DE4436034C2 - Verfahren zum Ausrichten von Bogen - Google Patents
Verfahren zum Ausrichten von BogenInfo
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- DE4436034C2 DE4436034C2 DE19944436034 DE4436034A DE4436034C2 DE 4436034 C2 DE4436034 C2 DE 4436034C2 DE 19944436034 DE19944436034 DE 19944436034 DE 4436034 A DE4436034 A DE 4436034A DE 4436034 C2 DE4436034 C2 DE 4436034C2
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum paßgerechten Aus
richten von Bogen vor der Übergabe an eine Bogen verarbei
tende Maschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Verfahren dieser Art ist aus der DE 33 11 196 C2
bekannt. Das bekannte Verfahren arbeitet mit einem mit
Maschinengeschwindigkeit rotierenden Ausrichtzylinder, dem
die Bogen über einen Anlegetisch schuppenförmig versetzt
zugeführt werden. Auf dem Ausrichtzylinder erfolgt in zeit
licher Reihenfolge zuerst die Vorderkantenausrichtung und
danach die Seitenkantenausrichtung. Während die Vorderkan
tenausrichtung durch eine für alle Bogen gleiche Beschleu
nigung und abrupte Abbremsung an Vordermarken erfolgt, ist
für die Seitenkantenausrichtung eine individuelle Steuerung
der Bogenausrichtung mittels eines als Endschalter wirken
den Sensors vorgesehen. Der einzelne Bogen wird dabei mit
einer Saugziehleiste erfaßt, die durch einen Motor und eine
Steuerkurve quer zur Förderrichtung der Bogen hin- und her
bewegbar ist. Dabei ist der Bewegungsverlauf der Saugzieh
leiste für alle Bogen gleich; er wird nur in Abhängigkeit
von dem Sensorsignal früher oder später abgebrochen.
Da für daß Ausrichten der Bogen jeweils nur ein Bruchteil
des Maschinentaktes zur Verfügung steht und die Ausricht
einrichtungen für bestimmte maximale Abweichungen der Bogen
von der Soll-Lage ausgelegt werden müssen, sind bei hohen
Maschinengeschwindigkeiten für die zur Ausrichtung benutz
ten Mitnehmer häufig Beschleunigungswerte erforderlich, die
kaum noch zu realisieren sind. Entsprechend groß sind die
zwischen Mitnehmer und Bogen erforderlichen Haftkräfte und
die mit unerwünschten Schwingungen verbundenen Massen
kräfte.
Unter Berücksichtigung dieser Gesichtspunkte ergeben sich
bei dem vorbekannten Verfahren die folgenden Nachteile. Die
Beschleunigung der Bogen in Förderrichtung ist ungesteuert,
muß also auf die maximale Abweichung von der Soll-Lage ab
gestellt sein und ist für kleinere Abweichungen von der
Soll-Lage daher unnötig hoch. Das führt dazu, daß Bogen
teilweise mit großer Geschwindigkeit gegen die Vordermarken
prallen und entweder zurückfedern oder aber beschädigt wer
den. Für die Seitenkantenausrichtung wird durch das indivi
duelle Unterbrechen der Bewegung quer zur Förderrichtung
demgegenüber zwar eine Verbesserung erreicht. Weil aber die
individuelle Abweichung von der Soll-Lage erst gegen Ende
des Ausrichtvorgangs festgestellt wird, müssen alle Bogen
auch hier zunächst mit den für maximale Abweichung erfor
derlichen hohen Werten beschleunigt und verzögert werden.
Aus der DE-AS 20 46 602 ist eine Vorrichtung zum Zuführen
und Ausrichten von Bogen bei Druckmaschinen bekannt, bei
der anstelle der Seitenziehmarke auf einem Anlegetisch ein
Meßkopf angeordnet ist, durch den die von Bogen zu Bogen
verschiedene Lage nach Ausrichtung an den Vordermarken meß
bar und ein der Seitenlage jedes Bogens entsprechender Meß
wert über eine Meßsteuerung an eine nachgeschaltete Bogen
verschiebeeinrichtung weitergebbar ist. Entsprechend den
Meßwerten des Meßkopfes für jeden Bogen wird ein Stellkeil
verstellt, der die Seitenbewegung einer verschiebbaren Zwi
schentrommel oder einer Saugziehleiste bewirkt. Eine nor
mierte Bewegungsfunktion zur Durchführung der Seitenbewe
gung ist hierbei nicht vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren zum
Ausrichten von Bogen der eingangs genannten Art anzugeben,
die eine Ausrichtbewegung jedes einzelnen Bogens mit mög
lichst niedriger Geschwindigkeit und niedriger Beschleuni
gung bzw. Verzögerung ermöglichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des
Anspruchs 1 oder Anspruchs 19 gelöst.
Bei den erfindungsgemäßen Verfahren dient die normierte
Bewegungsfunktion dazu, die Bewegung eines Mitnehmers "im
Prinzip" festzulegen und die individuelle Anpassung dieser
Bewegung auf die jeweilige Abweichung von der Soll-Lage
durch entsprechende Abwandlung der abgelegten Funktions
werte vorzunehmen. Diese Vorgänge laufen in elektronischen
Steuereinrichtungen so schnell ab, daß zwischen Ermittlung
des Signalwertes und Beginn der Ausrichtbewegung genügend
Zeit bleibt, das für jeden Bogen individuell erforderliche
Ansteuerprogramm fertigzustellen. Bevor der Motor zur Bewe
gung des Mitnehmers angesteuert wird, bevor also Energie in
das System eingespeist wird, ist der gesamte Ansteuervor
gang elektronisch - und d. h. mit sehr geringem Energieauf
wand - so festgelegt, daß für das Ausrichten der Bogen
praktisch nur die jeweils kleinstmögliche Bewegungsenergie
aufgewendet werden muß. Dementsprechend wird auch nur mit
den unbedingt erforderlichen Beschleunigungskräften gear
beitet, was sich günstig auf die Massenkräfte und den Ver
schleiß auswirkt und die Bogenbeanspruchung klein hält.
Weiterhin ist von Vorteil, daß die Ausrichtbewegung der
jeweiligen Bogenlage individuell angepaßt werden kann.
Die normierte Bewegungsfunktion s0 = f(t) umfaßt eine Mit
nahmephase sm = f(t), während der der Bogen vom Mitnehmer
erfaßt und in die Soll-Lage transportiert wird und eine
Rückführphase, in der der Mitnehmer in eine Startposition
zurückgeführt wird. Zwischen Mitnahmephase und Rückführ
phase sowie zwischen Rückführphase und Mitnahmephase kann
zweckmäßigerweise je eine Stillstandsphase vorgesehen sein,
in der der Mitnehmer keine Ausricht- oder Rücklaufbewegung
ausführt (s1 = s2 = const.), in der aber die Bogen übernom
men und abgegeben werden können. Die zeitliche Summe von
Mitnahmephase, Rückführphase und Stillstandsphasen ent
spricht der Zeit eines Maschinentaktes T.
Die Bewegungsfunktion wird vorzugsweise für maximale
Maschinengeschwindigkeit und minimale Abweichung von der
Soll-Lage normiert und vor Inbetriebnahme des Verfahrens
zur Bogenausrichtung für die jeweils vorgesehene Maschinen
geschwindigkeit modifiziert. Man kann die für eine
bestimmte Maschinengeschwindigkeit modifizierte Bewegungs
funktion s0 = f(t) in Form einer Tabelle in der elektroni
schen Steuereinrichtung ablegen und die individuelle Bewe
gungsfunktion si = f(t) durch Multiplikation der Tabellen
werte mit einem der Abweichung von der Soll-Lage entspre
chenden Faktor erzeugen.
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vor
gesehen, daß für die Ausrichtung der Bogen quer zur Förder
richtung (Seitenkantenausrichtung) als normierte Bewegungs
funktion s0 = f(t) eine normierte Bewegungsfunktion
x0 = f(t) vorgesehen wird, bei der die Mitnahmephase 15 bis
25% der Maschinentaktzeit T beträgt. Die Stillstandsphasen
können je 7 bis 15% der Maschinentaktzeit T einnehmen. Die
Mitnahmephase umfaßt einen Beschleunigungsabschnitt und
einen Verzögerungsabschnitt, die derartig aufeinander abge
stimmt sind, daß die Geschwindigkeit der Bogen beim Einlauf
in die seitliche Soll-Lage sehr gering oder gleich Null
ist. Die normierte Bewegungsfunktion für die Mitnahmephase
entspricht zweckmäßigerweise einer Sinusfunktion, etwa nach
der Formel
x0 = 1 + sin(Ωt + α),
wobei
x0 = Position des Mitnehmers zum Zeitpunkt t
α = -90°
Ω = 2π/TM
TM = 0,15 bis 0,25 T und
T = Maschinentaktzeit
bedeuten.
x0 = Position des Mitnehmers zum Zeitpunkt t
α = -90°
Ω = 2π/TM
TM = 0,15 bis 0,25 T und
T = Maschinentaktzeit
bedeuten.
Die individuelle Bewegungsfunktion für die Mitnahmephase
entspricht dann der Formel
xi = A{1 + sin(Ωt + α)},
wobei der Faktor A von der individuellen Abweichung eines
Bogens von der Soll-Lage abhängt.
Die normierte Bewegungsfunktion für die Rückführphase kann
ebenfalls im wesentlichen einer Sinusfunktion entsprechen,
wobei lediglich TM durch TR zu ersetzen ist und TR dem Teil
der Maschinentaktzeit entspricht, der nach Abzug der Zeiten
für die Mitnahmephase und für die Stillstandsphasen für die
Rücklaufphase übrigbleibt. In der Praxis wird man mit einer
kleinen Restgeschwindigkeit am Ende des Verzögerungsab
schnitts arbeiten und die Bewegung der Bogen quer zu ihrer
Förderrichtung durch einen Seitenanschlag begrenzen.
Für die Ausrichtung der Bogen in Förderrichtung
(Vorderkantenausrichtung) wird als normierte Bewegungsfunk
tion s0 = f(t) eine normierte Bewegungsfunktion y0 = f(t)
vorgesehen, bei der die Mitnahmephase bezogen auf die För
dergeschwindigkeit der Bogen einen Beschleunigungsabschnitt
und einen Verzögerungsabschnitt umfaßt, wobei der Beschleu
nigungsabschnitt nur in Abhängigkeit von der Maschinenge
schwindigkeit, der Verzögerungsabschnitt jedoch in Abhän
gigkeit von der Maschinengeschwindigkeit und von der ermit
telten Abweichung von der Soll-lage modifiziert wird. Im
übrigen können die für die Seitenausrichtung beschriebenen
Maßnahmen sinngemäß auch für die Vorderkantenausrichtung
benutzt werden.
In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen,
daß die elektronische Steuereinrichtung einer elektroni
schen Steuereinrichtung der bogenverarbeitenden Maschine im
Sinne einer "Master-Slave"-Schaltung untergeordnet ist.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Einstellung der normier
ten Bewegungsfunktionen x0 = f(t) oder y0 = f(t) auf einen
geänderten Maschinentakt durch die elektronische Steuerein
richtung der bogenverarbeitenden Maschine erfolgt.
Weitere Einzelheiten werden anhand der in der
Zeichnung dargestellten Diagramme und Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine im Sinne der Erfindung transformierte Sinus
funktion,
Fig. 2 eine bezüglich Mitnahme- und Rückführphase unsym
metrische Sinusfunktion,
Fig. 3 eine Sinusfunktion gemäß Fig. 2 mit Stillstands
phasen,
Fig. 4 eine Tabelle für die Mitnahme- und Rückführphase
für eine Taktzeit von 240 ms,
Fig. 5 eine Darstellung der den Weg, die Geschwindigkeit
und die Beschleunigung des Mitnehmers zur seitli
chen Bogenausrichtung beschreibenden Funktionen
für verschiedene Seitenabweichungen des Bogens,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer ersten
Sensoranordnung zur Erfassung der seitlichen
Bogenlage,
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer zweiten Sen
soranordnung zur Erfassung der seitlichen Bogen
lage,
Fig. 8 eine vereinfachte Darstellung eines Ausfüh
rungsbeispiels für einen Mitnehmer,
Fig. 9 eine Darstellung der Funktionen für den Weg, die
Geschwindigkeit, die Beschleunigung und den Ruck
eines Bremsbands zur Verlangsamung von Bogen bei
verschiedenen Verzögerungswegen.
Für die Bewegung eines Mitnehmers zum Ausrichten von Bogen
kann man von einer Sinusfunktion ausgehen, deren volle
Periode von 360° für jeden Bogen einmal vollständig durch
laufen werden muß. Der gesamte Bewegungsablauf - ausgehend
von einer Startposition über den Punkt maximaler Auslenkung
und wieder zurück in die Startposition - muß innerhalb der
von der bogenverarbeitenden Maschine vorgegebenen Taktzeit
T vollendet sein, die somit maßgeblich in der Bewegungs
funktion zu berücksichtigen ist. Dies gilt sowohl für die
Vorderkantenausrichtung wie auch für die Seitenkantenaus
richtung, wobei der Startpunkt für den Zeitpunkt t = 0 geo
metrisch eine Stelle der Ausrichteinrichtung ist, die sich
in Förderrichtung der Bogen mit Maschinengeschwindigkeit
bewegt, quer dazu aber unveränderlich ist. Bezogen auf den
so definierten Startpunkt können Vorderkanten- und Seiten
kantenausrichtung mit der gleichen Bewegungsfunktion
beschrieben werden. Die im folgenden auf die Seitenkanten
ausrichtung abgestellten Erläuterungen gelten daher sinnge
mäß auch für die Vorderkantenausrichtung.
In Fig. 1 ist eine normale Sinusfunktion dargestellt, wo
bei der Koordinatenschnittpunkt allerdings auf der Zeit
achse um 90° nach links und auf der Auslenkachse um den
Wert 1 nach unten verschoben ist. Mit der Kreisfrequenz
Ω = 2π/T hat die zugehörige Bewegungsfunktion dann die For
mel
x0 = 1 + sin(Ωt - 90),
wobei die Mitnahmephase von 0 bis 180 und die Rückführ
phase von 180° bis 360° reicht.
Steht für den gesamten Bewegungszyklus aus irgend welchen
Gründen nicht die volle Taktzeit zur Verfügung, macht
sich dies in einer entsprechenden Erhöhung der Kreisfre
quenz bemerkbar. So kann man je nach Ausführung der Aus
richteinrichtung das Ausrichten der Vorderkanten und der
Seitenkanten zeitlich nacheinander oder gleichzeitig aus
führen. Dementsprechend muß die Taktzeit T der bogenver
arbeitenden Maschine auf die beiden Ausrichtvorgänge auf
geteilt werden oder sie kann im wesentlichen insgesamt
genutzt werden.
In gleicher Weise können Änderungen des Maschinentaktes
in der Bewegungsfunktion berücksichtigt werden, wobei
diese Modifikation - anders als die noch zu beschreibende
individuelle Modifikation in Abhängigkeit von der ermit
telten Abweichung von einer Soll-Lage - für eine ganze
Charge von Bogen vor Inbetriebnahme der Ausrichteinrich
tung in der elektronischen Steuereinrichtung vorgenommen
wird, die im Sinne einer "Master-Slave"-Schaltung von der
Steuereinrichtung der bogenverarbeitenden Maschine abhän
gig sein kann.
In Fig. 2 ist eine andere Modifikation dargestellt. Für
die Mitnahmephase ist hier nur ein Viertel der Taktzeit
vorgesehen und für die Rückführphase der Rest. Dement
sprechend gilt für die Mitnahmephase eine höhere Kreis
frequenz als für die Rückführphase und die gesamte Bewe
gungsfunktion setzt sich aus zwei Abschnitten zusammen.
x01 = 1 + sin(Ω1t - 90)
x02 = 1 + sin(Ω2t - 90)
Fig. 3 zeigt die Bewegungsfunktion gemäß Fig. 2, jedoch
mit zwischengeschalteten Stillstandsphasen T01 und T02
zwischen den Mitnahme- und Rückführphasen TM und TR. In
den Stillstandsphasen werden die Bogen vom Mitnehmer er
faßt bzw. wieder abgegeben. Dementsprechend setzt sich
hier die gesamte Bewegungsfunktion aus vier Abschnitten
zusammen.
Aus dem oberen Diagramm in Fig. 5 ist ersichtlich, wie
die Bewegungsfunktion gemäß Fig. 3 an die ermittelten
Abweichungen der einzelnen Bogen von einer Soll-Lage
angepaßt wird. Je nachdem, ob eine Abweichung von z. B. 1,
8 oder 16 mm festgestellt wird, muß der Mitnehmer eine
maximale Auslenkung aus der Startposition von 1, 8 oder
16 mm erreichen. In der Formel für die Bewegungsfunktion
wird dies durch einen Faktor A berücksichtigt:
xi = A{1 + sin(Ωt - 90)}
Erfindungsgemäß wird eine normierte Bewegungsfunktion im
Speicher der elektronischen Steuereinrichtung abgelegt,
was in Form einer Tabelle gemäß Fig. 4 geschehen kann.
Steht für den gesamten Bewegungszyklus eine Taktzeit von
240 ms zur Verfügung und sollen davon auf die Mitnahme
phase 60 ms entfallen, dann erhält man für die normierte
Bewegungsfunktion zu den in Spalte 1 angegebenen Zeiten
die in Spalte 5 angegebenen Positionswerte, die nach Mul
tiplikation mit dem für jeden Bogen individuell geltenden
Faktor A zu den in der letzten Spalte angegebenen Posi
tionswerten - hier für eine Abweichung von 8 mm - führen.
Durch entsprechende Ansteuerung des Motors ist dafür ge
sorgt, daß der Mitnehmer zu den angegebenen Zeiten die
angegebenen Positionen erreicht. Dabei ist vorgesehen,
daß die Bogen am Ende der Mitnahmephase nur noch eine
sehr geringe Geschwindigkeit haben. Theoretisch könnten
man die Bewegungsfunktion so wählen, daß die Geschwindig
keit Null ist. In diesem Fall könnte man ohne mechanische
Anlagen auskommen. In der Praxis wird man aus Gründen der
Betriebssicherheit eher mit einer kleinen Restgeschwin
digkeit und mit mechanischen Anlagen arbeiten.
Zu der normierten Bewegungsfunktion
x0 = 1 + sin(Ωt - 90)
gehört die Geschwindigkeit
v0 = Ω cos(Ωt - 90)
und die Beschleunigung
a0 = -Ω2 sin(Ωt - 90)
In gleicher Weise lassen sich die Geschwindigkeiten und
Beschleunigungen zu den Bewegungsfunktionen der Fig. 2
bis 4 ermitteln, die dann der Auslegung der Ausrichtein
richtung zugrunde gelegt werden können.
In Fig. 5 sind über der Zeitachse t von 0° bis 360° von
oben nach unten der Weg xi = f(t) in mm, die Geschwindig
keit vi = f(t) in m/s und die Beschleunigung ai = f(t) in
m/s2 jeweils für eine Seitenabweichung von 1, 8 und 16 mm
dargestellt. Wegen der unsymmetrischen Aufteilung der
gesamten Taktzeit in Mitnahmephase und Rückführphase mit
jeweils dazwischenliegenden Stillstandsphasen steht für
die Bewegung in der Mitnahmephase weniger Zeit zur Verfü
gung als in der Rückführphase. Daraus folgt, daß in der
Mitnahmephase - etwa 0° bis 85° - wesentlich höhere
Geschwindigkeits- und Beschleunigungswerte erreicht wer
den, als in der Rückführphase - etwa 130° bis 360° -.
Außerdem wird deutlich, daß die Geschwindigkeits- und
Beschleunigungswerte umso größer sind, je größer die aus
zugleichende Seitenabweichung der Bogen ist. Im darge
stellten Beispiel ergeben sich für einen Seitenausgleich
von 16 mm die größten Geschwindigkeitswerte zu
vmax = 0,535 m/s bzw. -0,228 m/s und die größten
Beschleunigungswerte zu amax = ±29,452 m/s2.
Fig. 6 zeigt eine Möglichkeit zur Erfassung der Seiten
abweichung von einem Seitenanschlag 1, bei der der Sensor
2 auf der selben Seite angeordnet ist wie der Seitenan
schlag 1. Diese Art der Meßwertwerfassung erfordert ein
"Zeitfenster", in dem der auszurichtende Bogen 5 weder
überdeckt noch unterschuppt ist. Mit anderen Worten, die
Seitenlage des auszurichtenden, an den Vordermarken 3
anliegenden Bogens 5 ist erfaßbar, ohne daß der einlau
fende Bogen 4 oder der nachfolgende Bogen 6 den Meßvor
gang stören. Sind diese Bedingungen nicht gegeben, kann
gemäß Fig. 7 der Sensor 2 gegenüber vom Seitenanschlag 1
angeordnet werden, wobei der Sensor 2 formatabhängig
einstellbar ist. Der Sensor 2 ist in einem Bereich ange
ordnet, in dem die Seitenlage des an den Vordermarken 3
anliegenden, auszurichtenden Bogens erfaßbar ist, weil
der einlaufende Bogen 4 bereits an der Seitenkante 1 aus
gerichtet ist und der nachfolgende Bogen 6 den Sensor 2
noch nicht erreicht hat.
Fig. 8 zeigt schematisch dargestellt ein Ausführungsbei
spiel für einen Mitnehmer, der aus einem mit Unterdruck
beaufschlagbaren Saugkasten 11 mit perforierter Arbeits
fläche besteht. Der Saugkasten 11 ist in Pfeilrichtung
hin- und herbewegbar, in der Führung 12 gelagert und mit
einem Anschluß 13 für eine Unterdruckquelle versehen, der
dichtend in einem in einer Gehäusewand 15 gehaltenen
Rohr 14 verschiebbar angeordnet ist. Der Saugkasten 11
ist über einen Arm 16 mit einer Spindelmutter 17 verbun
den, die von einer durch einen Motor 20 angetriebenen, in
den Lagern 19 gehaltenen Spindel 18 transversal hin- und
herbewegbar ist. Der Motor 20 wird von einer elektroni
schen Steuereinrichtung 21 erfindungsgemäß entsprechend
einer vorgegebenen und entsprechend der Maschinenge
schwindigkeit und der individuellen Abweichung der Bogen
von der Seiten-Soll-Lage modifizierten Bewegungsfunktion
angesteuert. Dabei wird die erforderliche translatorische
Bewegung des Saugkastens 11 durch eine entsprechende Vor
wärts- und Rückwärtsbewegung der Spindel 18 erzeugt.
Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß selbstver
ständlich auch andere Rast-in-Rast-Bewegungsverläufe
gewählt werden können. In jedem Fall erhält man eine
Funktion s = f(t), die den gesamten Bewegungsablauf
beschreibt und zweckmäßigerweise tabellarisch abgelegt
wird. In jedem Fall gilt auch, daß Änderungen des Maschi
nentaktes zu einer Änderung des "Zeitmaßstabes" der
Tabelle führen und dann für die gesamte Betriebsphase
gelten und daß die individuellen Abweichungen der einzel
nen Bogen multiplikativ in die Amplitudenwerte eingehen.
Die elektronische Umsetzung der jeweils geltenden Tabelle
in die Ansteuerbefehle für den Motor erfolgt in der für
Motoransteuerungen bekannten Weise.
Das Diagramm in Fig. 9 veranschaulicht eine Bogenver
langsamung nach dem Verfahren gemäß Anspruch 19. Die bei
spielsweise mit einem Förderband mit einer bestimmten
Geschwindigkeit zugeführten Bogen werden individuell mit
Hilfe eines Bremsbands verlangsamt, so daß sie mit
gleichbleibend geringer Geschwindigkeit an den Vordermar
ken ankommen. Hierzu wird die Position der Bogenvorder
kante auf dem Förderband zu einer bestimmten Taktzeit der
den Bogen verarbeitenden Maschine mit Hilfe eines Sensors
gemessen, wobei das Förderband mit konstanter Geschwin
digkeit betrieben wird. Je nach der gemessenen Bogenlage
wird dann der Bogen durch das im Bereich der Bogenanlage
angeordnete Bremsband verzögert, wobei dieses von einem
Motor angetrieben wird, der entsprechend der gemessenen
Bogenlage von einer elektronischen Steuereinrichtung
gesteuert wird.
Da die Übernahme des Bogens durch das Bremsband bei der
konstanten Fördergeschwindigkeit des Förderbands erfolgen
muß, ist die zuvor beschriebene Veränderung einer
Geschwindigkeitstabelle durch Multiplikation mit einem
Faktor für diese Anwendung
weniger geeignet. Es wurde jedoch gefunden, daß sich
aus Beschleunigungstrapezen mit Hilfe einer digitalen
Steuerung geeignete Bewegungen zusammensetzen lassen, um
eine vorteilhafte Bogenverzögerung zu erreichen. Zunächst
wird mit einem ersten Beschleunigungstrapez das Bremsband
aus der Ruhe auf die konstante Fördergeschwindigkeit der
Bogen gebracht. Dieses erste Beschleunigungstrapez ist in
dem Beschleunigungsdiagramm in Fig. 9 mit den Eckpunkten
I, II, III, IV bezeichnet. Nach dem ersten Beschleuni
gungstrapez folgt eine Phase konstanter Geschwindigkeit,
die der Fördergeschwindigkeit entspricht und der Über
nahme des Bogens durch das Bremsband dient. Anschließend
wird der von dem Bremsband angesaugte Bogen mit einem
zweiten negativen Beschleunigungstrapez abgebremst, so
daß er die Vordermarken nur mit sehr niedriger Geschwin
digkeit erreicht. Das zweite Beschleunigungstrapez hat
die Eckpunkte V, VI, VII, VIII. Während das erste
Beschleunigungstrapez unverändert bleibt, wird das
zweite, negative Beschleunigungstrapez entsprechend der
jeweils gemessenen Lage des Bogens durch Veränderung in
seiner Höhe und seiner Länge an die individuellen Bogen
wege angepaßt. Die hierbei erreichten Bogenbewegungen
weichen zwar von der idealen Lösung bezüglich maximaler
Beschleunigung und Ankunftszeit proportional zur Fehllage
ab. Im Diagramm gemäß Fig. 9 sind die Beschleunigungen
und Ankunftszeiten für einen Verzögerungsweg von 70 mm
(durchgezogene Linie) und Fehllagen von ±5 mm darge
stellt. Dabei schwankt die maximale Beschleunigung um
etwa 7,5%, die Ankunftszeit variiert um ±10° bei 160°
Verzögerungsdauer.
Die Veränderung der Ankunftszeit ist bei der Verwendung
von Beschleunigungstrapezen zur digitalen Ansteuerung des
Bremsmotors nötig, um bei Einhaltung einer Ankunftsge
schwindigkeit von nahe Null die Anpassung an
unterschiedliche Bogenwege zu erreichen. Mit Hilfe von
anderen mathematischen Bewegungsfunktionen, wie z. B.
Polynomen vom Grad 5 oder höher, läßt sich eine optimale
Verzögerung auch bei konstanter Verzögerungszeit errei
chen. Der Rechenaufwand würde hierdurch jedoch ganz
erheblich erhöht und zur Erzeugung einer hierfür erfor
derlichen Tabelle und deren Einspeisung reicht die zur
Verfügung stehende Zykluszeit kaum aus. Die Schwankungen
in der Ankunftszeit bei dem beschriebenen Verfahren sind
jedoch nicht mit den bekannten Spät- oder Frühbögen zu
vergleichen. Im Gegensatz zu diesen besitzen alle nach
dem beschriebenen Verfahren verzögerten Bögen die gleiche
niedrige Ankunftsgeschwindigkeit.
Claims (19)
1. Verfahren zum paßgerechten Ausrichten von Bogen vor der
Übergabe an eine Bogen verarbeitende Maschine,
insbesondere eine Druckmaschine, mittels mindestens
eines mit im Maschinentakt periodisch variierender
Geschwindigkeit bewegbaren Mitnehmers, dem die Bogen
zugeführt werden, bei dem im Betrieb die Abweichung
eines Bogens von einer Soll-Lage durch einen Sensor
ermittelt und ein der Abweichung entsprechendes Signal
generiert wird und bei dem der Mitnehmer in Abhängig
keit von dem generierten Signal von einem Motor ange
trieben wird, um eine an die jeweilige Abweichung der
Bogenlage von der Soll-Lage angepasste Bewegung des
Mitnehmers zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß
- 1. für den Mitnehmer vorab für eine bestimmte Maschi nengeschwindigkeit und eine bestimmte Abweichung der Bogenlage von der Soll-Lage eine normierte Bewegungsfunktion s0 = f(t) erstellt und im Speicher einer elektronischen Steuereinrichtung abgelegt wird,
- 2. die normierte Bewegungsfunktion s0 = f(t) eine Mitnahmephase sm = f (t) für die Änderung der Bogen lage und eine Rückführphase sr = f(t) für die Rück führung des Mitnehmers in die Ausgangslage umfaßt,
- 3. die Mitnahmephase sm = f(t) der normierten Bewe gungsfunktion s0 = f(t) einen Beschleunigungsab schnitt und einen Verzögerungsabschnitt umfaßt, die derartig aufeinander abgestimmt sind, daß die Geschwindigkeit der Bogen beim Einlauf in die Soll- Lage sehr gering oder gleich Null ist,
- 4. in der elektronischen Steuereinrichtung unter Benut zung des Signals und der normierten Bewegungsfunk tion s0 = f(t) für jeden Bogen eine individuelle Bewegungsfunktion si = f(t) berechnet wird und
- 5. von der elektronischen Steuereinrichtung in Abhän gigkeit von der individuellen Bewegungsfunktion si = f(t) Ansteuerbefehle für den Motor erzeugt werden und der Mitnehmer dementsprechend bewegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen Mitnahmephase und Rückführphase eine Still
standsphase s1 = const. vorgesehen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß zwischen Rückführphase und Mitnahmephase eine
Stillstandsphase s2 = const. vorgesehen ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die zeitliche Summe von Mitnahmephase, Rückführphase
und Stillstandsphasen der Zeit eines Maschinentaktes
entspricht.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsfunktion
s0 = f(t) für maximale Maschinengeschwindigkeit und
minimale Abweichung von der Soll-Lage normiert ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die für maximale Maschinengeschwindigkeit normierte
Bewegungsfunktion s0 = f(t) vorab für die jeweils vor
gesehene Maschinengeschwindigkeit modifiziert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die für eine bestimmte Maschinengeschwindigkeit modifi
zierte Bewegungsfunktion s0 = f(t) in Form einer
Tabelle in der elektronischen Steuereinrichtung abge
legt ist und daß die individuelle Bewegungsfunktion
si = f(t) durch Multiplikation der Tabellenwerte mit
einem der Abweichung der Bogenlage von der Soll-Lage
entsprechenden Faktor erzeugt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß für die Ausrichtung der
Bogen quer zur Förderrichtung als normierte Bewegungs
funktion s0 = f(t) eine normierte Bewegungsfunktion
x0 = f(t) vorgesehen wird, bei der die Mitnahmephase 15
bis 25% der Maschinentaktzeit T beträgt.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß jede Stillstandsphase 7 bis 15% der
Maschinentaktzeit beträgt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die normierte Bewegungs
funktion für die Mitnahmephase im wesentlichen einer
Sinusfunktion entspricht.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die normierte Bewegungsfunktion für die
Mitnahmephase der Formel
x0 = 1 + sin(Ωt + α)
entspricht, wobei
x0 = Position des Mitnehmers zum Zeitpunkt t
α = -90°
Ω = (2π/TM)
TM = 0,15 bis 0,25 T und
T = Maschinentaktzeit
bedeuten.
x0 = 1 + sin(Ωt + α)
entspricht, wobei
x0 = Position des Mitnehmers zum Zeitpunkt t
α = -90°
Ω = (2π/TM)
TM = 0,15 bis 0,25 T und
T = Maschinentaktzeit
bedeuten.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die individuelle Bewegungsfunktion für die Mitnahme
phase der Formel
xi = A{1 + sin(Ωt + α)}
entspricht, wobei der Faktor A von der individuellen Abweichung eines Bogens von der Soll-Lage abhängt.
xi = A{1 + sin(Ωt + α)}
entspricht, wobei der Faktor A von der individuellen Abweichung eines Bogens von der Soll-Lage abhängt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die normierte Bewegungsfunktion für
die Rückführphase ebenfalls im wesentlichen einer
Sinusfunktion gemäß Anspruch 12 entspricht, wobei
lediglich TM durch TR zu ersetzen ist und TR dem Teil
der Maschinentaktzeit T entspricht, der nach Abzug der
Zeiten für die Mitnahmephase und die Stillstandsphasen
für die Rücklaufphase übrigbleibt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bewegung der Bogen quer zu
ihrer Förderrichtung durch einen Seitenanschlag be
grenzt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß für die Ausrichtung der Bogen in För
derrichtung als normierte Bewegungsfunktion s0 = f(t)
eine Bewegungsfunktion y0 = f(t) vorgesehen wird, bei
der die Mitnahmephase bezogen auf die Fördergeschwin
digkeit der Bogen einen Beschleunigungsabschnitt und
einen Verzögerungsabschnitt umfaßt, wobei der
Beschleunigungsabschnitt nur in Abhängigkeit von der
Maschinengeschwindigkeit, der Verzögerungsabschnitt
jedoch in Abhängigkeit von der Maschinengeschwindigkeit
und von der ermittelten Abweichung von der Soll-Lage
der einzelnen Bogen modifiziert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
die normierte Bewegungsfunktion y0 = f(t) aus Beschleu
nigungstrapezen zusammengesetzt ist, wobei das
Beschleunigungstrapez entsprechend der gemessenen
Bogenlage durch Veränderung seiner Höhe und Länge an
den jeweiligen Bogenweg angepaßt wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuer
einrichtung einer elektronischen Steuereinrichtung der
Bogen verarbeitenden Maschine im Sinne einer "Master-
Slave"-Schaltung untergeordnet ist.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einstellung der normierten Bewegungsfunktionen
x0 = f(t) oder y0 = f(t) auf einen geänderten Maschi
nentakt durch die elektronische Steuereinrichtung der
Bogen verarbeitenden Maschine erfolgt.
19. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei dem
als Mitnehmer eine umlaufende, von einem Motor ange
triebene Bremsvorrichtung vorgesehen ist, der die Bogen
mit konstanter Fördergeschwindigkeit zugeführt und von
der die Bogen bis zur Anlage an Vordermarken verlang
samt werden, wobei die Position der Vorderkante eines
jeden Bogens zu einer bestimmten Taktzeit der Bogen
verarbeitenden Maschine mit Hilfe eines Sensors gemes
sen und der Motor der Bremsvorrichtung von einer elek
tronischen Steuereinrichtung entsprechend der gemesse
nen Bogenlage gesteuert wird, um eine an die Bogenlage
angepaßte Bewegung der Bremsvorrichtung zu bewirken,
dadurch gekennzeichnet, daß für die Bewegung der Brems
vorrichtung eine normierte Bewegungsfunktion y0 = f(t)
vorgesehen wird, die aus Beschleunigungstrapezen (I-
IV; V-VIII) zusammengesetzt ist, von denen ein erstes
Beschleunigungstrapez (I-IV) die Beschleunigung der
Bremsvorrichtung aus der Ruhe auf die konstante Förder
geschwindigkeit und ein zweites Beschleunigungstrapez
(V-VIII) die Verzögerung der Bremsvorrichtung von der
Fördergeschwindigkeit bis zur Ruhe bestimmt und das
zweite Beschleunigungstrapez (V-VIII) entsprechend
der gemessenen Bogenlage durch Verändern seiner Höhe
und Länge an den jeweiligen Bogenweg angepaßt wird.
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---|---|---|---|
DE19944436034 DE4436034C2 (de) | 1994-10-08 | 1994-10-08 | Verfahren zum Ausrichten von Bogen |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19944436034 DE4436034C2 (de) | 1994-10-08 | 1994-10-08 | Verfahren zum Ausrichten von Bogen |
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Publication Number | Publication Date |
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DE4436034A1 DE4436034A1 (de) | 1996-04-11 |
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ID=6530300
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DE19944436034 Expired - Fee Related DE4436034C2 (de) | 1994-10-08 | 1994-10-08 | Verfahren zum Ausrichten von Bogen |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005059924A1 (de) * | 2005-04-20 | 2006-12-28 | Eastman Kodak Co. | Verfahren und Vorrichtung zum Transportieren eines Bogens |
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DE2046602B2 (de) * | 1970-09-22 | 1973-09-06 | Koenig & Bauer AG, ,700 Würzburg | Bogenzufuehrung bei druckmaschinen |
DE3311196C2 (de) * | 1983-03-26 | 1987-07-16 | Heidelberger Druckmaschinen Ag, 6900 Heidelberg, De |
-
1994
- 1994-10-08 DE DE19944436034 patent/DE4436034C2/de not_active Expired - Fee Related
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