DE102007054937A1

DE102007054937A1 - Vorrichtung zum Falzen von Flachprodukten

Info

Publication number: DE102007054937A1
Application number: DE200710054937
Authority: DE
Inventors: Johann Erdt
Original assignee: Manroland AG
Current assignee: Manroland AG
Priority date: 2007-11-17
Filing date: 2007-11-17
Publication date: 2009-05-20
Also published as: EP2060522A1

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Falzen von Flachprodukten (3), die mittels einer Transporteinrichtung (1) in Richtung eines einer Bremseinrichtung (4) nachgeordneten Anschlags (2) transportierbar sind, wobei oberhalb der Transportebene der Transporteinrichtung (1) eine Aufnahmeeinrichtung für wenigstens ein quer zur Transportebene der Transporteinrichtung (1) bewegbares Falzschwert (5) und unterhalb der Transportebene der Transporteinrichtung (1) eine einen dem Falzschwert (5) zugeordneten Falzspalt begrenzende Falzwalzenanordnung (6) vorgesehen sind, welche die vom Falzschwert (5) in den Falzspalt eingeführten Flachprodukte (3) einzieht und als Falzprodukte (7) nach unten abgibt, und wobei eine Einrichtung zur Korrektur unerwünschter Anweichungen der Falzprodukte (7) von einem Sollzustand vorgesehen ist, lassen sich dadurch eine übersichtliche Bauweise sowie eine hohe Produktqualität erreichen, dass im Bereich der Falzwalzenanordnung (6) eine elektronische Kamera (11) vorgesehen ist, die den von der Falzwalzenanordnung (6) abgegebenen Produktstrom in zeitlichen Abständen aufnimmt und deren Datenausgang mit dem Dateneingang einer eine Bildverarbeitungseinrichtung (14) enthaltenden Steuereinrichtung (10) verbunden ist, mittels welcher durch eine bezüglich wenigstens einer Eigenschaft der aufgenommenen Falzprodukte (7) durchgeführte Bildauswertung zumindest eine diese Eigenschaft beeinflussende Einrichtung so ansteuerbar ist, dass eine Abweichung von einem vorgegebenen ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Falzen von Flachprodukten, die mittels einer Transporteinrichtung in Richtung eines einer Bremseinrichtung nachgeordneten Anschlags transportierbar sind, wobei oberhalb der Transportebene der Transporteinrichtung eine Aufnahmeeinrichtung für wenigstens ein quer zur Transportebene der Transporteinrichtung bewegbares Falzschwert und unterhalb der Transportebene der Transporteinrichtung eine einen dem Falzschwert zugeordneten Falzspalt begrenzende Falzwalzenanordnung vorgesehen sind, die die vom Falzschwert in den Falzspalt eingeführten Falzprodukte einzieht und als Falzprodukte abgibt, und wobei eine Einrichtung zur Korrektur unerwünschter Abweichungen der Falzprodukte von einem Sollzustand vorgesehen ist.
Beim Falzen von Flachprodukten mittels einer Vorrichtung oben genannter Art kommt es häufig zu Ungenauigkeiten und Fehlern der Falzprodukte bzw. deren Position und Ausrichtung, die während des Betriebs korrigiert werden müssen, um eine möglichst störungsfreie Weiterverarbeitung der Falzprodukte zu ermöglichen und eine Ausschussproduktion zu vermeiden. Hierzu finden bisher Lichtleitersensoren Verwendung, mit denen bestimmte Kanten der Falzprodukte abgetastet werden. Dabei sind für jede Art von Ungenauigkeit eigene Sensoren erforderlich. Dies führt zu einem unübersichtlichen Aufbau.
Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung eingangs erwähnter Art so zu verbessern, dass eigene Sensoren für jede Art von Ungenauigkeit bzw. Fehler vermieden werden und man mit einer gemeinsamen Aufnahmeeinrichtung auskommt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Bereich der Falzwalzenanordnung, vorzugsweise unterhalb der Falzwalzenanordnung eine elektronische Kamera vorgesehen ist, die den von der Falzwalzenanordnung abgegebenen Produktstrom in zeitlichen Abständen aufnimmt und deren Datenausgang mit dem Dateneingang einer eine Bildverarbeitungseinrichtung enthaltenden Steuereinrichtung verbunden ist, mittels der durch eine bezüglich wenigstens einer Eigenschaft der aufgenommenen Falzprodukte durchgeführte Bildauswertung zumindest eine diese Eigenschaft beeinflussende Einrichtung so ansteuerbar ist, dass eine Abweichung von einem vorgegebenen Sollzustand verschwindet.
Diese Maßnahmen ergeben in vorteilhafter Weise eine Regeleinrichtung mit einer elektronischen Kamera als Istwert-Aufnehmer. Mit Hilfe der elektronischen Kamera kann in vorteilhafter Weise eine Vielzahl von Eigenschaften der vorbeilaufenden Falzprodukte gleichzeitig erfasst werden, so dass sich unterschiedliche Sensoren erübrigen. Die Bildauswertung kann in vorteilhafter Weise elektronisch erfolgen, so dass zur Durchführung von Änderungen bzw. Ergänzungen bezüglich der zu erfassenden Eigenschaften nur eine Änderung der Software erforderlich ist. Die Bildverarbeitung kann in vorteilhafter Weise so erfolgen, dass für jede gewünschte Eigenschaft die geeigneten Signale zum Ansteuern der der betreffenden Eigenschaft zugeordneten Einstelleinrichtung generierbar sind. Die Verwendung einer elektronischen Kamera als Istwert-Aufnehmer bietet dementsprechend gute Möglichkeiten zur einfachen Erzeugung fehlerfreier Produkte.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben.
So kann die Kamera zweckmäßig so angeordnet sein, dass ihre optische Achse quer zur Achsrichtung und Transportrichtung der Falzwalzenanordnung verläuft. Die so angeordnete Kamera schaut in vorteilhafter Weise auf die Breitseite der vorbeilaufenden Falzprodukte. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, sowohl die seitliche Position, als auch den Abstand, als auch die Schieflage der Produkte, als auch die Position und den Verlauf des Falzes als auch Verletzungen der Vorderkanten und Markierungen der Oberflächen der Produkte etc. zu erkennen, so dass im Falle von Abweichungen vom Soll-Zustand die erforderlichen Steuersignale generiert werden können.
Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, dass die Kamera so getriggert wird, dass pro Falzprodukt ein Bild geschossen wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass bereits erste Trends einer Fehlerentwicklung erkennbar und dementsprechend schnell ausregelbar sind.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung näher entnehmbar.
Die einzige Figur der nachstehend beschriebenen Zeichnung enthält eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Hauptanwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung sind einem an eine Rollenrotationsdruckmaschine anschließenden Falzapparat nachgeordnete Längsfalzeinrichtungen zur Erzeugung eines sogenannten dritten Falzes. Der grundsätzliche Aufbau und die Wirkungsweise derartiger Anordnungen sind an sich bekannt und bedürfen daher im vorliegenden Zusammenhang keiner detaillierten Erläuterung mehr.
Das dargestellte Beispiel enthält eine hier lediglich durch einen Richtungspfeil angedeutete Transporteinrichtung 1, der ein Anschlag 2 zugeordnet ist. Durch die Transporteinrichtung 1 werden mit Abstand aufeinander folgende Flachprodukte 3 in Richtung des Anschlags 2 transportiert und vorzugsweise berührungsfrei an diesen angelegt, wie durch ein mit unterbrochenen Linien dargestelltes Flachprodukt angedeutet ist. Die Transporteinrichtung 1 kann die vorliegende Längsfalzeinrichtung zur Herstellung eines dritten Falzes mit einem vorgeordneten Falzapparat verbinden, der an eine Rollenrotationsdruckmaschine anschließt.
Dem Anschlag 2 ist ein Bremssystem 4 vorgeordnet, das eine berührungslose Anlage der Flachprodukte 3 am Anschlag 2 gewährleistet bzw. einen harten Aufprall und eine dadurch verursachte Beschädigung der Vorderkanten der Flachprodukte 3 vermeiden soll. Das Bremssystem 4 ist im dargestellten Beispiel oberhalb der Transportebene der Transporteinrichtung 1 angeordnet und kann dementsprechend zur Regulierung der Bremskraft in der Höhe einstellbar sein. Zur Bildung des Bremssystems 4 können beispielsweise in der Höhe einstellbare Bürsten vorgesehen sein. Die Einstellung erfolgt durch eine hier nicht näher dargestellte Stelleinrichtung.
Oberhalb der Transportebene der Transporteinrichtung 1, hier oberhalb des Bremssystems 4 befindet sich eine Aufnahmeeinrichtung für ein hier in Transportrichtung der Transporteinrichtung 1 verlaufendes, quer zur Transportebene der Transporteinrichtung 1, das heißt vertikal bewegbares Falzschwert 5. Dieses ist einer unterhalb der Transportebene der Transporteinrichtung 1 angeordneten Falzwalzenanordnung mit zwei gegeneinander anstellbaren Falzwalzen 6 zugeordnet, die einen Falzspalt begrenzen. Die oberhalb des Falzspalts sich befindenden Falzprodukte der mit unterbrochenen Linien angedeuteten Art werden durch das Falzschwert 5 so in den Falzspalt hineingedrückt, dass sie von den Falzwalzen 6 erfasst und unter Vollendung des Falzes nach unten als Falzprodukte 7 abgegeben werden.
Die lichte Weite des durch die Falzwalzen 6 begrenzten Falzspalts ist zur Anpassung an die Dicke der zu falzenden Produkte einstellbar. Hierzu sind die einander benachbarten Falzwalzen 6 mittels einer hier nicht näher dargestellten Stelleinrichtung gegeneinander einstellbar. Ein zu enger Falzspalt würde zu einer übermäßigen Pressung der den Falzspalt durchsetzenden Produkte und dementsprechend zu Produktmarkierungen führen.
Die oben erwähnte Aufnahmeeinrichtung für das Falzschwert 5 ist im dargestellten Beispiel als rotierend antreibbare Falztrommel 8 ausgebildet, auf der wenigstens ein Falzschwert aufgenommen ist. Dieses ist so angeordnet, dass es über den Trommelumfang ausstellbar ist. Die Falztrommel 8 ist mittels einer zugeordneten Antriebseinrichtung um ihre Achse rotierbar. Zweckmäßig ist der Falztrommel 8 eine Einzelantriebseinrichtung zugeordnet, die mit Antriebseinrichtungen anderer Organe durch eine elektronische Welle verbunden ist. Im dargestellten Beispiel ist der Falztrommel 8 ein Einzelantriebsmotor 9 zugeordnet, mittels dessen die Falz trommel 8 rotierbar und zur exakten Positionierung des Falzmessers zusätzlich in Antriebsrichtung vor- und/oder zurückstellbar ist. Dementsprechend ist der normalen Antriebsdrehbewegung eine zusätzliche Vor- und Rückstellbewegung überlagert. Die Drehzahl der Falztrommel 8 wird so gewählt, dass sie mit dem Takt der ankommenden Flachprodukte 3 korrespondiert. Bei einer Anordnung mit lediglich einem Falzschwert 5 am Umfang ist pro Produkt eine Umdrehung vorgesehen. Die zusätzliche Vor- und Rückstellbewegung ermöglicht eine exakte Positionierung des Falzschwerts 5 beim Falzen.
Im Laufe des Betriebs können sich Ungenauigkeiten hinsichtlich der seitlichen Position, des Abstands, der Schieflage der Produkte, der Position und des Verlaufs des Falzes ergeben. Ebenso können Beschädigungen der Produkte in Form von Oberflächenmarkierungen, umgeschlagenen Ecken sowie durch den Anschlag verursachte Druckstellen am Produktanfang etc. auftreten. Zur Korrektur derartiger Abweichungen von einem gewünschten Soll-Zustand ist eine Regelungseinrichtung 10 vorgesehen, die bezüglich jeder zu korrigierenden Eigenschaft einen Soll-Istwert-Vergleich durchführt und aus einer festgestellten Abweichung ein Stellsignal zur Ansteuerung einer die jeweilige Eigenschaft beeinflussenden Einrichtung generiert, z. B. zur Ansteuerung des Motors 9, der Stelleinrichtung des Bremssystems 4, der Stelleinrichtung der Falzwalzen 6 und dergleichen. Die Steuereinrichtung 10 fungiert dabei praktisch als Regler eines Regelkreises.
Als Istwert-Aufnehmer ist eine der Falzwalzenanordnung 6 zugeordnete, zweckmäßig unterhalb der Falzwalzenanordnung 6 angeordnete, elektronische Kamera 11 vorgesehen, welche die von den Falzwalzen 6 nach unten abgegebenen Falzprodukte 7 in zeitlichen Abständen fotografiert. Zweckmäßig erfolgt dies im Takt der aufeinanderfolgen Falzprodukte 7, wobei vorteilhaft pro Falzprodukt 7 wenigstens ein Bild geschossen wird. Hierzu ist die Kamera 11 zweckmäßig mit einem von der vorgeordneten Druckmaschine bzw. dem vorgeordneten Falzapparat abgeleiteten Maschinensignal getriggert, das jeweils einem Produkt entspricht. Hierzu ist die Kamera 11 mit einem geeigneten Signaleingang 12 versehen.
Die Kamera 11 ist so angeordnet, dass sie von der Seite des Betrachters der Zeichnung her auf die aufzunehmenden Falzprodukte 7 schaut, das heißt die optische Achse der Kamera 11 ist quer zur Transportrichtung und zur Achsrichtung der Falzwalzen 6 angeordnet. Dies ergibt eine praktisch zur Flachseite der Falzprodukte 7 rechtwinklige Anordnung der Kamera 11. Bei dieser Anordnung der Kamera 11 erscheinen alle relevanten Eigenschaften, wie die horizontale Position, vertikale Position, Verdrehung der Falzprodukte, Position und Verlauf des Falzes, sowie Produktverletzungen am Bogenanfang und Produktmarkierungen auf der Oberfläche und umgeschlagene Ecken etc. auf den aufgenommenen Bildern so dass eventuelle Abweichungen von einem gewünschten Sollzustand festgestellt werden können.
Die von der Kamera 11 aufgenommenen Daten werden an die Steuereinrichtung 10 weitergegeben. Hierzu ist der Datenausgang der Kamera 11 über eine Signalleitung 13 mit dem Dateneingang der Steuereinrichtung 10 verbunden, die eine Bildverarbeitungseinrichtung 14 zur Verarbeitung der von der Kamera 11 aufgenommenen Bilder enthält. Diese werden dabei so bearbeitet, dass die Istwert der zu überwachenden Eigenschaften, wie horizontale Position, vertikale Position, Drehposition der Produkte, Verlauf und Position des Falzes, Beschaffenheit des Produktanfangs und der Produktoberfläche etc. so extrahiert werden, dass ein Soll-Istwert-Vergleich durchgeführt werden kann. Die Sollwerte sind in der Steuereinrichtung 10 abgelegt. Diese ist hierzu mit einem Sollwert-Speicher 15 versehen. Zum Eingeben bzw. Ändern der Sollwerte ist ein geeigneter Eingang 16 vorgesehen. Zur Bildung der Steuereinrichtung 10 einschließlich Bildverarbeitungseinrichtung 14 und Sollwert-Speicher 15 findet ein EDV-Gerät mit einem oder mehreren Rechnern und geeigneten Speichern Verwendung.
Die als Regler fungierende Steuereinrichtung 10 ist mit den zu regelnden Einrichtungen zugeordneten Ausgängen versehen, die über Signalleitungen mit den zur Fehlerbeseitigung ansteuerbaren Einrichtungen verbunden sind. Im dargestellten Beispiel sind fünf Ausgänge 17a bis 17e dargestellt, wobei der Ausgang 17a der dem Bremssystem 4 zugeordneten Stelleinrichtung, der Ausgang 17b dem Motor 9 und der Ausgang 17c der den Falzwalzen 6 zugeordneten Stelleinrichtung zu geordnet sind. Neben diesen Einrichtungen können noch zahlreiche weitere, nicht näher dargestellte Stelleinrichtungen angesteuert werden, wie durch die Ausgänge 17d und 17e angedeutet ist. Die von der Kamera 11 gelieferten Bilder enthalten nämlich eine Fülle von Informationen, die zur Erzeugung einwandfreier Produkte verwertbar sind.
Im dargestellten Beispiel kann mittels der über den Ausgang 17a abgehenden Steuersignale die Bremseinrichtung 4 so eingestellt werden, dass die ankommenden Flachprodukte 3 nicht hart auf den Anschlag 2 aufschlagen, sondern berührungsfrei am Anschlag 2 abgelegt werden. Mit Hilfe der über den Eingang 17b abgehenden Steuersignale kann der Motor 9 so gesteuert werden, dass sich die gewünschte Drehzahl ergibt und das Falzschwert 5 immer so positioniert wird, dass der Falzvorgang zum gewünschten Zeitpunkt erfolgt. Mit Hilfe der über den Ausgang 17c abgehenden Steuersignale können die Falzwalzen 6 so eingestellt werden, dass die von den Falzwalzen 6 erfassten Produkte nicht zu stark gepresst werden und keine Oberflächenmarkierung erhalten. Die über die weiteren Ausgänge abgehenden Steuersignale können weiteren Einrichtungen, beispielsweise der Antreibseinrichtung der Transporteinrichtung 1 und/oder der Antriebseinrichtung einer die Falzprodukte 7 aufnehmenden Bandführung etc. zugeordnet sein. Die von der Kamera 11 aufgenommenen Bilder bieten, wie oben schon erwähnt, vielfältige Möglichkeiten.

Claims

Vorrichtung zum Falzen von Flachprodukten (3), die mittels einer Transporteinrichtung (1) in Richtung eines einer Bremseinrichtung (4) nachgeordneten Anschlags (2) transportierbar sind, wobei oberhalb der Transportebene der Transporteinrichtung (1) eine Aufnahmeeinrichtung für wenigstens ein quer zur Transportebene der Transporteinrichtung (1) bewegbares Falzschwert (5) und unterhalb der Transportebene der Transporteinrichtung (1) eine einen dem Falzschwert (5) zugeordneten Falzspalt begrenzende Falzwalzenanordnung (6) vorgesehen sind, welche die vom Falzschwert (5) in den Falzspalt eingeführten Flachprodukte (3) einzieht und als Falzprodukte (7) nach unten abgibt, und wobei eine Einrichtung zur Korrektur unerwünschter Abweichungen der Falzprodukte (7) vom einem Sollzustand vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Falzwalzenanordnung (6) eine elektronische Kamera (11) vorgesehen ist, die den von der Falzwalzenanordnung (6) abgegebenen Produktstrom in zeitlichen Abständen aufnimmt und deren Datenausgang mit dem Dateneingang einer eine Bildverarbeitungseinrichtung (14) enthaltenden Steuereinrichtung (10) verbunden ist, mittels welcher durch eine bezüglich wenigstens einer Eigenschaft der aufgenommenen Falzprodukte (7) durchgeführte Bildauswertung zumindest eine diese Eigenschaft beeinflussende Einrichtung so ansteuerbar ist, dass eine Abweichung von einem vorgegebenen Sollzustand verschwindet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (11) so angeordnet ist, dass durch entsprechende Bildauswertung zumindest die seitliche Position und/oder der Abstand und/oder die Schieflage und/oder die Falzposition und/oder der Falzverlauf und/oder Verletzungen der Vorderkante und/oder Markierungen der Oberfläche und/oder umgeschlagene Ecken der aufgenommenen Falzprodukte (7) ermittelbar ist bzw. sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (11) unterhalb der Falzwalzenanordnung (6) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse der Kamera (11) quer zur Achsrichtung und Transportrichtung der Falzwalzenanordnung (6) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (11) den vorbeilaufenden Strom von Falzprodukten (7) im Takt der aufeinanderfolgenden Falzprodukte (7) aufnimmt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (11) so getriggert ist, dass pro Falzprodukt (7) wenigstens ein Bild geschossen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (11) mit einem Maschinenimpuls getriggert ist, der jeweils einem Produkt entspricht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzschwert (5) mittels einer Antriebseinrichtung bewegbar ist, die mittels der Steuereinrichtung (10) zum Einstellen des Falzschwerts (5) ansteuerbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Falzschwert-Aufnahmeeinrichtung als rotierend antreibbare Falztrommel (8) ausgebildet ist, die mittels eines Einzelantriebsmotors (9) antreibbar ist, der mittels der Steuereinrichtung (10) zum Einstellen der Position des Falzschwerts (5) und/oder der Rotationsgeschwindigkeit der Falztrommel (8) ansteuerbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Anschlag (2) vorgeordnete Bremseinrichtung (4) mittels einer Stelleinrichtung verstellbar ist, die mittels der Steuereinrichtung (10) zum Einstellen der Bremsfunktion ansteuerbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Falzwalzenanordnung (6) mittels einer Stelleinrichtung verstellbar ist, die mittels der Steuereinrichtung (10) zur Einstellung des Falzspalts ansteuerbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (10) für alle anzusteuernden Einrichtungen jeweils einen zugeordneten Ausgang (17a, b, c, d, e) aufweist.