EP0982252B1 - Method for automatic splicing of two strips of packaging material - Google Patents

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EP0982252B1
EP0982252B1 EP99115358A EP99115358A EP0982252B1 EP 0982252 B1 EP0982252 B1 EP 0982252B1 EP 99115358 A EP99115358 A EP 99115358A EP 99115358 A EP99115358 A EP 99115358A EP 0982252 B1 EP0982252 B1 EP 0982252B1
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EP
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web
finishing
new
reel
process according
Prior art date
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EP99115358A
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German (de)
French (fr)
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EP0982252A1 (en
Inventor
Heinz Focke
Eckhard Grundmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Focke and Co GmbH and Co KG
Original Assignee
Focke and Co GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Focke and Co GmbH and Co KG filed Critical Focke and Co GmbH and Co KG
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Application granted granted Critical
Publication of EP0982252B1 publication Critical patent/EP0982252B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2511/00—Dimensions; Position; Numbers; Identification; Occurrences
    • B65H2511/40—Identification
    • B65H2511/413—Identification of image
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    • 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 automatically connecting an outgoing Web of packaging material with a new web, the webs in Periodically spaced print marks for control of organs and wherein the process of joining in accordance with Consumption of the running web is initiated, namely by determining a residual length of the trajectory.
  • Efficient packaging machines handle the packaging material of particular importance, with the use of manual labor is to be kept as low as possible.
  • Mainly processing packaging machines Packaging material in the form of long webs of material, called bobbins available. When using a running track, the new train should be possible be connected to the running track without manual intervention. This ensures a continuous operation of the packaging machine.
  • the relative position must be observed from running and new track while connecting both tracks become. Namely, even blanks are made from the web are, the webs are to connect in the right place with each other. To a positionally correct To connect, the webs are at a distance provided by blank lengths printed on the web print marks. There are Brand readers known which recognize the printed print marks and the Control the process of joining based on the detected print marks.
  • EP 0 211 291 discloses a device in which the initial section of the new path before a connection does not automatically move to a reference position is brought for subsequent joining, but by hand an operator must be attached to a web holder. The exact position This initial section must be recognized by hand, with only the Position of the trajectory before joining via a print mark recognition of the brand reader.
  • US 5 518 202 discloses a connection method for connecting an outgoing one railway with a new railway, in which the new railway by means of a Swing lever is brought into a connection position.
  • EP 0 831 048 A1 discloses a method for adjusting the tension of a material web. To calculate the residual length of the material web, the angle of rotation the running track is related to the length of one of the reel the running web withdrawn track piece.
  • the invention is based on the problem, an improved method for positionally correct To create connecting material webs.
  • the detected print marks are used for the control of the so-called splice processes or processes for connecting from running with new material web used.
  • the material webs are positioned in such a way during that the print marks keep the same distances even in the area of the connection.
  • the width of imprints and the following empty spaces can be detected and measured and compared with input reference values. If it matches the reference values, it will print as a print mark recognized. In this way you can reliably between foreign prints and differentiate between print marks. In particular, you can in this way error detection Avoid printing as print marks.
  • the speed of one of the expiring and / or new Web carrying Bobine depending on the degree of filling of a Bru appointmentss and the speed or speed of the operated Calculated machine or the conveying speed of the trajectory and set.
  • Preference is given to the respective Bobbin diameter taken into account.
  • This speed connection the bobbin has the speed of the waning machine Advantage that reduces the pendulum deviations of the web memory become.
  • the pendulum accelerations or Inertia forces in the web memory is reduced, so that the mechanical Tension in the web is constant.
  • a drive, for. B. a servomotor while the speed of the expiring or new bobbins.
  • the servomotor is under consideration the pendulum deviation and engine speed and in particular the Bobbin diameter controlled, so that the desired Bobinenburniere established.
  • the length of the withdrawn piece of web is the running track determined from the angle of rotation of a running with the running web Pulley, in particular taking into account the Circumference of the pulley.
  • angle of the bobbin is detected by a rotation angle sensor.
  • These sizes reach a central one Arithmetic unit that calculates the bobbin diameter from the sizes. Likewise, this arithmetic unit from the detected sizes the remaining amount or length of wound on a reel Calculate the train.
  • Fig. 1 shows a material unit 10 of a packaging machine in a schematic view.
  • rotatable mounted Bobinenarm 12 are located at the ends of the Bobinenarms 12 an expiring reel 13 and a new reel 14.
  • a material web is wound in each case. Such webs are used in particular when making 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 the part in the direction of arrow 16 promoted the packaging machine, from the web Produces packaging.
  • Pulleys 24-28 lead the expiring web 15 of the running bobbin past the second light sensor 23 to a material storage 32.
  • the guide roller 24 performs the expiring Material web 15 past the new reel 14.
  • 26 is the expiring Material web 15 substantially parallel to the new material web 17th
  • deflection roller 29 Between the pulleys 27, 28 is another deflection roller 29, which is a counter for counting the number of revolutions the deflection roller 29 has.
  • the counter receives from so-called initiators 30, 31, d. H. non-contact sensors, Signals counted by the counter. From the number of Revolutions, especially fractions of revolutions, can be carried along the length of the guide roller 29 on the length Close material web 15. Here is the diameter or circumference of the guide roller 29 to be considered. The conversion of turns in lengths takes place in a not shown Control unit. Alternatively, you can choose the length of the subsidized Material web 15 also by a rotary encoder, also taking into account the diameter or circumference the deflection roller 29, determine.
  • the material storage 32 each has a number of upper pulleys 33 and lower pulleys 34. He serves a 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 Material web 17, compensate. To ensure this balance, is the row of lower pulleys 34 in height displaced arranged. Due to this displacement is the material storage 32 capable of different web lengths take. Alternatively, the row of upper pulleys 33 be arranged adjustable in height. As well It is possible both upper and lower row of pulleys 33, 34 height adjustable to position. Ultimately it comes to a change in the relative position of the series upper Deflection rollers 33 to the row of lower pulleys 34 at.
  • a further initiator 35 is mounted, which serves to determine the exact position of the gripper carriage 20 on the linear guide 19.
  • the travel S of the gripper carriage 20 can be determined.
  • the rotation angle sensor By means of this rotation angle sensor, the rotation angle of the respective bobbin can be detected.
  • the angle of rotation of the new reel 14 is denoted by ⁇ .
  • Fig. 2 illustrates the automatic recognition of the correct print mark and shows a web of material 36 with print marks 37-39. Between the print marks 37-39 there are foreign prints 40-42, which are referred to as imprints. The dashed lines indicate each beginning or end of a blank.
  • the invention makes it possible among the imprints "filter out” which represent the print marks. This takes place the automatic recognition of the correct print marks 37-39 over two criteria.
  • the distance and the width are using the light scanner 22, 23 and the measured values of an evaluation unit fed.
  • the evaluation unit has previously reference data for the width of a print mark and the distance between a print mark Print mark and a foreign pressure received.
  • the evaluation unit compares a measured width with the previously entered one Width as well as a measured distance with the previously entered Distance and generates a corresponding signal, if the values are essentially the same. This generated signal indicates the detection of a print mark.
  • These measurements can either only be used to initiate a connection process two webs or permanently during operation the plant / packaging machine, in particular the material unit 10, done.
  • This method also reliably allows print marks to recognize correctly when viewed in the direction of movement between the print marks 37-39 and foreign prints 40-42 are arranged. It is quite possible that foreign prints the same Have width as the print marks and yet reliable can be distinguished between external printing and print marks can, in addition to the width of the distance between imprints is taken into account.
  • Fig. 3 illustrates the Bobinenburniere for driving the active Bobine, i. the bobbin, from which the material web directly the decreasing packaging machine is supplied. In Fig. 1 this would be the expiring reel 13.
  • the active reel is powered by a motor, not shown.
  • the speed The bobbin is thereby specified by the drive. This speed is shown by the lower block 45.
  • Bobbin speed 45 is dependent on what is shown as block 46 Pendulum deviation and the block 47 shown Engine speed.
  • Pendulum deviation means the deviation the material storage 32 of a normal degree of filling and Machine speed the working speed of the packaging machine based on a packaging machine, rotating reference wheel.
  • the engine speed is in the Usually depending on the conveying speed of the material web in the area of the packaging machine, i. especially in the field downstream of the material reservoir 32.
  • the determination of the bobbin diameter thus allows a variety Applications.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Verbinden einer ablaufenden Bahn aus Verpackungsmaterial mit einer neuen Bahn, wobei die Bahnen in regelmäßigen Abständen voneinander angeordnete Druckmarken zur Steuerung von Organen aufweisen und wobei der Vorgang des Verbindens nach Maßgabe des Verbrauchs der ablaufenden Bahn eingeleitet wird, nämlich durch Feststellen einer Restlänge der ablaufenden Bahn.The invention relates to a method for automatically connecting an outgoing Web of packaging material with a new web, the webs in Periodically spaced print marks for control of organs and wherein the process of joining in accordance with Consumption of the running web is initiated, namely by determining a residual length of the trajectory.

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.Efficient packaging machines handle the packaging material of particular importance, with the use of manual labor is to be kept as low as possible. Mainly processing packaging machines Packaging material in the form of long webs of material, called bobbins available. When using a running track, the new train should be possible be connected to the running track without manual intervention. This ensures a continuous operation of the packaging machine.

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.For printed packaging material with recurring pressure, the relative position must be observed from running and new track while connecting both tracks become. Namely, even blanks are made from the web are, the webs are to connect in the right place with each other. To a positionally correct To connect, the webs are at a distance provided by blank lengths printed on the web print marks. There are Brand readers known which recognize the printed print marks and the Control the process of joining based on the detected print marks.

Die EP 0 211 291 offenbart eine Vorrichtung bei der der Anfangsabschnitt der neuen Bahn vor einem Verbindungsvorgang nicht automatisch in eine Referenzposition für das anschließende Verbinden gebracht wird, sondern händisch von einem Bediener an einem Bahnhalter befestigt werden muss. Die exakte Position dieses Anfangsabschnitts muss dabei von Hand erkannt werden, wobei nur die Position der ablaufenden Bahn vor dem Verbinden über eine Druckmarkenerkennung des Markenlesers festgelegt wird.EP 0 211 291 discloses a device in which the initial section of the new path before a connection does not automatically move to a reference position is brought for subsequent joining, but by hand an operator must be attached to a web holder. The exact position This initial section must be recognized by hand, with only the Position of the trajectory before joining via a print mark recognition of the brand reader.

Das gleiche gilt für eine in der US 4 859 270 gezeigte Vorrichtung.The same applies to a device shown in US 4,859,270.

Auch in der US 5 284 197 ist ein Verbindungsverfahren dargestellt, bei der vor dem Verbinden eine Referenzposition für die neue Bahn händisch ermittelt werden muss. Der Anfangsabschnitt der neuen Bahn wird in dieser Referenzposition während des Verbindungsvorganges festgehalten. Nur die Druckmarken der ablaufenden Bahn werden vor dem Verbinden erkannt und dann die ablaufende Bahn in entsprechender Position zur neuen Bahn angehalten.Also in US 5,284,197 a connection method is shown in which before the connecting a reference position for the new train are determined manually got to. The initial section of the new lane will be in this reference position during recorded the connection process. Only the print marks of the expiring Track are recognized before connecting and then the running track in corresponding position to the new train stopped.

Aus der EP 0 186 750 ist ein Verfahren zur Erkennung von Fremddrucken, die zwischen den Druckmarken angeordnet sind, bekannt, bei dem diese Fremddrucke dadurch ermittelt werden, dass bestimmte Merkmale der zu erkennenden Drucke über Sensoren abgetastet werden und diese Merkmale mit gespeicherten Merkmalen verglichen werden.From EP 0 186 750 a method for detecting foreign prints, the are arranged between the print marks, known in which these foreign prints be determined by identifying certain characteristics of the Prints are scanned via sensors and these features are stored with Characteristics are compared.

Die US 5 518 202 offenbart ein Verbindungsverfahren zum Verbinden einer ablaufenden Bahn mit einer neuen Bahn, bei der die neue Bahn mittels eines Schwenkhebels in eine Verbindungsposition gebracht wird.US 5 518 202 discloses a connection method for connecting an outgoing one Railway with a new railway, in which the new railway by means of a Swing lever is brought into a connection position.

Die EP 0 831 048 A1 zeigt ein Verfahren zum Anpassen der Spannung einer Materialbahn. Zur Berechnung der Restlänge der Materialbahn wird der Drehwinkel der ablaufenden Bahn in Beziehung gesetzt zu der Länge eines von der Bobine der ablaufenden Bahn abgezogenen Bahnstücks.EP 0 831 048 A1 discloses a method for adjusting the tension of a material web. To calculate the residual length of the material web, the angle of rotation the running track is related to the length of one of the reel the running web withdrawn track piece.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum positionsgerechten Verbinden von Materialbahnen zu schaffen.The invention is based on the problem, an improved method for positionally correct To create connecting material webs.

Zur Lösung dieses Problems ist das eingangs genannte Verfahren durch folgende zusätzliche Merkmale gekennzeichnet:

  • a) die Restlänge der ablaufenden Bahn wird anhand des Drehwinkels der Bobine der ablaufenden Bahn und einer Länge eines von der Bobine der ablaufenden Bahn abgezogenen Bahnstücks ermittelt,
  • b) ein Linearschlitten mit einem linear verfahrbaren Greiferschlitten greift einen Anfangsabschnitt der neuen Bahn,
  • c) der Anfangsabschnitt der neuen Bahn wird durch den linear verfahrbaren Greiferschlitten von der Bobine der neuen Bahn abgezogen und in einer durch Abtasten der Druckmarken der neuen Bahn bestimmten exakten Stellung zur Verbindung mit der ablaufenden Bahn derart bereitgehalten, dass die ablaufende Bahn und die neue Bahn positionsgerecht verbindbar sind,
  • d) die ablaufende Bahn wird verzögert oder angehalten und mittels auf dieser befindlicher Druckmarken in Bezug auf die durch den Linearschlitten positionierte neue Bahn derart ausgerichtet, dass sich eine auf der ablaufenden Bahn erkannte Druckmarke in entsprechender Position zur Druckmarke der neuen Bahn befindet,
  • e) die ablaufende und die neue Bahn werden in dieser Verbindungsstellung miteinander verbunden.
    • To solve this problem, the method mentioned above is characterized by the following additional features:
  • a) the residual length of the running web is determined on the basis of the angle of rotation of the bobbin of the running web and a length of a web drawn off from the bobbin of the running web,
  • b) a linear slide with a linearly movable gripper carriage engages an initial section of the new web,
  • c) the initial section of the new web is withdrawn from the reel of the new web by the linearly movable gripper carriage and held in an exact position determined by scanning the print marks of the new web for connection to the trajectory such that the trajectory and the new web are positionally connected,
  • (d) the trajectory being decelerated or stopped and aligned by means of marks thereon relative to the new trajectory positioned by the linear carriage such that a printing mark recognized on the trajectory is in position corresponding to the printing mark of the new web,
  • e) the running and the new train are connected in this connection position.

    • Die erkannten Druckmarken werden für die Steuerung der sogenannten Splice-Vorgänge bzw. Vorgänge 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.The detected print marks are used for the control of the so-called splice processes or processes for connecting from running with new material web used. The material webs are positioned in such a way during that the print marks keep the same distances even in the area of the connection.

    Die Breite von Aufdrucken sowie folgende Leerräume kann erkannt und ausgemessen und mit eingegebenen Referenzwerten verglichen werden. 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. The width of imprints and the following empty spaces can be detected and measured and compared with input reference values. If it matches the reference values, it will print as a print mark recognized. In this way you can reliably between foreign prints and differentiate between print marks. In particular, you can in this way error detection Avoid printing as print marks.

    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.Furthermore, one can by a continuous during operation Print mark detection a constant control of the correct feed rate the material web with respect to the introduction of clipping operations, e.g. B. for the production of blanks, achieve. In particular, one can Toleranzbedingtem, continuous Counteract shifting to be performed cuts, that to skip the cut from its proper position can lead. This avoids bad packaging.

    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 ablaufenden 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.Preferably, the speed of one of the expiring and / or new Web carrying Bobine depending on the degree of filling of a Bahnspeichers and the speed or speed of the operated Calculated machine or the conveying speed of the trajectory and set. Preference is given to the respective Bobbin diameter taken into account. This speed connection the bobbin has the speed of the waning machine Advantage that reduces the pendulum deviations of the web memory become. As a result, the pendulum accelerations or Inertia forces in the web memory is reduced, so that the mechanical Tension in the web is constant. A drive, for. B. a servomotor, while the speed of the expiring or new bobbins. The servomotor is under consideration the pendulum deviation and engine speed and in particular the Bobbin diameter controlled, so that the desired Bobinendrehzahl established.

    Bevorzugt wird die Länge des abgezogenen Bahnstücks der ablaufenden Bahn ermittelt aus dem Drehwinkel einer mit der ablaufenden Bahn mitlaufenden Umlenkrolle, insbesondere unter Berücksichtigung des Umfangs der Umlenkrolle. winkel der Bobine wird dabei durch einen Drehwinkelsensor 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.Preferably, the length of the withdrawn piece of web is the running track determined from the angle of rotation of a running with the running web Pulley, in particular taking into account the Circumference of the pulley. angle of the bobbin is detected by a rotation angle sensor. Likewise, you can the rotation angle of the follower pulley via a rotation angle sensor or a counter for counting detect the revolutions of the pulley. Furthermore, one can by means of a sensor on the entraining slide the travel of the Determine sled. These sizes reach a central one Arithmetic unit that calculates the bobbin diameter from the sizes. Likewise, this arithmetic unit from the detected sizes the remaining amount or length of wound on a reel Calculate the train.

    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.
    Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description. Reference to the drawings, an embodiment of the invention will be explained in more detail. In the drawing show:
    Fig. 1
    a material unit of a packaging machine in a schematic side view;
    Fig. 2
    a material web with print marks and foreign prints and
    Fig. 3
    a schematic representation for determining the bobbin target speed.

    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 aufgewickelt. 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.Fig. 1 shows a material unit 10 of a packaging machine in a schematic view. On one about an axis 11 rotatable mounted Bobinenarm 12 are located at the ends of the Bobinenarms 12 an expiring reel 13 and a new reel 14. On the Bobjnen 13, 14 a material web is wound in each case. Such webs are used in particular when making 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 the part in the direction of arrow 16 promoted the packaging machine, from the web Produces packaging.

    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.When the expiring reel 13 approaches its end, the Expiring material web 15 with the new material web 17 of new Bobine 14 are connected. This connection takes place in a connecting device 18, a pneumatically operated Linear slide 19 has. On the linear slide 19th is a gripper carriage 20, which in the direction of Arrows 21 and in the reverse direction is linearly movable and to move in the direction of its dashed line position can to grab an end of the new material web 17.

    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.After gripping the end of the new web 17 of the drives Gripper carriage 20 in the direction of arrow 21 in its lower, fully extended position shown. The exact position will be controlled by a sensor in the form of a light sensor 22, the Detected print marks on the material web. The linear slide 19 So pulls the new web 17 so far down that a print mark is located at a certain position. One second sensor in the form of a light sensor 23 scans the print marks the expiring web 15 from.

    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.Pulleys 24-28 lead the expiring web 15 of the running bobbin past the second light sensor 23 to a material storage 32. The guide roller 24 performs the expiring Material web 15 past the new reel 14. In the area between the pulleys 25, 26 is the expiring Material web 15 substantially parallel to the new material web 17th

    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 Umlenkrolle 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 Durchmessers bzw. Umfangs der Umlenkrolle 29, ermitteln. Between the pulleys 27, 28 is another deflection roller 29, which is a counter for counting the number of revolutions the deflection roller 29 has. The counter receives from so-called initiators 30, 31, d. H. non-contact sensors, Signals counted by the counter. From the number of Revolutions, especially fractions of revolutions, can be carried along the length of the guide roller 29 on the length Close material web 15. Here is the diameter or circumference of the guide roller 29 to be considered. The conversion of turns in lengths takes place in a not shown Control unit. Alternatively, you can choose the length of the subsidized Material web 15 also by a rotary encoder, also taking into account the diameter or circumference the deflection roller 29, determine.

    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.The material storage 32 each has a number of upper pulleys 33 and lower pulleys 34. He serves a 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 Material web 17, compensate. To ensure this balance, is the row of lower pulleys 34 in height displaced arranged. Due to this displacement is the material storage 32 capable of different web lengths take. Alternatively, the row of upper pulleys 33 be arranged adjustable in height. As well It is possible both upper and lower row of pulleys 33, 34 height adjustable to position. Ultimately it comes to a change in the relative position of the series upper Deflection rollers 33 to the row of lower pulleys 34 at.

    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.When connecting the running material web 15 with the new Material web 17 is the new material web 17 in through the linear slide 19 pulled down, recognized at one Print mark aligned position. The running material web 15 is delayed or arrested in such a way that a on the running web 15 detected print mark in corresponding position to the print mark of the new material web 17 is located. After this alignment based on the print marks is done, running material web 15 and new material web 17 brought over each other and bonded or glued.

    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 Meßstrekke und dem Drehwinkel ϕ der Bobine, das heißt Bobinendurchmesser = 2 * Verfahrweg S/Drehwinkel ϕ. On the gripper carriage 20, a further initiator 35 is mounted, which serves to determine the exact position of the gripper carriage 20 on the linear guide 19. On the basis of the determined position of the gripper carriage 20, the travel S of the gripper carriage 20 can be determined. Further, at each end of the Bobinenarms 12 - both on the expiring reel 13 and the new reel 14 - each have a rotation angle sensor. By means of this rotation angle sensor, the rotation angle of the respective bobbin can be detected. The angle of rotation of the new reel 14 is denoted by φ. On the basis of traversed by the gripper carriage 20 travel S and the rotation angle φ of the new reel 14, the bobbin diameter can be calculated. It results from the quotient of the double Meßstrekke and the rotation angle φ of the bobbin, that is Bobbin diameter = 2 * travel S / rotation angle 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.Fig. 2 illustrates the automatic recognition of the correct print mark and shows a web of material 36 with print marks 37-39. Between the print marks 37-39 there are foreign prints 40-42, which are referred to as imprints. The dashed lines indicate each beginning or end of a blank.

    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 Aufdrukke, 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.The invention makes it possible among the imprints "filter out" which represent the print marks. This takes place the automatic recognition of the correct print marks 37-39 over two criteria. First, the width 43 of the printed, on the other hand, the distance 44 measured between two imprints. The distance and the width are using the light scanner 22, 23 and the measured values of an evaluation unit fed. The evaluation unit has previously reference data for the width of a print mark and the distance between a print mark Print mark and a foreign pressure received. The evaluation unit compares a measured width with the previously entered one Width as well as a measured distance with the previously entered Distance and generates a corresponding signal, if the values are essentially the same. This generated signal indicates the detection of a print mark. These measurements can either only be used to initiate a connection process two webs or permanently during operation the plant / packaging machine, in particular the material unit 10, done.

    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. This method also reliably allows print marks to recognize correctly when viewed in the direction of movement between the print marks 37-39 and foreign prints 40-42 are arranged. It is quite possible that foreign prints the same Have width as the print marks and yet reliable can be distinguished between external printing and print marks can, in addition to the width of the distance between imprints is taken into account.

    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.It is with the help of automatic recognition of a print mark possible, one print mark during the entire unwinding process to control. Based on the described method is a Identification of the right print brand during operation the system possible. A once identified print mark can be followed up by the next print mark in the distance expected and recognized from a blank length.

    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.Fig. 3 illustrates the Bobinendrehzahl for driving the active Bobine, i. the bobbin, from which the material web directly the decreasing packaging machine is supplied. In Fig. 1 this would be the expiring reel 13. The active reel is powered by a motor, not shown. The speed The bobbin is thereby specified by the drive. This speed is shown by the lower block 45.

    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.Bobbin speed 45 is dependent on what is shown as block 46 Pendulum deviation and the block 47 shown Engine speed. Pendulum deviation means the deviation the material storage 32 of a normal degree of filling and Machine speed the working speed of the packaging machine based on a packaging machine, rotating reference wheel. The engine speed is in the Usually depending on the conveying speed of the material web in the area of the packaging machine, i. especially in the field downstream of the material reservoir 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.By this type of control of the reel drive after a Bobbin setpoint speed achieves a reduction of the pendulum deviations the web memory or the control fluctuations of Material store 32. This gives a more even Web tension, since by reducing pendulum deviations the pendulum accelerations and inertial forces are smaller.

    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) In addition to the pendulum deviation and the machine speed, the actual bobbin diameter can also be included in the calculation of the bobbin speed. Then one obtains a speed coupling of the decreasing machine taking into account the current bobbin diameter and two proportionality factors (factor 1 , factor 2 ) according to the following equation Bobbin speed = factor 1 / Bobbin diameter * (Engine speed + factor 2 * Pendulum deviation)

    Dabei wird der Bobinendurchmesser anhand folgender Gleichung berechnet: Bobinendurchmesser = Umdrehungen der Umlenkrolle * Umfang der Umlenkrolle/Bobinendrehwinkel ϕ The bobbin diameter is calculated using the following equation: Bobbin diameter = revolutions of the pulley * Circumference of the pulley / bobbin rotation angle 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 Drehwinkeln ϕ der Bobine in eine Materialbahnlänge umrechnen. Drittens kann man mit Hilfe des Bobinendurchmessers die Bobinendrehzahl an die Drehzahl der abnehmenden Maschine anpassen.In the illustrated example, one can determine the determined bobbin diameter for the following operations. First, you can use of the bobbin diameter, the end of the running web predict and accordingly shortly before the end of the expiring Material web start the splicing process. Second, you can use of the bobbin diameter, the rotation angles φ of the bobbin in convert a web length. Third, you can help with the bobbin diameter the Bobinendrehzahl to the speed of adapt to decreasing machine.

    Die Ermittlung des Bobinendurchmessers ermöglicht somit vielfältige Einsatzgebiete. Insbesondere im Zusammenhang mit der Druckmarkenerkennung ergibt sich die Möglichkeit einer leistungsfähigen und störungssicheren Verbindung einer ablaufenden mit einer neuen Materialbahn. The determination of the bobbin diameter thus allows a variety Applications. In particular in connection with the Print mark recognition results in the possibility a powerful and fail-safe connection of a expiring with a new material web.

    Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS

    1010
    Materialeinheitmaterial unit
    1111
    Achseaxis
    1212
    BobinenarmBobinenarm
    1313
    ablaufende Bobinerunning bobbin
    1414
    neue Bobinenew bobbin
    1515
    ablaufende Materialbahnrunning material web
    1616
    Pfeilarrow
    1717
    neue Materialbahnnew material web
    1818
    Verbindungsvorrichtungconnecting device
    1919
    Linearschlittenlinear slide
    2020
    Greiferschlittengripper carriages
    2121
    Pfeilarrow
    2222
    Lichttasterlight sensor
    2323
    Lichttasterlight sensor
    2424
    Umlenkrolleidler pulley
    2525
    Umlenkrolleidler pulley
    2626
    Umlenkrolleidler pulley
    2727
    Umlenkrolleidler pulley
    2828
    Umlenkrolleidler pulley
    2929
    Umlenkrolleidler pulley
    3030
    Initiatorinitiator
    3131
    Initiatorinitiator
    3232
    Materialspeichermaterial storage
    3333
    obere Umlenkrolleupper pulley
    3434
    untere Umlenkrollelower pulley
    3535
    Initiatorinitiator
    3636
    Materialbahnweb
    3737
    Druckmarkeprint mark
    3838
    Druckmarkeprint mark
    3939
    Druckmarkeprint mark
    4040
    FremddruckExternal pressure
    4141
    FremddruckExternal pressure
    4242
    FremddruckExternal pressure
    4343
    Breite eines AufdrucksWidth of an imprint
    4444
    Abstand zwischen AufdruckenDistance between imprints
    4545
    BobinendrehzahlBobinendrehzahl
    4646
    PendelabweichungSpherical aberration
    4747
    MaschinendrehzahlMachine speed
    SS
    Verfahrwegtraverse
    ϕφ
    Drehwinkelangle of rotation

    Claims (6)

    1. Process for the automatic connection of a finishing web (15) made of packaging material with a new web (17), with the webs (15, 17) having printed marks (37, 38, 39) arranged at regular intervals to each other for the purpose of controlling operating elements, with the connecting procedure being initiated in accordance with the usage of the finishing web (15), namely by determining the remaining length of the finishing web (15), characterized by the following features:
      a) the remaining length of the finishing web (15) is determined on the basis of the angle of rotation of the reel (13) of the finishing web (15) and a length of a piece of web drawn off the reel (13) of the finishing web (15),
      b) a linear carriage (19) with a linear-displaceable gripper carriage (20) grips an initial section of the new web (17),
      c) the initial section of the new web (17) is drawn off the reel (14) of the new web (17) by the linear-displaceable gripper carriage (20) held ready in a precise position determined by scanning the printed marks of the new web (17) for the connection to the finishing web (15) such that the finishing web (15) and the new web (17) can be connected in their proper position,
      d) the finishing web (15) is delayed or stopped and, by means of the printed marks arranged on it, is aligned with respect to the new web (17) as positioned by the linear carriage (19) such that a printed mark detected on the finishing web (15) is located in a position corresponding to the printed mark of the new web (17),
      e) the finishing web and the new web are connected to each other in this connection position.
    2. Process according to Claim 1, characterized in that the length of the drawn-off piece of web of the finishing web (15) is determined from the angle of rotation of a deflection roller (29) which runs along with the finishing web (15), in particular by taking the circumference of the deflection roller into account.
    3. Process according to Claim 1, characterized in that the point in time of the connection and/or of a severing cut, in particular on the finishing web (15), is determined from the angle of rotation (ϕ) of the reel (13) of the finishing web (15) and from the angle of rotation of a deflection roller (29) which runs along with the finishing web (15), in particular by taking the circumference of the defection roller into account.
    4. Process according to Claim 1, characterized in that the rotational speed to be set for the finishing reel or for the new reel is calculated as a function of the degree to which a web store (32) is filled and of the rate of revolution or speed of the operated machine and/or as a function of the conveying speed of the finishing web (15).
    5. Process according to Claim 4, characterized in that the reel rotational speed is calculated as a function of the respective reel diameter.
    6. Process according to Claim 4, characterized in that at the start of the connecting operation, the web store (32) is essentially completely full.
    EP99115358A 1998-08-25 1999-08-04 Method for automatic splicing of two strips of packaging material Expired - Lifetime EP0982252B1 (en)

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