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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Bedienungseinrichtung für
eine Maschine zur Druckweiterverarbeitung, mit der einstellbare
Arbeitsmittel in der Maschine komfortabel einstellbar sind.
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Bei
Falzmaschinen zur Druckweiterverarbeitung sind diverse einstellbare
Arbeitsmittel wie Falzschwerter und Anschläge an die jeweiligen
zu verarbeitenden Bedruckstoffe anzupassen. Die Einstellung der
Arbeitsmittel hängt dabei vom Papier des Bedruckstoffs
ab, vom Format des Bedruckstoffs und der Position des anzubringenden
Falzes. Aus der Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2004 002 948 U1 ist eine
Falzmaschine mit einem Taschenfalzwerk bekannt, bei der der Taschenspalt
auf die Papierdicke eingestellt werden kann. Zur Einstellung des
Taschenspalts auf die Papierdicke des Bedruckstoffs wird ein Papier
zwischen ein Widerlager und eine Abstützung eingelegt.
Dadurch wird die lichte Weite des Taschenspalts an die Papierdicke
angepasst. Bei diesem Einstellvorgang muss das Bedienpersonal einen
Bogen auf das Falzwerk legen und dann die lichte Weite von Hand
einstellen. Eine solche Einstellung von Hand ist jedoch für
das Bedienpersonal wenig komfortabel, zudem muss das Bedienpersonal
von Falzwerk zu Falzwerk gehen, um dort die Einstellungen jeweils
von Hand vorzunehmen.
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Aus
der Offenlegungsschrift
DE
198 43 872 A1 ist eine Einrichtung zum Einstellen eines
Falzmessers in Kombifalzmaschinen mit Linearmotor bekannt. Mit der
Steuerungseinrichtung soll das manuelle Einstellen am Falzmesser
erübrigt werden. Zur automatischen Einstellung ist ein
Sensor vorhanden, welcher die Bogendicke eines Bedruckstoffs erfasst. Zudem
ist ein weiterer Sensor vorhanden, welcher die Biegesteifigkeit
des Falzbogens aufnimmt. Aus den Messgrößen der
Sensoren werden dann in der Steuerung automatisch Einstellwerte
für den Falzmesserhub errechnet und an die Motorsteuerung
des Falzmessers weitergeleitet. Bei dieser automatischen Regelung
und Steuerungseinstellung des Falzmessers hat das Bedienpersonal
keine Möglichkeit mehr, Einstellungen selbstbestimmt vorzunehmen.
Des Weiteren ist die Steuer- und Regeleinrichtung sehr aufwändig,
da dafür entsprechende Sensoren vorhanden sein müssen,
und zudem fehleranfällig, wenn der zu verarbeitende Bedruckstoff
von den Sensoren nicht korrekt erfasst wird.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bedieneinrichtung
für die Einstellung von Arbeitsmitteln in Falzmaschinen
und Maschinen zur Druckweiterverarbeitung zu schaffen, welche eine komfortable,
aber durch das Bedienpersonal selbst gewählte Einstellung
der Arbeitsmittel in der Maschine ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird
die vorliegende Aufgabe durch die Patentansprüche 1 und
12 gelöst, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
den Unteransprüchen und den Zeichnungen zu entnehmen. Die
erfindungsgemäße Bedienungseinrichtung verfügt über
ein Bedienelement, welches über eine elektronische Steuerungseinrichtung
mit einem Stellmotor eines einstellbaren Arbeitsmittels in einer
Maschine zur Druckweiterverarbeitung, insbesondere einer Falzmaschine,
verbunden ist. Das Bedienelement kann aus Tasten bestehen, ist aber
vorzugsweise drehbar ausgestaltet, wobei auch eine Softwarenachbildung
auf einem Touchscreen möglich ist, auf dem virtuelle Tasten
oder ein virtuelles Drehrad angezeigt werden. Falzmaschinen weisen
als Arbeitsmittel verstellbare Falzschwerter und verstellbare Falzanschläge
auf. Diese Arbeitsmittel müssen an die Parameter des jeweiligen
Auftrags in Bezug auf Format, Bedruckstoff und Lage des Falzes angepasst
werden. Die Bewegungen des Bedienpersonals am Bedienelement werden
von einer elektronischen Steuerungseinrichtung, zum Beispiel einem
Computer, in Stellbefehle für den Stellantrieb des einstellbaren
Arbeitsmittels umgerechnet. Als Stellantrieb werden dabei insbesondere
Servomotoren mit Positionsrückmeldung eingesetzt. Auf diese
Art und Weise kann das Bedienpersonal mit der Bedienungseinrichtung nach
Auswahl des jeweils einzustellenden Arbeitsmittels in der Maschine
sämtliche einzustellenden Arbeitsmittel mit einer Bedieneinrichtung
komfortabel über ein Bedienpult einstellen und muss nicht
von Falzwerk zu Falzwerk, wie bei herkömmlichen Falzmaschinen,
laufen, um die Arbeitsmittel von Hand einzustellen. Das drehbare
Bedienelement bietet den Vorteil, dass das Bedienpersonal hier die
Einstellungen sehr gefühlvoll und präzise vornehmen
kann, da so ein Drehrad langsam oder schnell gedreht werden kann,
zudem kann die Übersetzung der Bewegungen auf den Stellantrieb
elektronisch stufenlos angepasst werden.
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Die
Auswahl des jeweils einzustellenden Arbeitsmittels kann ebenfalls über
das drehbare Bedienelement erfolgen, indem auf das drehbare Bedienelement
Druck ausgeübt wird. Dieser kurze Druckimpuls führt
in Verbindung mit dem auf einer graphischen Benutzeroberfläche
der Bedienungseinrichtung über das Drehrad ausgewählten
Arbeitsmittel dazu, dass dieses Arbeitsmittel dann durch Drehbewegung
des Bedienelements bequem eingestellt werden kann. Zum Drücken
kann entweder das gesamte drehbare Bedienelement nach unten gedrückt werden,
oder es kann oben auf dem Bedienelement ein Druckknopf vorhanden
sein, auf den das Bedienpersonal Druck ausüben kann.
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In
einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das
drehbare Bedienelement eine Verstellbewegung des Arbeitsmittels
an eine Bedienperson haptisch zurückmeldet. Die haptische Rückmeldung
kann von einer elektronischen Steuerungseinrichtung bewirkt werden,
der die jeweilige Position des verstellbaren Arbeitsmittels zurückgemeldet
wird. In Abhängigkeit von der eingestellten Position des
Arbeitsmittels wird dann über das drehbare Bedienelement
dem Bedienpersonal eine haptische Rückmeldung gegeben.
So kann zum Beispiel bei bestimmten Positionen des einstellbaren
Arbeitsmittels das drehbare Bedienelement dem Bedienpersonal ein
Gefühl des Einrastens vermitteln. Des Weiteren kann das
Erreichen einer Endposition des einstellbaren Arbeitsmittels durch
erhöhte Schwergängigkeit des drehbaren Bedienelements
bis zum völligen Stillstand des Bedienelements angekündigt
und vermittelt werden.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist außerdem
vorgesehen, dass die Bedieneinrichtung eine Anzeigevorrichtung zur Darstellung
eines virtuellen Abbildes des verstellbaren Arbeitsmittels der Maschine
aufweist. Auf dieser Anzeigevorrichtung können nicht nur
die Arbeitsmittel über das drehbare Bedienelement ausgewählt werden,
sondern es erscheint auch ein virtuelles Abbild des gerade ausgewählten
Arbeitsmittels auf einem Bildschirm. Wird zum Beispiel das Falzschwert am
ersten Falzwerk ausgewählt, so erscheint genau dieses Falzschwert
in virtueller Darstellung und entsprechend eindeutiger Nummerierung
auf dem Bildschirm. Dadurch ist das Bedienpersonal permanent darüber
informiert, welches Arbeitsmittel gerade verstellt wird. Die virtuelle
Abbildung auf der Anzeigevorrichtung macht es außerdem
möglich, dass der virtuellen Darstellung der beweglichen
Arbeitsmittel auf der Anzeigevorrichtung eine Vergleichsskala überlagert
darstellbar ist. Mit einer solchen Vergleichsskala können
die Verstellwege des Arbeitsmittels am Bildschirm besonders präzise
abgebildet werden, denn das Bedienpersonal kann an der Skala genau
ablesen, wie weit das bewegliche Arbeitsmittel gerade verstellt
wurde. Dazu bewegt sich das Arbeitsmittel entsprechend zu der auf
dem Bildschirm dargestellten Skala oder die Skala bewegt sich entsprechend zu
dem dargestellten Arbeitsmittel. In diesem Fall kann das Bedienpersonal
die durchgeführten Verstellwege direkt auf dem Bildschirm
ablesen und so sichergehen, dass genau die gewünschten
Verstellwerte von dem zugeordneten Arbeitsmittel durchgeführt
worden sind. Das Arbeitsmittel kann natürlich auf dem Bildschirm
auch abstrahiert dargestellt werden, so kann statt dem Falzschwert
oder Anschlag auch ein stilisierter Balken oder Strich abgebildet werden,
wichtig ist nur, dass an Hand der virtuellen Darstellung des Arbeitsmittels
ein präzises Einstellen des Arbeitsmittels möglich
ist.
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Dabei
ist es auch möglich, dass die Skala in verschiedenen Maßstäben
darstellbar ist. Möchte das Bedienpersonal größere
Verstellwege darstellen, so kann es auf dem Bildschirm eine entsprechend gröbere
Skala auswählen, um so schnell große Verstellwege
durchführen zu können, entsprechend kann auch
die Drehbewegung des Drehrads angepasst werden, so dass bei großen
Verstellwegen und großem Maßstab trotzdem nur
kleine Drehbewegungen erforderlich sind, um große Verstellwege
durchzuführen. Zur Feineinstellung für kleinere
Verstellwege kann dann eine feinaufgelöste Skala ausgewählt werden,
entsprechend sind große Drehbewegungen am Drehrad erforderlich,
um kleine Verstellbewegungen am Arbeitsmittel zu bewirken. Auf diese
Art und Weise ist eine präzise Einstellung des verstellbaren Arbeitsmittels
möglich, ohne dass das Bedienpersonal Sichtkontakt mit
dem jeweiligen Arbeitsmittel in der Maschine haben muss. Dadurch
entfällt der Gang von Falzwerk zu Falzwerk zur Überprüfung
der vorgenommenen Verstellvorgänge komplett und eine Bedienung
allein über die Bedieneinrichtung mit drehbarem Bedienelement
und Anzeigevorrichtung ist möglich.
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Des
Weiteren ist vorgesehen, dass die Bedieneinrichtung eine Anzeigevorrichtung
und einen Rechner aufweist und dass der Rechner über eine Busverbindung
mit dem elektrischen Stellantrieb in der Maschine verbunden ist.
Der Einsatz einer Busverbindung zwischen dem Rechner und dem Stellantrieb
ermöglicht es, die Bedieneinrichtung für den Einsatz
in den unterschiedlichsten Maschinen einfach anzupassen. Die Bedieneinrichtung
mit Anzeigevorrichtung, Rechner und drehbarem Bedienelement ist
dabei immer die gleiche, es werden an die Busverbindungen nur unterschiedliche
elektrische Stellantriebe angebunden. Dazu müssen die Stellantriebe
nur jeweils die passenden Buscontroller aufweisen und können
einfach an das erfindungsgemäße Bediensystem angeschlossen
werden. Die an das Bussystem angeschlossenen Stellantriebe müssen dann
nur über eine entsprechende Software auf dem Rechner in
der Bedieneinrichtung konfiguriert werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass mittels des drehbaren Bedienelements Einstellwerte zur Verstellung der
Arbeitsmittel in der Maschine eingebbar, auswählbar oder
bestätigbar sind. Zusätzlich oder alternativ zu
der Darstellung der virtuellen Arbeitsmittel auf der Anzeigevorrichtung
kann die Eingabe der Einstellwerte auch direkt in alphanumerischer
Form über eine graphische Benutzeroberfläche auf
der Anzeigevorrichtung erfolgen, Auch in diesem Fall wird zunächst
das jeweilige Arbeitsmittel mittels des Drehelements ausgewählt,
woraufhin dann ein Eingabefenster erscheint, in dem die Verstellwege
in Form von Zahlen eingegeben oder ausgewählt werden können.
Die Eingabe des Verstellwegs kann wiederum durch Drücken
auf das drehbare Bedienelement abgeschlossen werden. Auf diese Art
und Weise ist es für das Bedienpersonal möglich,
Verstellwege in Zahlenwerten komfortabel einzugeben.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Figuren näher
beschrieben und erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Bedienungseinrichtung mit Jogwheel zur Einstellung des Falzschwerts
in einer Falzmaschine,
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2 eine
Bedieneinrichtung mit Jogwheel zur Einstellung der Falzanschläge
in einer Falzmaschine und
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3 einen
Bildschirm einer erfindungsgemäßen Bedienungseinrichtung
zur Eingabe der Verstellwege in numerischer Form.
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In 1 wird
die vorliegende Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung einer
Falzmaschine 1 näher erläutert. Die Falzmaschine 1 verfügt über
mehrere Falzwerke, von denen eines beispielhaft dargestellt ist.
In diesem Falzwerk werden Bedruckstoffe 16 mittels eines
Falzschwerts 5 in der gewünschten Art und Weise
gefalzt. Dazu wird das Falzschwert 5 von einem Antriebsmotor 2 auf
und ab bewegt und drückt so den gewünschten Falz
in den Bogen 16. Als Antriebsmotor 2 wird ein
Servomotor eingesetzt, der die Position des Falzschwerts 5 exakt anfahren
und regeln kann. Die Drehbewegungen des Servomotors 2 für
das Falzschwert 5 werden über ein Getriebe 4 in
eine Hubbewegung für das Falzschwert 5 umgesetzt.
Der Servomotor 2 verfügt über einen Servoregler 3,
welcher wiederum über eine Datenbusverbindung 6 an
die Steuerungselektronik der Falzmaschine 1 angeschlossen
ist. Die Steuerungselektronik besteht aus einem Rechner 7 in
Form eines Industrie-PCs, welcher über einen Prozessor 8 verfügt.
An diesen Rechner 7 ist ein drehbares Bedienelement 10 in
Form eines Jogwheels mit Winkelencoder 9 angeschlossen.
Dieses Jogwheel 10 ist in beide Richtungen drehbar, wobei
die Drehbewegungen des Jogwheels 10 mittels Winkelencoder 9 an den
Prozessor 8 des Rechners 7 weitergeleitet werden.
Umgekehrt kann der Rechner 7 Positionsveränderungen
am Antriebsmotor 2 des Falzschwerts 5 an das Jogwheel 10 zurückmelden
und so für eine haptische Rückmeldung an das Bedienpersonal
sorgen.
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Des
Weiteren verfügt das Jogwheel 10 über eine
Druckfunktion, so dass das Bedienpersonal durch Drücken
des Jogwheels 10 Eingaben auf einem Bildschirm 11 tätigen
und abschließen kann. Der Bildschirm 11 ist ebenfalls
an einen Rechner 7 angeschlossen und ermöglicht
die virtuelle Darstellung des in der Falzmaschine 1 vorhandenen
Falzschwerts 5 als virtuelles Falzschwert 5a auf
dem Bildschirm 11. Verändert sich die Lage des
Falzschwerts 5 in der Falzmaschine 1 durch Drehbewegungen
am Jogwheel 10, so bewegt sich auch das virtuelle Falzschwert 5a auf
dem Bildschirm 11 relativ zu einer ebenfalls auf dem Bildschirm 11 eingeblendeten
Skala 17. Alternativ ist es auch möglich, dass
das virtuelle Falzschwert 5a stillsteht und sich stattdessen
die Skala 17 bewegt. Durch die unmittelbare Zuordnung von
Skala 17 und virtuellem Falzschwert 5a ist es möglich,
die Verstellwege des Falzschwerts 5 in der Falzmaschine 1 maßstabsgerecht
auf dem Bildschirm 11 anzuzeigen und so dem Bedienpersonal unmittelbar
zu vergegenwärtigen. Wenn die Skala 17 auf dem
Bildschirm 11 zum Beispiel in Millimeterabständen
ausgeführt ist, so bedeutet eine Bewegung des Falzschwerts 5a relativ
zu der Skala 17 um 2 Striche eine tatsächliche
Bewegung des Falzschwerts 5 in der Falzmaschine 1 um
2 Millimeter.
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Um
eine einfache flexible Konfiguration der Bedieneinrichtung für
die unterschiedlichsten Falzmaschinen 1 zu ermöglichen,
erfolgt die Anbindung des Antriebsmotors 2 für
das Falzschwert 5 an den Rechner 7 über
die Busverbindung 6, welche als CAN-Bus oder auch als Ethernet-Verbindung
ausgeführt sein kann. An einen solchen Bus 6 können
viele Antriebsmotoren 2 mit entsprechendem Buscontroller,
welcher in den Servoregler 3 integriert sein kann, angeschlossen
werden.
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Analog
zu dem Einstellvorgang für das Falzschwert 5 in
einer Falzmaschine 1 ist in 2 der Einstellvorgang
für einen Anschlag 12 in der Falzmaschine 1 abgebildet.
Durch das Einstellen des Anschlags 12 kann die Position
des Falzes auf dem Druckbogen 16 variiert werden. Dazu
kann der Anschlag 12 relativ zum Falzschwert 5 bewegt
werden. Der Anschlag 12 wird ebenfalls über einen
elektrischen Antriebsmotor 13 bewegt, welcher wiederum über
eine Motorelektronik 14 mit Busanschaltung verfügt. Über
diese Busanschaltung ist der Antriebsmotor 13 für
den Anschlag 12 mittels der Busverbindung 6 an
den Rechner 7 angeschlossen. Nach Auswahl des Anschlags 12 als
verstellbares Arbeitsmittel über eine graphische Benutzeroberfläche 15 auf
dem Bildschirm 11 kann die Position des Anschlags 12 über
Drehbewegungen am Jogwheel 10 vom Bedienpersonal verstellt
werden. Auch die Bewegungen des Anschlags 12 sind auf dem
Bildschirm 11 in Bezug auf eine überlagerte Skala 17 darstellbar,
so dass das Bedienpersonal auch beim Verstellen des Anschlags 12 einen
virtuellen Anschlag 12a mit überlagerter Skala 17 angezeigt
bekommt.
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Die
graphische Benutzeroberfläche 15 kann aber nicht
nur zur Anzeige des virtuellen Falzschwerts 5a oder des
virtuellen Anschlags 12a genutzt werden, sondern kann zudem
zur Eingabe von Verstellwegen in numerischer Form genutzt werden. Wenn
das Bedienpersonal ein Arbeitsmittel 5, 12 ausgewählt
hat, wird auf der graphischen Benutzeroberfläche 15 ein
Feld zur numerischen Eingabe angezeigt, über welches mittels
einer Tastatur oder durch Auswahl über das Jogwheel 10 entsprechende numerische Verstellwerte
eingegeben werden können. Diese numerischen Verstellwerte
werden dann vom Rechner 7 über den Bus 6 an
den jeweiligen Antriebsmotor 2, 13 übertragen
und dort in Verstellbewegungen des jeweiligen Arbeitsmittels 5, 12 umgesetzt.
Zur Eingabe der numerischen Werte kann der Bildschirm 11 als
Touchscreen ausgeführt sein, so dass auf dem Touchscreen
unmittelbar ein numerisches Tastenfeld zur Eingabe der numerischen
Verstellwerte erscheinen kann. Die Eingabe der Verstellwerte kann
wiederum durch ein Drücken des Jogwheels 10 abgeschlossen
werden.
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Durch
den Einsatz eines Jogwheels in Verbindung mit einem Bildschirm 11 und
den über eine Busverbindung 6 angebundenen Antriebsmotoren 2, 13 für
die Arbeitsmittel 5, 12 kann eine komfortable und
exakte Einstellung der Positionen der Arbeitsmittel 5, 12 zur
Anpassung an die Parameter des jeweiligen Auftrags geschehen. Insbesondere
durch die haptische Rückmeldung des Jogwheels 10 kann
dem Bedienpersonal so dasselbe Gefühl wie bei einer mechanischen
Einstellung direkt am Falzwerk vermittelt werden, ohne dass das
Bedienpersonal von einem Falzwerk zum nächsten laufen muss.
Zudem ist durch die Überlagerung der Skala 17 eine
exakte Einstellung am Bedienpult möglich.
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- 1
- Falzmaschine
- 2
- Antriebsmotor
für Falzschwert
- 3
- Servoregler
- 4
- Getriebe
- 5
- Falzschwert
- 5a
- virtuelles
Falzschwert
- 6
- Datenbusverbindung
- 7
- Rechner
- 8
- Prozessor
- 9
- Winkelencoder
- 10
- Jogwheel
- 11
- Bildschirm
- 12
- Anschlag
- 12a
- virtueller
Anschlag
- 13
- Antriebsmotor
für Anschlag
- 14
- Motorelektronik
- 15
- graphische
Benutzeroberfläche
- 16
- Druckbogen
- 17
- Skala
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 202004002948
U1 [0002]
- - DE 19843872 A1 [0003]