EP3147089B1 - Verfahren zur automatisierten einstellung eines spaltmasses, diesbezügliche steueranlage und stanzvorrichtung - Google Patents

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EP3147089B1
EP3147089B1 EP16001732.3A EP16001732A EP3147089B1 EP 3147089 B1 EP3147089 B1 EP 3147089B1 EP 16001732 A EP16001732 A EP 16001732A EP 3147089 B1 EP3147089 B1 EP 3147089B1
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EP
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web
sensor
control system
punching
matrix
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wink Stanzwerkzeuge GmbH and Co KG
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    • B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
    • B26F1/38—Cutting-out; Stamping-out
    • B26F1/3853—Cutting-out; Stamping-out cutting out frames

Definitions

  • Punching devices for the production of e.g. Labels have a punching cylinder that rolls with races or surfaces on races or surfaces of a counter-pressure cylinder. Between the punching cylinder and the impression cylinder, a gap is formed for a material web to be punched. About an adjustment of the gap can be adjusted, whereby the punching depth changes, for example, to compensate for wear of a punching plate. Likewise, a change in the thickness of a material web to be punched can be compensated.
  • a punching cylinder for example, magnetic cylinder with stamped sheet, made of the solid, in particular milled punching cylinder and / or provided with a sleeve cylinder come into question.
  • a generic method for the automated adjustment of a gap of a gap between a punching cylinder and a counter-pressure cylinder of a punching device is known from WO 2011/095228 A1 with a control system for the automated adjustment of the gap dimension, which controls a sensor device with at least one sensor for receiving data and with an evaluation device which determines the presence of a workpiece or a missing workpiece and an adjusting device for the gap.
  • a control system for the automated adjustment of the gap dimension which controls a sensor device with at least one sensor for receiving data and with an evaluation device which determines the presence of a workpiece or a missing workpiece and an adjusting device for the gap.
  • the pressure between a race of a counter-pressure cylinder and the race of a punching cylinder can be adjusted via a control unit.
  • the gap By varying the bearing clearance of the races thus automatically the gap, ie the clear width between punching cylinder and impression cylinder, can be changed.
  • Which type of tax or regulation should come into play is not further disclosed.
  • the gap Control for example, by sensors measure the distance between punching and impression cylinder and set to a predetermined level.
  • an automated setting of a gap of the gap between the punching cylinder and the counter-pressure cylinder of a punching device is effected by a controller which uses data of the grid and / or carrier web.
  • a provided with an evaluation control unit is provided with a sensor device with at least one sensor which receives the grid and / or carrier web data concerning the means of the evaluation of the presence of a label in the grid path, a missing label on the carrier web and / or the presence of a grating part is closed on the carrier web, and wherein in a deviation from a desired state of grid and / or carrier web by means of an adjusting device, the gap dimension of the punching device is automatically adjusted. This changes and in particular reduces the punching depth and the punching result improves.
  • the evaluation unit can also detect the only partial presence of a label in the grid rail and / or the only partial lack of labels on the carrier web.
  • the grid track comprises the grid lifted off the carrier track by means of the grid device.
  • the separation of the punched by means of the punching material web is in this case in particular in the region of a trimmer device, which is preferably provided with a Abitterwalze, wherein in the nominal state after the trimmer device in the grid path usually no labels and on the carrier web the stamped labels are present and the grid completely detached.
  • the desired state can also have specific in the grid path existing labels, preferably laterally next to the recesses of the stamped labels, which are in case of their absence an indication that is working with too much pressure.
  • the grid track in the nominal state is a label-free grid, which merely represents the border of the labels remaining on the carrier web. If one or more labels get stuck in the grid and / or one or more grid parts remain on the carrier web and thus the nominal state is no longer present, the adjusting device can be controlled via the control system and possibly an interface and consequently the gap dimension of the punching device can be adjusted.
  • the control system is thus designed not only to control the gap dimension but in particular to control the gap dimension against the background of the state data of the grid and carrier web.
  • the separation of the web can be done by means of a trimmer device having a Abitterwalze.
  • equally acting devices may be used, particularly in the area of the punching device, i. are preferably arranged in the region of spatial proximity to the punching and impression cylinder.
  • the control system and in particular the evaluation unit is a computer-provided unit, wherein the control system preferably has one or more outputs for connecting one or more sensors.
  • the sensors can also be permanently wired to the evaluation unit or the control system be.
  • It is preferably a system provided with a writable memory which can be updated and / or upgraded over the course of time via conventional interfaces such as USB, WLAN or other standardized interfaces.
  • the evaluation unit is preferably provided with a connection for a display unit or directly with a display unit on which the respective operating state can be displayed.
  • a control system of the punching device can be designed to process an identification of the punching tool, ie a punching plate or punching cylinder and, based thereon, offer the user added value. Such may be, for example, to automatically order a new, identical punching plate / a punching cylinder at the end of the life of the punching plate or punching cylinder.
  • a machine presetting can be carried out, for example a suitable gap dimension can be set, or a desired desired state can be assumed for monitoring the trimming process.
  • the control system can be provided with a sensor or an interface for a sensor, so that punching tool information such as material types, information about the punching pattern, the type of labels to be punched out and other relevant information such as date of manufacture, manufacturer etc. read or via a pattern comparison from a database, which can be present in the Internet or intranet, loaded and stored in the system.
  • punching tool information such as material types, information about the punching pattern, the type of labels to be punched out and other relevant information such as date of manufacture, manufacturer etc. read or via a pattern comparison from a database, which can be present in the Internet or intranet, loaded and stored in the system.
  • a server query may also be preferred for follow-up a punching tool used on different machines are made possible to accurately estimate the life of the tool can.
  • the stamped sheet or cylinder information can be deposited on the stamping sheet via an identifier or even stored, for example, via incorporated RFID tags. This results in a comfortable tool management according to the invention.
  • the sensor for the reading of the attached on the blanking sheet coding or information can be performed manually, for example, be arranged in the manner of a hand-held barcode scanner or in the field of punching cylinder to read the information present on the blanking / punching cylinder information when the punch was just installed.
  • Identifiers can be deposited on the stamped sheet or punching cylinder, for example, by etching, by engraving or by imprints or affixed labels with barcodes, 2D codes (QR codes) or else via RFID tags which can be written on in particular.
  • QR codes 2D codes
  • serial numbers which can be assigned to the information stored in the control system or whose associated information can be downloaded from a server come into consideration as an identifier.
  • the control system can also only have an interface for actuating the punching machine or the adjusting device from a remote position for a punching device in which the gap dimension can be regulated automatically provide.
  • the control system according to the invention can be used for various adjusting devices which can be controlled via the interface and thus punching devices.
  • An adjustment of the gap dimension can be made both with the aid of data of the carrier web as well as the grid track. If, in the following, an increased focus is placed on the observation of the grid track, an analogous consideration of the carrier track is generally possible. In this respect, it is assumed that when the sensors record data about the state of the grid track, alternatively, data of the carrier web can be used.
  • the grid rail offers advantages in using sensors incorporating depth information due to the large differences between the punched and non-punched areas.
  • the carrier web may e.g. offer advantages in printed labels due to greater contrast between labels and underlying carrier web.
  • the desired state which is used as the basis for determining a deviation of an actual state, can be predefined or predefinable, for example, as described above.
  • the desired state with regard to the number and / or position of existing in the grid path or missing in the carrier web labels or the shape of the grid of the grid track can be defined or be. This is particularly advantageous for variants in which via reading or input of punching tool information or -kennept the pattern of punched labels can be determined.
  • the evaluation unit can be informed that, for example, only one label is present over the entire width of the material web and that, for example, only one sensor needs to be used.
  • the control system can learn the desired state of grid and / or carrier web in a learning phase.
  • the control system is thus independent of any specifications and inputs on, for example, an operating unit of the control system.
  • a manually and optimally adjusted system can first be visually checked by an operator to then initialize the learning phase, for example, via the control unit of the control system.
  • the control program learns the lattice or carrier web pattern resulting in this set desired state by possibly processing and storing the signal resulting from the sensors in this regard.
  • an image of the signal can also be stored, for example in order to reduce the number of data used and to require less storage space or to be able to better compare the actual and desired states.
  • a desired state is thus predetermined for the learning phase and adjusted in particular by adaptation of the gap dimension by an operator, wherein the associated data of grid and / or carrier web are used by the control system to generate at least one image of the desired state and after the learning phase the data of the sensor or an image thereof for the detection of deviations from the desired state in a comparison to be used with the image.
  • the system can be informed depending on the sensor not only on the presence or absence of one or more labels in the grid web, but also on the material of the grid rail, on any imprints and contours and about the distance of the grid rail.
  • the evaluation unit can also use for calibration purposes, the data of a reference sensor of the punching device for signal analysis, wherein the reference sensor as a rotary or position sensor, which is attached to the punching cylinder, as a rolling wheel on the cylinder, as a microswitch or other one or more full or partial revolutions the punch cylinder indicative sensor, which is optionally attached to the frame of the device may be formed.
  • the reference sensor as a rotary or position sensor, which is attached to the punching cylinder, as a rolling wheel on the cylinder, as a microswitch or other one or more full or partial revolutions the punch cylinder indicative sensor, which is optionally attached to the frame of the device may be formed.
  • the signal edge of the reference sensor starts or stops the signal acquisition and triggers the signal analysis.
  • the signals obtained, for example, from a sensor designed as a light sensor with background suppression are binary (value 0 or 1).
  • the waveforms are separated for each sensor and with the maximum possible resolution (namely the Switching frequency of the sensor).
  • signal curves during one revolution of the magnetic cylinder or punching cylinder are preferably used.
  • the data may be dynamically compressed at lower web speeds to process less data.
  • the data can be normalized to compensate for differences in web speed.
  • a virtual time base can be formed against the background of the signal obtained from the reference sensor.
  • data images can be separately defined as the desired state for each sensor so that the correspondingly adapted data of the sensor or its image can be compared with the reference pattern of the desired state during normal functional operation. Too large a deviation from the reference pattern is considered an error indicating, for example, a label in the grid path.
  • an error can already lead to an automated readjustment of the punching device.
  • the gap size can be reduced.
  • the adaptation of the gap dimension preferably takes place as a function of the position of an error in the grid track and in particular then also of the sensor.
  • the web arranged labels arranged sensors In particular, according to the maximum number of side by side of the width the web arranged labels arranged sensors.
  • a sensor which detects the width of the material web for example a line scan camera.
  • the detection of the position of a fault in the direction transverse to the web allows a weighted adjustment of the gap and is advantageous in order to correct uneven wear of the punching plate or the punching cylinder along its longitudinal axis can.
  • the carrier web is marked in a deviation and / or an associated information stored electronically, so that optical and / or electronic errors in the provided with labels, preferably wound carrier web can be seen.
  • indexing can be done for example via a colored and from the side of the provided with labels, rolled-up carrier web mark.
  • a flag can be injected at the respective position and / or the carrier web can be marked from below.
  • the control system which detects an erroneous deviation, can generate a data file, in particular with additional parameters such as e.g. Type of punch pattern and / or role identifier the presence of the deviation is stored with a certain carrier web position.
  • the sensor device is provided with at least one sensor, for example a line scan camera, which is tuned to the carrier and / or the grid track.
  • a line scan camera which is tuned to the carrier and / or the grid track.
  • color gradients or surface materials of the grid can be taken into account in the creation of the desired state.
  • a line scan camera or even a 2D or 3D camera which can determine the arrangement of the grid in space, is advantageous for an automated adjustment of the gap dimension of the punching device, since the signal evaluation over the preferably entire width of the material web, punched out in the labels be possible in a simple manner and even any frays or partially stuck labels can be detected.
  • the device can thus be readjusted in more detail.
  • a gap which is too large, but also a too small one can be recognized, for example, by the fact that a label which can be produced with punching edges of lesser height, which is e.g. can be generated laterally in the web, but is punched out. Accordingly, monitoring of the corresponding material web position can be set up in the evaluation unit and this specific deviation does not lead to a reduction of the gap dimension. If an excessive depth punching is detected in this or another way, can be activated automatically or automatically via an operating unit automatic delivery, such that the gap is automatically increased so far that labels stuck in the grid track and then subsequently an adjustment of the Gap automatically takes place until no more tags get stuck.
  • the delivery of the gap dimension can be weighted in Depend on the position of the errors.
  • the position of the Versteflstoff is relative to the position of the error to determine and deposit in the evaluation.
  • the object stated at the outset is thus likewise achieved by a control system for automatically setting a gap dimension of a gap between a punching cylinder and an impression cylinder of a punching device.
  • the control system comprises a sensor device with at least one sensor and with an evaluation unit.
  • the control system has a design for carrying out the following steps: The sensor device receives data relating to a grid and / or carrier web, which are produced by separating a material web stamped by the punching device, the control system determines the presence of a label in the grid path, a missing one Labels on the carrier web and / or the presence of a grating part on the carrier web, the evaluation unit controls an adjusting device for adjusting the gap dimension of the punching device.
  • the adjustment for adjusting the gap between a punching cylinder and impression cylinder of a punching device can also be part of the control system or the control system can be connected via an interface to a punching device and control their adjustment.
  • a control system provided in this way for controlling the gap dimension can be provided with a 1D, 2D sensor, which checks the grid or carrier webs for anomalies, ie, stuck labels, in particular via light signals.
  • a 1D sensor a line scan camera is particularly suitable over the entire width of the carrier web is arranged.
  • about a 2D sensor can be even easier punching pattern and frayed edges are taken into account, while on a 3D sensor even depth information and thus a "view" through the grid path or a precise view of the carrier web is made possible.
  • 3D sensors are all sensors that can output overall depth information in combination with other sensors. These include, for example, capacitive sensors for detecting the material thickness or time-of-flight sensors.
  • the sensor can be designed, for example, as a light scanner, in particular with background suppression.
  • a sensor as well as a plurality of sensors, can be releasably fixed by means of a holding device and, in particular, can be aligned in a variably positionable manner relative to the grid path. In the case of a plurality of sensors, this can then be positioned next to one another and detachably fixed by means of a holding device, in particular transversely to the grid and / or carrier web.
  • the holding device may in this case be designed, for example, as a profiled rail with holding shoes, it may also be lockable ball head joints on the sensors, which are positioned on a holding device.
  • a mode may be present which, for optimum data acquisition, allows a view of current sensor data in order to determine an optimum alignment position for the sensor (s).
  • the control system can be equipped with one sensor for each label be punched next to each other in the width of the web, be provided.
  • each label is monitored with at least one sensor directly or indirectly via the grid track.
  • a sensor formed as a line camera for example, detect the entire width of the web.
  • already 3 sensors left, center, right can ensure a sufficient result.
  • the operating unit may have input means for the position of each sensor at least in the direction of the width of the material web and / or for the pitch of the adjustment of the gap dimension. Also, for a sensor that detects the entire width of the web, for accurate adjustment of the gap size, it may be advantageous to detect the position of the sensor with respect to the width.
  • control system is provided with an operating unit having adjusting means for manually setting the gap, wherein the operating unit has a plurality of operating means and information fields, which serve the operation of the control system and the reproduction of information, in particular based on the data of the sensor device.
  • the control unit is a display with touch function, which is designed to reproduce information and to operate individual functions of a program created in the control system
  • a punching device is designed with a control system as before or after.
  • the punching device has a reference sensor which outputs a reference signal to be processed in the control system.
  • the punching device comprises a punching cylinder and an impression cylinder, which have between them a gap which is variably adjustable via an adjusting device of the punching device.
  • the punching device has a trimming device, by means of which a punched material web is separable into a grid and a carrier web, wherein the gap is adjustable by a pre- or post-described method.
  • An inventive article according to Fig. 1 comprises a punching device having a presently designed as a magnetic cylinder punching cylinder 1, on which a stamped sheet 2 is magnetically held. Axle stub 3 of the magnetic cylinder are held in a frame 4, which is shown in dashed lines. Race rings 6 of the magnetic cylinder run on races 7 of a counter-pressure cylinder 8. Between punching cylinder 1 and counter-pressure cylinder 8, a gap is present, the gap, ie the distance A (see. Fig. 3 ) between punching cylinder 1 and counter-pressure cylinder by means of an adjusting device 9 is adjustable.
  • the adjusting device 9 comprises a stepping motor 10 which moves a threaded spindle 11.
  • the stepper motor 10 is similar in construction not only on in the Fig. 1 On the left side of the impression cylinder 8, but (which is not shown) on the right side of the impression cylinder 8.
  • any other drive with a sufficiently fine adjustment can be used, for example a servo motor.
  • the adjustment of the gap A or the distance on the adjustment of the bearing clearance of the races and the eccentric of the impression cylinder 8 takes place, it is conceivable to make other types of Spaltjan.
  • the race 7 can be held and thus moved over an eccentric adjustment of the entire impression cylinder 8 back and forth.
  • a material web is guided, which is formed in multiple layers and has a carrier material which is provided with a silicone layer on which an adhesive is arranged. This adhesive layer is covered by an upper layer, which forms the labels after the punching process in parts together with the adhesive.
  • a piling device which in the present case comprises three lattice rollers 16 ( Fig. 2 )
  • the material web is separated into a grid web 17 and provided with a label 18 carrier web 19.
  • an evaluation unit of a control system is housed, which further comprises a sensor device 21 ( Fig. 4 ).
  • a holding device of the sensor device 21 comprises a holding rod 22, which by means of a flange 23 on a frame or further housing part of the punching device can be attached.
  • the sensors 24 of the sensor device 21 can be aligned optimally with the grid track 17.
  • the sensors 24 are formed in this embodiment with background suppression, so that the presence of an error is detected by a label 27 in the grid path and the presence of the grid 28 with 0 or 1 and a gap between the lattice walls without label with the then alternative value ( 1 or 0).
  • the light scanners can work on an infrared basis or laser-based, which is indicated by laser beams 29. While in the present case only three sensors are provided for an already functioning setup, the number of sensors can also be increased.
  • the time between two reference pulses from the reference sensor is used as the time scale for the evaluation, if, for example, via a rotary encoder on the magnetic cylinder, no further information about the revolution and the speed of rotation of the punching cylinder 1 can be recorded.
  • the same signal pattern is now generated at the sensors 24 by the grating.
  • this may also be a signal pattern of the carrier web 19.
  • This signal pattern can be used directly to create an image in the evaluation unit Alternatively, it can also be edited to produce a better suited for the evaluation image. For example, a data compression can take place if the web speed is so small that a large number of identical data is not needed at the existing sampling frequency of, for example, 5 kHz. Alternatively, the web speed can be increased.
  • a learning phase can be initialized via an operating unit 31, which is designed as a graphical display with "touch" function.
  • the gap is initially set by an operator so that no labels 27 hang in the grid 28.
  • care must be taken to ensure that the gap dimension A is not too small and thus not punched so severely that the backing material or the associated silicone layer is damaged.
  • the signals are detected across a plurality of reference implements and averaged.
  • each signal sequence between two reference pulses can first be recorded and then stretched or compressed to a time standard (for example 1000 units).
  • the normalized signal sequence can be calculated by simple addition to the reference pattern. That Time points at which the signals are always active have the value of the number of revolutions during teach-in; times when the signals are inactive have value 0. This can be normalized to 100 or 0% if necessary.
  • a percentage which can result, for example, from the interpolation of the signals to create a reference curve and in which also values between 0 and 100%, describes, so to speak, the likelihood that the signal will arrive at a certain time.
  • the signal sequence between two reference pulses is normalized in time in the evaluation unit.
  • the receipt of a reference pulse from the reference sensor can thus trigger the evaluation.
  • the signal sequence is then compared with the reference pattern, at a reference 100% the signal sequence must be "1", at a reference 0% the signal sequence must also be again at binary signals of the sensor 0. In between, it can be 1 or 0.
  • Indicate deviations of the recorded pattern from the reference pattern that the actual state deviates from the desired state and thus labels are stuck in the grid track or lattice parts are missing or remained on the carrier web.
  • the evaluation is sensor-specific, it is then also known at which position in the grid track the label or the grid part has remained stuck in the carrier web. Accordingly, an accurate adjustment of the gap dimension can then be made based on the position of the sensor or the label, wherein an adjustment of the gap dimension can be made weighted on one or both sides of the counter-pressure or punching cylinder.
  • the punching device can be provided with a sensor which can detect an identification present on the stamped sheet metal. This can be a bar or QR code. Alternatively, an RFID tag or an engraving in the sheet may be present.
  • the punching device can be provided with a hand-held scanner 32, which is connected to the housing 20 and connected to the evaluation unit or its EDP. However, it can also be a sensor in the region of the punching cylinder 1, which automatically reads the information present on the stamping sheet after a stop and then specifies the gap and the desired state.
  • a corresponding identifier can also be entered via an operating unit.
  • the sensor device 21 is arranged in the region of the carrier web 19 in order to detect there the dashed lines 33 as a label 27 which is missing.
  • the evaluation and the changes in the gap resulting from the evaluation are then carried out analogously to the exemplary embodiment according to FIG Fig. 5 , An adjustment of the gap dimension can be made in the range of 10 -6 m.
  • a line scan camera is arranged as a sensor 24, which detects the carrier web 19 in its entire width.
  • the precise alignment of only one sensor 24 is advantageous.
  • due to the comparatively high resolution in the direction of the width of the material carrier web a more accurate course of the punched outlines of the grid and thus also of the labels can be detected. This may allow further information for the evaluation.
  • the possibility to record gray or even color values allows a more detailed analysis of the carrier web. This can be further used for quality assurance purposes.
  • the definition of a desired state may be more complicated, great advantages may result for the further evaluation and monitoring of the plant.
  • only one sensor 24 is to be positioned.
  • the line scan camera can also be arranged in a region of the grid path 17 and for detecting the same.
  • the line scan camera can be arranged together with a light source in a housing built around the grid track be.
  • grids and / or carrier webs may each have their own S ensorvoriquesen that allow once again a redundancy of the evaluation.

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

  • Stanzvorrichtungen zur Herstellung von z.B. Etiketten weisen einen Stanzzylinder auf, der mit Laufringen oder -flächen auf Laufringen oder -flächen eines Gegendruckzylinders abrollt. Zwischen dem Stanzzylinder und dem Gegendruckzylinder ist ein Spalt für eine zu stanzende Materialbahn ausgebildet. Über eine Verstellvorrichtung kann der Spalt verstellt werden, wodurch sich die Stanztiefe ändert, um beispielsweise einen Verschleiß eines Stanzbleches zu kompensieren. Ebenfalls kann hierüber eine Änderung der Dicke einer zu stanzenden Materialbahn ausgeglichen werden. Als Stanzzylinder kommen beispielsweise Magnetzylinder mit Stanzblech, aus dem Vollen hergestellte, insbesondere gefräste Stanzzylinder und/oder mit einem Sleeve versehene Zylinder in Frage.
  • Ein gattungsgemäßes Verfahren zur automatisierten Einstellung eines Spaltmaßes eines Spalts zwischen einem Stanzzylinder und einem Gegendruckzylinder einer Stanzvorrichtung ist aus der WO 2011/095228 A1 mit einer Steueranlage zur automatisierten Einstellung des Spaltmaßes bekannt, die eine Sensorvorrichtung mit zumindest einem Sensor zur Aufnahme von Daten und mit einer Auswerteeinrichtung, die das Vorhandensein eines Werkstücks oder eines fehlenden Werkstücks bestimmt und eine Stellvorrichtung für das Spaltmaß steuert. Dort werden Werkstücke durch Drucken, Stanzen oder sonstige Pressvorgänge bei einem Durchlauf zwischen Stanzzylinder und Gegendruckzylinder einer Vorrichtung behandelt, die zuvor durch die Steuereinrichtung erfasst worden sind, um damit das Spaltmaß passend einzustellen.
  • In der DE 4401300 A1 ist in allgemeiner Weise beschrieben worden, dass über eine Steuer- und Regeleinheit der Druck zwischen einem Laufring eines Gegendruckzylinders und dem Laufring eines Stanzzylinders eingestellt werden kann. Durch Variation des Lagerspiels der Laufringe kann somit automatisch das Spaltmaß, d.h. die lichte Weite zwischen Stanzzylinder und Gegendruckzylinder, verändert werden. Welche Art von Steuer- oder Regelung zum Tragen kommen soll, ist nicht weiter offenbart. Auf dem Markt selbst sind lediglich Systeme vorhanden, die das Spaltmaß steuern, beispielsweise indem Sensoren den Abstand zwischen Stanz- und Gegendruckzylinder messen und auf ein vorgegebenes Maß einstellen.
  • Bei Temperaturänderungen oder auch Verschleiß der Stanzkanten kann sich das Stanzergebnis gravierend ändern. Beispielsweise bleiben bei einer verstärkten Abnutzung der Stanzbleche bzw. Stanzkanten zunehmend Etiketten in der Gitterbahn, die durch Trennung der gestanzten Materialbahn in Gitterbahn und mit Etiketten versehener Trägerbahn entsteht, hängen. Mittels der bekannten Steuerungen muss dann durch das Bedienpersonal der Spalt zwischen Gegendruckzylinder und Stanzzylinder verringert werden, um das Spaltmaß zu reduzieren. Hierfür ist eine ausreichend große Erfahrung der Bedienperson notwendig, da eine zu starke Reduzierung des Spaltmaßes zu einem An- oder sogar Durchstanzen der Trägerbahn führen kann. Die Etiketten lassen sich dann nicht mehr richtig ablösen, so dass deren Weiterverarbeitung nicht mehr möglich ist. Beispielsweise kann die Trägerbahn beim Spenden der Etiketten reißen.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Anpassung des Spaltmaßes einer Stanzvorrichtung zu verbessern und insbesondere zu automatisieren.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, durch eine Steueranlage gemäß Anspruch 10 sowie durch eine Stanzvorrichtung gemäß Anspruch 18. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den hierauf rückbezogenen Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
  • Erfindungsgemäß erfolgt eine automatisierte Einstellung eines Spaltmaßes des Spalts zwischen dem Stanzzylinder und dem Gegendruckzylinder einer Stanzvorrichtung durch eine Regelung, die Daten der Gitter- und/oder Trägerbahn verwendet. Hierzu ist eine mit einer Auswerteeinheit versehene Steueranlage mit einer Sensorvorrichtung mit zumindest einem Sensor versehen, der die Gitter- und/oder Trägerbahn betreffenden Daten aufnimmt, über die mittels der Auswerteeinheit auf das Vorhandensein eines Etikett in der Gitterbahn, eines fehlenden Etiketts auf der Trägerbahn und/oder das Vorhandensein eines Gitterteils auf der Trägerbahn geschlossen wird, und wobei bei einer Abweichung von einem Sollzustand von Gitter- und/oder Trägerbahn mittels einer Verstellvorrichtung automatisiert das Spaltmaß der Stanzvorrichtung angepasst wird. Hierdurch ändert und insbeondere verringert sich die Stanztiefe und das Stanzergebnis verbessert sich.
  • Je nach verwendetem Sensor und vorgegebenem oder erlerntem Sollzustand kann die Auswerteeinheit gemäß einer erfindungsgemäßen Weiterbildung auch das nur teilweise Vorhandensein von einem Etikett in der Gitterbahn und/oder das nur teilweise Fehlen von Etiketten auf der Trägerbahn erkennen. Die Gitterbahn umfasst das von der Trägerbahn mittels der Abgittervorrichtung abgehobene Gitter.
  • Die Trennung der mittels der Stanzvorrichtung gestanzten Materialbahn erfolgt hierbei insbesondere im Bereich einer Abgittervorrichtung, die vorzugsweise mit einer Abgitterwalze versehen ist, wobei im Sollzustand nach der Abgittervorrichtung in der Gitterbahn in der Regel keine Etiketten und auf der Trägerbahn die gestanzten Etiketten vorhanden sind sowie das Gitter vollständig abgelöst ist.
  • Der Sollzustand kann allerdings auch gezielt in der Gitterbahn vorhandene Etiketten, vorzugsweise seitlich neben den Ausnehmungen der gestanzten Etiketten aufweisen, die im Falle ihres Fehlens ein Indiz dafür sind, dass mit zu großem Druck gearbeitet wird. In der Regel handelt es sich bei der Gitterbahn im Sollzustand jedoch um ein etikettenloses Gitter, das lediglich die Umrandung der auf der Trägerbahn verbliebenen Etiketten darstellt. Sofern im Gitter ein oder mehrere Etiketten hängen bleiben und/oder auf der Trägerbahn ein oder mehrere Gitterteile verbleiben und somit der Sollzustand nicht mehr vorliegt, kann über die Steueranlage und ggf. eine Schnittstelle die Verstellvorrichtung angesteuert und mithin das Spaltmaß der Stanzvorrichtung angepasst werden. Die Steueranlage ist somit nicht nur zur Steuerung des Spaltmaßes sondern insbesondere zur Regelung des Spaltmaßes vor dem Hintergrund der Zustandsdaten der Gitter- und Trägerbahn ausgebildet.
  • Die Trennung der Materialbahn kann mittels einer Abgittervorrichtung erfolgen, die eine Abgitterwalze aufweist. Alternativ können gleichwirkende Vorrichtungen verwendet werden, die insbesondere im Bereich der Stanzvorrichtung, d.h. vorzugsweise im Bereich räumlicher Nähe zum Stanz- und Gegendruckzylinder angeordnet sind.
  • Die Steueranlage und insbesondere die Auswerteeinheit ist eine mit EDV-Mitteln versehene Einheit, wobei die Steueranlage bevorzugt einen oder mehrere Ausgänge zum Anschließen von einem oder mehreren Sensoren aufweist. Alternativ können die Sensoren auch fest mit der Auswerteeinheit oder der Steueranlage verdrahtet sein. Bevorzugt handelt es sich um eine mit einem beschreibbaren Speicher versehene Anlage, welches im Laufe der Zeit über übliche Schnittstellen wie USB, WLAN oder andere standardisierte Schnittstellen update- und/oder upgradefähig ist.
  • Die Auswerteeinheit ist bevorzugt mit einem Anschluss für eine Anzeigeeinheit oder unmittelbar mit einer Anzeigeeinheit versehen, auf der der jeweilige Betriebszustand angezeigt werden kann.
  • Alternativ oder ergänzend zu der Regelung der Verstellung des Spaltmaßes kann eine/die Steueranlage der Stanzvorrichtung dazu ausgebildet sein, eine Kennung des Stanzwerkzeugs, also eines Stanzblechs oder Stanzzylinders zu verarbeiten und hierauf basierend dem Benutzer einen Mehrwert anbieten. Ein solcher kann beispielsweise darin liegen, zum Ende der Lebensdauer des Stanzbleches oder Stanzzylinders automatisiert ein neues, identisches Stanzblech/einen Stanzzylinder zu bestellen. Alternativ oder ergänzend kann in Abhängigkeit von der Kennung beispielsweise eine Maschinenvoreinstellung erfolgen, z.B. ein passendes Spaltmaß eingestellt werden oder ein gewünschter Sollzustand für eine Überwachung des Abgittervorgangs angenommen werden. Die Steueranlage kann mit einem Sensor oder einer Schnittstelle für einen Sensor versehen sein, so dass Stanzwerkzeuginformationen wie Materialtypen, Informationen über das Stanzmuster, die Art der auszustanzenden Etiketten und andere relevante Informationen wie Herstellungsdatum, Hersteller usw. eingelesen oder über einen Mustervergleich aus einer Datenbank, die im Inter- oder Intranet vorhanden sein kann, geladen werden und im System hinterlegt werden können. Über eine solche Serverabfrage können bevorzugt auch Nachverfolgungen eines auf verschiedenen Maschinen eingesetzten Stanzwerkzeuges ermöglicht werden, um die Lebensdauer des Werkzeugs genau abschätzen zu können.
  • Die Stanzblech- oder -zylinderinformationen können über eine Kennung auf dem Stanzblech hinterlegt oder sogar beispielsweise über eingebrachte RFID-Tags gespeichert sein. Es ergibt sich somit erfindungsgemäß ein komfortables Werkzeugmanagement. Der Sensor für das Einlesen der auf dem Stanzblech angebrachten Kodierung oder Informationen kann manuell zu führen sein, beispielsweise nach Art eines handgehaltenen Barcode-Scanners oder im Bereich des Stanzzylinders angeordnet sein, um die auf dem Stanzblech/Stanzzylinder vorhandenen Information dann auszulesen, wenn das Stanzwerkzeug gerade installiert wurde.
  • Auf dem Stanzblech oder Stanzzylinder können Kennungen beispielsweise durch eine Ätzung, durch eine Gravur oder durch Aufdrucke bzw. aufgeklebte Etiketten mit Barcodes, 2D-Codes (QR-Codes) oder auch über insbesondere beschreibbare RFID-Tags hinterlegt werden. Als Kennung kommen insbesondere Seriennummern in Frage, die in der Steueranlage hinterlegten Informationen zugeordnet werden können oder deren zugehörige Informationen von einem Server herunterladbar sind.
  • Erfindungsgemäß kann für eine Stanzvorrichtung, bei der das Spaltmaß automatisiert regelbar ist, anstelle einer direkten Anbindung der Steueranlage an die Verstellvorrichtung die Steueranlage auch lediglich eine Schnittstelle für eine Ansteuerung der Stanzmaschine bzw. der Verstellvorrichtung von einer entfernten Position bereitstellen. So kann insbesondere für Kunden mit hohen Qualitätsanforderungen wie im Bereich Pharma, Automotive oder Food eine Protokollierung- und Fehlerauswertung vorgenommen werden, die zentral einem Qualitätsmanagement zugrunde gelegt werden kann. Ebenfalls kann die erfindungsgemäße Steueranlage für verschiedene, über die Schnittstelle ansteuerbare Verstellvorrichtungen und somit Stanzvorrichtungen verwendet werden.
  • Eine Nachstellung des Spaltmaßes kann sowohl mit Hilfe von Daten der Trägerbahn wie auch der Gitterbahn vorgenommen werden. Sofern nachfolgend vermehrt auf die Betrachtung der Gitterbahn abgestellt wird, ist in der Regel eine analoge Betrachtung der Trägerbahn möglich. Insofern wird davon ausgegangen, dass wenn die Sensoren Daten über den Zustand der Gitterbahn aufnehmen, alternativ auch Daten der Trägerbahn verwendet werden können. Die Gitterbahn bietet bei der Verwendung von Tiefeninformation berücksichtigenden Sensoren Vorteile aufgrund der großen Unterschiede zwischen den ausgestanzten und nicht ausgestanzten Bereichen. Die Trägerbahn kann z.B. bei bedruckten Etiketten Vorteile aufgrund stärkerer Kontraste zwischen Etiketten und unterliegender Trägerbahn bieten.
  • Der Soll-Zustand, der zur Bestimmung einer Abweichung eines Ist-Zustands zu Grunde gelegt wird, kann beispielsweise wie vorbeschrieben vorgegeben oder vorgebbar sein. Hierbei kann der Sollzustand hinsichtlich der Anzahl und/oder Position der in der Gitterbahn vorhandenen oder in der Trägerbahn fehlenden Etiketten oder der Form des Gitters der Gitterbahn definiert sein oder werden. Dies ist insbesondere von Vorteil für Varianten, bei denen über Ablesen oder Eingabe von Stanzwerkzeuginformationen oder -kennungen das Muster der ausgestanzten Etiketten bestimmt werden kann. So kann beispielsweise in Abhängigkeit von einem auf dem Stanzblech vorhandenen QR-Code die Auswerteeinheit darüber informiert werden, dass beispielsweise nur ein Etikett über die gesamte Breite der Materialbahn vorhanden ist und dass beispielsweise nur ein Sensor verwendet werden braucht.
  • Um jedoch auch nicht mit Kennungen versehene Stanzbleche und Zylinder verwenden zu können, ohne dass die Form, Anzahl und Breite sowie Länge der auszustanzenden Etiketten pro Stanzzylinderumlauf separat eingegeben werden, kann die Steueranlage den Sollzustand von Gitter- und/oder Trägerbahn in einer Lernphase erlernen. Die Steueranlage ist somit unabhängig von etwaigen Vorgaben und Eingaben über beispielsweise eine Bedieneinheit der Steueranlage. Hierbei kann von einer Bedienperson ein manuell und optimal eingestelltes System zunächst visuell überprüft werden, um dann beispielsweise über die Bedieneinheit der Steueranlage die Lernphase zu initialisieren. In dieser erlernt das Steuerprogramm das in diesem eingestellten Soll-Zustand sich ergebende Gitter-oder Trägerbahn-Muster, indem das sich aus den Sensoren diesbezüglich ergebende Signal ggf. verarbeitet und abgespeichert wird. Anstelle des abgespeicherten Signals selbst kann natürlich auch ein Abbild des Signals abgespeichert werden, beispielsweise um die Anzahl der verwendeten Daten zu reduzieren und weniger Speicherplatz zu benötigen bzw. auch den Vergleich der Ist- und Soll-Zustände besser vornehmen zu können.
  • Vorzugsweise wird ein Soll-Zustand somit für die Lernphase vorgegeben und insbesondere durch Anpassung des Spaltmaßes durch eine Bedienperson eingestellt, wobei die zugehörigen Daten von Gitter- und/oder Trägerbahn von der Steueranlage für die Erstellung zumindest eines Abbilds des Soll-Zustands verwendet werden und nach der Lernphase die Daten des Sensors oder eines Abbildes derselben für die Feststellung von Abweichungen vom Soll-Zustand in einem Vergleich mit dem Abbild verwendet werden.
  • In dem Soll-Zustand bzw. der Lernphase kann das System je nach Sensor nicht nur auf das Vorhandensein oder auch Nicht-Vorhandensein von einer oder mehrerer Etiketten in der Gitterbahn informiert werden, sondern ebenfalls über das Material der Gitterbahn, über etwaige Bedruckungen und Konturen sowie über den Abstand der Gitterbahn.
  • Die Auswerteeinheit kann darüber hinaus zu Kalibrierungszwecken die Daten eines Referenzsensors der Stanzvorrichtung zur Signalanalyse verwenden, wobei der Referenzsensor als Dreh- oder Positionsgeber, der an dem Stanzzylinder befestigt ist, als Rollrad auf dem Zylinder, als Mikroschalter oder anderer eine oder mehrere vollständige oder teilweise Umdrehungen des Stanzzylinders indizierender Sensor, der ggf. am Rahmen der Vorrichtung befestigt ist, ausgebildet sein kann. Beispielsweise startet oder stoppt die Signalflanke des Referenzsensors die Signalaufnahme und triggert die Signalanalyse.
  • Die beispielsweise von einem als Lichttaster mit Hintergrundausblendung ausgebildeten Sensor erhaltenen Signale sind binär (Wert 0 oder 1). Die Signalverläufe werden für jeden Sensor separat und mit der maximal möglichen Auflösung (nämlich der Schaltfrequenz des Sensors) aufgenommen. Für den Vergleich zwischen dem Soll-Zustand und dem Ist-Zustand werden vorzugsweise Signalverläufe während einer Umdrehung des Magnetzylinders bzw. Stanzzylinders herangezogen. Je nach Geschwindigkeit des Stanzvorgangs können die Daten bei niedrigeren Bahngeschwindigkeiten dynamisch komprimiert werden, um weniger Daten verarbeiten zu müssen.
  • Anschließend können die Daten normiert werden, um Unterschiede in der Bahngeschwindigkeit ausgleichen zu können. Hierfür kann eine virtuelle Zeitbasis vor dem Hintergrund des vom Referenzsensor erhaltenen Signals gebildet werden. Insbesondere im Rahmen einer Lernphase können so für jeden Sensor separat Datenabbilder als Soll-Zustand definiert werden, so dass bei normalem Funktionsbetrieb die entsprechend angepassten Daten des Sensors bzw. dessen Abbildung mit dem Referenzmuster des Soll-Zustands verglichen werden können. Eine zu große Abweichung vom Referenzmuster wird als Fehler gewertet, der beispielsweise ein Etikett in der Gitterbahn indiziert. Je nach eingestellten Qualitätsvorgaben kann dann in Abhängigkeit der Anzahl der Fehler pro Sensor über eine vorgegebene Zeiteinheit eine Nachstellung vorgenommen werden. Bei besonders strengen Qualitätsvorgaben kann bereits ein Fehler zu einem automatisierten Nachstellen der Stanzvorrichtung führen. So kann, wenn ein Etikett im Gitter hängen bleibt, das Spaltmaß verringert werden.
  • Die Anpassung des Spaltmaßes erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von der Position eines Fehlers in der Gitterbahn und insbesondere dann auch des Sensors. Insbesondere sind entsprechend der maximalen Anzahl von nebeneinander der Breite der Materialbahn angeordneten Etiketten Sensoren angeordnet. Alternativ kann statt einer Mehrzahl von Sensoren auch ein die Breite der Materialbahn erfassender Sensor, beispielsweise eine Zeilenkamera, verwendet werden. Die Erkennung der Position eines Fehlers in Richtung quer zur Materialbahn ermöglicht eine gewichtete Nachstellung des Spaltmaßes und ist vorteilhaft, um ein ungleichmäßiges Abnutzen des Stanzbleches oder des Stanzzylinders entlang seiner Längsachse korrigieren zu können.
  • Gemäß einer erfindungsgemäßen Weiterbildung wird bei einer Abweichung die Trägerbahn markiert und/oder eine zugehörige Information elektronisch gespeichert, so dass optisch und/oder elektronisch Fehler in der mit Etiketten versehenen, vorzugsweise aufgewickelten Trägerbahn erkennbar sind. Eine solche Indizierung kann beispielsweise über eine farbige und von der Seite der mit Etiketten versehenen, aufgerollten Trägerbahn erkennbare Markierung erfolgen. Alternativ oder ergänzend kann an der jeweiligen Position ein Fähnchen eingeschossen werden und/oder die Trägerbahn von unten markiert werden. Die Steueranlage, die eine fehlerhafte Abweichung feststellt, kann ein Datenfile erzeugen, in dem insbesondere mit zusätzlichen Parametern wie z.B. Art des Stanzmusters und/oder Rollenkennung das Vorhandensein der Abweichung mit einer bestimmten Trägerbahnposition gespeichert wird.
  • Vorzugsweise ist die Sensorvorrichtung mit wenigstens einem Sensor, beispielsweise einer Zeilenkamera, versehen, der auf die Träger- und/oder die Gitterbahn abgestimmt wird. Entsprechend können Farbverläufe oder Oberflächenmaterialien des Gitters bei der Erstellung des Soll-Zustands berücksichtigt werden. Insbesondere die Verwendung einer Zeilenkamera oder sogar einer 2D- bzw. 3D-Kamera, die die Anordnung des Gitters im Raum bestimmen kann, ist für eine automatisierte Verstellung des Spaltmaßes der Stanzvorrichtung vorteilhaft, da die Signalauswertung über die vorzugsweise gesamte Breite der Materialbahn, in der Etiketten ausgestanzt werden, auf einfache Weise möglich ist und sogar etwaige Ausfransungen bzw. teilweise hängengebliebene Etiketten erkannt werden können. Die Vorrichtung kann somit noch genauer nachgestellt werden.
  • In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausbildung des Verfahrens kann nicht nur ein zu großes Spaltmaß korrigiert werden, sondern ebenfalls ein zu geringes. Dies kann beispielsweise dadurch erkannt werden, dass ein mit Stanzkanten geringerer Höhe erzeugbares Etikett, welches z.B. seitlich in der Materialbahn erzeugt werden kann, doch ausgestanzt wird. Entsprechend kann in der Auswerteeinheit ein Überwachung der entsprechenden Materialbahnposition eingerichtet sein und diese spezifische Abweichung nicht zu einer Verringerung des Spaltmaßes führen. Sofern auf diese oder eine andere Weise ein zu tiefes Stanzen erkannt wird, kann vielmehr automatisiert oder über eine Bedieneinheit manuell eine Zustellautomatik aktiviert werden, dergestalt, dass das Spaltmaß automatisch soweit vergrößert wird, dass Etiketten in der Gitterbahn hängenbleiben und dann anschließend wieder eine Anpassung des Spaltmaßes automatisch so lange erfolgt, bis keine Etiketten mehr hängen bleiben.
  • Sofern bei der Analyse eine Mehrzahl von nebeneinanderliegenden Sensoren Fehler meldet und/oder in der Auswerteeinheit mehrere nebeneinanderliegende Abweichungen vom Sollzustand erkennt, kann die Zustellung des Spaltmaßes gewichtet in Abhängigkeit von der Position der Fehler erfolgen. Um die Verstellung maschinengenau vornehmen zu können, ist die Position der Versteflmittel relativ zu der der Position der Fehler zu ermitteln und in der Auswerteeinheit zu hinterlegen.
  • Die eingangs gestellte Aufgabe wird somit ebenfalls durch eine Steueranlage zur automatisierten Einstellung eines Spaltmaßes eines Spalts zwischen einem Stanzzylinder und einem Gegendruckzylinder einer Stanzvorrichtung gelöst.Die Steueranlage umfasst eine Sensorvorrichtung mit zumindest einem Sensor und mit einer Auswerteeinheit. Die Steueranlage hat eine Ausbildung zur Durchführung der folgenden Schritte: Die Sensorvorrichtung nimmt Daten betreffend eine Gitter- und/oder Trägerbahn auf, die durch Trennung einer von der Stanzvorrichtung gestanzten Materialbahn erzeugt sind, die Steueranlage bestimmt das Vorhandensein eines Etikettes in der Gitterbahn, eines fehlenden Etikettes auf der Trägerbahn und/oder das Vorhandensein eines Gitterteils auf der Trägerbahn, die Auswerteeinheit steuert eine Verstellvorrichtung zur Anpassung des Spaltmaßes der Stanzvorrichtung an. Entsprechend kann die Verstellvorrichtung zur Verstellung des Spaltmaßes zwischen einem Stanzzylinder und Gegendruckzylinder einer Stanzvorrichtung auch Teil der Steueranlage sein oder die Steueranlage kann über eine Schnittstelle an eine Stanzvorrichtung angeschlossen werden und deren Verstellvorrichtung ansteuern. Eine derart zur Regelung des Spaltmaßes vorgesehene Steueranlage kann mit einem 1D-, 2D-Sensor versehen sein, der insbesondere über Lichtsignale die Gitter- oder Trägerbahnen auf Anomalien, d.h. hängengebliebene Etiketten überprüft- Als 1 D-Sensor kommt insbesondere eine Zeilenkamera in Frage, die über die gesamte Breite der Trägerbahn angeordnet ist. Über
    einen 2D-Sensor können noch einfacher Stanzmuster und ausgefranste Ränder berücksichtigt werden, während über einen 3D-Sensor auch noch Tiefeninformationen und somit ein "Durchblick" durch die Gitterbahn oder ein präziser Aufblick auf die Trägerbahn ermöglicht wird. Als 3D-Sensoren werden alle Sensoren bezeichnet, die insgesamt Tiefeninformationen auch in Kombination mit weiteren Sensoren ausgeben können. Hierzu zählen beispielsweise kapazitive Sensoren zur Detektion der Materialstärke oder Time-of-Flight-Sensoren.
  • Bei einem einfachen Sensor, der binäre Werte ausgibt, kann der Sensor beispielsweise als Lichttaster insbesondere mit Hintergrundausblendung ausgebildet sein. Ein solcher Sensor kann wie auch eine Mehrzahl von Sensoren mittels einer Haltevorrichtung lösbar festlegbar sein und insbesondere variabel positionierbar zur Gitterbahn ausgerichtet werden. Bei einer Mehrzahl von Sensoren kann diese mittels einer Haltevorrichtung dann insbesondere quer zur Gitter- und/oder Trägerbahn nebeneinander positioniert und lösbar festgelegt sein. Die Haltevorrichtung kann hierbei beispielsweise als Profilschiene mit Halteschuhen ausgebildet sein, es kann sich auch um feststellbare Kugelkopfgelenke an den Sensoren handeln, die auf einer Haltevorrichtung positioniert werden. In der Auswerteeinheit kann ein Modus vorhanden sein, der zur optimalen Datenerfassung eine Ansicht aktueller Sensordaten ermöglicht, um eine optimale Ausrichtposition für den oder die Sensoren zu ermitteln.
  • Bei einer Mehrzahl von in der Breite der Materialbahn nebeneinander auszustanzenden Etiketten kann die Steueranlage mit einem Sensor für jedes Etikett, welches nebeneinander in der Breite der Materialbahn auszustanzen ist, versehen sein. So wird jedes Etikett mit mindestens einem Sensor direkt oder indirekt über die Gitterbahn überwacht. Alternativ kann ein Sensor beispielsweise als Zeilenkamera ausgebildet die gesamte Breite der Bahn erfassen. Bei einfachen Ausführungsbeispielen können bereits 3 Sensoren (links, Mitte, rechts) ein ausreichendes Ergebnis gewährleisten.
  • In einer Variante mit mehreren Sensoren kann die Bedieneinheit Eingabemittel für die Position eines jeden Sensors zumindest in Richtung der Breite der Materialbahn aufweisen und/oder für die Schrittweite der Verstellung des Spaltmaßes besitzen. Auch für einen Sensor, der die gesamte Breite der Bahn erfasst, kann zwecks genauer Einstellung des Spaltmaßes vorteilhaft sein, die Position des Sensors bezüglich der Breite zu erfassen.
  • Vorzugsweise ist die Steueranlage mit einer Bedieneinheit versehen, die Stellmittel zur manuellen Einstellung des Spaltmaßes aufweist, wobei die Bedieneinheit eine Mehrzahl von Bedienmitteln und Informationsfeldern besitzt, die der Bedienung der Steueranlage und der Wiedergabe von Informationen insbesondere auf Basis der Daten der Sensorvorrichtung dienen. Vorzugsweise handelt es sich bei der Bedieneinheit um ein Display mit Touch-Funktion, welches zur Wiedergabe von Informationen und zum Bedienen einzelner Funktionen einer in der Steueranlage angelegten Programmes ausgebildet ist
  • Erfindungsgemäß ist eine Stanzvorrichtung mit einer Steueranlage wie vor oder nachbeschrieben ausgebildet.
  • Insbesondere weist die Stanzvorrichtung einen Referenzsensor auf, der ein in der Steueranlage zu verarbeitendes Referenzsignal ausgibt.
  • Vorzugsweise umfasst die Stanzvorrichtung einen Stanzzylinder und einen Gegendruckzylinder, die zwischen sich einen Spalt aufweisen, der über eine Verstellvorrichtung der Stanzvorrichtung variabel einstellbar ist. Darüber hinaus weist die Stanzvorrichtung eine Abgittervorrichtung auf, mittels der eine gestanzte Materialbahn in eine Gitter- und eine Trägerbahn trennbar ist, wobei das Spaltmaß durch ein vor- oder nachbeschriebenes Verfahren einstellbar ist.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung lassen sich der nachfolgenden Figurenbeschreibung entnehmen. Schematisch dargestellt zeigt:
    • Fig. 1
    eine erfindungsgemäße Stanzvorrichtung,
    Fig. 2
    eine Detailansicht des Gegenstands nach Fig. 1,
    Fig. 3
    eine weitere Detailansicht des Gegenstands nach Fig. 2 in einer teilweisen Ansicht,
    Fig. 4
    eine weitere Detailansicht des Gegenstands nach Fig. 1,
    Fig. 5
    einen weiteren erfindungsgemäßen Gegenstand in einer Ansicht gemäß Fig. 4,
    Fig. 6
    einen weiteren erfindungsgemäßen Gegenstand in einer Ansicht gemäß Fig. 4.
  • Einzelne technische Merkmale der nachbeschriebenen Ausführungsbeispiele können auch in Kombination mit vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sowie den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche und etwaiger weiterer Ansprüche zu erfindungsgemäßen Gegenständen kombiniert werden. Sofern sinnvoll, werden funktional gleichwirkende Elemente mit identischen Bezugsziffern versehen.
  • Ein erfindungsgemäßer Gegenstand gemäß Fig. 1 umfasst eine Stanzvorrichtung, die einen vorliegend als Magnetzylinder ausgebildeten Stanzzylinder 1 aufweist, auf dem ein Stanzblech 2 magnetisch gehalten wird. Achsstummel 3 des Magnetzylinders sind in einem Rahmen 4 gehalten, der gestrichelt dargestellt ist. Laufringe 6 des Magnetzylinders laufen auf Laufringen 7 eines Gegendruckzylinders 8. Zwischen Stanzzylinder 1 und Gegendruckzylinder 8 ist ein Spalt vorhanden, dessen Spaltmaß, d.h. der Abstand A (vgl. Fig. 3) zwischen Stanzzylinder 1 und Gegendruckzylinder mittels einer Einstellvorrichtung 9 einstellbar ist. Die Einstellvorrichtung 9 umfasst einen Schrittmotor 10, der eine Gewindespindel 11 bewegt. Diese bewegt einen Arm 12 eines Exzenters 13, über den der Laufring 7 angehoben wird und somit eine Drehachse 14 des Magnetzylinders 1 von einer Drehachse 15 des Gegendruckzylinders 8 entfernt und mithin den Spalt bzw. des Spaltmaß A vergrößert. Der Schrittmotor 10 ist in analoger Bauweise nicht nur auf der in der Fig. 1 linken Seite des Gegendruckzylinders 8 vorhanden, sondern (was nicht dargestellt ist) auch auf der rechten Seite des Gegendruckzylinders 8. Alternativ zu einem Schrittmotor kann auch ein beliebiger anderer Antrieb mit einer ausreichend feinen Verstellung verwendet werden, beispielsweise ein Servomotor. Obgleich die Verstellung des Spaltmaßes A bzw. des Abstands über die Verstellung des Lagerspiels der Laufringe und des Exzenters des Gegendruckzylinders 8 erfolgt, ist es denkbar, auch andere Arten der Spaltmaßverstellung vorzunehmen. Beispielsweise kann der Laufring 7 festgehalten werden und somit über eine Exzenterverstellung der gesamte Gegendruckzylinder 8 hin und her bewegt werden.
  • Zwischen Stanzzylinder 1 und Gegendruckzylinder 8 wird eine Materialbahn geführt, die mehrlagig ausgebildet ist und ein Trägermaterial besitzt, welches mit einer Silikonschicht versehen ist, auf der ein Kleber angeordnet ist. Diese Klebeschicht wird von einer Obermaterialschicht bedeckt, die nach dem Stanzvorgang in Teilen gemeinsam mit dem Kleber die Etiketten ausbildet. Über eine Abgittervorrichtung, die vorliegend drei Abgitterwalzen 16 umfasst (Fig. 2), wird die Materialbahn in eine Gitterbahn 17 und eine mit Etiketten 18 versehene Trägerbahn 19 getrennt. In einem Gehäuse 20 ist eine Auswerteeinheit einer Steueranlage untergebracht, die weiterhin eine Sensorvorrichtung 21 umfasst (Fig. 4).
  • Eine Haltevorrichtung der Sensorvorrichtung 21 umfasst eine Haltestange 22, die mittels eines Flansches 23 an einem Rahmen oder weiteren Gehäuseteil der Stanzvorrichtung befestigt werden kann. Über an Sensoren 24 befestigte Halteklammern 26 können die Sensoren 24 der Sensorvorrichtung 21 optimal zur Gitterbahn 17 ausgerichtet werden. Die Sensoren 24 sind in diesem Ausführungsbeispiel mit Hintergrundausblendung ausgebildet, so dass das Vorhandensein eines Fehlers mithin eines Etiketts 27 in der Gitterbahn sowie das Vorhandensein des Gitters 28 mit 0 oder 1 detektiert wird und ein Zwischenraum zwischen den Gitterwänden ohne Etikett mit dem dann alternativen Wert (1 oder 0). Die Lichttaster können auf Infrarotbasis oder auch laserbasiert arbeiten, was durch Laserstrahlen 29 indiziert wird. Während für ein bereits funktionierendes Setup vorliegend nur drei Sensoren vorgesehen sind, kann die Anzahl der Sensoren auch erhöht werden. Vorliegend würde eine Anzahl von fünf nebeneinander in der Breite der Materialbahn, d.h. quer zur Materialbahn angeordneten Sensoren bereits in der Lage sein, alle fünf nebeneinander auszustanzenden Etiketten bzw. das Fehlen derselben in dem Gitter 28 detektieren. Mit Hilfe eines Referenzgebers 30 wird über einen nicht näher dargestellten Referenzsensor eine Umdrehung des Stanzzylinders 1 detektiert.
  • Als Zeitskala für die Auswertung wird somit die Zeit zwischen zwei Referenzimpulsen vom Referenzsensor verwendet, sofern beispielsweise über einen Drehgeber am Magnetzylinder nicht weitere Informationen über die Umdrehung und die Geschwindigkeit der Umdrehung des Stanzzylinders 1 aufgenommen werden können. Relativ zum Referenzimpuls wird durch das Gitter nun das gleiche Signalmuster an den Sensoren 24 erzeugt. Wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 bzw. 6 gezeigt, kann es sich hierbei auch um ein Signalmuster der Trägerbahn 19 handeln. Dieses Signalmuster kann zur Erstellung eines Abbildes in der Auswerteeinheit direkt verwendet werden, alternativ kann es auch zur Erzeugung eines für die Auswertung besser geeignetes Abbildes bearbeiten werden. Beispielsweise kann eine Datenkompression erfolgen, wenn die Bahngeschwindigkeit so klein ist, dass bei der vorhandenen Abtastfrequenz von beispielsweise 5 kHz eine Vielzahl gleicher Daten nicht benötigt wird. Alternativ kann die Bahngeschwindigkeit erhöht werden.
  • Für das Erlernen eines Soll-Zustands kann über eine Bedieneinheit 31, die als grafisches Display mit "Touch-"Funktion ausgebildet ist, eine Lernphase initialisiert werden. Hierbei wird das Spaltmaß zunächst von einer Bedienperson so eingestellt, dass keine Etiketten 27 im Gitter 28 hängenbleiben. Gleichzeitig ist darauf zu achten, dass das Spaltmaß A nicht zu gering ist und somit nicht so stark gestanzt wird, dass das Trägermaterial oder die zugehörige Silikonschicht verletzt wird. Anschließend werden bei vorzugsweise konstanter Geschwindigkeit die Signale über mehrere Referenzimpluse hinweg erfasst und gemittelt. Hierzu kann jede Signalfolge zwischen zwei Referenzimpulsen zunächst aufgenommen und dann auf ein zeitliches Normal (z.B. 1000 Einheiten) gedehnt bzw. gestaucht werden. Anschließend kann die normierte Signalfolge über einfache Addition auf das Referenzmuster gerechnet werden. D.h. Zeitpunkte, bei denen die Signale immer aktiv sind, haben als Wert die Anzahl der Umdrehungen während des Einlernens, Zeitpunkte, bei denen die Signale inaktiv sind, haben als Wert 0. Dies kann gegebenenfalls noch auf 100 bzw. 0 % normiert werden.
  • Eine Prozentangabe, die sich beispielsweise aus der Interpolation der Signale zur Erstellung einer Referenzkurve ergeben kann und bei der auch Werte zwischen 0 und 100% vorliegen können, beschreibt sozusagen die Wahrscheinlichkeit, dass das Signal zu einem bestimmten Zeitpunkt ansteht.
  • In der Analyse wird in der Auswerteeinheit die Signalfolge zwischen zwei Referenzimpulsen zeitlich normiert. Der Erhalt eines Referenzimpulses vom Referenzsensor kann somit die Auswertung triggern. Anschließend wird die Signalfolge dann mit dem Referenzmuster verglichen, bei einer Referenz 100% muss die Signalfolge "1" sein, bei einer Referenz 0% muss die Signalfolge ebenfalls wieder bei binären Signalen des Sensors 0 sein. Dazwischen kann sie 1 oder 0 sein. Abweichungen des aufgenommen Musters vom Referenzmuster indizieren, dass der Ist-Zustand vom Soll-Zustand abweicht und somit Etiketten in der Gitterbahn hängengeblieben sind oder Gitterteile fehlen bzw. auf der Trägerbahn verblieben sind. Da die Auswertung sensorspezifisch erfolgt, ist dann auch bekannt, an welcher Position in der Gitterbahn das Etikett bzw. das Gitterteil in der Trägerbahn hängengeblieben ist. Entsprechend kann anschließend auf Basis der Position des Sensors oder des Etiketts eine genaue Einstellung des Spaltmaßes vorgenommen werden, wobei eine Einstellung des Spaltmaßes auf einer oder auf beiden Seiten des Gegendruck- bzw. Stanzzylinders gewichtet vorgenommen werden kann.
  • Über eine Betrachtung mehrerer Zyklen und ein Aufsummieren der jeweiligen Signalfolgen können über die Darstellung der zugehörigen Wahrscheinlichkeiten weitere Informationen gewonnen werden. Zum Beispiel können sieben Signalen "1" von 10 Umdrehungen des Stanzzylinders 1 als Tendenz eines Verschiebens des Stanzbleches interpretiert werden. Dies kann dann wiederum über eine Ausgabe auf der grafischen Oberfläche für eine Bedienperson den Anlass geben, eine erneute Kalibrierung vorzunehmen. Alternativ könnte automatisiert eine neue Lernphase g etriggert werden. Bei Erreichen eines minimalen, vorgebbaren oder vorgegebenen Abstands zwischen Stanzzylinder 1 und Gegendruckzylinder 8 kann der Stanzvorgang gestoppt werden. Hierfür kann die Vorrichtung entweder eine Anzeige haben, die die Notwendigkeit eines Halts signalisiert. Oder es kann über eine Schnittstelle zur Antriebssteuerung der Stanzvorrichtung ein Haltesignal ausgegeben werden, so dass die Stanzvorrichtung automatisch anhält.
  • Ebenfalls kann vorzugsweise rechnergestützt eine Neubestellung des Stanzblechs oder eine Wiederaufbereitung des Stanzbleches vorgenommen bzw. veranlasst werden. Um den Vorgang des Erlernens sowohl des Soll-Zustands wie auch die Einrichtung der Maschine verbessert vornehmen zu können, kann die Stanzvorrichtung mit einem Sensor versehen sein, der eine auf dem Stanzblech vorhandene Kennung erkennen kann. Hierbei kann es sich um einen Bar- oder QR-Code handeln. Alternativ kann auch ein RFID-Tag oder eine Gravur im Blech vorhanden sein. Die Stanzvorrichtung kann hierfür mit einem Handscanner 32 versehen sein, der am Gehäuse 20 angebunden und mit der Auswerteeinheit bzw. deren EDV verbunden ist. Es kann sich aber auch um einen Sensor im Bereich des Stanzzylinders 1 handeln, der nach einem Halt automatisiert die auf dem Stanzblech vorhandene Information einliest und dann entsprechend Spaltmaß und Sollzustand vorgibt.
  • Alternativ kann eine entsprechende Kennung auch über eine Bedieneinheit eingegeben werden.
  • Im Ausführungsbeispiel nach der Figur 5 ist die Sensorvorrichtung 21 im Bereich der Trägerbahn 19 angeordnet, um dort die durchgestrichelten Linien 33 als fehlend gekennzeichnete Etikett 27 zu detektieren. Die Auswertung und die sich aus der Auswertung ergebenden Änderungen des Spaltmaßes erfolgen dann analog zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5. Eine Nachstellung des Spaltmaßes kann im Bereich von 10-6 m erfolgen.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist alternativ zu der Mehrzahl von Sensoren 24 der Sensorvorrichtung 21 als Sensor 24 eine Zeilenkamera angeordnet, die die Trägerbahn 19 in ihrer gesamten Breite erfasst. Vorteilhaft ist hier die genaue Ausrichtung nur eines Sensors 24. Darüber hinaus kann durch die vergleichsweise hohe Auflösung in Richtung der Breite der Materialträgerbahn ein genauerer Verlauf der Stanzkonturen des Gitters und somit auch der Etiketten erfasst werden. Dies kann für die Auswertung weitere Informationen ermöglichen. Darüber hinaus ist über die Möglichkeit Grau- oder sogar Farbwerte aufzunehmen, eine genauere Analyse der Trägerbahn möglich. Dies kann weiter für Qualitätssicherungszwecke verwendet werden. Obgleich die Definition eines Soll-Zustands gegebenenfalls aufwendiger ist, können sich für die weitere Auswertung und Überwachung der Anlage große Vorteile ergeben. Insbesondere ist nur ein Sensor 24 zu positionieren. Alternativ zur Anordnung der Sensorvorrichtung 21 im Bereich der Trägerbahn 19 kann die Zeilenkamera auch in einem Bereich der Gitterbahn 17 und zur Erfassung derselben angeordnet werden. Für eine verbesserte Erkennung kann die Zeilenkamera gemeinsam mit einer Lichtquelle in einem um die Gitterbahn herumgebauten Gehäuse angeordnet sein. Darüber hinaus können Gitter und/oder Trägerbahnen jeweils eigene S ensorvorrichtungen aufweisen, die noch einmal eine Redundanz der Auswertung ermöglichen.

Claims (20)

  1. Verfahren zur automatisierten Einstellung eines Spaltmaßes eines Spalts zwischen einem Stanzzylinder (1) und einem Gegendruckzylinder (8) einer Stanzvorrichtung, wobei eine mit einer Auswerteeinheit versehene Steueranlage eine Sensorvorrichtung (21) mit zumindest einem Sensor (24) umfasst und wobei bei einer Abweichung von einem Sollzustand mittels einer Verstellvorrichtung (9) automatisiert das Spaltmaß der Stanzvorrichtung angepasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Stanzvorrichtung eine Materialbahn gestanzt wird, die in eine Trägerbahn (19) mit gestanzten Etiketten und eine Gitterbahn (17) mittels einer insbesondere mit einer Abgitterwalze (16) versehenen Abgittervorrichtung getrennt wird und dass der Sensor (24) die Gitter- und/oder Trägerbahn (17,19) betreffende Daten aufnimmt, über die mittels der Auswerteeinheit auf das Vorhandensein eines Etiketts (27) in der Gitterbahn (17), eines fehlenden Etiketts auf der Trägerbahn (19) und/oder auf das Vorhandensein eines Gitterteils in der Trägerbahn geschlossen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollzustand hinsichtlich der Anzahl, Form und/oder der Position der in der Gitterbahn vorhandenen Etiketten, der in der Trägerbahn fehlenden Etiketten und/oder der Form des Gitters der Gitterbahn vorgegebenen wird.
  3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steueranlage den Sollzustand von Gitter- und/oder Trägerbahn (17,19) in einer Lernphase erlernt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollzustand für die Lernphase vorgegeben und insbesondere durch Anpassung des Spaltmaßes durch eine Bedienperson eingestellt wird, die zugehörigen Daten von Gitter- und/oder Trägerbahn (17,19) von der Steueranlage für die Erstellung zumindest eines Abbilds des Sollzustands verwendet werden und nach der Lernphase die Daten des Sensors (24) oder eines Abbildes derselben für die Feststellung von Abweichungen vom Sollzustand in einem Vergleich mit dem Abbild verwendet werden.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit die Daten eines Referenzsensors der Stanzvorrichtung zur Signalanalyse verwendet.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung des Spaltmaßes in Abhängigkeit von der Position eines Fehlers in der Gitterbahn (17) oder der Trägerbahn (19) und des Sensors (24) erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (21) wenigstens einen als Lichttaster oder einen als Zeilenkamera ausgebildeten Sensor (24) aufweist, der auf die Träger- und/oder die Gitterbahn (17,19) abgestimmt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Bedieneinheit dergestalt eine Zustellautomatik aktivierbar ist, dass ein Spaltmaß automatisiert so vergrößert wird, dass Etiketten (27) in der Gitterbahn (17) hängen bleiben, und anschließend eine Anpassung des Spaltmaßes automatisch solange erfolgt, bis keine Etiketten mehr hängen bleiben.
  9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Abweichung die Trägerbahn (19) markiert und/oder eine zugehörige Information elektronisch gespeichert wird.
  10. Steueranlage zur automatisierten Einstellung eines Spaltmaßes eines Spalts zwischen einem Stanzzylinder (1) und einem Gegendruckzylinder (8) einer Stanzvorrichtung, umfassend eine Sensorvorrichtung (21) mit zumindest einem Sensor (24) und mit einer Auswerteeinheit, gekennzeichnet durch eine Ausbildung zur Durchführung der folgenden Schritte:
    - Aufnahme von Daten betreffend eine Gitter- und/oder Trägerbahn (17, 19), die durch Trennung einer von der Stanzvorrichtung gestanzten Materialbahn erzeugt sind, durch die Sensorvorrichtung,
    - Bestimmung des Vorhandenseins eines Etiketts (27) in der Gitterbahn (17), eines fehlenden Etiketts (17) auf der Trägerbahn (19) und/oder das Vorhandensein eines Gitterteils auf der Trägerbahn (19) durch die Steueranlage,
    - Ansteuerung einer Verstellvorrichtung durch die Auswerteeinheit zur Anpassung des Spaltmaßes der Stanzvorrichtung mit der Verstellvorrichtung.
  11. Steueranlage nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Verstellvorrichtung (9) zur Verstellung des Spaltmaßes zwischen einem Stanzzylinder (1) und einem Gegendruckzylinder (8) einer Stanzvorrichtung.
  12. Steueranlage nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein 1D, 2D oder 3D-Sensor ist.
  13. Steueranlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (24) als Lichttaster oder als Zeilenkamera ausgebildet ist.
  14. Steueranlage nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (24) mittels einer Haltevorrichtung quer zur Gitter- und/oder Trägerbahn (17,19) positionierbar und lösbar festgelegt ist.
  15. Steueranlage nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (21) zumindest für jedes in der Breite der Materialbahn nebeneinander auszustanzende Etikett einen Sensor (24) aufweist.
  16. Steueranlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bedieneinheit (31) Eingabemittel für die Position eines jeden Sensors (24) zumindest in Richtung der Breite der Materialbahn und/oder für die Schrittweite der Verstellung des Spaltmaßes aufweist.
  17. Steueranlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bedieneinheit (31) mit Stellmitteln zur manuellen Einstellung des Spaltmaßes vorgegeben ist, wobei die Bedieneinheit (31) eine Mehrzahl von Bedienmitteln und Informationsfeldern aufweist, die der Bedienung der Steueranlage und der Wiedergabe von Informationen insbesondere auf Basis der Daten der Sensorvorrichtung (21) dienen.
  18. Stanzvorrichtung umfassend eine Steueranlage nach einem der Ansprüche 10 bis 17.
  19. Stanzvorrichtung nach Anspruch 18, umfassend einen Referenzsensor, der ein in der Steueranlage zu verarbeitendes Referenzsignal ausgibt.
  20. Stanzvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 und 19, umfassend einen Stanzzylinder (1) und einen Gegendruckzylinder, die zwischen sich einen Spalt aufweisen, sowie mit einer Abgittervorrichtung, mittels der eine gestanzte Materialbahn in eine Gitter- und eine Trägerbahn (17,19) trennbar ist, wobei das Spaltmaß des Spalts der Stanzvorrichtung durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 einstellbar ist.
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