JP2016007859A - 無線とじ機の厚さ調整の最適化のための方法 - Google Patents

無線とじ機の厚さ調整の最適化のための方法 Download PDF

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Abstract

【課題】付随的に生じる刷り損じを減らす、接着式とじ機の厚さ調整の最適化のための方法を提供する。【解決手段】a)本ブロック100の厚さDを決定するステップと、b)接着式とじ機の制御ユニット4へ本ブロック100の厚さDを入力するステップと、c)接着式とじ機の複数の構成要素及び複数のステーションのおおまかな調整をするステップと、d)第1の本ブロック100を接着式とじ機へ供給し、ステーションにおいて少なくとも部分的にこの本ブロック100を加工し、紙表紙押圧ステーションまで更に搬送するステップと、e)紙表紙押圧ステーションに統合された測定装置によって本ブロック100の厚さDを測定するステップと、f)少なくとも1つの厚さ測定値を制御ユニット4へ伝達するステップと、g)接着式とじ機の構成要素及びステーションの調整値を補正するステップとを行う。【選択図】図2

Description

本発明は、請求項1に基づく無線とじ機の厚さ調整の最適化のための方法に関するものである。
無線とじ機は、接着結合されたパンフレット又は製本のための本ブロックの製造に寄与し、本ブロックへ収集される折丁及び/又は個別紙が、接着剤あるいはのりをあらかじめ加工されたブロック背部へ塗布することで結合される。のり及び接着剤という用語は、以下では同義語として用いられる。可能なとじ方法及び生産形態は、機械設備に依存する。この機械設備は、本質的に、機能ユニット、本ブロック搬送システム、本ブロック導入ステーション、背部加工、背部のり付け、中間乾燥、側部のり付け、背部強化、紙表紙の設置及び押圧、紙表紙の押し付け及び本の乾燥で構成されている。
特許文献1には、本とじ機とも呼ばれるこのような無線とじ機が示されている。この無線とじ機は、転換輪周りに循環する複数の搬送手段と、これに固定された、積層された紙の挟み込みのための、交互の間隔が同一の複数のクリップとで構成された本ブロック搬送システムを備えている。これらクリップは、積層された紙及びのり付けされた本ブロックを様々な加工ステーションを通して搬送する。無線にとじられた本の製造時に、本ブロックとの紙表紙の結合が紙表紙設置・押圧ステーションによってなされる。紙表紙供給ステーションにより、場合によっては折り目付けによって、折り目エッジを有する調整された紙表紙がまずは紙表紙設置ステーションへ供給される。ここで、紙表紙がその本ブロック背部において接着剤を有する本ブロックへ容易に押圧され、これにより固着される。後続の紙表紙押圧ステーションでは、紙表紙が、押圧台とも呼ばれる背部押圧プレートと、押圧レールとも呼ばれる複数の側部押圧レールとによって本ブロックへ力を加えつつ押圧される。これにより、無線にとじられた本がその角ばった背部形状を得る。
特許文献2あるいは特許文献3には、垂直方向に移動可能な第1の押圧台と、水平方向へ移動可能な少なくとも1つの押圧レールとを有する、搬送方向において移動する印刷材料ブロックへ紙表紙を押圧するための装置が開示されている。この装置は、サーボモータを有する駆動ユニットが設けられており、この駆動ユニットが結合部を介して変更可能な制御特性を有する制御ユニットへ介入可能であることによって傑出している。変更可能な制御特性によって、押圧台及び押圧レールの移動、例えばそのストローク又はストローク経過を実際の加工指示に適合させることが可能である。
無線とじ機において異なる厚さの製品を製造できるよう、無線とじ機において加工ステーションの多数の厚さ調整を行う必要がある。特許文献4からは、無線とじ機の外部の測定装置において本ブロック厚さの測定を行うことが知られている。このとき、モータ式に駆動可能な挟み込み装置が用いられ、この挟み込み装置は、異なる押圧力を負荷することが可能である。ここでの欠点は、別々の装置が必要であり、この装置においては、無線とじ機における実際の状況が不十分にのみ再現可能であることにある。本ブロックの拡張部、すなわち本ブロック背部の範囲における本ブロックの比較的大きな厚みにより、本ブロックの厚さを正確に測定することが難しい。従来技術から知られた厚さ測定方法においては、拡張部が厚さ測定値を誤ったものとしてしまう。さらに、特許文献5から、本ブロックの完全性をチェックするために、紙表紙の押圧のためのステーションにおいて紙表紙を有する本ブロックの実際の厚さの測定を行うことが知られている。品質管理の観点におけるこの厚さ測定は、質的に良好でない本(いわゆる刷り損じ)を抜き出すことができ、顧客へこれが届かないように保証するものである。しかしながら、刷り損じ自体は、回避し、又は減らすことができないものである。
独国実用新案第202005007012号明細書 独国特許出願公開第102006012084号明細書 米国特許第7621708号明細書 独国特許発明第3613120号明細書 欧州特許出願公開第0763490号明細書
したがって、本発明の課題は、より高い品質の製品の製造を可能とし、付随的に生じる刷り損じを減らす、無線とじ機の厚さ調整の最適化のための方法を提供することにある。別の課題は、正確な厚さ測定を可能とし、本ブロックの拡張部が測定誤差を生じさせず、これにより変更されたブロック厚さへの設備変更時の調整時間を最小化する無線とじ機の厚さ調整の最適化のための方法を提供することにある。
この課題は、請求項1の特徴を有する無線とじ機の厚さ調整の最適化のための方法によって解決される。
本発明による方法は、無線とじ機の厚さ調整の最適化のためのものであり、この無線とじ機によって接着結合された本が製造される。第1のステップにおいては、本ブロックの厚さが決定される。これは、本ブロックの厚さを機械操作者により、場合によっては測定装置によって補助されて本の厚みを精確に測定し、本ブロックの厚さを評価し、又は加工指示の設定値を読み取ることでなされ得る。したがって、このように特定された本ブロックの厚さは、正確に測定された値ではなく、本ブロックの厚さのおおまかな近似である。この厚さは、その後、無線とじ機の制御ユニットへ入力される。この入力は、制御ユニットのディスプレイ及びインターフェースを介してなされ得るか、又は制御ユニットによって指示を記載したデータセットから読み出される。本ブロックの厚さに基づいて
制御ユニット内で調整値の演算がなされる。次のステップでは、無線とじ機の例えば搬送クリップのような構成要素及び加工ステーションの自動的な粗調整が無線とじ機自体に配置された複数のアクチュエータによってなされ、これらアクチュエータは、制御ユニットによって作動する。これにより、無線とじ機が、加工されるべき本ブロックに適合される。次に、第1の本ブロックが無線とじ機へ供給され、加工ステーション内で第1の本ブロックの加工がなされ、加工された本ブロックが紙表紙押圧ステーションまで更に搬送される。この方法の第1の代替においては、本ブロック背部の加工のみがフライス切削、刻み目付けなどによってなされる。この方法の第2の代替においては、接着剤も本ブロックへ塗布され、紙表紙が供給され紙表紙押圧ステーションにおいて押圧される。本発明によれば、本ブロックの実際の厚さの測定(紙表紙ありあるいはなし)は、紙表紙押圧ステーションに統合された測定装置によってなされる。これにつづき、制御ユニットへの厚さ測定値の信号伝達がなされ、この制御ユニットにおいては、本ブロックの厚さの正確な測定値に基づいて無線とじ機に対する調整値の演算がなされる。次に、無線とじ機の構成要素及び加工ステーションの調整値の自動的な補正が測定された厚さに基づいてなされる。方法の第1の代替においては、本ブロックは、搬送クリップにとどまり、別の回に無線とじ機によって移動する。第2の進行過程において、接着剤が塗布され、紙表紙が供給される。その結果、無線にとじられた本が製造される。
有利には、本発明による方法によって、無線とじ機の厚さ調整が本質的に最適化される。したがって、厚さ調整が全自動で行われるとともに、基準本ブロックの使用した学習過程がもはや不要となる。また、精密調整のための本ブロックの厚さの測定も、無線とじ機の外部ではなく無線とじ機の内部で、実際にそこで支配的な条件の下で行われる。したがって、各本ブロックの厚さが本質的にかなり正確に測定され得るとともに、無線とじ機の調整が連続してかなり正確に行われ得る。
本発明の方法の有利な形態においては、測定装置の1つ又は複数の測定要素として、紙表紙押圧ステーションの1つの又は両方の押圧レールが用いられる。これにより、無線とじ機において追加的な測定要素が不要であるとともに、本ブロックの厚さの測定がなされ得る一方、紙表紙が本ブロックへ押圧される。また、これにより、測定結果を損なうことなく、温度変動及び拡張部に対する高い公差を得ることが可能である。
方法の特に有利な、したがって好ましい形態においては、紙表紙押圧ステーションの少なくとも1つの押圧レールが送り運動特性によって移動する。また、例えばのりノズルの調整のための厚さ測定値、側方のりディスクの間隔の調整のための他の厚さ測定値、紙表紙設置部の折り目付け工具の調整のための別の厚さ測定値などの異なる厚さ測定値を検出するために、異なる複数の送り運動特性を有する多数回の移動も可能である。このとき、送り運動特性は、特に押圧レールの押圧力に関して異なっている。測定要素としての押圧レールの使用及び送り運動特性の設定により、高い加工速度においても、本ブロック上への載置時に測定要素が振動においてずれることを回避することが可能である。これにより、高い測定精度を達成することができる。この測定精度は、送り運動特性を適切に適合することで更に改善され得る。
方法の有利な形態においては、モータによって駆動される少なくとも1つの押圧レールが押圧中に所定の力で、又は閉ループ制御可能なモータのトルクによって生じる力特性で負荷される。本ブロックの異なる厚さ測定値が検出される限り、制御ユニットを介して、無線とじ機の様々な構成要素及びステーションに対して異なる調整値が算出される。この措置によって、各本ブロックの実際の圧縮性が無線とじ機の厚さ調整に採用される。
本発明による方法の有利な実施形態においては、本ブロックへの紙表紙の各押圧時に、又は均等な間隔をおいて、本ブロックの厚さの測定が調整値の後続の演算及び補正によってなされることで、無線にとじられた本の連続した生産中にも厚さ調整が最適化される。
説明した本発明及び説明した本発明の有利な形態は、技術的に有意義である限り、互いの組合せにおいても本発明の有利な形態である。
本発明の有利な形態における他の利点に関して、及び構造的及び機能的な観点において、従属請求項及び添付の図面を参照した実施例の説明が参照される。
無線とじ機の概観図である。 従来技術による押圧ステーションを示す図である。 押圧ステーションの代替的な実施形態を示す図である。 測定装置の概略を示す図である。
以下に、本発明を添付図面に基づいて更に詳細に説明する。互いに対応する要素及び部材には、図中において同一の符号が付されている。図のより良好な見やすさのために、縮尺に忠実な図示は省略されている。
図1には不図示の本ブロック(Buchblock)搬送システム33を有する無線とじ機(Klebebinder)1000の一部が示されており、この本ブロック搬送システムは、当該チェーンに固定されたクリップ1002を有する、駆動される循環式のチェーンで形成されている。循環式のチェーンの駆動部は、例えば不図示のサーボモータで形成されている。複数の本ブロック100は、収集機械(Zusammentragmaschine)1010から来て搬送方向Tへ向けて無線とじ機1000へ供給される。本ブロック100は、クリップ1002によってつかまれ、第1の加工ステーション、すなわち背部加工ステーション(Rueckenbearbeitungsstation)1020へ搬送される。背部加工ステーション1020は、不図示の複数の加工工具を有している。背部を加工された本ブロック100は、更にのり付けステーション1030へ搬送され、接着剤が塗布される。後続の内張りステーション1040では、任意で内張り帯が設けられる。紙表紙設置・紙表紙押圧ステーション2への紙表紙20.1の設置及び固定のための装置内では、紙表紙供給ステーション1から供給された複数の紙表紙101が本ブロック100に設置され、固定される。紙表紙の押圧のための、後述する後続の装置20内では、紙表紙101が押圧され、したがって本ブロック100と結合される。つづいて、本ブロック100は、冷却・乾燥区間1060を通って裁断ステーション3(不図示)へ搬送される。無線とじ機1000は、制御ユニット4によって制御される。この制御ユニットはインターフェースを有しており、このインターフェースを介して、とりわけ機械操作者によって調整値を設定することが可能である。無線とじ機1000の様々な加工ステーション1010,1020,1030,1040,20,3の調整及び作動は、制御ユニット4によってなされる。制御ユニット4のインターフェースを介して、本ブロック100の厚さDが入力され得る。したがって、加工ステーション1010,1020,1030,1040,20,3がおおまかに調整される。
図2には、従来技術による紙表紙設置・紙表紙押圧ステーション2の紙表紙の押圧のための装置20が示されている。収集された複数の折丁番号、例えば複数の用紙から成る厚さDの本ブロック100は、本ブロッククリップ1002によって保持されるか、あるいは把持され、クリップ1002から搬送方向Tへ送られる。この搬送は、本ブロック搬送システム33によってなされ、この本ブロック搬送システムは、不図示の循環式のチェーンから成り、このチェーンには複数の搬送把持部(Transportzangen)1002が固定されている。チェーンは、不図示のサーボモータによって駆動される。
紙表紙の押圧のための装置20の機械位置では、紙表紙101が好ましくは垂直方向において下方から上方へ向けて本ブロック100へ押圧され、あるいは押付けられ、このとき、本ブロック100の背部に結合、すなわち接着又は貼付される。背部及び/紙表紙100は、あらかじめ、すなわち前に配置された無線とじ機のステーションにおいて、接着剤又はのり、例えばホットメルト接着剤又はコールドグルーを備えている。
紙表紙101の押圧は、装置20のレール45に沿ったフレーム44の垂直方向運動(昇降運動)によってなされる。フレーム44は、第1の押圧要素21、特に押圧台21を支持している。これにより、紙表紙101と本ブロック100の結合のために必要な圧力が生じる。
本ブロック100の搬送運動を押圧中に行えるように、押圧台21は、フレーム44のレール46上のキャリッジとして支持され、移動可能あるいは摺動可能となっている。押圧台21は押圧中に水平運動47(往復動)を行い、この水平運動は、搬送方向Tにおいて、単調で本ブロック100の搬送速度に対応した速度での前進運動中になされる。したがって、押圧は、搬送される本ブロック100と移動した押圧台21の間の並行段階中になされる。
側部範囲における紙表紙101の側方での押圧は、少なくとも1つの第2の押圧要素22又は第2及び第3の押圧要素22,23の横方向運動(近接運動及び離間運動)、特にそれぞれ側方の押圧レール22,23によって装置20あるいは本ブロック100の側部へ向けてなされる。このために、押圧レール22,23は、押圧台21の各レール49上に支持されているとともに、モータ式に移動可能あるいは摺動可能となっている。垂直運動43と水平運動47の重ね合わせにより、押圧台21が軌道運動50を行う。この軌道運動50は、対応する結合ギヤ装置65と組み合わされたサーボモータ58によって生じる。
さらに、押圧レール22,23は、水平運動47と垂直運動48の重ね合わせによってそれぞれ互いに逆方向の軌道運動51を行い、この軌道運動51は、更に軌道運動50と重ね合わせられることが可能である。
各押圧レール22,23の押圧運動(横方向運動)の発生は、固定して配置又は架台に固定された各駆動ユニット52によって、(装置20の架台に関して)装置の各側においてなされる。すなわち、各押圧レール22,23の各側に固有の駆動ユニット52が割り当てられている。
駆動ユニット52は、好ましくは別々に作動可能なサーボモータ53を含んでおり、このサーボモータは、回転可能なスピンドル54を駆動する。サーボモータ53によって引き起こされるスピンドル54の回転運動は、摺動可能な要素55の制御可能な横方向運動48へ変換される。サーボモータ53は、送り運動特性(Zustellbewegungsprofil)を有する制御ユニット4によって動作される。
この側方の押圧中には、本発明により、本ブロック100の厚さDの測定がなされる。
図3には紙表紙の押圧のための装置20の代替的な実施形態が概観的に示されており、この装置は、図2による装置と類似して構成されているとともに、本発明による方法を図示している。装置20は、無線とじ機1000において紙表紙供給ステーション1(図1参照)と後続の冷却区間1060及び/又は裁断ステーション3(図1において符号によってのみ示されている)の間に配置されている。前に配置された無線とじ機1000の不図示の複数のステーションにおいて、本ブロック100は、既に加工されていて、すなわち、本背部が粗面化されるが、接着剤は塗布されていない。紙表紙供給ステーション1により、例外的に紙表紙101が引き離されず、したがって、その設置ステーション20.1において紙表紙101が本ブロック100に設置されないとともに、後続の厚さDの測定過程が紙表紙101なしに行われ得る。
本ブロック100は、不図示の本ブロック搬送システム33から同様に搬送方向Tへ向けて紙表紙設置・押圧ステーション2へこれを貫通して移動する。図示の紙表紙設置・押圧ステーション20の範囲では、紙表紙101が押圧力によって本ブロック100へ押圧され得る。このとき、図2について上述したように、紙表紙の押圧のための装置20内では、本の通常の製造時に、紙表紙が、装置のフレームに固定されつつ重ね合された垂直運動43及び水平運動47に基づく軌道運動50を実行する押圧台21を用いて、本ブロック100ののり付けされた背部42に押圧される。つづいて、紙表紙101も側方のり付けの範囲において紙表紙の押圧のための装置20において押圧される。さらに、側方の押圧レール22,23は、横方向48において搬送方向Tに対して垂直に変位され、背部近傍の側方範囲において本ブロック100に対して紙表紙20を押圧する。紙表紙101は、より良好な見やすさのために、図3では図示されていない。
側方範囲での紙表紙101の側方での押圧は、押圧要素22,23、すなわち装置20あるいは本ブロックの各側における各側方の押圧レール22,23の横方向運動(近接運動及び離間運動)によってなされる。このために、押圧レール22,23は、各レール49において支持されているとともに、モータによって運動可能あるいは摺動可能となっている。レール49は支持部42に固定されており、この支持部は、押圧台21に固結されている。側方での押圧中に、図2の例において既に説明したように、本ブロック100の厚さDの測定がなされる。
代替的な形態においては、押圧レール23が固定して構成されているとともに、他の押圧レール22が送られている(zugestellt)。
以下では、無線とじ機1000の厚さ調整の最適化に寄与する測定過程を詳細に説明する:レール49として構成された機械的に直線状のガイド部上を測定体(Messkoerper)が移動する。この測定体は、装置20において側方の測定レール22,23として構成されている。この直線状に移動可能な測定体22,23は、それぞれ位置制御されたモータ53によって駆動される(前側のモータのみが視認可能)。このとき、駆動部53の回転運動は、測定体22,23の並進運動へ変換される。図示のように、このことは、装置20においてボールねじ54によって達成される。
本ブロッククリップ1002において挟み込まれた本ブロック100の厚さDの測定のために、この本ブロックは、装置20を越えて移動する。押圧台21が側方の押圧レール22,23と共に本ブロッククリップ1002あるいは本ブロック100に対して有利な位置にあれば、とじしろの範囲における本ブロック100の厚さDの測定のための複数の測定サイクルを実行することが可能である。
このとき、前側及び後方の側方の押圧レール22,23のモータ53は、これらモータが本ブロック100の方へ向かって移動するよう作動される。このとき、モータ53の回転運動は、ボールねじ54を用いて本ブロック100への押圧レール22,23の並進運動へ変換される。この移動時には、モータ53の回転運動がモータ固有の、又は外部の回転センサ(不図示)を介して永続的に制御・解析ユニット4によって監視及び検出される。回転運動が測定体22,23への一定の変換に関連しているため、いかなる時点においても押圧レール22,23の位置が算出され得る。
要求に応じて任意の送り運動特性を備えることが可能な送り運動が完了すると、押圧レール22,23は、モータ53によって所定のトルクで負荷される。このトルクは、押圧力として本ブロック100へ伝達される。これにより、本ブロック100は、正確に調整可能な力で押圧される。モータ53の回転センサの継続した永続的な解析により、側方の押圧レール22,23の変化した位置及び絶対位置を算出することが可能である。有利な形態においては、相対的な回転センサの使用時に追加的な位置センサが必要となる。この位置センサは、一回の実行(Ueberfahrt)後に、測定体22,23の位置定義、すなわち回転センサの位置に対する側方の押圧レール22,23の位置の調整に寄与するものである。
このような厚さ測定の他の公知の測定ステーションに対する利点は、測定中のとじしろにおける本ブロック100への構成可能な力作用(押圧力)にある。とじしろにおける本ブロック100の測定時に、本発明により、異なる送り運動特性を有する複数のサイクルが好都合に無線とじ機1000における異なる厚さ調整値に対して実行され得る。
第1の測定サイクル(高い圧力での本ブロック厚さ測定)−押圧ステーション20における位置及び本ブロック厚さ、紙表紙設置装置20.1における折り目付け工具の距離及び位置、のり付けステーション1030における紙表紙のり付けのためのノズルの位置並びに内張りステーション1040における内張り帯の位置及び幅の調整値。
第2の測定サイクル(低い圧力での本ブロック厚さ測定)−のり付けステーション1030の側方のり付け部における側方のり付けディスクの間隔についての調整値。
第3の測定サイクル(平均の圧力での本ブロック厚さ測定)−のり付けステーション1030の背部のり付け部における側方のガイドレールの距離及び位置の調整値。
図4には、測定装置が概略的な図示において示されている。明確なように、とじしろの範囲における本ブロックの厚さDの測定がなされ、したがって、そこでは、本ブロック100の厚さDが最も大きい。例えば本ブロック100の開放された、厚さD’の端部に対する差異は、本ブロックの厚さの測定時に拡張部Pも考慮される。さらに、図4には回転センサ65及び位置センサ66が示されており、これらセンサは、モータ53の作動に寄与するものである。

Claims (7)

  1. 無線とじ機(1000)の厚さ調整の最適化のための方法であって、
    a)本ブロック(100)の厚さ(D)を決定するステップと、
    b)前記無線とじ機(1000)の制御ユニット(4)へ前記本ブロック(100)の前記厚さ(D)を入力するステップと、
    c)前記無線とじ機(1000)の複数の構成要素(1002)及び複数のステーション(1010,1020,1030,1040,2,160)の粗調整をするステップと、
    d)第1の本ブロック(100)を前記無線とじ機(1000)へ供給し、前記ステーションにおいて少なくとも部分的にこの本ブロックを加工し、紙表紙押圧ステーション(2)まで更に搬送するステップと、
    e)前記紙表紙押圧ステーション(2)に統合された測定装置(22,23,53)によって前記本ブロック(100)の厚さ(D)を測定するステップと、
    f)少なくとも1つの厚さ測定値を前記制御ユニット(4)へ伝達するステップと、
    g)前記無線とじ機(1000)の前記構成要素及び前記ステーションの調整値を補正するステップと
    を行うことを特徴とする無線とじ機(1000)の厚さ調整の最適化のための方法。
  2. 前記測定装置の測定要素として、前記紙表紙押圧ステーション(2)の少なくとも1つの押圧レール(22,23)が用いられることを特徴とする請求項1記載の厚さ調整の最適化のための方法。
  3. 前記少なくとも1つの押圧レール(22,23)が送り運動特性で移動することを特徴とする請求項2記載の厚さ調整の最適化のための方法。
  4. 前記ステップe)における前記少なくとも1つの駆動レール(22,23)の少なくとも1つの駆動モータ(53)のトルク特性が、記録され、解析されることを特徴とする請求項2又は3記載の厚さ調整の最適化のための方法。
  5. 前記ステップf)において、前記制御ユニット(4)が、前記本ブロック(100)の異なる厚さ測定値に基づいて、前記無線とじ機(1000)の前記構成要素及び前記ステーションに対して異なる調整値を算出することを特徴とする請求項3又は4記載の厚さ調整の最適化のための方法。
  6. 前記無線とじ機(1000)における無線にとじられた複数の本の連続した生産中に前記ステップe)〜g)が実行されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の厚さ調整の最適化のための方法。
  7. 前記ステップd)において1つの本ブロックに接着剤が塗布され、前記ステップe)において測定過程の前に紙表紙(101)が前記本ブロック(100)に押圧されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の厚さ調整の最適化のための方法。
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