappeto e con una ampiezza che permetta ad esempio di portare il sensore ad esplorare almeno tre bollini consecutivi.. Durante la calibrazione ciò permette una precisa rilevazione delle posizione relativa dei bollini, consentendo di fare scorrere il sensore per portare nel suo campo visivo i bordi di bollini consecutivi con la voluta precisione di posizionamento, indipendentemente dalla precisione di movimentazione del tappeto da parte del motore 12. Advantageously, the linear sensor 15 is mounted on a motorized slide 17 for moving the sensor in a longitudinal direction to the carpet. The movement is performed, on command of the control device 16, with the same resolution as the resolution desired for the positioning of the carpet and with an amplitude that allows for example to bring the sensor to scan at least three consecutive dots. During calibration this allows precise detection of the relative position of the stamps, allowing the sensor to slide to bring the edges of consecutive stamps into its field of view with the desired positioning accuracy, regardless of the precision of movement of the carpet by the motor 12.

Naturalmente, la descrizione sopra fatta di una realizzazione applicante i principi innovativi della presente invenzione è riportata a titolo esemplificativo di tali principi,innovativi e non deve perciò essere presa a limitazione dell'ambito di privativa qui rivendicato. Naturally, the above description of an embodiment applying the innovative principles of the present invention is given by way of example of these innovative principles and must therefore not be taken as a limitation of the patent scope claimed herein.

Ad esempio, il dispositivo di controllo 16 può essere realizzato in modo distribuito, vale a dire che si può pensare di inserire in un elemento elettronico (ad esempio a microprocessore) le funzioni di gestione del segnale proveniente dal sensore lineare, e in un separato elaboratore principale di gestione della macchina le funzioni di movimentazione del tappeto. L'elemento elettronico esegue l'acquisizione e l'esame dell'immagine rilevata dal sensore lineare, cane sopra descritto, e stabilisce i punti di transizione corrispondenti ai bordi di bollini nel campo di vista, eventualmente effettuando l'interpolazione elettronica per l'aumento della risoluzione. L'elaboratore principale interrogherà il dispositivo con prefissata frequenza (ad esempio, attraverso linee seriali di reciproca,interconnessione) per ricevere le informazioni circa le transizioni rilevate nel corso dell'ultima acquisizione e stabilire l'errore di posizione e controllare il movimento del tappeto. For example, the control device 16 can be realized in a distributed way, that is to say that it is possible to insert in an electronic element (for example a microprocessor) the management functions of the signal coming from the linear sensor, and in a separate processor the main machine management functions are the carpet handling functions. The electronic element performs the acquisition and examination of the image detected by the linear sensor, as described above, and establishes the transition points corresponding to the edges of the dots in the field of view, possibly carrying out electronic interpolation for the increase. of the resolution. The main processor will interrogate the device with a predetermined frequency (for example, through reciprocal serial lines, interconnection) to receive information about the transitions detected during the last acquisition and establish the position error and check the movement of the carpet.

Claims (7)

RIVENDICAIIONI 1. Macchina di stampa a tappeto rotante comprendente un tappeto rotante (11) motorizzato per portare segmenti di esso in corrispondenza di stazioni di stampa (13), lungo un bordo laterale del tappeto essendo presente una pluralità di riferimenti di posizione (14), un dispositivo (16) di controllo del preciso posizionamento del tappeto (11) ricevendo segnali da un sensore ottico (15) disposto prossimo a tale bordo laterale e rilevante il passaggio sequenziale sotto di sè dei detti riferimenti (14), il dispositivo di controllo (16) elaborando i segnali del sensore (15) come retroazione per il corretto posizionamento di precisione del tappeto (11), caratterizzata dal fatto che il sensore è un sensore lineare (15) con linea di rilevazione disposta parallelamente al bordo laterale del tappeto (11) per rilevare la posizione di riferimenti (14) nel suo campo di vista. CLAIMS 1. Rotating belt printing machine comprising a motorized rotating belt (11) to bring segments thereof to printing stations (13), along a side edge of the belt being present a plurality of position references (14), a device (16) for controlling the precise positioning of the carpet (11) receiving signals from an optical sensor (15) arranged close to this lateral edge and relevant to the sequential passage under it of said references (14), the control device (16 ) processing the sensor signals (15) as feedback for the correct precision positioning of the carpet (11), characterized by the fact that the sensor is a linear sensor (15) with detection line arranged parallel to the side edge of the carpet (11) to detect the position of references (14) in its field of view. 2. Macchina secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il sensore lineare (15) ha campo di vista non inferiore alla distanza fra bordi di testa di due riferimenti successivi. 2. Machine according to claim 1, characterized in that the linear sensor (15) has a field of view not less than the distance between the leading edges of two successive references. 3. Macchina secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che, per il posizionamento del tappeto in una posizione voluta in corrispondenza del sensore (15), il dispositivo di controllo (16) emette, in una prima fase di avvicinamento a tale posizione voluta, segnali per il movimento del tappeto ad una prima velocità fino a portare all’interno del campo di vista del sensore (15) il riferimento che è più prossimo alla posizione voluta, e, in una seconda fase, segnali per il movimento del tappeto ad una seconda velocità, inferiore alla prima, fino a portare, per approssimazioni successive, il riferimento presente nel campo di. vista in una posizione che corrisponde ad avere il tappeto in tale posizione voluta. 3. Machine according to claim 1, characterized in that, for positioning the carpet in a desired position in correspondence with the sensor (15), the control device (16) emits, in a first phase of approaching this desired position, signals for the movement of the carpet at a first speed until the reference that is closest to the desired position is brought within the field of view of the sensor (15), and, in a second phase, signals for the movement of the carpet at a second speed, lower than the first, until, by successive approximations, the reference present in the field of. seen in a position that corresponds to having the carpet in this desired position. 4. Macchina secondo rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che di comprendere un encoder (18) di rilevazione della posizione approssimativa del tappeto (11), nella prima fase il dispositivo di controllo (16) ricevendo segnali di posizione del tappeto da tale encoder (18). 4. Machine according to claim 3, characterized in that it comprises an encoder (18) for detecting the approximate position of the belt (11), in the first phase the control device (16) receiving signals of position of the belt from said encoder (18 ). 5. Macchina secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il sensore (15) è montato su una slitta (17) motorizzata per essere mobile con precisione longitudinalmente al bordo laterale del tappeto (11). 5. Machine according to claim 1, characterized in that the sensor (15) is mounted on a motorized slide (17) to be precisely movable longitudinally to the side edge of the carpet (11). 6. Macchina secondo rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che durante una fase di calibrazione il dispositivo di controllo (16) emette segnali di comando del movimento della detta slitta per muovere il sensore longitudinalmente al bordo laterale del tappeto (11) e rilevare e memorizzare le esatte posizioni relative dei riferimenti. 6. Machine according to claim 5, characterized in that during a calibration phase the control device (16) emits control signals for the movement of said slide to move the sensor longitudinally to the lateral edge of the belt (11) and detect and memorize the exact relative positions of the references. 7 . Macchina secondo rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che il sensore lineare è un sensore lineare CCD. 7. Machine according to claim 6, characterized in that the linear sensor is a CCD linear sensor.