IT201600095029A1 - Plotter per la lavorazione di fogli di materiale cartaceo e procedimento per l'esecuzione di una lavorazione con tale plotter - Google Patents

Description

PLOTTER PER LA LAVORAZIONE DI FOGLI DI MATERIALE CARTACEO E PROCEDIMENTO PER L'ESECUZIONE DI UNA LAVORAZIONE CON TALE PLOTTER

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha per oggetto un plotter per la lavorazione di fogli di materiale cartaceo, nonchè un procedimento per l'esecuzione di una lavorazione con tale plotter.

Nel campo dei plotter da taglio si è sviluppata negli ultimi anni una nuova applicazione che consiste nel tagliare il contorno di grafiche precedentemente stampate.

Il plotter da taglio deriva dai plotter a pennino, che sono stati i primi strumenti per riprodurre disegni tecnici.

Il plotter da taglio al posto del pennino usa una lama pivotante che permette di tagliare del materiale adesivo ed ottenere scritte o grafiche adesive da utilizzare per pubblicità ed indicazioni.

L'estremità opposta al filo tagliente della lama ha forma conica e poggia su un cuscinetto che le permette di girare liberamente; il movimento per abbassare la lama sul materiale da tagliare viene attuato da un attuatore lineare, ad esempio a solenide.

La carta da disegno in bobina o in fogli, viene trascinata in avanzamento in una direzione da una pluralità di ruote di movimentazione, mentre il pennino viene spostato in una direzione, orizzontale, ortogonale alla direzione di avanzamento carta, permettendo di tracciare linee e curve in ogni direzione sul foglio in lavorazione.

I sistemi di stampa digitale spesso non sono precisi in termini di dimensioni, inclinazione e distorsione della stampa sul foglio; per ovviare a tale inconveniente, e quindi per allineare il percorso di taglio del plotter alla grafica stampata, si usa un sistema ottico montato sulla testina di taglio, grazie al quale vengono letti dei crocini di registro stampati assieme alla grafica da scontornare.

Con 'crocini di registro' si intendono quei segni generalmente a croce che vengono stampati lateralmente ad una una pagina, storicamente utilizzati nel mondo della stampa per allineare i vari colori durante la stampa; si chiamano crocini perchè sono costituiti spesso da croci molto sottili che si prestano a questo uso, ma possono essere costituiti anche da forme a ’L’ o dei cerchi o la combinazione di questi.

Tali crocini vengono stampati assieme alla grafica e poi servono come riferimento per effettuare lavorazioni di taglio ed adattare il percorso di taglio alla posizione ed inclinazione dei crocini. La lettura dei crocini permette di determinare la posizione, inclinazione e distorsione della stampa, il sistema calcola quindi il percorso di taglio effettivo avendo a disposizione le coordinate del percorso di taglio originale e la trasformazione da applicare.

La distorsione della stampa avviene in maniera accentuata nelle stampanti a toner dove vengono applicate temperature e sollecitazioni meccaniche che non sono ben tollerate da alcuni materiali da stampa.

Recentemente i sistemi di stampa digitale a foglio più evoluti hanno raggiunto una elevata precisione di stampa per quanto riguarda la costanza della posizione nel foglio ed eliminando quasi completamente distorsioni ed inclinazione della stampa.

I plotter da taglio oggi noti per incidere materiale adesivo, ma anche di tagliare carta e cartoncino stampati, per ottenere ad esempio biglietti da visita, cartellini, scatole ed altre lavorazioni di cartotecnica, mal si prestano però a lavorazioni di cordonatura per piegare un foglio di cartoncino, ad esempio per la realizzazione di scatole.

Infatti una cordonatura deve essere effettuata sul lato di un foglio che non è stampato, e ciò non consente al sistema ottico del plotter di rilevare i crocini realizzati sul lato stampato, rivolto verso il basso.

Il compito del presente trovato è quello di realizzare un plotter per la lavorazione di fogli di materiale cartaceo capace di ovviare ai citati limiti dei plotter da taglio di tipo noto.

Nell'ambito di tale compito, è scopo del trovato quello di mettere a punto un plotter con cui sia possibile realizzare lavorazioni di taglio e cordonatura su un foglio privo di crocini di registro.

Un altro scopo del trovato è quello di mettere a punto un plotter di precisione, efficienza e in generale prestazioni non inferiori ai plotter noti.

Un altro importante scopo del trovato è quello di mettere a punto un procedimento per l'esecuzione di una lavorazione con un plotter secondo il trovato.

Questo compito, nonchè questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un plotter per la lavorazione di fogli di materiale cartaceo secondo la rivendicazione 1 e da un procedimento per l'esecuzione di una lavorazione con tale plotter secondo la rivendicazione 6.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, del plotter secondo il trovato, illustrata, a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui:

- la figura 1 illustra una vista frontale di un plotter secondo il trovato;

- la figura 2 rappresenta una vista schematica di un particolare del plotter secondo il trovato; - la figura 3 rappresenta schematicamente una prima fase operativa di un plotter secondo il trovato;

- la figura 4 rappresenta schematicamente una seconda fase operativa;

- la figura 5 rappresenta un plotter secondo il trovato in una fase di funzionamento;

- la figura 6 rappresenta schematicamente una terza fase operativa di un plotter secondo il trovato.

Con riferimento alle figure citate, un plotter per la lavorazione di fogli di materiale cartaceo secondo il trovato è indicato nel suo complesso con il numero 10.

Tale plotter 10, strutturalmente di tipo in sè noto, comprende

- mezzi di avanzamento 11, ad esempio ruote gommate azionate da una corrispondente motorizzazione elettrica, di un foglio 20 in lavorazione in una direzione di avanzamento Y su una superficie di appoggio e scorrimento 12,

- una lama pivotante 13 montata su un attuatore lineare 14 ad azione verticale, direzione Z, di regolazione dell'altezza di detta lama 13 rispetto a detta sottostante superficie di scorrimento 12, - essendo presenti mezzi 15 per la traslazione di detto attuatore lineare verticale 14 in una direzione ortogonale X, orizzontale, rispetto alla direzione di avanzamento Y, ad esempio un secondo attuatore lineare.

- mezzi 16 per la lettura della posizione e dell'inclinazione di un bordo laterale 21 di un foglio 20 rispetto a detta direzione di avanzamento Y.

Tali mezzi 16 per la lettura della posizione e dell'inclinazione di un bordo laterale 21 sono costituiti da un sensore ottico.

In particolare, nel presente esempio realizzativo, non limitativo del trovato, tale sensore ottico è costituito da una telecamera fissa, sostenuta da un elemento traverso 19 al di sopra della superficie di appoggio e scorrimento 12 in corrispondenza della zona prevista per il passaggio di un bordo laterale 21 di un foglio 20. Affinchè il plotter 10 operi correttamente bisogna quindi compensare l’inclinazione ed il posizionamento di un foglio 20 nel plotter da taglio.

Il plotter 10 comprende ovviamente una unità elettronica di controllo e gestione 18 atta a ricevere i dati rilevati dai mezzi di lettura di posizione e inclinazione 16 per processarli assieme ai dati pre-impostati relativi al foglio in lavorazione, e ad effettuare le operazioni di taglio o cordonatura desiderate, ovvero determinare i corretti percorsi di taglio o cordonatura per la lama 13.

In figura 3 è rappresentato come dapprima si stabilisce un centro di osservazione 25, ovvero un punto riconducibile alle coordinate di una origine, quindi y=0 e x=0.

Tale centro di osservazione 25 è da prendersi come riferimento e da intendersi coincidente con il punto d'angolo 26 di un foglio 20 idealmente inserito del plotter da taglio 10.

Nella pratica concreta il foglio 20 viene inserito, come esemplificato in figura 4, in una posizione e con una inclinazione diversi rispetto alla posizione ideale, quindi con il punto d'angolo 26 che si viene a trovare ad una distanza dY1 e dX1 rispetto al centro d'osservazione, e punto di riferimento, 25.

Tale distanza dY1, dX1 viene rilevata dalla telecamera, come esemplificato in figura 4.

Di seguito, per calcolare l'inclinazione del foglio rispetto alla direzione ideale di avanzamento Y, indicata in figura 6 dall'angolo 30, il plotter 10 realizza un avanzamento di una misura nota, ad esempio di 800 mm; alla fine dell’avanzamento la vista della telecamera rivela una seconda distanza dX2, diversa rispetto alla distanza iniziale dX1, del bordo del foglio 21, dovuta all’angolo 30 con cui è stato inserito il fogli 20 nel plotter 10.

Se ad esempio la differenza dX1-dX2 è di 5 mm l’angolo rilevato è l’arcotangente di 5 mm/800 mm. angolo 30 = Atan ( 0,0625 )

angolo 30 = 0.358 Gradi.

Ai dati del percorso di taglio che dev'essere effettuato dalla lama 13 viene quindi applicata una formula di rototraslazione,

x = a XcosA - YsenA

y = b XsenA - YcosA

dove

- l'angolo A è l’angolo rilevato 30,

- gli scostamenti 'a' e 'b' sugli assi X e Y comprendono le rispettive distanze tra la grafica stampata reale e la grafica stampata ideale , sommate alle rispettive distanze iniziali dX1 e dY1 relative al posizionamento iniziale del punto d'angolo 26 rispetto al centro di d'osservazione 25, rilevate dalla telecamera.

Forma quindi oggetto del trovato anche un procedimento per l'esecuzione di una lavorazione con un plotter 10 secondo il trovato, che comprende le seguenti operazioni:

- rilevare le distanze su due assi di riferimento X e Y tra la grafica stampata reale su un foglio da lavorare 20, e la grafica stampata ideale prestabilita,

- stabilire un centro di osservazione 25 per i mezzi di rilevazione 16, ovvero un punto riconducibile alle coordinate di una origine, quindi X=0 e y=0.

- posizionare il foglio da lavorare 20 sul plotter 10 e rilevare le distanze dX1 e dY1 del punto d'angolo 26 del foglio 20 rispetto al centro d'osservazione 25, come da figura 4,

- far avanzare il foglio 20 di una misura prestabilita nella direzione di avanzamento Y e rilevare una seconda distanza dY2 del bordo 21 del foglio 20 dal centro d'osservazione 25, come da figura 5,

- determinare il percorso di lavoro della lama 13 tramite una formula di rototraslazione.

Si è in pratica constatato come il trovato raggiunga il compito e gli scopi preposti.

In particolare, con il trovato si è messo a punto un plotter capace di rilevare e correggere l’inclinazione e il posizionamento di un foglio in lavorazione, senza che su tale foglio vi siano stampati crocini di riferimento.

In considerazione della quasi perfetta ripetibilità del posizionamento della stampa su un foglio, l’unico errore da compensare è il posizionamento e l’inclinazione del foglio nel plotter; in considerazione delle elevate precisioni necessarie, un sistema di allineamento meccanico risulterebbe molto complesso e costoso. Nelle lavorazioni grafiche tradizionali il bordo del foglio viene appoggiato ad una ‘battuta’ in modo che la lavorazione si allinei a quella precedente, con il plotter secondo il trovato si intende al contrario adattare la lavorazione al bordo del foglio.

Nei plotter da taglio noti questa soluzione operativa non è mai stata implementata, essendo inadatta al tipo di stampe da scontornare.

Quindi con il trovato si è messo a punto a punto un plotter con cui è possibile realizzare lavorazioni di taglio e soprattutto di cordonatura su un foglio privo di crocini di registro.

Tale plotter è quindi impiegabile per operazioni di cordonatura al posto di più complesse e costose macchine dedicate specificamente a tali lavorazioni.

Inoltre, con il trovato si è messo a punto un plotter di precisione, efficienza e in generale prestazioni non inferiori ai plotter noti.

Il trovato, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica, i componenti ed i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica.

Ove le caratteristiche e le tecniche menzionate in qualsiasi rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni sono stati apposti al solo scopo di aumentare l'intelligibilità delle rivendicazioni e di conseguenza tali segni di riferimento non hanno alcun effetto limitante sull'interpretazione di ciascun elemento identificato a titolo di esempio da tali segni di riferimento.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1) Plotter (10) per la lavorazione di fogli di materiale cartaceo, comprendente mezzi di avanzamento (11) di un foglio in lavorazione in una direzione di avanzamento (Y) su una superficie di appoggio e scorrimento (12), una lama pivotante (13) montata su un attuatore lineare (14) ad azione verticale di regolazione dell'altezza di detta lama (13) rispetto a detta sottostante superficie di scorrimento (12), essendo presenti mezzi (15) per la traslazione di detto attuatore lineare verticale (14) in una direzione ortogonale (X) rispetto alla direzione di avanzamento (Y), detto plotter (10) caratterizzandosi per il fatto di comprendere mezzi (16) per la lettura della posizione e dell'inclinazione di almeno un bordo laterale di un foglio rispetto a detta direzione di avanzamento (Y).
2. 2) Plotter secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi (16) per la lettura della posizione e dell'inclinazione di un bordo laterale (21) sono costituiti da un sensore ottico.
3. 3) Plotter secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto che tale sensore ottico è costituito da una telecamera fissa, sostenuta da un elemento traverso (19) al di sopra della superficie di appoggio e scorrimento (12) in corrispondenza della zona prevista per il passaggio di un bordo laterale (21) di un foglio (20).
4. 4) Plotter secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto di comprendere ovviamente una unità elettronica di controllo e gestione (18) atta a ricevere i dati rilevati dai mezzi di lettura di posizione e inclinazione (16) per processarli assieme ai dati pre-impostati relativi al foglio in lavorazione e ad effettuare le operazioni di taglio o cordonatura desiderate, ovvero determinare i corretti percorsi di taglio o cordonatura per la lama (13).
5. 5) Plotter secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per il fatto di presentare un centro di osservazione (25) per i mezzi di rilevazione (16), ovvero un punto riconducibile alle coordinate di una origine, quindi X=0 e y=0.
6. 6) Procedimento per l'esecuzione di una lavorazione con un plotter (10) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, che comprende le seguenti operazioni: - rilevare le distanze su due assi di riferimento (X, Y) tra la grafica stampata reale su un foglio da lavorare (20), e la grafica stampata ideale prestabilita, - stabilire su detto plotter (10) un centro di osservazione (25) dei mezzi di rilevazione (16), ovvero un punto riconducibile alle coordinate di una origine, - posizionare il foglio da lavorare (20) sul plotter (10) e rilevare le distanze dX1 e dY1 del punto d'angolo (26) del foglio (20) rispetto al centro d'osservazione (25), - far avanzare il foglio (20) di una misura prestabilita nella direzione di avanzamento (Y) e rilevare una seconda distanza dY2 del bordo (21) del foglio (20) dal centro d'osservazione (25), - determinare il percorso di lavoro della lama (13) tramite una formula di rototraslazione.