DE4140051A1 - Einrichtung zum ueberwachen der ankunft von bogen am einlass bogenverarbeitender maschinen - Google Patents
Einrichtung zum ueberwachen der ankunft von bogen am einlass bogenverarbeitender maschinenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungseinrichtung nach dem Ober
begriff des Anspruchs 1.
Durch die DE-PS 30 33 780 ist ein Verfahren zum Steuern der Ankunft einzeln
vorgeschobener Bogen aus biegsamem Material an bogenverarbeitenden Maschi
nen bekannt, bei dem die Ankunft des Bogens an einer Anlegestelle durch Re
flexlichttaster festgestellt und der Bogenvorschub in einem der optimalen Bo
genankunft entsprechenden Zeitbereich überwacht und in Abhängigkeit hiervon
geregelt wird. Der Reflexlichttaster fühlt dabei in einem kleinen Spalt zwischen
der Vorderkante des Anlegetisches und einem Anschlag für den Bogen die Vor
derkante des Bogens ab. Durch den oder die Reflexlichttaster mit einer dieser
zugeordneten Vergleichsschaltung wird festgestellt, ob der Bogen zu früh, rich
tig oder zu spät ankommt.
Sieht man vom Signal "Bogenankunft richtig" ab, so stehen für die Regelung
des Bogenvorschubs lediglich zwei Signale zur Verfügung, das Signal Bogenan
kunft "zu früh" und das Signal Bogenankunft "zu spät". Damit ist die Regelung
des Bogenvorschubs auf eine Zweipunktregelung beschränkt, die abgesehen von
dem einer solchen Regelung immanenten Hystereseverhalten eine rechtzeitige
Trenderkennung ausschließt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Voraussetzungen für die Rege
lung des Bogenvorschubs mit einem Geringstmaß an Aufwand zu verbessern
und einen Trend Bogenankunft zu früh oder zu spät erkennbar zu machen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst.
Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen charakterisiert.
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung erläutert.
Er zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht der Einlaufeinheit einer bogenverarbei
tenden Maschine in schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Einheit gemäß Fig. 1,
Fig. 3a den Aufbau einer bekannten positionsempfindlichen Dio
de, schematisch,
Fig. 3b den Verlauf des dimensionslosen Positionswerts der posi
tionsempfindlichen Diode in Abhängigkeit von der Lage
des Lichtschwerpunkts,
Fig. 3c die positionsempfindliche Diode in der Mitte liegendem
Lichtschwerpunkt und zugeordneter Bogenlage,
Fig. 3d die positionsempfindliche Diode mit Lichtschwerpunkt in
der Mitte der linken Hälfte der positionsempfindlichen
Diode,
Fig. 4 eine Auswerteschaltung in Blockdarstellung.
In den Fig. 1 und 2 ist mit 10 ein Stapel aus einer Druckmaschine zuzufüh
render Bogen aus biegsamem Material bezeichnet, die auf einem heb- und senk
baren Stapeltisch 11 angeordnet sind. Die einzelnen Bogen 10′ werden beim
Ausführungsbeispiel mittels einer Saugeinrichtung 12 taktweise vom Stapel 10
abgehoben und auf einem schräg angeordneten Vorschubtisch 13 abgelegt, in
dem gegebenenfalls ein oder mehrere Endlostransportbänder 14 integriert sein
können, die mittels einer durch einen Motor 15 angetriebenen Rolle 16 betätigt
und durch eine Rolle 17 umgelenkt werden. Das Anheben des Stapeltisches 11
erfolgt dabei so, daß der oberste Bogen 10′ stets auf demselben Niveau liegt.
Auf dem Vorschubtisch 13 gleiten die Bogen 10′ sich teilweise überlappend
und gegebenenfalls unterstützend durch die Transportbänder 14 mitgenommen
bis zu einem heb- und senkbaren Anschlag 18 vor. Der Vorschubtisch 13 weist
in seinem an den Anschlag 18 angrenzenden Frontbereich eine Durchbrechung
oder Ausnehmung 19 auf, der eine Lichtquelle als Lichtsender 20 und ein
Lichtempfänger 21 einander gegenüberliegend zugeordnet sind, der als posi
tionsempfindliche Diode (PSD) ausgebildet ist (siehe hierzu die Fig. 3a bis 3d
und 4).
Das homogene Sendelichtbündel tritt durch die zugleich als Blende wirkende
Ausnehmung 19 hindurch, deren Querschnitt etwa der photosensitiven Zone der
positionsempfindlichen Diode entspricht. Die Längsachse der positionsempfind
lichen 21 bzw. deren fotoempfindlichen Schicht verläuft dabei in Richtung des
Bogenvorlaufs.
In der PSD 21 wird, wie in Fig. 3a schematisch dargestellt ist, durch den Licht
einfall ein Photostrom IP generiert. Die über Oberflächenwiderstände zu den
seitlichen Elektroden abfließenden Teilströme I1 und I2 sind jeweils umgekehrt
proportional zum Abstand zwischen Elektrode und Lichtschwerpunkt des einfal
lenden Lichtbündels.
Taucht die Stirnseite eines Bogens 10′ in die voll ausgeleuchtete Ausnehmung
bzw. Blende 19 ein und gleitet der Bogen kontinuierlich weiter vorwärts, so
ändern sich die Teilströme I1 und I2 nach der bekannten Beziehung
wobei L die gesamte Länge der photosensitiven Schicht der positionempfindli
chen Diode 21 und XS eine Teillänge ist, welche die Länge des Lichtschwer
punkts 20 definiert.
Wie aus den Fig. 3b bis 3d ersichtlich, ergibt sich für den diemensionslosen Positionswert
beim Lichtschwerpunkt Xs = ½ L der
Wert 0 (Diode 21 durch das homogene Lichtbündel 42 voll beaufschlagt), und
für Xs = ¼ L folgt für
der Wert 0,5 (Diode 21 durch den in Pfeilrichtung
vorgeschobenen Bogen 10′ zur Hälfte abgedeckt). Für Xs = ⅛ wird der
Positionswert
(Diode 21 durch den Bogen 10′ dreiviertel
abgedeckt), und Xs = 0 führt zum Wert
Je nach Ankunftsposition der einzelnen Bogen wird ein mehr oder weniger
großer Bereich der positionsempfindlichen Diode 21 abgedeckt bzw. überblen
det, so daß sich der beleuchtete Abschnitt auf dieser Diode entsprechend ver
ändert. Das der Ankunftsposition des Bogens entsprechende Ausgangssignal an
der PSD 21 gibt nach Aufbereitung im Falle analoger Auswertung dann direkt
die Istposition des Bogens zum Abfragezeitpunkt an. Diese Information ist zur
Regelung der Bogenzufuhr ausnutzbar, wobei dann die Bogenanlegeeinrichtung
12 (Saugeinrichtung) und/oder der Antriebsmotor 15 im erforderlichen Sinn
betätigt werden. Als Sollwert für den Regelkreis kann beispielsweise der halben
Überdeckung der PSD 21 durch den ankommenden Bogen 10′ entsprechende
Signalwert dienen.
Die Erfindung ermöglicht auch das rechtzeitige Erkennen und die Anzeige eines
Trends Bogen zu früh oder Bogen zu spät, so daß über eine Speicherung der
Signalwerte ein zeitgerechtes Nachregeln des Bogenvorschubs ermöglicht wird.
Darüber hinaus kann eine Funktionsreserve gegebenenfalls mit Warnsignal
abgabe festgelegt werden, wobei erst nach deren Überschreitung die Regel
einrichtung aktiviert wird.
Die Auswertung des aufbereiteten Empfangssignals kann auch binär erfolgen,
dahingehend, ob der Bogen zum Abfragezeitpunkt die erforderliche Position
einnimmt oder nicht. Die binäre Ausgangsinformation kann dabei durch einen
vom Anwender einstellbaren Schwellwertverstärker (Komparator) realisiert
werden, der den Schaltausgang bei Erreichen einer bestimmten Lage der Bogen
aktiviert. Die Soll-Position der Bogen wird z. B. mit einem Potentiometer
"Schaltschwelle" vorgegeben.
Der Abfragezeitpunkt und das Abfrageintervall können beispielsweise mittels
einer Nocken-Schalteranordnung festgelegt werden, wobei dann der Nocken auf
der in den Fig. 1 und 2 mit 22 bezeichneten Welle der mit Greifern 23
versehenen Walze 24 anzubringen wäre. Beim Ausführungsbeispiel ist zu die
sem Zweck ein Magnetelement 25 vorgesehen, das in die Welle 22 der Walze
24 sich ein Stück in Umfangsrichtung der Welle 22 erstreckend eingesetzt ist
und mit einem magnetisch betätigbaren Schalter 26 z. B. in Form eines Reed-
Relais zusammenwirkt. Die Erstreckung des Magnetelements 25 in Umlaufrich
tung der Welle 22 bestimmt dabei das frei wählbare Abfragezeitintervall. Gege
benenfalls können auch mehrere Aktivierungselemente für Zwischenabfragen
vorgesehen sein.
Anstelle einer Lichtschranke kann auch ein Reflexlichttaster 41 verwendet wer
den, dem zur Erzeugung eines auf seiner PSD-Diode abgebildeten Lichtbalkens
lichtsendeseitig beispielsweise eine Zylinderlinse vorgeordnet ist.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, werden die durch das auf die positionsempfindli
che Diode 21 direkt oder durch Reflexion auftreffende vom Lichtsender 20 her
rührenden Licht generierten Ströme I1 und I2 jeweils durch einen I/U-Wandler
27, 28 in analoge Spannungen umgesetzt. Der I/U-Wandler kann dabei durch
einen Widerstand oder einen Transimpedanz-Verstärker verkörpert sein. Die
beiden Spannungen werden einer Einheit 29 zur analogen Signalaufbereitung
und zur frequenzselektiven Filterung zugeführt. Dieser Einheit ist ein Normie
rungsglied 30 nachgeschaltet, an dessen Ausgang die analoge Information an
steht, die über einen Verstärker 31 zum Analogausgang 32 mit Trendanzeige ge
langt.
Alternativ oder gleichzeitig steht über einen der Einheit 29 nachgeschalteten
Schwellwertverstärker 33 eine binäre Information über einen Verstärker 34 am
Schaltausgang 35 zur Verfügung. Die Schaltschwelle ist mittels eines Potentio
meters 36 vorgebbar. Die Aktivierung des Lichtsenders 20 erfolgt beim Aus
führungsbeispiel, wie bereits ausgeführt worden ist, mittels des Magnetelements
25 und einem diesem zugeordneten Reed-Relais 26 über einen Verstärker 37,
einem diesem nachgeschalteten Sendetaktgenerator 38 mit auf diesen folgender
Treiberstufe 39. Der Sendetaktgenerator 38 wird im Aktivierungsfall eingeschal
tet, und der Sendetreiber 39 erzeugt den für den Lichtsender 20, der beispiels
weise durch eine Sendediode verkörpert sein kann, den notwendigen Sendestrom.
Der Sendestrom wird zur Vermeidung der Einflüsse von Fremdlicht ge
pulst. Gleichlichtteile oder hochfrequente Störungen können einfach ausge
filtert werden. Das Netzteil für die lichtelektrische Tasteinrichtung ist in Fig. 4
mit 40 bezeichnet.
Gegebenenfalls kann auch eine zusätzliche, in seiflichem Abstand von der
Lichtschranke 20, 21 bzw. vom Lichttaster 41 angeordnete Abtasteinrichtung
eingesetzt werden, zum Beispiel für die Kontrolle der Bogen 10′ auf Schrägein
lauf.
Claims (8)
1. Einrichtung zum Überwachen der Ankunft von dem Einlaß bogenverarbei
tender Maschinen einzeln zugeführter Bogen an einer Anlegestelle mittels
berührungslos arbeitender Abtastmittel, die maschinengesteuert periodisch
während eines wählbaren Zeitintervalls aktiviert werden und deren Aus
gangssignale als Steuergröße für den Bogenvorschub dienen, dadurch ge
kennzeichnet, daß die während des Abtastzeitintervalls zurückgelegte Weg
strecke des Bogens (10′) durch wenigstens ein Abtastmittel kontinuierlich
erfaßbar ist und das weg- zeitabhängige Ausgangssignal am Abstastmittel
zur stufenlosen Steuerung des Bogenvorschubs (12, 15) und/oder zur Trend
erkennung herangezogen wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastmittel
durch einen Lichtsender (20) und eine positionsempfindliche Diode (21) ver
körpert ist, deren Ausgangsströme jeweils mittels eines I/U-Wandlers (27,
28) in analoge Spannungen konvertiert werden.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Abtastmittel
ein Reflexlichttaster (41) vorgesehen ist, dem lichtsendeseitig eine Zylin
derlinse vorgeordnet ist und dessen Lichtempfänger eine positionsempfindli
che Diode ist, deren Ausgangsströme jeweils mittels eines I/U-Wandlers (27,
28) in analoge Spannungen umgesetzt werden.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß den I/U-Wandlern (27, 28) eine Anordnung (29) zur Signalauf
bereitung und zur frequenzselektiven Filterung nachgeschaltet ist, an die ein
die Position des Bogens (10′) zum Abfragezeitpunkt ausgebender Analog
ausgang (32) angeschlossen ist.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Sendestrom für den Lichtsender (20) über eine Aktivie
rungsanordnung (25, 26) für das Einschalten eines Sendetaktgenerators (38)
und einem diesem nachgeschalteten Sendertreiber (39) generiert wird.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivie
rungseinrichtung aus einem in der Welle (22) der mit Greifern (23) ver
sehenen Walze (24) angebrachten Magnetelement (25) und einem diesem zu
geordneten Reed-Relais (26) verwirklicht ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivie
rungseinrichtung aus einem in der Welle (22) der mit Greifern (23) ver
sehenen Walze (24) angebrachten Magnetelement (25) und einem diesem zu
geordneten Reed-Relais (26) verwirklicht ist.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Sendestrom des Lichtsenders (20) gepulst ist.
8. Einrichtung einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das aufbereitete Empfangssignal binär ausgewertet wird, wobei die bi
näre Ausgangsinformation durch einen Schwellwertverstärker (33) realisiert
und die Sollposition des Bogens (10′) mittels eines Potentiometers (36) vor
gebbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914140051 DE4140051C2 (de) | 1991-12-05 | 1991-12-05 | Einrichtung zum Überwachen der Ankunft von Bogen am Einlaß bogenverarbeitender Maschinen |
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Publications (2)
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