EP0982252A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen von Druckmarken - Google Patents

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EP0982252A1
EP0982252A1 EP99115358A EP99115358A EP0982252A1 EP 0982252 A1 EP0982252 A1 EP 0982252A1 EP 99115358 A EP99115358 A EP 99115358A EP 99115358 A EP99115358 A EP 99115358A EP 0982252 A1 EP0982252 A1 EP 0982252A1
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EP
European Patent Office
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web
bobbin
prints
print
running
Prior art date
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EP99115358A
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Heinz Focke
Eckhard Grundmann
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Focke and Co GmbH and Co KG
Original Assignee
Focke and Co GmbH and Co KG
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Publication date
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/046—Sensing longitudinal register of web
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40—Type of handling process
    • B65H2301/46—Splicing
    • B65H2301/4601—Splicing special splicing features or applications
    • B65H2301/46013—Splicing special splicing features or applications and maintaining register of spliced webs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2511/00—Dimensions; Position; Numbers; Identification; Occurrences
    • B65H2511/50—Occurence
    • B65H2511/51—Presence
    • B65H2511/512—Marks, e.g. invisible to the human eye; Patterns

Definitions

  • the invention relates to a method for automatic detection from on trains, especially from packaging material, in regular Spacing of printed marks from prints, which the print marks and at regular intervals in the same Path of movement like the printed marks applied by external prints exhibit.
  • the invention further relates to a device for Carrying out the method with a sensor for scanning the Imprints and an evaluation unit connected to the sensor.
  • packaging machines process packaging material in the form of long material webs that are available as bobbins. When a running web is used up, the new one should Web if possible without manual intervention with the running web get connected. This ensures continuous operation the packaging machine.
  • the invention is therefore based on the problem, an improved one Recognize print marks to create that error-free even then works if between the print marks in the same Path of movement as the print marks are applied by external prints.
  • the method according to the invention is to solve this problem characterized in that the widths of the prints and the Distances between, especially neighboring, imprints determined and if width and distance are predetermined Values essentially match, an imprint as a print mark is recognized.
  • a device is to solve this problem characterized in that the evaluation unit such is designed that the widths of the Imprints and the distances between, especially neighboring, Imprints can be determined and if width and distance substantially match predetermined values Imprint is recognizable as a print mark.
  • the width of prints and the following Recognized and measured empty spaces and with entered reference values compared. If they match the reference values, an imprint is recognized as a print mark. In this way one can reliably differentiate between external printing and printing marks. In particular, you can identify errors in this way Avoid printing as print marks.
  • the recognized print marks are used for the control of so-called Splice processes or processes for connecting running processes used with new material web. Thereby at Connect the material webs positioned so that the Keep print marks evenly spaced in the area of the connection.
  • the speed is preferably one that is running and / or new Bobbin carrying material web depending on the degree of filling of a Web storage and the speed or speed of the operated Machine or the conveyor speed of the web is calculated and set.
  • the respective one is also preferred Bobbin diameter taken into account.
  • This speed coupling the bobbin at the speed of the declining machine has that Advantage that the pendulum deviations of the web store are reduced become. As a result, the pendulum accelerations or Inertial forces in the web store are reduced, so that the mechanical Tension in the web is constant.
  • a drive e.g. B. a servo motor, gives the speed of the running or new Bobine.
  • the servo motor is being considered the pendulum deviation and machine speed and especially that Bobbin diameter controlled so that the desired bobbin speed sets.
  • the remaining quantity or length on a reel is preferred wound web and / or the bobbin diameter determined from the angles of rotation of the bobbin and one running along with the track Deflection roller, especially taking into account the Circumference of the pulley. It can also be the length of one of the Bobine subtracted track or the path of a die Carriage sled can be used.
  • the angle of rotation the bobbin is detected by a rotation angle sensor. You can also change the angle of rotation of the idler pulley via a rotation angle sensor or a counter for counting of the revolutions of the deflection roller. You can also use of a sensor on the moving carriage Determine sledge. These sizes reach a central one Computing unit that calculates the bobbin diameter from the sizes. This arithmetic unit can also from the detected quantities the remaining quantity or length of the wound on a bobbin Calculate the path.
  • FIG. 1 shows a material unit 10 of a packaging machine in a schematic view.
  • Rotatable on an axis 11 supported bobbin arm 12 are located at the ends of the bobbin arm 12 a running bobbin 13 and a new bobbin 14.
  • a material web is wound on each of the bobbins 13, 14.
  • Such material webs are used in particular in the production of blanks for cigarette packs as well other used in connection with the packaging of cigarettes Packaging units.
  • the material web 15 of the expiring Bobine 13 becomes part in the direction of arrow 16 the packaging machine conveyed from the material web Manufactures packaging.
  • the Gripper carriage 20 After grasping the end of the new material web 17, the Gripper carriage 20 in the direction of arrow 21 in its lower, fully drawn position. The exact position will controlled by a sensor in the form of a light button 22, the Print marks recorded on the material web. The linear slide 19 pulls the new material web 17 down so far that a print mark is in a certain position. On second sensor in the form of a light button 23 scans the print marks the running material web 15.
  • Deflection rollers 24-28 guide the running material web 15 from the running bobbin past the second light switch 23 a material store 32.
  • the deflection roller 24 guides the outgoing one Material web 15 past the new bobbin 14.
  • In the area between the deflection rollers 25, 26 is the one running Material web 15 essentially parallel to the new material web 17th
  • Another deflection roller is located between the deflection rollers 27, 28 29 arranged a counter for counting the number of revolutions the guide roller 29.
  • the counter receives from so-called initiators 30, 31, d. H. non-contact sensors, Signals counted by the counter. From the number of Revolutions, in particular also fractions of revolutions, can be moved to the length of the pulley 29 Close web 15.
  • the diameter or the extent of the deflecting roller 29 The conversion of turns in lengths takes place in a not shown Control unit.
  • the length of the funded Material web 15 also by a rotary encoder, also taking into account the diameter or scope the guide roller 29, determine.
  • the material store 32 each has a row of upper deflection rollers 33 and lower pulleys 34. It serves to delay the conveying movement of the running material web 15 in Area between the pulleys 24 to 28, for example when connecting the running material web 15 with the new one Material web 17 to compensate. To ensure this balance, the row of lower guide rollers 34 is displaceable in height arranged. The material storage is due to this displaceability 32 capable of different lengths of material to record.
  • the row of upper pulleys can be used 33 can be arranged adjustable in height. As well it is possible to have both upper and lower rows of pulleys 33, 34 height adjustable position. Ultimately there is a change in the relative position of the upper row Deflection rollers 33 to the row of lower deflection rollers 34.
  • a further initiator 35 is attached to the gripper slide 20 and serves to determine the exact position of the gripper slide 20 on the linear guide 19.
  • the travel path S of the gripper carriage 20 can be determined on the basis of the determined position of the gripper carriage 20.
  • the angle of rotation of the new bobbin 14 is designated by ⁇ .
  • Fig. 2 explains the automatic recognition of the correct print mark and shows a material web 36 with print marks 37-39. Foreign prints 40-42 are located between the print marks 37-39, which are called imprints. The dashed lines indicate the beginning or end of a cut.
  • the invention enables those among the imprints "filter out" which represent the print marks. This is done automatic recognition of the correct print marks 37-39 over two criteria.
  • the width 43 of the prints on the other hand, the distance 44 between two prints was measured.
  • the distance and the width are determined using the light sensors 22, 23 determined and the measured values of an evaluation unit fed.
  • the evaluation unit previously has reference data for the width of a print mark and the distance between one Received print mark and a third party print.
  • the evaluation unit compares a measured width with the previously entered Width and a measured distance with the previously entered Distance and generates a corresponding signal if the values essentially match. This generated signal indicates the recognition of a print mark.
  • This method also allows print marks to be made reliably can be recognized correctly when viewed in the direction of movement between the printing marks 37-39 also external prints 40-42 are arranged. It is quite possible that external printing is the same As wide as the print marks and yet reliable a distinction is made between external printing and printing marks can, because in addition to the width, the distance between prints is taken into account.
  • Fig. 3 explains the bobbin speed for driving the active Bobine, i.e. the bobbin, from which the material web directly is fed to the declining packaging machine. In Fig. 1 this would be the running bobbin 13.
  • the active bobbin is driven by an engine, not shown.
  • the speed the bobbin is specified by the drive. This speed is represented by the lower block 45.
  • the bobbin speed 45 is dependent on that shown as block 46 Pendulum deviation and that shown as block 47 Machine speed.
  • Pendulum deviation means the deviation of the material storage 32 of a normal degree of filling and Machine speed the working speed of the packaging machine in relation to one in the packaging machine, rotating reference wheel.
  • the machine speed is in the Usually dependent on the conveying speed of the material web in the area of the packaging machine, i.e. especially in the area downstream of the material store 32.
  • the bobbin diameter determined can be determined use for the following operations. First, you can look at of the bobbin diameter is the end of the running material web predict and accordingly shortly before the expiring Start the splice process. Second, you can use of the bobbin diameter the angle of rotation ⁇ of the bobbin in convert a web length. Third, you can with help of the bobbin diameter the bobbin speed to the speed of the adjust decreasing machine.
  • the determination of the bobbin diameter thus enables a wide range Areas of application. Especially in connection with the Print mark recognition according to the invention results in the possibility a powerful and fail-safe connection of one expiring with a new web of material.

Landscapes

  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Erkennen von Druckmarken (37,38,39), die in regelmäßigen Abständen auf Materialbahnen (36) aufgebracht sind. Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, das Erkennen von Druckmarken zu verbessern, wenn zwischen den Druckmarken in derselben Bewegungsbahn wie die Druckmarken Fremddrucke (40,41,42) aufgebracht sind. Gelöst wird dieses Problem dadurch, daß die Breiten (43) von Aufdrucken sowie die Abstände (44) zwischen Aufdrucken ermittelt werden und wenn Breite und Abstand mit vorbestimmten Werten im wesentlichen übereinstimmen, ein Aufdruck als Druckmarke erkannt wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Erkennen von auf Bahnen, insbesondere aus Verpackungsmaterial, in regelmäßigen Abständen aufgebrachten Druckmarken aus Aufdrucken, welche die Druckmarken und in regelmäßigen Abständen in derselben Bewegungsbahn wie die Druckmarken aufgebrachte Fremddrucke aufweisen. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens mit einem Sensor zum Abtasten der Aufdrucke und einer mit dem Sensor verbundenen Auswerteeinheit.
Bei leistungsfähigen Verpackungsmaschinen ist die Handhabung des Verpackungsmaterials von besonderer Bedeutung, wobei der Einsatz manueller Arbeitskraft so gering wie möglich zu halten ist. Überwiegend verarbeiten Verpackungsmaschinen Verpackungsmaterial in Form langer Materialbahnen, die als Bobinen vorliegen. Beim Verbrauch einer ablaufenden Bahn soll die neue Bahn möglichst ohne manuelle Eingriffe mit der ablaufenden Bahn verbunden werden. Dies gewährleistet einen durchgehenden Betrieb der Verpackungsmaschine.
Bei gedrucktem Verpackungsmaterial mit wiederkehrendem Druck muß die Relativstellung von ablaufender und neuer Bahn beim Verbinden beider Bahnen beachtet werden. Sollen nämlich gleichmäßige Zuschnitte aus der Bahn gefertigt werden, sind die Bahnen positionsgerecht miteinander zu verbinden. Um eine positionsgerechte Verbindung herzustellen, sind die Materialbahnen mit im Abstand von Zuschnittslängen auf der Bahn aufgedruckten Druckmarken versehen. Es sind Markenleser bekannt, welche die aufgedruckten Druckmarken erkennen und den Vorgang des Verbindens anhand der erkannten Druckmarken steuern.
Nachteilhafterweise erkennen bekannte Markenleser jedoch zwischen den Druckmarken aufgedruckte Fremddrucke fälschlicherweise ebenfalls als Druckmarken, wenn diese Fremddrucke eine ähnliche Kontur wie die Druckmarken aufweisen. Dies kann zu einer Fehlsteuerung der Verpackungsmaschine führen.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein verbessertes Erkennen von Druckmarken zu schaffen, das auch dann fehlerfrei funktioniert, wenn zwischen den Druckmarken in derselben Bewegungsbahn wie die Druckmarken Fremddrucke aufgebracht sind.
Zur Lösung dieses Problems ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Breiten der Aufdrucke sowie die Abstände zwischen, insbesondere benachbarten, Aufdrucken ermittelt werden und wenn Breite und Abstand mit vorbestimmten Werten im wesentlichen übereinstimmen, ein Aufdruck als Druckmarke erkannt wird.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Lösung dieses Problems dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit derart ausgelegt ist, daß anhand eines Sensorsignals die Breiten der Aufdrucke sowie die Abstände zwischen, insbesondere benachbarten, Aufdrucken ermittelbar sind und wenn Breite und Abstand mit vorbestimmten Werten im wesentlichen übereinstimmen, ein Aufdruck als Druckmarke erkennbar ist.
Erfindungsgemäß werden Breite von Aufdrucken sowie folgende Leerräume erkannt und ausgemessen und mit eingegebenen Referenzwerten verglichen. Bei Übereinstimmung mit den Referenzwerten, wird ein Aufdruck als Druckmarke erkannt. Auf diese Weise kann man zuverlässig zwischen Fremddrucken und Druckmarken unterscheiden. Insbesondere kann man auf diese Weise Fehlerkennungen von Aufdrucken als Druckmarken vermeiden.
Die erkannten Druckmarken werden für die Steuerung von sogenannten Splice-Vorgängen bzw. Vorgängen zum Verbinden von ablaufender mit neuer Materialbahn verwendet. Dabei werden beim Verbinden die Materialbahnen derart positioniert, daß die Druckmarken auch im Bereich des Verbindens gleiche Abstände behalten.
Ferner kann man durch eine während des Betriebs fortlaufende Druckmarkendetektion eine ständige Kontrolle der richtigen Vorschubgeschwindigkeit der Materialbahn bezüglich des Einleitens von Abschneidevorgängen, z. B. zum Fertigen von Zuschnitten, erzielen. Insbesondere kann man toleranzbedingtem, kontinuierlichen Verschieben durchzuführender Schnitte entgegenwirken, das zum Hinauslaufen des Schnittes aus seiner richtigen Position führen kann. Dadurch vermeidet man Fehlpackungen.
Bevorzugt wird die Drehzahl einer die ablaufende und/oder neue Materialbahn tragende Bobine in Abhängigkeit des Füllgrades eines Bahnspeichers und der Drehzahl bzw. Geschwindigkeit der betriebenen Maschine bzw. der Fördergeschwindigkeit der Bahn berechnet und eingestellt. Bevorzugt wird dabei auch der jeweilige Bobinendurchmesser berücksichtigt. Diese Drehzahlankopplung der Bobine an die Drehzahl der abnehmenden Maschine hat den Vorteil, daß die Pendelabweichungen des Bahnspeichers vermindert werden. Dadurch werden die Pendelbeschleunigungen bzw. Trägheitskräfte in dem Bahnspeicher vermindert, so daß die mechanische Spannung in der Bahn konstant ist. Ein Antrieb, z. B. ein Servomotor, gibt dabei die Drehzahl der ablaufenden bzw. neuen Bobine vor. Der Servomotor wird unter Berücksichtigung der Pendelabweichung und Maschinendrehzahl und insbesondere dem Bobinendurchmesser gesteuert, so daß sich die gewünschte Bobinendrehzahl einstellt.
Bevorzugt wird die Restmenge bzw. Länge der auf einer Bobine aufgewickelten Bahn und/oder der Bobinendurchmesser ermittelt aus den Drehwinkeln der Bobine und einer mit der Bahn mitlaufenden Umlenkrolle, insbesondere unter Berücksichtigung des Umfangs der Umlenkrolle. Es kann auch die Länge eines von der Bobine abgezogenen Bahnstücks bzw. der Verfahrweg eines die Bahn mitnehmenden Schlittens herangezogen werden. Der Drehwinkel der Bobine wird dabei durch einen Drebwinkelsensor erfaßt. Ebenso kann man den Drehwinkel der mitlaufenden Umlenkrolle über einen Drehwinkelsensor oder ein Zählwerk zum Zählen der Umdrehungen der Umlenkrolle erfassen. Ferner kann man mittels eines Sensors am mitnehmenden Schlitten den Verfahrweg des Schlittens ermitteln. Diese Größen gelangen an eine zentrale Recheneinheit, die aus den Größen den Bobinendurchmesser berechnet. Ebenso kann diese Recheneinheit aus den erfaßten Größen die Restmenge bzw. Länge der auf einer Bobine aufgewickelten Bahn berechnen.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1
eine Materialeinheit einer Verpackungsmaschine in schematischer Seitenansicht;
Fig. 2
eine Materialbahn mit Druckmarken und Fremddrucken und
Fig. 3
eine schematische Darstellung zur Ermittlung der Bobinensolldrehzahl.
Fig. 1 zeigt eine Materialeinheit 10 einer Verpackungsmaschine in schematischer Ansicht. Auf einem um eine Achse 11 drehbar gelagerten Bobinenarm 12 befinden sich an den Enden des Bobinenarms 12 eine ablaufende Bobine 13 und eine neue Bobine 14. Auf den Bobjnen 13, 14 ist jeweils eine Materialbahn aufgewikkelt. Derartige Materialbahnen finden insbesondere Verwendung beim Herstellen von Zuschnitten für Zigarettenpackungen sowie sonstige im Zusammenhang mit der Verpackung von Zigaretten verwendeten Verpackungseinheiten. Die Materialbahn 15 der ablaufenden Bobine 13 wird in Richtung des Pfeiles 16 zu dem Teil der Verpackungsmaschine gefördert, der aus der Materialbahn Verpackungen herstellt.
Wenn sich die ablaufende Bobine 13 ihrem Ende nähert, muß die ablaufende Materialbahn 15 mit der neuen Materialbahn 17 der neuen Bobine 14 verbunden werden. Dieses Verbinden erfolgt in einer Verbindungsvorrichtung 18, die einen pneumatisch betriebenen Linearschlitten 19 aufweist. An dem Linearschlitten 19 befindet sich ein Greiferschlitten 20, der in Richtung des Pfeiles 21 und in umgekehrte Richtung linear verfahrbar ist und sich in Richtung seiner gestrichelt dargestellten Position bewegen kann, um ein Ende der neuen Materialbahn 17 zu greifen.
Nach Ergreifen des Endes der neuen Materialbahn 17 fährt der Greiferschlitten 20 in Richtung des Pfeiles 21 in seine untere, voll ausgezogen dargestellte Position. Die genaue Position wird durch einen Sensor in Form eines Lichttasters 22 gesteuert, der Druckmarken auf der Materialbahn erfaßt. Der Linearschlitten 19 zieht also die neue Materialbahn 17 soweit nach unten, daß sich eine Druckmarke an einer bestimmten Position befindet. Ein zweiter Sensor in Form eines Lichttasters 23 tastet die Druckmarken der ablaufenden Materialbahn 15 ab.
Umlenkrollen 24-28 führen die ablaufende Materialbahn 15 von der ablaufenden Bobine vorbei an dem zweiten Lichttaster 23 zu einem Materialspeicher 32. Die Umlenkrolle 24 führt die ablaufende Materialbahn 15 an der neuen Bobine 14 vorbei. Im Bereich zwischen den Umlenkrollen 25, 26 befindet sich die ablaufende Materialbahn 15 im wesentlichen parallel zu der neuen Materialbahn 17.
Zwischen den Umlenkrollen 27, 28 ist eine weitere Umlenkrolle 29 angeordnet, die ein Zählwerk zum Zählen der Anzahl der Umdrehungen der Umlenkrolle 29 aufweist. Das Zählwerk erhält von sogenannte Initiatoren 30, 31, d. h. berührungslose Sensoren, Signale, die vom Zählwerk gezählt werden. Aus der Anzahl der Umdrehungen, insbesondere auch von Bruchteilen von Umdrehungen, kann man auf die Länge der an der Unlenkrolle 29 vorbeigeförderten Materialbahn 15 schließen. Dabei ist der Durchmesser bzw. Umfang der Umlenkrolle 29 zu berücksichtigen. Die Umrechnung von Umdrehungen in Längen erfolgt in einer nicht dargestellten Steuereinheit. Alternativ kann man die Länge der geförderten Materialbahn 15 auch durch einen Drehwinkelgeber, ebenfalls unter Berücksichtigung des Druchmessers bzw. Umfangs der Umlenkrolle 29, ermitteln.
Der Materialspeicher 32 weist je eine Reihe oberer Umlenkrollen 33 und unterer Umlenkrollen 34 auf. Er dient dazu, ein Verzögern der Förderbewegung der ablaufenden Materialbahn 15 im Bereich zwischen den Umlenkrollen 24 bis 28, beispielsweise beim Verbinden der ablaufenden Materialbahn 15 mit der neuen Materialbahn 17, auszugleichen. Um diesen Ausgleich zu gewährleisten, ist die Reihe unterer Umlenkrollen 34 in der Höhe verschiebbar angeordnet. Durch diese Verschiebbarkeit ist der Materialspeicher 32 in der Lage, unterschiedliche Materialbahnlängen aufzunehmen. Alternativ kann auch die Reihe oberer Umlenkrollen 33 in der Höhe verstellbar angeordnet sein. Ebenso ist es möglich sowohl obere als auch untere Reihe von Umlenkrollen 33, 34 höhenverstellbar zu positionieren. Letztlich kommt es auf eine Änderung der Relativstellung der Reihe oberer Umlenkrollen 33 zur Reihe unterer Umlenkrollen 34 an.
Beim Verbinden der ablaufenden Materialbahn 15 mit der neuen Materialbahn 17 befindet sich die neue Materialbahn 17 in durch den Linearschlitten 19 nach unten gezogenen, an einer erkannten Druckmarke ausgerichteten Position. Die ablaufende Materialbahn 15 wird verzögert bzw. angehalten und zwar derart, daß sich eine auf der ablaufenden Materialbahn 15 erkannte Druckmarke in entsprechender Position zur Druckmarke der neuen Materialbahn 17 befindet. Nachdem diese Ausrichtung anhand der Druckmarken erfolgt ist, werden ablaufende Materialbahn 15 und neue Materialbahn 17 übereinander gebracht und verbunden bzw. verklebt.
Am Greiferschlitten 20 ist ein weiterer Initiator 35 angebracht, der zum Ermitteln der exakten Position des Greiferschlittens 20 auf der Linearführung 19 dient. Anhand der ermittelten Position des Greiferschlittens 20 läßt sich der Verfahrweg S des Greiferschlittens 20 bestimmen. Ferner befindet sich an jedem Ende des Bobinenarms 12 - sowohl an der ablaufenden Bobine 13 als auch an der neuen Bobine 14 - je ein Drehwinkelsensor. Mittels dieses Drehwinkelsensors kann der Drehwinkel der jeweiligen Bobine erfaßt werden. Der Drehwinkel der neuen Bobine 14 ist mit ϕ bezeichnet. Anhand des von dem Greiferschlitten 20 zurückgelegten Verfahrweges S sowie dem Drehwinkel ϕ der neuen Bobine 14 läßt sich der Bobinendurchmesser berechnen. Er ergibt sich aus dem Quotienten der zweifachen Meßstrecke und dem Drehwinkel ϕ der Bobine, das heißt Bobinendurchmesser = 2 * Verfahrweg S/Drehwinkel ϕ.
Fig. 2 erläutert das automatische Erkennen der richtigen Druckmarke und zeigt eine Materialbahn 36 mit Druckmarken 37-39. Zwischen den Druckmarken 37-39 befinden sich Fremddrucke 40-42, die als Aufdrucke bezeichnet werden. Die gestrichelten Linien deuten jeweils Anfang bzw. Ende eines Zuschnitts an.
Die Erfindung ermöglicht es unter den Aufdrucken diejenigen "herauszufiltern", welche die Druckmarken darstellen. Dabei erfolgt das automatische Erkennen der richtigen Druckmarken 37-39 über zwei Kriterien. Zum einen wird die Breite 43 der Aufdrucke, zum anderen der Abstand 44 zwischen zwei Aufdrucken gemessen. Der Abstand sowie die Breite werden mittels der Lichttaster 22, 23 ermittelt und die gemessenen Werte einer Auswerteeinheit zugeführt. Die Auswerteeinheit hat zuvor Referenzdaten für die Breite einer Druckmarke sowie den Abstand zwischen einer Druckmarke und einem Fremddruck erhalten. Die Auswerteeinheit vergleicht eine gemessene Breite mit der zuvor eingegebenen Breite sowie einen gemessenen Abstand mit dem zuvor eingegebenen Abstand und erzeugt ein entsprechendes Signal, falls die Werte im wesentlichen übereinstimmen. Dieses erzeugte Signal zeigt das Erkennen einer Druckmarke an. Diese Messungen können entweder nur zum Einleiten eines Verbindungsvorganges zweier Materialbahnen oder aber permanent während des Betriebs der Anlage/Verpackungsmaschine, insbesondere der Materialeinheit 10, erfolgen.
Diese Methode erlaubt es zuverlässig auch dann Druckmarken richtig zu erkennen, wenn in Bewegungsrichtung gesehen zwischen den Druckmarken 37-39 auch Fremddrucke 40-42 angeordnet sind. Dabei ist es durchaus möglich, daß Fremddrucke die gleiche Breite aufweisen wie die Druckmarken und gleichwohl zuverlässig zwischen Fremddrucken und Druckmarken unterschieden werden kann, da neben der Breite auch der Abstand zwischen Aufdrucken berücksichtigt wird.
Mit Hilfe der automatischen Erkennung einer Druckmarke ist es möglich, eine Druckmarke während des gesamten Abwickelvorgangs zu kontrollieren. Anhand des beschriebenen Verfahrens ist eine Identifizierung der richtigen Druckmarke auch im laufenden Betrieb der Anlage möglich. Eine einmal identifizierte Druckmarke kann weiterverfolgt werden, indem die nächste Druckmarke im Abstand von einer Zuschnittslänge erwartet und erkannt wird.
Fig. 3 erläutert die Bobinendrehzahl für den Antrieb der aktiven Bobine, d.h. der Bobine, von der die Materialbahn direkt der abnehmenden Verpackungsmaschine zugeführt wird. In Fig. 1 wäre dies die ablaufende Bobine 13. Die aktive Bobine wird angetrieben durch einen nicht dargestellten Motor. Die Drehzahl der Bobine wird dabei vom Antrieb vorgegeben. Diese Drehzahl ist durch den unteren Block 45 dargestellt.
Die Bobinendrehzahl 45 ist abhängig von der als Block 46 dargestellten Pendelabweichung und der als Block 47 dargestellten Maschinendrehzahl. Dabei bedeutet Pendelabweichung die Abweichung des Materialspeichers 32 von einem normalen Füllgrad und Maschinendrehzahl die Arbeitsgeschwindigkeit der Verpackungsmaschine bezogen auf ein sich in der Verpackungsmaschine befindendes, drehendes Referenzrad. Die Maschinendrehzahl ist in der Regel abhängig von der Fördergeschwindigkeit der Materialbahn im Bereich der Verpackungsmaschine, d.h. insbesondere im Bereich stromabwärts des Materialspeichers 32.
Durch diese Art der Steuerung des Bobinenantriebs nach einer Bobinensolldrehzahl erreicht man eine Minderung der Pendelabweichungen des Bahnspeichers bzw. der Regelschwankungen des Materialspeichers 32. Dadurch erhält man eine gleichmäßigere Bahnspannung, da durch vermindernde Pendelabweichungen die Pendelbeschleunigungen und Trägheitskräfte kleiner sind.
Außer der Pendelabweichung und der Maschinendrehzahl kann in die Berechnung der Bobinendrehzahl auch der aktuelle Bobinendurchmesser einfließen. Dann erhält man eine Drehzahlankopplung der abnehmenden Maschine unter Berücksichtigung des aktuellen Bobinendurchmessers sowie zweier Proportionalitätsfaktoren (Faktor1, Faktor2) gemäß folgender Gleichung Bobinendrehzahl = Faktor1/Bobinendurchmesser * (Maschinendrehzahl + Faktor2 * Pendelabweichung)
Dabei wird der Bobinendurchmesser anhand folgender Gleichung berechnet: Bobinendurchmesser = Umdrehungen der Umlenkrolle * Umfang der Umlenkrolle/Bobinendrehwinkel ϕ
Im erläuterten Beispiel kann man den ermittelten Bobinendurchmesser für folgende Vorgänge verwenden. Erstens kann man anhand des Bobinendurchmessers das Ende der ablaufenden Materialbahn vorhersagen und entsprechend kurz vor Ablauf der ablaufenden Materialbahn den Splice-Vorgang starten. Zweitens kann man anhand des Bobinendurchmessers den Drehwinkel ϕ der Bobine in eine Materialbahnlänge umrechnen. Drittens kann man mit Hilfe des Bobinendurchmessers die Bobinendrehzahl an die Drehzahl der abnehmenden Maschine anpassen.
Die Ermittlung des Bobinendurchmessers ermöglicht somit vielfältige Einsatzgebiete. Insbesondere im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Druckmarkenerkennung ergibt sich die Möglichkeit einer leistungsfähigen und störungssicheren Verbindung einer ablaufenden mit einer neuen Materialbahn.
Bezugszeichenliste:
10
Materialeinheit
11
Achse
12
Bobinenarm
13
ablaufende Bobine
14
neue Bobine
15
ablaufende Materialbahn
16
Pfeil
17
neue Materialbahn
18
Verbindungsvorrichtung
19
Linearschlitten
20
Greiferschlitten
21
Pfeil
22
Lichttaster
23
Lichttaster
24
Umlenkrolle
25
Umlenkrolle
26
Umlenkrolle
27
Umlenkrolle
28
Umlenkrolle
29
Umlenkrolle
30
Initiator
31
Initiator
32
Materialspeicher
33
obere Umlenkrolle
34
untere Umlenkrolle
35
Initiator
36
Materialbahn
37
Druckmarke
38
Druckmarke
39
Druckmarke
40
Fremddruck
41
Fremddruck
42
Fremddruck
43
Breite eines Aufdrucks
44
Abstand zwischen Aufdrucken
45
Bobinendrehzahl
46
Pendelabweichung
47
Maschinendrehzahl
S
Verfahrweg
ϕ
Drehwinkel

Claims (13)

  1. Verfahren zum automatischen Erkennen von auf Bahnen (15, 17), insbesondere aus Verpackungsmaterial, in regelmäßigen Abständen aufgebrachten Druckmarken (37, 38, 39) aus Aufdrucken, welche die Druckmarken (37, 38, 39) und in regelmäßigen Abständen in derselben Bewegungsbahn wie die Druckmarken (37, 38, 39) aufgebrachte Fremddrucke (40, 41, 42) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Breiten (43) der Aufdrucke sowie die Abstände (44) zwischen, insbesondere benachbarten, Aufdrucken ermittelt werden und wenn Breite (43) und Abstand (44) mit vorbestimmten Werten im wesentlichen übereinstimmen, ein Aufdruck als Druckmarke (37, 38, 39) erkannt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anhand einer erkannten Druckmarke (37, 38, 39) ein Vorgang zum Verbinden einer ablaufenden (15) mit einer neuen (12) Bahn eingeleitet wird, so daß die ablaufende (15) und die neue (17) Bahn derart positionsgerecht verbunden werden, daß die Druckmarken (37, 38, 39) auch im Bereich des Verbindens den regelmäßigen Abständen der Druckmarken (37, 38, 39) entsprechende Abstände aufweisen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Restmenge bzw. Länge der auf einer Bobine (13, 14) aufgewickelten Bahn (15, 17) und/oder der Bobinendurchmesser ermittelt wird aus dem Drehwinkel (ϕ) der Bobine und dem Drehwinkel einer mit der Bahn mitlaufenden Umlenkrolle, insbesondere unter Berücksichtigung des Umfangs der Umlenkrolle, oder der Länge eines von der Bobine (13, 14) abgezogenen Bahnstücks bzw. dem Verfahrweg eines die Bahn mitnehmenden Schlittens (19, 20), wobei insbesondere der Bobinendurchmesser zum Umrechnen von Drehwinkelmeßwerten (ϕ) der Bobine in Bahnlängen verwendet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt des Verbindens und/oder eines Trennschnitts, insbesondere an der ablaufenden Bahn (15), ermittelt wird aus dem Drehwinkel (ϕ) der Bobine und dem Drehwinkel einer mit der Bahn mitlaufenden Umlenkrolle, insbesondere unter Berücksichtigung des Umfangs der Umlenkrolle, oder der Länge eines von der Bobine (13, 14) abgezogenen Bahnstücks bzw. dem Verfahrweg eines die Bahn mitnehmenden Schlittens (19, 20).
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzustellende Drehzahl der ablaufenden oder neuen Bobine in Abhängigkeit des Füllgrades eines Bahnspeichers (32) und der Drehzahl bzw. Geschwindigkeit der betriebenen Maschine bzw. der Fördergeschwindigkeit der Bahn berechnet wird, wobei insbesondere die Bobinendrehzahl auch in Abhängigkeit des jeweiligen Bobinendurchmessers berechnet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Beginn des Verbindens der Bahnspeicher (32) im wesentlichen vollständig gefüllt ist.
  7. Vorrichtung zum Erkennen von auf Bahnen (15, 17), insbesondere aus Verpackungsmaterial, in regelmäßigen Abständen aufgebrachten Druckmarken (37, 38, 39) aus Aufdrucken, welche die Druckmarken (37, 38, 39) und in regelmäßigen Abständen in derselben Bewegungsbahn wie die Druckmarken (37, 38, 39) aufgebrachte Fremddrucke (40, 41, 42) aufweisen, mit einem Sensor (22, 23) zum Abtasten der Aufdrucke und einer mit dem Sensor (22, 23) verbundenen Auswerteeinheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit derart ausgelegt ist, daß anhand eines Sensorsignals die Breiten (43) der Aufdrucke sowie die Abständen (44) zwischen, insbesondere benachbarten, Aufdrucken ermittelbar sind und wenn Breite (43) und Abstand (44) mit vorbestimmten Werten im wesentlichen übereinstimmen, ein Aufdruck als Druckmarke (37, 38, 39) erkennbar ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Vorrichtung zum Verbinden einer ablaufenden (15) mit einer neuen (17) Bahn verbunden ist, so daß die ablaufende (15) und die neue (17) Bahn so positionsgerecht verbindbar sind, daß die Druckmarken (38, 39, 40) auch im Verbindungsbereich dem regelmäßigen Abständen der Druckmarken (38, 39, 40) entsprechende Abstände aufweisen.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Sensor zum Abtasten der Aufdrucke auf der ablaufenden (15) und der neuen (17) Bahn vorgesehen ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch einen Drehwinkelsensor zum Messen eines Drehwinkels (ϕ) einer Bobine, auf welche die Bahn (15, 17) aufgewickelt ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch einen Drehwinkelsensor zum Messen eines Drehwinkels (ϕ) einer mit einer Bahn (15, 17), inbesondere der ablaufenden. Bahn (17), mitlaufenden Umlenkrolle (29) bzw. ein Zählwerk zum Zählen der Umdrehungen der Umlenkrolle (29).
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, gekennzeichnet durch einen Sensor (35) zum Erfassen der Länge eines von der Bobine (13, 14) abgezogenen Bahnstücks bzw. zum Erfassen des Verfahrwegs eines eine Bahn (13, 14) mitnehmenden Schlittens (19, 20).
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, die derart ausgelegt ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
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