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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Positionierung plattenförmiger Elemente
in der Zuführstation
einer Maschine zur Verarbeitung eines Materials zu Bögen und genauer
eine Vorrichtung zur Positionierung eines Bogens aus Papier, Karton
oder vergleichbarem Material mit großer Präzision in der Zuführstation
der Maschine, kurz bevor der vordere Rand dieses Bogens von einer
Fördervorrichtung
erfasst wird, die eine Reihe von Greifzangen aufweist, die an eine Querstange
montiert sind, die fest mit seitlichen Ketten verbunden ist, die
diesen Bogen anschließend
in die einzelnen Stationen der Maschine zur weiteren Bearbeitung
wie der Druckplatte, Schneidplatte oder anderen transportiert.
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Bei den üblicherweise verwendeten Positionierungsvorrichtungen
wird der Bogen auf dem Bogenzuführtisch
gegen vordere und seitliche Anschläge mittels Vorschubvorrichtungen
wie Rollen oder obere Leisten aus elastischem Material gerade gerüttelt, die
sich auf den Tisch absenken, oder ein Paar Rollen, die über und
unter dem Tisch angeordnet sind.
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Bei unbeschnittenen Bögen sind
die vorderen und seitlichen Anschläge genau in Bezug auf die Auslegung
der folgenden Stationen angeordnet. Der Bogen wird also mittels
der Vorschubvorrichtungen schnell gegen die Anschläge gedrückt und
dann vom Greifzangenträger
erfasst. Die Anschläge
werden dann versenkt, sodass der Greifzangenträger den Bogen in die nächste Bearbeitungsstation
ziehen und ihn bezüglich
der Werkzeuge der Platte dieser Station genau positionieren kann.
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Die Positionierung ist etwas schwieriger, wenn
der Bogen vorher bereits eine oder mehrere Bearbeitungsschritte
durchlaufen hat, beispielsweise des Bedru ckens oder des Umknickens
von Falzlinien, und wenn die nächsten
Bearbeitungsschritte bezogen auf die Resultate der vorangegangenen
Bearbeitungsschritte sehr präzise
ausgeführt
werden müssen.
Das Patent CH 676695 offenbart eine Vorrichtung zur Positionierung,
bei der die Anschläge
in der Weise Motor betrieben sind, dass die Veränderung ihrer Position gesteuert
werden kann, und bei der eine Druckmarkierung oder ein anderes unterscheidendes
Zeichen des vorangegangenen Bearbeitungsschritts von optoelektronischen
Vorrichtungen erkannt werden kann, wodurch die Position der Anschläge und somit
des Bogens direkt in Bezug auf die Markierung oder das Zeichen angepasst
werden kann.
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Bei diesen Positionierungsvorrichtungen,
die mit Anschlägen
arbeiten, ist es allerdings so, dass der Vorschub jedes Bogens praktisch
während
der ganzen Dauer seines Einrüttelns
und Einstellens unterbrochen wird, was die Fördergeschwindigkeit der Bögen in der
Maschine erheblich einschränkt.
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Ferner kann das Drücken des
Bogens gegen einen Anschlag das Entstehen einer unschönen Zeichnung
am entsprechenden Rand bewirken. Die Wulst einer solchen Zeichnung
kann außerdem
das Einführen
des Bogens bei begrenzten Verhältnissen behindern.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung
besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Positionierung
plattenförmiger
Elemente wie Bögen
aus Papier, Karton oder einem vergleichbaren Material in der Zuführstation
einer Bearbeitungsmaschine zur Verfügung zu stellen, die schneller
ist, um eine höhere
Leistung zu erlauben, dabei aber sehr genau bleibt, insbesondere
im Fall von Bögen,
die vorher bereits bearbeitet wurden. Vorzugsweise soll die Vorrichtung
keinerlei Zeichnung auf dem plattenförmigen Element hinterlassen.
Der Aufbau dieser Vorrichtung soll jedoch relativ einfach bleiben,
um ihre Zuverlässigkeit
zu erhöhen,
ihre Wartung zu vereinfachen und die Herstellungskosten so gering
wie möglich
zu halten.
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Diese Ziele werden durch ein Verfahren
zur Positionierung plattenförmiger
Elemente in der Zuführstation
einer Bearbeitungsmaschine erreicht, das darin besteht, von der
Platte in der hinteren Ausgangsposition aus Befestigungsvorrichtungen
für ein plattenförmiges Element
auf der Platte einrasten zu lassen und an schließend Aktuatoren für das Bewegen
der Platte nach vorne und, falls erforderlich, von der Seite und/oder
in Querrichtung zu steuern, und zwar abhängig von den Abtastvorgängen optoelektronischen
Vorrichtungen, die vom Beginn der Vorwärtsbewegung der Platte stammen,
sodass der vordere Rand des plattenförmigen Elements in die Zangen
einer Mitnahmestange geführt
und dort schließlich
in einer vorbestimmten Position arretiert wird, dann die Befestigungsvorrichtungen
gelöst
werden und die Platte in die hintere Ausgangsposition zurückgeführt wird.
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Auf diese Weise kann nach dem Abtasten der
tatsächlichen
Position des plattenförmigen
Elements bezüglich
der Platte durch die optoelektronischen Vorrichtungen in einer ersten
Phase der Vorwärtsbewegung
der Platte die weitere Phase der Vorwärtsbewegung zu Anpassungen
der Bewegung der Platte bezogen auf ihren Ausgangshub genutzt werden,
um auf sehr dynamische Art eventuelle Längs-, Seiten- oder Querabweichungen
des plattenförmigen Elements
zu korrigieren. Wenn das plattenförmige Element unbearbeitet
ist, werden Korrekturen auf der Basis der Erkennung seiner Ränder vorgenommen, wenn
der Bogen vorab bearbeitet wurde, erfolgen die Korrekturen vorteilhafterweise
auf der Grundlage einer Markierung oder des oder der Kennzeichen/s, das/die
dieser Bearbeitung entsprechen/entspricht. Durch die so im Vorbeigehen
vorgenommenen Korrekturen muss somit das plattenförmige Element nicht
unnötig
angehalten werden und kann die mögliche
Leistung der Maschine erheblich erhöht werden.
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Das Steuerungsverfahren der Positionierungsvorrichtung
besteht somit aus gehend von der hinteren Ausgangsposition der Platte
darin, zur Vorwärsbewegung
der Platte die Aktuatoren so zu steuern, bis der vordere Rand des
plattenförmigen
Elements von den optoelektronischen Vorrichtungen erkannt wurde,
dann in der Steuerung des ensprechenden Aktuators zum Quertransport
der Platte, bis der seitliche Rand des plattenförmigen Elements von den optoelektronischen
Vorrichtungen erkannt wurde.
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Vorzugsweise besteht das Steuerungsverfahren
darin, die Aktuatoren zur Vorwärtsbewegung der
Platte mit konstanter Geschwindigkeit zu steuern, bis der Zangenträger der
Maschine in Warteposition zur Aufnahme eines plattenförmigen Elements
ankommt, dann in der Steuerung der Aktuatoren zur Durchführung der
Anpassungen der Bewegung der Platte bezogen auf ihren Ausgangshub
genutzt werden, um eventuelle Längs-,
Seiten- oder Querabweichungen des plattenförmigen Elements zu korrigieren,
die durch die Abtastungen der optoelektronischen Vorrichtungen ermittelt
wurden, und um schließlich
den vorderen Rand des plattenförmigen Elements
in seiner Position in den Zangen der Mitnahmestange zu arretieren.
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Indem so die Korrekturbewegungen
der Platte erst am Hubende stattfinden, wenn der Zangenträger in Warteposition
angelangt ist, wird somit jegliche Gefahr eines gefährlichen
Aufeinanderprallens dieser beiden Teile vermieden, das durch eine
unvorhergesehene Beschleunigung der Platte entstehen könnte.
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Die Vorrichtung zur Positionierung
plattenförmiger
Elemente in der Zuführstation
einer Bearbeitungsmaschine mit einer Fördervorrichtung, die aus einer
oder mehreren Zangenträger
zur Mitnahme des plattenförmigen
Elements in die weiteren Stationen zusammengesetzt ist, umfasst:
eine
Platte, die mit Mitteln zur vorübergehenden
Befestigung des plattenförmigen
Elements versehen ist, das einen vorderen Rand mit einem bogenförmigen Ausschnitt
umfasst, der komplentär
zu den Zangen des Mitnahmeträgers
ist, die von Aktuatoren einerseits in einer abwechselnden Längs-Translationsbewegung
von einer hinteren Ausgangsposition in eine vordere Position in
Höhe eines
Zangenträgers,
der sich in Wartestellung zur Aufnahme eines plattenförmigen Elements
befindet, und andererseits einer zusätzlichen Längstranslations- und/oder Quertranslations-
und/oder Drehbewegung um eine vertikale Achse angetrieben wird,
optoelektronische
Vorrichtungen zum Abtasten des vorderen und/oder seitlichen Rands
und/oder eines Kennzeichens einer vorangegangenen Bearbeitung des
plattenförmigen
Elements, die kurz vor der Ausgangsposition der Platte angeordnet
sind,
elektronische Steuerungsvorrichtungen zur Steuerung der
Aktuatoren der Platte entsprechend dem Arbeitstakt der Maschine
und den Abtastergebnissen der optoelektronischen Vorrichtungen.
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Die pneumatischen Vorrichtungen zur
vorübergehenden
Befestigung des plattenförmigen
Elements auf der Platte können
ein Netz von Bohrungen auf der Oberseite der Platte umassen, die
in Verbindung stehen mit einer Innenkammer, die über ein elektromagnetischen Öffnungs-Nerschlussventil
an eine Unterdruckquelle angeschlossen ist. Solche pneumatischen
Vorrichtungen arbeiten allerdings relativ langsam und ihre Anwendung
ist heikel.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfassen
die Vorrichtungen zur vorübergehenden Befestigung
einen Kamm, der drehbeweglich oberhalb und in der Nähe von und
parallel zum vorderen, ausgeschnittenen Rand der Platte montiert
ist, wobei die Zacken des Kamms nach vorne gerichtet sind, sodass
jeder von ihnen mit jedem hervorragenden Teil der Platte, der eine
Aussparung trennt, eine Greifzange für den vorderen Rand des plattenförmigen Elements
bildet, sowie Vorrichtungen zur Steuerung der Winkelposition des
Kamms.
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Nützlicherweise
umfassen die Vorrichtungen zur Steuerung der Winkelpositi on des
Kamms einerseits eine oder mehrere Feder/n, die zwischen der Platte
und dem hinteren Verbindungssteg der Zacken des Kammes in der Weise
angeordnet sind, dass diese Feder im Ruhezustand den hinteren Steg
hebt und diesen Kamm geschlossen hält, d. h. mit auf ihrer Plattenauskragung
aufliegenden Zacken, und andererseits eines oder mehrere unterhalb
angeordnete, fest mit der Station verbundene, vertikal bewegliche Elemente
wie das Ende eines drehgetriebenen Hebels oder die Austrittsstange
eines pneumatischen oder elektromagnetischen Zylinders, die jeweils über eine
Pendel-Teleskopstange mit dem hinteren Steg des Kamms so verbunden
sind, dass sie in unterer Position auf den hinteren Steg des Kamms
drücken und
ihn absenken und den Kamm so während
einer Bewegung der Platte offen halten können.
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So stellt die Feder, wenn sich die
Pendel-Teleskopstange in oberer Position befindet und ihr Schaft
beim Vorschub der Platte frei gleitet, einen wirksamen Ver schluss
des Kamms, also einen sicheren Halt des plattenförmigen Elements, während dessen
Heranführen
und Positionskorrekturen sicher. Wenn sich die Teleskopstange dagegen
in unterer Position befindet, in der ihr Schaft beim Zurückfahren der
Platte in ihre hintere Ausgangsposition in Anschlag ist, öffnet sie
den Kamm und hält
ihn so durch die pendelnde Anordnung dieser Stange trotz der Bewegung
dieser Platte offen.
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Auf diese Weise wird das plattenförmige Element
entlang seines Vorderrands gleichmäßig und mit einem praktisch
konstanten Druck gehalten, sodass keine schädlichen Markierungen entstehen können. Außerdem ermöglicht die
Tatsache, dass dieser Vorderrand auf den Auskragungen der Platte gut
flach gehalten wird, ein Einführen
dieses Rands des plattenförmigen
Elements ohne die Gefahr eines Einreißens in den offenen Zangen
des Mitnahmeträgers
der Maschine.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt
die Translations-Längsbewegung
mittels eines Präzisionsaktuators,
der die Bewegung und Korrektur der Längsposition sicherstellt.
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Nach einer vorteilhaften Ausführungsform
ist die Platte auf jeder Seite auf einen vertikalen, seitlichen
Zapfen montiert, der jeweils fest verbunden ist mit einem Schlitten,
der entlang einer Längsschiene über einen
Linearaktuator bewegt wird, der vom Basisquerträger getragen wird.
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Wenn sich nun die Aktuatoren synchron
vorwärtsbewegen,
führt die
Platte nur eine komplementäre
Translationsbewegung aus, die lediglich längs nach vorne gerichtet ist.
Dagegen kann die Platte durch ein geringfügiges Versetzen der Bewegungen jedes
der seitlichen Aktuatoren entsprechend einer Drehung um eine vertikale
Achse schräg
bewegt werden, um eine ursprüngliche
Schräglage
des plattenförmigen
Elements auszugleichen.
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Nach einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsform
ist die Platte in ihrer Mitte auf einen vertikalen Mittelzapfen
und auf jeder Seite auf einen vertikalen Seitenzapfen montiert,
wobei der vertikale Mittelzapfen fest mit einem Gleitschlitten verbunden ist,
der in einer längs
angeordneten Gleitschiene gleitet, die durch einen ersten Linearaktuator
quer bewegt werden kann, wobei jeder Seitenzapfen fest mit einem
Gleitschlitten verbunden ist, der in einer quer angeordneten Gleitschiene
gleitet, die jeweils durch einen zweiten und dritten Linearaktuator
in Längsrichtung
bewegt werden kann, wobei der erste, zweite und dritte Aktuator
von dem Basisquerträger
getragen werden.
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Wie vorstehend beschrieben führt die
Platte, wenn der zweite und der dritte Aktuator sich synchron vorwärtsbewegen,
nur eine Translationsbewegung aus, die lediglich längs nach
vorne gerichtet ist, wobei der Schlitten des Mittelzapfens nur der
Bewegung innerhalb seiner Längsschiene
folgt. Außerdem
kann durch ein geringfügiges
Versetzen der Bewegungen des zweiten und dritten Aktuators gezielt
eine Schräglage
der Platte herbeigeführt
werden, um eine ursprüngliche
falsche Lage des plattenförmigen
Elements auszugleichen. Dagegen bewirkt der Einsatz des ersten Aktuators
ein transversales Versetzen der Platte, wobei die Schlitten der
Seitenzapfen nur dieser Bewegung innerhalb ihrer Längsschiene
folgen.
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Dank der symmetrischen Kinematik
bezogen auf die vertikale Mittellängsebene können an der Platte beliebige
Längs-
oder Querkorrekturen oder Korrekturen bei der Drehung um sich selbst
vorgenommen werden, und dies durch getrennte Steuerung von nur drei
Linearaktuatoren.
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Bei dieser letzteren Positionierungsvorrichtung
nach der Erfindung richtet sich der erste Aktuator in seiner Position
an einem Sollwert aus, der abhängig
von der Abweichung der Querposition des plattenförmigen Elements festgelegt
wird, wie sie von den optoelektronischen Vorrichtungen ertastet
wurde. Der zweite und dritte Aktuator wiederum richten sich in ihrer
Position an einem Sollwert aus, der Längs- oder Querabweichungen
korrigiert, wie sie ebenfalls von den optoelektronischen Vorrichtungen ertastet
wurden. Was den Aktuator der Platte betrifft, so richtet sich dieser
in seiner Position an einem variablen Sollwert mit Bezug zum Arbeitstakt
der Maschine aus, der im Allgemeinen durch den Winkel der Abtriebswelle
des Hauptmotors angezeigt wird, wobei dieser variable Sollwert die
Grundbewegung der Zuführung
des plattenförmigen
Elements von vorne nach hinten darstellt.
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Als Linearaktuator kann ein Schlitten
vorgesehen werden, der entlang einer Gleitschiene gleitet und dessen
Quergewinde auf eine gewindete Stange geführt ist, von der ein Ende von
einem Elektromotor in Drehung angetrieben wird. Ebenso kann eine Zahnstange
vorgesehen werden, die frei gleitend auf Lager montiert ist und
deren Zähne
in ein Ritzel eingreifen, das von einem Elektromotor angetrieben wird.
Diese Aktuatoren verwenden allerdings mechanische Zwischenverbindungen,
welche die Drehbewegung der Abtriebswelle eines Elektromotors in eine
Translationsbewegung umwandelt; diese Verbindungen weisen immer
eine relative Starrheit und ein bestimmtes Betriebsspiel auf.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind
die Linearaktuatoren Linear-Elektromotoren,
deren Rotor in Form einer parallel beweglichen Stange ausgeführt ist,
die mit einer Reihe von Dauermagneten ausgestattet ist, die vor
einer oder mehreren Schleifen eines mit Strom versorgten Stators
vorbeiführen,
welche Stange direkt entweder den Zapfen oder die quer verlaufende
Gleitschiene trägt,
in welcher der Zapfenschlitten gleitet.
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Mit derartigen Linear-Elektromotoren
kann in sehr dynamischer Form auf das zu bewegende Teil eingewirkt
werden, unabhängig
davon, ob es sich dabei um den Zapfenträger oder eine Zwischengleitschiene
handelt. Insbesondere dann, wenn Platte und Zangenträger einander
in die Quere kommen könnten,
reicht es aus, wenn man die Anschlusspolarität der Statorschleifen umkehrt,
um die Platte sofort anzuhalten und zurückfahren zu lassen.
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Bei unbearbeiteten plattenförmigen Elementen
können
die optoelektronischen Vorrichtungen zum Erkennen der Ränder des
Elements auch nur ein Paar frontal angeordnete Fotozellen und eine seitlich
angeordnete Fotozelle umfassen.
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Nach einer vorteilhaften Alternative
können die
optoelektronischen Vorrichtungen zum Erkennen des Seitenrands des
plattenförmigen
Elements aus einer Reihe Fotozellenn oder einer CCD-Fotoelement-Anordnung
bestehen, wodurch darauf verzichtet werden kann, die Platte extra
zum Erkennen des seitlichen Rands parallel zu bewegen.
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Handelt es sich um plattenförmige Elemente, die
vorab einen oder mehrere Bearbeitungsschritte durchlaufen haben,
können
die optoelektronischen Erfassungsvorrichtungen für das/die Markierungen oder
andere Kennzeichen der voran gegangenen Bearbeitung aus einer CCD-Matrix
oder einer anderen Kamera bestehen, die beim Vorbeiziehen der Platte ein
Bild des plattenförmigen
Elements erfasst. Es sind elektronische Bildverarbeitungsvorrichtungen bekannt,
mit denen Markierungen und ihre Formen erkannt werden können, um
daraus Längs-
und Seitenpositionierungsabweichungen ableiten zu können.
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Die Erfindung wird besser verständlich durch Betrachtung
einer Ausführungsform,
die in keiner Weise einschränkend
und in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht ist, in denen:
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1 eine
schematische Perspektivansicht einer Positionierungsvorrichtung
der Erfindung ist,
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2 eine
schematische Ansicht der optoelektronischen Vorrichtungen und der
elektronischen Steuerungsvorrichtungen für die Positionierungsvorrichtung
der Erfindung ist, und
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3 ein
Diagramm der Bewegung der Platte der Positionierungsvorrichtung
der Erfindung in Abhängigkeit
von einem Vergleichswert des Arbeitstakts der Maschine ist.
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Auf der linken Seite der 1 ist ein Zangenträger 10 zu
sehen, der an seiner rückwärtigen Kante mehrere
Stäbe 12 aufweist,
die zum Fassen des vorderen Rands eines Bogens 5 vorgesehen
sind. Dieser Träger 10 ist
an jedem seiner seitlichen Enden an einer Kette zur Mitnahme zu
den weiteren Bearbeitungsstationen und Rückkehr entsprechend einer oberen
Schleife in die Ausgangswarteposition zur Aufnahme eines neuen Bogens
befestigt.
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Genauer gesagt wird nach der Erfindung
ein Bogen 5 den Zangen 12 zugeführt und
in diesen genau positioniert, und zwar mittels einer horizontalen Platte 14,
die einerseits zum Holen und zur Mitnahme dieses Bogens eine abwechselnde
Längsbewegung von
vorne nach hinten und andererseits Korrekturbewegungen ausführt, welche
die tatsächliche
Position dieses Bogens auf dieser Platte berücksichtigen.
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Hierzu wird die Platte 14 zunächst auf
einen horizontalen Grundquerträger 8 montiert,
der auf seiner horizontalen Achse schwenken kann, wodurch er den Transport
des plattenförmigen
Elements von dieser Platte 14 zu der von dem Zangenträger 10 getragenen
Zange 12 sicherstellt.
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Genauer gesagt ist die auf den Querträger 8 montierte
Platte nach der Erfindung in Längsrichtung parallel
und in Quer- und Schrägrichtung,
d. h. in Momentdrehung um eine vertikale Achse, beweglich. Insbesondere
ist diese Platte auf drei vertikalen Zapfen gelenkig gelagert, und
zwar einem Mittelzapfen 48 und zwei seitlichen Zapfen:
einem 68 links, der so genannten "führenden Seite" CC und einem
58 rechts, der so genannten "zur führenden entgegengesetzten Seite"
COC. Der mittlere Drehzapfen 48 ist fest mit einem Schlitten
verbunden, der innerhalb einer längs
angeordneten Gleitschiene 46 gleitet, während die Schlitten der seitlichen
Zapfen 58 und 68 beide innerhalb von quer angeordneten
Gleitschienen 56 COC bzw. 66 CC gleiten.
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Die mittlere, längs angeordnete Gleitschiene ist
ihrerseits an einer beweglichen Stange 44 befestigt, die
mit Dauermagneten bestückt
ist und den beweglichen Stator eines zentralen Linear-Elektromotors 40 bildet,
dessen Stator 42 über
einen Sockel 41 auf der Mitte des Grundquerträgers 8 aufliegt.
Analog dazu sind die quer angeordnete Gleitschiene COC 56 und
die quer verlaufende Gleitschiene CC 66 jeweils fest verbunden mit
einer Stange COC 54 und einer Stange CC 64 mit Dauermagneten,
die einen Rotor eines Linear-Elektromotors COC 50 und CC
60 bilden, dessen Statoren 52 bzw. 62 mit ihrem Sockel 51 und 61 an
jedem der Enden des Grundquerträgers 8 aufliegen.
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Die beweglichen Stangen 44, 54, 64 können auf
einer der Seiten der Stange eine Reihe von Dauermagneten umfassen,
wobei der Stator dann nur eine gegenüber liegende Wicklung aufweist;
oder vorzugsweise beidseits eine Reihe von Dauermagneten, wobei
der Statur dann zwei jeweils gegenüber jeder Reihe liegende Wicklungen
aufweist. Solche Aktuatoren mit Dauermagneten mit einem guten dynamischen
Wirkungsgrad sind im Handel erhältlich und
werden insbesondere von der schweizerischen Firma ETEL unter der
Bezeichnung LMA 11/50 vertrieben.
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Diese Linear-Elektromotoren 40, 50, 60 sind hauptsächlich dazu
vorgesehen, die Platte 14 Bewegungen und Korrekturen einer
Größenordnung
von zehn bis zwanzig Millimetern auf einem Gesamthub von etwa hundert
Millimetern ausführen
zu lassen. Insbesondere, wenn die beiden Linearaktuatoren COC 50,
CC 60 sich synchron vorwärts bewegen, führt die
Platte 14 eine reine Längs-Parallelbewegung
zum Zangenträger 10 hin
aus. Wenn dagegen einer der Linear-Elektromotoren 50, 60 willkürlich eine
Bewegung mit einem anderen Umfang als der andere aufweist, führt dies
zu einer Schräglage
der Platte 14 durch Schwenken um den Zapfen 48,
der sich gleichzeitig vor- oder zurückbewegen kann. Der Einsatz
eines zentralen Linear-Elektromotors 40 führt außerdem dazu,
dass die Platte 14 eine transversale Bewegung ausführt, wobei
die Zapfen 58 und 68 dieser Bewegung innerhalb
ihrer jeweiligen Gleitschiene 56, 66 folgen.
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Darüber hinaus wird der Bogen 5 vorübergehend
an der Platte 14 befestigt, und zwar mittels einer Reihe
von Vorderzangen, die einerseits von Auskragungen 16 der
Vorderkante der Platte gebildet werden, die mit Zacken 22 eines
Kamms 20 zusammenwirken. Die Auskragungen am Rand der Platte 16 begrenzen
insbesondere Ausschnitte 17, die übereinstimmend mit den Zangen 12 der
Stange 10 angeordnet sind, wobei diese Ausschnitte im Wesentlichen
breiter als die Zangen 12 sind, um eventuelle Querbewegungen
der Platte 14 zu verhindern, die ihr der Linear-Elektromotor 40 aufdrückt.
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Die Finger 22 sind über einen
hinteren Steg 21 zusammen zu einem Kamm 20 verbunden,
der an jedem von dessen seitlichen Enden schwenkbar durch Arme 24 und 25 montiert
ist, wodurch zunächst das Öffnen, dann
das Schließen
der Plattenzangen ermöglicht
werden. Nach der Erfindung sind insbesondere zwei seitliche Federn
COC (zur führenden entgegengesetzten
Seite) 26 und CC (führende
Seite) 27 zwischen der Platte 14 und dem hinteren
Steg 21 des Kamms 20 so angeordnet, dass sie normalerweise
in Ruhestellung den Kamm und somit die Zangen 16, 22 in
geschlossenem Zustand halten. Diese Zange ist insbesondere geschlossen,
wenn sie einen Bogen 5 mitnimmt, um diesen den Zangen 12 des Trägers 10 zuzuführen und
darin zu positionieren.
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Ein Mechanismus für ein absichtliches Öffnen des
Kamms 20 umfasst an jedem seitlichen Ende eine Pendel-Teleskopstange
COC 34 und CC 35, die in Höhe des hinteren Kammstegs 21 durch
ein unteres Kugelgelenk 33 und am Ende eines Hebels 31 durch
ein oberes Kugelgelenk 32 gelenkig gelagert sind, wobei
der Hebel 31 mittels einer Drehscheibe 30 nach
oben oder nach unten bewegt werden kann. Auf diese Weise gleitet
der Arm der Teleskopstange, wenn der Hebel 31 in oberer
Position gehalten wird, frei und übt keinen Einfluss auf den
Steg 21 aus, der nun von den Federn 26, 27 nach
oben gedrückt
wird. Umgekehrt haben die Scheiben 30, insbesondere während des
ganzen Rückwärtshubs
der Platte 14 in ihre hintere Position, sich im Uhrzeigersinn
gedreht, um ihre jeweiligen Hebel 31 abzusenken, wobei
der Teleskopstangenschaft so in Anschlag kommt, dass er auf den
hinteren Steg 21 drückt
und die Zangenfinger 22 nach oben kippen lässt. Eine
mögliche
Schwenkbewegung der Stangen um ihr oberes Ende 32 ermöglicht ein
bewusstes Offenhalten der Kämme 20 während des
ganzen Rückwegs.
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Im Übrigen ist die hintere Kante 18 der
Platte 14 schräg
nach unten ausgerichtet, um das Einführen eines neuen Bogens auf
ihre Oberseite und also in die Zangen 26/22 zu ermöglichen.
Natürlich
könnte der Öffnungsmechanismus
für den
Kamm 20 vorteilhafterweise so konstruiert sein, dass er
die Pendel-Teleskopstange COC 34 bzw. CC 35 ersetzt und eine
zweite Drehscheibe umfasst, die mit einem Nocken verbunden, jedoch
unabhängig
von der Scheibe 30 in der Weise ist, dass sie einen Hub
erzeugt, der die Verwendung eines nicht teleskopischen Zugs erlaubt.
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In 2 sind
schematisch die Steuerungsvorrichtungen für die mit Bezug zu 1 beschriebene Positionierungsvorrichtung
dargestellt.
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Darauf sind insbesondere die Stangenrotoren
und die Statoren erkennbar, nämlich
COC 54/52, Mitte 42, 44 und CC 64/62 der
Linear-Elektromotoren, welche die Platte 14 auf dem Querträger 8 tragen.
Wie dargestellt, weist jeder Stangenrotor eine Skalenleiste auf,
die von einer Zelle 43, 53 bzw. 63 gelesen
wird und die Erzeugung eines Gegenreaktionssignals ermöglicht,
das eine Steuerung der Linear-Elektromotoren erlaubt, und zwar durch
Regelung der Position entsprechend einer variablen Positionssollkurve,
wobei diese Steuerung auf bekannte Art in einem Mikroprozessor 100 erfolgt.
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Außerdem umfasst die Positionierungsvorrichtung
der Erfindung ein Paar nebeneinander angeordnete Zellen 72, 64 zum
Erkennen des vorderen Rands eines Bogens 5 und einen seitlichen
Zellensteg 76, der das Erkennen des Seitenrands dieses Bogens
erlaubt. Die Leseergebnisse dieser Zellen werden ebenfalls in den
Mikroprozessor 100 gespeist. Wenn gewünscht, kann die Vorrichtung
ferner eine Lesezelle 70 zum Erkennen des Vorhandenseins
eines zu greifenden Bogens oder zum Erkennen des Vorbeiziehens nur
der Platte nach einem vorbestimmten Zeitpunkt umfassen, damit ein
mögliches
Zusammenstoßen
mit dem Zangenträger 10 vermieden
wird.
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Die Funktionsweise der Positionierungvorrichtung
nach den 1 und 2 erschließt sich
besser aus dem Studium des Diagramms der 3, die den Hub der Platte 14 während eines
Zyklus der Maschine veranschaulicht. Der Bezugspunkt für einen
Zyklus ist in der Regel die Winkelposition der Abtriebswelle des
Hauptmotors, wobei die Abszisse des Diagramms einer kompletten Runde
von 360° entspricht. Dieser
Zyklus beginnt und endet am gleichen Bezugspunkt "Maschine" von
220°, der
dem Zeitpunkt entspricht, zu dem die Platte kurzzeitig am weitesten hinten,
unbeweglich und wieder bereit zum Anfahren ist.
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Während
einer ersten Phase setzt sich die Platte 14 nach vorne
in Bewegung und legt an Geschwindigkeit zu, um diejenige des Vorrückens des Bogens
zu erreichen, den sie "im Vorbeigehen" zum Zeitpunkt S ergreift,
wobei die Scheiben 30 der Hebel 31 sich entgegengesetzt
zum Uhrzeigersinn schnell drehen, um den Kamm Ioszulassen und die
Zangen 16/22 zu schließen.
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Während
der folgenden Phase Zlec einer Dauer von etwa 30° wird der vordere Rand des Bogens
von dem Paar Zellen 72, 64 und der Seitenrand von
dem Zellensteg 76 erkannt, wodurch der Mikroprozessor 100,
der den Basishub der Platte 14 kennt, die Positionierungsabweichung
des Bogens 5 bezogen auf seine theoretische Position bestimmen
kann. Der Mikroprozessor kann dann das Vorhanden- oder Nichtvorhandensein
und den Umfang eventueller Positionierungsabweichungen sowohl längs als
auch quer und sogar in der Schräge
des Bogens bestimmen und Korrektursollwerte erstellen.
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Die weitere Phase Av einer Dauer
von etwa 30° entspricht
der Zeit, die die Platte 14 benötigt, um dem Bogen eine berechnete
konstante Geschwindigkeit zu geben, in der Weise, dass zunächst der
Zangenträger 10 vorbeifahren
und in Warteposition ankommen kann.
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Nach dem Passieren des Zangenträgers kann
der Mikroprozessor 100 die Korrektursollwerte an die Linear-Elektromotoren 40, 50, 60 anlegen,
damit die Platte entsprechend bewegt werden kann. Diese Korrekturphase
Z hat eine Dauer von etwa 90°, und
der Umfang des Hubs der Platte hängt
dann von dem Ausmaß der
Korrekturen ab, wie durch den Mindest- und Maximalhub dargestellt.
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Die folgende Phase Ar einer Dauer
von etwa 20° entspricht
dem Anhalten des vorderen Rands Bogens 5 in der Mitte der
Zangen 12, die sich wieder schließen und erst dann die Öffnung des
Kamms 20 durch Absenken der Hebel 31 ermöglichen.
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Die Phase R entspricht der Rückkehr der Platte
in die Ausgangsposition mit konstanter Geschwindigkeit, welche Bewegung
einerseits durch den Grundträger 8 und
andererseits von den Linear-Elektromotoren vorgegeben ist, die jeweils
in eine neutrale Position zurückkehren.
Dann kann ein neuer Zyklus des Zuführens eines Bogens beginnen.
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Wie aus der Lektüre des Vorstehenden ersichtlich,
ist die Positionierungsvorrichtung für ein plattenförmiges Element
nach der Erfindung insofern bemerkenswert, als sie die Aufnahme
eines Bogens im Vorbeifahren und während seines Transports zu den
Zangen des Mitnahmeträgers
das Ablesen seiner Position ermöglicht,
um die Berechnung möglicher
Abweichungen und eine Korrektur dieser möglichen Abweichungen während seines
Weitertransports zu ermöglichen,
um den Bogen schließlich rechtzeitig
bemerkenswert genau in den Zangen des Trägers zu positionieren. Im Gegensatz
zu den Vorrichtungen mit Anschlägen
des Stands der Technik hat die Positionierungskorrektur hier keine
Unterbrechung des Weitertransports des Bogens erforderlich gemacht,
wodurch die Leistung der Maschine erheblich erhöht werden kann und Werte bis
zu 12000 Bögen
pro Stunde erreicht werden. Der Einsatz von Linear-Elektromotoren
vereinfacht den Aufbau der Vorrichtung und somit ihre Herstellungskosten
und ihre Wartung erheblich.
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Im Rahmen der Ansprüche können an
dieser Vorrichtung zahlreiche Verbesserungen vorgenommen werden.