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Die Erfindung betrifft Verfahren zum Betreiben einer Druckmaschine.
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Fehler beim Einspeisen von Bogen in das erste Druckwerk oder bei der Übergabe von Bogen von einem Druckwerk der Druckmaschine zum nächsten können einen Nothalt erforderlich machen, bei dem die beweglichen Teile der Maschine scharf abgebremst werden. Bogen, die nicht an einem der beweglichen Teile fest gehalten sind, können dabei relativ zu den beweglichen Teilen verrutschen und können infolgedessen bei einem Neustart der Maschine nicht korrekt weitertransportiert werden. Sie müssen daher vor dem Neustart entfernt werden. Dies gilt insbesondere für die Bogen des auf dem Anlegtisch geförderten Stroms. Deswegen muss nach einem Nothalt regelmäßig ein Mitarbeiter den Anlegtisch inspizieren und verrutschte oder beschädigte Bogen von dort entfernen, bevor die Druckmaschine wieder gestartet werden kann. Dieser Vorgang ist zeitaufwendig, da der Mitarbeiter dafür regelmäßig von der Bogenauslage bis zum Anlegtisch an nahezu der gesamten Druckmaschine entlanglaufen muss, und verzögert die Wiederaufnahme der Produktion.
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Die
DE 10 2013 012 883 A1 offenbart eine Flachbett-, Bogenstanz- und/oder -prägemaschine mit einem Bogenanleger, wenigstes einem Prägewerk, einem Anlegetisch zum Fördern eines Bogenstroms in einer Bogentransportrichtung vom Bogenanleger zum Prägewerk und einem Bogenaufnahmewerkzeug, das zwischen einer Bogenaufnahmeposition über dem Anlegtisch und einer quer zur Bogentransportrichtung versetzten Bogenabgabeposition beweglich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren zum Betreiben einer Druckmaschine zu schaffen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder 2 gelöst.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass mit Hilfe des Bogenaufnahmewerkzeugs nach einem Nothalt verrutschte oder beschädigte Bogen vom Anlegtisch abgeräumt werden können, ohne dass dafür die Anwesenheit eines Mitarbeiters am Anlegtisch erforderlich ist. Ein geeignetes Bogenaufnahmewerkzeug ist an sich bekannt, z. B. kann ein Greifwerkzeug verwendet werden, dessen Verwendung zum Entnehmen von Proben aus einem geschuppten Strom von flach gefalteten Verpackungen in
US 9 517 912 B2 beschrieben ist.
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Um dem Bogenaufnahmewerkzeug die zum Abräumen der Bogen nötige Bewegungsfreiheit zu geben, kann es an einem Gelenkarm eines Roboters gehalten sein.
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Da der Roboter am Anlegtisch nur in Ausnahmesituationen zum Einsatz kommt, die meiste Zeit, während des Fortdrucks, dort aber nicht benötigt wird, kann der Roboter zweckmäßigerweise ein Fahrgestell aufweisen, das es ihm ermöglicht, bei Bedarf auch andere Orte in der Umgebung der Druckmaschine aufzunehmen. Ein solcher fahrbarer Roboter kann z. B. dazu eingesetzt werden, Betriebsmittel der Druckmaschine, die von Zeit zu Zeit ausgetauscht oder aufgefüllt werden müssen, wie etwa Druckplatten, Farben, Puder etc., bei Bedarf aus einem Lager zu holen und zur Druckmaschine zu transportieren.
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Das Bogenaufnahmewerkzeug kann als Greifer ausgebildet sein, der einen Bogen aufnimmt, indem er ihn zwischen zwei Oberflächen einklemmt. Ein solches Bogenaufnahmewerkzeug ist allerdings - insbesondere im autonomen Betrieb - relativ schwierig zu steuern, da zunächst eine zum Klemmen geeignete Stelle des Bogens gefunden und dann das Bogenaufnahmewerkzeug an diese Stelle in einer Orientierung herangefahren werden muss, in der seine Oberflächen die zu klemmende Stelle von verschiedenen Seiten her zu fassen bekommen. Einfacher ist - wenn die aufzunehmenden Bogen Bleche aus ferromagnetischem Material sind, die Verwendung von Magneten. Bevorzugt, weil leicht an den Bogen zu platzieren und nicht auf ein bestimmtes Material der Bogen festgelegt, ist ein Saugkopf als Bogenaufnahmewerkzeug.
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Eine auf den Anlegtisch ausgerichtete Kamera sollte vorgesehen sein, um entweder einem Computer oder, über einen an einem Leitstand der Druckmaschine angeordneten Bildschirm, einem Mitarbeiter aus der Ferne einen Überblick über den Anlegtisch zu ermöglichen. Anhand dieses Überblicks können der Mitarbeiter manuell oder der Computer vollautomatisch den Abräumvorgang steuern.
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Wenn das Abräumen der Bogen durch den Computer gesteuert wird, kann sich der Eingriff des Mitarbeiters darauf beschränken, anhand des Kamerabildes das Arbeitsergebnis des Computers darauf zu überprüfen, ob alle abzuräumenden Bogen erkannt und entfernt worden sind. Denkbar ist aber auch, dass der Mitarbeiter, bevor der Computer tätig wird, anhand eines von der Kamera gelieferten Bildes entscheidet, wo Bogen entfernt werden müssen und mit Hilfe eines am Leitstand vorgesehenen Zeigewerkzeugs einen Bereich des Anlegtisches definiert, der freigeräumt werden soll, oder abzuräumende Bogen einzeln durch Daraufzeigen spezifiziert.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 einen schematischen Grundriss einer Druckerei, in dem das Verfahren anwendbar ist;
- 2 einen Roboter an einem Warteplatz gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung.
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In der in 1 gezeigten Druckerei sind mehrere Druckmaschinen 01; 01' insbesondere Bogendruckmaschinen 01; 01' nebeneinander in einer Halle aufgestellt; entlang der Druckmaschinen 01; 01' erstrecken sich Zugangswege 02, die sowohl für Mitarbeiter als auch für mindestens einen mobilen Roboter 03; 03'; 03" benutzbar sind. Betriebsmittel der Druckmaschinen 01; 01' wie etwa Druckplatten, Farben, Puder, Maschinenöl etc. werden in einem gemeinsamen Lager 04 aufbewahrt, ferner gibt es eine Ablagestelle 05 für verbrauchte Betriebsmittel. Vorzugsweise umfasst die Ablagestelle 05 mehrere Sammelbehälter, um eine sortenreine Erfassung der verbrauchten Betriebsmittel zu ermöglichen.
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An einem von der Ablagestelle 05 zum Lager 04 verlaufenden Weges mit Wegabschnitten 06; 07 befindet sich eine Ladestation 08, an die die Roboter 03; 03'; 03" zum Aufladen ihrer Akkumulatoren selbständig andocken können. Einer der Roboter, mit 03 bezeichnet, ist in angedocktem Zustand gezeigt.
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Die Roboter 03; 03'; 03" umfassen jeweils ein Fahrgestell 09 mit einer Ladefläche 10 oder geeigneten Halterungen für zu beförderndes Betriebsmaterial, einen auf dem Fahrgestell 09 montierten Gelenkarm 11 mit einem Werkzeug zum Handhaben von Gegenständen, Umgebungssensoren und eine Funkschnittstelle. Zu den Umgebungssensoren gehört insbesondere eine am freien Ende des Gelenkarms 11 benachbart zum Werkzeug montierte Kamera 23 (siehe 2).
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Die Druckmaschinen 01; 01' sind mit diversen Sensoren 12 ausgestattet, mit denen die Füllstände von Reservoirs für Druckfarbe, Puder, Schmieröl oder andere Verbrauchsmaterialien überwacht oder die Zahl der bedruckten Bogen erfasst wird, und deren Erfassungsergebnisse an einem Leitstand 13 zusammenlaufen. Im einfachsten Fall signalisiert ein Sensor 12 dem Leitstand 13 lediglich, dass ein Mindestfüllstand unterschritten ist oder dass ein Druckauftrag bis auf eine vorgegebene Restzahl von Bogen abgearbeitet ist, wobei der Mindestfüllstand bzw. die Restzahl so gewählt ist, dass ein Weiterbetrieb der Druckmaschine 01; 01' während einer Restnutzungszeit möglich ist, ohne dass der Füllstand oder die Restzahl Null wird, und die Dauer dieser Restnutzungszeit wenigstens der Zeit entsprechen sollte, die ein Roboter 03; 03'; 03" normalerweise zum Heranschaffen des benötigten Betriebsmittels aus dem Lager 04 entsprechen sollte. Wenn ein solcher Mindestfüllstand oder die Restzahl unterschritten ist, sendet der Leitstand 13 über eine Funkschnittstelle 14 eine Anforderung aus, die das nachzufüllende Betriebsmittel und die Druckmaschine, z. B. 01, bei der der Nachfüllbedarf festgestellt wurde, signalisiert.
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Die Anforderung wird von sämtlichen Robotern 03; 03'; 03" empfangen, die sich in der Halle befinden. Diejenigen Roboter 03; 03", die aktuell nicht beschäftigt sind, schätzen die Länge ihres Fahrwegs zum Lager 04 ab und warten, bevor sie dem Leitstand 13 bestätigen, dass sie die Anforderung bearbeiten, eine zur Weglänge proportionale Zeit ab. Dies hat zur Folge, dass für den weit entfernten Roboter 03" die Wartezeit noch nicht verstrichen ist, wenn der Roboter 03 an der Ladestation 08 die Anforderung bestätigt. Der Roboter 03" empfängt die Bestätigung. Er sendet daraufhin seinerseits keine Bestätigung mehr und bleibt untätig, wohingegen der Roboter 03 sich entlang des Wegabschnitts 07 auf den Weg zum Lager 04 macht.
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Wenn der Leitstand 13 eine weitere Anforderung der Druckmaschine 01 sendet, während sich der Roboter 03 auf dem Wegabschnitt 07 befindet, bestätigt der Roboter 03 auch diese Anforderung nach einer zum Abstand proportionalen Wartezeit. So wird sichergestellt, dass der Roboter 03 auch diese Anforderung bearbeitet, selbst wenn sich zwischenzeitlich ein weiterer Roboter 03; 03'; 03"an der Ladestation 08 eingefunden haben sollte und imstande wäre, die Anforderung zu bearbeiten. So ist sichergestellt, dass der Roboter 03 alle Betriebsmittel aus dem Lager 04 holt, die an der Druckmaschine 01 gebraucht werden.
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Auf eine Anforderung im Namen einer anderen Druckmaschine 01' antwortet der Roboter 03 nicht oder nur mit entsprechend dem Abstand zwischen den Druckmaschinen 01; 01' erhöhter Verzögerung, um der Tatsache Rechnung zu tragen, dass er die Druckmaschine 01' erst versorgen kann, wenn er die für die Druckmaschine 01 angeforderten Betriebsmittel dort eingespeist und anschließend den Weg zur Druckmaschine 01' zurückgelegt hat. Der Roboter 03' ist an der Druckmaschine 01' gerade mit dem Wechsel einer Druckplatte beschäftigt und steht für weitere Anforderungen erst zur Verfügung, wenn er den Plattenwechsel ausgeführt und die gebrauchte Druckplatte an der Ablagestelle 05 abgeladen hat. Da sein Weg zum Lager 04 somit über die Ablagestelle 05 führen würde, würde er später antworten als der Roboter 03", folglich würde letzterer die Anforderung bearbeiten.
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Der Roboter 03 erreicht im hier betrachteten Beispielfall das Lager 04 mit zwei für die Druckmaschine 01 zu erledigenden Anforderungen, z. B. einer nach Druckfarbe und einer nach einer neuen Druckplatte. Mit Hilfe seines Umgebungssensors, typischerweise einer Kamera, erfasst er auf den Gegenständen im Lager 04 angebrachte Beschriftungen oder Codes und identifiziert daran die benötigten Gegenstände, hier z. B. ein Gebinde mit der benötigten Druckfarbe und eine Druckplatte, greift sie einen nach dem andern mit Hilfe des Gelenkarms 11, platziert sie auf der Ladefläche 10, und setzt sich entlang eines Wegabschnitts 15 in Bewegung vom Lager 04 zur Druckmaschine 01.
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Während der Roboter 03 sich entlang des Wegabschnitts 15 bewegt, kann der Gelenkarm 11 eingesetzt werden, um an der aufgeladenen Druckplatte eine Abkantung vorzunehmen, die zum Aufziehen der Druckplatte auf einen Plattenzylinder des Druckwerks 16; 16' benötigt wird.
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Wenn die mitgeführten Betriebsmittel an verschiedenen Druckwerken 16; 16' der Druckmaschine 01; 01' benötigt werden, fährt der Roboter 03 zuerst das nächstgelegene Druckwerk 16 und dann das weiter entfernte Druckwerk 16' an. So ist ausgeschlossen, dass Roboter 03; 03'; 03" einander auf den Zugangswegen 02 entgegenkommen und sich gegenseitig behindern, selbst wenn mehrere Roboter 03; 03'; 03" gleichzeitig damit beschäftigt sind, Betriebsmittel zur Druckmaschine 01 zu befördern.
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An einem Plattenwechsler des Druckwerks 16 wird die mitgeführte Druckplatte in die Druckmaschine 01 geladen, im Gegenzug entnimmt der Roboter 03 eine verbrauchte Druckplatte aus dem Plattenwechsler und platziert sie auf der Ladefläche 10. Am anschließend angefahrenen Druckwerk 16' entleert der Roboter 03 das Gebinde in einen Farbkasten des Druckwerks 16', oder er tauscht dort das mitgeführte, volle Gebinde gegen ein leeres aus.
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Das leere Gebinde und die gebrauchte Druckplatte werden anschließend entlang eines Wegabschnitts 17 zur Ablagestelle 05 transportiert und dort abgeladen, anschließend sucht der Roboter 03 wieder die Ladestation 08 auf, um dort seine Akkumulatoren wieder aufzuladen und eine neue Anforderung abzuwarten.
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Das oben beschriebene Verfahren kann mit einer beliebigen Zahl von Robotern 03; 03'; 03" ausgeführt werden. Im einfachsten Fall genügt ein einziger, die Zahl kann je nach Bedarf und maximal zulässiger Wartezeit zwischen der Aussendung einer Anforderung und ihrer Bearbeitung durch einen Roboter 03; 03'; 03", erhöht werden.
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Einer Abwandlung zufolge entspricht die Zahl der Roboter 03; 03' wenigstens der Zahl der Druckmaschinen 01; 01', und jede Druckmaschine 01; 01' weist eine Wartestation 18 auf, die vorzugsweise gleichzeitig Ladestation 08 ist. Die Wartestationen 18 sind jeweils benachbart zu einem Anlegtisch 19, zwischen einem Bogenanleger 20 und dem ersten Druckwerk 16; 16' der Druckmaschinen 01; 01' angeordnet. 2 zeigt einen Roboter 03 an der Wartestation 18. Das Fahrgestell 09 des Roboters 03 steht auf dem Boden, sein Gelenkarm 11 reicht über den Anlegtisch 19, die Kamera 23 ist auf den Anlegtisch 19 ausgerichtet.
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Während des Fortdrucks läuft über den Anlegtisch 19 ein gleichmäßiger geschuppter Strom von Bogen vom Bogenanleger 20 in einer Bogentransportrichtung in das Druckwerk 16; 16'. Wenn in der Druckmaschine 01; 01' ein Nothalt ausgelöst wird, wird auch die Bewegung der Bogen auf dem Anlegtisch 19 abrupt gestoppt. Dabei kann es zu einem unkontrollierten Verrutschen der Bogen gegeneinander, oder, bei Einsatz mechanischer Sperreinrichtungen, zu Beschädigungen der Oberfläche der Bogen kommen. Ein Wiederanlaufen der Druckmaschine 01; 01' ist nicht möglich, ohne dass vorher der Anlegtisch 19 leergeräumt wird, da die darauf unkontrolliert verrutschten Bogen von einem Greiferzylinder des Druckwerks 16; 16' nicht übernommen werden können und dadurch sofort wieder einem Nothalt auslösen würden. In einem solchen Fall kommt der Gelenkarm 11 des Roboters 03 zum Einsatz.
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Zunächst wird mit der am Gelenkarm 11 montierten Kamera 23 ein Bild der Bogen auf dem Anlegtisch 19 aufgenommen. Ein den Gelenkarm 11 steuernder Computer kann anhand des Bildes selbsttätig erkennen, wo auf dem Anlegtisch 19 sich Bogen befinden, diese mit demselben Werkzeug, das auch zum Aufnehmen von Gegenständen im Lager 04 verwendet wird, hier z. B. mit einem Saugkopf 21, einen nach dem anderen anfahren, ansaugen und über einem Sammelkasten 22 wieder loslassen, bis der Anlegtisch 19 freigeräumt ist.
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Einer Abwandlung zufolge ist der Leitstand 13 mit einem Bildschirm 24 ausgestattet, auf dem von der Kamera 23 gelieferte Bilder angezeigt werden. Ein Bildschirm 24, der in an sich bekannter Weise während des Fortdrucks zum Anzeigen von Parametern des Druckvorgangs genutzt wird, kann, wenn der Druckvorgang unterbrochen ist, zur Anzeige dieser Bilder genutzt werden. Im einfachsten Fall kann ein Mitarbeiter am Leitstand 13 diese Bilder nutzen, um die Bewegung des Roboters 03; 03; 03" manuell vom Leitstand 13 aus zu steuern und so den Anlegtisch 19 freizuräumen, ohne ihn dafür aufsuchen zu müssen.
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Einer weiteren Abwandlung zufolge kann der Bildschirm 24 genutzt werden, um das Freiräumen teilweise zu automatisieren, z. B. indem der Mitarbeiter mit Hilfe eines an sich bekannten, einen Cursor auf dem Bildschirm steuernden Zeigewerkzeugs 25 wie etwa einer Maus, einem Joystick 25 oder einem die Oberfläche des Bildschirms 24 bedeckenden ortsauflösenden Berührungssensor, Punkte auf dem Bildschirm 24 spezifiziert, deren reales Gegenstück auf dem Anlegtisch 19 der Roboter 03; 03; 03" anfahren soll, um dort einen Bogen aufzunehmen, oder indem er einen Bereich des Anlegtischs 19 spezifiziert, der leergeräumt werden soll, während korrekt liegende Bogen in einem anderen Bereich des Anlegtischs 19 an Ort und Stelle bleiben dürfen, und der Computer in der Folge die Bewegungen des Roboters 03; 03; 03" steuert, die nötig sind, um die spezifizierten Bogen zu entfernen.
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Wenn der Anlegtisch 19 frei ist, kann der Bogenanleger 20 den geschuppten Strom wie bei einem Neustart der Druckmaschine 01; 01' automatisch neu aufbauen, so dass die Druckmaschine 01; 01' neu anlaufen kann, ohne dass dafür ein Mitarbeiter den Anlegtisch 19 aufsuchen muss.
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In einer weiteren nicht dargestellten Abwandlung kann das Bogenaufnahmewerkzeug, z. B. der Saugkopf 21 des Roboters 03; 03; 03" im laufenden Betrieb gezielt ein und/oder mehrere Bogen aus den Schuppenstrom entnehmen, ohne das der Betrieb der Druckmaschine unterbrochen werden muss.
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Der Sammelkasten 22 ist in 2 getrennt vom Roboter 03 dargestellt. Einer Weiterbildung zufolge kann er in das Fahrgestell des Roboters 03 integriert bzw. mit der oben beschriebenen Ladefläche 10 identisch sein, so kann der Roboter 03, nachdem die Druckmaschine 01 erfolgreich neu gestartet ist, sich selbsttätig zur Ablagestelle 05 begeben, dort die auf der Ladefläche 10 gesammelten Bogen abladen und anschließend mit frischer Aufnahmekapazität an die Wartestation 18 zurückkehren.
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Die Ladestation 08 zwischen Ablagestelle 05 und Lager 04 kann bei dieser Ausgestaltung entfallen. Denkbar ist aber auch, die Zahl der Roboter 03; 03' größer als die der Druckwerke 01; 01' zu wählen und wenigstens einen Reserveroboter an der Ladestation 08, in unmittelbarer Nähe zum Lager 04, bereitzuhalten, der im Falle einer Anforderung durch den Leitstand 13 das Lager 04 schnell erreichen, dort die benötigten Betriebsmittel aufnehmen und zur Druckmaschine 01; 01' bringen kann. Während dieser Reserveroboter noch unterwegs zur Druckmaschine 01; 01' ist, kann der bis dahin an ihrem Anlegtisch 19 stationierte bereits die verbrauchten Betriebsmittel an der Druckmaschine 01; 01' einsammeln und in Richtung Ablagestelle 05 befördern. Nachdem er dies erledigt hat, begibt er sich zur Ladestation 08. Der Reserveroboter braucht dann nur noch die herantransportierten Betriebsmittel in die Druckmaschine 01; 01' einzuspeisen und kann dann die frei gewordene Wartestation 18 am Anlegtisch 19 einnehmen.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Druckmaschine
- 02
- Zugangsweg
- 03
- Roboter
- 04
- Lager
- 05
- Ablagestelle
- 06
- Wegabschnitt
- 07
- Wegabschnitt
- 08
- Ladestation
- 09
- Fahrgestell
- 10
- Ladefläche
- 11
- Gelenkarm
- 12
- Sensor
- 13
- Leitstand
- 14
- Funkschnittstelle
- 15
- Wegabschnitt
- 16
- Druckwerk
- 17
- Wegabschnitt
- 18
- Wartestation
- 19
- Anlegtisch
- 20
- Bogenanleger
- 21
- Saugkopf
- 22
- Sammelkasten
- 23
- Kamera
- 24
- Bildschirm
- 25
- Zeigewerkzeug, Joystick
- 01'
- Druckmaschine, Bogendruckmaschine
- 03'
- Roboter
- 03"
- Roboter
