CN1249485A - 检测印刷标记的方法与设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于自动检测印刷标记的方法与设备,这些标记以规则的间隔施于材料带。本发明所依据的问题是,当分隔标记顺着与印刷标记相同的移动路径施用于印刷标记之间时,改进对印刷标记的检测。这个问题的解决,在于使印刷区段的宽度及印刷区段之间的间隔被确定,且如果宽度与间隔基本上对应于预定值,则一个印刷区段被检测为一个印刷标记。

Description

检测印刷标记的方法与设备
本发明涉及自动检测印刷标记的方法，这种标记从显示印刷标记与分隔标记的印刷区段中以规则的间隔施于尤其是包装材料所制的带子上，而分隔标记则顺着与印刷标记同样的移动路径被以规则的间隔施用。本发明还涉及执行这种方法的设备，该设备具有用于感知印刷区段的传感器，以及连接着传感器的鉴定器。
在大功率包装机的情况下，包装材料的控制尤其重要，且所用人力的程度要保持尽可能低。提供带卷形式的长材料带的包装材料，主要由包装机处理。当完工的带子用完时，就要用新带子接上完工的带子而尽可能不用手工干预。这样确保包装机继续运行。
在印刷的包装材料反复印刷的情况下，当完工的带子与新带子连接时，就必须考虑这两条带子的相对定位。这是因为如果要用带子生产一致的坯件，那么，这些坯件就必须以正确定位的方式彼此连接。为了产生正确定位的连接，材料带要配备按坯件长度间隔而印在带子上的印刷标记。检测所印刷的标记并借助检测到的印刷标记而控制连接操作的标记识读器，是为人所知的。
然而，如果分隔标记具有相似于印刷标记的轮廓，被印在印刷标记之间的这些分隔标记就同样会被已知的标记识读器错误地检测为是印刷标记。这样就可能导致包装机错误运行。
因此，本发明是以提供对印刷标记的改进检测这个问题为根据的，当分隔标记顺着与印刷标记相同的移动路径施用于印刷标记之间时，这种改进检测也以无错误的方式起作用。
为了解决这个问题，符合本发明的方法，其特征在于：各印刷区段的宽度及各印刷区段之间尤其是各个邻接印刷区段之间的间隔，是确定的，而且，如果宽度与间隔基本上对应于预定值，那么，一个印刷区段就会被检测为一个印刷标记。
为了解决这个问题而符合本发明的设备，其特征在于：鉴定器被设计得借助于传感信号可使各印刷区段的宽度及各印刷区段之间尤其是各个邻接印刷区段之间的间隔被确定，而且，如果宽度与间隔基本上对应于预定值，那么，就可使一个印刷区段被检测为一个印刷标记。
根据本发明，各印刷区段的宽度及后续的空白间隔被检测与度量，并被与输入的参照值作比较。在与参照值对应的情况下，一个印刷区段就被检测为一个印刷标记。因此，就可以可靠地分辨分隔标记与印刷标记。因此，尤其可以避免出现各印刷区段被错误地检测为印刷标记的情况。
检测过的印刷标记，被用来控制所谓拼接操作即把完工的材料带与新材料带连接的操作。在此情况下，在进行连接操作期间，材料带就被定位得使也在连接区内的各个印刷标记保持相同的间隔。
另外，借助于持续于整个操作中的印刷标记检测，就可对材料带相对于启动切断操作即启动生产坯件操作的正确行进速度，进行恒稳的监控。尤其可以抵消要进行的切割所产生的容差诱发的持续位移，这种位移可导致移离正确位置而进行切割。以此方式即避免生产次品盒子。
承载着完工的材料带和/或新材料带的带卷，其转动速度，最好依带子存放器的填充程度及被操作的机器的(转动)速度和/或带子的传送速度来计算与设定。最好还要考虑到相应带卷的直径。带卷转动速度与移送机器(removal machine)的转动速度的这种配合，具有使带子存放器的摆动偏差减小的优点。这会减小带子存放器中的摆动增速和/或惯性力，使得带子中的机械应力分布恒稳。一台驱动器即伺服电动机预定了完工带卷和/或新带卷的转速。该伺服电动机是考虑到摆动偏差和机器的转速尤其是考虑到带卷的直径而控制的，从而设定合乎要求的带卷转速。
被缠绕在带卷上的带子的余部即长度和/或带卷的直径，最好根据带卷的转速和随同带子运转的一根偏转辊的转动角度而确定，尤其要考虑到该偏转辊的圆周。也可用从带卷上拉出的一条带子的长度和/或一个同带子一道运载的运载件的位移路径来确定。在此情况下，带卷的转动角度由一个转动角度传感器感知。运转偏转辊的转动角度，同样可经由一个转动角度传感器或一个计算偏转辊转数的计数机构感知。另外，一道运载运载件上的一个传感器，可用来决定该运载件的位移路径。这些变量传到一个中央运算器上，该运算器根据变量来计算带卷的直径。该运算器同样可根据被感知的变量，计算缠绕在带卷上的带子的余部即长度。
本发明的推荐设计样，可从随附权项及图纸获知。参照附图更详细地说明本发明的一个示范实施例，在这些图中：
图1显示包装机的材料装置侧视略图；
图2显示带有印刷标记及分隔标记的材料带；
图3显示决定合要求的带卷转速的示意略图。
图1显示包装机的材料装置略图。一个完工带卷13与一个新带卷14位于带卷支架12的两端，该支架安装得可围着一根主轴11转动。在每种情况下，一条材料带已缠绕在带卷13、14上。此种材料带尤其是在生产卷烟盒的坯件及其他与卷烟包装合用的包装构件时使用。完工带卷13上的材料带15，被顺着箭头16所指方向，传送到用材料带生产盒子的那部分包装机去。
当完工带卷13正要接近完结时，完工材料带15必须连接到新带卷14的新材料带17上。这种连接操作发生于连接设备18中，该设备有一个气动操作的线性运载件19。线性运载件19上有一个夹持运载件20，它能顺着箭头21所指方向线性位移，并能顺相反方向在其虚线位置方向上移动，以便夹持新材料带17的一端。
一旦新材料带17的末端被夹住，夹持运载件20就顺着箭头21所指方向移动到其底部的实线位置处。确切的位置是由形式为光扫描仪22的传感器控制的，该扫描仪感知材料带上的印刷标记。因此，线性运载件19就把新材料带17向下抽拉到印刷标记位于某个位置的程度。形式为光扫描仪23的第二传感器感知完工材料带15的印刷标记。
偏转辊24至28把来自完工带卷的完工材料带15导引得经过第二光扫描仪23而去材料存放器32。偏转辊24把完工材料带15导引得经过新带卷14。在偏转辊25、26之间的区域里，完工材料带15基本上与新材料带17平行。
在偏转辊27、28之间安置了另一根偏转辊29，它有一个计算机构用于计算偏转辊29的转数。计算机构从所谓引发器30、31即不接触的传感器获得信号，这些信号是由计算机构算出来的。根据转数，尤其也根据转数的百分率，就可推导出传送得经过偏转辊29的材料带15的长度。在此情况下，也要考虑到偏转辊29的直径或圆周。在一个控制器(未显示)中，转数被转换为长度。所传送材料带15的长度，也可由一个转动角度传感器确定，同样也要考虑到偏转辊29的直径或圆周。
在每种情况下材料存放器32均有一排顶部偏转辊33与一排底部偏转辊34。这两排偏转辊用于补偿在偏转辊24至28之间区域内完工材料带15在传送移动中的减速，例如当完工材料带15与新材料带17连接时的减速。为了确保这种补偿，底部那排偏转辊34被安置得能被调节高度。这种位移能力，使得材料存放器32可接纳不同的材料带长度。也可替换为使顶部那排偏转辊能被调节高度。同样也可均以可调节高度的方式将顶部那排与底部那排偏转辊33、34定位。情况终究是改变顶部那排偏转辊33相对于底部那排偏转辊34的定位。
当完工材料带15与新材料带17连接时，新材料带17处于已被线性运载件19往下抽拉并与被检测了的印刷标记对齐的位置。完工材料带15被减速或止动得确切地说是使完工材料带15上被检测了的印刷标记，处于相对于新材料带17的印刷标记的一个适当位置。随着印刷标记此种对齐，完工材料带15与新材料带17就一条位于另一条之上，并被连接或粘合。
另一个引发器35位于夹持运载件20上，它用于确定线性运载件19上夹持运载件20的确切位置。夹持运载件20的位移路径S，可由为夹持运载件20而确定的位置来确定。另外，在每种情况下，在带卷支架12的每一端-在完工带卷13与新带卷14二者上，均有一个转动角度传感器。各个带卷的转动角度，可借助于上述转动角度传感器而感知。新带卷14的转动角度标示为。带卷直径可借助于由夹持运载件20所经过的位移路径与新带卷14的转动角度来计算。带卷直径由两倍度量长度除带卷的转动角度得出，即：
带卷直径＝2·位移路径S/转动角度
图2说明正确的印刷标记的自动检测情况，并显示带有印刷标记37至39的材料带36。分隔标记40至42位于印刷标记37至39之间，且上述分隔标记被视为印刷区段。在每种情况下，虚线表示一个坯件的开始与结束。
本发明可从印刷区段中“过滤出”构成印刷标记的那些印刷区段。在此情况下，正确的印刷标记37至39经由两个指标而被自动检测。一方面是印刷区段的宽度43被度量，另一方面是两个印刷区段之间的间隔44被度量。这种间隔与宽度借助于光扫描仪22、23而确定，且度量了的值被送给鉴定器。鉴定器先前已得到关于一个印刷示记的宽度和一个印刷标记与一个分隔标记之间间隔的参照数据。鉴定器比较量得的宽度与先前输入的宽度及量得的间隔与先前输入的间隔，且如果所比较的值基本符合就发出一个对应信号。所发出的这个信号就表示检测到印刷标记。这些测量，可仅用于启动对两条材料带的连接操作时进行，或可长久地贯穿于装配/包装机尤其是材料装置10操作过程中进行。
这种方法，也可使印刷标记在分隔标记40至42按移动方向来看也安置在印刷标记37至39之间时被以可靠的方式正确检测。此时分隔标记很可能同印刷标记一样宽，然而却可用可靠的方式辨别分隔标记与印刷标记，因为除了宽度之外，印刷区段之间的间隔也在考虑之列。
借助于对印刷标记的自动检测，就可在整个松卷操作中监控印刷标记。借助于所述方法，即使在持续的装配操作中，也可使正确的印刷标记被识别出来。一旦一个印刷标记被识别，就可跟上下一个所要求的印刷标记，并以一个坯件长度的间隔进行检测。
图3说明用于驱动活动带卷的带卷转动速度，该活动带卷使材料带从它直接喂送给清料包装机。在图1中，这个带卷是完工带卷13。活动带卷由一台电机(未显示)驱动。该带卷的转动速度在此情况下是由驱动器而预定的。此带卷速度由底部方块45表示。
带卷转动速度45与摆动偏差及机器转动速度有关，摆动偏差表示为方块46，而机器转动速度表示为方块47。在此情况下，摆动偏差是指材料存放器32偏离正常填充程度的偏差，而机器转动速度是指包装机相对于位于包装机中的转动基准轮的转动速度。机器转动速度通常与包装机区域中即尤其是材料存放器32下游区域中的材料带传送速度有关。
与所要求的带卷转动速度相一致而控制带卷驱动的这种方法，使得带子存放器的摆动偏差减小，和/或使得材料存放器32的摆动得到调整。这样就达到更均匀的带子应力分布，因为减小摆动偏差，会使摆动增速及惯性力变得更小。
除了摆动偏差与机器转动速度之外，也可让当时的带卷直径，包括在带卷转动速度的计算中。这样就导致转动速度与移送机器的配合，考虑到当时的带卷直径与两个比例因数(因数1、因数2)，符合下列公式：
带卷转动速度＝因数1/带卷直径·(机器转动速度+因数2·摆动偏差)
在此情况下，借助于下列公式计算带卷直径：
带卷直径＝偏转辊转数·偏转辊圆周/带卷转动角度
在所述例子中，所确定的带卷直径，可用于下述操作。首先，借助于带卷直径，可预测完工材料带的结束，且相应地可在完工材料带刚运行之前就开始拼接操作。其次，借助于带卷直径，可将带卷转动角度转换为一条材料带的长度。第三，借助于带卷直径，可使带卷转动速度适应移送机器的转动速度。
因此，带卷直径的确定，就允许有一个大范围的应用领域。尤其是与符合本发明的印刷标记检测合用时，就可使完工材料带与新材料带有效而无破坏地连接。

Claims (10)

1.自动检测印刷标记(37、38、39)的方法，这些标记从显示印刷标记(37、38、39)与分隔标记(40、41、42)的印刷区段中以规则的间隔施于尤其是包装材料所制的带子(15、17)上，而且分隔标记则是顺着与印刷标记(37、38、39)同样的移动路径以规则的间隔施加，这种方法的特征在于：各印刷区段的宽度(43)及各印刷区段之间尤其是各个邻接印刷区段之间的间隔(44)，是确定的，且当宽度(43)与间隔(44)基本上对应于预定值时，一个印刷区段就作为一个印刷标记(37、38、39)被检测。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：借助于一个检测了的印刷标记(37、38、39)，启动完工带子(15)与新带子(17)的连接操作，使得完工带子(15)与新带子(17)以正确定位的方式连接，从而也使得在连接区域内，印刷标记(37、38、39)的间隔对应于印刷标记(37、38、39)的规则间隔。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：缠绕在带卷(13、14)上的带子(15、17)的余部即长度，和/或带卷的直径，是根据带卷的转动角度()和随同带子运转的一根偏转辊的转动角度而确定的，尤其要考虑到该偏转辊的圆周，或根据一条从带卷(13，14)拉出的带子的长度和/或根据同带子一道运载的运载件(19、20)的位移路径来确定，尤其是利用将所测量到的带卷的转动角度值()转换为带子长度的带卷直径。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于；在连接和/或尤其是在完工带子上切割时的点，是根据带卷的转动角度()和随同带子运转的一根偏转辊的转动角度而确定的，尤其要考虑到该偏转辊的圆周，或根据一条从带卷(13、14)上拉出的带子的长度和/或一个同带子一道运载的运载件(19、20)的位移路径来确定。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：为完工带子或新带子设定的转动速度，根据带子存放器(32)的填充程度和被操作的机器的(转动)速度和/或带子的传送速度来计算，带卷的转动速度尤其要根据相应带卷的直径来计算。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在连接操作开始时，带子存放器(32)基本上是完全存满的。
7.用于检测印刷标记(37、38、39)的设备，这些标记从显示印刷标记(37、38、39)与分隔标记(40、41、42)的印刷区段中以规则的间隔施于尤其是包装材料所制的带子(15、17)上，而分隔标记则是顺着与印刷标记同样的移动路径以规则的间隔施用，这种设备具有用于感知印刷区段的传感器(22、23)，并有一个连接着传感器(22、23)的鉴定器，这种设备的特征在于：鉴定器设计得借助传感信号能确定印刷区段的宽度(43)及各印刷区段之间尤其是各邻接印刷区段之间的间隔(44)，且如果宽度(43)与间隔(44)基本上对应于预定值，则一个印刷区段可被检测为一个印刷标记(37、38、39)。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于：它连接着一个用于把完工带子(15)与新带子(17)连接的设备，使得完工带子(15)与新带子(17)能以正确定位的方式连接得让也在连接区域内的印刷标(37、38、39)形成与印刷标记(37、38、39)的规则间隔一致的间隔。
9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于：在每种情况下均配置一个用于感知完工带子(15)与新带子(17)上的印刷区段的传感器。
10.根据权利要求7所述的设备，其特征在于：它用一个转动角度传感器度量缠绕了带子(15、17)的带卷的转动角度()，用一个转动角度传感器度量随同一条带子(15、17)尤其是完工带子(15)运转的一个偏转辊(29)的转动角度()，和/或用一个计算机构计算偏转辊(29)的转数，且用一个传感器(35)感知从带卷(13、14)拉出的一条带子的长度和/或感知随同带子(15、17)一道运载的一个运载件(19、20)的位移路径。
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