DE2458656A1

DE2458656A1 - Transverse cutter for endless paper strip - laser beam cutter guided by automatic optical guide

Info

Publication number: DE2458656A1
Application number: DE19742458656
Authority: DE
Inventors: Adolf Werr
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-12-11
Filing date: 1974-12-11
Publication date: 1976-06-16
Also published as: FI752893A

Abstract

A machine for cutting endless paper strip to lengths of a given size has high cutting speeds matched to high strip travel speeds and using a laser beam (6) which is moved simultaneously in the strip direction with the travelling speed of the strip vB and across it with adjustable transverse speed vQ in relation to a fixed starting point to an end point. The laser optical system (2) is guided over the paper strip (3) with automatic feedback of the laser beam (6) to the starting point (A) and with adjustable time between the end of the cut and the starting of the new cut.

Description

Einrichtung zum Querschneiden von endlosen Papierbahnen auf vorgegebene Formate Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Querschneiden von endlosen Papierbahnen auf vorgegebene Formate mit einer während des Schnittvorganges synchron mit der Papierbahngeschwindigkeit lauf ende Schnittvorrichtung, bei der die Zeit zwischen den Schnitten einstellbar ist.Device for the cross-cutting of endless paper webs on predetermined ones Formats The invention relates to a device for cross-cutting endless Paper webs on predetermined formats with one synchronized during the cutting process Cutter running at the speed of the paper web, in which the time adjustable between cuts.

Bei der Papierverarbeitung werden Papierrollen auf spgenannten Querschneidern zu Papierformaten geschnitten.When processing paper, paper rolls are used on tensioned cross cutters cut to paper sizes.

Der Querschneider hat als charakteristisches Merkmal eine Quermesserwalze, deren Messer bei jedem Umlauf der Walze einen Papierbogen abschneidet. Ein sauberer Papierschnitt wird dann erzielt, wenn die Papierbahngeschwindigkeit und die Messergeschwindigkeit während des Schnittes gleich sind. Bei einem gegebenen Messerwalzendurchschnitt könnte dann nur ein Papierformat geschnitten werden, wobei die Formatlänge dem Umfang der Messerwalze entspräche. Da man aber beliebige Papierformate benötigt, rüstet man die Messerwalze mit einem Ungleichförmigkeits-Getriebe aus.The cross cutter has as a characteristic feature a cross knife roller, whose knife cuts a sheet of paper with each revolution of the roller. A clean one Paper cut is achieved when the paper web speed and the knife speed are the same during the cut. For a given knife roller diameter then only one paper format could be cut, whereby the format length corresponds to the scope would correspond to the knife roller. But since you need any paper format, set up the knife roller with a non-uniformity gear.

Dieses Getriebe kann so eingestellt werden, daß die Messerwalze im Bereich des Papierschnittes synchrone Geschwindigkeit mit der Papierbahn hat und außerhalb des Schnitteingriffes entweder beschleunigt oder verzögert wird, so daß größere oder kleinere Bogen entstehen als es dem Umfang der Messerwalze entspricht.This gear can be set so that the knife roller in the The area of the paper cut has synchronous speed with the paper web and is either accelerated or decelerated outside of the cutting intervention, so that larger or smaller arches arise than corresponds to the circumference of the knife roller.

Diese Anordnung arbeitet sehr zuverlässig und wird in der Praxis weit verbreitet benutzt (vgl. DT-OS 20 20 199).This arrangement works very reliably and is widely used in practice widely used (see DT-OS 20 20 199).

Das Ungleichförmigkeits-Getriebe verursacht in sich und in der Messerwalze enorm große lviassenbeschleunigungen, die einer Geschwindigkeitssteigerung eine natürliche, unüberwindbare Grenze setzen.The irregularity gear causes in itself and in the knife roller enormously large mass accelerations that lead to an increase in speed set natural, insurmountable limits.

In der Papierherstellung sind die Verarbeitungsgeschwindigkeiten in den letzten Jahren bis auf 1000 m pro Minute gesteigert worden. Die bisherigen Querschneider können aber über eine Geschwindigkeit von 300 m pro Minute nicht hinauskommen, so daß heute zwischen Papiermaschine und Querschneider häufig Speichervorrichtungen angeordnet sein müssen.In papermaking, processing speeds are in has been increased up to 1000 m per minute in recent years. The previous sheeter but cannot go beyond a speed of 300 m per minute, so that nowadays storage devices are often used between the paper machine and sheeter must be arranged.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß man an hohe Bahngeschwindigkeiten angepaßte Schnittgeschwindigkeiten erreichen kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine einen schneidenden Laserstrahl gleichzeitig in Bahnrichtung mit Bahngeschwindigkeit und quer dazu mit einstellbarer Quergeschwindigkeit von einem festliegenden Anfangspunkt zu einem Endpunkt über die Papierbahn führende Laseroptik, mit selbsttätiger Rückführung des Strahles zum Anfangspunkt und mit einstellbarer Zeit zwischen Schnittende des Laserstrahles und neuem Schnittbeginn.The object of the present invention is to provide a device of the type mentioned in such a way that one can reach high web speeds can achieve adapted cutting speeds. This object is achieved according to the invention solved by a cutting laser beam at the same time in the direction of the path Web speed and across it with adjustable cross speed of one fixed starting point to an end point over the paper web leading laser optics, with automatic return of the beam to the starting point and with adjustable Time between the end of the cut of the laser beam and the start of the new cut.

Für die Bewegung der Laseroptik in beiden Bewegungsrichtungen können dabei an sich bekannte Mittel, z. B. elektronisch angesteuerte Einzelantriebe für die einzelnen Koordinaten oder auch Getriebe verwendet werden, wobei diese Getriebe ebenfalls in der Art von Ungleichförmigkeits-Getrieben zum Erzielen der gewünschten Formatlänge ausgebildet sein können. Als Laseroptik selbst könnten sowohl oszillierende Schwenkspiegel als auch rotierende Polygonlinsen oder Polygonspiegel verwendet werden. Da in jedem der genannten Fälle die bewegten Nassen sehr klein sind, Getriebe gegebenenfalls in Miniaturtechnik geführt werden können, der Laserstrahl selbst mechanisch trägheitslos ist, kann die Arbeitsgeschwindigkeit ganz erheblich gesteigert werden.For moving the laser optics in both directions of movement you can means known per se, e.g. B. electronically controlled individual drives for the individual coordinates or gears are used, these gears also in the form of non-uniformity gears to achieve the desired ones Format length can be formed. As laser optics themselves could be both oscillating Oscillating mirrors as well as rotating polygon lenses or polygon mirrors can be used. Since the moving masses are very small in each of the cases mentioned, gearboxes may be necessary can be guided in miniature technology, the laser beam itself mechanically inert is, the working speed can be increased considerably.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei die Erfindung näher erläutert; es zeigen: Figur 1 den prinzipiellen Aufbau einer Schneidvorrichtung mit Laser, Figur 1a eine denkbare Ausbildung der Laseroptik und Figur 2 Geschwindigkeit des Laserstrahls in Bahnrichtung aufgetragen über der Zeit.Based on an embodiment shown in the drawing the invention is explained in more detail; it shows: FIG. 1 the basic structure of a Cutting device with laser, Figure 1a a conceivable design of the laser optics and Figure 2 Speed of the laser beam in the direction of the path plotted against time.

Die von einer nicht gezeigten Papiermaschine mit der Geschwindigkeit v3 in Richtung des Pfeiles 4 angelieferte Papierbahn 3 von der Breite b soll in vorgegebene Papierformate der Länge s zerschnitten werden. Hierzu ist über der Papierbahn 1 eine schematisch gezeigte Schneidvorrichtung 1 angeordnet, dir im wesentlichen aus einem Impulslaser 10 und einer zugehörigen Laseroptik 2 samt Steuerung besteht. Die Laseroptik 2 ist so aufgebaut, daß der Laserstrahl 6 sowohl in Richtung der Bahn mit einer Längsgeschwindigkeit vL als auch gleichzeitig quer zur Bahnrichtung mit der Quergeschwindigkeit VQ verschwenkt werden kann. Ein beispielsweiser Aufbau dieser Optik mit Polygonspiegeln 11 und 12 ist in Figur 1a angedeutet.The speed of a paper machine (not shown) v3 in the direction of arrow 4 delivered paper web 3 of width b should in predefined paper formats of length s can be cut. This is done over the paper web 1 a schematically shown cutting device 1 arranged, you essentially consists of a pulse laser 10 and an associated laser optics 2 including control. The laser optics 2 is constructed so that the laser beam 6 both in the direction of Web with a longitudinal speed vL and at the same time transverse to the web direction can be pivoted with the transverse speed VQ. An example structure this optics with polygon mirrors 11 and 12 is indicated in Figure 1a.

Wird der Strahl 6 jeweils vom festliegenden Punkt A aus zum Punkt B mit einer Längsgeschwindigkeit VL verschwenkt.The ray 6 becomes the point from the fixed point A in each case B pivoted at a longitudinal speed VL.

die der Bahngeschwindigkeit vB entspricht, so kommen- auf der Papierbahn 1 die gestrichelt angedeuteten rechtwinkelig zur Bewegungsrichtung liegenden Schnitte 7 jeweils zwischen den Schnittanfangspunkten usa1, SA2 usw. und Schnittendpunkten SE1' SE2 zustande. Zur Einhaltung der Bahnlängsgeschwindigkeit ist dabei ein. Geber 8 an der Papierbahn 1 für die Geschwindigkeit v3 vorgesehen, der entsprechende Werte an die Steuerung der Schneidvorrichtung 1 liefert.which corresponds to the web speed vB, so come - on the paper web 1 the sections indicated by dashed lines at right angles to the direction of movement 7 each between the intersection start points usa1, SA2 etc. and intersection end points SE1 'SE2 comes about. To maintain the longitudinal speed of the web, a. giver 8 provided on the paper web 1 for the speed v3, the corresponding values supplies to the control of the cutting device 1.

Die jeweilige Formatlänge s ergibt sich aus der Zeitdauer T zwischen dem Schnittanfangspunkt 5A1 und dem Schnittanfangspunkt SA2 des nächsten Schnittes multipliziert mit der Bahngeschwindigkeit h der Papierbahn 1.The respective format length s results from the time period T between the cut start point 5A1 and the cut start point SA2 of the next cut multiplied by the web speed h of the paper web 1.

Die Zeit T setzt sich wiederum zusammen aus der eigentlichen Schnittzeit t5 zwischen t1 und 5E1' die ihrerseits von der Formatbreite b und der Quergeschwindigkeit ~ also ts = b.vQ abhängig ist, aus der ggf. vernachlässigbaren Zeit tR, die vergeht, um den Strahl 6 vom Endpunkt 3 zum Anfang A zurückzuholen und aus einer einstellbaren Wartezeit tw bis zum Beginn des neuen Schnittes 7, also: b VQ r w Wie ersichtlich, ist also die Formatlänge s einstellbar durch Verändern der Quergeschwindigkeit VQ und/oder der Wartezeit tw.The time T is in turn made up of the actual cutting time t5 between t1 and 5E1 'which in turn depends on the format width b and the transverse speed ~ so ts = b.vQ depends on the possibly negligible time tR, which elapses, to bring back the beam 6 from the end point 3 to the beginning A and from an adjustable one Waiting time tw until the start of the new cut 7, i.e.: b VQ r w As can be seen, the format length s can therefore be adjusted by changing the transverse speed VQ and / or the waiting time tw.

In Figur 2 sind die einzelnen Strahlgeschwindigkeiten und Zeiten angedeutet, wobei negative Werte, die mit erhöhter Geschwindigkeit ausgeführte Rückholbewegung in die Ausgangslage A kennzeichnen sollen.In Figure 2, the individual jet speeds and times are indicated, with negative values, the return movement carried out at increased speed should mark in the starting position A.

Die gezeigten Geschwindigkeitskomponenten können durch elektronische Ansteuerung der Antriebe der Spiegel 11 und 12 erzeugt werden; möglich ist es jedoch auch, direkt eine Drehbewegung von einer mit der Papierbahn 1 gekuppelten Rolle abzunehmen und damit entsprechend auf die Geschwindigkeiten des Laserstrahls in Bewegungsrichtung einzuwirken und dann wiederum von dieser Bewegung über ein weiteres Getriebe die gleichzeitige Querbewegung abzuleiten. Hierbei kann zum Einhalten eines bestimmten Geschwindigkeitsprogrammes ebenfalls eine Art Ungleichförmigkeits-Getriebe benutzt werden - nur mit dem Unterschied gegenüber den bekannten Lösungen, dalf es mit viel kleineren Massen ausgeführt werden kann.The speed components shown can be through electronic Control of the drives of the mirrors 11 and 12 are generated; however, it is possible also, a direct rotary movement from a roller coupled to the paper web 1 decrease and thus correspondingly to the speeds of the laser beam in To act in the direction of movement and then in turn from this movement via another Gear to derive the simultaneous transverse movement. Here you can adhere to a certain speed program also a kind of irregularity gear be used - only with the difference compared to the known solutions, that it can be done with much smaller masses.

1 Patentanspruch 3 Figuren1 claim 3 figures

Claims

Claimed device for cross-cutting endless paper webs on predefined formats with a synchronous with the during the cutting process Paper web speed running Scimitt device, in which the time between the cuts is adjustable, characterized by a cutting laser beam (6) Simultaneously in the direction of the web with the web speed (VB) and across it with adjustable transverse speed (VQ) from a fixed starting point (A) to an end point (E) via the paper web (3) leading laser optics (2), with automatic Return of the beam (6) to the starting point (A) and with adjustable time (tw) between the end of the cut of the laser beam and the start of the new cut on the path (3).

L e r s e i t e