DE3875283T2 - Verfahren und einrichtung zur herstellung von insbesondere metallischen etiketten mit einer doppelten codifikation, davon einen code mit ausgeschnittenen balken, und derartig hergestellte etiketten. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von insbesondere metallischen Etiketten mit doppelter Codierung, wobei einer der Codes ein Balkencode mit ausgestanzten Balken ist.
• Ausgestanzte und/oder geprägte metallische Etikette weisen eine höhere Festigkeit gegenüber Wärme sowie chemischen und mechanischen Beanspruchungen als beispielsweise Etikette aus Papier oder Kunststoff oder als bedruckte metallische Etikette auf.
• Die Herstellung, Montage und Verpackung von Produkten auf vollständig automatisierten Fertigungslinien sowie die aufeinanderfolgenden Bearbeitungs- und Kontrolltätigkeiten der verschiedenen Arbeitsschritte erfordern eine eindeutige Kennzeichnung der Produkte zur Ermöglichung derer ständigen Ortung und Aussonderung. Diese Einzelkennzeichnung muß dabei den Beanspruchungen durch erhöhte Temperatur bei bestimmten Bearbeitungsverfahren sowie den chemischen bzw. mechanischen Beanspruchungen in Tauchbädern usw. widerstehen. Weiterhin muß sie vom Bediener wie von den unterschiedlichen maschinellen Lesevorrichtungen (Laser, Etikettenleser usw.) an jedem beliebigen Punkt auf der Fertigungslinie leicht entschlüsselt werden können, ohne spezielle Schritte durch den Bediener zu erfordern.
• In dem Dokument JP-59 123 077 wird ein Verfahren zur Herstellung von Etiketten beschrieben, das auf dem Ausstanzen schmaler und breiter Balken beruht, wodurch ein Balkencode gebildet wird. Dazu wird ein einziger Stempel verwendet, dessen Breite der Breite der schmalen Balken entspricht und der die breiten Balken durch wiederholte Stanzbewegungen ausschneidet, wobei eine gewisse Überlappung in der Breite zwischen je zwei Stanzungen vorgesehen ist. Dieses Verfahren ist insofern relativ langsam, als zahlreiche Stanzbewegungen mit einem einzigen Stempel zur Herstellung eines Etikettes erforderlich sind.
• Andererseits sind Verfahren bekannt, nach denen mehrere Ausschnitte zugleich durch eine einzige Stanzung in einem Etikett oder Billet ermöglicht werden. So ist z. B. in dem Dokument US.3.780 939 eine Stanzvorrichtung für Parkscheine beschrieben, die mehrere Stempel besitzt, welche selektive über einen Stempel betätigt werden. Mit einer solchen Vorrichtung lassen sich zwar mit einer einzigen Stanzbewegung mehrere Ausschnitte herstellen, aber die einzelnen Stempel sind hierbei in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnet, so daß die Ausschnitte nicht nebeneinander liegen können. Somit kann diese Stanzvorrichtung nicht zur gleichzeitigen Herstellung aller schmalen und breiten Balkenausschnitte eines Etikettes mit Stempeln einheitlicher Größe verwendet werden, deren Form der der schmalen Balken entspricht und die selektiv über einen Stanzstempel ausgelöst werden. Denn diese erfordert ein Nebeneinanderliegen der Stempel, was aufgrund der Maße der Stempel sowie derer Führung und selektiven Betätigungsmittel schwierig erscheint.
• Der Stößel zur Betätigung der Stempel in der in dem Dokument US.3.780 939 beschriebenen Vorrichtung besitzt parallel zur Gleitrichtung des Stempels liegende Führungen, in denen die Stempel sitzen. Diese Führungen werden in deren Oberteil senkrecht durch Kanäle unterbrochen, in denen über Elektromagneten betätigte Stempelverriegelungen hin und her gleiten, wodurch die Führungen selektiv gesperrt bzw. freigegeben werden. Bei Betätigung des Stößels erfolgt eine Ausstanzung lediglich durch diejenigen Stempel, deren Führung verriegelt ist, während die übrigen frei in ihrer Führung zurückgleiten können. Eine solche Vorrichtung eignet sich zwar einwandfrei zum Ausstanzen von Karton, zum Ausstanzen von Metalletiketten ist jedoch eine beträchtlich höherer Kraftaufwand erforderlich, so daß bei dieser Vorrichtung die Gefahr besteht, durch die Übertragung der Kraft auf die Stempelverriegelungen und deren Betätigungsmittel letztere zu beschädigen: obwohl die Stempelverriegelungen senkrecht zu den Stempeln hin und her gleiten, kann die Stanzkraft insbesondere aufgrund des Spiels zwischen dem Stempel und dessen Führung bzw. zwischen der Stempelverriegelung und deren Kanal auf sie übertragen werden.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, bei dem diese technischen Schwierigkeiten nicht auftreten.
• Diese Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Bearbeitung eines Streifen - insbesondere eines Metallstreifens - zur Bildung von Etiketten mit in Form von Balken codierten Informationen, die mindestens aus schmalen und breiten Balken bestehen, welche durch Stempel ein und derselben Form aus dem Etikett ausgestanzt werden, wobei das Verfahren folgende, zyklisch wiederholte Arbeitsschritte beinhaltet:
• - gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Etikette durch voneinander unabhängige, selektiv betätigte Stempel, von denen jeder ein Rechteck in Form eines schmalen Balkens ausstanzt, wobei die Stempel auf mehrere Stanzstationen verteilt sind, von denen jede eine teilweise Bearbeitung mehrerer Etikette zugleich zuläßt, so daß der Abstand zwischen den Rechtecken, die durch zwei nebeneinanderliegende Stempel ein und derselben Station ausgestanzt werden können, über einem vorgegebenen Abstand liegt,
• - Weiterbefördern des Streifens um die Länge eines Etikettes, so daß ein und dasselbe Etikett nacheinander von sämtlichen Stanzstationen bearbeitet wird, wobei die Stempel jeder Station jeweils so angeordnet sind, daß jeder von ihnen ein Rechteck ausstanzen kann, das weitgehend die Rechtecke ergänzt, die von den Stempeln der übrigen Stationen ausgestanzt werden können, wobei zur Herstellung breiter Balken bei nebeneinanderliegenden Stanzstellen ein leichtes seitliches Überlappen der Stanzungen erfolgt.
• So durchläuft ein Etikett zwar nacheinander verschiedene Stanzstationen, aber bei jeder Stößelbewegung der Presse wird ein Etikett fertiggestellt. Damit ist dieses Verfahren deutlich schneller als die bisher bekannten Verfahren.
• Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Streifen - insbesondere eines Metallstreifens - zur Bildung von Etiketten mit in Form von Balken codierten Informationen, die mindestens aus schmalen und breiten Balken bestehen, wobei die besagte Vorrichtung aus folgenden Teilen besteht:
• - Vorrichtung zum Einführen des Streifens,
• - Stanzpresse,
• - Stanzstempel gleicher Größe und Form, die durch die Stanzpresse über Stempelverriegelungen zur Bearbeitung des Streifens betätigt werden können,
• - Zentraleinheit zur Steuerung der Bearbeitung durch selektives Betätigen der Stempelverriegelungen zwischen den einzelnen Stempeln und der Stanzpresse mit Hilfe von Mitteln zur Positionierung der Stempelverriegelungen vor dem Auslösen der Stanzpresse und deren Druck auf die Stempel über die Stempelverriegelungen zur Bearbeitung des Streifens, dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Stempel auf mehrere elementare Werkzeuggruppen verteilt sind, die jeweils eine Stanzstation bilden,
• - jeder Stempel ein Rechteck ausstanzen kann, das die Form eines schmalen Balkens hat,
• - der Abstand zwischen zwei nebeneinanderliegenden Stempeln ein und derselben Station über einem vorgegebenen Abstand liegt,
• - die Vorrichtung zur Einführung des Streifens so beschaffen ist, daß sie den Streifen zwischen zwei Arbeitsgängen der Stanzpresse jeweils um die Länge eines Etikettes weiterbefördert und
• - die Stempel jeder Stanzstation so angeordnet sind, daß jeder von ihnen aus einem Etikett jeweils ein Rechteck ausstanzen kann, das weitgehend die Rechtecke ergänzt, die von den Stempeln der übrigen Stanzstationen ausgestanzt werden können, wobei zur Herstellung breiter Balken bei nebeneinanderliegenden Stanzstellen ein leichtes seitliches Überlappen der Stanzungen erfolgt.
• Die Mittel zur Positionierung der Stempelverriegelungen beinhalten dabei vorzugsweise
• - Mittel zur Verlagerung der Stempelverriegelungen durch Betätigen mehrerer von ihnen zugleich über Wegausgleichsmittel wie z. B. Federn,
• - eine Vorrichtung zur Blockierung bzw. Freigabe einer Stempelverriegelung zwischen Stanzpresse und Stanzstempel durch Betätigen der entsprechenden Mittel zum Verlagern der Stempelverriegelungen.
• Somit wird durch die Wegausgleichsmittel gewährleistet, daß die Mittel zum Verlagern der Stempelverriegelung keiner übermäßigen Belastung beim Stanzen ausgesetzt sind.
• Weitere Kennzeichen und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsart ohne Anspruch auf Vollständigkeit ersichtlich, wobei zum besseren Verständnis der Erfindung auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, von denen
• - Fig. 1 ein Beispiel eines Etiketts,
• - Fig. 2a bis 2c die Aufteilung eines Balkencodes,
• - Fig. 3 im Schema eine automatische Produktionslinie zur Herstellung der erfindungsgemäßen Etikette,
• - Fig. 4 im Schema zwei senkrechte Schnitte einer erfindungsgemäß ausgerüsteten Stanzpresse in zwei unterschiedlichen Konfigurationen,
• - Fig. 5 einen Schnitt ähnlich dem von Fig. 4 im Ausschnitt, aber im größeren Maßstab zur Erläuterung der Funktion einer Presse wie der von Fig. 4,
• - Fig. 6 eine schematische Teilansicht des Satzes Stempelverriegelungen einer Presse ähnlich der von Fig. 4 darstellen.
• In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Etikett 1 in Form eines Metallstreifenabschnittes 2 dargestellt, auf dem ein und dieselbe Zahl auf zweierlei Art ausgedrückt ist: in Form eines alphanumerischen Codes 3 und in Form eines Balkencodes 4. Der alphanumerische Code 3 ist geprägt und erscheint somit erhöht oder vertieft, während der Balkencode 4 ausgeschnitten ist, wobei die Balken breiten 5 oder schmalen 6 länglichen rechteckigen Ausschnitten auf dem Streifen 1 entsprechen. Das eigentliche Etikett ist durch zwei gedachte Linien 7 und 7' begrenzt, die durch die Einkerbungen 8 und 8' verlaufen, welche in den Rand des Streifens zur Erkennung der Etikette angebracht sind, solange letztere noch nicht voneinander getrennt sind.
• Bei bestimmten Etiketten - z. B. bei mit Fehlern behafteten Etiketten - ist eine zentrale Einkerbung 9 ähnlich den Randeinkerbungen 8, 8' vorgesehen, um sie von den anderen Etiketten zu unterscheiden.
• Das Etikett aus Metall ist aus einem Blechband geringer Stärke, z. B. 0,1-0,2 mm ausgeschnitten und trägt ein und dieselbe Zahl, die auf zweierlei Art dargestellt ist:
• - durch einen ausgestanzten Balkencode, der über spezifische Geräte abgelesen wird,
• - durch einen Zahlencode, der von den Bedienern an der Fertigungslinie abgelesen werden kann.
• Anstelle der reinen Zahlencodes können auch alphanumerische Codes verwendet werden.
• Zur Serienfertigung von Etiketten nach dem oben beschriebenen Verfahren für das Etikett 1 scheint es vorteilhaft, diese mit einer mechanischen Presse herzustellen, die mit den entsprechenden Präge- und Stanzwerkzeugen ausgerüstet ist. Zur Vereinfachung der zum Ausschneiden der Balkencodes erforderlichen Stempel wird wie nachfolgend beschrieben vorgegangen. In Fig. 2a bis 2c ist dargestellt, wie der Balkencode für die Zahl 3579 vorbereitet wird. Hierbei handelt es sich um einen Code vom Typ "zwei von fünf, verknüpft", bestehend aus breiten Balken (BB), schmalen Balken (SB), breiten Abständen (BA) und schmalen Abständen (SA). Wie in Fig. 2a dargestellt, enthält die Abfolge der Balken und Abstände stets eine Information START (SB-SA-SB- SA) zu Beginn des Codes sowie eine Information STOP (BB-SA- SB) am Ende des Codes. Die Breite eines breiten Balkens (BB) und eines breiten Abstandes (BA) sind identisch und entsprechen der dreifachen Breite eines schmalen Balkens (SB) bzw. eines schmalen Abstandes (SA), d. h.: BB = BA = 3 SB = 3SA. Somit läßt sich die eine codierte Information bildende Abfolge paralleler Balken und Abstände als eine Abfolge gleichartiger und paralleler sog. Berechnungsrechtecke 10 darstellen, deren Länge weitgehend mit dem der Balken übereinstimmt, so daß nach der Markierung der Oberfläche des Etiketts mit einer bestimmten Anzahl Berechnungsrechtecke 10 wie in Fig. 2b dargestellt deren Abfolge diejenige der entsprechenden Balken und Abstände bildet. Dabei hat jedes Rechteck die Breite eines schmalen Balkens bzw. Abstandes. Die markierten Rechtecke sind in Fig. 2 schraffiert dargestellt.
• Daraufhin sieht das Verfahren vor, die Abfolge der - markierten oder nicht markierten - Berechnungsrechtecke 10 in mehrere durch Überführung sich gegenseitig ergänzende Reihen A, B, C und D aufzuteilen, d. h. derart, daß deren Überführung die Rekonstitution der Balken und Abstände der codierten Information ermöglicht und daß keine der sich gegenseitig ergänzenden Reihen Berechnungsrechtecke enthält, deren Abstand voneinander unter einem vorgegebenen Abstand liegt. In dem hier angeführten Beispiel liegt dieser vorgegebene Abstand, der unter anderem von den Abmessungen der Stanzstempel abhängt, zwischen dem Zwei- und dem Dreifachen der Breite eines Rechteckes. Deshalb wurde in Fig. 2c die Abfolge der - markierten oder nicht markierten - Rechtecke mit A, B, C und D gekennzeichnet, so daß der Abstand zwischen den Rechtecken einer Reihe mindestens dem Dreifachen der Breite eines Rechtecks entspricht. Nach dieser Aufteilung kann der Blechstreifen für mehrere Arbeitsgänge unterteilt werden, die den sich gegenseitig ergänzenden Reihen A, B, C und D für die sog. Bearbeitungsrechtecke entsprechen, die weitgehend mit den Berechnungsrechtecken 10 für die sich gegenseitig ergänzenden Reihen A, B, C und D übereinstimmen, so daß die Balken der codierten Information in den aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen nach und nach auf dem Blechstreifen ausgestanzt werden.
• Um auszuschließen, daß zwischen zwei Ausstanzungen für ein und denselben Balken Streifenmaterial verbleibt, sind die Bearbeitungsrechtecke größer als die Berechnungsrechtecke, jedoch um letztere zentriert, so daß sie sich bei einem breiten Balken von einem Stanzschritt zum anderen geringfügig in dem sog. Überlappungsbereich überschneiden.
• Nach einem Anwendungsbeispiel dieses Verfahrens haben die - markierten oder nicht markierten - Berechnungsrechtecke eine Breite von 0,42 mm, was dem Raster für die Unterteilung des Balkencodes entspricht, während die Bearbeitungsrechtecke eine Breite von 0,44 mm und eine Länge von 8 mm aufweisen, was der Breite eines Stanzstempels und einer Überlappung von 0,02 mm bei breiten Balken entspricht. Die Stempel mit 0,44 mm Breite sind über dem Berechnungsrechteck von 0,42 mm zentriert, so daß beim Ausstanzen der Überlappungsbereich links und rechts jeweils 0,01 mm beträgt. Somit werden auf einem fertig bearbeiteten Etikett folgende Breiten erzielt:
• - schmale Balken (SB): 0,44 mm
• - breite Balken (BB): (0,44·3)-(2·0,02) = 1,28 mm
• - schmale Abstände (em): 0,42-(2·0,01) = 0,40 mm
• - breite Abstände (BA): (0,42·3)-(2·0,01) = 1,24 mm.
• Selbstverständlich entsprechen diese Abmessungen den erforderlichen Lese- und Lesbarkeitstoleranzen für Balkencodes.
• Die in Fig. 3 dargestellte Fertigungslinie zur Herstellung von Etiketten besteht aus folgenden Teilen:
• - Vorrichtung zur Beschickung der Fertigungslinie mit Metallstreifen oder -band 2, die im Wesentlichen aus einem Abrollgerät 11 und einer Vorrichtung zum schrittweisen Weiterbefördern 12 des Metallstreifens 2 besteht,
• - mechanische Presse 13 mit Exzenter 14, auf der sich hintereinander in Vorrückrichtung des Streifens 2 gesehen folgende Teile befinden:
• - Vorrichtung zum schrittweisen Weiterbefördern 12 des Metallstreifens 2,
• - Stanzwerkzeug 15 zum Ausstanzen des Balkencodes ist 4 Stanzstationen 15a, 15b, 15c und 15d, von denen jede einen Satz Stanzstempel besitzt, von denen jeder je nach Bedarf unabhängig von den anderen mit Hilfe einer - nicht dargestellten - Stempelverriegelung aktiviert werden kann, wobei die Stempelverriegelungen zwischen den Stempeln und der Presse eingeschoben bzw. zurückgezogen werden können,
• - Prägeeinheit mit Rollen zum Einprägen der arabischen Ziffern,
• - optischer Kontrollblock 17 mit Kamera 18 und Beleuchtung 19,
• - Einkerbvorrichtung 20 zur Markierung fehlerhafter Etikette,
• - Entfettungsbad 21 für den Blechstreifen,
• - Aufwickler 22 für den ausgestanzten, geprägten, gekerbten und entfetteten Blechstreifen 2, vorzugsweise mit einer Zwischenlage aus Papier 23,
• - an die Presse angeschlossene Zentraleinheit 24 zur Steuerung sämtlicher Arbeitsschritte wie z. B. das Stanzen durch Aktivieren der einzelnen Stempel jeder Stanzstation 15a- 15d über die entsprechenden Stempelverriegelungen sowie das Prägen und Einkerben über ein zuvor erstelltes und in einen mit der Zentraleinheit 24 verbundenen Speicher eingegebenes Stanzprogramm,
• - mit der Zentraleinheit 24 verbundene Bedienerkonsole 25 zum Einspeichern von Informationen bzgl. eines Stanzprogrammes und Kontrolle des Betriebsablaufes. Ein Drucker kann an die Bedienerkonsole 25 angeschlossen werden, um eventuelle Betriebsmeldungen auszudrucken.
• Bei dieser Ausführung der Erfindung laufen die einzelnen Phasen des Fertigungsverfahrens pro Zyklus wie folgt ab:
• - Vorrücken des Metallstreifens um einen Schritt, der der Länge eines Etikettes entspricht, durch die Vorrichtung zum schrittweisen Weiterbefördern 12,
• - Aktivieren der einzelnen Stempel zum Ausstanzen der Balken auf jeder Stanzstation 15a-15d über die Zentraleinheit 24,
• - Weiterrücken der Prägerollen der Prägeeinheit 16,
• - Überprüfung sämtlicher Positionszustände zur Freigabe des Arbeitszyklusses der Presse,
• - Stanzen und Prägen entsprechend den vorgegebenen Positionen,
• - optische Kontrolle auf Übereinstimmung zwischen Balkencode und alphanumerischem Code sowie der Nummer des letzten gestanzten und geprägten Etikettes durch die Zentraleinheit 24 entsprechend dem von der Kamera 20 übertragenen Signal,
• - ggf. Einkerbung im vorhergehenden Etikett durch die Einkerbeinheit 20, falls dieses Etikett fehlerhaft ist,
• - Berechnung des nachfolgenden zu bearbeitenden Etikettes durch die Zentraleinheit 24,
• - durchgehendes, spannungsloses Aufrollen der fertigen Etikette durch den Aufwickler 22.
• Die Kontrolle des vorhergehenden Etikettes und dessen Einkerbung bei fehlerhafter Codierung sowie das Berechnen des nachfolgenden Etikettes können während der Arbeitsschritte Stanzen und Prägen erfolgen.
• Wenn ein Bezug zwischen Fig. 2 und Fig. 3 hergestellt wird, so ist erkennbar, daß die verschiedenen sich ergänzenden Reihen von Rechtecken A, B, C und D den verschiedenen sich ergänzenden Arbeitsschritten bei der Bearbeitung ein und desselben Etikettes entsprechen. Wenn die in Fig. 3 dargestellte Anlage durchgehend Etikette aus einem Metallstreifen herstellt, so geschieht dies unter Abfolge der nachfolgenden Arbeitsschritte der Presse:
• - 1. Schritt: Stanzen des ersten Etikettes nach der Abfolge A bei der Station 15a,
• - 2. Schritt: Stanzen des ersten Etikettes nach der Abfolge B bei der Station 15b, Stanzen des zweiten Etikettes nach der Abfolge A bei der Station 15a,
• - 3. Schritt: Stanzen des ersten Etikettes nach der Abfolge C bei der Station 15c, Stanzen des zweiten Etikettes nach der Abfolge B bei der Station 15b, Stanzen des dritten Etikettes nach der Abfolge A bei der Station 15a,
• - 4. Schritt: Stanzen des ersten Etikettes nach der Abfolge D bei der Station 15d, Stanzen des zweiten Etikettes nach der Abfolge C bei der Station 15c, Stanzen des dritten Etikettes nach der Abfolge B bei der Station 15b, Stanzen des vierten Etikettes nach der Abfolge A bei der Station 15a usw.
• Beim 4. Arbeitsschritt der Presse wird das erste Etikett zu 100%, das zweite zu 75%, das dritte zu 50% und das vierte zu 25% ausgestanzt.
• Die Initialisierung des Systems erfolgt ohne spezielles Protokoll beim oberen Totpunkt der Presse. Der Ausgangszustand ist je nach Bedarf des Anwenders beliebig wählbar und wird über die Bedienkonsole in Form der ersten zu generierenden Zahl bzw. des ersten zu generierenden Wortes eingegeben.
• Die durchgehende Kontrolle des Etikettes kann über eine oder mehrere lineare Kameras 18 erfolgen, die von der Zentraleinheit 24 die zu erkennende Zahl mitgeteilt bekommt, diese sie mit der eingeprägten Nummer und dem Balkencode auf dem Etikett vergleicht und eine entsprechende Rückmeldung an die Zentraleinheit schickt. Die Kontrolle erfolgt direkt nach der Presse mit einer entsprechenden Beleuchtung. Sie erfolgt zweifach (ggf. mit zwei Kameras), um Fehler beim Lesen zu vermeiden und eventuelle Stempelbrüche an den Stellen zu erkennen, wo sie am häufigsten auftreten, nämlich an den Enden. Eine direkte Erkennung der Ziffern ist i.A. nicht mit linearen Kameras möglich, da die Größe eines Pixels (kleinster erkennbarer Bildpunkt) 0,1 bis 0,2 mm beträgt. Daher genügt es, bei jeder Ziffer eine relevante Zone abzutasten, anhand der die geprägte Ziffer eindeutig erkennbar ist. Um ein einwandfreies Ablesen zu gewährleisten, wird die Ziffer auf der Hohlseite abgelesen, auf der der Schatten des überstreichenden Lichtstrahls scharf abgebildet ist.
• Um eine zusätzliche Codierung zu vermeiden, sind die Ziffern nach einer rechtwinkligen Matrix ausgelegt, ,auf der eine oder mehrere Ablesezeilen bestimmt werden, wobei jede Ziffer diese Zeile an eine anderen Stelle durchquert und somit in einer Zeile von nur wenigen Zehntelmillimeter Breite eindeutig von den anderen unterschieden werden kann. Die Zuverlässigkeit der Ablesung hängt dabei von der Präzision bei der Positionierung der zu erkennenden Ziffer ab. Falls die Matrix für die Ziffern aus Platzgründen verkleinert werden muß, so liefert eine Erkennung auf zwei Zeilen vier relevante Punkte zur Erkennung der Ziffer statt zwei. Dieses Verfahren kann auch auf komplexere Zeichen als Ziffern angewendet werden (z. B. auf Buchstaben), wobei lediglich eine leichte Verformung dieser Zeichen erforderlich ist.
• Das Funktionsprinzip beim Betätigen der Stanzstempel ist leichter anhand von Fig. 4 ersichtlich, in der die Presse schematisch im Längsschnitt um die Stempel dargestellt ist, wenn sie sich im unteren Totpunkt befindet. Fig. 4 ist in zwei Seiten geteilt, wobei der Stempel 26 auf der linken Seite aktiviert und auf der rechten Seite nicht aktiviert ist.
• Hierbei sind die verschiedenen Bauteile einer Stanzpresse erkennbar wie z. B. der Pressenstößel 27, der fest mit einem Stempelhalterblock 28 verbunden ist, um dessen senkrechte Verlagerung zu bestimmen. Weiterhin ist auf Fig. 4 der Prägepressenblock 32 mit der Prägepressenfeder 33 sowie die Rückhaltevorrichtung 34 für die Prägepresse und der Matrixblock 35 zu erkennen.
• Das Nachfolgende ist auch aus Fig. 5 ersichtlich, die eine vergrößerte Darstellung nach Fig. 4 ist, wobei sich jedoch die Presse im oberen Totpunkt befindet.
• Der Stempel 26 befindet sich in einer Führung 29, in der er lediglich in senkrechter Richtung über einen bestimmten Hubweg bewegt werden kann, der von der Aussparung 30 im Stempel bestimmt wird, welche senkrecht von dem Vorsprung 31 in der Führung 29 begrenzt wird.
• Im Inneren des Stempelhalterblocks 28 ist eine Stempelverriegelung 36 vorgesehen, die in waagrechter Richtung zwischen einer hinteren (äußeren) Position und einer vorderen (inneren) Position verschoben kann. In der vorderen Position blockiert das vordere Ende der Stempelverriegelung 36 den Stempel 26 in dessen unterer Position, indem sie sich zwischen den Stempelkopf und den oberen Teil seiner Führung 29 schiebt, wie auf der linken Seite von Fig. 4 dargestellt, d. h. in der Konfiguration mit aktiviertem Stempel. Auf dieser Seite von Fig. 4 wurde der Metallstreifen 2 von dem Stempel 26 durchstoßen. In der hinteren Stellung der Stempelverriegelung 36 hindert diese den Stempel 26 nicht daran, in seiner Führung 29 zurückzugleiten, wenn der Pressenstößel nach unten fährt (unterer Totpunkt), wobei der Stempel zwar mit seinem Eigengewicht auf dem Metallstreifen 2 aufliegt, diesen jedoch nicht durchstößt, wie auf der rechten Seite von Fig. 4 dargestellt ist, d. h. in der Konfiguration mit nicht aktiviertem Stempel.
• Somit erfolgt die Aktivierung jedes einzelnen Stempel s in zwei Schritten, um an Zuverlässigkeit und Präzision zu gewinnen (mikromechanische Baugruppe). Das Funktionsprinzip kann wie folgt beschrieben werden: Der Stempel 26 verfügt in dessen Führung 29 wie bereits weiter oben erwähnt über einen bestimmte Hubweg, der durch eine Stempelverriegelung 36 versperrt wird, solange der Stempel aktiviert ist. Ist der Stempel hingegen nicht aktiv, so liegt er lediglich mit seinem Eigengewicht (von nur wenigen Gramm) auf dem Metallstreifen auf, wenn sich die Presse im unteren Totpunkt befindet. Das Vorschieben der Stempelverriegelungen 36 erfolgt für mehrere Stempel gleichzeitig über einen gemeinsamen Betätigungsschieber 37, welcher wiederum über einen Druckzylinder 38 mittlerer Leistung betätigt wird.
• An diesem Schieber 37 sind die verschiedenen Stempelverriegelungen 36 befestigt, die die jeweils angewählten Stempel 26 an deren Kopf ende blockieren. Deren individuelle Anwahl erfolgt über kleine Stellantriebe oder Elektromagneten 39, mit denen entsprechende Stempelverriegelungsstifte 40 verschoben werden, durch die die Stempelverriegelungen 36 freigegeben bzw. blockiert werden, indem deren Verschiebung gegenüber dem Stempelhalterblock 28 freigegeben bzw. verhindert wird. Da die Stempelverriegelungen 36 über Druckfedern 41 mit dem Schieber 37 verbunden sind, wenn sich dieser in seiner vordere Stellung befindet, werden lediglich diejenigen Stempelverriegelungen 36 über deren Stempel 26 geschoben, die nicht von ihren entsprechenden Verriegelungsstiften 40 festgehalten werden. In diesem Beispiel handelt es sich bei dem Stempelverriegelungsstift 40 um einen in dem Stempelhalterblock 28 hin und her gleitenden Bolzen, der die ihm zugeordnete Stempelverriegelung dadurch festhält, daß er in eine darin angebrachte Öffnung (43) einrastet, wobei seine Längsachse vorzugsweise senkrecht zur Verlagerungsachse der Stempelverriegelung liegt. Befindet sich die Presse im oberen Totpunkt, so ist der Schieber 37 in vorderer Stellung und die Stempelverriegelungsstifte 40 und somit die Stempelverriegelungen 36 und die Stempel 26 werden gewählt. Gelangt die Presse in den unteren Totpunkt, so fährt der Schieber 37 in seine hintere Position und zieht dabei aufgrund der Befestigungen sämtliche Stempelverriegelungen 36 zurück. Gleichzeitig werden auch die Stempelverriegelungsstifte 40 zurückgezogen und sofort mit der nächsten Nummer neu angewählt. Der Druckzylinder 38 nimmt wieder seine vordere Position ein und schiebt dabei sämtliche Stempelverriegelungen 36 vor, die nicht durch deren Stempelverriegelungsstifte 40 blockiert werden. Anderenfalls wird die zwischen der Stempelverriegelung 36 und dem Schieber 37 eingelegte Druckfeder 41 zusammengedrückt. Die Position jeder Stempelverriegelung 36 wird mit Hilfe einer mit der Zentraleinheit 24 verbundenen LWL-Sonde 42 überprüft.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet zuverlässig, denn
• - der Hubweg der bewegten Teile 26, 36, 37, 40 etc. ist sehr gering,
• - die Verschiebung der Teile erfolgt in Längsrichtung, somit keine Gefahr des Verklemmens,
• - die Position der Stempelverriegelungen 36 wird überwacht,
• - die Stanzkraft wird auf Teile ausgeübt, die in Querrichtung beansprucht werden,
• - die Stellantriebe 38, 39 unterliegen keiner anderen Beanspruchung als der zur Verschiebung der Teile und Federn erforderlichen.
• In Fig. 6 ist ein Satz Stempelverriegelungen 36 und Stanzstempel 26 in Draufsicht mit den beiden Betätigungsschiebern links und rechts der Stempelsätze abgebildet. Die Schieber befinden sich in ihrer vorderen Stellung und drücken die freigegebenen Stempelverriegelungen über die Druckfedern 41 nach vorn. Die freigegebenen Stempelverriegelungen sind diejenigen, deren Verriegelungsstifte 40 nicht in ihre Öffnungen 43 eingerastet sind. Ihr Vorderende befindet sich über dem Kopf des dazugehörigen Stempels 26. Hingegen bewirken die nicht von deren Verriegelungsstiften 40 freigegebenen Stempelverriegelungen ein Zusammendrücken ihrer Wegausgleichsfedern 41 und lassen die ihnen zugeordneten Stempelköpfe frei. Wenn sich der Pressenstößel nach unten senkt, werden nur die Stempel nach unten durch den Metallstreifen gedrückt, deren Verriegelung 36 nach vorn gedrückt ist.
• Daraus ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Etiketten bei einer wie der hier unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschriebenen Vorrichtung angewendet werden kann. Die Auf- und Unterteilung des Balkencodes in - markierte oder nicht markierte - Rechtecke eignet sich sehr gut zur Verwendung von Stempeln gleicher Abmessung mit rechteckiger Form, die unabhängig voneinander in ein und derselben Presse aktiviert werden können.
• Dabei kann die Presse wie z. B. ein Drucker als Peripheriegerät eines Rechner angesehen werden, denn aufgrund seiner Architektur und seines Funktionsprinzips können seine Stempel vollkommen beliebig gesteuert werden. Die Anzahl der möglichen Kombinationen hängt von der der benutzten Stempel ab (Bei einer Anzahl von n Stempeln beträgt die Anzahl der möglichen Kombinationen 2n-1).
• Bei den Stempeln muß es sich nicht unbedingt um Stanzstempel handeln. Es können auch Tiefzieh-, Biege- oder Schmiedestempel sein bzw. ganz allgemein Stempel, die unterschiedlichste Flachmetallbearbeitungsverfahren durch mechanische Pressen betreffen. Die Steuerungsart erlaubt eine Veränderung der Formen auf Wunsch (Tiefe des Ziehens, Stärke der Schmiedestücke, Stanzfläche, Biegewinkel oder -radius usw.). Somit ist eine Verstellung in zwei Richtungen zwischen den einzelnen Arbeitsbewegungen der Presse ohne manuelles Eingreifen möglich.
• Die hohe Arbeitsgeschwindigkeit wird aufgrund der geringen Hubwege der Stellantriebe und Trägheitsmassen erreicht. So können zum Beispiel die Anwahl-Stellzylinder unter den o.a. Bedingungen 500 bis 600 Arbeitsspiele pro Minute bewältigen.
• Die Präzision und Zuverlässigkeit der angewendeten Verfahren erleichtert deren Einsatz und Vielfältigkeit nach einmal erfolgter Definition. Was den aus Metallstreifen ausgestanzten Balkencode anbetrifft, so stellt dieser einen wichtigen Bestandteil in unterschiedlichen Industriebereichen wie Automobilbau, Elektromechanik, Radio- und Fernsehindustrie, Elektroindustrie sowie insbesondere bei allen automatisierten Fertigungs- und Montageverfahren dar.

Claims (10)

1. Verfahren zur Bearbeitung eines insbesondere metallischen Streifens (2) zur Herstellung von Etiketten (1) mit codierten Informationen in Form von Balken (4), die mindestens aus schmalen Balken (SB) und breiten Balken (BB) bestehen, welche mit ein und demselben Typ Stanzstempel aus den besagten Etiketten ausgestanzt werden, wobei das Verfahren folgende sich sch wiederholende Schritte beinhaltet:

- gleichzeitiges Bearbeiten mehrerer Etikette (1) durch voneinander unabhängige Stempel (26), die selektiv aktiviert werden können und von denen jeder ein Rechteck ausstanzen kann, das die Form eines schmalen Balkens (SB) hat, wobei diese Stempel (26) auf mehrere Stanzstationen (15a, 15b, 15c, 15d) aufgeteilt sind, von denen jede eine gleichzeitige und teilweise Bearbeitung eines der Etiketten (1) bewirkt, und wobei zwei benachbarte Stempel (26) auf ein und derselben Stanzstation (15a, 15b, 15c, 15d) sich in einem Abstand voneinander befinden, der über einem vorgegebenen Abstand liegt,

- Weiterbefördern des Streifens (2) um jeweils die Länge eines Etiketts (1) so daß ein und dasselbe Etikett (1) nacheinander von jeder der Stanzstationen (15a, 15b, 15c, 15d) bearbeitet wird, wobei jeder der Stempel einer Stanzstation (15a, 15b, 15c, 15d) so angeordnet ist, daß er ein Bearbeitungsrechteck ausstanzen kann, das weitgehend die Bearbeitungsrechtecke ergänzt, die von den anderen Stempeln (26) der übrigen Stanzstationen (15a, 15b, 15c, 15d) ausgestanzt werden können, wobei zur Herstellung breiter Balken ein leichtes seitliches Überlappen der Stanzungen an den Stellen erfolgt, an denen Bearbeitungsrechtecke von den Stempeln (26) der anderen Stanzstationen (15a, 15b, 15c, 15d) ausgestanzt werden können.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich einen Schritt zur Prägung von alphanumerischen Zeichen (3) beinhaltet, die durch die Balken (4) auf dem Streifen (2) codiert werden.

3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich einen Kontrollschritt zur Überprüfung auf Übereinstimmung zwischen der alphanumerischen Prägung und deren Balkencode beinhaltet.

4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeichen des alphanumerischen Codes in deren Schnittpunkt mit mindestens einer in Ableserichtung verlaufenden Längsachse erkennbar sind und der Kontrollschritt mit mindestens einer linearen Kamera (18) erfolgt, die den Streifen auf der bzw. den o.a. Achsen abliest.

5. Vorrichtung zur Bearbeitung eines insbesondere metallischen Streifens (2) zur Herstellung von Etiketten (1) mit codierten Informationen in Form von Balken (4), die mindestens aus schmalen Balken (SB) und breiten Balken (BB) bestehen, mit

- Mitteln (11, 12) zur Beschickung der Vorrichtung mit Streifen (2),

- einer Presse (27, 28),

- identischen Stempeln (26), die über Verriegelungen (36) durch die o.a. Presse zur Bearbeitung des Streifens (2) aktiviert werden können,

- einer Zentraleinheit (24) zur Steuerung der Bearbeitung durch selektives Einschieben bzw. Herausziehen der Verriegelungen (36) zwischen jedem einzelnen der Stempel (26) und der Presse (27, 28) mit Hilfe von Mitteln (38, 41, 37, 39, 40) zum Positionieren der Stempelverriegelungen vor jedem Arbeitsspiel der Presse und somit Betätigung der Stempel über die Verriegelungen zur Bearbeitung des Streifens (2), dadurch gekennzeichnet, daß

- die Stempel (26) auf mehrere Baugruppen mit Elementarwerkzeugen (15a, 15b, 15c, 15d) aufgeteilt sind, die jeweils eine Stanzstation bilden,

- jeder Stempel (26) so ausgelegt ist, daß er ein Bearbeitungsrechteck in Form eines schmalen Balkens (SB) ausstanzen kann,

- je zwei nebeneinander liegende Stempel (26) ein und derselben Station (15a, 15b, 15c, 15d) in einem Abstand voneinander liegen, der über einem vorgegebenen Abstand liegt,

- die Mitteln (11, 12) zur Beschickung der Vorrichtung mit Streifen (2) so ausgelegt sind, daß sie ein Weiterrücken des Streifens (2) um die Länge eines Etiketts (1) zwischen zwei Arbeitsspielen der Presse (27, 28) bewirken und

- jeder der Stempel einer Stanzstation (15a, 15b, 15c, 15d) so angeordnet ist, daß er ein Bearbeitungsrechteck ausstanzen kann, das weitgehend die Bearbeitungsrechtecke ergänzt, die von den anderen Stempeln (26) der übrigen Stanzstationen (15a, 15b, 15c, 15d) ausgestanzt werden können, wobei zur Herstellung breiter Balken ein leichtes seitliches Überlappen der Stanzungen an den Stellen erfolgt, an denen Bearbeitungsrechtecke von den Stempeln (26) der anderen Stanzstationen (15a, 15b, 15c, 15d) ausgestanzt werden können.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Positionierung der Stempelverriegelungen

- Mittel (38, 37) zur Verlagerung der Stempelverriegelungen besitzen, durch die mehrere Stempelverriegelungen (36) zugleich durch Wegausgleichsmittel wie z. B. Federn (41) verlagert werden,

- eine Blockiervorrichtung (39, 40, 41) besitzen, durch die das Vorschieben einer Stempelverriegelung zwischen die Presse und den Kopf des Stempels (26) unter Betätigung der entsprechenden Mittel (37, 38) zur Verlagerung der Stempelverriegelungen ermöglicht bzw. verhindert wird.

7. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verlagerung Druckzylinder und/oder elektromechanische Relais beinhalten.

8. Vorrichtung nach einem beliebigen der Patentansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine Vorrichtung zum Prägen alphanumerischer Zeichen (3) beinhaltet.

9. Vorrichtung nach einem beliebigen der Patentansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine Kontrollvorrichtung (17) zur Überprüfung der Bearbeitung des Metallstreifens sowie eine Markiervorrichtung (20) für Streifenabschnitte besitzt, die bei der Kontrolle als fehlerhaft erkannt wurden, wobei die Kontrollvorrichtung eine Kamera (18) beinhaltet, die an die Zentraleinheit (24) angeschlossen ist und die Aufgabe hat, den bearbeiteten Metallstreifen (2) abzulesen.

10. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Verlagerung der Stempelverriegelungen Druckzylinder (38) besitzt, die über die Zentraleinheit (24) gesteuert werden und Schieber (37) verlagern, die mit mehreren Stempelverriegelungen bei Zug durch Einhängen und bei Druck durch einzelne Druckfedern (41) verbunden sind, sowie dadurch, daß das Mittel zur Blockierung der Stempelverriegelungen ebenfalls von der Zentraleinheit (24) gesteuerte Verriegelungsantriebe (39) besitzt, durch die Verriegelungsstifte (40) betätigt werden, durch die die Verlagerung einzelner Stempelverriegelungen zwischen die Presse und den Kopf der entsprechenden Stempel verhindert wird, wobei durch die Verlagerung des Schiebers zu den Stempelverriegelungen die Druckfedern zusammengedrückt werden.