DE102013014109A1

DE102013014109A1 - Verfahren zum Einrichten und/oder Betreiben einer Rollendruckmaschine

Info

Publication number: DE102013014109A1
Application number: DE102013014109.5A
Authority: DE
Inventors: Volker Haushahn; Peter Melzer
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2013-08-22
Publication date: 2014-03-13
Also published as: US20140069286A1; JP6147151B2; US9102134B2; CN103660548B; JP2014054843A; CN103660548A

Abstract

Es handelt sich um ein Verfahren zum Einrichten und/oder Betreiben einer Rollendruckmaschine (1), in der die bedruckte Materialbahn auf eine Rolle (18) aufgewickelt wird, wobei zuerst ein Teilabschnitt der Materialbahn (3) bedruckt, anschließend der davor befindliche unbedruckte Teil der Materialbahn (3) von der Rolle (18) abgewickelt und entfernt wird und dann der geschnittene Anfang der bedruckten Materialbahn (3) an der Aufwickelrolle (18) befestigt wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Materialbahn (3) für das Abschneiden des unbedruckten Teils erst rückgefördert wird und anschließend der Antrieb (M1, M3) der Materialbahn in einen Haltemodus geschaltet wird, in dem die Materialbahn (3) unter Beibehaltung der Bahnspannung still steht und vom Bahnanfang her mit geringer Zugkraft in Richtung auf die Aufwickelrolle (18) gezogen und dort befestigt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und/oder Betreiben einer Rollendruckmaschine in der die bedruckte Materialbahn nach dem Bedrucken auf eine Rolle aufgewickelt oder einer Weiterverarbeitungseinheit zugeführt wird. Dabei stehen im Fokus weniger Zeitungs- oder Akzidenzrollendruckmaschinen, sondern sogenannte Schmalbandrollendruckmaschinen, wie sie zur Herstellung von z. B. Etiketten oder Bildstempeln verwendet werden. Das dort eingesetzte Druckverfahren selbst spielt hier eine untergeordnete Rolle, in solchen Schmalbandrollendruckmaschinen sind Druckmodule verwendet, die nach ganz unterschiedlichen Druckverfahren arbeiten können, wie z. B. Inkjet, Elektrophotographie, Siebdruck, Tiefdruck, Offset- oder Flexodruck. Oft sind auch verschiedene Druckverfahren mit den entsprechenden Modulen in einer solchen Maschine miteinander kombiniert.
Die Materialbahn mit den bedruckten z. B. Etiketten wird üblicherweise auf den Pappkern einer Aufwickelrolle aufgewickelt, um dann offline in anderen Maschinen weiterverarbeitet zu werden. Solche Rollendruckmachinen für die Etikettenproduktion werden beispielsweise von den Firma CSAT GmbH in Eggenstein, Deutschland unter der Bezeichnung ITS 600 angeboten. Daneben sind auch Rollendruckmaschinen bekannt, die in einen größeren Produktionsablauf eingebettet sind, in dem die bedruckten Etiketten gleich anschließend von der Materialbahn abgelöst und auf z. B. Verpackungen angebracht werden.
Bei solchen Maschinen ist in letzter Zeit die Forderung entstanden, allein nur die bedruckten Etiketten zu speichern, aufzuwickeln oder auf andere Art und Weise zu nutzen und den störenden unbedruckten Anfang der Materialbahn gar nicht erst zu speichern oder weiterzuverarbeiten. Dieser Anforderung wurde bisher dadurch Rechnung getragen, dass man in der Rollendruckmaschine einen mechanischen Bandspeicher vorgesehen hat. Beim Andrucken mit der Maschine wurde sodann zuerst einmal in den Bandspeicher hinein gedruckt, bis dieser gefüllt war. Anschließend wurde die Maschine gestoppt, der unbedruckte Teil der Materialbahn von der Aufwickelrolle abgezogen und auf einem zwischen Bandspeicher und Aufwickelrolle gelegenen Schneidtisch abgeschnitten. Anschließend konnte dann aus dem Bandspeicher heraus der bedruckte Anfang der Materialbahn herausgezogen und am Kern der Aufwickelrolle befestigt werden.
Diese Lösung hat jedoch mehrere Nachteile. Zum Einen bestimmt das einstellbare Drehmoment des Aufwicklers die für das jeweilige Material erforderliche Bahnspannung. Diese Spannung muss der Bandspeicher mit dem Gewicht seiner beweglichen Rollen aufrecht erhalten. Diese Gleichung geht jedoch nur für ein Material auf, für andere Materialien oder Bahnbreiten mit abweichender Bahnspannung müssten dann die Gewichte der Speicherrollen verändert werden. Insbesondere bei hohen Bahnspannungen besteht außerdem die Gefahr, dass beim Ziehen des Bandes von Hand über die beweglichen Speicherrollen die Bahnspannung nochmals ansteigt, so dass die Materialbahn beschädigt wird oder gar reißen kann. Außerdem ist bei dieser Art des Speichers die speicherbare Länge der Materialbahn konstruktiv fest vorgegeben. Bei einer Flexibilisierung der Druckmaschine durch Hinzufügen weiterer Druckeinheiten führt das dazu, dass nicht mehr genügend bedruckte Materiallänge im Speicher zur Verfügung steht. Zudem verteuern solche mechanische Rollenspeicher aufgrund des höheren mechanischen Aufwandes den Preis solcher Maschinen.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Rollendruckmaschine zu schaffen, in der beim Einrichten oder Umrüsten der Druckmaschine der unbedruckte Anfang der Materialbahn auf einfache Weise unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile entfernt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Eine zur Durchführung geeignete Druckmaschine ist in Patentanspruch 8 angegeben.
Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung wird nach dem ersten Bedrucken eines Teils der Materialbahn diese erst rückgefördert und sodann der Antrieb der Materialbahn in einen Haltemodus geschaltet, in dem die Materialbahn unter Beibehaltung der Bahnspannung stillsteht. In diesem Modus kann der bedruckte Bahnanfang mit geringer Zugkraft in Richtung auf die Aufwickelrolle gezogen und dort befestigt werden. Dieser Haltemodus lässt sich z. B. durch Stromlimitierung des Bandantriebsmotors bewerkstelligen, indem dieser in den Betrieb mit konstantem Drehmoment versetzt wird. In dieser Betriebsweise kompensiert das Drehmoment des Antriebsmotors die Gegenmomente, die zur Aufrechterhaltung der Bahnspannung aufgebracht werden, beispielweise durch die Motoren der Abwickelrolle oder der Einstellung von Tänzerwalzen. Auf diese Weise steht die Bahn in diesem Modus gerade still, das unbedruckte Ende kann abgeschnitten werden und der bedruckte neue Anfang der Bahn kann von Hand sehr leichtgängig zur Aufwickelrolle gezogen und dort befestigt werden.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann auf einen mechanischen Rollenspeicher ganz verzichtet werden, so dass alle damit zusammenhängenden, vorstehend genannten Probleme sozusagen „mit einem Schlag” entfallen. Zweckmäßig ist es, einen Sensor vorzusehen, beispielsweise einen Drehgeber an der Druckwalze, auf der die Bahn innig anliegt und von der sie angetrieben wird, um die Bahnlänge zu messen, um die die Bahn erst rückgefördert und dann von Hand wieder vorgezogen wird. Auf diese Weise lasst sich feststellen, wie weit der Antrieb die Materialbahn noch vorspulen muss, bis der Punkt der Druckunterbrechung wieder erreicht ist, so dass dann lückenlos mit der Produktion z. B. der Etiketten fortgefahren werden kann. Es ist jedoch auch möglich, einen Sensor einzusetzen, der optoelektronisch die bedruckten Etiketten auf der Bahn erkennt, so dass auf diese Weise ein lückenloser Anschluss sichergestellt werden kann.
Die geschilderten Bewegungsabläufe und Ansteuerungen der Antriebsmotoren lassen sich sehr einfach durch entsprechende Softwareprogramme in die Steuerung einer Rollendruckmaschine integrieren. Entsprechende Programmieraufwendungen sind in jedem Fall geringer als das Vorsehen von mechanischen Rollenspeichern und fallen zudem nur einmalig an.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figur der beigefügten Zeichnung.
Dort ist schematisch eine Schmalbandrollendruckmaschine dargestellt, mit der sich Etiketten personalisiert bedrucken lassen. Die Druckmaschine besitzt ein Gehäuse 1, in dem auf der einen Seite eine Aufwickelrolle 18 und auf der anderen Seite eine Abwickelrolle 4 aufgenommen sind. Von der Abwickelrolle 4 ausgehend ist die Materialbahn über verschiedene Umlenkrollen geführt, die den Bahntransportweg bilden. Etwa in der Mitte befindet sich eine Druckeinheit 2, in der eine Druckwalze 10 aufgenommen ist, deren Antriebsmotor M3 für den Transport der Materialbahn 3 sorgt. Diese Druckwalze 10 wird von der Materialbahn 3 über nahezu den ganzen Umfang umschlungen. Im oberen Bereich ist ein Inkjet-Druckkopf 12 angeordnet, über den die zugeführten Etiketten auf der Materialbahn 3 bedruckt werden. Ein Trockner 11 trocknet das gedruckte Bild soweit, dass es anschließend gefahrlos von der Andrückwalze 13 und den Umlenkwalzen 14, 15a und 15b an seiner Oberfläche kontaktiert werden kann. Im Bahntransportweg zwischen der Abwickelrolle 4 und der Druckwalze 10 befindet sich ein erster Schneidtisch 6, über den die Materialbahn 3 nach Umlenkung durch die Rollen 5a und 5b geführt ist. Für das Konstanthalten der Bahnspannung dient eine Tänzerwalze 7 in Verbindung mit zwei Umlenkrollen 6a und 6b.
Hinter der Umlenkrolle 15b ist die Bahn wiederum über zwei waagerecht nebeneinander liegende Umlenkrollen 16a und 16b geführt. An dieser Stelle befindet sich ein zweiter Schneidtisch 6, auf dem wie noch beschrieben wird das unbedruckte Stück am Anfang der Materialbahn abgetrennt werden kann. Schließlich gelangt die Materialbahn über eine letzte Umlenkrolle 17 auf den Pappkern eines über einen Motor 112 angetriebenen Aufwickeldorn, der summarisch als Aufwickelrolle 18 bezeichnet sei.
Beim Einstellen der Maschine vor Druckbeginn wird wie folgt vorgegangen: Zuerst wird die Materialbahn 3 in die Bahnführung der Rollendruckmaschine 1 eingefädelt und auf dem Pappkern der Aufwickelrolle 18 befestigt. Sodann wird der Motor M2 der Aufwickelrolle 18 bestromt und sorgt für die erforderliche Bahnspannung in dem Bereich der Maschine zwischen der Druckwalze 10 und der Aufwickelrolle 18. Von dieser wird die Materialbahn aufgrund der Umschlingung gehalten. Das erforderliche Moment zur Erzeugung der Bahnspannung in dem Bereich der Druckmaschine zwischen der Abwickelrolle 4 und der Druckwalze 10 erzeugt ein Motor M1 auf der Achse der Abwickelrolle 4.
Danach wird mit dem Druck begonnen, indem für eine beschränkte Länge der Materialbahn 3 der Druckvorgang einschließlich der Trocknung gestartet wird. Diese Länge entspricht etwa dem Verlauf der Materialbahn 3 vom ersten Kontakt mit der Druckwalze 10 bis zum Pappkern der Aufwickelrolle 18. Dieser Wert ist eher als Mindestwert anzusehen, es empfiehlt sich eine Reserve einzuplanen.
Dann wird die Materialbahn noch immer mit der durch die Aufwickelrolle 18 erzeugten Bahnspannung rückwärts transportiert, bis sich das erste bedruckte Etikett mit seiner Vorderkante über dem Schneidtisch 16 befindet. Dort wird die Materialbahn 3 mit Hilfe einer ausschwenkbaren Klemmwalze 16c über der Rolle 16a arretiert, der Antrieb des Aufwicklers wird abgeschaltet und die Materialbahn 3 in der Lücke vor dem ersten Etikett durch einen Querschnitt getrennt. Sodann wird der vordere unbedruckte Abschnitt manuell von der Aufwickelrolle 18 abgezogen und entfernt. Nun wird der Antriebsservomotor M3 der Druckwalze 10 durch Stromlimitierung in den Drehmomentbetrieb versetzt. Über die Höhe des aufgeprägten Stroms lasst sich das Moment so einstellen, dass der Antrieb M3 die Materialbahn 3 über die Umlenkrollen 5a bis 9, einschließlich der Tänzerwalze 7 bis zur Abwickelrolle 4 vorspannt, die ein entsprechendes Gegenmoment erzeugt. Auf diese Weise bleibt die Bahn gespannt, bewegt sich jedoch nicht von selbst. In diesem Haltemodus nun lässt sich die Materialbahn 3 von Hand mit sehr wenig Zugkraft für das Material schonend nach dem Lösen der Arretierung des Bahnanfangs auf dem Schneidtisch 16 in Richtung auf die Aufwickelrolle 18 über die Rolle 17 ziehen und auf den Wickelkern aufkleben.
Wenn das wählbare Drehmoment zu klein ist oder der Wert für das Drehmoment beliebig einstellbar gemacht werden soll, ist es auch möglich, die Walze 10 mit einer gegebenenfalls zuschaltbaren Haltebremse zu versehen. Der limitierte Strom für den Motor M3 wird dann so eingestellt, dass das resultierende Zugmoment etwa dem Bremsmoment entspricht. Das resultierende Zugmoment für die Bewegung der Bahn von Hand kann dann durch Erhöhung der Bestromung des Motors M3 so eingestellt werden, dass es zwischen dem Bremsmoment und dem Wert 0 liegt, d. h. die Materialbahn 3 lässt sich ganz leicht von Hand bewegen, ohne dass die Materialeigenschaften der Bahn 3 verändert werden, d. h. eine Längung von insbesondere sehr dünnen Bahnmaterialien durch zu hohen Zug findet nicht statt.
Nach dem Ankleben des vorderen bedruckten Endes der Materialbahn 3 an den Kern der Aufwickelwalze 18 wird die Stromlimitierung des Antriebs M3 für den Haltebetrieb wieder abgeschaltet und der Motor des Aufwicklers 18 eingeschaltet. Jetzt ist die Maschinensteuerung in der Lage, durch gesteuerten Vortrieb der Materialbahn 3 so in eine definierte Position unter dem Druckkopf 12 zu bringen, dass beim weiteren Drucken lückenlos an den unterbrochenen ersten Druckvorgang angeschlossen wird.
Die beschriebenen Abläufe und Modi werden von der Steuerung 21 der Rollendruckmaschine gegebenenfalls nach entsprechenden Eingaben durch die Bedienperson über das Keyboard 22 der Steuerung vollzogen. Es bietet eine hohe Flexibilität, da die Länge des Bahnabschnittes, der im ersten Schritt bedruckt wird, unter Berücksichtigung der für einen Andruck konstruktionsbedingten Mindestlänge frei gewählt werden kann. Es ist deshalb ohne Weiteres möglich, die beschriebene Druckmaschine zu verlängern und mit weiteren Druckeinheiten zu versehen. Des Weiteren ist der beschriebene bei Druckbeginn durchzuführende Prozess unabhängig von der für das aktuelle Bandmaterial gewählten Bahnspannung.
Bezugszeichenliste

1: Rollendruckmaschine
2: Druckeinheit
3: Materialbahn
4: Abwickelrolle
5a, 5b: Rollen
6: Schneidtisch
6a, 6b: Umlenkrolle
7: Tänzerwalze
10: Druckwalze
11: Trockner
12: Inkjet-Druckkopf
13: Andrückwalze
14, 15a, 15b: Umlenkrollen
16: Schneidtisch
16a, 16b, 17: Umlenkrollen
16c: Klemmwalze
18: Aufwickelrolle
21: Steuerung
M1, M2, M3: Antriebsmotor

Claims

Verfahren zum Einrichten und/oder Betreiben einer Rollendruckmaschine (1), in der die bedruckte Materialbahn auf eine Rolle (18) aufgewickelt wird, wobei zuerst ein Teilabschnitt der Materialbahn (3) bedruckt, anschließend der davor befindliche unbedruckte Teil der Materialbahn (3) von der Rolle (18) abgewickelt und entfernt wird und dann der geschnittene Anfang der bedruckten Materialbahn (3) an der Aufwickelrolle (18) befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (3) für das Abschneiden des unbedruckten Teils erst rückgefördert wird und anschließend der Antrieb (M1, M3) der Materialbahn in einen Haltemodus geschaltet wird, in dem die Materialbahn (3) unter Beibehaltung der Bahnspannung still steht und vom Bahnanfang her mit geringer Zugkraft in Richtung auf die Aufwickelrolle (18) gezogen und dort befestigt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Haltemodus der Antrieb (M3) der Materialbahn durch Stromlimitierung in einen Drehmoment-Betrieb versetzt wird, in welchem das Drehmoment des Materialbahn-Antriebsmotors (M3) die zur Aufrechterhaltung der Bahnspannung erzeugten Gegenmomente (M1) kompensiert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfang der Materialbahn (3) im Haltebetrieb von Hand bewegbar ist und die händische Bewegung der Bahn von einem Sensor erfasst und gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei nach dem Befestigen des anfangs der bedruckten Materialbahn an der Aufwickelrolle (18) der Haltemodus beendet wird und der Antrieb (M2) der Aufwickelrolle eingeschaltet wird und die Materialbahn von ihren Antrieben (M2, M3) vorwärts gefördert (vorgespult) wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Materialbahn (3) um den vom Sensor erfassten Betrag vorgespult wird und anschließend der Druckbetrieb wieder aufgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Materialbahn (3) so weit vorgespult wird, bis ein Sensor das Ende des bedruckten Teilabschnitts der Materialbahn (3) erkennt und anschließend der Druckbetrieb wieder aufgenommen wird.
Verfahren zum Einrichten und/oder Betreiben einer Rollendruckmaschine, in der die bedruckte Materialbahn (3) auf eine Rolle (18) aufgewickelt wird, mit einer angetriebenen Aufwickelrolle (18), einer oder mehreren Druckwalzen (10) und einer Steuerung (21) für die Antriebe (M1 bis M3) der Druckmaschine, wobei vor Beginn des Druckvorgangs die zu bedruckende Materialbahn (3) eingeführt und mit dem Bahnanfang am Kern der Aufwickelrolle (18) befestigt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) kurzfristiges Bedrucken eines Teils der in die Maschine (1) eingeführten Materialbahn (3) mindestens über eine Bahnlänge, die sich entlang der Bahnführungen von einem ersten Druckwerk (2) bzw. Druckkopf (12) bis zum Kern der Aufwickelrolle (18) erstreckt, b) Rückfödern der Materialbahn (3) bis der Anfang des bedruckten Bereichs dem Abschneiden zugänglich ist, c) Abschneiden und Entfernen eines unbedruckten Teils der Materialbahn (3) d) Versetzung des Antriebs (M3) der Materialbahn in den Drehmomentbetrieb derart, dass sich das geschnittene Ende der bedruckten Materialbahn (3) in Richtung auf die Aufwickelrolle (18) ziehen lässt, e) Befestigen des geschnittenen Endes am Kern der Aufwickelrolle (18) und f) Versetzen des Antriebs der Materialbahn in den Förderbetrieb und Vorspulen der Materialbahn (3) bis zum Punkt der Druckunterbrechung, g) Wiederaufnahme des Druckbetriebs.
Rollendruckmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer Abwickelrolle (4) und einer Aufwickelrolle (18) und/oder einer Weiterverarbeitungseinheit für die bedruckte Materialbahn (3), mindestens einem Druckwerk (2) und einem Antrieb (M3) für die Materialbahn sowie einer Steuerung (21), in die der Antrieb (M3) für die Materialbahn (3) in einen Haltemodus steuerbar ist, bei dem er durch Stromlimitierung mit einem konstanten Drehmoment beaufschlagt wird, derart, dass das Drehmoment die Bahnspannung im Wesentlichen kompensiert.