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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung
der Verarbeitungsgeschwindigkeit einer Papierhandhabungsanlage,
in der Güter
unter Verwendung zumindest eines Transportmechanismus bewegt werden,
und auf eine Papierhandhabungsanlage, wobei die Güter in der
Papierhandhabungsanlage einzeln oder in Gruppen bewegt werden. Insbesondere
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur automatischen
Regelung der Verarbeitungsgeschwindigkeit von Kuvertierern bzw.
Briefhüllenverarbeitungssystemen
und Nachverarbeitungssystemen sowie auf die Speicherung der durch
die Regelung ermittelten Parameter zur erneuten Verwendung.
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Im
Stand der Technik sind Papierhandhabungssysteme bekannt, bei denen
bereits die Möglichkeit
besteht, Geschwindigkeiten in einzelnen Modulen, sofern das System
modular aufgebaut ist, oder in dem gesamten System fest zu beeinflussen
bzw. zu steuern. Die Notwendigkeit besteht beispielsweise bei der
Verarbeitung von schwierigen Gütern,
die zur Produktion anstehen, z.B. Güter mit einer geringen Papiergrammatur,
einer glatten Oberflächenbeschaffenheit,
gewichtigen Beilagen bzw. schwerem Füllgut und ähnlichem. Um eine sichere Verarbeitung
innerhalb der Gesamtanordnung zu gewährleisten, ist hierbei die
Herabsetzung bzw. die Anpassung der Transport- und Weiterverarbeitungsgeschwindigkeiten
und/oder der Taktzyklen, mit denen die einzelnen Module arbeiten,
notwendig. Ferner wird hierdurch eine hohe Effizienzleistung des
Systems erreicht. Herkömmlicherweise
wird dies auf die folgenden Arten bewerkstelligt.
- • eine erste,
bekannte Vorgehensweise besteht in einer einfachen Ansteuerung der
Motordrehzahl eines oder mehrerer Motoren in dem System bzw. in
dem Modul. Hier wird im Regelfall an der Komponente, also dem Motor,
die Steuerung durch eine direkte Eingabe der erforderlichen Parameter durchgeführt. Solche
Veränderungen
können
beispielsweise über
digitale Eingabewerte, z. B. bei Servomotoren, oder über den
Einsatz von Reglern, beispielsweise Schiebereglern, z. B. zur Veränderung
der Betriebsspannung des Motors, erreicht werden. In der Praxis
handelt es sich hierbei meist um fest vorgegebene, fixe Einstellungen,
die verändert
werden können,
wobei eine solche Veränderung
jedoch durch das Bedienpersonal durchgeführt wird.
- • eine
zweite Möglichkeit
besteht in der Veränderung
der zeitlichen Steuerung (des Timings) der in dem System bzw. in
dem Modul verwendeten Lichtschranken, die zur Erfassung der Präsenz eines
zu verarbeitenden Gutes dienen. Durch die Anpassung des Timings
wird das Anforderungsverhalten und das Verzögerungsverhalten der getaktet
arbeitenden Handhabungsstationen für den Transport der Güter gesteuert.
Diese Anpassung ermöglicht
eine Verkürzung
bzw. Verlängerung der
Taktzyklen, jedoch ergibt sich keine Veränderung der eigentlichen Transportgeschwindigkeit. Dennoch
ergibt sich eine Art geregelte Geschwindigkeit des Gesamtsystems
als eine Folge der veränderten
Taktzykluswerte. Auch hier erfolgt die Eingabe der Werte in aller
Regel über
digitale Werte an Bedienteilen mit Anzeige oder an einer zentralen,
PC-gestützten
Bedieneinheit und erfolgt im Regelfall durch das Bedienpersonal
der Anlage.
- • eine
weitere, im Stand der Technik bekannte Möglichkeit besteht in einer
Kombination der oben beschriebenen Ansätze, also in einer Kombination
der Drehzahlregelung mit einer Anpassung des Timings. Hierbei lässt sich
bereits ein technischer Vorteil gegenüber den oben beschriebenen, isolierten
Ansätzen
erzielen, da durch die herabgesetzten Anforderungszeiten im Normalfall durch
eine entsprechende logische Verknüpfung die zugehörige Geschwindigkeit
ebenso herabgesetzt werden kann. Diese Kombinatorik wird in der Praxis
durch eine entsprechende Steuerungslogik innerhalb eines einzelnen
Moduls oder des Gesamtsystems umgesetzt, wobei jedoch die Ansteuerung
wiederum über
die Eingabe entsprechender digitaler Steuerwerte an den Bedienteilen mit
Anzeige oder an der zentralen, PC-gestützten Bedieneinheit über Schieberegler
und ähnliches erfolgt,
wiederum durch das Bedienpersonal.
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Die
Nachteile der oben beschriebenen Ansätze liegen auf der Hand. Alle
Verfahren stellen keine wirkliche Regelung dar, sondern im Sinne
der Regeltechnik eine Steuerung mit fest vorgegebenen bzw. fixen
Werten, ohne dass Rückstellwerte,
Sollwerte und ähnliches
im Sinne eines geschlossenen Regelkreises beachtet würden. Bei
allen Ansätzen handelt
es sich tatsächlich
um einen offenen Regelkreis, bei dem stets dem Bediener zugemutet
wird, die optimalen Einstellungen für den Verarbeitungsprozess
zu ermitteln bzw. vorzugeben.
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In
diesem Zusammenhang ergeben sich eine Vielzahl von Nachteilen, wobei
hier lediglich einige Hauptnachteile genannt seien. Es stellt sich
die Frage, nach welchen Vorgaben die Einstellungen an den Anlagen überhaupt
durchzuführen
sind, ferner stellt sich die Frage, wo und in welchen Bereichen des
Moduls oder des Systems solche Einstellungen tatsächlich vorgenommen
werden müssen,
wer die Verantwortung für
die Richtigkeit der Einstellungen trägt, wer überhaupt den Zugang zu den
Einstellmöglichkeiten
hat und wie diese Zugangsmöglichkeiten geregelt
sind. Ferner stellt sich die Frage, wie sich der Nutzen im Hinblick
auf die für
den Prozess optimalen Einstellungen quantifizieren und festlegen lässt.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Papierhandhabungsanlage
zu schaffen, die unter Vermeidung der oben dargelegten Nachteile
eine optimale Verarbeitung von Gütern
in einer Papierhandhabungsanlage ermöglicht, ohne dass die erforderlichen
Parameter durch einen Bediener eingegeben werden.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch eine
Papierhandhabungsanlage gemäß Anspruch
15 gelöst.
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Die
vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Verarbeitung von
Gütern
in einer Papierhandhabungsanlage, wobei die Papierhandhabungsanlage
basierend auf einer Job-Beschreibung
eingestellt ist, um eine vorbestimmte Anzahl von Gütern innerhalb
einer vorbestimmten Zeitdauer bzw. innerhalb eines vorbestimmten
Zeitintervalls zu verarbeiten, wobei das Verfahren folgende Schritte
aufweist:
- (a) Erfassen der Anzahl von Gütern, die
während der
vorbestimmten Zeitdauer bzw. des vorbestimmten Zeitintervalls durch
die Papierhandhabungsanlage verarbeitet werden;
- (b) falls die erfasste Anzahl von Gütern größer oder gleich der vorbestimmten
Anzahl von Gütern ist:
- (b.1) Erhöhen
der Geschwindigkeit, mit der die Güter in zumindest einem Abschnitt
der Papierhandhabungsanlage verarbeitet werden, um einen vorbestimmten
Erhöhungsbetrag,
und
- (b.2) Setzen der vorbestimmten Anzahl von Gütern gleich der erfassten Anzahl
von Gütern;
- (c) falls die erfasste Anzahl von Gütern kleiner der vorbestimmten
Anzahl von Gütern
ist:
- (c.1) Erfassen, in welchem der Abschnitte der Papierhandhabungsanlage
während
der vorbestimmten Zeitdauer ein Fehler aufgetreten ist,
- (c.2) Bestimmen zumindest eines Anlagenparameters und/oder zumindest
eines Gutparameters, die beim Auftreten des Fehlers vorlagen, und
- (c.3) basierend auf den im Schritt (c.2) bestimmten Parametern,
Einstellen zumindest eines Anlagenparameters zumindest eines Abschnitts
der Papierhandhabungsanlage und/oder Absenken der Geschwindigkeit,
mit der die Güter
in einem Abschnitt der Papierhandhabungsanlage verarbeitet werden,
um einen vorbestimmten Absenkungsbetrag; und
- (d) Wiederholen der Schritte (a) bis (d) während der Job verarbeitet wird.
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Die
vorliegende Erfindung schafft ferner eine Papierhandhabungsanlage
zur Verarbeitung von Gütern,
die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet.
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Die
oben dargelegte Aufgabe wird durch die Schließung des Regelkreises zur Regelung
eines Papierhandhabungssystems bzw. eines Moduls eines Papierhandhabungssystems
erreicht. Durch die Schließung
des Regelkreises wird zum einen sichergestellt, dass über die
eigenständige
Ermittlung, Einstellung und Abspeicherung der optimalen Parameter
durch das Modul bzw. durch das System eine höchstmögliche Effektivleistung im
Einsatzbetrieb mit unterschiedlichem Material von Job zu Job erzielt werden
kann. Zum anderen wird der mögliche
Einfluss auf die Gesamtleistung des Moduls bzw. des Systems durch
den Bediener reduziert, wobei gleichzeitig die Gesamtbedienbarkeit
und der Gesamtbedienaufwand erleichtert wird, ohne dass damit ein Verlust
der Kontrolle über
die Gesamtverarbeitung, mit der Möglichkeit der Überwachung
der Prozesse, einhergehen würde.
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Durch
den erfindungsgemäßen Ansatz
wird die bisherige, herkömmliche
Vorgehensweise vermieden, bei der zwar eine Anpassung in Teilbereichen
der einzelnen Prozesse, z. B. innerhalb des Moduls oder innerhalb
des Systems, möglich
war, jedoch ohne automatische Korrektur. Erfindungsgemäß werden
somit mühsame
Versuche (Trial-And-Error-Vorgänge)
vermieden und damit einhergehend der hierfür erforderliche Zeitaufwand
und Stress für
das Bedienpersonal. Zwar waren die durch das Bedienpersonal vorgenommenen
Parameterveränderungen
in der Verarbeitung durchaus sinnvoll und hilfreich, jedoch stellt
der erfindungsgemäße Ansatz
gegenüber
diesen als offenen Regelkreis ausgebildeten Ansätzen eine deutlich effektivere
Vorgehensweise dar. Durch die automatische, systemimmanente Identifizierung
der Parameter durch das Modul/System in Abhängigkeit des zu verarbeitenden
Jobs (Auftrag) wird eine geregelte Geschwindigkeit bzw. ein geregelter
Takt schneller, sicherer und dauerhaft wiederholbar ermittelt, ohne
dass dies von den Fähigkeiten
des Bedienpersonals abhängen würde.
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Erfindungsgemäß wird eine
Reduzierung von Haltevorgängen,
sog. Stopps, die stets eine mögliche
Ursache für
eine Beschädigung
des Gutes oder gar eine Zerstörung
des Gutes darstellen, eine Reduzierung des Verschleißes, eine
Erweiterung des Anwendungsspektrums, für eine optimale Geschwindigkeit
der Verarbeitung innerhalb des Moduls/Systems bei maximaler Effektivität erreicht,
unabhängig von
einem Eingreifen einer Bedienperson.
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Erfindungsgemäß kann sich
das gesamte System selbständig
regeln, wobei vorzugsweise alle Zugänge zu den entsprechenden Parametern,
sei es an den Bedienteilen oder an einer zentralen, PC-gestützten Bedieneinheit,
nur dem Servicepersonal zugänglich
sind, also nicht dem Bedienpersonal, wobei gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
die entspre chenden Bereiche mittels einer entsprechenden Verschlüsselung
gesichert sind.
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Insbesondere
wird durch ein Speichern der Ergebnisse der Einstellungen die erneute
Durchführung
desselben Jobs (Auftrags) verbessert, da nun als Ausgangspunkt bereits
während
des Betriebs erhaltene (im Zeitpunkt der letzten Ausführung des
Auftrags im wesentlichen optimale) Parameter vorliegen. Ausgehend
von diesen vorliegenden Parametern kann die Anlage nunmehr für die erneute
Durchführung
des Auftrags eingestellt werden. Die in einem Job ermittelten Idealgeschwindigkeiten
und Idealtakte werden protokolliert und beim Wiederaufruf des abgelegten
Jobs wieder als Parameter für
jede einzelne Komponente zur Verfügung gestellt werden, wobei
sich hier bei einer anderen Zusammensetzung des Jobs eine entsprechende
selbständige
Regelung während
des Betriebs einstellt. Der Vorteil dieser Vorgehensweise besteht
darin, dass das System in einen Anfangszustand zur Verarbeitung
des Jobs versetzt werden kann, von dem bekannt ist, dass die Anlage
für das
geplante Gut mit den bereits ermittelten Parametern grundsätzlich mit
hoher Effektivität
arbeitet.
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Die
Verwaltung dieser Jobparameter kann natürlich auch unter Verwendung
eines übergeordneten
Speicherorts von einem System auf ein anderes System übertragen
werden und/oder bei einer zentralen Jobvorbereitung Berücksichtigung
finden. Eine weitere Ausgestaltung besteht in der Auswahl des am
besten geeigneten Systems zur Verarbeitung eines bestimmten Jobs
aufgrund der ermittelten und geregelten Parameter zur Anpassung
der Geschwindigkeit und des Taktes. Diese Anpassung kann natürlich auch
im zentralen Bediensystem mitprotokolliert und für weitere Analysen verwendet
werden, und ist somit überwachbar.
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Bevorzugte
Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
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Nachfolgend
werden anhand der beiliegenden Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1A–1C ein
Flussdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels zur Einstellung der
Geschwindigkeit, mit der Güter
in einer Papierhandhabungsanlage verarbeitet werden;
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2 ein
Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
bei der der Grad der Abweichung der erfassten Parameter in aufeinanderfolgenden
Zeitintervallen berücksichtigt
wird;
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3 eine
weitere bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
bei der berücksichtigt
wird, wie sehr sich die Anzahl von Fehlern in aufeinanderfolgenden
Intervallen unterscheiden, um abhängig hiervon eine Änderung
der Einstellungen der Anlage zu bewirken oder nicht;
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4 eine
isometrische Darstellung eines erfindungsgemäßen Papierhandhabungssystems gemäß einem
Ausführungsbeispiel,
das anhand eines Kuvertierers beschrieben wird; und
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5 ein
Blockdiagramm, das die Kommunikation von Informationen zwischen
der zentralen Steuerung und den Abschnitten des Kuvertierers aus 4 zeigt.
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In
der nachfolgenden Beschreibung werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung näher
erläutert,
wobei für
gleiche oder ähnliche
Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Es wird darauf
hingewiesen, dass die nachfolgende Beschreibung lediglich ein bevorzug tes
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt, die Erfindung jedoch nicht
auf diese spezielle Ausgestaltung beschränkt ist. Ferner wird in der nachfolgenden
Beschreibung der Begriff „Mehrzahl" verwendet, was im
Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung als Zwei oder mehr zu
verstehen ist.
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Die
vorliegende Erfindung kommt überall dort
zum Einsatz, wo maschinell Papier innerhalb eines Systems verarbeitet
wird und am Ende entweder einer Ablage und/oder Weiterverarbeitungssystem zugeführt wird,
oder aber zusammen mit Beilagen in ein Kuvert bzw. eine Briefhülle gefüllt und
danach abgelegt bzw. nachbehandelt wird. Das Papier wird beispielsweise
endlos von einem Stapel oder von einer Rolle bzw. als Einzelblatt
zugeführt.
Die Verarbeitung innerhalb des Systems umfasst beispielsweise die Vereinzelung,
das Falzen, das Sammeln, das Umlenken und ähnliche Bearbeitungsschritte
des Papiers. Allgemein findet die vorliegende Erfindung Anwendung
auf alle semi- und vollautomatisierten Papierverarbeitungssysteme,
die im Zwecke der Informationsversendung bzw. Informationsweiterleitung
dienen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf Kuvertiersysteme
beschränkt,
sondern findet ihren Einsatz ebenfalls in Kuvertiersortierstraßen, z.
B. Sortierern, oder in Postverteilungssystemen. Ferner findet der erfindungsgemäße Ansatz
sowohl auf Einzelmodule innerhalb eines Systems als auch auf ein
System als Gesamtverbund Anwendung.
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Der
erfindungsgemäße Ansatz
verwendet eine Vielzahl von Parametern, die z.B. Anlagenparameter,
Umgebungsparameter und Gutparameter umfassen. Diese Parameter werden
herangezogen, um die nachfolgend im Detail beschriebene Regelung der
Anlage zu ermöglichen.
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Die
Anlagenparameter umfassen Parameter, die die Einstellung einzelner
Komponenten in der Anlage bzw. einer oder mehrerer Module in der
Anlage sowie deren Verschleiß betreffen.
Die Anlagenparameter betreffen z.B. folgende Komponenten einer Papierhandhabungsanlage:
- • für die in
der Anlage verwendeten Transportelemente, z.B. für die Rollen, die Riemen- oder
Vakuumförderer
der Rollen- oder Riemenabstand und der Ansaugdruck, für seitlichen
Führungen
die Position/der Abstand der Führungselemente,
für eine
Schleuse der Rollenabstand oder für Düsen die Menge und der Zeitpunkt
der Zuführung
von Glasluft;
- • für die in
der Anlage verwendeten Antriebselemente, z.B. für die Motoren die Drehzahl
der Transportmotoren, und die Gutbeschleunigung durch die Antriebselemente;
- • für die in
der Anlage verwendeten Funktionskomponenten, z.B. die Abzugsgeschwindigkeit und
die Gutbeschleunigung und ferner z.B. für eine Sammelstation ein Zählerstand,
der die Sammelmenge angibt, und das Gewicht der gesammelten Gruppe,
für Blattanleger
der Füllstand,
für einen
Kuvertierer die Einfüllgeschwindigkeit,
für eine
Ausgabebahn die Füllmenge.
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Die
Parameterwerte werden über
entsprechend in der Anlage vorgesehene Sensoren erfasst und/oder
aus der Stellung von Stellmotoren, die für die Verstellung von verschiedenen
Elementen vorgesehen sind (z.B. Verstellmotoren für die Rollen,
Führungselemente
etc.) erhalten.
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Zusätzlich werden
Informationen über
den Zustand der Anlage, z.B. den Verschleißzustand einzelner Elemente
(z.B. eine Abnutzung der verwendeten Transportrollen oder Riemen)
in der Anlage, erfasst.
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Die
Umgebungsparameter betreffen beispielsweise Umwelteinflüsse, z.
B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit, statische Aufladung, etc. Die Werte
für die
Umgebungsparameter werden ebenfalls durch geeignete Sensoren zentral
und/oder an wichtigen Stellen in der Anlage erfasst.
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Die
Gutparameter umfassen die physikalische Beschaffenheit der zu verarbeitenden
Güter, wie
beispielsweise des zu verarbeitenden Papiers, von zu verarbeitenden
Beilagen und von zu verarbeitenden Kuverts, z.B. das Gewicht des
Gutes, die Abmessung des Gutes, die Maße des Gutes, die Materialbeschaffenheit
des Gutes, das Flächengewicht des
Gutes, die Biegesteifigkeit des Gutes, den Reibwert des Gutes, die
Luftdurchlässigkeit
des Gutes, die Rauhigkeit des Gutes und die Dicke des Gutes. Auch
diese Parameter werden durch geeignete Sensoren in der Anlage überwacht.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die obige Aufzählung der möglichen Parameter lediglich
beispielhaft ist, jedoch nicht abschließend ist.
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Ferner
wird eine Job-Beschreibung bereitgestellt, die neben den erforderlichen
Angaben zur Einstellung der verschiedenen Parameter der Anlage auch
zusätzliche
Informationen über
die zu verarbeitenden Güter
enthält.
Beispielsweise enthält
eine Job-Beschreibung die Anzahl der zu erzeugenden Güter im gesamten
Job, die Anzahl der ggf. pro Gruppe enthaltenden Güter, die
Angabe, aus welchen Anlegern Güter
zugeführt
werden sollen und zu einer Gruppe zusammengefügt werden sollen, etc. Ferner enthält die Job-Beschreibung
Informationen über
die Höhe
und die Breite des zu verarbeitenden Gutes, über die anfängliche Transportgeschwindigkeit
in den verschiedenen Abschnitten der Anlage, beispielsweise im Einlauf,
im Auslauf, beispielsweise für
einen möglichen
Quertransport, etc.
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Abhängig von
den Gegebenheiten enthält eine
Job-Beschreibung
weitere Angaben, die grundsätzlich
in Fachkreisen bekannt sind. Diese Job-Beschreibung wird der Papierhandhabungsanlage
beispielsweise in Form einer Datei auf elektronischem Wege bereitgestellt,
entweder durch Ü bertragung über ein
Netzwerk oder Einlesen der Datei von einem Datenträger.
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Anhand
der 1 bis 3 werden
nachfolgend bevorzugte Ausführungsbeispiele
des erfindungsgemäßen Verfahrens
näher erläutert.
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1 zeigt ein Flussdiagramm, welches ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zeigt. Das Verfahren beginnt beim Schritt S100, in dem ausgehend
von einem Anfangszustand eine Verarbeitung von Gütern in einer Papierhandhabungsanlage
erfolgt. Die Papierhandhabungsanlage ist hierbei basierend auf einer
Job-Beschreibung
eingestellt worden, wobei sich aus der Job-Beschreibung auch eine vorbestimmte
Anzahl von Gütern
ergibt, die während
eines vorbestimmten Zeitintervalls bzw. während einer vorbestimmten Zeitdauer
zu verarbeiten sind. Nach Einstellung der Papierhandhabungsanlage
und nach dem Bereitstellen der zusammenzuführenden Gütern an den verschiedenen Einlaufstellen
der Anlage beginnt selbige mit der Verarbeitung des Jobs.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist vorgesehen, um die Verarbeitung der Güter so zu steuern, dass sich
eine maximal mögliche
Anzahl von während
einer vorbestimmten Zeitdauer verarbeiteten Gütern einstellt (maximaler Durchsatz).
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Im
Schritt S102 wird während
der vorbestimmten Zeitdauer, zum Beispiel während einer festgelegten Zeiteinheit
von mehreren Minuten oder mehreren Stunden, die Anzahl der während dieser Zeitdauer
verarbeiteten Güter
erfasst. Im Schritt S104 wird bestimmt, ob die tatsächlich verarbeitete Anzahl
von Gütern
größer oder
gleich der vorbestimmten Anzahl von Gütern ist. Wird festgestellt, dass
die Anzahl von Gütern
die vorbestimmte Anzahl überschreitet,
so geht das Verfahren zum Schritt S106 (siehe 1B).
In diesem Schritt wird die Geschwindigkeit, mit der Güter in zumindest
einem Abschnitt der Papierhandhabungsanlage verarbei tet werden,
um einem vorbestimmten Erhöhungsbetrag erhöht, und
im Schritt S108 wird die vorher erfasste neue Anzahl gleich der
vorbestimmten Anzahl gesetzt, und die nunmehr eingestellten Parameter
und die eingestellte Geschwindigkeit wird im Schritt S110 für eine spätere Verwendung
gespeichert. Mit anderen Worten wird erkannt, dass die Anlage mit
den derzeitigen Einstellungen zuverlässig arbeitet, so dass erfindungsgemäß die Verarbeitungsgeschwindigkeit
erhöht
wird, wobei, wie nachfolgend im Detail beschrieben wird, überwacht
wird, ob die Erhöhung der
Verarbeitungsgeschwindigkeit zu einer Erhöhung des Durchsatzes führt. Erfindungsgemäß erfolgt
somit eine Regelung der Anlage, um einen möglichst hohen Durchsatz (Anzahl
der verarbeiteten Güter
pro vorgegebener Zeitdauer) zu erreichen.
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Anschließend geht
das Verfahren zum Schritt S112 (siehe 1C), in
dem bestimmt wird, ob der Job vollständig abgearbeitet wurde. Ist
dies der Fall, so endet das Verfahren beim Schritt S114. Ist der
Job noch nicht vollständig
bearbeitet, so kehrt das Verfahren zum Schritt S102 zurück.
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Wird
im Schritt S104 festgestellt, dass die Anzahl der innerhalb der
Zeitdauer verarbeiteten Güter
niedriger ist als die erwartete bzw. vorbestimmte Anzahl (mit oder
ohne vorheriger Erhöhung),
so geht das Verfahren zum Schritt S116.
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Die
abfallende Anzahl von Gütern
gegenüber
der vorbestimmten Anzahl liegt daran, dass bei der Verarbeitung
der Güter
in der Papierhandhabungsanlage an einer oder mehreren Stellen ein
Fehler aufgetreten ist, der im Regelfall zu einem vorübergehenden
Anhalten (Unterbrechung der Verarbeitung) der Anlage führt, bis
der Fehler, beispielsweise durch den Eingriff einer Bedienperson,
behoben wurde. Ebenso wird die Anzahl der verarbeiteten Güter reduziert,
wenn in der Anlage zusammengestellte Gruppen von Gütern fehlerhaft
sind, wenn z.B. falsche Beilagen oder eine fehlerhafte Anzahl von
Beilagen einem Anschreiben beigefügt wurden. In diesem Fall werden
diese fehlerhaften Güter
aus der Anlage entfernt, was mit einer entsprechenden Reduzierung
des Durchsatzes einhergeht.
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Im
Sinne der vorliegenden Erfindung wird als Fehler alles angesehen,
was zu einer Reduzierung des Durchsatzes an verarbeiteten Gütern führt, also z.B.
eine Unterbrechung der Verarbeitung bzw. die Erzeugung fehlerhafter
Güter.
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In
diesem Fall wird in Schritt S116 überprüft, an welcher Stelle der Papierhandhabungsanlage während der
betrachteten Zeitdauer ein Fehler aufgetreten ist. Für diesen
Bereich der Anlage wird dann im Schritt S118 zumindest ein Zustand
oder Wert eines Anlagenparametersunde/oder eines Gutparameters bestimmt,
der während
des Auftretens des Fehlers vorlag und der im Regelfall ursächlich für das Auftreten
des Fehlers ist. Beispielsweise kann sich eine mechanische Komponente
innerhalb der Anlage verstellt haben, so dass eine Nachjustierung
erforderlich ist, oder die Eigenschaften des zu verarbeitenden Gutes
haben sich geändert.
Dies kann entweder jeweils für
sich genommen oder gemeinsam zum Auftreten des Fehlers geführt haben.
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Im
Schritt S120 wird abhängig
davon, welche Anlagenparameter und/oder Gutparameter zum Zeitpunkt
des Auftretens des Fehlers vorlagen, eine Einstellung zumindest
eines Anlagenparameters innerhalb eines Abschnitts der Papierhandhabungsanlage durchgeführt. Zusätzlich oder
alternativ hierzu, kann auch die Geschwindigkeit, mit der die Güter in dem entsprechenden
Abschnitt der Papierhandhabungsanlage verarbeitet werden, um einen
vorbestimmten Absenkungsbetrag abgesenkt werden, wie dies ebenfalls
im Schritt S120 gezeigt ist. Wird beispielsweise festgestellt, dass
sich die Anlagenparameter bzw. die Gutparameter bei Vorliegen des
Fehlers gegenüber
vorhergehenden Parametern/Gutparametern nicht verändert haben,
so ist davon auszugehen, dass die Transportgeschwindigkeit zum Auftreten des
Fehlers geführt
hat und in diesem Fall wird diese abgesenkt. Wie erwähnt, kann
dieses entweder alleine oder zusammen mit einer Einstellung anderer
Parameter der Anlage durchgeführt
werden.
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Wird
erkannt, dass sich eine Eigenschaft des zu verarbeitenden Gutparameters ändert, beispielsweise
die Rauhigkeit des Papiers, so ist es ausreichend ist, z.B. den
Anpressdruck der Transportwalzen innerhalb des betroffenen Abschnitts
der Papieranlage zu verändern,
ohne dass eine Änderung
der Geschwindigkeit erforderlich wäre. Wird jedoch zusätzlich festgestellt,
dass sich auch die Dicke des Papiers verändert hat, so dass dieses nicht
mehr mit der ursprünglichen
Geschwindigkeit bewegt werden kann, so ist zusätzlich eine Änderung
der Transportgeschwindigkeit erforderlich. Hat sich z. B. nur die
Dicke des Papiers geändert,
so ist ggf. nur die Geschwindigkeit zu ändern. Die Einstellung der
Geschwindigkeit innerhalb der Anlage erfolgt beispielsweise durch
Veränderung
einer Drehzahl eines Motors, durch eine Veränderung einer Gutbeschleunigung
in der Papierhandhabungsanlage und/oder durch eine Veränderung
der Taktleistung. Vorzugsweise erfolgt die Veränderung schritt- bzw. stufenweise
(inkremental).
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Nachdem
die Anlage im Schritt S120 neu eingestellt wurde, geht das Verfahren
zum Schritt 112 in 1C, wo überprüft wird,
ob der Job beendet wurde. Falls dies nicht der Fall ist, springt
das Verfahren, wie oben erwähnt,
zum Schritt S102 zurück.
Wie oben erwähnt,
werden die eingestellten Parameter gespeichert, was zusätzlich die
Möglichkeit
eröffnet, ein
Protokoll hinsichtlich der Einstellungen während der Verarbeitung des
Auftrags (Jobs) zu erstellen. Die im Schritt S110 gespeicherten
Einstellungen können
ferner der Jobdatei zugeordnet werden, so dass diese bei einer erneuten
Ausführung
des Jobs zur anfänglichen
Einstellung der Anlage herangezogen werden können, so dass die Anlage zu
einem späteren
Zeitpunkt bei der Abarbeitung eines entsprechenden Auftrags automatisch
auf die entsprechenden Werte eingestellt werden kann, was z.B. durch
die Ansteuerung entsprechender Stellmotoren, die die Veränderung
der Trans portelemente bewirken, erfolgen. Bei einer erneuten Durchführung des
Auftrages zu einem späteren
Zeitpunkt wird dann zunächst
der gespeicherte Datensatz geladen, und eine anfängliche Einstellung der Papierhandhabungsanlage
bewirkt, wobei dann erfindungsgemäß eine Nachjustierung durchgeführt wird,
und zwar abhängig
von dem aktuellen Zustand der Anlage, aktuellen Umgebungsparametern
sowie unter Berücksichtigung
möglicher Schwankungen
der Eigenschaften des zu verarbeitenden Gutes. Erfindungsgemäß wird hierdurch
eine schnelle, anfängliche
Einstellung der Papierhandhabungsanlage auf bereits einmal oder
mehrfach abgearbeitete Aufträge
ermöglicht,
sowie gleichzeitig eine automatische Regelung/Justierung der Anlage,
um etwaige Unterschiede im zu verarbeitenden Gut bzw. Änderungen
der Anlage und Umgebungsparameter gegenüber den anfänglichen Parametern auszugleichen.
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Erfindungsgemäß erfolgt
somit eine Regelung der Verarbeitungsgeschwindigkeit innerhalb der Papierhandhabungsanlage,
wobei allgemein, solange keine Fehler auftreten, eine Erhöhung der
Verarbeitungsgeschwindigkeit durchgeführt wird, um einen optimalen
Durchsatz durch die Anlage zu erreichen. Vorzugsweise wird die Geschwindigkeit
derart eingestellt, dass die Geschwindigkeit eine vorbestimmte maximale
Geschwindigkeit bzw. eine vorbestimmte minimale Geschwindigkeit
nicht überschreitet
bzw. unterschreitet. Mit anderen Worten ist für die Anlage bzw. für Komponenten
oder Module der Anlage jeweils ein „Fenster" vorgegeben, das die Ober- bzw. Untergrenze
der möglichen
Geschwindigkeiten angibt. Beispielsweise sei ein Merger betrachtet,
der zwei Blätter
parallel empfängt
und entlang einer Strecke so fördert,
dass die Blätter
am Ende der Strecke übereinander
angeordnet sind. Entlang dieser Strecke ist es bei einigen Mergertypen
so, dass die Blätter
ohne Antrieb bewegt werden, so dass eine vorbestimmte Geschwindigkeit
der Blätter
beim Zuführen zu
der Strecke nicht unterschritten werden darf, um sicherzustellen,
dass die Blätter
das Ende der Strecke erreichen. Ebenso ist eine Obergrenze festgelegt,
bei deren Überschreiten
eine Beschädigung
der Blätter
auftreten wird. Sowohl die Obergrenze als auch die Untergrenze hängen unter
anderem von dem Papier bzw. von dessen Eigenschaften (Parametern,
siehe oben) ab.
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Anhand
der 2 und 3 werden nachfolgend zwei weitere,
bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung erläutert,
die im Hinblick auf die Abweichungen der Parameter bzw. im Hinblick
auf die Anzahl der auftretenden Fehler während eines Zeitintervalls
Schwellenwerte einführen,
abhängig
von denen entschieden wird, ob die Änderungen so gravierend sind,
dass Einstellungen der Anlage geändert
werden sollen, oder ob sich diese Änderungen im Rahmen von akzeptablen
Toleranzen bewegen.
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Gemäß dem in 2 gezeigten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, das in der 2 gezeigt
ist, wird im Schritt S130 eine Abweichung der erfassten Parameter
gegenüber
denjenigen Parametern, die in einem vorhergehenden Intervall bzw.
während
einer vorhergehenden Zeitdauer erfasst wurden, bestimmt. Diese Abweichung
wird im Schritt S132 mit einer vorbestimmten Schwelle verglichen.
Bei Überschreiten
der Schwelle erfolgt im Schritt S134 die Einstellung des Anlagenparameters bzw.
das Absenken der Geschwindigkeit. Wird die Schwelle nicht überschritten,
so wird die Einstellung der Papierhandhabungsanlage unverändert beibehalten
(siehe Schritt S136).
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Gemäß einem
weiteren, in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird im Schritt S140 eine Anzahl der
während
der Zeitdauer bzw. während
des Zeitintervalls aufgetretenen Fehler erfasst und im Schritt S142
wird eine Abweichung der Anzahl der erfassten Fehler gegenüber einer
vorhergehenden Zeitdauer bzw. gegenüber einem vorhergehendem Intervall
erfasst. Die Abweichung wird im Schritt S144 mit einer vorbestimmten Schwelle
verglichen, und bei Überschreiten
der Schwelle folgt im Schritt S146 eine Veränderung der Einstellung eines
Anlagenparameters und/oder ein Absenken der Geschwindigkeit. Wird
die Schwelle nicht überschritten,
so wird die Einstellung der Anlage beibehalten (siehe Schritt S136).
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Im
Rahmen der obigen Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wurde beschrieben, dass im Zusammenhang mit der Einstellung der
Anlagenparameter bzw. das Absenken der Geschwindigkeit die während des
Zeitpunkts eines Fehlers vorherrschenden Anlagenparameter bzw. Gutparameter
berücksichtigt
werden. Gemäß einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich auch einer oder mehrere
der oben beschriebenen Umgebungsparameter berücksichtigt werden. Ebenso kann
zusätzlich
der Verschleiß einzelner
Elemente in der Papierhandhabungsanlage Berücksichtigung finden. Die gerade
erwähnten
Umgebungsparameter bzw. Verschleißparameter werden entweder
kontinuierlich überwacht,
zu einem Zeitpunkt während
des betrachteten Zeitintervalls oder einmal während einer Mehrzahl von Zeitintervallen.
Werden die Umgebungsparameter und/oder der Verschleiß berücksichtigt,
so erfolgt für
die Einstellung der Anlage vorzugsweise einen Zugriff auf eine Nachschlagtabelle,
in der für
verschiedene Umgebungsparameter bzw. für verschiedene Verschleißerscheinungen
entsprechende optimale Anlagenparameter abgelegt sind, so dass hier
z.B. abhängig
von einer Umgebungstemperatur die Anlage von einem anfänglichen
Temperaturbereich mit einer ersten Einstellung auf einem zweiten
Temperaturbereich mit einer zweiten Einstellung der Anlagenparameter
umgestellt werden kann.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung, ist vorgesehen, dass abhängig von dem erfassten Verschleiß eines
Elements bestimmt wird, ob eine Unterbrechung der Jobabarbeitung
für einen
Ersatz der den Verschleiß aufweisenden
Komponente sinnvoll ist oder nicht. Dies wird abhängig von
einem möglichen
Durchsatz der Papierhandhabungsanlage für den Job bestimmt. Beispielsweise
kann eine Situation auftreten, in der die Möglichkeit be steht, trotz des
erfassten Verschleißes einer
Komponente die Anlage weiter zu betreiben, jedoch mit einer reduzierten
Geschwindigkeit. In diesem Fall wird entschieden, ob die Abarbeitung
des Jobs mit der reduzierten Geschwindigkeit schneller erfolgt als
dies der Fall ist, wenn die Anlage angehalten wird, das verschlissene
Element ersetzt wird, und die Anlage bei voller Geschwindigkeit
erneut betrieben wird. Als Beispiel sei hier eine Abnutzung eines Schneiders
betrachtet, wobei hier der Austausch eines Messers zwei Stunden
dauern würde.
Wird bestimmt, dass innerhalb dieser Zeit der Job mit einer reduzierten
Geschwindigkeit bei gleich gutem Ergebnis durchgeführt werden
kann, wird entschieden, dass ein Austausch des Verschleißelements
auf eine Ruhephase nach Beendigung des Jobs verschoben wird, um
so den gerade in Abarbeitung befindlichen Job zuerst zu Ende zu
verarbeiten. Vorzugsweise wird hierfür auf eine Nachschlagtabelle
zugegriffen, aus der die für
den Austausch eines Elements erforderliche Zeitdauer ableitbar ist,
so dass das erfindungsgemäße Verfahren,
basierend auf der Jobbeschreibung, aus der die Anzahl der zu verarbeitenden Güter im Gesamtjob
bekannt ist, bestimmt, ob der Job unterbrochen werden soll oder
mit reduzierter Geschwindigkeit zu Ende gebracht werden soll.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel wird
auch das Bedienpersonal berücksichtig.
Die Bedienpersonen der Anlage sind mit Transpondern ausgerüstet, um
die Anzahl der Bedienpersonen und deren Position zu erfassen. Dies
ermöglicht
es, eine Auslastung der Papierhandhabungsanlage abhängig von
der Anzahl der Bedienpersonen einzustellen. Ist die Anzahl der Bedienpersonen
nicht ausreichend, um z.B. die Beilagenanleger regelmäßig mit
Beilagen zu bestücken
bzw. regelmäßig die
fertiggestellten Güter
vom Ausgabeband zu entfernen, führt
dies zu einer Unterbrechung (einem Anhalten) der Anlage (Fehler),
was wiederum zu einem Absinken des Durchsatzes führt. Durch die Überwachung
der Anzahl der Bedienpersonen wird festgestellt, ob ausreichend
Personen vorhanden sind, um einen kontinuierlichen Betrieb bei Voll last
zu ermöglichen
oder nicht. Ist die Anzahl der Bedienpersonen nicht ausreichend,
so wird die Verarbeitungsgeschwindigkeit entsprechend reduziert,
was jedoch aufgrund der nicht auftretenden Unterbrechungen aufgrund
des Leerlaufens von Beilagenanlegern bzw. des Volllaufens des Ablagebandes
im Ganzen zu einem erhöhten Durchsatz
führt.
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Unabhängig von
der Anzahl der Bedienpersonen kann erfindungsgemäß bei diesem Ausführungsbeispiel
ferner überwacht
werden, ob Fehler beim Betrieb aufgetreten sind, ohne dass sich
die eingestellten Parameter in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen
verändert
hätten.
Zusammen mit der Information über
die Anzahl der Bedienpersonen und der Position der Bedienpersonen
kann erfasst werden, dass hier Fehler bei Anlagenabschnitten auftreten,
die an einem Eingriff einer Bedienperson erfordern, so dass festgestellt
werden kann, dass eine Reduzierung der Anlagengeschwindigkeit zur
ordnungsgemäßen Handhabung
durch den Bediener erforderlich ist. Bei Erfassen, dass die Anzahl
der Bedienpersonen erhöht
ist, kann dann die Geschwindigkeit wieder erhöht werden.
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Zusätzlich ermöglicht der
erfindungsgemäße Ansatz
auch eine Aktivität
der Bedienperson aus dessen Bewegung zu erfassen, um so beispielsweise mitzuteilen,
dass eine häufig
auftretende Unterbrechung kein Anlagenfehler ist, sondern daran
liegt, dass die Bedienperson nicht ausreichend zügig weitere Anlagen beigefügt hat oder
fertig prozessierte Güter
von dem Ausgabeband entfernt hat.
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Wie
oben bereits kurz angesprochen wurde, werden die Güter in der
Papierhandhabungsanlage entweder einzeln oder in Gruppen verarbeitet,
wobei in letztgenanntem Fall die Gutparameter ferner die Gesamtzahl
der Güter
in einer Gruppe umfassen. Diesbezüglich ist jedoch darauf hinzuweisen,
dass nicht zwingend jede Gruppe die gleiche Anzahl von Gütern umfasst,
sondern abhängig
von der Job-Beschreibung werden verschiedene Gruppen unterschiedliche
Mengen von Gütern enthalten.
In diesem Fall stellt eine Schwankung der Anzahl von ausgegebenen
Gütern
(Gruppen) nicht notwendigerweise eine auf einen Fehler zurückzuführende Reduzierung des
Durchsatzes dar. Abhängig
von der Gruppengröße ist die
Dauer der Zusammenstellung der Gruppe bis zu deren Ausgabe unterschiedlich.
Werden in dem Zeitintervall z.B. nur Gruppen mit fünf Elementen
(Anschreiben, Beilagen etc.) verarbeitet, so ist der Durchsatz höher als
wenn in dem gleichen Zeitintervall Gruppen mit zehn Elementen verarbeitet
werden.
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Dieser
Situation wird dadurch Rechnung getragen, dass für die Gruppen Werte bereitgestellt werden,
die die durchschnittliche Zeitdauer zum Erzeugen der Gruppen angeben,
so dass die für
die erfindungsgemäße Steuerung
verwendete „vorbestimmte
Anzahl" von während eines
Zeitintervalls verarbeiteten Gütern
(hier Gruppen) basierend auf diesen Werten bestimmt wird.
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Bisher
wurde das erfindungsgemäße Verfahren
anhand einer bereits arbeitenden Anlage beschrieben. Bevor die erfindungsgemäße Steuerung einsetzt,
wird die Papierhandhabungsanlage für die Verarbeitung des anstehenden
Jobs anfänglich
eingestellt. Vorzugweise wird hierfür die Job-Beschreibung (siehe
oben) erhalten, die die anfängliche
Einstellung der Anlagenparameter für den zu verarbeitenden Job
beschreibt. Gemäß den erhaltenen
Anlagenparametern wird dann die Anlage eingestellt (konfiguriert).
In diesem Stadium kann auch ein Umgebungsparameter (siehe oben)
erfasst werden, so das die eingestellte Papierhandhabungsanlage
basierend auf diesem erfassten Umgebungsparameter nachgestellt werden
kann. Zusätzlich
kann eine Verschleißerscheinung
der Papierhandhabungsanlage erkannt werden, was sinnvoll ist, wenn
die Anlage seit der letzten Durchführung des Jobs einen oder mehrere
andere Jobs ausgeführt/verarbeitet
hat, was ggf. zu einem Verschleiß einzelner Teile führte. Auch hier
erfolgt das Nachstellen der Papierhandhabungsanlage basierend auf
den erfassten Verschleißerscheinung.
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Während des
Betriebs der Anlage kann zusätzlich
zu der Steuerung, wie sie bisher beschrieben wurde, kontinuierlich
eine Überwachung
der Umgebungsparameter und/oder der Verschleißerscheinungen durchgeführt werden,
um so, unabhängig
von dem Durchsatz, eine Reaktion auf diese geänderten Parameter zu ermöglichen,
indem die Papierhandhabungsanlage, basierend auf den erfassten Parameterwerten
nachgestellt wird. Ferner können
auch die Anlagenparameter und die Gutparameter während des Betriebs kontinuierlich überwacht
werden, um so bei Abweichungen automatisch eine Nachstellung der
Anlage durchzuführen,
wobei hier, wie erwähnt, die
Parameter entweder kontinuierlich oder zu fest bestimmten Zeitpunkten
während
eines oder mehrerer Intervalle erfasst werden.
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Bisher
wurde eine Papierhandhabungsanlage beschrieben, die mehrere Abschnitte
aufweist, beispielsweise einen Anleger, eine Sammelstation, einen
Kuvertierer usw., wie dies nachfolgend anhand der 4 noch
detailliert beschrieben wird. Erfindungsgemäß findet das vorliegende Verfahren
jedoch auch Anwendung auf Papierhandhabungsanlagen, die modular
aufgebaut sind, wobei dann, abhängig
von den erfassten Gegebenheiten, entweder die Geschwindigkeit in
einem der Module oder in mehreren der Module eingestellt wird. Ebenso
kann in einem der Module oder in mehreren der Module eine Einstellung
der Parameter durchgeführt
werden, wobei vorzugsweise beim modularen Aufbau die Module dezentral
die Steuerung durchführen
und seitens einer zentralen Steuerung lediglich die Schnittstelle zwischen
den Modulen überwacht
wird. Ferner kann bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bestimmt werden,
ob nachfolgend zu einer Erhöhung der
Geschwindigkeit ein Fehler in mehreren der Module aufgetreten ist
oder nur in einem der Module, so dass abhängig hiervon entweder die Geschwindigkeit
in allen Modulen, einem Teil der Module oder nur in dem betroffenen
Modul abgesenkt wird.
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4 zeigt
eine erfindungsgemäß gesteuerte
Papierhandhabungsanlage anhand des Beispiels einer Kuvertieranlage.
Eine solche Papierhandhabungsanlage umfasst einen Zuführungskanal,
der beispielsweise Schneider und Blattanleger umfasst. Dem Zuführungskanal
folgt ein Eingangskanal/Verarbeitungskanal, in dem Güter gesammelt,
gefalzt und zusammengetragen werden. Eine im Eingangskanal/Verarbeitungskanal
vorgesehene Zusammentragbahn umfasst beispielsweise einen oder mehrere Beilagenanleger.
Dem Eingangskanal/Verarbeitungskanal folgt die Kuvertbefüllung, wobei
hier ein Kuvertierer beispielsweise einen Kuvertanleger aufweist,
der die Kuverts bereitstellt. Dem Kuvertierer folgt die Nachverarbeitung,
beispielsweise die Ausgabe der kuvertierten Güter zu einem Nachverarbeitungssystem,
z.B. einem Sortierer und ähnlichem.
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Die
Kuvertieranlage 100 umfasst einen ersten Eingang 102,
einen zweiten Eingang 104 und einen dritten Eingang 106,
wobei an allen Eingängen 102 bis 106 eine
Endlosbahn 108, 110, 112 bereitgestellt
wird, die zwei-nutzig bedruckt ist. Alle Eingänge 102, 104, 106 zur
Endlosverarbeitung umfassen eine in 4 nicht
gezeigte Schneidevorrichtung, um die zugeführte Papierbahn zum einen quer
und zum anderen längs
zu schneiden, um die verarbeitenden Einzelgüter zu erzeugen.
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Dem
ersten Eingang 102 folgt ein Merger bzw. eine Zusammenführbahn 114,
an die sich eine Sammelstation 116 anschließt, in der
eine vorbestimmte Anzahl von Gütern
gesammelt werden und gemeinsam als Gruppe weitergefahren werden.
An die Sammelstation 116 schließt sich ein Falzwerk 118 sowie
ein Transportmodul 120 an.
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Der
zweite Eingang 104 stellt die Papierbahn 110 bereit,
die zwei-nutzig bedruckt ist, und umfasst ebenso wie der Eingang 102 eine
Vorrichtung zum Querschneiden und Längsschneiden der Papierbahn 110.
Anders als beim ersten Eingang 102 werden beim zweiten
Eingang 104 die geschnittenen Dokumente zunächst parallel
weiter verarbeitet, in einem Falzwerk 122, an das sich
eine Umlenkstation 124 anschließt, in der die nunmehr hintereinanderliegenden,
gefalzten Güter
gemeinsam an eine Sammelstation 126 übertragen werden, und von dort
an ein Transportmodul 128.
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Die
durch die Transportmodule 120 und 128 bereitgestellten
Güter werden
in einer Sammelstation 129 gesammelt und über das
Transportmodul 130 einer weiteren Sammelstation 132 zugeführt.
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Der
dritte Eingang 106 stellt die Endlospapierbahn 112 bereit,
die zwei-nutzig bedruckt ist, so dass auch der Eingang 106,
wie die Eingänge 102 und 104 eine
Einrichtung zum Quer- und Längsschneiden
der Papierbahn 112 umfasst. Ähnlich wie beim Eingang 104 werden
die geschnittenen Güter parallel
einem Falzwerk 134 und von dort einer Umlenkeinrichtung 136 bereitgestellt,
aus der die nunmehr hintereinanderliegenden Güter einer Sammelstation 138 bereitgestellt
werden. Ausgehend von der Sammelstation 138 werden die
dort gesammelten Güter über das
Transportmodul 140 der Sammelstation 132 zugeführt, und
dort mit den aus den Eingängen 102 bereitgestellten
Gütern
zusammengeführt. Ausgehend
von der Sammelstation 123 werden die gesammelten Güter den
Anlegern 142a und 142b bereitgestellt, bei denen,
auswahlmäßig, weitere
Beilagen zu den in der Sammelstation 132 gebildeten Gutstapeln
hinzugefügt
werden können.
Abschließend werden
die so gebildeten Güter
bzw. Gruppen von Gütern
dem Kuvertierer 144 bereitgestellt, der diese in entsprechende
Kuverts kuvertiert und die Kuverts auf einem Schuppenband 146 ablegt.
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Ferner
ist in 4 die zentrale Steuerung 148 der Anlage 100 gezeigt,
wobei deren Verbindung mit den Modulen schematisch bei 148a schematisch gezeigt
ist. Ferner ist ein Sensor 150 gezeigt, der ebenfalls mit
der zentralen Steuerung 148 verbunden ist, wie dies bei 148b schematisch
gezeigt ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Steue rung 148 beispielsweise
durch einen Computer realisiert, wobei gleichzeitig über eine
Bedienoberfläche Einstellmöglichkeiten
für den
Betrieb der Anlage und die erforderlichen Datenverarbeitungseinrichtungen zur
Protokollierung der verarbeitenden Unterlagen enthalten sind. Die
Steuerung 148 überwacht
ferner die Funktion der einzelnen Module und des Gesamtsystems,
beispielsweise zur Erfassung von Fehlerzuständen.
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Bei
dem in 4 beschriebenen System handelt es sich beispielsweise
um ein Kuvertiersystem, wie es schwerpunktmäßig für Banken und für Versicherungen
verwendet wird, beispielsweise zur Verwendung von Versicherungsdokumenten,
die endlos ein-nutzig oder zwei-nutzig gedruckt werden. Das System
umfasst, wie erwähnt,
drei Eingänge 102, 104, 106 für die Endlosverarbeitung
jeweils mit Sammel- und Falzmöglichkeit,
sowie einen falzenden Beilagenanleger 142a mit Barcodelesung
für eine
intelligente Einzelblattverarbeitung. Das System ermöglicht die
Zusammenführung
von Dokumenten bzw. Gütern
aus allen Eingängen 102 bis 106.
Das Vertikal-Stapelband 146 ermöglicht ein hohes Ablagevolumen
und hieraus resultierend einen reduzierten Bedieneraufwand.
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Ferner
umfasst die in 4 gezeigte Kuvertieranlage 100 an
wichtigen Messpunkten, wie beispielsweise an den Eingängen 102, 104, 106,
wie beispielsweise an allen oder ausgewählten Verarbeitungselementen,
nämlich
den Sammelstationen 116, 126, 128, 132, 138,
den Anlegern 142a und 142b, an dem Kuvertierer 144 und
an der Ablage 146 Sensoren S1 und
S2, die gemäß dem anhand der 4 beschriebenen
Ausführungsbeispiel
die Materialbeschaffenheit des an der entsprechenden Station anliegenden,
zu verarbeitenden Gutes sowie weitere Eigenschaften, wie beispielsweise
die Anzahl der Blätter
in einer Gruppe in der entsprechenden Sammelstationen erfassen.
Diese Informationen werden zum einen seriell zwischen den einzelnen
Elementen der in 4 gezeigten modularen Anordnung
im sog. „Handshake-Betrieb" übertragen und ferner für eine aktive
Regelung des Gesamtsystems an die zentrale Steuerung 148 übertragen.
Zusätzlich
können
einzelne oder mehrere der in 4 gezeigten
Module Sensoren S1 umfassen, die einen Verschleiß der verwendeten
Komponenten erfassen, und ebenfalls durch das Gesamtsystem und auch
an die zentrale Steuerung 148 zur Auswertung kommunizieren.
Ferner ist in 4 der bereits erwähnte Sensor 150 vorgesehen,
der zur Erfassung von Umgebungsparametern, wie beispielsweise der
Temperatur und/oder der Luftfeuchte dienen kann, wobei die durch
den Sensor 150 gewonnenen Informationen ebenfalls der Steuerung 148 bereitgestellt
werden.
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Alternativ
oder zusätzlich
können
in den einzelnen Modulen ebenfalls Sensoren zur Erfassung der Umgebungsparameter
vorgesehen sein, was insbesondere bei großen Anlagen sinnvoll ist, da
hier aufgrund der großen
räumlichen
Ausdehnung dieser Anlagen eine zentrale Erfassung der Umweltparameter
zu ungenau wäre.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist der der Ablage 146 zugeordnete Sensor S2 vorgesehen,
um ein Signal zu liefern, auf dessen Basis die Steuereinheit 148 die
tatsächliche Ausgabeleistung
bestimmt.
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In 4 sind
ferner die Bedienpersonen 160A, 160B gezeigt,
die jeweils mit einem Transponder T ausgerüstet sind. Die Steuereinheit 148 kommuniziert
mit den Transpondern T, um die Anzahl von Bedienpersonen 160A, 160B und
deren Position zu erfassen. Abhängig
von der Anzahl der Bedienpersonen 160A, 160B kann
die Steuereinheit 148 die Auslastung der Papierhandhabungsanlage 100 einstellen,
wie dies oben beschrieben wurde.
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Im
Betrieb arbeitet die in 4 gezeigte Anlage auf die oben
beschrieben Art derart, dass über die
oben beschriebenen Sensoren S1, S2 die entsprechenden Sensorsignale an die
zentrale Steuerung 148 abgegeben werden. Bei einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
erhält
die zentrale Steuerung 148, wie beschrieben, eine Jobbeschreibung
für den
abzuarbeitenden Auftrag. Basierend auf den in diesem Job abgelegten
Informationen in Verbindung mit den erfassten Eigen schaften bewirkt
die zentrale Steuerung 148 eine Ansteuerung der entsprechenden
Module zu deren Einstellung Gemäß einem
anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung greift die zentrale Steuerung 148 auf
abgelegte Parameter hinsichtlich der eingestellten Geschwindigkeiten
zurück,
die bereits in vorhergehenden Durchläufen erfasst wurden und bewirkt
aufgrund der erfassten Sensorsignale eine geeignete Nachregelung
für den
nunmehr durchzuführenden Prozess.
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Anhand
der 4 werden nun Beispiele für die erfindungsgemäße Vorgehensweise
erläutert.
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Ein
Beispiel für
die Erfassung von Eigenschaften des zu verarbeitenden Gutes ist
die Erfassung eines auf der Papierbahn vorgesehenen Codes, der in
den Eingangskanälen 102, 104 und 106 durch
eine Leseeinrichtung erfasst wird. Solche Leseeinrichtungen sind
beispielsweise ausgelegt, um den Code von der Papierbahn zu lesen,
während
dieselbe mit beispielsweise 5 m/s an dem Lesekopf vorbeigeführt wird.
Für einen
korrekt aufgedruckten Code ist der Lesekopf bei dieser Geschwindigkeit
in der Lage, den Code richtig zu erfassen. Es können jedoch Situationen auftreten,
in denen der Code auf der Papierbahn nur schlecht lesbar ist, sei
es, dass er durch andere Merkmale oder Aufdrucke aufgrund einer
Fehlfunktion im vorhergehenden Verarbeitungsbetrieb teilweise überdeckt
ist, dass zu wenig Toner aufgebracht wurde, oder dass nur wenig
Kontrast existiert. In diesem Fall werden Lesefehler erkannt, da
nunmehr bei der genannten Geschwindigkeit kein Lesevorgang mehr
möglich
ist. Ein Anstieg der Lesefehler deutet auf einen schlecht aufgedruckten
Code hin, so dass die Anlage wirksam ist, bei Erreichen einer bestimmten
Schwelle der Anzahl von Lesefehlern, die „Lesegeschwindigkeit" abzusenken, also
die Geschwindigkeit der Papierbahn, mit der der Code an dem Lesekopf
vorbeigeführt
wird. Die Geschwindigkeit kann beispielsweise auf 3 m/s abgesenkt
werden, entweder in einem Schritt oder schrittweise, bis die Lesefehlerrate
unterhalb der genannten Schwelle liegt. Zusätzlich kann bei Unterschreiten
der genannten Schwelle eine Signalisierung erzeugt werden, um eine
Nachricht zu erzeugen, die anzeigt, dass der Code nur schlecht lesbar
ist.
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Sofern
die Anlage eine sogenannte Online-Anlage ist, also die zu verarbeitenden
Papiere durch einen vorgeschalteten Hochgeschwindigkeitsdrucker
direkt erzeugt werden, kann optional ein Rückführkanal zwischen der in 4 gezeigten
Anlage und den zugeordneten Online-Druckern hergestellt werden,
um diese im Falle der Erkennung eines schlecht ausgedruckten Codes
anzusteuern, um den Druck des Codes zu verbessern.
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Obwohl
das obige Beispiel betreffend die Code-Erkennung im Zusammenhang
mit den Eingangskanälen 102, 104 und 106 beschrieben
wurde, kann dieses Ausführungsbeispiel
auch an jeder anderen Stelle innerhalb der Anlage zum Einsatz kommen,
an der ein Code erfasst wird.
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Optional
kann vorgesehen sein, dass nach dem Absenken der Geschwindigkeit
aufgrund des Unterschreitens der Schwelle betreffend die Lesefehler
eine Warnmeldung an den Betreiber ausgegeben wird, so dass dieser
gegebenenfalls Schritte einleiten kann, um dieser Tendenz im Hinblick
auf den schlecht aufgedruckten Code entgegenzuwirken. Verschlechtert
sich die Qualität
des Codes weiter oder kann durch das Absenken der Geschwindigkeit der
Code immer noch nicht gelesen werden, so wird nach dem Erreichen
einer weiteren Schwelle eine Fehlermeldung ausgegeben und die Verarbeitung gestoppt.
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Bei
einem weiteren Beispiel umfasst die Anlage mehrere Blattanleger
und es wird festgestellt, dass die Fehler darauf zurückzuführen sind,
dass ein Anleger leergefahren wurde. Beispielsweise umfasst die
in 4 gezeigte Anordnung drei Anleger 142a, 142b,
wobei beispielsweise ein erster Auftrag von allen Blattanlegern
Blätter
abzieht. Hierdurch werden die einzelnen Blattanleger relativ gleichmäßig geleert,
so dass im Regelfall ein Nachfüllen
ohne Probleme möglich
ist. Wird nun jedoch ein Auftrag gefahren, bei dem nur einer der
Blattanleger verwendet wird, so wird dieser relativ zügig leergefahren,
so dass eine Bedienperson gegebenenfalls mit dem Nachfüllen nicht
mehr nachkommt, was sich durch eine erhöhte Anzahl von Unterbrechungen
bemerkbar macht. Die Anlage kann nun automatisch konfiguriert werden,
um die Verarbeitungsgeschwindigkeit abzusenken und/oder dem Bediener
eine alternative Betriebsart, beispielsweise den Toggelbetrieb vorzuschlagen,
in dem zwei der Blattanleger verwendet werden, aus denen abwechselnd
abgezogen wird, so dass sich für
einen Bediener ausreichend Zeit zum Nachfüllen der Anlagen ergibt.
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Die
obige Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele erfolgte anhand
des in 4 gezeigten Gesamtsystems, jedoch sind dem Fachmann
auch weitere Systeme mit anderen Modulen als die, die in 4 gezeigt
sind, bekannt, und die Grundsätze
der vorliegenden Erfindung können
natürlich
auch auf andere solche Module ohne weiteres übertragen werden, wie sie nachfolgend
anhand der 5 erwähnt werden.
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5 zeigt
ein Blockdiagramm, das die Kommunikation von Informationen zwischen
der zentralen Steuerung 148 und den einzelnen Stationen
eines Papierverarbeitungssystems, wie es beispielsweise anhand der 4 gezeigt
ist, verdeutlicht. Den einzelnen Blöcken in 5 sind hierbei
die korrespondierenden Bezugszeichen der in 4 gezeigten Module
zugeordnet, und die ausgefüllten,
horizontalen Pfeile deuten die Kommunikation entlang der Anlage
im "Handshake-Betrieb" an, und die nicht-ausgefüllten vertikalen
Pfeile zeigen die zwischen der zentralen Steuerung 148 und
den Einzelmodulen ausgetauschten Status- und Situationsmeldungen
für die
aktive Regelung an.
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Wie
zu erkennen ist, enthält
die Systemsteuerung bzw. Systemregelung 148 voreingestellte
Stellgrößen für die einzel nen
Module, die beispielsweise die Motordrehzahl und den Taktzyklus
einzelner Module anfänglich
einstellen, um einen definierten Ausgangspunkt für die Verarbeitung eines Jobs
bereitzustellen. Alternativ zu solchen Stellgrößen, die beispielsweise durch
eine Bedienerperson eingestellt werden, können in vorhergehenden Durchläufen ermittelte
optimale Arbeitspunkte aus einem Speicher ausgelesen werden, um
die Gesamtanlage entsprechend den bekannten Parametern einzustellen.
Ferner kann, wie oben beschrieben, die erforderliche Einstellung,
basierend auf Informationen aus einer Jobprogrammierung bzw. aus
entsprechenden Vorgaben eines Jobs abgeleitet werden.
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Die
in 5 gezeigten vier Verarbeitungskanäle umfassen
zum einen den sog. Zuführungskanal 160,
den Verarbeitungskanal 162, den Finishing-Kanal (Endverarbeitungskanal) 164 sowie
den Postprocessing-Kanal (Nachverarbeitungskanal) 166.
Wie oben erwähnt,
sind den entsprechenden Kanälen
die korrespondierenden Module des beispielhaften Kuvertiersystems 100 aus 4 zugeordnet,
und dem Zuführungskanal
werden neben den in 4 gezeigten Schneidern 102, 104, 106 und
Blattanlegern 142a und 142b auch sog. Autoloader,
Abroller und Drucker zugeordnet. Dem Verarbeitungskanal 162 werden neben
den in 4 gezeigten Sammelstationen 116, 126, 128, 132, 136,
den in 4 gezeigten Falzwerken 118, 122, 134 und
in 4 gezeigten Umlenkeinrichtungen 124 und 136 auch
Dreheinrichtungen, Hefteinrichtungen und ähnliches zugeordnet. Dem Endverarbeitungskanal 164 werden
neben dem in 4 gezeigten Kuvertierer 144 auch
Stapler und Sortierer und ähnliche
Elemente zugeordnet. Dem im Nachverarbeitungskanal werden neben
der in 4 gezeigten Ablage 146 auch Frankiereinrichtungen, Drucker,
Lesereinrichtungen, Sortiereinrichtungen, Verpackungseinrichtungen
und ähnliches
zugeordnet.
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In
allen Kanälen
werden Umgebungsparameter, Gutparameter und Anlagenparameter erfasst. Obwohl
anhand der 4 eine Papierhandhabungsanlage
gemäß der vorliegenden
Erfindung anhand eines modular aufgebauten Kuvertiersystems beschrieben
wurde, sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht
auf modulare Systeme beschränkt
ist. Ebenso kann der erfindungsgemäße Ansatz auf eine nicht-modulare
Papierhandhabungsanlage mit einer oder mehreren Papierhandhabungsstationen
angewendet werden. Beispielsweise kann der erfindungsgemäße Ansatz
auch nur im Zusammenhang mit dem in 4 gezeigten
Kuvertierer 144 verwendet werden, oder mit einer Teilmenge
der gezeigten Module, wobei dann der Kuvertierer 144 lediglich
die zu kuvertierenden Güter
empfängt,
diese kuvertiert und ausgibt. Ferner ist darauf hinzuweisen, dass
die erfindungsgemäße Papierhandhabungsanlage
nicht auf die in 4 gezeigte Kuvertieranlage beschränkt ist. Auch
für andere
Anlagen mit anderer Konfiguration kann der erfindungsgemäße Ansatz
verwendet werden, wobei solche Anlagen dann zusätzliche Autoleader, Abroller,
Drucker, Dreheinrichtungen, Hefter, Sortierer, Frankierer, Verpackungseinrichtungen,
etc. aufweisen können.
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Ferner
ist darauf hinzuweisen, dass das anhand der 4 beschriebenen
Ausführungsbeispiel an
den oben angegebenen Elementen der entsprechenden Kanäle jeweils
Sensoren aufweist, wobei jedoch abhängig von den Gegebenheiten
der Anlage entweder an allen Einzelmodulen oder nur an ausgewählten Einzelmodulen,
ggf. auch weniger als den oben beschriebenen Einzelmodulen die erforderlichen
Sensoren vorgesehen sein können.
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Wie
oben beschrieben wurde, kann das erfindungsgemäße Verfahren auf einer Gesamtanlage, auf
Teile einer Anlage oder auf einzelne Module einer modular aufgebauten
Anlage angewendet werden, wobei jeweils über eine zentrale Steuerung
die einzelnen Abschnitte bzw. Module der Gesamtanlage angesteuert
werden. Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden einzelne ausgewählte
Abschnitte bzw. Module, die für
die Verarbeitung der Güter
besonders kritisch sind, überwacht
und deren Geschwindigkeit wird gesteuert, jedoch kann auch vorgesehen
sein, jeden einzelnen Abschnitt bzw. jedes einzelne Modul zu überwachen
und zu steuern.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschrieben, sondern findet überall
dort Einsatz, wo maschinell Papier innerhalb eines Systems verarbeitet
wird und am Ende beispielsweise einer Ablage und/oder Weiterverarbeitungseinrichtung
zugeführt
wird, und betrifft somit allgemein alle semi- und vollautomatischen
Papierverarbeitungssysteme.