EP1252082A2 - Vorrichtung und verfahren zur erfassung von papierbögen - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur erfassung von papierbögen

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EP1252082A2
EP1252082A2 EP01900364A EP01900364A EP1252082A2 EP 1252082 A2 EP1252082 A2 EP 1252082A2 EP 01900364 A EP01900364 A EP 01900364A EP 01900364 A EP01900364 A EP 01900364A EP 1252082 A2 EP1252082 A2 EP 1252082A2
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EP
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pallet
reflection point
sensor
paper
sheets
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Thilo Fritsche
Johannes Georg Schaede
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KBA Giori SA
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    • B65H7/00—Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles
    • B65H7/02—Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles by feelers or detectors
    • B65H7/14—Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles by feelers or detectors by photoelectric feelers or detectors
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    • B65H2553/414—Photoelectric detectors involving receptor receiving light reflected by a reflecting surface and emitted by a separate emitter

Definitions

  • the present invention relates to a device for detecting the presence and position of reams of paper, in particular sheets of paper
  • the present invention further relates to a method for such detection.
  • Pallets In a printing process for sheets of paper, for example for securities, sheet stacks are often transported from one machine to another on pallets in order to go through the various steps of the process. In this way, a stack of sheets is fed to a given machine on a pallet and transferred
  • Sheets of sheets in the inlet of the machine feed the sheets one by one into the machine so that the machine can carry out its process step, for example a print
  • Numbering or the like can perform, and restores the stack of sheets on a pallet at the exit of the machine.
  • the sheets stacked on a pallet must be safely transferred from the pallet to the machine feed table.
  • This transfer can take place in various ways: for example, the pallet can be arranged on a feed table on which the pallet is in a known reference position of a transfer system; the transmission system, which in particular comprises a suitable gripper system for gripping the stack of sheets, can be supplied; a web can be lowered to connect the pallet to the machine feed table and the stack can be conveyed from the pallet to the feed table.
  • Sheet stack on the pallet If there is no sheet on the pallet, the transfer process of the sheets described above must be avoided and the pallet replaced instead, and if the sheet stack is poorly positioned on the pallet, for example if it is too close to the edge of the pallet at which If the web is supported or is oriented obliquely, it can hinder the movement of the web, which will then lead to the machine being blocked and requiring the intervention of an operator. Such losses of time are not acceptable in an industrial production process and must be reduced to a minimum. Nevertheless, accurate and reliable detection of the presence and / or position of a stack of sheets on a pallet poses numerous problems.
  • a first problem is that it happens that the sheet stacks are delivered on pallets made of different materials. It is thus possible for stacked sheets to be received on metal pallets, for example steel, whose surface is reflective, or on plastic pallets, the surface of which is matt.
  • the detection system must therefore be able to detect the presence of sheets or stacks of sheets regardless of the type of pallet used, each type of pallet therefore having a different reflection coefficient.
  • a second problem is that sheets printed in different colors can affect the performance of the detection sensor system used: since the different colors are different
  • holograms are often used as a security element in the field of securities.
  • a hologram also appears to affect the performance of the acquisition system. Due to the special reflection behavior of a hologram, it happens that the sensor used does not detect the presence of arcs, especially if the detection takes place at the point at which the hologram is located. It is difficult, even impossible, to feel the feeler yourself set satisfactorily so that there is a clear detection.
  • the aim of the invention is to develop a device and a method that are reliable and not due to external parameters such as the material of the pallets, the color of the print or the presence of security elements such as holograms or the like. on prints, can be influenced.
  • the surface of the pallet emits an inclined light beam and is displaced over a certain distance, the problems caused by the material of the pallets and the colors used in printing can be avoided.
  • the invention has numerous advantages and in particular it can be stated that the device can be manufactured easily and that its use is reliable.
  • Figure 1 shows a front view of a device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a side view of the device according to FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a top view of the device according to FIG. 1.
  • FIG. 4 shows a block diagram of the method according to the invention.
  • FIG. 1 a sheet stack 1 is shown on a pallet 2, the pallet 2 being arranged on an alignment table 3.
  • a frame 4 is provided above the stack 1, which frame can drop over the stack and move up again.
  • This frame 4 supports in particular a gripper system 5, which can move the pallets, and a detection system.
  • the detection system comprises two optical sensors 7 and 8 which are attached to the supports 9 and 10.
  • the supports 9 and 10 are in turn fastened to the frame 4 by means of compressed air cylinders 11 and 12 (see FIG. 3), which allow the optical sensors 7 and 8 to move between an initial position and an end position. This end position is shown schematically in Figure 3 by the optical sensors 7 'and 8 1 .
  • the distance between the starting position and the end position can be set using movable stops.
  • the system can thus be adapted to different hologram sizes.
  • the optical sensors 7 and 8 each emit a light beam 13 and 14, the reflection of which is used on the pallet 2 for the detection.
  • the sensors 7 and 8 each emit a light beam 13, 14 which is not perpendicular to the surface of the sheets of the stack 1, that is to say the pallet 2, but is preferably angled by 40 ° with respect to the surface of the stack, so as not to be affected by the different reflection coefficients of the pallets, or the color of the prints on the paper.
  • FIG. 2 shows in particular the sensor 7 with its beam 13 in the starting position and the sensor 8 'with its beam 14' in the end position.
  • FIG. 2 also shows a web 15 which pivots about the axis 16 in order to allow its positioning on the pallet 2 and the transfer of the sheet stack 1 to the feed table 17 of the machine.
  • the sheet stack 1 on the pallet 2 is offset to the right, that is to say in the direction of the web 15, and this cannot be lowered properly.
  • the detection takes place in the following way:
  • the sensors 7 and 8 are aligned in their starting position on the edge of the pallet 2.
  • the sensors are switched on so that they emit their respective beams 13 and 14, then they are switched off by means of the
  • Cylinders 11 and 12 laterally displaced so that they arrive in an aligned manner in the end position, which is symbolically represented in Figure 2 by the sensor 8 '. Upon detection of the presence of the stack 1 during the displacement of the sensors between two reference positions, it can easily be determined whether the sheet stack 1 is in an acceptable position or whether it is too close to the edge of the pallet 2.
  • Pallet is shifted, it is also possible with the present invention to determine whether one or more Can survive sheets of the stack 1 and possibly hinder the positioning of the web 15.
  • control signals are of course not exhaustive and depends on the device under consideration. For example, one could also use the gripper system 5 to correct the position of the stack 1 if it is too close to the edge of the pallet 2. For this purpose, the signals generated by the optical sensors could be used to calculate the shift necessary for the correction, and the sensors can then confirm the correction carried out.
  • Different types of devices can be associated with end stops to detect the arrival of the sensors, such as proximity sensors or the like.
  • the method according to the invention is shown in the block diagram according to FIG. 4 and comprises the following steps: Switching on the sensors,
  • the inclination of the light beams with respect to the surface of the arcs is preferably 40 °. Of course, slight deviations from this value are possible.
  • the example described includes two sensors, so that the detection of a stack of sheets is also permitted, which is aligned obliquely on the pallet.
  • the length of the path over which the sensors are moved depends on the imprints on the sheets.
  • the imprints contain a hologram and the light beam strikes the hologram, it is necessary to traverse a path whose dimension in the direction of displacement is greater than that of the hologram in order to pass it and the detection via one Perform part of the sheet that does not contain a hologram.
  • This path could therefore be shorter if the sheets did not contain a hologram, and thus time could be saved in this step.
  • other modifications are also possible in the claimed scope.

Landscapes

  • Controlling Sheets Or Webs (AREA)
  • Inspection Of Paper Currency And Valuable Securities (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

Die Vorrichtung weist mindestens einen optischen Fühler (7, 8) auf, der einen bezüglich der Oberfläche der Palette (2) winkelförmig geneigten Lichtstrahl (13, 14) abgibt und die Oberfläche der Palette (2) an einem Reflexionspunkt anstrahlt, und Mittel (9, 10, 11, 12) zur Verschiebung des Reflexionspunktes über eine vorbestimmte Strecke über die Fläche der Palette (2).

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung von Papierbögen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die die Erfassung des Vorhandenseins und der Position von Ries Papierbögen, insbesondere von Wertpapierbögen, auf
Paletten gestattet. Die vorliegende Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren für eine solche Erfassung.
Ein Problem, mit dem man auf dem Gebiet der Herstellung von bedruckten Bögen häufig konfrontiert wird, ist die genaue Positionierung der Bogenstapel auf den
Paletten. Bei einem Druckverfahren für Papierbögen, beispielsweise für Wertpapiere, werden nämlich Bogenstapel oftmals auf Paletten von einer Maschine zur anderen transportiert, um die verschiedenen Schritte des Verfahrens zu durchlaufen. Somit führt man einer gegebenen Maschine einen Bogenstapel auf einer Palette zu, überträgt den
Bogenstapel in den Einlaß der Maschine, führt die Bögen einzeln in die Maschine ein, damit die Maschine ihren Verfahrensschritt, zum Beispiel einen Druck, eine
Numerierung oder dergleichen, durchführen kann, und stellt am Ausgang der Maschine den Bogenstapel auf einer Palette wieder her.
Bei einem industriellen Produktionsverfahren wird dem Eingang einer Maschine natürlich nicht nur eine einzige Palette zugeführt, sondern ein kontinuierlicher Fluß von Paletten und Bogenstapeln wird zu jeder Maschine hin- und von ihr weggeführt .
Während die Bildung von Bogenstapeln am Ausgang einer Maschine einfach ist, wobei jeder Bogen, der von der Maschine bearbeitet wurde, einzeln austritt, ist das Laden von Bogenstapeln von Paletten zum Eingang der Maschine komplizierter.
Die auf einer Palette aufgestapelten Bögen müssen auf sichere Weise von der Palette auf den Zuführtisch der Maschine übertragen werden. Diese Übertragung kann auf verschiedene Weise erfolgen: zum Beispiel kann die Palette auf einem Zuführtisch angeordnet werden, auf dem sich die Palette in einer bekannten Bezugsposition eines Ubertragungssystems befindet; das Übertragungssystem, das insbesondere ein geeignetes Greifersystem zum Ergreifen des Bogenstapels umfaßt, kann zugeführt werden; ein Steg kann abgesenkt werden, um die Palette mit dem Zuführtisch der Maschine zu verbinden, und der Stapel kann von der Palette zu dem Zuführtisch befördert werden.
In diesem Stadium erschien es erforderlich, eine
Erfassung des Vorhandenseins und der Position des
Bogenstapels auf der Palette vorzunehmen. Befindet sich kein Bogen auf der Palette, muß nämlich der oben beschriebene Übertragungsprozeß der Bögen vermieden und stattdessen die Palette gewechselt werden, und wenn der Bogenstapel auf der Palette schlecht positioniert ist, wenn er sich beispielsweise zu nahe an dem Rand der Palette befindet, an dem der Steg sich abstützen wird, oder schräg ausgerichtet ist, kann er die Bewegung des Stegs behindern, was dann zu einem Blockieren der Maschine führen wird und den Eingriff einer Bedienperson erforderlich macht. Bei einem industriellen Produktionsverfahren sind solche Zeitverluste nicht akzeptabel und müssen auf ein Minimum reduziert werden. Nichtsdestotrotz wirft eine genaue und sichere Erfassung des Vorhandenseins und/oder der Position eines Bogenstapels auf einer Palette zahlreiche Probleme auf.
Ein erstes Problem besteht darin, daß es vorkommt, daß die Bogenstapel auf Paletten aus unterschiedlichem Material zugeliefert werden. Somit ist es möglich, daß aufgestapelte Bögen auf Paletten aus Metall, zum Beispiel aus Stahl, deren Oberfläche reflektierend ist, oder auf Paletten aus Kunststoff, deren Oberfläche matt ist, empfangen werden. Das Erfassungssystem muß deshalb in der Lage sein, das Vorhandensein von Bögen oder Bogenstapeln unabhängig von der verwendeten Palettenart zu erfassen, wobei jede Palettenart aus diesem Grunde einen unterschiedlichen Reflexionskoeffizienten hat.
Ein zweites Problem besteht darin, daß sich in unterschiedlichen Farben bedruckte Bögen auf die Leistung des verwendeten Erfassungssensorsystems auswirken können: da die verschiedenen Farben ein unterschiedliches
Reflexionsverhalten haben, ist es möglich, daß das Erfassungssystem das Vorhandensein von Bögen auf einer gegebenen Palette nicht erfassen kann.
Schließlich werden auf dem Gebiet von Wertpapieren oft Hologramme als Sicherheitselement eingesetzt. Ein Hologramm scheint sich jedoch ebenfalls auf die Leistungen des Erfassungssystems auszuwirken. Aufgrund des besonderen Reflexionsverhaltens eines Hologramms kommt es vor, daß der verwendete Sensor das Vorhandensein von Bögen nicht erfaßt, und zwar insbesondere, wenn die Erfassung an der Stelle stattfindet, an der sich das Hologramm befindet. Es ist selbst schwierig, sogar unmöglich, den Fühler auf zufriedenstellende Weise so einzustellen, daß eine eindeutige Erfassung erfolgt.
Somit besteht das Ziel der Erfindung in der Entwicklung einer Vorrichtung und eines Verfahrens, die zuverlässig sind und nicht durch externe Parameter, wie zum Beispiel das Material der Paletten, die Farbe des Druckes oder auch das Vorhandensein von Sicherheitselementen, wie zum Beispiel Hologrammen oder dergleichen, auf Aufdrucken, beeinflußt werden.
Dieses Ziel wird durch die Vorrichtung und das Verfahren, die bzw. das in den Ansprüchen definiert wird, erreicht .
Dadurch, daß die optischen Fühler einen bezüglich der
Oberfläche der Palette geneigten Lichtstrahl abgeben und über eine gewisse Strecke verschoben werden, können die durch das Material der Paletten und die beim Druck verwendeten Farben erzeugten Probleme vermieden werden.
Die Erfindung weist zahlreiche Vorteile auf und insbesondere kann angeführt werden, daß die Vorrichtung leicht hergestellt werden kann und ihre Verwendung zuverlässig ist.
Die Erfindung wird durch die Beschreibung einer Ausfuhrungsform davon und der sich darauf beziehenden Figuren besser verständlich.
Figur 1 zeigt eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Figur 2 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Figur 1.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht der Vorrichtung nach Figur 1. Figur 4 zeigt ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens .
Die Vorrichtung wird zunächst unter Bezug auf Figur 1 beschrieben. In dieser Figur wird ein Bogenstapel 1 auf einer Palette 2 dargestellt, wobei die Palette 2 auf einem Ausrichttisch 3 angeordnet ist. Über dem Stapel 1 ist ein Rahmen 4 vorgesehen, der über dem Stapel absinken und wieder hochfahren kann. Dieser Rahmen 4 stützt insbesondere ein Greifersystem 5, das die Paletten bewegen kann, und ein Erfassungssystem. Das Erfassungssystem umfaßt zwei optische Fühler 7 und 8, die an den Stützen 9 und 10 befestigt sind. Die Stützen 9 und 10 sind wiederum mittels Druckluftzylindern 11 und 12 (siehe Figur 3), die eine Bewegung der optischen Fühler 7 und 8 zwischen einer Ausgangsstellung und einer Endstellung gestatten, an dem Rahmen 4 befestigt. Diese Endstellung wird in Figur 3 durch die optischen Fühler 7' und 81 schematisch dargestellt. Der Abstand zwischen der Ausgangsstellung und der Endstellung kann durch bewegliche Anschläge eingestellt werden. Somit kann das System unterschiedlichen Hologrammgrößen angepaßt werden. Die optischen Fühler 7 und 8 geben jeweils einen Lichtstrahl 13 und 14 ab, dessen Reflexion auf der Palette 2 für die Erfassung verwendet wird. Die Fühler 7 und 8 geben jeweils einen Lichtstrahl 13, 14 ab, der bezüglich der Oberfläche der Bögen des Stapels 1, das heißt der Palette 2, nicht senkrecht verläuft, sondern bezüglich der Oberfläche des Stapels vorzugsweise um 40° abgewinkelt ist, um nicht von den verschiedenen Reflexionskoeffizienten der Paletten, oder der Farbe der Drucke auf dem Papier, beeinträchtigt zu werden.
In Figur 2 werden insbesondere der Sensor 7 mit seinem Strahl 13 in der Ausgangsstellung und der Sensor 8 ' mit seinem Strahl 14' in der Endstellung dargestellt. In Figur 2 ist des weiteren ein Steg 15 zu sehen, der um die Achse 16 schwenkt, um seine Positionierung an der Palette 2 und die Übertragung des Bogenstapels 1 zum Zuführtisch 17 der Maschine zu gestatten.
In der in Figur 2 dargestellten Situation ist der Bogenstapel 1 auf der Palette 2 nach rechts, das heißt in Richtung des Stegs 15, versetzt, und dieser kann nicht ordnungsgemäß abgesenkt werden. Die Erfassung erfolgt auf folgende Weise : Die Fühler 7 und 8 sind in ihrer Ausgangsstellung auf den Rand der Palette 2 ausgerichtet. Die Fühler werden eingeschaltet, damit sie ihre jeweiligen Strahlen 13 und 14 abgeben, dann werden sie mittels der
Zylinder 11 und 12 seitlich verschoben, so daß sie auf ausgerichtete Weise in der Endstellung ankommen, die in Figur 2 durch den Fühler 8' symbolisch dargestellt wird. Bei Erfassung des Vorhandenseins des Stapels 1 während der Verschiebung der Fühler zwischen zwei Bezugsstellungen kann leicht festgestellt werden, ob sich der Bogenstapel 1 in einer akzeptablen Position befindet oder ob er sich zu nahe am Rand der Palette 2 befindet.
Genauso wie erfaßt wird, ob der Bogenstapel 1 auf der
Palette verschoben ist, ist es mit der vorliegenden Erfindung auch möglich festzustellen, ob ein oder mehrere Bögen des Stapels 1 überstehen und die Positionierung des Stegs 15 möglicherweise behindern können.
Natürlich ist es erforderlich, die beschriebenen Vorrichtungen Lagesensoren, insbesondere für die Druckluftzylinder 11 und 12, und einer Zentraleinheit zur elektronischen Verwaltung zuzuordnen, die eine Analyse der von den optischen Fühlern empfangenen Daten, die Verfolgung ihrer Bewegung zwischen ihren Bezugsstellungen (der Ausgangs- und der Endstellung) und die Erzeugung eines geeigneten Steuersignals in Abhängigkeit von der erfolgten Erfassung, beispielsweise eines Fehlersignals, wenn der Stapel 1 schlecht positioniert ist, eines Steuersignals für die Folge des Prozesses (zum Beispiel Absenken des Stegs 15) , wenn sich der Stapel 1 in einer akzeptablen Position befindet, gestattet. Diese Liste von Steuersignalen ist natürlich nicht erschöpfend und hängt von der betrachteten Vorrichtung ab. Man könnte zum Beispiel des weiteren das Greifersystem 5 zur Korrektur der Position des Stapels 1 verwenden, wenn er sich zu nahe am Rand der Palette 2 befindet. Dazu könnten die von den optischen Fühlern erzeugten Signale zur Berechnung der zur Korrektur notwendigen Verschiebung verwendet werden, und die Fühler können danach die durchgeführte Korrektur bestätigen.
Verschiedene Arten von Vorrichtungen können Endanschlägen zugeordnet sein, um das Ankommen der Sensoren zu erfassen, wie zum Beispiel Näherungssensoren oder dergleichen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in dem Blockdiagramm nach Figur 4 dargestellt und umfaßt die folgenden Schritte: Einschalten der Fühler,
Verschieben der Fühler über eine vorbestimmte Strecke, kontinuierliches Analysieren des durch Reflexion abgegebenen Lichtsignals zur Erfassung des Vorhandenseins von Bögen,
Anhalten der Fühler am Ende der Bahn,
Abgeben eines geeigneten Signals in Abhängigkeit des Ergebnisses der Erfassung,
Ausschalten der Fühler und Zurückführen der Fühler in ihre Ausgangsstellung.
Vorzugsweise beträgt die Neigung der Lichtstrahlen bezüglich der Oberfläche der Bögen 40°. Selbstverständlich sind geringe Abweichungen von diesem Wert möglich.
Des weiteren beinhaltet das beschriebene Beispiel zwei Fühler, damit ebenfalls die Erfassung eines Bogenstapels gestattet wird, der auf der Palette schräg ausgerichtet ist .
Weiterhin hängt die Länge der Bahn, über die die Fühler verschoben werden, von den sich auf den Bögen befindenden Aufdrucken ab. Insbesondere, wie oben zu sehen, ist es erforderlich, wenn die Aufdrucke ein Hologramm enthalten und wenn der Lichtstrahl auf das Hologramm auftrifft, eine Bahn zu durchlaufen, deren Abmessung in Verschiebungsrichtung größer ist als die des Hologramms, um daran vorbeizufahren und die Erfassung über einen Teil des Bogens durchzuführen, der kein Hologramm enthält. Diese Bahn könnte somit kürzer sein, wenn die Bögen kein Hologramm enthalten, und somit könnte bei diesem Schritt Zeit eingespart werden. Natürlich sind im beanspruchten Schutzbereich auch andere Modifikationen möglich.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur Erfassung des Vorhandenseins von Papierbögen (1) , insbesondere Wertpapierbögen, auf einer Palette (2), dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens einen optischen Fühler (7, 8), der einen bezüglich der Oberfläche der Palette (2) winkelförmig geneigten Lichtstrahl (13, 14) abgibt und die Oberfläche der Palette (2) an einem Reflexionspunkt anstrahlt, und Mittel (9, 10, 11, 12) zur Verschiebung des Reflexionspunktes über eine vorbestimmte Strecke über die Fläche der Palette (2) aufweist .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß die winkelförmige Neigung ca. 40° beträgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei symmetrische Fühler (7, 8) enthält.
4. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die eine Verschiebung des Reflexionspunktes gestatten, mindestens durch einen Druckluftzylinder (11, 12) gebildet werden, der auf eine Stütze (8, 9) , an der jeder Fühler (7, 8) befestigt ist, so einwirkt, daß der Fühler (7, 8) parallel zur Oberfläche der Palette verschoben wird.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung über eine vorbestimmte Strecke erfolgt.
6. Verfahren zur Erfassung von Ries Papier, insbesondere Ries Wertpapier, auf einer Palette mittels mindestens eines optischen Fühlers, der einen Lichtstrahl auf einen Reflexionspunkt abgibt, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte :
Einschalten des Fühlers, - Verschieben des Reflexionspunktes,
Analysieren des durch Reflexion abgegebenen Lichtsignals zur Erfassung des Vorhandenseins von Bögen,
Anhalten der Bewegung des Reflexionspunktes,
Abgeben eines geeigneten Signals in Abhängigkeit des Ergebnisses der Erfassung,
Ausschalten des Fühlers .
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschieben des Reflexionspunktes durch lineares Verschieben des Fühlers über eine parallel zur Oberfläche der Palette verlaufende, vorbestimmte Strecke erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Strecke größer ist als die Abmessung eines auf dem Papier vorhandenen Hologramms .
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei symmetrische Fühler verwendet.
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