CH687960A5

CH687960A5 - Machine tool plotter e.g. for self-adhesive foil

Info

Publication number: CH687960A5
Application number: CH50593A
Authority: CH
Inventors: Franz Sprenger
Original assignee: Wild Plotter Ag C O Leica Ag
Priority date: 1993-02-18
Filing date: 1993-02-18
Publication date: 1997-04-15

Abstract

The plotter has a tool holder (1) with a tool seating (25) which can be displaced vertically relative to the bearing surface, supporting a housing (6) for a relatively rotatable scriber sleeve (5). The tool (14) is supported by a scriber insert (9) which is locked against rotation relative to the scriber sleeve and supported to allow vertical displacement. The housing has a sensor (17) detecting a coding (18) marked on the scriber insert for supplying a corresponding signal to a control (19) when the tool contacts the material surface (15), for automatic tracking of the latter.

Description

1 1

CH 687 960 A5 CH 687 960 A5

2 2nd

Beschreibung description

Die Erfindung betrifft eine Plotter-Pinole gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a plotter quill according to the preamble of claim 1.

Bei bekannten Plottern, insbesondere bei Werk-zeugplottern zur Materialbearbeitung, ist am Werkzeugwagen eine Vorrichtung zum Aufnehmen der verschiedensten Werkzeuge vorgesehen. Diese Werkzeuge dienen u.a. dem Schneiden, Fräsen, Falzen u.ä. In known plotters, in particular in tool plotters for material processing, a device for holding a wide variety of tools is provided on the tool trolley. These tools serve among other things cutting, milling, folding, etc.

Am Werkzeugwagen und an der Haltevorrichtung sind X- und Y-Positionsgeber zur definierten An-steuerung des Plotters bzw. dessen Pinole angeordnet. Nähere Einzelheiten hierzu sind beispielsweise in der EP 0 375 760 beschrieben. X and Y position sensors are arranged on the tool trolley and on the holding device for the defined control of the plotter or its quill. Further details on this are described, for example, in EP 0 375 760.

Vor dem eigentlichen Bearbeitungsvorgang wird das entsprechende Werkzeug in einer Aufnahme am Werkzeugwagen befestigt und auf das Material abgesenkt. Before the actual machining process, the corresponding tool is fastened in a holder on the tool trolley and lowered onto the material.

Bei einem zu schneidenden Material ist es nun von entscheidender Bedeutung, dass die Eindringtiefe des Messers in das Material bzw. die auf das Messer wirkende Kraft exakt bestimmt bzw. eingestellt werden kann. Das zu schneidende Material ist beispielsweise eine auf einem Trägermaterial aufgebrachte selbstklebende Folie. Die Dicke der Folie ist i.a. bekannt und wird vom Hersteller angegeben. In the case of a material to be cut, it is now of crucial importance that the depth of penetration of the knife into the material or the force acting on the knife can be precisely determined or set. The material to be cut is, for example, a self-adhesive film applied to a carrier material. The thickness of the film is generally known and is specified by the manufacturer.

Der Schneidvorgang muss nun so ausgeführt werden, dass die Folie exakt durchtrennt wird, wobei eine Beschädigung des Trägermaterials auszu-schliessen ist. Andernfalls besteht die Gefahr, dass das Messer das Trägermaterial durchtrennt und sowohl das Messer als auch die Auflagefläche am Plotter (Plotter-Bett) beschädigt wird oder das Schneidmesser die Folie nicht vollständig durchtrennt und somit die ausgeschnittene Folie nicht vom Trägermaterial abgelöst werden kann. The cutting process must now be carried out in such a way that the film is cut exactly, whereby damage to the carrier material must be excluded. Otherwise there is a risk that the knife will cut through the carrier material and that both the knife and the contact surface on the plotter (plotter bed) will be damaged or the cutting knife will not completely cut through the film and the cut film cannot be detached from the carrier material.

Bei dem bekannten Werkzeugplotter wurde das an der Plotter-Pinole befestigte Messer manuell kontrolliert auf die Materialoberfläche so abgesenkt, dass die Messerschneide die Materialoberfläche gerade berührt. In dieser Stellung wurde die gesamte Werkzeugaufnahme arretiert. In the known tool plotter, the knife attached to the plotter quill was lowered in a controlled manner onto the material surface in such a way that the knife edge just touched the material surface. The entire tool holder was locked in this position.

Die Pinole ist zusammen mit dem Werkzeug verdrehungssicher jedoch in Z-Richtung, d.h. senkrecht zur Auflagefläche, verschieblich gelagert. An dem dem Messer gegenüberliegenden Ende der Pinole ist eine Schneidtiefeneinstellvorrichtung vorgesehen, die unter Federspannung eine kraftschlüssige Verbindung zur Pinole aufweist. Die Eindringtiefe des Messers in das zu schneidende Material bzw. die auf das Messer wirkende Kraft wird mit dieser Vorrichtung durch Absenken der Pinole um einen definierten Betrag eingestellt. The quill is twist-proof together with the tool but in the Z direction, i.e. perpendicular to the contact surface, slidably mounted. At the end of the quill opposite the knife, a cutting depth adjustment device is provided, which has a non-positive connection to the quill under spring tension. The depth of penetration of the knife into the material to be cut or the force acting on the knife is adjusted with this device by lowering the quill by a defined amount.

Dieser Einstellvorgang, der bei jedem neu aufgelegtem Material erneut durchgeführt werden musste ist sehr zeitaufwendig und erfordert vom Bediener ein hohes Mass an Konzentration, da andernfalls die Gefahr besteht, dass das Material nicht vollständig durchtrennt oder auch das Trägermaterial durchtrennt wird und es so zur Beschädigung von Messer und Plotterbett kommt. This adjustment process, which had to be carried out again with each newly placed material, is very time-consuming and requires a high degree of concentration from the operator, since otherwise there is a risk that the material will not be completely cut through or that the carrier material will also be cut and damage it Knife and plotter bed is coming.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Antastvorgang für eine Plotter-Pinole zu vereinfachen und dabei während des Schneidvorgangs eine konstante Eindringtiefe bzw. Eindringkraft des Schneidmessers in das Material zu gewährleisten. It is therefore an object of the present invention to simplify the probing process for a plotter quill and to ensure a constant depth of penetration or penetration force of the cutting knife into the material during the cutting process.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. This object is achieved according to the invention by the features listed in the characterizing part of patent claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. The invention is explained in more detail in an exemplary embodiment with reference to the schematic drawing.

In der Zeichnung ist ein Werkzeughalter 1 an dem nicht mit dargestellten Werkzeugwagen des Plotters befestigt. Das Plotter-Bett 32 dient als Auflagefläche für das zu bearbeitende Material 15 mit seinem Träger 16 bzw. seiner Schneidunterlage. Der Werkzeughalter 1 weist einen Motor 3, zwei über einen Zahnriemen 27 verbundene Antriebsräder 26a und 26b und eine in einem Kugellager 28 positionierte Spindel 4 auf. Das Gewinde der Spindel 4 ist in einer Führung 29 einer Werkzeugaufnahme 25 geführt. Zwischen dem Werkzeughalter 1 und der Werkzeugaufnahme 25 ist eine Rollenführung 2 zum motorisch gesteuerten Absenken der Werkzeugaufnahme 25 in Z-Richtung, d.h. senkrecht zur Auflagefläche, vorgesehen. In the drawing, a tool holder 1 is attached to the plotter's tool carriage, not shown. The plotter bed 32 serves as a support surface for the material 15 to be processed with its carrier 16 or its cutting base. The tool holder 1 has a motor 3, two drive wheels 26a and 26b connected via a toothed belt 27 and a spindle 4 positioned in a ball bearing 28. The thread of the spindle 4 is guided in a guide 29 of a tool holder 25. Between the tool holder 1 and the tool holder 25 there is a roller guide 2 for motor-controlled lowering of the tool holder 25 in the Z direction, i.e. perpendicular to the contact surface.

Mit der Werkzeugaufnahme 25 ist ein Gehäuse 6 über eine Befestigungseinrichtung 20 fest verbunden. Ûbér ein Kugellager 23 ist im Gehäuse 6 eine Pinolen-Hülse 5 um ihre Z-Achse drehbar gelagert. Eine Bewegung der Pinolen-Hülse 5 in Z-Richtung ist über dieses Lager 23 ausgeschlossen. Die Pinolen-Hülse 5 dient der Aufnahme eines Pinoleneinsatzes 9 mit dem daran angeordneten Messer 14. Der Pinoleneinsatz 9 ist über eine Stift/Schlitzverbindung 30 drehgesichert und in Z-Richtung verschieblich in dem Pinolengehäuse 10 angeordnet. Ein Sicherungsring 33, der fest in der Pinolenhülse 5 angeordnet ist, begrenzt die maximal zulässige Z-Auslenkung des Pinoleneinsatzes 9. An dem dem Messer 14 gegenüberliegenden Ende des Pinoleneinsatzes 9 ist zwischen einem Pinolengehäuse 10, welches über einen Bajonettverschluss 13 an der Pinolen-Hülse 5 befestigt ist, und dem Pinoleneinsatz 9 eine Druckfeder 11 vorgesehen. Diese Druckfeder 11 wird über einen Bedienknopf 12 gespannt. Als Gegenlager zu dieser Druckfeder 11 dient der Sicherungsring 33. A housing 6 is fixedly connected to the tool holder 25 via a fastening device 20. Ûbér a ball bearing 23, a sleeve sleeve 5 is rotatably mounted about its Z-axis in the housing 6. A movement of the sleeve sleeve 5 in the Z direction is excluded via this bearing 23. The sleeve sleeve 5 serves to receive a sleeve insert 9 with the knife 14 arranged thereon. The sleeve insert 9 is secured against rotation by means of a pin / slot connection 30 and is displaceable in the sleeve housing 10 in the Z direction. A locking ring 33, which is fixedly arranged in the sleeve sleeve 5, limits the maximum permissible Z deflection of the sleeve insert 9. At the end of the sleeve insert 9 opposite the knife 14 there is between a sleeve housing 10 which is connected to the sleeve sleeve via a bayonet lock 13 5 is attached, and the quill insert 9 is provided with a compression spring 11. This compression spring 11 is tensioned via an operating button 12. The locking ring 33 serves as a counter bearing to this compression spring 11.

Am Gehäuse 6 ist ein Antriebsmotor 7, ein damit verbundenes Antriebsrad 22 und ein mit dem Antriebsrad 22 und der Pinolenhülse verbundener Flachriemen 24 angeordnet. Ferner weist das Gehäuse 6 einen Encoder 8 zur Drehwinkelmessung auf, in den eine an der Pinolenhülse 5 vorgesehene Encoderscheibe 21 eingreift. A drive motor 7, a drive wheel 22 connected to it and a flat belt 24 connected to the drive wheel 22 and the sleeve sleeve are arranged on the housing 6. Furthermore, the housing 6 has an encoder 8 for measuring the angle of rotation, into which an encoder disk 21 provided on the sleeve sleeve 5 engages.

Über Steuerleitungen 31 sind die Motore 3, 7, der Encoder 8 und der Sensor 17 mit einer Steuereinrichtung 19 elektrisch verbunden. The motors 3, 7, the encoder 8 and the sensor 17 are electrically connected to a control device 19 via control lines 31.

Das Gehäuse 6 mit der Pinolenhülse 5 und dem Pinoleneinsatz 9 wird zunächst in der Werkzeugaufnahme 25 eingebracht und über die Befestigungseinrichtung 20 arretiert. The housing 6 with the sleeve sleeve 5 and the sleeve insert 9 is first inserted into the tool holder 25 and locked in place by the fastening device 20.

Zur Initialisierung des Schneidvorganges wird der Motor 7 über die Steuereinrichtung 19 aktiviert, um den Pinoleneinsatz 9 zusammen mit der Messerschneide in die Schneidrichtung auszurichten. Bei To initialize the cutting process, the motor 7 is activated via the control device 19 in order to align the sleeve insert 9 together with the knife edge in the cutting direction. At

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

2 2nd

3 3rd

CH 687 960 A5 CH 687 960 A5

4 4th

diesem Vorgang wird die gesamte Pinolenhülse 5 gedreht, wobei entsprechende Signale vom Encoder 8 an die Steuereinrichtung 19 abgegeben werden. Nachdem dieser Vorgang abgeschlossen ist, wird von der Steuereinrichtung 19 der Motor 3 zum Absenken der Werkzeugaufnahme 25 mit dem Gehäuse 6 aktiviert. Über die Spindel 4 und die in der Werkzeugaufnahme 25 vorgesehene Führung 29 erfolgt eine lineare Absenkung des Werkzeuges. Nach dem Aufsetzen des Messers 14 auf der Oberfläche des Materials 15 wird der in der Pinolen-Hülse 5 gleitend gelagerte Pinoleneinsatz 9 entgegen der Kraft der Druckfeder 11 nicht weiter bewegt. Es erfolgt eine Relativbewegung zwischen dem Gehäuse 6 und dem Pinoleneinsatz 9. Dadurch bewegt sich der am Gehäuse 6 fest angeordnete Sensor 17 in den Bereich der Markierung 18. Der Sensor 17 gibt entsprechende Signale über die Leitung 31 und die Steuereinrichtung 19 ab, die den Motor 3 abschaltet. this process, the entire sleeve sleeve 5 is rotated, with the corresponding signals being emitted from the encoder 8 to the control device 19. After this process is complete, the control device 19 activates the motor 3 to lower the tool holder 25 with the housing 6. The tool is linearly lowered via the spindle 4 and the guide 29 provided in the tool holder 25. After placing the knife 14 on the surface of the material 15, the sleeve insert 9, which is slidably mounted in the sleeve sleeve 5, is not moved any further against the force of the compression spring 11. There is a relative movement between the housing 6 and the sleeve insert 9. As a result, the sensor 17 which is fixedly arranged on the housing 6 moves into the area of the marking 18. The sensor 17 emits corresponding signals via the line 31 and the control device 19 which the motor 3 switches off.

Die Eindringtiefe bzw. Eindringkraft des Messers 14 in das Materia) 15 erfolgt über das Spannen der Druckfeder 11. Über ein Eindrehen des Bedienknopfes 12 in das Pinolengehäuse 10 wird die Feder 11 in Z-Richtung zwischen dem Bedienknopf 12 und dem Pinoleneinsatz 9 vorgespannt. Der Betrag der Z-Bewegung ist hier durch die Länge des Schlitzes 30 bzw. durch den Sicherungsring 33 begrenzt. Nach diesem Eindrehen wir der Bedienknopf 12 über ein nicht mit dargestelltes Rastmittel arretiert. The penetration depth or penetration force of the knife 14 into the material 15 takes place by tensioning the compression spring 11. The spring 11 is prestressed in the Z direction between the control button 12 and the sleeve insert 9 by screwing the control button 12 into the sleeve housing 10. The amount of the Z movement is limited here by the length of the slot 30 or by the locking ring 33. After this screwing in, we lock the control button 12 via a locking means (not shown).

Die Einstellung der Eindringtiefe bzw. der Eindringkraft des Messers in das Material wurde in dem o.a. Ausführungsbeispiel manuell vorgenommen. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, die Markierung 18 an der Pinole mit einem entsprechenden Längenmassstab auszubilden und somit beim Absenken der Werkzeugaufnahme 25 den Antriebsmotor 3 erst dann abzuschalten, wenn nach dem Ansprechen des Sensors 17 eine vorgegebene Eindringtiefe bzw. Eindringkraft erreicht wurde. Dies bedingt natürlich eine spezielle Federkonstante für die Druckfeder 11 im Pinolengehäuse 10. The setting of the penetration depth or the penetration force of the knife into the material was described in the above. Embodiment made manually. However, it is within the scope of the invention to design the marking 18 on the quill with a corresponding length scale and thus only switch off the drive motor 3 when the tool holder 25 is lowered, when a predetermined penetration depth or penetration force has been reached after the response of the sensor 17. Of course, this requires a special spring constant for the compression spring 11 in the sleeve housing 10.

Es ist ebenfalls möglich, während des Schneidvorganges die Eindringtiefe und damit auch die Eindringkraft des Messers 14 in das Material 15 zu kontrollieren. Die Sensorsignale werden laufend von der Steuereinrichtung 19 verarbeitet und dabei entsprechende Korrektursignale an den Motor 3 weitergeleitet. Der Motor 3 regelt dann die Höheneinstellung der Werkzeugaufnahme 25 fortlaufend nach. It is also possible to control the penetration depth and thus also the penetration force of the knife 14 into the material 15 during the cutting process. The sensor signals are continuously processed by the control device 19 and corresponding correction signals are forwarded to the motor 3. The motor 3 then continuously adjusts the height setting of the tool holder 25.

Claims

1. Plotter sleeve with a tool holder (1) and a tool holder (25) connected to the tool holder (1) and which can be lowered perpendicularly to the support surface and which is designed to hold a sleeve sleeve (5) rotatably arranged in a housing (6) , wherein a sleeve insert (9) carrying the tool (14) is mounted in the sleeve sleeve (5) so that it can rotate and is movable vertically to the support surface, characterized in that the tool (14) automatically probes the material surface to be machined.

a sensor (17) is arranged on the housing (6) and this (17) is assigned a coding (18) provided on the sleeve insert (9), the sensor (17) depending on the coding (18) when the tool () 14) emits corresponding signals to a downstream control device (19) on the material surface.

2. Plotter quill according to claim 1, characterized in that the tool holder (1) for lowering the tool holder (25) has a drive with a motor (3) and a spindle (4), the tool holder (25) via a roller guide (2) arranged on the tool holder (1) and has a guide (29) engaging in the spindle (4).

3. Plotter quill according to claim 2, characterized in that the motor (3) with the control device (19) is electrically connected and is designed to be controllable as a function of the signals from the sensor (17) via the control device (19).

4. Plotter quill according to one of claims 1-3, characterized in that the quill insert (9) with its end opposite the tool via a compression spring (11) in a quill housing (10) is non-positively mounted, the quill housing (10) on a bayonet lock (13) is connected to the sleeve sleeve (5), the force acting on the tool (14) being adjustable via an operating button (12) mounted in the sleeve housing (10) and the compression spring (11).

5. Plotter quill according to one of claims 1-4, characterized in that an encoder disk (21) is provided for aligning the tool, in particular the cutting edge of a knife (14) in the direction of movement of the plotter, on the rotatably mounted quill sleeve (5) which engages in an encoder (8) for measuring the angle of rotation.

6. Plotter sleeve according to claim 5, characterized in that for aligning the tool (14) a drive motor (7) with a drive wheel (22) and a drive belt (24) is arranged on the housing (6), the belt ( 24) is guided around the rotatable sleeve sleeve (5).

7. The method for operating a plotter quill according to one of claims 1-6, characterized in that for the continuous control and positioning of the quill (9) perpendicular to the support surface during a cutting process, the signals of the sensor (17) from the control device (19 ) are continuously processed and corresponding correction signals are forwarded to the motor (3).

5

10th

15

20th

25th

30th

35

40

45

50

55

60

65

3rd