CN1944209B - 在加工机器中定位薄扁平物品的方法 - Google Patents

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Abstract

在加工机器(1)内定位薄扁平物品(10)的方法，该机器包括用于定位这些物品在属于传送带(30)的多个夹持件(31)内的插入件(20)，传送带牵引它们断续地通过顺序的工位(3，4，5)。该方法包括对每个夹持件(31)计算这些零件相对于基准位置的定位距离的变化、将这些变化分配给相应的夹持件(31)、以及将它们编入控制器(40)的主程序以改进薄扁平物品(10)在夹持件(31)内的定位。

Description

在加工机器中定位薄扁平物品的方法
技术领域
本发明涉及在加工机器中定位薄扁平物品的方法。
背景技术
这些机器尤其用在印刷和包装工业中，例如用于从例如预印刷的纸张的薄扁平物品制造纸板。从位于机器上游的一叠拿取这些纸张并由插入器将这些纸张通过进入插入工位，以致它们能够被定位在以有规则的间距连接于随后的循环链条装置的诸夹持杆中。循环链条装置使纸张通过机器的多个后继的加工工位。这些工位通常剪切纸张、排出切屑、以及将这些纸张收集成一叠。
在断续输送中，链条装置以这样一方式周期地运动和停止：在每次运动期间，夹住一张纸的所有夹杆从一工位运动到下游的下一个工位。如果要求较好质量的印刷或生产，在多个顺序的工位中纸张的定位是最重要的操作。如果要剪切印刷的纸张，将实现的是在剪切工位必须以高精度对纸张定位：必须仔细地保证剪切工具、例如平床模压机的刀坯、与先前印刷在纸张上的图像完全对齐。
专利CH690470叙述了关于保证用于生产包装材料的压机的产品质量的装置。为了该目的，该装置包括被设计成不仅读出与印刷有关的标号而且读出设计成为用于剪切位置的基准的标记的摄像机。这些标号位于被夹持杆保持的纸张的前未充分利用部分上。由连接于剪切工具的穿孔器产生剪切标记。该穿孔器在纸张正被剪切的同时在该纸张的前未充分利用部分中产生一孔。进一步下游的另一装置对由摄像机识别作为次品的纸张做标记，即纸张带有在印刷图像和剪切之间的公差外的偏差。
在专利EP 448943中，提到由所谓“浮动”连接系统在它们的端部将它们连接于传送带的链条的诸夹持杆。这些连接系统允许各夹持杆在一位置瞬时地被停止和不动，这位置由机械夹持系统以及夹持杆和链条装置之间的弹性浮动在各工位中严格确定。依靠这一系统，薄扁平物品在它插入夹持杆的时刻和在其中该系统能够用于保持该杆与该工位的刀具完全对齐的各加工工位处能够以高精度被定位。
但是，这一系统具有缺点，没有任何一个可以应用于所有机器，或者没有任何一个是能够装配到某种类型的机器、特别是处理波纹板的机器的最适当的系统。
专利EP 1 044 908涉及关于在插入工位定位薄扁平物品的装置和方法。从位于一后开始位置的架子起始，该方法在于接合装置，该装置将薄扁平物品固定在架子上，然后引起致动器使它在该架子上的薄扁平物品的位置的基础上向前运动。其结果，使该薄扁平物品的前边缘朝前运动、停止、然后在该架子最后返回到起始位置之前在传送装置的夹持杆的夹子中的预定位置中被释放。为了允许该架子向前运动适当距离，如果必要的横向地或倾斜地，光电装置读出薄扁平物品的位移座标，以及进行必要的运动，以便将它正确地定位在夹持杆内。
虽然在它的最初开始位置的基础上对在夹持杆中的薄扁平物品的定位进行了优化，然而在装备有这些装置的诸机器中、在这些物品上的印刷的图像和执行的剪切之间发现了很明显的可见误差。尽管已从由光电装置适当地读出的有关印刷的标记正确地计算了薄扁平物品的位置，但是这些误差、横向的和纵向的、持续存在。
发明内容
本发明的目的是克服、至少部分地、上述缺点，以便改进薄扁平物品在夹持件中的定位。尤其，该目的是保证在机器的多个顺序的工位中在这些物品上执行的诸不同操作之间没有对齐误差。
为此，本发明涉及在加工机器中定位薄扁平物品的方法，该机器包括一插入件，该插入件用于将这些薄扁平物品定位在属于一传送带的多个夹持件中，所述传送带断续地牵引所述夹持件通过顺序的工位，所述插入件由遵循一主程序的一控制器控制，该方法包括针对每个夹持件计算这些夹持件相对于一基准位置的定位距离中的变化，将这些变化分配给相应的诸夹持件，以及将这些变化编入控制器的主程序，以便改进诸薄扁平物品在诸夹持件中的定位。
附图说明
通过阅读附图中所示的、不意味着限制性的实施例，将会清楚地理解本发明，在附图中：
图1是由夹持杆传送薄扁平物品通过的加工机器的示意图；
图2是朝然后将要夹持它的夹持杆运动的薄扁平物品的前边缘的示意平面图。
具体实施方式
为了在以下叙述中避免任何混淆，将以附图中箭头D所示的薄扁平物品的运动方向定义术语“上游”和“下游”。这些物品在被周期停顿所中断的运动中大体遵循机器的主轴线x从上游运动到下游端。并且，应注意将相对于该主轴线x定义形容词“纵向的”和“横向的”。
图1示出了加工机器1的总示意图，在该机器中能够应用本发明的方法。该机器包括一系列加工工位，这些工位通常包括插入工位2、接着是剪切工位3、排出废料工位4和接收工位5。可以按照在该薄扁平物品10上要执行的生产操作的复杂程度改变加工工位的数量和类型。
在插入工位2中，诸物品被放置成一叠11。它通常被压靠于对于这些物品也起到前止动件作用的定位件6。由于在定位件6的底部留有间隙，能够由插入件20从该叠一张一张地取出该物品。该装置将每个物品插入属于传送带30的夹持件31，如图2更清楚地所示。该传送带通常包括链条装置32，在链条装置的诸链条之间是多根夹持杆，每根夹持杆起到用于薄扁平物品10的夹持件31的作用。
链条装置32周期地运动和停止，以致在一运动期间各夹持件31从一工位向下游运动到另一工位。夹持件停止的位置由运动一恒定距离的链条装置确定。这距离对应于在链条装置上这些零件的理论节距。加工工位2、3、4和5被设置在相同节距处的固定距离处，以致在每次停止时夹持件31与这些工位的工具对齐。
参阅图2，该图以俯视示意图示出了由插入件20使其朝夹持杆运动的薄扁平物品10的下游部分。这一插入件例如可以是真空板21。该真空板吸取该叠11的最底部的薄扁平物品，使它在定位件6之下滑动，以及将它放置在由夹持件31的夹子所夹持的限定位置中。插入件20的路径取决于在该叠的底部处薄扁平物品10的最初位置。该位置由直接位于定位件6的下游的第一传感器7检测(图1)。一对该传感器将较佳地被设置在其上薄扁平物品通过的平面之上，以及另一对在之下。用这种布置，可以读出用于对齐形成在薄扁平物品的纸张正面或反面上的印刷图像的印刷标记12(图2)。该标记通常被制在它的前端、即是在由夹持件为夹住该薄扁平物品所使用的前未充分使用的部分上。
一旦所述第一传感器7检测到薄扁平物品的初始位置，该位置就立即被传送到控制器40，用于计算插入器20的路径。已知夹持件31在插入工位内的停顿的理论位置，从而控制器能够算出插入件的运动(侧向、纵向或斜向)的参数值，以便后者在它的最初起始位置的基础上正确地使夹持件中传送的薄扁平物品前进。在也能使控制器40控制插入件20的一主程序中进行该计算。
通过夹持件牵拉进入剪切工位3，然后由对应于要求生产、例如生产多个某形状的箱体的展开形状的模子剪切该薄扁平物品。在该工位内，或在一个或多个下一步的工位中，也能够执行其它操作，例如折叠线的压印、某些表面的凸起和/或从金属化条施加特色。为了生产高质量产品，所有这些操作必需在相互完全对齐的状态下进行，在其中事先对所加工的薄扁平物品已进行过印刷的情况下它们的对齐还必须与所印刷的图像对齐。
尽管使用了所述主定位程序，然而发现在这些操作和存在于薄扁平物品上的印刷图像之间的对齐误差。还观察到例如在链条装置开始老化或受到堵塞所造成的冲击时通常产生这受挫的问题。从以下叙述将理解这些对齐误差的原因。
在两个相继的夹持件31-在该情况中两个相邻的夹持杆-之间的距离应该是常数，并对于传送带的全部夹持件相等。例如当链条装置是新的时或当它被安装到的机器是新的时，是这情况。但是，由于多种原因，这距离可以运行的时间而变化，或响应于多种事件而突然变化。这变化还可能是不规则的，在诸夹持件之间产生不同的距离。检查所有这些原因之后，发现磨损、冲击或传送带温度的过度变化是产生这些变化的根本原因。尽管它们在薄扁平物品上进行的操作的对齐上产生有害影响，但是从来没有考虑这些变化。
当传送带和/或夹持件达到某正常的磨损程度时，它们的组成部分具有进一步分离和进一步偏离制造或构造它们时的原始公差的趋势。链条装置通常将趋于伸长，这样改变了诸夹紧杆的初始节距。但是，这缺陷不仅产生在纵向，也产生在相对于机器主轴线X的横向或斜向，冲击、应力或重急拉能够延伸链条
装置的链节或产生一根或多根夹持杆的初看不可觉察的位移。
因为传送带30内夹持件31的定位中的诸缺陷上互不同，所以重要的是对这些零件的每一个确定对应于相对于它的初始基准位置的它的位置误差的变化。
利用本发明的主题，它变成可以在操纵插入件20的控制器40中考虑这些变化，因此纠正系统误差和改进在每根夹持件中的薄扁平物品的定位。
所产生的定位方法的第一主要步骤是对每个夹持件31计算在多个加工工位2、3、4、5中这些零件的定位距离中的变化。例如相对于在笛卡尔参考系统中的座标内的已知基准位置定义这些变化。为此目的，如图2所示，固定于夹持件的至少一个基准点33的位置将被测量。易于利用如图1所示的至少一第二传感器8能够取得该读数。
通过将该读数与基准位置比较，将确定在定位距离中的变化。能够由至少一个数值、较佳地由所述笛卡尔座标系统所定义的一对数值对该变化定量，在该情况下，通过缺陷所采取的原始值在相同系统中有利地定义基准位置。
在较佳实施例中，在加工薄扁平物品10之前的初始阶段的过程中执行所述变化的计算。这初始阶段通常可能发生在例如装备期间对机器初始化时。在该初始阶段期间将使传送带30在机器中运行一整圈，以致所有的夹持件31能够在第二传感器或诸传感器8之下通过。这样，各夹持件的定位距离的变化的确定仅仅被进行一次。但是，可以是可取的是读取若干反复的读数，以便使夹持件的测量位置是各基准点33的一次以上的读数的平均值。通过在初始化阶段使传送带30运行一圈以上能够得到这一结果。
在所注视的执行过程中，当夹持件处于运动中时而不是当它们处于静止时读取读数。对此的原因是简单的：当它在所讨论的工位内处于静止时在机器内部、在夹持件之上空间太小而不能安装第二传感器8。
当以这方式“在飞行上”读取读数时，还注视到考虑了若干附加参数、例如在读取瞬时夹持件31的速度和加速度、正值或负值。这些值将使例如夹持件的惯性和所产生的弹性变形的因素被考虑到。通过与如果它是在静止时读取的它应该有的值比较，对读数值稍许修改，这些附加参数较佳的被结合进入在剪切工位3内的夹持件31的定位距离的变化计算中。
本发明方法的第二主要步骤是对于每个相应的夹持件分配所述的计算变化。分配它们的一方式可以是与夹持件的基准的一系统关联地储存这些距离变化的数值。这一基准系数将具有识别各夹持件和将各夹持件与其它夹持件进行区分的目的。该系统可以是相对的或绝对的。在相对系统情况下，足以知道传送带30中夹持件的数量和以第二传感器8所检测的第一夹持件开始递增地对这些零件编号。在绝对系统的情况下，将用对于每个夹持件独特的永久的识别号对该件识记。因此这第二方案要求对每个零件标记，这在基准的第一系统中是有利地不必要的。通过使用这些系统的一个或另一个，对于每个夹持件可以在控制器中收集和存储至少一个距离变化。
所述方法的第三主要步骤是在控制器的主程序中编入夹持件的位置距离中的变化，以便改进夹持件中薄扁平物品的定位。这编入允许所计算的变量所产生的初始使用，以及甚至使用为补偿各夹持件的所观察到的位置误差必须考虑的相应的校正值。以这方式控制器将能够修正在插入件20的每次行程的终端处它必须到达的位置座标(由第一传感器7初步确定)。
关于它的最后步骤，本发明的方法还能够包括通过测量至少两个生产标记的相对位置检查各薄扁平物品的定位。设置在剪切工位3下游的在薄扁平物品10沿着其通过的平面的两侧上的一第三传感器9、较佳地至少一对传感器9能够进行该检查。
为了该目的，注视到在薄扁平物品的前未充分利用的部分内产生至少一个剪切标记13，较佳地离印刷标记12不远。在本发明的方法中，剪切标记13较佳地在薄扁平物品中是切开线。可以由仅仅为此目的设置的刀片产生一个或多个切开线，如图2所示。这些切开线出现在薄扁平物品上作为一简单的剪切线，以及由在相应工位中的剪切操作同时产生。产生很细的剪切标记13的该加工具有不产生废料的优点，不像至今通过穿孔产生剪切标记。
剪切标记13和印刷标记12起到由相同的传感器9通过在某一距离处的阅读窗口能够阅读的生产标记的作用。当将该诸标记联系在一起时，它们能够用于评定各薄扁平物品的制造质量。使用这些传感器9的至少两个还可以检测例如在印刷和剪切操作之间平行度的任何缺陷。
如果诸第三传感器9的一个检测到这一缺陷或两个不同的生产标记之间有太大的分离，该有缺陷的薄扁平物品例如能够被送到专门为此目的在下游设置的排出工位。这一工位(在图1中没有示出)将能使有缺陷的薄扁平物品由与接收工位5的操作相同的已知操作排出。但是，这并不排除一旦它们到达接收工位用手去除有缺陷物品的可替换选用的方法。
或者，本发明的方法还可以收集用于统计目的的数据。关于夹持件的位置变化的测量的信息、以及两个生产标记12、13的相对位置的公差外误差和测量可以写到例如关于这些数据的随后使用的数据文件内。
再有利地，该方法可以延长传送带30的使用寿命，这是因为被磨损的链条传动的强度通常保持得足够充分，它的某些部分的伸长以前意味着必须周期地调换它的全部零件，以保持和保证较高质量的生产。现在，随着考虑夹持杆节距中的可能变化，能够延长这一链条传动的工作寿命而不降低输出的薄扁平物品的质量。
本发明的另一优点是该方法可以用于代替为锁定通过浮动连接系统连接于传送带的夹持件而采用的先前技术的机构。因此，它变得可以省去那些较复杂的和昂贵的、并且必须装配到全部夹持件的机构。
最后，应该指出夹持件31的位置变化的所取得的读数可能是同样地由于纵向的、横向的或斜向的定位误差。对应于夹持件的斜向定位的误差可能是一根链条的相对另一根链条的不同伸长的结果、或者两根链条的一根链条的诸传动部分的不正常磨损的结果。在这情况下，薄扁平物品采取一跟随的位置，对于该位置本发明的主题在夹持件中的这些物品的定位期间能够进行完全地补偿。

Claims (9)

1.在一加工机器(1)中定位薄扁平物品(10)的方法，该机器包括一插入件(20)，该插入件用于将这些薄扁平物品(10)定位在属于一传送带(30)的多个夹持件(31)中，所述传送带断续地牵引所述夹持件通过顺序的工位(3，4，5)，所述插入件(20)由遵循一主程序的一控制器(40)控制，该方法的特征在于，它包括针对每个夹持件(31)计算这些夹持件(31)相对于一基准位置的定位距离中的变化，将这些变化分配给相应的诸夹持件(31)，以及将这些变化编入控制器(40)的主程序，以便改进诸薄扁平物品(10)在诸夹持件(31)中的定位。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过测量固定于各夹持件(31)的至少一基准点(33)的位置以及将这测量位置与所述基准位置进行比较来执行所述变化的计算。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在加工所述薄扁平物品(10)之前的一初始阶段期间执行所述对诸变化的计算。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述测量的位置是对一给定夹持件(31)的所述基准点(33)的位置的若干读数进行平均的结果。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在诸夹持件(31)处于运动中时取得所述诸读数。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，关于诸夹持件(31)的所述运动的速度和加速度值产生附加的诸参数，将这些附加参数编入对所述诸距离变化的计算中。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过储存与诸夹持件(31)的一基准系统相关的这些变化，从而进行将诸距离变化分配给诸夹持件(31)的工作。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，诸夹持件(31)的所述基准系统是一相对系统，该相对系统是所述传送带(30)的诸夹持件(31)的数量的一函数。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，作为一最后步骤，通过测量至少两个生产标记(12，13)的诸相对位置来检查诸薄扁平物品(10)的所述定位，两个生产标记的至少一个由在一先前工位(3)中在该薄扁平物品(10)中的一切开线所产生。
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