CN103072315A - 用于利用旋转压印装置压印产品的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于利用旋转压印装置（10）压印产品（2）的方法，其中，根据所述产品（2）上的标记（26）的以传感器方式进行的检测来控制至少一个压印辊（13）的旋转。

Description

用于利用旋转压印装置压印产品的方法

技术领域

本发明涉及一种用于利用旋转压印装置压印产品的方法。

背景技术

折叠盒是由硬纸板或瓦楞纸、在小范围内也可以由塑料制成的包装，它们根据结构而定在折叠过程中在一个或多个部位上涂胶。它们通常由一个下料制成。所述下料通常在页张模切机上模切。所述下料必须至少在一个棱边上粘接。经过折叠的盒子以平躺状态从折叠盒粘接机中输出。折叠盒的立起和填充能够以机械方式或手动方式进行。

除了对于制造折叠盒所需的折叠之外，作为用于接下来的生产步骤的预备，还需要在折叠盒粘接机中预先打出（或预先折叠出）另外的沟纹线。由此使得盒子的立起以及后来的填充变得容易。

如果折叠盒被用来包装药品，则法律上规定，必须以盲文（所谓的布莱叶文）将药品的名称（例如通过压印）施加在折叠盒上。

根据现有技术，盲文的压印要么在制造下料时在模切过程中在模切机中进行。但是这样费事的，因为模切页张还包含一些有用部分、也就是下料并且必需对于每个有用部分提供由阴模和阳模构成的工具对。要么采用具有两个旋转的压印工具的旋转压印装置，其例如可以是折叠盒粘接机的一部分，就像在US 7,794,379B2中描述的那样。为了能够将压印结构在正确的位置上施加到折叠盒下料中，必需使旋转工具相对于折叠盒下料同步。特别是在将盲文施加到折叠盒下料中时必需非常精确地进行同步。由于阴模、阳模和旋转驱动器的惯性，难于甚至完全不可能实现所需的同步精度。此外会通过以下方式限制生产率，即，不能实现旋转压印装置与待加工产品尺寸的适配。

在DE 102007060581A1中描述了这一种旋转压印装置，其中，通过待产生的压印结构以及阳模和阴模的速度来确定所谓的异步阶段的持续时间。异步阶段中阳模和折叠盒下料之间的距离允许所述阳模的压印冲模相对于折叠盒下料的设有压印结构的面的位置定位并且从而实现同步。

在DE 102007060613A1中描述了一种旋转压印装置，其中，阳模仅仅在压印过程中在压印段的区域中在折叠盒下料上滚动并且引起所述折叠盒下料的压印。在压印过程之前和之后，阳模与折叠盒下料不接触。在也被称为异步阶段的时间窗中，阳模可加速并且又被制动，以便由此能够使得设有压印冲模的压印段相对于折叠盒下料的待设有压印结构的面同步、也就是定向。

现有技术的利用简单的启动-停止运行方式工作的压印装置不能实现足够高生产率和精度。

发明内容

因此，本发明的任务在于，给出一种压印方法，通过所述压印方法可实现更高的生产率和精度。

所述任务通过具有权利要求1特征的方法解决。根据本发明，提出了一种用于借助于旋转压印装置压印产品的方法，其中，借助于至少一个传感器检测标记，所述标记中的至少一个分别设置在每个待压印的产品上。基于所述传感器的信号控制至少一个压印辊的旋转。

本发明的方法允许将待压印的产品以非常快速的顺序输送通过压印装置并且由此允许相对高的生产率。尽管速度非常高，但是仍非常精确地将压印结构定位在产品上。

作为传感器可使用无接触式工作的传感器、例如光学传感器。所述标记可印刷在产品上或者可以是在产品上反正已经存在的特征如产品棱边、例如产品前棱边。

所述产品可以是印刷页张例如纸板页张或者折叠盒下料。所述压印可以是给产品设置盲文、例如布莱叶文。压印辊的旋转可被这样控制，使得所述压印辊不均匀地旋转。所述压印辊可以配备有印模或阳模。

在从属权利要求中给出了另外的进一步方案。

在一个进一步方案中，所述压印辊的旋转被这样控制，使得其交替地在第一方向例如顺时针方向上并且在第二方向例如逆时针方向上旋转。在此，所述压印辊不实施延伸360°的旋转角度上的整圈旋转。即所述压印辊实施摆动运动，其中，所述压印辊在每个压印过程中在所述第一方向上旋转并且相应地在压印过程之间在第二方向上旋转。

在一个另外的进一步方案中，所述产品被相继地在一个链或排中输送经过所述压印辊，其中，每个产品都通过所述压印辊设置至少一个压印结构。所述压印结构不是在所述产品的整个长度上延伸，而是仅仅在一个压印区段上延伸。如果所述压印区段与压印辊对置或者在所述压印辊旁边经过，则所述压印辊在第一方向上旋转。如果所述产品的不被压印的区段和/或在两个彼此跟随的产品之间存在的产品空隙在所述压印辊旁边经过，则所述压印辊在第二方向上旋转。不被压印的区段与所述产品空隙一起形成所谓的压印空隙。

在一个另外的进一步方案中，所述压印辊的圆周被分为第一圆周区段和第二圆周区段。仅仅第一圆周区段具有工具，例如设有用于压印的冲模或孔。第一区段也可以被称为同步区域或同步区段。第二圆周区段无工具并且可被称为异步区域。如果第一圆周区段在120°的角度上延伸，则第二圆周区段在剩下的240°的角度上延伸。在通过每个压印空隙时，所述压印辊在第二方向上最多旋转到一个极限角度。所述极限角度相应于所述第二圆周区段的圆周长度的一半。如果第二圆周区段的圆周区段长度如上面所给出的实例中那样为240°，则所述极限角度为120°。也可以在该圆周总长度上分布多个同步区段和多个异步区段。

在一个另外的进一步方案中，相应在一个在先的产品的后棱边与直接在后的产品的前棱边之间存在产品链或排中的产品空隙。（产品空隙）的距离的大小在该排中从产品到产品变化。

在一个另外的进一步方案中，所述压印辊的旋转通过控制装置进行控制，在所述控制装置中存储或计算运动曲线或者运动函数。所述运动函数彼此不同。所述运动函数例如可以在其函数类型方面彼此不同。

在一个在自动化方面有利的进一步方案中，通过在控制装置中运行的程序对于每个产品空隙选出、例如计算出适配于其的运动函数。根据传感器的信号，控制装置或在控制装置中运行的程序针对随后的产品空隙选择不同于针对之前的运动空隙的运动函数。

根据所选择的运动函数，控制装置在通过在前的产品空隙期间根据所述一个运动函数来控制压印辊的旋转并且在通过随后的产品空隙期间根据所述不同的运动函数来控制压印辊的旋转。

在一个在和谐的运动方面有利的进一步方案中，所述运动函数是不同阶的多项式函数并且所述压印辊的旋转在通过一个产品空隙时根据较低阶的多项式函数进行控制并且在通过另一产品空隙时根据较高阶的多项式函数进行控制。例如，所述压印辊的旋转在通过所述在前的产品空隙时根据五阶多项式进行控制并且在通过所述在后的产品空隙时根据七阶多项式进行控制。

在一个另外的进一步方案中，在压印所述产品时，已经提到的压印辊与一个另外的压印辊协作。在此，根据一个变型方案，所述压印辊是阳模辊并且所述另外的压印辊是阴模辊，根据另一变型方案，所述压印辊是阴模辊并且所述另外的压印辊是阳模辊。这两个压印辊的旋转的同步优先在所述压印辊的旋转与产品的输送运动的同步之前进行。在控制压印辊的旋转时，所述控制装置考虑的是，压印辊的彼此同步运行比压印辊相对于产品或产品输送装置的输送运动的同步运行要重要。这意味着，例如，在同步时，考虑阳模辊的冲模和/或阴模辊的孔相对于相应待压印的产品的前棱边的位置偏差，如果这为了确保冲模在孔中的足够精确的沉入或嵌入必要的话。

属于本发明的还有一种旋转压印装置以及一种配备有这种旋转压印装置的折叠盒粘接机，所述旋转压印装置具有电子控制装置，所述控制装置包含用于执行本发明的方法或其进一步方案的程序。

附图说明

从下面对实施例以及附图的描述中得出本发明的另外的结构上和功能上有利的进一步方案。附图中：

图1    是折叠盒粘接机，

图2    是图1中的折叠盒粘接机的旋转压印装置，

图3a+3b是用于控制图2中的旋转压印装置的不同运动函数的图表。

具体实施方式

图1示出具有旋转压印装置10的折叠盒粘接机1。形成待压印的产品的折叠盒下料2被从续料器沿输送方向T穿过折叠盒粘接机1并且穿过旋转压印装置10输送至收料器。所述旋转压印装置10包括一个具有阳模11的第一压印辊13和一个具有阴模12的第二压印辊14，用于将压印结构引入到折叠盒下料2中。折叠盒下料2被以速度vF输送。

在阳模11和折叠盒下料2的接触线中，阳模11在压印过程期间具有速度vP。在阴模12和折叠盒下料2的接触线中，阴模12在压印过程期间具有速度vM。在压印过程期间，阳模速度vP、阴模速度vM和折叠盒下料速度vF具有相同的值，从而使得在工具11、12和折叠盒下料2之间没有相对运动并且从而避免折叠盒下料的划痕。为此，阳模11和阴模12彼此相对在它们的速度方面进行同步。另外，这两个压印工具——阳模11和阴模12——必须彼此相对在它们的角度位置方面进行同步，也就是说，必须确保阳模11的冲模18（参见图2）可沉入到阴模12的孔19（参见图2）中。如果阳模11和阴模12分别具有自己的压印工具驱动器20、21，则以电动方式进行同步。

图2示出，旋转压印工具10具有电子控制装置28，所述控制装置控制第一压印工具驱动器20和第二压印工具驱动器21。在每个折叠盒下料2上都印刷上一个标记26、例如十字，所述标记可通过控制装置28的传感器27检测。根据检测到的标记26，控制装置28可计算折叠盒下料2之间的印刷空隙22的大小。第一压印辊13具有第一圆周区段29和第二圆周区段30。第一压印辊13的压印工具是冲模18并且仅仅设置在第一圆周区段29之内。第一圆周区段29的展开与相应折叠盒下料2的压印区段16对应。仅仅在压印区段16以内施加一个压印结构或一些压印结构23，所述压印区段的长度是在输送方向T上进行测量的。在折叠盒下料2的压印区段16之间具有压印空隙17。相应的压印空隙17是在前的折叠盒下料2的压印区段16的后端部与在后的折叠盒下料2的压印区段16的前端部之间的距离。视系统而定，产品空隙22与后来的产品空隙22之间的产品空隙22的尺寸不同。例如在图2中，左边的折叠盒下料2与中间的折叠盒下料2之间的产品空隙22大于中间的折叠盒下料2与右边的折叠盒下料2之间的产品空隙22。由于产品空隙22的由系统引起的尺寸变化，压印空隙17的尺寸也变化。为了考虑压印空隙的变化情况并且为了确保冲模18与第二压印辊14的孔19角度位置精确地协作，控制装置28这样地控制第一压印工具驱动器20，使得该第一压印工具驱动器在特定的情况下在第一圆周区段30的运动与压印空隙17的运动之间进行补偿时甚至根据摆动运动15往复运动。第二压印工具驱动器21也相应地被控制，从而使得第二压印辊14也实施摆动运动。在控制装置28中存储有程序P，所程序包含彼此不同的运动函数24、25（参见图3a和3b），借助于所述运动函数可实现所述摆动运动15。

在图3a和3b中示出的图表示出了第一压印辊13的旋转角度与折叠盒粘接机1的所谓的机器角度或与输送所述折叠盒下料2的输送装置的输送运动T之间的关系，没有示出所述输送装置。这两个运动函数24、25被非常示意性地示出，它们是多项式函数，其中，多项式函数24具有不同于多项式函数25的阶。多项式函数24可以是五阶多项式函数，而多项式函数25可以是七阶多项式函数。

所示出的旋转压印装置10的功能方式如下：

在安装机器时以产品特有的方式设置压印位置和压印长度。设定：相应折叠盒下料2的前棱边与压印区段16的前端部之间的距离应为多大并且压印区段16应为多长。在运行中，借助于通过标记26进行的调整遵守具有±1毫米精度的压印位置。在控制技术的意义上，产品（折叠盒下料2）形成所谓的“主”并且压印辊13、14形成所谓的“从”。通过控制装置28根据主-从-技术使压印辊13、14（“从”）以标记控制的方式位置精确地与通过的产品（“主”）同步。在每个压印阶段之后，所述“从”优选与“主”路程相关地并且不是与时间相关地移动到或旋转到其等待位置中。如果由于快速的产品次序而在随后的产品到来之前没有达到等待位置，则压印辊13、14以连续的移动与所述随后的产品同步。产品顺序是可变的，其中，产品长度是恒定的。所述机器以高生产率工作并且在100000折叠盒下料每小时的生产率的情况下在5毫米每毫秒的最大生产速度的情况下得到仅仅36毫秒的周期时间。所述周期时间仅仅在同步阶段与异步阶段具有一定比例的情况下才能达到，其中，所述“从”在该情况下不停止并且在每个同步阶段之后立即启动新的同步。所述同步在同步运行的起点中无冲击地进行。所述“从”的在最后待压印的产品的同步阶段之后的控制技术方面的脱耦根据与从所述“从”的停止状态进行的“从”与“主”在第一待压印的产品时的耦合相同的运动定律进行。在脱耦时，经由“主”距离通过多项式计算来定义用于启动等待时间的运动曲线，其中，所述多项式计算通过控制装置28根据所述程序P实施。如果使用多项式计算作为运动函数24、25，则在产品空隙22特别大的情况下从一个临界长度起引起压印辊13、14的倒转，由此引起摆动运动15（逆向运行）。所述倒转可以一直达到一个可选择的极限值或极限角度。所述极限值是由相应压印辊13、14的圆周长度和压印区段16的长度形成的差的一半。通过所述倒转，以有利的方式引起用于压印辊13、14的随后的在原始方向上的运动的距离变长。也可以在出现超过所述临界长度的情况下将相应的压印辊13、14暂时保持在其等待位置中。

两个“从”彼此间的同步比所述“从”相对于所述“主”的同步并且从而压印结构23在相应折叠盒下料2上的定位重要。例如当压印辊的相应直径为130毫米时将两个压印辊13、14彼此同步到±0.2毫米上，其中，该尺寸是可沿着辊圆周测量的。由于两个压印辊13、14的不同的动态力分布，需要这两个“从”或其压印工具驱动器20、21的控制技术方面的交叉耦合。一个“从”相对于“主”的同步偏差通过所述控制装置28传输给另一个“从”，从而使得所述另一个“从”跟随所述同步偏差。例如通过控制装置28在极端情况下将一个压印工具驱动器相对于另一个压印工具驱动器20、21这样地控制，使得在一个压印辊的旋转停止时另一个压印辊的旋转以同步运动同样停止。

本发明的优点在于，由于在线地与测量到的产品距离相适配的异步阶段实现了均匀的运动。所使用的具有高阶多项式的曲线（运动函数23、25）的不同产品间进行的重新计算优选能够实时进行。进行压印辊13、14的具有可变的摆动角度的摆动运动15，这引起另外的动态降低。

参考标号表

1   折叠盒粘接机

2   折叠盒下料

10  旋转压印装置

11  阳模

12  阴模

13  第一压印辊

14  第二压印辊

15  摆动运动

16  压印区段

17  压印空隙

18  冲模

19  孔

20  第一压印工具驱动器

21  第二压印工具驱动器

22  产品空隙

23  压印结构

24  运动函数

25  运动函数

26  标记

27  传感器

28  控制装置

29  第一圆周区段

30  第二圆周区段

vP  阳模速度

vM  阴模速度

vF  折叠盒下料的速度

T   输送方向和输送运动

P   程序

Claims (10)

1.一种用于利用旋转压印装置（10）压印产品（2）的方法，其中，根据所述产品（2）上的标记（26）的以传感器方式进行的检测来控制至少一个压印辊（13）的旋转。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述压印辊（13）根据一摆动运动交替地在第一方向和第二方向上旋转；所述压印辊（13）在所述摆动运动时不实施整圈旋转并且所述压印辊（13）在每个压印过程中在所述第一方向上旋转并且在压印过程之间在第二方向上旋转。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述产品（2）被相继地输送经过所述压印辊（13）并且在此由所述压印辊在压印区段（16）内部设置压印结构（23）；所述压印辊（13）在通过每个压印区段（16）时在所述第一方向上旋转；相应在一个在先的产品（2）的压印区段（16）与在后的产品（2）的压印区段（16）之间形成一压印空隙（17）；并且所述压印辊（13）在通过每个压印空隙（17）时在所述第二方向上旋转。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述压印辊（13）包括一具有第一圆周区段（29）和第二圆周区段（30）的圆周总长度；所述压印辊（13）的全部压印工具（11）仅仅处于所述第一圆周区段（29）中并且所述压印辊（13）在所述第二方向上的每个旋转最高直到一个极限角度地进行，所述极限角度相应于所述第二圆周区段（30）的圆周长度的一半。

5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其中，所述产品（2）在一行中以产品（2）之间的不同大小的产品空隙（22）输送经过所述压印辊（13）。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述压印辊（13）的旋转根据运动函数（24，25）进行控制，所述运动函数从产品空隙（22）到产品空隙（22）彼此不同。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，对于每个产品空隙（22）自动地选出适配于该产品空隙的运动函数（24，25）。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述运动函数（24，25）是不同阶的多项式函数（24，25）并且所述压印辊（13）的旋转在通过一个产品空隙（22）时根据较低阶的多项式函数（24）进行控制并且在通过另一产品空隙（22）时根据较高阶的多项式函数（25）进行控制。

9.根据权利要求1至8之一所述的方法，其中，在压印时，一个另外的压印辊（14）与所述压印辊（13）协作，这两个压印辊（13，14）是阴模辊（14）和阳模辊（13）；并且所述另外的压印辊（14）的旋转与所述压印辊（13）的旋转的同步优先在所述另外的压印辊（14）的旋转与产品（2）的输送运动（T）的同步之前进行。

10.一种折叠盒粘接机（1），其具有旋转压印装置（10）和可编程的控制装置（28），所述控制装置具有控制根据权利要求1至9之一所述的旋转压印装置（10）的程序（8）。

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