CH714676A2 - Rollenplottersystem. - Google Patents

Abstract

Das Rollenplottersystem umfasst einen Rollenplotter, an dem mindestens zwei Werkzeuge (21) zum gleichzeitigen Bearbeiten eines Flächengebildes (13) angeordnet sind. Mindestens eines der Werkzeuge (21) ist an einem Wagen (9) angeordnet, der quer zur Förderrichtung des Flächengebildes bewegbar ist. Die Steuerung kontrolliert die Fördergeschwindigkeit des Flächengebildes (13) und die Antriebsgeschwindigkeit des Wagens (9) entsprechend einer vorgegebenen Bearbeitungskontur und berücksichtigt dabei werkzeugspezifische Parameter.

Description

Beschreibung [0001] Gegenstand der Erfindung ist ein Rollenplottersystem, ein Rollenplotter und ein Verfahren zum Bearbeiten eines Flächengebildes mit diesem Rollenplottersystem gemäss dem Oberbegriff der Patentansprüche 1, 5 und 13.

[0002] Bei der Herstellung von Behängen für Markisen und Rollos oder anderer textiler oder nicht textiler Flächengebilde wie zum Beispiel Werbeplanen sind oft mehrere unterschiedliche Arbeitsschritte auszuführen. Solche Arbeitsschritte sind zum Beispiel das Zusammenfügen von Materialbahnen mittels Klebstoff, das Befestigen von Bändern oder Verbinden mehrerer Schichten des Flächengebildes durch Ultraschallschweissen, das Schneiden und/oder Versiegeln des Materials entlang gerader Kanten oder entlang vorgegebener Konturen, das Umformen von Kantenbereichen, das Ausbilden von Säumen, das Anbringen von Kedern oder Reissverschlüssen.

Für viele dieser Prozessschritte gibt es spezialisierte Maschinen. Die Flächengebilde müssen nacheinander bei mehreren Maschinen bearbeitet werden. Dies ist logistisch aufwendig und benötigt relativ viel Platz, insbesondere dann, wenn gross flächige Folien oder Gewebe auf Bearbeitungstischen ausgebreitet werden müssen.

Eine Steigerung der Effizienz ist möglich, wenn mehrere Arbeitsschritte mit nur einer Maschine ausgeführt werden können, ohne dass dafür ein Wechsel zu einer anderen Maschine oder eine Neukonfigurierung einer Maschine zur Ausführung eines anderen Arbeitsschrittes erforderlich ist.

Bei Rollenplottersystemen, wie sie z.B. bei der Herstellung von Markisentüchern oder Zeltplanen verwendet werden, kann ein Flächengebilde in einer Förderichtung transportiert und dabei mit einer Schneidvorrichtung geschnitten werden. Die Schneidvorrichtung kann z.B. an einem Wagen angeordnet sein, der an einer Führungsschiene des Rollenplotters quer zur Förderrichtung verschiebbar gelagert ist. Dadurch kann die Schneidvorrichtung vor dem Schneiden in die gewünschte Schneidposition gebracht werden. Während des Transports des Flächengebildes verharrt die Schneidvorrichtung in der vorgegebenen Lage, sodass das Flächengebilde entlang einer geraden Linie geschnitten wird.

Es ist bekannt, in dieser Weise gleichzeitig zwei solcher Schneidvorrichtungen in eine gewünschte Position zu bringen und das Flächengebilde während des Transportierens gleichzeitig an diesen Positionen zu schneiden. Dabei muss die Fördergeschwindigkeit klein genug gewählt werden, damit eine für die Scheidvorrichtungen vorgegebene Höchstgeschwindigkeit für die Relativbewegung zwischen der Schneidvorrichtung und dem zu bearbeitenden Flächengebilde nicht überschritten wird.

Weitere Prozessschritte wie z.B. das Anbringen eines Verstärkungsbandes entlang einer Schnittkante oder das Schneiden des Flächengebildes quer zur Förderrichtung werden unabhängig vom Schneiden der Längskanten in separaten Arbeitsschritten erledigt.

Zum Schneiden des Flächengebildes in Querrichtung wird das Flächengebilde in Förderrichtung relativ zu einer weiteren Schneidvorrichtung positioniert. Anschliessend wird die weitere Schneidvorrichtung bei ruhendem Flächengebilde quer zur Förderrichtung über das Flächengebilde geführt und schneidet dieses.

Die Schneidvorrichtungen können z.B. Kaltmesser oder Ultraschallmesser umfassen. Dabei ist es wichtig, dass die jedes der Schneidwerkzeuge entsprechend der jeweiligen Schnittrichtung ausgerichtet am zugehörigen Wagen angeordnet ist. Andere Verarbeitungsschritte wie z.B. das Anbringen von Bändern oder das Schneiden mit ändernder Schnittrichtung können aufwendige Konfigurationsänderungen oder Wechsel zu anderen Maschinen erforderlich machen.

[0003] Aus der EP 0 276 027 ist eine Vorrichtung zum Schneiden von Schrift und Zeichen in Blattmaterial bekannt. Dabei wird das Flächengebilde zusammen mit einem Futter, an dem das Flächengebilde festgeklebt ist, von einer Transporttrommel in einer ersten Richtung relativ zu einem Schneidwerkzeug bewegt. Das Schneidwerkzeug ist an einem Wagen gelagert, der in einer zweiten Richtung orthogonal zur ersten Richtung bewegbar ist. Die Transporttrommel und der Wagen können von einer Steuerung simultan angesteuert werden. Dies ermöglicht das Schneiden des Flächengebildes entsprechend gespeicherter Schnittkonturen, die sowohl Komponenten in der ersten Richtung als auch in der zweiten Richtung aufweisen. Das Schneidwerkzeug, z.B. ein Messer, kann zusätzlich um eine Drehachse gedreht werden, die orthogonal zur ersten und zur zweiten Richtung ausgerichtet ist. Dabei kann das Messer während des Schneidens entsprechend der jeweiligen Schnittrichtung ausgerichtet werden. Dies wird auch als Tangentialmesser bezeichnet.

[0004] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Rollenplottersystem zu schaffen, das eine effiziente Bearbeitung von Flächengebilden ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum effizienten Bearbeiten eines Flächengebildes mit einem derartigen Rollenplottersystem anzugeben.

[0005] Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der Patentansprüche 1,5 und 13.

[0006] Mit dem erfindungsgemässen Rollenplottersystem kann ein Flächengebilde gleichzeitig effizient mit mindestens zwei Werkzeugen bearbeitet werden, während es durch einen Förderantrieb, beispielsweise eine Transporttrommel, in einer Förderrichtung vorwärts und/oder rückwärts gefördert wird. Der Ausdruck «Förderrichtung» ist in Bezug auf das geförderte Flächengebilde so zu verstehen, dass an jeder Stelle des Flächengebildes nur jene Bewegungskomponenten berücksichtigt werden, die an dieser Stelle in der durch das Flächengebilde lokal definierten Ebene liegen. Im Speziellen ist jeweils die Förderrichtung an jenen Stellen gemeint, wo das Flächengebilde durch Werkzeuge bearbeitet wird.

Das Rollenplottersystem umfasst einen Rollenplotter mit einem oder mehreren «Wagen», die vorzugsweise entlang mindestens einer parallel zur Transporttrommel angeordneten Führungsschiene verschiebbar gelagert sind. Mindestens zwei Werkzeuge können an einem oder mehreren Wagen angeordnet werden, vorzugsweise so, dass ihre Ausrichtung entsprechend einer Wirkrichtung verändert werden kann. Die Wirkrichtung entspricht bei jedem Werkzeug der Relativbewe2

CH 714 676 A2 gung zwischen dem Flächengebilde und diesem Werkzeug während der Bearbeitung des Flächengebildes mit diesem Werkzeug. Diese Wirkrichtung ist durch gespeicherte Daten einer vorgegebenen Bearbeitungskontur bestimmt.

Die Werkzeuge sind wieder lösbar in Werkzeugaufnahmen an Werkzeughaltern befestigt. Vorzugsweise ist jeder Werkzeughalter um eine zugehörige Drehachse drehbar und/oder schwenkbar am jeweiligen Wagen gelagert ist. Diese Drehachse ist vorzugsweise orthogonal zur Achse der Transporttrommel ausgerichtet. Auf diese Weise können die Werkzeuge in eine für die Bearbeitung des Flächengebildes gewünschte Lage ausgerichtet werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei Werkzeugen, deren Wirkung richtungsabhängig ist. So kann beispielsweise die Ausrichtung eines Messers entsprechend der Relativbewegung des zu bearbeitenden Flächengebildes angepasst werden. Die Richtung dieser Relativbewegung ist durch die Geschwindigkeitskomponenten des Wagens parallel zur Transporttrommel und durch die Vorschubgeschwindigkeit des Flächengebildes quer dazu bestimmt. Wenn beispielsweise ein Flächengebilde trapezförmig geschnitten werden soll, sodass die Schnittkante unter einem vorgegebenen Winkel relativ zu dessen Basis ausgerichtet ist, kann der Werkzeughalter mit dem Messer in die entsprechende Richtung voreingestellt werden.

[0007] Vorzugsweise kann die Steuerung des Rollenplotters die Ausrichtung des Werkzeughalters am jeweiligen Wagen mittels eines weiteren Antriebs automatisch einstellen, steuern oder regeln. Während der Bearbeitung eines Flächengebildes kann so das Werkzeug koordiniert mit den Antriebsgeschwindigkeiten der Transporttrommel und des Wagens kontinuierlich oder schrittweise entsprechend der Richtung der Bearbeitungskontur an der jeweiligen Position ausgerichtet werden. Dies ermöglicht z.B. die Bearbeitung des Flächengebildes durch das Schneidwerkzeug entlang vorgebbarer gespeicherter Schnittkonturen. Eine Schnittkontur bzw. allgemein Bearbeitungskontur kann z.B. in eine Vielzahl aufeinanderfolgender Abschnitte zerlegt werden. Bei jedem Abschnitt können z.B. für den Anfangspunkt Abstandskomponenten in Förderrichtung und quer dazu bezüglich eines Referenzpunktes des Flächengebildes gespeichert sein. Alternativ können Punkte einer Bearbeitungskontur auch durch eine Funktion vorgegeben sein, wobei die Funktion an jedem Punkt der Bearbeitungskontur dessen Abstandskomponenten in Förderrichtung und quer zur Förderrichtung bezüglich eines Referenzpunktes definiert.

Aufgrund dieser geometrischen Vorgaben können der Förderantrieb und der Wagenantrieb so koordiniert werden, dass die Relativbewegung des Wagens bezogen auf das Flächengebilde der gespeicherten Kontur folgt, wenn das Flächengebilde in Förderrichtung vorwärts oder rückwärts bewegt wird. Zusätzlich können bei der Koordination der beiden Antriebe auch weitere Faktoren wie z.B. die maximal zulässigen Geschwindigkeiten der Antriebe und/oder Kurvenradien der Bearbeitungskontur berücksichtigt werden. Dadurch kann die koordinierte Ansteuerung der Antriebe weiter verbessert werden. Durch Anpassung der Verarbeitungsgeschwindigkeit kann sichergestellt werden, dass jeder Antrieb nur unter zulässigen Betriebsbedingungen verwendet wird. Im Weiteren kann z.B. die Verarbeitungsgeschwindigkeit im Bereich enger Kurvenradien gedrosselt werden, was auch in diesen Bereichen eine hohe Bearbeitungsqualität ermöglicht. In anderen Bereichen kann die Verarbeitungsgeschwindigkeit maximiert werden, was eine vergleichsweise schnelle Bearbeitung und somit eine hohe Effizienz des Rollenplottersystems bewirkt.

[0008] Vorzugsweise sind werkzeugspezifische Informationen von anwendbaren Werkzeugen wie z.B. die maximal zulässige Relativgeschwindigkeit bei der Bearbeitung einer oder mehrerer Arten von Flächengebilden in einem Speicher der Steuerung gespeichert. Diese Daten können auch für ein Referenz-Flächengebilde gespeichert sein. Anpassungen dieser Daten für unterschiedliche Arten von Flächengebilden können zum Beispiel als Korrekturfaktoren oder Korrekturwerte für diese Daten separat gespeichert sein.

[0009] Bei der koordinierten Ansteuerung der Motoren der Transporttrommel des Wagens und gegebenenfalls der Ausrichtvorrichtung für das Werkzeug passt die Steuerung die Geschwindigkeiten so an, dass die jeweils zulässige maximale Relativgeschwindigkeit zwischen Werkzeug und Flächengebilde nicht überschritten wird. Dazu kann die Steuerung beispielsweise ausgehend von der aktuellen Fördergeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Transporttrommel oder ausgehend von einer Referenzgeschwindigkeit die erforderliche zugehörige Geschwindigkeit für den Wagen berechnen, damit dieser der vorgegebenen Kontur folgt. Ist die Relativgeschwindigkeit grösser als die maximal zulässige Geschwindigkeit, passt die Steuerung die Fördergeschwindigkeit bei der Bearbeitung dieses Abschnitts entsprechend an. Falls geeignete Messgrössen zur Verfügung stehen, welche die Relativgeschwindigkeit zwischen Flächengebilde und Werkzeug repräsentieren, kann die Fördergeschwindigkeit der Transporttrommel alternativ auch geregelt werden.

[0010] Vorzugsweise sind im Speicher zusätzliche Informationen gespeichert, welche die Steuerung bei der Bearbeitung des Flächengebildes berücksichtigt. Dazu gehören insbesondere Vorgaben, welche die Fördergeschwindigkeit der Transporttrommel in Abhängigkeit einer zu bearbeitenden Kontur vorgeben oder begrenzen. Solche Vorgaben können z.B. als Geschwindigkeitsprofil bzw. als Geschwindigkeits-Begrenzungsprofil gespeichert sein. Für diesen Zweck kann die Kontur z.B. in eine Vielzahl von Abschnitte unterteilt werden. In jedem dieser Abschnitte kann z.B. ein repräsentativer Punkt definiert sein, der durch die Werte der Drehlage der Transporttrommel und der Position des Wagens gespeichert ist. Für jeden dieser repräsentativen Punkte können ein oder mehrere weitere Paramenter gespeichert sein, beispielsweise Sollgrössen für die Drehlage des Werkzeugs, für die Relativgeschwindigkeit zwischen Werkzeug und Flächengebilde und für den Abstand zwischen Werkzeug und Flächengebilde. Insbesondere kann dieser Abstand durch mindestens zwei Werte angegeben werden, welche einer Arbeitsposition und einer Ruheposition des Werkzeugs entsprechen. In der Arbeitsposition ist eine Bearbeitung des Flächengebildes durch das Werkzeug möglich, in der Ruheposition hingegen nicht.

[0011] Falls an einem Wagen zwei oder mehr Werkzeuge angeordnet sind, können diese in zwei Werkzeugaufnahmen an einem gemeinsamen Werkzeughalter angeordnet und mittels eines gemeinsamen Antriebs durch Drehen des Werkzeug3

CH 714 676 A2 halters um eine gemeinsame Drehachse ausgerichtet werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Werkzeuge unter Beibehaltung ihrer gegenseitigen Position und Lage gemeinsam ausgerichtet werden sollen.

Ein Beispiel hierfür ist das Schneiden eines Sonnenschutzgewebes, wobei in Prozessrichtung vor- oder nachgelagert ein Verstärkungsband bei der Schnittkante aufgebracht und mittels Ultraschall oder anderer Fügetechniken mit dem Flächengebilde verbunden wird. In gleicher Weise könnten auch andere funktionale Bänder wie zum Beispiel ein Kederband oder ein Band mit einem Reissverschlussteil (Spirale) mit dem Flächengebilde verbunden werden.

Solche als Ganzes drehbaren Werkzeugeinheiten können zum einfachen Erstellen und Bearbeiten von Längskanten und Querkanten eines Flächengebildes genutzt werden, indem sie jeweils um 90° gedreht werden.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Rollenplottersystem dazu ausgebildet, Zipp-Tücher für den Sonnenschutz herzustellen. An zwei seitlichen Wagen können für diesen Zweck je eine Schneidvorrichtung und eine Vorrichtung zum Anbringen eines Zipp-Streifens als Randapplikation ausgebildet sein. Die Werkzeughalter sind so ausgerichtet, dass das Flächengebilde beim Transport in Förderrichtung parallel zur Förderrichtung bearbeitet werden kann. An einem weiteren Wagen sind eine Schneidvorrichtung und eine Vorrichtung zum Anbringen eines Keders angeordnet. Diese sind so ausgerichtet, dass sie bei ruhendem Förderantrieb das Flächengebilde quer zur Förderrichtung bearbeiten können. Zum Herstellen eines Zipp-Tuchs kann zuerst die vordere Querkante geschnitten und gleichzeitig ein Keder angebracht werden. In einem weiteren Schritt werden die beiden anderen Wagen positioniert und durch Fördern des Flächengebildes die beiden seitlichen Längskanten geschnitten und gleichzeitig die Randapplikation aufgebracht. Anschliessend wird die hintere Querkante analog zur vorderen Querkante geschnitten und mit einem Keder bestückt.

[0012] Ein Wagen kann auch zwei oder mehrere Werkzeughalter mit je einer oder mehreren Werkzeugaufnahmen umfassen, die von einem gemeinsamen Antrieb oder von individuellen Antrieben je um eine eigene Drehachse drehbar gelagert sind.

[0013] Grundsätzlich können auch Werkzeuge selbst drehbar ausgebildet sein. Die Wirkung entspricht jener eines drehtest an einem drehbaren Werkzeughalter gehaltenen Werkzeugs. Diese äquivalente Variante wird von der Erfindung mit umfasst.

[0014] Bei alternativen Ausführungsformen kann der Rollenplotter zwei oder mehrere Wagen umfassen, wobei jeder dieser Wagen mindestens einen Werkzeughalter mit mindestens einer Werkzeugaufnahme umfasst, wobei der Werkzeughalter wie vorgängig beschrieben ausrichtbar ist.

Dies hat den Vorteil, dass das Flächengebilde, wenn es in Förderrichtung bewegt wird, gleichzeitig an mehreren Stellen bearbeitet werden kann. Dabei koordiniert die Steuerung die Ansteuerung aller Antriebe so, dass die Relativbewegung zwischen dem Flächengebilde und jedem der aktivierten Werkzeuge einer für das jeweilige Werkzeug vorgegebenen gespeicherten Kontur entspricht.

[0015] Die Fördergeschwindigkeit und insbesondere die maximal zulässige Fördergeschwindigkeit der Transporttrommel kann wie oben beschrieben für jeden Wagen separat ermittelt werden. Dabei ist jeweils der kleinste dieser Werte für die Vorgabe der Fördergeschwindigkeit der Transporttrommel massgebend. Dadurch wird eine hohe Bearbeitungsqualität bei maximal möglicher Verarbeitungsgeschwindigkeit sichergestellt.

[0016] Jeder Wagen kann mit einer individuellen Anordnung eines oder mehrerer Werkzeuge konfiguriert werden. Dies ermöglicht eine grosse Vielfalt bei der Bearbeitung eines Flächengebildes. So kann beispielsweise während des Förderns des Flächengebildes mittels zwei an verschiedenen Wagen gehaltenen Ultraschallmessern ein Streifen aus dem Flächengebilde geschnitten werden, der auf der einen Seite eine gerade Schnittkante und auf der anderen Seite eine wellenförmige Schnittkante aufweist. Dabei kann die Transporttrommel zugleich als Ambosswalze für die Ultraschallmesser oder Kaltmesser genutzt werden. An einem der Wagen kann z.B. als zusätzliches Werkzeug ein Applikator angeordnet sein, mit dem im Bereich der Schnittkante ein Klebstreifen und/oder ein Verstärkungsband aufgebracht und mittels Ultraschall mit dem Flächengebilde verbunden wird. Die Ausrichtung des Werkzeughalters, bei dem die Wellenlinie geschnitten wird, wird kontinuierlich entsprechend der zu schneidenden Kontur angepasst. Das Messer ist demnach immer in Schnittrichtung ausgerichtet.

[0017] Jedes Werkzeug hat Eigenschaften, die bei der Bearbeitung eines Flächengebildes mit diesem Werkzeug berücksichtigt werden müssen. So ist beispielsweise die maximal zulässige Relativgeschwindigkeit zwischen dem Werkzeug und dem Flächengebilde beim Schneiden mit einem Kaltmesser höher als jene beim Aufbringen und Verschweissen einer Randapplikation.

[0018] Auch die Art des zu bearbeitenden Flächengebildes kann bei dessen Bearbeitung mit einem Werkzeug die Einhaltung gewisser Rahmenbedingungen erfordern. So unterscheiden sich beispielsweise Parameter wie die maximal zulässige Bearbeitungsgeschwindigkeit und/oder die erforderliche Schweissleistung beim Ultraschallschweissen mehrerer Lagen einer gefüllten Steppdecke im Vergleich zu zwei Lagen einer Zeltplane. Solche Parameter werden vorzugsweise als Korrekturwerte oder Korrekturfaktoren gespeichert. Diese können dazu genutzt werden, gespeicherte Parameter von Werkzeugen entsprechend der zu bearbeitenden Flächengebilden, zu skalieren.

[0019] Im Weiteren können die einzuhaltenden Rahmenbedingungen auch abhängig sein von der jeweiligen Konstellation von Werkzeugen und Flächengebilden.

CH 714 676 A2 [0020] Vorzugsweise sind solche Parameter für bestimmte Werkzeuge und/oder Arten von Flächengebilden und/oder Konstellationen von Werkzeugen und Flächengebilden in einem Speicher der Steuerung gespeichert.

[0021] Vorzugsweise umfasst jedes Werkzeug einen eindeutigen Code, beispielsweise einen Strichcode oder auf einem RFID Chip gespeicherte Informationen. Der Rollenplotter umfasst geeignete Sensoren zum Erfassen solcher Codes, wenn ein Werkzeug in der Werkzeugaufnahme eines Werkzeughalters angeordnet ist.

Anhand dieser Informationen ermittelt die Steuerung die gespeicherten zugehörigen Daten und bestimmt die für die jeweilige Konstellation einzuhaltenden Parameter automatisch. Diese werden dann bei der Bearbeitung des Flächengebildes berücksichtigt. Dabei kann die Steuerung insbesondere die Fördergeschwindigkeit der Transporttrommel beschränken, wenn sonst einer der Wagen so schnell bewegt werden müsste, dass die maximal zulässige Relativgeschwindigkeit überschritten würde. Im Weiteren kann so z.B. für jedes Werkzeug ein Offset festgelegt werden, der die effektive Bearbeitungsposition des Werkzeuges (also jene Stelle, wo das Werkzeug auf das Flächengebilde einwirkt) relativ zur Werkzeugaufnahme des Werkzeugträgers definiert.

[0022] Die Steuerung dient somit zur koordinierten Ansteuerung des Walzenantriebs und der Wagenantriebe und gegebenenfalls der Ausrichterantriebe.

[0023] Der Werkzeughalter ist am Wagen so bewegbar gelagert, dass das Werkzeug zwischen einer weiter entfernt von der Transporttrommel liegenden Ruheposition und einer näher bei der Transporttrommel liegenden Arbeitsposition zum Bearbeiten des Flächengebildes bewegt werden kann. Vorzugsweise umfasst der Werkzeughalter einen separaten Antrieb für den Wechsel zwischen der Arbeitsposition der Ruheposition bzw. zum Einstellen des Abstandes zwischen dem Werkzeug und dem Flächengebilde. Separate Antriebe haben den Vorteil dass jedes Werkzeug unabhängig von anderen Werkzeugen separat aktivierbar ist.

Alternativ oder zusätzlich kann für diesen Zweck in analoger Weise auch die ganze Führungsschiene in Richtung zur Antriebsachse hin bewegbar (z.B. schwenkbar oder verschiebbar) am Maschinengestell gelagert sein. Auf diese Weise können gleichzeitig mehrere Wagen mit Werkzeugen durch einen gemeinsamen Antrieb zwischen der Arbeitsstellung und der Ruhestellung verschoben werden.

[0024] Alternativ oder zusätzlich kann die Führungsschiene um die Antriebsachse schwenkbar am Maschinengestell gelagert sein. Wenn das Flächengebilde an der Transporttrommel anliegt, kann es auch bei stillstehender Transporttrommel in Förderrichtung gesehen an unterschiedlichen Stellen mit dem Werkzeug bearbeitet werden. Im Weiteren ist es so möglich, die Führungsschiene zwischen einer zum Wechseln von Werkzeugen idealen vorderen Schwenklage und einer für die Bearbeitung des Flächengebildes geeigneten hinteren Schwenklage zu verstellen. Bei Bedarf kann die Führungsschiene auch in eine Lage unterhalb des zu bearbeitenden Flächengebildes gebracht werden. Dies ermöglicht die Bearbeitung des Flächengebildes von dessen Unterseite her.

[0025] Je nach Ausführungsform des Rollenplotters kann die Schwenklage der Führungsschiene vorgängig zur Bearbeitung des Flächengebildes manuell oder motorisch eingestellt werden. Alternativ kann auch vorgesehen sein, die Schwenklage der Führungsschiene während des Betriebs von der Steuerung koordiniert mit der Bewegung der Transporttrommel zu steuern oder zu regeln.

[0026] Bei weiteren Ausführungsformen können zwei oder mehrere Führungsschienen entsprechend unterschiedlichen Schwenklagen einer schwenkbaren Führungsschiene fest oder schwenkbar am Maschinengestell gelagert sein. Dies erhöht den Gestaltungsspielraum bei der Bearbeitung eines Flächengebildes, da sich die Spuren zweier Werkzeuge bei der Bearbeitung des Flächengebildes überkreuzen können. Insbesondere können zwei Führungsschienen so angeordnet sein, dass gleichzeitig eine Bearbeitung des Flächengebildes von unten und von oben her möglich ist.

[0027] An jeder Führungsschiene ist mindestens ein Wagen geführt verschiebbar. Jeder Wagen kann mittels eines Wagenantriebs von der Steuerung kontrolliert verschoben werden. Die Steuerung kann so die Position und die Geschwindigkeit des Werkzeugs relativ zum Flächengebilde während der Bearbeitung des Flächengebildes vorgeben.

Zusätzlich kann der Rollenplotter Sensoren umfassen, deren Daten oder Messgrössen von der Steuerung als Eingangsgrössen erfasst werden. Solche Sensoren sind beispielsweise optische Sensoren, insbesondere Kameras, die so angeordnet sind, dass sie das zu bearbeitende Flächengebilde und/oder Werkzeuge von der Unterseite oder der Oberseite des zu bearbeitenden Flächengebildes her erfassen können. Mit solchen Sensoren können beispielsweise Ränder oder andere Konturen der Flächengebilde erfasst werden. Insbesondere können solche Sensoren dazu ausgebildet sein, Positionsmarken an den Flächengebilden zu erkennen und deren Lage zu bestimmen und/oder an den Flächengebilden angebrachte Codes zu erkennen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn beispielsweise an der Rückseite von bedruckten Flächengebilden Randapplikationen angebracht werden müssen. Beim Einziehen bzw. Fördern solcher Flächengebilde können so Druckmarken an der Oberseite oder Unterseite des Flächengebildes erkannt und deren Lage ermittelt werden. Die Steuerung nutzt die Position solcher Druckmarken als Referenzpositionen für die Bearbeitung des Flächengebildes. [0028] Sensoren können ortsfest am Maschinengestell oder beweglich an einem Wagen angebracht sein.

[0029] Die Erfindung wird im Folgenden anhand einiger Figuren näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine beispielhafte Darstellung eines Rollenplottersystems,

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Fig. 2 eine Teilansicht des Rollenplottersystems im Bereich der Transporttrommel während der Bearbeitung eines Flächengebildes,

Fig. 3 einen Querschnitt des Rollenplotters im Bereich der Transporttrommel,

Fig. 4 eine teilweise Frontansicht der Anordnung aus Fig. 3,

Fig. 5 einen Wagen mit einem zwei Werkzeuge tragenden Werkzeughalter in zwei unterschiedlichen Drehlagen des Werkzeughalters,

Fig. 6 einen Wagen mit zwei Werkzeugen, die von zwei separaten Werkzeughaltern getragen sind, mit zwei unterschiedlichen Drehlagen eines dieser Werkzeughalter.

[0030] Fig. 1 zeigt exemplarisch ein Rollenplottersystem, das einen Rollenplotter sowie an diesem Rollenplotter wiederlösbar befestigbare Werkzeuge umfasst. Der Rollenplotter umfasst folgendes: Eine elektronische Steuerung 1 mit einem Bedienterminal, eine Transporttrommel 3, die horizontal liegend an einem Maschinengestell 5 um eine Antriebsachse A1 drehbar gelagert ist, eine oberhalb der Transporttrommel 3 parallel zu dieser Transporttrommel 3 angeordnete Führungsschiene 7 sowie mehrere Wagen 9, die in Richtung der Antriebsachse A1, d.h. in Querrichtung geführt bewegbar gelagert sind. Die Führungsschiene 7 kann fest am Maschinengestell 5 angeordnet sein. Alternativ kann der Rollenplotter Lager und/oder Führungsmittel umfassen, die es ermöglichen, die Führungsschiene 7 relativ zum Maschinengestell 5 zu bewegen und/oder um eine Schwenkachse zu drehen, wobei die Führungsschiene 7 in jeder Position parallel zur Transporttrommel 3 ausgerichtet bleibt (nicht dargestellt). Insbesondere kann die Führungsschiene 7 mittels seitlicher Hebelarme um die Antriebsachse A1 schwenkbar am Maschinengestell 5 gelagert sein, sodass sie mit gleichbleibendem Abstand zur Transporttrommel 3 um die Antriebsachse A1 in unterschiedlichen Lagen positioniert werden kann (nicht dargestellt).

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt eines Teils eines solchen Rollenplottersystems im Bereich der Transporttrommel 3, wobei im unteren vorderen Bereich eine Vorratsrolle 11 eines Flächengebildes 13 drehbar gelagert ist. Ein vorderer Bandabschnitt des Flächengebildes 13 ist von unten her so um die Transporttrommel 3 herumgeführt, dass er diese auf einem Winkelbereich von vorzugsweise mehr als 180° anliegend umschlingt. Dadurch wird ein präzises, schlupffreies Fördern des Flächengebildes 13 begünstigt. Dies kann beispielsweise mittels Führungstrommeln 15a, 15b (Fig. 3) sichergestellt werden, die eingangsseitig und ausgangsseitig anliegend an der Transporttrommel 3 oder in geringem Abstand parallel zur Transporttrommel 3 angeordnet sind. Diese Führungstrommeln 15a, 15b können passiv drehbar am Maschinengestell 5 gelagert sein. Alternativ können eine oder beide dieser Führungstrommeln 15a, 15b von der Steuerung 1 kontrolliert aktiv antreibbar sein. Dadurch kann zusätzlich die Spannung des Flächengebildes 13 während dessen Bearbeitung im Zusammenspiel mit der Drehbewegung der Transporttrommel 3 beeinflusst werden.

[0031] An jedem Wagen 9 kann mindestens ein Werkzeug 21 mittels eines Werkzeughalters 19 so befestigt werden, dass das Werkzeug 21 relativ zum Wagen um eine zugehörige Drehachse A2 gedreht werden kann. Die Drehachse A2 ist vorzugsweise orthogonal zur Antriebsachse A1 ausgerichtet oder ausrichtbar.

Alternativ könnte auch das Werkzeug 21 selbst einen Träger umfassen, an dem es drehbar gelagert ist. In diesem Fall ist der Werkzeughalter 19 dieser Träger.

[0032] Fig. 3 zeigt einen Querschnitt von Teilen eines Rollenplottersystems im Bereich der Transporttrommel 3. Die Förderrichtung des Flächengebildes 13 ist durch Pfeile P1 dargestellt. Bei der hier dargestellten Anordnung ist die Führungsschiene 7,7' um die Antriebsachse A1 schwenkbar am Maschinengestell 5 angelenkt. In der zweiten Schwenklage sind die Führungsschiene 7', der Wagen 9', der Werkzeughalter 19' und die Werkzeuge 21 ' durch gepunktete Linien dargestellt. Der Abstand der Werkzeuge 21,21 ' zur Transporttrommel 3 kann zwischen einer weiter von der Transporttrommel 3 entfernten Ruhelage und einer Arbeitslage zum Bearbeiten des Flächengebildes 13 verändert werden. Wenn die Führungsschiene 7, 7' so am Maschinengestell 5 gelagert ist, dass ihre Entfernung zur Transporttrommel 3 verändert werden kann, können alle an dieser Führungsschiene 7, 7' angeordneten Werkzeuge 21, 21' simultan in die Arbeitsstellung oder in die Ruhestellung bewegt werden. Alternativ oder zusätzlich können auch Werkzeughalter 19, 19' an den jeweiligen Wagen 9, 9' so bewegbar angeordnet sein, dass sie mit einer Richtungskomponente zur Transporttrommel 3 hin oder von der Transporttrommel 3 weg bewegt werden können. An einem derart bewegbaren Werkzeughalter 19, 19' angeordnete Werkzeuge 21, 21 ' können unabhängig von Werkzeugen 21 an anderen Werkzeughaltern 19 justiert oder in Positionen mit vorgegebenen radialen Lagen bezüglich der Antriebsachse A1 gebracht werden. Vorzugsweise erfolgt die Verstellung durch ein von der Steuerung 1 kontrollierbaren Motor (nicht dargestellt). Wenn ein Werkzeug 21 wie z.B. eine Andruckrolle federnd an einem solchen Werkzeughalter 19 gehalten ist, kann auf diese Weise z.B. die Andruckkraft eingestellt, gesteuert oder geregelt werden, mit der die Andruckrolle das Flächengebilde 13 gegen die Transporttrommel 3 drückt.

[0033] Ein Werkzeughalter 19, der eine oder mehrere Werkzeugaufnahmen (nicht dargestellt) zum Aufnehmen eines oder mehrerer Werkzeuge 21 umfasst, kann wie in Fig. 5 dargestellt um eine Achse A2 drehbar am Wagen 9 gelagert sein. Alternativ können auch ein oder mehrere Werkzeuge 21 um eine gemeinsame Drehachse A2 oder um individuelle Drehachsen A2, A2' (Fig. 6) drehbar am Werkzeughalter 19 gelagert sein. Viele Werkzeuge 21 sind nicht drehinvariant und müssen zum Bearbeiten des Flächengebildes 13 entsprechend der Bearbeitungsrichtung ausgerichtet werden. Wenn solche Werkzeuge 21 in relativ zum Wagen 9 drehbaren Werkzeughaltern 19 gelagert sind, kann ihre Ausrichtung ent6

CH 714 676 A2 sprechend der jeweiligen Anforderungen beim Bearbeiten eines Flächengebildes 13 eingestellt oder gesteuert werden. Vorzugsweise umfasst die Steuerung 1 gespeicherte Vorgaben zum kontinuierlichen Steuern oder Regeln der Ausrichtung des Werkzeugs 21 mittels eines Ausrichtantriebs während der Bearbeitung des Flächengebildes 13.

Claims (13)

1. Patentansprüche

   1. Rollenplottersystem umfassend einen Rollenplotter und mit dem Rollenplotter verbindbare Werkzeuge, wobei der Rollenplotter folgendes umfasst:

   eine Steuerung, einen Förderantrieb zum Fördern eines zu bearbeitenden Flächengebildes in einer Förderrichtung und einen Wagen, der mittels eines Wagenantriebs quer zur Förderrichtung des Flächengebildes bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Werkzeuge an diesem Wagen angeordnet ist, dass ein weiteres Werkzeug am selben Wagen oder an einem weiteren solchen Wagen angeordnet ist, sodass das Flächengebilde gleichzeitig mit beiden Werkzeugen bearbeitbar ist, und dass die Steuerung gespeicherte Steuervorschriften zum koordinierten Ansteuern des Förderantriebs und des Wagenantriebs mindestens eines der Wagen entsprechend einer vorgebbaren Bearbeitungskontur umfasst, sodass die Relativbewegung zwischen diesem Wagen und dem Flächengebilde beim Bearbeiten dieses Flächengebildes mit dem Werkzeug dieser Bearbeitungskontur entspricht.
2. 2. Rollenplottersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Werkzeuge (21) drehbar am zugehörigen Wagen (9) gelagert und entsprechend einer auf die Relativbewegung des Flächengebildes (13) und dieses Wagens (9) beim Bearbeiten des Flächengebildes abgestimmten Wirkrichtung ausrichtbar ist.
3. 3. Rollenplottersystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Werkzeuge (21) eine Schneidvorrichtung ist, insbesondere ein Ultraschallmesser oder ein Kaltmesser, oder dass eines der Werkzeuge (21) eine Heisslufteinheit, ein Heizkeil, ein Druckkopf, eine Vorrichtung zum Aufbringen von Klebstoff oder eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Applikation, insbesondere eines Bandes, eines Reissverschlusses oder eines Keders ist.
4. 4. Rollenplottersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Werkzeuge (21) an einem gemeinsamen Wagen (9) angeordnet sind, dass eines dieser Werkzeuge (21) eine Schneidvorrichtung ist, und dass das andere Werkzeug (21) eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Randapplikation ist.
5. 5. Rollenplotter umfassend eine Steuerung (1), einen Förderantrieb zum Fördern des zu bearbeitenden Flächengebildes (13) in einer Förderrichtung und mindestens einen Wagen (9), der mittels eines Wagenantriebs quer zur Förderrichtung des Flächengebildes (13) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an diesem mindestens einen Wagen (9) mindestens ein Werkzeughalter (19) mit mindestens einer Werkzeugaufnahme angeordnet ist, dass eine weitere Werkzeugaufnahme

   a) am gleichen Werkzeughalter (19) oder

   b) an einem weiteren Werkzeughalter (19) des gleichen Wagens (9) oder

   c) an einem weiteren Werkzeughalter (19) eines weiteren Wagens (9) angeordnet ist, und dass die Steuerung (1) gespeicherte Steuervorschriften umfasst zum koordinierten Ansteuern des Förderantriebs und des Wagenantriebs des mindestens einen Wagens (9) während der Bearbeitung des Flächengebildes (13) entsprechend einer vorgegebenen Bearbeitungskontur.
6. 6. Rollenplotter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Werkzeughalter (19) um eine Drehachse (A2) drehbar am zugehörigen Wagen (9) gelagert ist, wobei die Drehachse (A2) so ausgerichtet ist, dass der Werkzeughalter (19) während der Bearbeitung eines Flächengebildes (13) entsprechend der vorgegebenen Bearbeitungskontur ausrichtbar ist.
7. 7. Rollenplotter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeughalter (19) mittels eines Ausrichtantriebs drehbar ist, und dass die Steuervorschriften der Steuerung (1) zusätzlich dazu ausgebildet sind, den Ausrichtantrieb während der Bearbeitung des Flächengebildes (13) entsprechend der vorgegebenen Bearbeitungskontur koordiniert mit dem Förderantrieb und dem Wagenantrieb anzusteuern.
8. 8. Rollenplotter nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderantrieb zum Fördern des Flächengebildes eine Transporttrommel (3) umfasst, die an einem Maschinengestell (5) um eine Antriebsachse (A1) drehbar gelagert ist, und dass der mindestens eine Wagen (9) entlang einer Führungsschiene (7) parallel zur Antriebsachse (A1) geführt verschiebbar ist.
9. 9. Rollenplotter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (7) schwenkbar am Maschinengestell (5) gelagert ist.
10. 10. Rollenplotter nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Transporttrommel (3) mindestens eine Führungstrommel (15a, 15b) oder ein anderes Führungsmittel so angeordnet ist, dass das Flächengebilde (13) mit einem Umschlingungswinkel von mehr als 180° um die Transporttrommel (3) führbar ist.

    CH 714 676 A2
11. 11. Rollenplotter nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein optischer Sensor zum Erfassen von Merkmalen des Flächengebildes (13) und/oder eines Werkzeugs (21) an Maschinengestell (5) oder an einem Wagen (9) angeordnet ist.
12. 12. Rollenplotter nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Speicher der Steuerung (1) Folgendes gespeichert ist:

    a) Parameter von Werkzeugen (21), wobei mindestens einer dieser Parameter ein Grenzwert für die Relativgeschwindigkeit ist, die bei der Bearbeitung einer vorgebbaren Art von Flächengebilde (13) mit diesem Werkzeug (21) nicht überschritten werden darf, und/oder

    b) Parameter von Flächengebilden.
13. 13. Verfahren zum Bearbeiten eines Flächengebildes (13) mit einem Rollenplotter, wobei das Flächengebilde (13) von einer Steuerung (1) kontrolliert mittels eines Förderantriebs in einer Förderrichtung gefördert wird, und wobei das Flächengebilde (13) gleichzeitig mit mehreren Werkzeugen (21) bearbeitet wird, und wobei mindestens eines dieser Werkzeuge (21) an einem Wagen (9) angeordnet ist, der mittels eines Wagenantriebs von der Steuerung (1) kontrolliert quer zur Förderrichtung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) die Fördergeschwindigkeit des Fördermotors und die Antriebsgeschwindigkeit des Wagenantriebs so koordiniert, dass die Relativbewegung des Werkzeugs (21) bezüglich des Flächengebildes (13) einer vorgegebenen gespeicherten Kontur entspricht, und dass die Steuerung (1) die Geschwindigkeiten des Fördermotors und des Wagenantriebs in Abhängigkeit werkzeugspezifischer Parameter bestimmt.