DE2312244C3 - Vorrichtung zur Registerkontrolle in einer Maschine zur Bearbeitung von Material in Band- oder Bogenform - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Registerkontrolle ist nicht nur in Druckmaschinen, insbesondere Mehrfarbendruckmaschinen, sondern auch beispielsweise in Kartonagenmaschinen erforderlich, in denen Materialzuschnitte, beispielsweise aus Papier, Pappe oder auch Metall, zwecks Herstellung von Schachteln gestanzt, geformt, mit Aufdrucken versehen, geleimt und gefaltet werden.

Bei allen diesen Arbeitsgängen ist es erforderlich, daß die Lage der beispielsweise auf einem Maschinenzylinder angeordneten Druckplatten bzw. die Lage der BearbeiUingswerkzeuge exakt mit der Lage des zu bearbeitenden Materials bzw. der Materialbogen synchronisiert wird, um eine streng registerhaltige Bearbeitung zu erzielen.

Dazu ist es bekannt, wie beispielsweise in der F i g. 2 dargestellt, im hellen Bereich 10 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Formaten bzw. zu bearbeitenden Materialbereichen 11 und 12 eines durch die Maschine bewegten Materialbandes eine Registermarkierung 13 in Form eines Striches vorzusehen, welcher durch eine Leseeinrichtung abgetastet wird. Im Beispiel nach F i g. 2 sind die Bereiche 11 und 12 beispielsweise bereits mit einem Aufdruck versehene Zonen, welche registerhaltig weitere Aufdrucke, beispielsweise in anderen Farben, bzw. weitere Bearbeitungen erfahren. Diese Registermarkierungen 13 werden fotoelektrisch abgetastet. Zur Registerkontrolle gehören zwei auf der Achse 3 (Fig. 1) des rotierenden Maschinenzylinders angebrachte Steuerscheiben 1 und 2, deren Umfangsbereich durch je sin Detektorsystem 4bzw.5 verläuft, wobei diese Detektorsysteme fotoelektrisch, induktiv oder auch kapazitiv arbeiten können. Die Steuerscheibe ! weist längs eines Umfangsbogens eine Ausnehmung 6 und die Steuerscheibe 2 an ihrem Umfang einen Schlitz 7 auf. Der Vorbeigang der Ausnehmung 6 am Detektorsystem 4 definiert einen Rechteckinipuls 8 (Fig. 2), der das sogenannte Ablesefenster definiert und im folgenden

so mit Fensterinipuls bezeichnet wird. Dieser Fenstcrimpuls, dessen Auftreten der Öffnung des Ablesefenstcrs entspricht, muß immer synchron mit dem Vorbeigang des hellen Bereiches 10 zwischen zwei Formaten 11 und 12 des bewegten Materialbandes erzeugt werden und etwas kürzer als die Länge dieses Bereiches 10 sein, damit mit Sicherheit Fehlablesungcn beispielsweise durch bereits vorhandene Aufdrucke, Kontraste oder andere Merkmale auf den Formaten 11 und 12 vermieden werden. Innerhalb dieses Fensterimpulses 8, im allgemeinen genau in der Mitte dieses Fensterimpulses, wird beim Vorbeigang des Schlitzes 7 in der Steuerscheibe 2 am Detektorsystem 5 ein Bezugsimpuls 9 ( F i g. 2) erzeugt, welcher bei korrektem Register mit dem Vorbeigang des auf dem bewegten Material

''. angebrachten Rcgistcrmarkicrung 13 an der l.cseeinrichtung zusammenfallen muß. Nur wenn diese Koin/iden/bcdingiingen erfüllt sind, hat man die Garantie einer exakten Rcgistcrhaltung; andernfalls sind Regi-

sterkorrekturen erforderlich.

Diese bekannte, durch sogenannte automatische Lesenocken oder durch nach dem gleichen Prinzip arbeitende Einrichtungen erzielte Registtrkontrolle hat jedoch den Nachteil, daß die Dauer des Fensterimpulses 8 von der Bogenlänge der Ausnehmung 6 der Steuerscheibe 1 abhängt. Das ist ungünstig, weil die meisten Bearbeitungsmaschinen zur Bearbeitung sehr unterschiedlicher Formate eingerichtet und auch hsufig mit Druckzylindern unterschiedlicher Umfangslänge betrieben werden können. Ein fester Öffnungswinkel der Ausnehmung 6 entspricht einer entsprechenden Bogenlänge auf dem Umfang des Maschinenzylinders, der jedoch häufig innerhalb eines Bereiches von 1 zu 5 variieren kann. Wenn beispielsweise der Öffnungswinkel der Ausnehmung 6 der Steuerscheibe 9°, also ' Iw der Umfangslänge, ausmacht, dann beträgt die Länge des Ablesefensters auf einem Maschinenzylinder mit 300 mm Umfangslänge 7,5 mm und auf e'.nem Zylinder mit 1500 mm Umfangslänge 37,5 mm.

Um eine entsprechende Anpassung der Länge des Ablesefensters zu ermöglichen, ist es bekannt, die Größe dieses Fensters, entweder von Hand oder halbautomatisch, einstellbar zu machen. Beispielsweise sieht man zu diesem Zwecke eine längs des Umfangs der Steuerscheibe 1 verschiebbare Blende 15 ( Fig. 1) vor, mit welcher die Bogenlänge der Ausnehmung 6 geändert werden kann. Diese bekannten Maßnahmen zur Einstellung der Länge des Ablesefensters sind jedoch umständlich und erfordern zeitraubende Eingriffe in die Vorrichtung.

Den gleichen Nachteil einer Abhängigkeit der Länge des Ablesefensters vom Umfang des verwendcien Maschinenzylinders weist auch eine andere bekannte Vorrichtung zur Registerkontrolle mit einem Impulsgeber auf, der aus einer Magnetschaltercinheit und einer synchron mit der Maschinendrehzahl rotierenden Scheibe besteht. Dabei wird aus einer induzierten Spannungswellc ein rechteckförmiger Fensterinipuls gebildet, während der nahezu geradlinige Abschnitt der Spannungswelle zwischen aufeinanderfolgenden Maxiina und Minima den Bezugsimpuls repräsentiert. Zwecks Bildung eines eventuellen Fehlersignals wird die zeitliche Lage des beim Ablesen einer Rcgistermarkicrung erzeugten Markierungsimpulses mit der zeitlichen Lage des erwähnten, nahezu geradlinigen Abschnitts der Spannungswelle verglichen. Das Zeitintervall, das durch die Maximum- und Minimumpunkte der induzierten Spannungswelle und durch die Vorder- und Hinterflanken des von dieser Spannungswelle abgeleiteten Fensterimpulses definiert ist, stellt nun immer den gleichen Abschnitt der Umdrehung der Scheibe in der Magnotschaltereinheit dar, d.h. stets den gleichen Drehwinkel der rotierenden Maschinenwelle, so daß ein und demselben elektrischen Fensterimpuls ungünsügerweise, abhängig vom Durchmesser des jeweils verwendeten Maschinenzylinders, mehr oder weniger unterschiedliche geometrische Fensterbreiten auf dem schneller oder langsamer bewegten Material entsprechen.

Der Erfindung liegt c''i- .". 'fgabe zugrunde, auf elektrischem Wege ein Ablesefenster zu erzeugen, dessen Länge bzw. Dauer automatisch den IJctiiebsbedingungen angepaßt wird.

Ausgehend von einer Vorrichtung zur Registerkontrolle der eingangs beschriebenen Art ist die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe durch diejenigen Merkmale charakterisiert, die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben sind.

Indem erfindungsgemäß außer den, den Beginn jedes Fensterimpulses definierenden Signalen auch noch aus der Geschwindigkeit des bewegten Materials oder, was das gleiche bedeutet, aus der Umfangsgeschwindigkeit des Maschinenzyiinders abgeleitete Geschwindigkeitssignale verwendet werden, welche die Dauer des Fensterimpulses bestimmen, wird auf verhältnismäßig einfache Weise erreicht, daß die effektive Länge des Ablesefensters bzw. die geometrische Fensterbreite auf dem bewegten Material unabhängig vom Durchmesser des verwendeten Maschinenzylinders stets eine vorgebbare optimale Größe hat; gleichzeitig erfolgt die Erzeugung der Bezugsimpulse innerhalb des Ablesefensters mit Hilfe eines Zeitgliedes, welches in der gleichen Weise gesteuert wird wie das die Fensterimpulse erzeugende Zeitglied und welches vorzugsweise im wesentlichen genauso aufgebaut ist wie dieses, wodurch die ganze Schaltung vereinfacht wird und besonders preiswert hergestellt werden kann.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1 und 2 beispielsweise schematisch den bekannten Stand der Technik, wie er vorstehend bereits erläutert wurde,

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Vorrichtung nach aer Erfindung,

Fig. 4 Diagramme der durch die Vorrichtung nach der Erfindung gemäß Fig. 3 erzeugten elektrischen Impulse und

Fig. 5 das detaillierte Schaltbild einer Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung.

Für die Beschreibung der Fig. 3 und 4 wird vorausgesetzt, daß die Vorrichtung eine Steuerscheibe entsprechend der Steuerscheibe 2 in F i g. 1 aufweist. Diese Steuerscheibe 2 hat einen Schlitz 7, wird vom Zylinder der Maschine angetrieben und liefert bei jeder Umdrehung des Zylinders einen Impuls /, wie in F i g. A angedeutet. Dieser Impuls / wird nach F i g. 3 über eine Leitung 16 gleichzeitig auf zwei Zeitglieder 71 und 72 gegeben, welche demzufolge beim Auftreten eines Impulses / gleichzeitig erregt werden und, entsprechend ihren vorgebbaren Zeitkonstanten, an ihrem Ausgang A bzw. B je einen Ausgangsimpuls mit der Dauer (I bzw. r2 abgeben. Beide Ausgangsimpulsc beginnen beim Eintreffen eines Steuerimpulses /, und die Impulsdauer /2 ist so gewählt, daß sie halb so lang wie die Impulsdauer ti ist. Der vom Zeitglied 71 abgegebene Impuls mit der Dauer /1 repräsentiert die Länge des Ablesefensters. Die hintere Flanke des vom Zeitglied 72 abgegebenen Impulses wird dazu benutzt, um mittels einer monostabilen Kippstufe Moder einer ähnlichen Baueinheit, welche dem Zeitglied 72 nachgeschaltet ist, den Bezugsimpuls am Ausgang C dieser Stufe M zu erzeugen. Dieser Bezugsimpuls C ist auch in F i g. 4 dargestellt.

Ferner wird ein in Abhängigkeit von der Umfangsgeschwindigkeit des Maschinenzylinders, d. h. also in Abhängigkeit von der Transportgeschwindigkeit des Materialbandes erzeugtes Geschwindigkeitssignal über die Leitung 17 auf die beiden Zeitglieder 71 und 72 gegeben; dieses Geschwindigkeitssignal ist vorzugsweise die von einer Tachomaschine D (F i g. 5) erzeugte -Spannung, kann aber auch aus Impulsen bestehen, die von einem geeigneten Impulsgeber in Abhängigkeit von der Umfangsgeschwindigkeit des Maschinenzylinders b/w. der Transportgeschwindigkeit des Materialbandes er/engt werden. Die GeschwindiKkeiissiKtiale können

auch aus einer direkten Messung der Transportgeschwindigkeit des Materialbandes abgeleitet werden, indem nämlich die Zeit gemessen wird, die zwischen den Beobachtungen zweier in einem bekannten Abstand hintereinander »egender Impulse verstreicht. Mit Hilfe dieser Geschwindigkeitssignale erreicht man eine Steuerung der Zeitkonstanten der Zeitglieder Tl und 7~2 und damit der Zeitdauern i\ und /2 an den Ausgängen A und B in Abhängigkeit von der Umfangsgeschwindigkeit des Maschinenzylinders bzw. der Transportgeschwindigkeit des Materialbandes.

Außerdem sind die Zeitkonstanten der Zeitglieder Tl und T2 bzw. die Zeitdauern 11 und i2 mit Hilfe eines beiden Zcitgliedern gemeinsamen Potentiometers Pi einstellbar.

Mit der Schaltung nach Fig. 5 werden durch die Zeitglieder Tl und T2, die vorzugsweise im wesentlichen von gleicher Bauart sind, rampenförmigc bzw. sägezahnförmige Impulse erzeugt, wobei die Steigung des Ausgangsimpulses aus dem Zeitglicd 7*2 gleich der doppelten Steigung des Ausgangsimpulses aus dem Zeitglied Π beträgt. Die auf diese Weise erhaltenen Impulsdauern haben also das Verhältnis 1 :2. Die Impulsdauern werden mit Komparatoren erfaßt, welche auf identischen Niveaus arbeiten. Die von einer Tachomaschine erzeugte Spannung bestimmt die Steigung der Zeitimpulse, und ferner ist der Wert der geliclerten Spannung mit Hilfe eines Potentiometers Pl einstellbar, mit welchem also die Länge des Ablesefensiers bestimmt werden kann.

Das erste Zeitglicd Tl weist eine FMp-Flop-Suife /-7⁷I. zwei komplementäre Transistoren Tr 1 und Tr2. einen Feldtransistor Tr3. einen diesem Fcldlransistor 773 parallelgeschalteten Ladungskondensator Ci. einen Operationsverstärker A 2. einen Komparator COl. einen aus den Widerständen /?2 und /?3 gebildeten Spannungsteiler sowie die den einzelnen Elementen zugeordneten Widerstände auf. Der Kondensator Ci ist zwischen den Eingang und den Ausgang des Operationsverstärkers 1 2 geschaltet, derart, daß ein Integrator gebildet uiij. Auf die Eingänge des Komparators CO i wird einerseits die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers A 2 und andererseits eine Bezugsspannung gegeben, welche durch den erwähnten Spannungsteiler mit den Widerständen R 2 und R 3 bestimmt ist.

In analoger Weise weist das Zeitglied T2 eine Flip-Flop-Stufe FF2, zwei komplementäre Transistoren TrA und Tr5. einen Feldtransistor 7?6. einen diesem parallel liegenden Ladungskondensator C2, einen Operationsverstärker A 3. der wiederum gemeinsam mit dem Kondensator C2 als Integrator arbeitet, einen Komparator CO 2 und einen Spannungsteiler auf. Der Komparator CO 2 erhält wiederum einerseits die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers A 3 und andererseits eine durch den Spannungsteiler bestimmte Bezugsspannung. Die beiden Zeitglieder Ti und T 2 unterscheiden sich also lediglich in der Steigung der von den Integratoren abgegebenen Impulse. Diese Impulse werden in Abhängigkeit von der durch die Tachomaschine D gelieferten Spannung erzeugt, welche über einen aus dem Potentiometer Pi und dem Widerstand R 1 bestehenden Spannungsteiler, über einen Operationsverstärker A 1 sowie die Widerstände R 5 bzw. R 6 auf die Eingänge ( — ) des Operationsverstärkers A 2 im Zeitglied 7"1 und des Operationsverstärkers A3 im Zeitglied 7~2 gegeben wird. Die beiden Widerstände R 5 und /?6 haben entsprechend unterschiedlich gewählte Widerstandswerte. Der Operationsverstärker A 1 isi mit seinem Eingang ( + ) an den erwähnten Spannungs teiler aus dem Potentiometer Pi und dem Widerstanc Ri angeschlossen, während sein Eingang ( —) mn seinem Ausgang verbunden ist. Die Eingänge ( + ) dei Operationsverstärker A 2 und A3 erhalten über die Widerstände Rl bzw. /?8 eine feste Spannung. Dei Ausgang des Komparators CO2 im Zeitglied T2 ist mil dem Eingang einer monoslabilen Kippstufe M verbun-

ίο den. an deren Ausgang Cdie Bezugsimpulsc erscheinen. Die beschriebene Schaltung arbeitet folgendermaßen:

Im Ruhezustand befindet sich der Ausgang O dei beiden Flip-Flop-Stufen FFl und FF2 im Zustand O während der andere Ausgang Q den Zustand 1 einnimmt. Demzufolge sind der Transistor Tr 1 und die diesem nachgeschalteten Transistoren Tr 2 und Tr 3 sowie der Transistor Tr 4 und die diesem nachgesehalle ten Transistoren Tr5 und Tr6 leitend, so daß dei Kondensator Cl und der Kondensator C2 über der betreffenden Transistor Tr 3 bzw. Tr6 kurzgeschlosser ist.

Wenn ein durch die mit dem Maschinenzylindei verknüpfte Steuerscheibe erzeugter Impuls / an Eingang Cp der beiden Flip-Flop-Stufcn FFl und IF7 auftritt, schalten diese in den anderen Bclricbszustanc um. so daß_der Ausgang Oden Zustand 1 und der andere Ausgang Oden Zustand O einnimmt. Das hat zur Folge daß einerseits die Transistoren TrI. Tr2 und Tr3 unt andererseits die Transistoren Tr4, Tr5 und Tr6 in der Sperrzusland schalten, so daß sich nunmehr die beider Kondensatoren Cl und C2 auf Grund der von det Tachomaschinc D gelieferten Spannung zu lader beginnen, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die vor der Größe dieser Spannung sowie vom Wert des Ladewiderstandes A? 5 bzw. /?6 und schließlich dei Kapazität der Kondensatoren abhängt. Diese Aiifhidungsgeschwindigkcil der beiden Kondensatoren Cl und C2 bestimmt die Neigung der am Ausgang dei Operationsverstärker A 2 und A 3 erzeugten Impulse.

Im Zcitglied Tl steigt die auf den Eingang (-) des Komparators CO 1 gegebene Ausgangsspannung de· Operationsverstärkers A 2 an. und zwar so lange, bis diese wachsende Spannung das Bezugsspannungsniveai dieses Komparators COl erreicht. In diesem Monieni liefert der Komparator ein Ausgangssignal, welches aul den Rückstelleingang Cl der Flip-Flop-Stufe FFl gegeben wird und die Rückschaltung dieser Stufe bewirkt. Das hat die Umschaltung der Transistoren Tr 1 Tr2 und Tr 3 in den leitenden Zustand zur Folge, und der Kondensator Ci kann sich nunmehr über den Transistor Tr3 entladen. Das Bezugsspannungsnivcai des Komparators CO 1 bestimmt damit, in Verbindung mit der Aufladungsgeschwindigkeit des Kondensator-Cl. die Dauer des im Integrator erzeugten ansteigen den Impulses und damit die Zeitspanne /1 desjenigen das Ablesefenster bestimmenden Impulses, der an dei mit dem Ausgang Oder Flip-Flop-Stufe FFl verbünde nen Klemme A auftritt.

Im Zeitglied T2, dessen Komparator CO 2 da: gleiche Bezugsspannungsniveau hat wie der Kompara tor COl des Zeitgliedes Tl. spielen sich die gleicher Vorgänge wie im Zeitglied Tl ab, nur erfolgt die Unterbrechung des im Integrator gebildeten, ansteigen den Impulses durch das Ausgangssignal des Kompara tors CO 2 infolge der größeren Aufladungsgeschwindig keit des Kondensators C2 früher als im Zeitglied Tl das nach der vorgebbaren Zeitspanne /2 erzeugt«

Aiisf.',ιη^\Μμιι;ιΙ tics komp;ii ;ilors ί(>2 sehiilliM einer sens die I lip-1 lop-Suilc /7 2 /ιιπκ-k iiiul Helen iinilercrsciis einen Impuls ;ιιι die monosl.ihile Kippsiule Λ/. welehe ;m ihrem Ausyjn^ C den lie/iifsimpiih

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Registerkontrolle in einer Maschine zur Bearbeitung von Material in Bandoder Bogenform, insbesondere einer Druck- oder Kartonagenmaschine, mit Einrichtungen zur Ablesung von auf dem bewegten Material angebrachten Registermarkierungen innerhalb eines elektrischen Ablesefensters, das durch einen synchron zur Maschinendrehiiahl periodisch erregten Impulsgeber in Form eines Fensterimpulses gebildet wird, und zur Erzeugung von entsprechenden Markierungsimpulsen sowie mit diesen zu vergleichenden Bezugsimpulsen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Impulsgeher ein durch dessen Impulse (I) einschaltbares erstes Zeitglied (Ti) mit einer die Dauer (f 1) des Fensterimpulses bestimmenden Zeitkonstante nachgeschaltet und diese Zeitkonstante durch ein in Abhängigkeil von der Geschwindigkeit des bewegten Materials erzeugtes Geschwindigkeitssignal veränderbar ist, und daß ein zweites, ebenfalls durch die Impulse (I) des Impulsgebers und das Geschwindigk°itssignal gemeinsam mit dem ersten Zeitglied (TX) steuerbares Zeitglied (T2) vorgesehen ist, welches den Bezugsimpuls nach Ablauf einer Zeitspanne (f2) erzeugt, die kleiner als die Dauer (f l)des Fensterimpulses ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Geschwindigkeitssignal die von einer Tachomaschine (D) abgegebene Spannung ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zeitglieder (T1, Γ2) im wesenllichen gleich aufgebaut sind und gleichzeitig sowohl von den Impulsen (I) des Inipulsgebers als auch von den geschwindigkeitsabhüngigcn Signalen beaufschlagt werden und daß dem /weiten Zeitglicd (Tl) eine monostabile Kippstufe (M)nadngeschaltet ist, welche bei Verschwinden des vom zweiten Zeitglied (T2) abgegebenen Impulses den Bezugsinipuls erzeugt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Zeilglied (7Ί, T2) eine von den Impulsen (I) des Inipulsgebers beaufschlagte l'lip-Flop-Stufe (FFl; FF2), einen dieser nachgeschalteten Integrator (A 2, Cl: A3, C2), der nach dem Einschalten der Flip-Flop-Stufe einen Impuls mit ansteigender Amplitude erzeugt, und einen von diesem Impuls beaufschlagten Schwellwcrt-Comparator (COl; CO2) aufweist, welcher ein die Flip-Flop-Stufe in den Ruhestand rückschaltenden Ausgangsimpuls abgibt, wenn der Impuls aus dem Integrator den betreffenden Schwellwert erreicht, daß die so von der Flip-Flop-Stufen erzeugten Ausgangssignale die Fensterimpulse repräsentieren, während der Ausgangsimpuls des Comparators (CO2) des zweiten Zeitgliedes (T2) den Bezugsimpuls bewirkt, und daß das erwähnte geschwindigkeitsabhängige Signal über Widerstände (R5; R6) mit unterschiedlichen Widerstandswerten dem einen und dem anderen Integrator zugeführt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, d;iß der Integrator uns einem Operationsverstärker (A 2; A 3) und einem diesem parallel geschalteten Kondensator (Cl; C2) besteht, dessen Aufladungsgeschwindigkcit die Zeitkonstanten der Zcitglieder bestimmt und welcher nach dem Zurückschalten der Flip-Flop-Stufe vorzugsweise über einen Transistor (Tr3; Tr6) zwecks Entladung kurzgeschlossen wird.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des den Zeitgliedern zugeführten, geschwindigkeitsabhängigen Signals, vorzugsweise durch ein Potentiometer (Pi), einstellbar ist.