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Die Erfindung betrifft eine bogenverarbeitende Maschine mit einem Anleger und mit mindestens einem Sensor zur akustischen Überwachung von Teilen der Maschine und ein Verfahren zum Betreiben einer bogenverarbeitenden Maschine mit einem Anleger, wobei mindestens ein Sensor zur akustischen Überwachung eingesetzt ist.
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Bisher werden die Einstellungen am Anleger teilweise durch die Formatverstellung über den Leitstand und teilweise über die manuelle Bedienung des Maschinenführers vorgenommen. Die Qualität des Bogenvereinzelungsprozesses wird allein subjektiv durch den Maschinenführer beurteilt.
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Nachteilig an der bekannten Vorgehensweise ist, dass die Qualität der manuellen Einstellungen am Anleger und die Einschätzung, inwiefern man sich im Bereich optimaler Einstellungen bewegt, stark von den Fähigkeiten des Maschinenführers abhängig ist. Darüber hinaus ist es derzeit nicht möglich, schleichende Verschlechterungen des Vereinzelungsprozesses z. B. durch Verschleiß an Bauteilen des Bogentrenners per Fernwartung zu erkennen um ggf. notwendige Serviceeinsätze zu initiieren. Eine objektive Bewertung der Qualität des Vereinzelungsprozesses ist damit nicht möglich.
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Aus der
DE 197 01 644 A1 ist eine Einrichtung zur Steuerung der Bogenzufuhr zu einer drucktechnischen Maschine bekannt, wobei im Transportweg der Bogen mindestens eine Vorrichtung vorgesehen ist, die den Bogen in mechanische Schwingungen versetzt und wobei als Detektor ein Schwingungsaufnehmer (Mikrofon) vorgesehen ist. Der Detektor ist lediglich dazu ausgebildet, auf eine doppelte oder mehrfache Zufuhr von Bogen anzusprechen.
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Aus der
DE 10 2012 020 360 A1 ist eine Stanzmaschine mit Überwachungssensor und ein Verfahren zum Schnellabschalten einer solchen Maschine bekannt, wobei ein Bogentransportsystem mindestens einen Sensor aufweist zur Überwachung auf Fehler und/oder Defekte und wobei eine Maschinensteuerung zum Schalten einer Kupplungs-Brems-Kombination und ggfs. einer Kupplung in Abhängigkeit von Messergebnissen des Sensors vorgesehen ist. Der Sensor kann als akustischer Sensor ausgeführt sein, welcher etwas beabstandet zum Bogentransportsystem in der Maschine angeordnet ist und Abweichungen von den normalen Transportgeräuschen detektieren kann. Der akustische Sensor erfasst permanent von dem Bogentransportsystem erzeugte Geräusche und detektiert Abweichungen vom normalen Geräuschpegel. Der Sensor überwacht das Bogentransportsystem lediglich auf eine Überlast.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine alternative bogenverarbeitende Maschine mit einem Anleger bzw. ein alternatives Verfahren zum Betreiben einer bogenverarbeitenden Maschine zu schaffen. Insbesondere soll eine objektive Zustandsüberwachung des Prozesses der Bogenvereinzelung am Anleger ermöglicht werden.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale eines unabhängigen Anspruches gelöst.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine alternative bogenverarbeitende Maschine mit einem Anleger bzw. ein alternatives Verfahren zum Betreiben einer bogenverarbeitenden Maschine geschaffen wird. Insbesondere wird eine objektive Zustandsüberwachung des Prozesses der Bogenvereinzelung am Anleger ermöglicht.
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Besonders vorteilhaft kann damit an Stelle einer subjektiven Beurteilung eine objektive Zustandsüberwachung für Einstellungen insbesondere am Anleger bzw. für einen Service verwendet werden. Die objektive Zustandsüberwachung der Bogenvereinzelung am Anleger ermöglicht besonders vorteilhaft einen stabileren Bogenlauf und darüber hinaus bevorzugt eine Identifizierung des Verschleißes an Bauteilen insbesondere des Anlegers beispielsweise auch per Fernwartung.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen
- 1 eine Bogenoffsetdruckmaschine mit einem Anleger;
- 2 eine vergrößerte Ansicht eines Anlegers in Seitenansicht;
- 3 eine vergrößerte Ansicht eines Anlegers in Frontansicht.
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Die 1 zeigt eine Maschine zur Verarbeitung von Bogen bzw. Tafeln, beispielsweise eine Druckmaschine 01, insbesondere eine Bogendruckmaschine, hier speziell eine Bogenoffsetrotationsdruckmaschine bevorzugt in Aggregat- und Reihenbauweise. Die Druckmaschine 01 ist insbesondere zum Bedrucken bogenförmiger Bedruckstoffe, beispielsweise von Papier oder Karton, ausgebildet bzw. ausgestattet. Bevorzugt enthält die Druckmaschine 01 einen Anleger 02 zum Anlegen zu verarbeitender Bogen insbesondere als Stapel, eine Anlage 03, ein oder mehrere Druckwerke 04, beispielsweise eine Wendeeinrichtung 05, ggf. ein oder mehrere Lackwerke 06 und eine Auslage 07 zum Ablegen der verarbeiteten Bogen insbesondere zu einem Stapel. Die Druckmaschine 01 kann alternativ aber auch eine andere beliebige Anzahl an Werken bzw. eine beliebige Sonderausstattung aufweisen und/oder auch als Schöndruckmaschine ausgebildet sein.
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Zum Verarbeiten werden Bogen im Anleger 02 insbesondere von einem zugeführten Stapel abgenommen und in Transportrichtung T in Richtung der Anlage 03 transportiert. Dabei wird insbesondere ein Bogenschuppenstrom von teilweise übereinander liegenden Bogen gebildet, bevor die Bogen in der Anlage 03 einzeln beschleunigt und dem ersten Druckwerk 04 mit Maschinengeschwindigkeit zugeführt werden. In den Druckwerken 04, ggf. der Wendeeinrichtung 05 und dem Lackwerk 06 werden die Bogen von Bogenführungszylindern an der Vorderkante geklemmt und im Greiferschluss übergeben bis zur Auslage 07 transportiert und dabei verarbeitet, insbesondere bedruckt und/oder lackiert. Die Auslage 07 enthält vorzugweise ein Kettenfördersystem, welches die verarbeiteten Bogen insbesondere von einem Bogenführungszylinder des hier letzten Lackwerkes 06 übernimmt und zu einem Stapel zur Ablage transportiert.
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In den Druckwerken 04 sind insbesondere Druckzylinder 08 angeordnet, die die Vorderkanten der Bogen mittels Greifersystemen klemmen und während ihrer Rotation transportieren. Dabei wird in einem jeweiligen Druckwerk 04 vom Druckzylinder 08 mit einem benachbarten Gummizylinder 09 ein Druckspalt gebildet, durch den die Bogen transportiert werden. Ein Gummizylinder 09 trägt dabei ein Gummituch und steht weiter mit einem Plattenzylinder 10 in Funktionsverbindung. Ein Plattenzylinder 10 trägt eine Druckplatte, welche während eines Druckprozesses von nicht weiter dargestellten Farbauftragswalzen eines Farbwerkes mit Druckfarbe eingefärbt wird. Die Maschine, insbesondere Druckmaschine 01, weist eine Maschinensteuerung zur koordinierten Steuerung der einzelnen Teile der Maschine, insbesondere Druckmaschine 01, auf. Über einen Leitstand 11 kann die Maschine, insbesondere Druckmaschine 01, bedient werden, wobei der Leitstand 11 insbesondere Zugriff auf die Maschinensteuerung gewährleistet.
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Die 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Anlegers 02 einer bogenverarbeitenden Maschine, beispielsweise der oben beschriebenen Druckmaschine 01 in Seitenansicht. Der Anleger 02 weist ein Gestell 12 und eine vom Gestell 12 gehaltene Stapelhubvorrichtung auf, die insbesondere mittels Hubketten 13 eine Stapeltragplatte 14 anhebt oder absenkt. Auf der Stapeltragplatte 14 ist bevorzugt eine Palette 15 angeordnet, auf der ein Bogenstapel 16 zu verarbeitender, einzeln übereinander gestapelter Bogen angeordnet ist. Mittels der Palette 15 kann der Bogenstapel 16 auf die Stapeltragplatte 14 gesetzt werden. Der Bogenstapel 16 wird in der Regel an einem Vorderanschlag 17 nach der in Transportrichtung T weisenden Vorderkante ausgerichtet. Der Anleger 02 könnte auch mit einer Nonstop-Einrichtung zur unterbrechungsfreien Zufuhr von Bogenstapeln 16 auf Nonstop-Systempaletten für die Druckmaschine 01 ausgerüstet sein.
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Der Anleger 02 umfasst einen insbesondere vom oberen Gestell 12 gehaltenen Bogentrenner 18 zum maschinentaktweisen Vereinzeln und Transportieren jeweils der obersten Bogen des Bogenstapel 16 in Transportrichtung T. Sowohl der Anleger 02 als auch der Bogentrenner 18 enthalten verschiedene Arbeitsorgane zur Realisierung bzw. zum Unterstützen der Vereinzelung und/oder des Transportes der Bogen. Insbesondere sind dem Bogentrenner 18 Hubsauger 19 (auch Trennsauger genannt) und Schleppsauger 20 (auch Transportsauger genannt) zugeordnet.
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Die Hubsauger 19 umfassen bevorzugt jeweils eine nach unten, zum Bogenstapel 16 hin offene Saugglocke aus einem flexiblen Kunststoff, die an ihrem oberen Ende mit einer gemeinsamen Unterdruckquelle verbunden sind. Der Unterdruck muss ausreichend sein, um die Saugglocken sicher an dem vom Bogenstapel 16 abzuhebenden Bogen haften zu lassen, er darf aber nicht so stark sein, dass er den Bogen in die Saugglocke hineinzieht und dadurch verformt. Wenn nicht alle Saugglocken der Hubsauger 19 an einem anzuhebenden Bogen anliegen, kann der Luftstrom über eine nicht abgedeckte Saugglocke dazu führen, dass in den anderen Saugglocken der zum Anheben nötige Unterdruck nicht erreicht wird. Für ein sicheres Anheben eines Bogens ist es daher wichtig, dass alle Hubsauger 19 gleichzeitig mit ihm in Kontakt kommen. Zu diesem Zweck kann jeder Hubsauger 19 mit Hilfe eines eigenen Antriebs, insbesondere eines Linearstellgliedes, relativ zum Bogentrenner 18 beweglich sein. Vorzugsweise ist ein gemeinsamer Rahmen, in dem alle Hubsauger 19 gehalten sind, mit Hilfe eines schnellen, leistungsstarken Hauptstellgliedes relativ zum Bogentrenner 18 beweglich, um den Bogen vom Bogenstapel 16 anzusaugen und entlang der hinteren Kante anzuheben. Um Unebenheiten an der Oberseite des Bogenstapels 16 auszugleichen und einen gleichzeitigen Kontakt aller Hubsauger 19 mit dem anzuhebenden Bogen sicherzustellen, können die Hubsauger 19 mit Hilfe von Hilfsstellgliedern relativ zum Rahmen verstellbar sein, wobei letztere langsamer sein und einen kleineren Hub haben können als das Hauptstellglied.
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Als weiteres Arbeitsorgan beispielsweise des Bogentrenners 18 kann mindestens ein Tasterfuss 21 vorgesehen sein, der insbesondere zwischen einer entlang der hinteren Kante auf den Bogenstapel 16 drückenden Haltestellung und einer außerhalb des Stapelgrundrisses befindlichen Ruhestellung bewegbar ist. In der Ruhestellung kann der Tasterfuss 21 gegenüber der Haltestellung angehobenen und entgegen der Transportrichtung T hinter die hintere Kante des Bogenstapels 16 verlagert werden. In der Haltestellung wird der mindestens eine Tasterfuss 21 platziert, wenn der oberste Bogen des Bogenstapels 16 von den Hubsaugern 19 entlang der hinteren Kante angehoben worden ist, um zu verhindern, dass darunter liegende Bogen des Bogenstapels 16 aufgewirbelt werden, wenn mindestens ein hinter der hinteren Kante bevorzugt in Höhe der Oberseite des Bogenstapels 16 angeordneter Hinterkantenbläser 22 Luft in Transportrichtung T in den zwischen dem von den Hubsaugern 19 angehobenen Bogen und dem restlichen Bogenstapel 16 offenen Spalt einbläst.
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Ein von den Hubsaugern 19 angehobener Bogen wird weiter den Schleppsaugern 20 übergeben, welche eine vorwiegend vertikale taktweise Bewegung in und entgegen der Transportrichtung T ausführen. Die Schleppsauger 20 weisen wie die Hubsauger 19 flexible Saugglocken auf, die nach dem Anheben der Hubsauger 19 mit Unterdruck beaufschlagt werden, um den angehobenen Bogen an sich zu ziehen. Gleichzeitig werden die Hubsauger 19 nicht mehr mit Unterdruck beaufschlagt, so dass diese den bereits angehobenen Bogen freigeben. Die von dem mindestens einen Hinterkantenbläser 22 in Transportrichtung T unter den angehobenen Bogen eingeblasene Luft hebt den an seiner Hinterkante angehobenen Bogen auf seiner gesamten Fläche vom Bogenstapel 16 ab und bildet unter dem Bogen ein Luftkissen, auf dem der Bogen, angetrieben durch die Horizontalbewegung der Schleppsauger 20, in Transportrichtung T transportiert wird.
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Der Anleger 02 umfasst weiterhin bevorzugt eine Bogenklappe 23, welche ebenfalls maschinentaktweise, also für jeden einzelnen transportierten Bogen, von einer Klappenwelle 24 verschwenkbar gehalten und verlagert wird. Die Bogenklappe 23 ist an der Vorderkante des Bogenstapels 16 beispielsweise in Verlängerung des Vorderanschlages 17 oberhalb des Vorderanschlages 17 angeordnet. Zur Freigebe des Transportpfades für den von den Schleppsaugern 20 transportierten Bogen wird die Bogenklappe 23 von einer vertikalen Stellung in eine zumindest annähernd horizontale Stellung verlagert, so dass der transportierte Bogen in Transportrichtung T über die Bogenklappe 23 bewegt werden kann.
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Weiterhin umfasst der Anleger 02 bevorzugt einen Bändertisch 25 beispielsweise mit mindestens einer ersten Walze und einer zweiten Walze, um die mindestens ein Saugband geführt ist. Der ersten, der Bogenklappe 23 nachgeordneten Walze kann mindestens eine nicht dargestellte Taktrolle zugeordnet sein, welche bevorzugt im Maschinentakt vertikal verlagert wird und somit eine Anlage der transportierten Bogen am Bändertisch 25 sicherstellt. Vom Bändertisch 25 wird der sich bildende Bogenschuppenstrom zum Anlegtisch 26 der Anlage 03 transportiert und dort an einer Anlegelinie beispielsweise von einem Schwingreifersystem 27 beschleunigt einer Anlegtrommel 28 zugeführt, welche den Bogen hier dem Druckzylinder 08 des ersten Druckwerkes 04 zuführt. Das Schwinggreifersystem 27 führt damit ebenfalls eine Verlagerung im Maschinentakt durch, d. h. das Schwinggreifersystem 27 durchläuft eine komplette Vor- und Rückbewegung für jeden einzelnen Bogen, so dass der Maschinentakt eine zyklische Wiederholung der Bewegung der maschinentaktweise bewegten Bauteile ist. Ein Maschinentakt bzw. ein Zyklus entspricht damit genau einer Umdrehung einer Eintourenwelle bzw. eines einfachgroßen Zylinders, beispielsweise der Anlegtrommel 28, der Maschine, insbesondere der Druckmaschine 01.
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Bevorzugt weist der Anleger 02 weitere Arbeitsorgane zur Handhabung, insbesondere Unterstützung der Vereinzelung und/oder des Transportes, der Bogen auf. So sind insbesondere erste Seitenkantenbläser 29 an der seitlichen Kante des Bogenstapels 16 bevorzugt im Bereich der Oberkante des Bogenstapels 16 vorgesehen, welche wenigstens einen Blasluftstrahl oder auch einen Fächer aus Blasluft quer zur Transportrichtung T auf die Oberkante des Bogenstapels 16 richten. Die ersten Seitenkantenbläser 29 können beispielsweise über biegsame Blasrohre mit Blasdüsen je nach Bedarf positionierbar ausgeführt sein. Weiter können zweite Seitenkantenbläser 30 vorgesehen sein, welche bevorzugt ebenfalls an der seitlichen Kante des Bogenstapels 16 bevorzugt im Bereich der Oberkante des Bogenstapels 16 vorgesehen sein können. Die zweiten Seitenkantenbläser 30 können den ersten Seitenkantenbläsern 29 beispielsweis in Transportrichtung T beabstandet nachgeordnet sein. Die zweiten Seitenkantenbläser 30 können je eine Anlagefläche für die Seitenkante des Bogenstapels 16 umfassen und eine oder mehrere Blasluftöffnungen aufweisen, aus welchen Blasluft im oberen Bereich der Seitenkante des Bogenstapels 16 eingebracht wird. Die ersten Seitenkantenbläser 29 und die zweiten Seitenkantenbläser 30 können permanent oder intervallweise mit Überdruck betrieben sein.
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Die 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Anlegers 02 einer bogenverarbeitenden Maschine, beispielsweise den oben beschriebenen Anleger 02 in Frontansicht, d. h. in Transportrichtung T der Bogen gesehen. Dem Anleger 02 ist mindestens ein Sensor, insbesondere ein Mikrofon 31, zur akustische Zustandsüberwachung der Bogenvereinzelung zugeordnet. Dabei ist der mindestens eine Sensor, insbesondere das Mikrofon 31, zur akustischen Überwachung von Arbeitsorganen, insbesondere der Hubsauger 19, der Schleppsauger 20, des Tasterfusses 21, des Hinterkantenbläsers 22, der Bogenklappe 23, der ersten Seitenkantenbläser 29 und/oder der zweiten Seitenkantenbläser 30, zum Vereinzeln und/oder Transportieren von Bogen in der Maschine, insbesondere Druckmaschine 01, bzw. im Anleger 02 angeordnet. Insbesondere ist der mindestens eine Sensor, insbesondere das Mikrofon 31, zur akustischen Überwachung der Wechselwirkung der Arbeitsorgane mit den von den Arbeitsorganen zu handhabenden oder gehandhabten Bogen angeordnet. Bevorzugt wird der mindestens eine Sensor, insbesondere das Mikrofon 31, beabstandet von mehreren Arbeitsorganen angeordnet.
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Bevorzugt sind im Anleger 02 aber eine Mehrzahl von Sensoren, insbesondere Mikrofone 31, zur akustischen Überwachung symmetrisch zu einer sich in Transportrichtung T der Bogen erstreckenden vertikalen Mittellinie der Maschine, insbesondere Druckmaschine 01, angeordnet, wobei besonders bevorzugt mindestens zwei Sensoren, insbesondere Mikrofone 31, zur akustischen Überwachung an sich gegenüberliegenden Seiten des Trennsaugers 18 bevorzugt jeweils zum seitlichen Gestell 12 des Anlegers 02 ausgerichtet angeordnet sind. Der oder die Sensoren, insbesondere Mikrofone 31, zur akustischen Überwachung stehen insbesondere mit einer ein System Künstlicher Intelligenz aufweisenden Steuereinrichtung zur Signalauswertung in Verbindung. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise Teil der Maschinensteuerung sein oder in dieser integriert sein. Die Steuereinrichtung kann auch mit dem Leitstand 11 verbunden sein oder Teil des Leitstandes 11 sein. Über die Steuereinrichtung, insbesondere den Leitstand 11, kann auch eine Verbindung zu einer Fernwartung hergestellt werden. Eine mögliche Anordnung von Sensoren, insbesondere der Mikrofone 31 im Anleger 02 ist dargestellt.
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Zur Wirkungsweise: Die bei der Bogenvereinzelung entstehenden Geräusche werden durch den oder die am Anleger 02 angeordneten Sensoren, insbesondere die Mikrofone 31, prozessbegleitend aufgezeichnet und ausgewertet. Über die Steuereinrichtung bzw. die Maschinensteuerung bzw. den Leitstand 11 erfolgt bevorzugt eine zyklenweise Berechnung von charakteristischen Kennwerten, wobei ein Zyklus ein Maschinentakt oder die Handhabung genau eines Bogens sein kann. Durch einen Abgleich der ermittelten Kennwerte mit Sollwerten sowie bevorzugt deren Schwankung insbesondere von Bogen zu Bogen erfolgt bevorzugt eine maschinen- und bedruckstoffspezifische Bewertung der Qualität des Prozesses. Die Qualität kann in Form eines Notensystems beispielsweise mit gut, mittel bzw. schlecht bewertet werden und bevorzugt dem Bediener oder Maschinenführer als Hilfestellung zum Finden optimaler Einstellungen und/oder dem Service beispielsweise per Fernwartung zur Initiierung notwendiger Reparaturen übermittelt werden.
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Bevorzugt können durch die Steuereinrichtung bzw. die Maschinensteuerung bzw. den Leitstand 11 Methoden des maschinellen Lernens angewendet werden, um die Sollwerte zur Bewertung der aus den Schalldrucksignalen berechneten charakteristischen Kennwerte automatisiert zu ermitteln. Beim Einsatz beispielsweise in Kundenmaschinen können dabei kritische Zustände über Abfragen am Leitstand 11 bzw. über Meldungen der Maschine, insbesondere der Druckmaschine 01, erkannt und mit den hierbei berechneten charakteristischen Kennwerten korreliert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Druckmaschine
- 02
- Anleger
- 03
- Anlage
- 04
- Druckwerk
- 05
- Wendeeinrichtung
- 06
- Lackwerk
- 07
- Auslage
- 08
- Druckzylinder
- 09
- Gummizylinder
- 10
- Plattenzylinder
- 11
- Leitstand
- 12
- Gestell
- 13
- Hubketten
- 14
- Stapeltragplatte
- 15
- Palette
- 16
- Bogenstapel
- 17
- Vorderanschlag
- 18
- Bogentrenner
- 19
- Hubsauger
- 20
- Schleppsauger
- 21
- Tasterfuss
- 22
- Hinterkantenbläser
- 23
- Bogenklappe
- 24
- Klappenwelle
- 25
- Bändertisch
- 26
- Anlegtisch
- 27
- Schwinggreifer
- 28
- Anlegtrommel
- 29
- erste Seitenkantenbläser
- 30
- zweite Seitenkantenbläser
- 31
- Mikrofon
- T
- Transportrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19701644 A1 [0004]
- DE 102012020360 A1 [0005]
