SE515516C2 - Förfarande och anordning för att mata ett ark i sänder från en arkstapel - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 35 515 516 2 för dock att nästkommande ark bläddras ned för snabbt och kommer i kontakt med de retarderande matningshjulen vil- ket i sin tur ger skador på ark och slitage på hjulen.

Det föreligger även risk för att nästkommande ark matas fram mot det främre arkstödet vilket medför skador på ar- kets framkant. Detta kan också leda till att arkmatningen avbryts då ett så kallat ”jam” inträffar, d.v.s. att två ark (det som skall matas samt det ovanpå detta liggande arket) samtidigt matas in i spalten mellan arkstödet och matningsbordet och fastnar där. Detta skulle teoretiskt kunna motverkas om en motor med tillräckligt stort broms- moment kunde användas. Man skulle då i teorin kunna re- tardera hjulaxlarna på en betydligt kortare tid/sträcka.

Detta är dock begränsat av prestanda hos kommersiellt tillgängliga motorer som antingen har ett för högt maxmo- ment eller har ett för högt masströghetsmoment. För att motverka ovannämnda problem måste vakuumet minskas vilket ger en negativ inverkan på repeternoggrannheten då nu en okontrollerbar slirning (så även den beroende på hastig- het, bunthöjd mm) uppstår.

En arkmatningsanordning av den ovan angivna typen är förut känd genom den amerikanska patentskriften 5,006,042. Denna kända arkmatningsanordning innefattar en undertryckskammare med integrerat matningsbord på vilket en arkstapel är avsedd att placeras samt ett arkstöd på ett avstånd över matningsbordet som är i storleksordning- en en arktjocklek. Ett antal axlar är anordnade i under- tryckskammaren. Axlarna uppbär ett flertal hjul som skju- ter ut genom öppningar i matningsbordet och som har till uppgift att transportera det understa arket i stapeln via spalten mellan matningsbordet och arkstödet till en band- transportanordning. Varje axel drives av en separat mo- tor. Med hänvisning till ovanstående resonemang samt att avståndet är förhållandevis stort mellan hjulaxeln när- mast arkstödet och å ena sidan arkstödet och å andra si- dan bandtransportanordningen är risken överhängande att arken anländer snedställda och/eller med s.k. registerav- 10 15 20 25 30 35 515 51.6 3 vikelse till bandtransportanordningen med påföljande pro- blem i efterföljande processtation(er). Någon korrigering för ovannämnda fel anges ej i patentskriften. Vidare ten- derar väntande ark i stapeln eller bunten, som p.g.a. friktionskrafter trycks fram mot arkstödet (speciellt vid hög vakuumnivà), att fastna med sin framkant mot arkstö- det och pà sà sätt hindras att korrekt bläddras ned då inmatande ark avslutat sin inmatningscykel. Ofta är en flik av framkanten fasttryckt mot arkstöder. När sedan inmatningscykeln startar skadas eller fastnar arket mot arkstödet och matas ej in pà ett korrekt sätt. Övriga problem som hör samman med arkmatningsanord- ningar av ovannämnt slag är bl.a. följande. Om ”normal” s.k. kamkurva (rörelseprofil) i arkmatningscykeln används (se fig. 7a) kommer vid hastighetsändring accelerations- och retardationsramperna (kurvornas lutning) att föränd- ras. Detta medför att vid minskad maskinhastighet erhàlls en lägre retardation av inmatningshjulen och längre tid för att stoppa hjulen trots att kraft för ett snabbare stopp finns tillgängligt i motorn. Detta har till följd att nästkommande ark i bunten hinner sugas ned mot hjulen innan dessa har stannat. Resultatet av detta är att ar- kets ytskikt kan skadas av hjulen som slirar kraftigt mot dess yta (”suddning”) och att arket föres fram mot främre arkstödet pà ett okontrollerat sätt. Variation i paramet- rar som arkstorlek, bunthöjd, vakuumnivà och maskinhas- tighet ger också en förändring av den totala friktionen som verkar mellan ark och hjul. Denna variation i frik- tion ger upphov till en variation i slirningen mellan ark och hjul som alltid förekommer vid accelerationen av ett ark. När slirningen varierar visar det sig som en varia- tion i arkets register. Till detta kommer också den all- tid närvarandet stokastiska skillnaden i friktion från ark till ark beroende pà bl.a. varje arks individuella ytstruktur, turbulens i vakuumlàdor (undertryckskammare) mm som ger ett stokastiskt register som adderas till ovan nämnda orsaker till bristande repeternoggrannhet. lO 15 20 25 30 35 515 516. 4 Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en arkmatningsanordning och -förfarande som minime- rar risker för registerfel och snedställning av de matade arken.

Ytterligare ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en arkmatningsanordning och -förfarande som förhindrar att ark fastnar mot eller under arkstödet. Ännu ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en arkmatningsanordning och -förfarandet som reducerar risken för skador på arkens ytskikt.

Det är dessutom ett ändamål med uppfinningen att åstadkomma en arkmatningsanordning som lätt kan anpassas till staplar eller buntar av ark av olika dimensioner.

Dessa ändamål har uppnåtts med en arkmatningsanord- ning enligt det inledande stycket, som kännetecknas av att den vidare innefattar en andra undertryckskammare, mellan den första undertryckskammaren och nämnda trans- portanordning, med ett integrerat matningsbord som bildar en förlängning av den första undertryckskammarens mat- ningsbord, att ett antal separat drivna axlar är anord- nande i den andra undertryckskammaren på i huvudsak samma nämnda avstånd till varandra och med nämnda avstånd mel- lan intilliggande axlar i den första undertryckskammaren respektive i den andra undertryckskammaren, varvid varje axel i den andra undertryckskammaren uppbär ett flertal hjul med friktionsbeläggning, vilka utskjuter genom till- hörande öppningar i den andra undertryckskammarens mat- ningsbord, att åtminstone en sensor är anordnad mellan den andra undertryckskammaren och nämnda transportanord- ning, vilken sensor är anordnad att avkänna positionen för det matade arkets framkant och att skicka signaler till en styrenhet samt att styrenheten är anordnad att vid behov korrigera positionen för arkets framkant genom att styra axlarnas drivmotorer.

Ett förfarande för att mata ark med hjälp av en ark- matningsanordning enligt ovan kännetecknas av att hjulen, från stillastående vid början av varje matningscykel, med lO l5 20 25 30 35 515 516- 5 hjälp av en till hjulens drivmotorer och nämnda process- station ansluten styrenhet bringas att rotera för att ac- celerera arket så att detta uppnår sitt positionsbörvärde och sitt hastighetsbörvärde i beroende av processtatio- nens arbetstakt och att respektive hjul, när arket lämnar hjulet, bromsas till stillastående med maximalt tillgäng- ligt bromsmoment.

Vidareutvecklingar av anordningen respektive förfa- randet enligt uppfinningen framgår av de särdrag som an- ges i underkraven.

En föredragen utföringsform av uppfinningen har il- lustrerats nedan i exemplifierande syfte och med hänvis- ning till de bifogade ritningarna, på vilka: Fig. 1 schematiskt och i en vy ovanifràn illustrerar en utföringsform av en arkmatningsanordning enligt upp- finningen, men utan matningsbord och arkstöd för tydlig- hets skull; Fig. 2 i en vy likartad den i fig. l illustrerar en alternativ utföringsform av en arkmatningsanordning en- ligt uppfinningen.

Fig. 3 visar ett vertikalt snitt genom anordningen i fig. 1, med matningsbord och arkstöd, längs linjen A-A; Fig. 4a och 4b visar ett vertikalt snitt genom an- ordningen i fig. 1 respektive fig. 2, vinkelrätt mot snittet A-A, längs linjen B-B; Fig. 5 schematiskt åskådliggör styrenheten till an- ordningen enligt uppfinningen; Fig. 6 i diagramform illustrerar vinkelhastigheten hos matningshjulens respektive axlar som en funktion av tiden och under en arkmatningscykel; Fig. 7a-8b i diagramform åskådliggör en matnings- hjulaxels accelerations- respektive retardationskurvor för olika matningshastigheter, varvid fig. 7 hänför sig till en känd arkmatningsanordning och fig. 8 till en an- ordning enligt uppfinningen; och Fig. 9a-9b på motsvarande sätt som i fig. 8a-8b il- lustrerar accelerations- respektive retardationskurvor 10 15 20 25 30 35 515' 516, 6 för olika matningshastigheter och olika arklängder som gäller för en anordning enligt uppfinningen.

Arkmatningsanordningen eller inmatningen enligt upp- finningen är en enhet som ingår i en maskin för konverte- ring av wellpapp eller kartong. I processen före konver- tering framställs rektangulära ark som är skurna i format som passar just den låda eller tråg eller något annat som skall konverteras. Arken transporteras med hjälp av till exempel rullbanesystem fram till konverteringsmaskinen.

Där läggs arken i manuellt eller med hjälp av en iläggare i inmatningens arkmagasin.

Inmatningens uppgift år att mata in arken så att ar- ken kommer in ”taktade” och med en för maskinen förin- ställd hastighet med så hög repeternoggrannhet som möj- ligt. Arken riktas i inmatningens arkmagasin så att arken matas in så rakt som möjligt. Vidare gäller att själva inmatningen ej får bidraga till att arken matas in snett (snedmatning). Då wellpapp är känsligt för höga yttryck år det en fördel att ”mangla” arken så lite som möjligt (såsom sker i exempelvis ett valsnyp) när arken dras ur bunten (man matar in det understa arken och fyller på ma- gasinet ovanifràn för att få en kontinuerlig matning).

Enheter som är anordnade efter inmatning kan vara tryck- slits, stans och vikningsenhet.

Med hänvisning först till figurerna 1 till 4 har ett verk, par föredragna utföringsformer av arkmatningsanordningen enligt uppfinningen illustrerats. Anordningen är speci- ellt lämpad för matning av ark då en hög noggrannhet krävs avseende positioneringen och vinkelinriktningen av arkets framkant. Vidare medger anordningen att man kan mata in redan tryckta ark med trycket nedåt, det vill såga mot matningsbordet utan att repa eller skada tryck- et. Anordningens funktion, är såsom angivits ovan, att mata ett ark l i sänder från en arkstapel via en trans- portanordning 2 till en processtation (ej visad), såsom exempelvis en stans eller en vikningsenhet. Transportan- ordningen 2 kan vara en s.k. vakuumtransportör, d.v.s. 10 15 20 25 30 35 515-516 7 ett antal parallella transportband som är anordnade i en kammare med undertryck eller ”vakuumlàda”. Denna utgör ej någon del av uppfinningen och kan exempelvis vara en så- dan som presenteras i patentskriften US-A-5,006,042.

Arkmatningsanordningen (inmatningsbordet) innefattar en första undertryckskammare eller ”vakuumlåda” 3 med ett matningsbord 4, på vilket arkstapeln vilar såsom schema- tiskt åskådliggjorts i fig. 3. Matningsbordet är utformat i ett stycke med undertryckskammaren 3 och bildar dess toppsida eller översta parti. Undertryckskammaren är upp- delad tvärs arkens transportriktning, som indikerats med en pil 5 i fig. 3, i ett centralt undertrycksrum 6 och ett antal mindre rum 6' på båda sidor om det centrala rummet. Varje rum 6' är tillslutet nedåt av undertrycks- kammarens 3 botten 7 (se fig. 4) och i sidled tvärs transportriktningen av skiljeväggar 8 respektive en änd- vägg 9. I sidled längs transportriktningen avgränsas var- je rum 6,6' av en gemensam ändvägg 11 respektive 12. I varje skiljevägg 8 finns en öppning 13, såsom antytts med streckade linjer i fig. 3. Medelst dessa öppningar står undertrycksrummen 6' i förbindelse med varandra och det centrala rummet 6, som i sin tur är anslutet till en sug- fläkt eller -pump för att alstra ett undertryck (parti- ellt vakuum) i undertryckskammaren 3. Öppningarna 13 i skiljeväggarna är separat tillslutbara med hjälp av till- hörande, individuellt manövrerbara spjäll 14, varigenom undertryckskammarens effektiva bredd tvärs transportrikt- ningen kan regleras, beroende på hur många rum 6' som vid tillfället står i (under-) trycksförbindelse med det cen- trala rummet 6. Härigenom kan undertryckskammaren 3 an- passas till de matade arkens 1 bredd.

I matningsbordet 4 år ett antal axlar 15 anordnade parallellt med varandra och tvärs matningsriktningen på i huvudsak samma inbördes avstånd. Varje axel 15 drives av en separat motor, företrädesvis en servomotor 16, som är ansluten till en styrenhet eller -system 20 såsom kommer att förklaras närmare nedan. Axlarna 15 kan sträcka sig 10 15 20 25 30 35 515 5116' 8 genom hela undertryckskammaren 3 (se fig. 2) eller, såsom illustrerats i fig. 1, vara delade i två åtskilda och med varandra inriktade axelpartier 15' med var sin motor 16.

Det är även möjligt att låta några av axlarna 15 vara de- lade (företrädesvis axlarna närmast ändväggen 12) och låta övriga axlar vara odelade. Axlarnas 15 inbördes av- stånd hålles med fördel så ringa som möjligt. Axlarna 15 är lagrade i skiljeväggarna 8 och ligger i samma (hori- sontal-)plan. Ett flertal hjul 17 är fast (och frigör- bart) anordnade på varje axel 15 och har en friktionsbe- läggning av exempelvis polyuretan på sin periferyta. Vid användning av odelade axlar 15 kan avståndet mellan in- tilliggande axlar göras så litet, att en axels hjul 17 skjuter in mellan den intilliggande axelns hjul, såsom framgår av fig. 2. Av denna figur framgår även, att änd- väggen 12 i detta fall kan ha en vågformad eller korrige- rad utformning i en vy ovanifràn.

Matningsbordet 4 är försett med ett flertal öppning- ar 18 som till sitt antal överensstämmer med det totala antalet hjul 17 och hjulen 17 utskjuter en kort sträcka (cirka 3-5 mm) över matningsbordet, se fig. 3 och 4. Öpp- ningarna 18 sluter ej tätt kring hjulen 17, varigenom ett undertryck alstras på matningsbordets 4 ovansida medelst sugverkan från undertrycksrummen 6,6' såsom diskuterats ovan. Hjulens 17 inbördes avstånd är så anpassat att (det understa) arket ej kollapsar mellan hjulen på grund av undertrycket. Undertrycket mellan det understa arket och matningsbordets ovansida gör att arket trycks mot de be- lagda hjulen och man säkerställer att man har en med god marginal högre friktionskraft mellan ark och hjul än mel- lan det understa och det näst understa arket. Så mycket större kraft att bidraget från accelerationen av det un- dersta arket ryms för att undvika slirning. Vidare ger detta arrangemang ett minimalt tröghetsmoment.

Avståndet mellan axlarna, hjulens diametrar, avstån- det mellan hjulen och matningsbordet är så avpassat att tunna ark ej skall kollapsa samtidigt som man har ett sä- 10 15 20 25 30 35 515516 9 kert grepp om arket under inmatningsfasen. Hjulen ligger omlott för att få maximal bärighet mot ark.

Ett arkstöd eller ”gate” 19 är anordnat i huvudsak vertikalt över matningsbordet 4, parallellt med hjulax- larna 15 och på ett avstånd från matningsbordet som är något större än en arktjocklek. Företrädesvis är arkstö- det 19 förskjutbart i sitt plan, så att spalten mellan arkstödet och matningsbordet kan anpassas till olika ark- tjocklekar. Undertryckskammaren 3 sträcker sig förbi ark- axeln 15(4) 3, är positionerad i huvudsak i samma plan som arkstödet, stödet 19 och en av axlarna 15, d.v.s. i fig. vilket ger en säker matning av det understa arket förbi arkstödet 19 mot transportanordningen 2.

Såsom framgår av fig. 1-3 innefattar anordningen en- ligt uppfinningen även en andra undertryckskammare 21, vilken är uppbyggd på motsvarande sätt som den första un- dertryckskammaren 3 och vars matningsbord 22 bildar en förlängning av, eller är integrerat med, matningsbordet 4, d.v.s. att borden 3 och 22 ligger i samma plan. Såsom vidare framgår av fig. 3 är undertryckskamrarna förenade med varandra (de har en gemensam ändvägg 12, se fig. 1 och 2) och den andra undertryckskammaren 21 är positione- rad mellan den första undertryckskammaren 3 och nämnda transportanordning 2. Den andra undertryckskammarens 21 centrala undertrycksrum 23, jfr. det centrala under- trycksrummet 6, är anslutet till en sugfläkt eller -pump som ej nödvändigtvis är densamma som undertrycksrummets 6, d.v.s. att undertrycksrummen 6 och 23 kan ha olika un- dertryck. För övrigt är sidoordnade undertrycksrum 23' samt öppningar 13 och spjäll 14 även anordnade i den andra undertryckskammaren. Vidare kan åtminstone den sis- ta axeln 24(6)(i transportriktningen) i den andra under- tryckskammaren 21 vara delad i två axelpartier 24a och 24b såsom diskuterats i samband med den första under- tryckskammarens 3 axlar 15 och företrädesvis är vid vissa tillämpningar alla axlar 24 i den andra undertryckskamma- ren 3 delade på angivet sätt och varje axelparti 24a, 24b 10 15 20 25 30 35 515-516 10 har sin egen motor 25 som är ansluten till nämnda styren- het 20. Vid andra tillämpningar är ingen axel 24 delad, jfr. fig. 2. Företrädesvis är det inbördes avståndet mel- lan den andra undertryckskammarens axlar 24, och avstån- det mellan den första undertryckskammarens sista axel 15(4) i transportriktningen och den andra undertryckskam- marens första axel 24(5) i transportriktningen, detsamma som det inbördes avståndet mellan den första undertrycks- kammarens axlar 15, såsom klart framgår av fig. 1-3. Mer föredraget är avståndet mellan axlarna 15(4) och 24(5) kortare än avståndet mellan axlarna 15 i den första un- dertryckskammaren 3 resp. mellan axlarna 24 i den andra undertryckskammaren 21.

Såsom är fallet för axlarna 15 i den första under- tryckskammaren är axlarna 24 i den andra undertryckskam- maren 21 lagrade i skiljeväggarna 8 och ligger i samma (horisontal-)plan. Ett flertal hjul 28 är fast (och fri- görbart) anordnade på varje axel 24 och har en friktions- beläggning av exempelvis polyuretan på sin periferyta. Även matningsbordet 22 är försett med ett flertal öppningar 29 som till sitt antal överensstämmer med det totala antalet hjul 28 och hjulen 28 utskjuter en kort sträcka (cirka 3-5 mm) över matningsbordet, se fig.3. Öppningarna 29 sluter ej tätt kring hjulen 28, varigenom ett undertryck alstras pà matningsbordets 22 ovansida me- delst sugverkan från undertrycksrummen 23, 23' såsom dis- kuterats ovan.

Avståndet mellan axlarna, hjulens diametrar, avstån- det mellan hjulen och matningsbordet är så avpassat att tunna ark ej skall kollapsa samtidigt som man har ett sä- kert grepp om arket under matningsfasen. Hjulen ligger omlott för att få maximal bärighet mot ark.

Vid den andra undertryckskammaren 21, och företrä- desvis vid kammarens ändvägg 26 närmast transportanord- ningen 2 är en eller flera sensorer 27 anordnade, exem- pelvis ett par fotoceller. Dessa är positionerade på ett relativt stort avstånd från varandra som exempelvis mot- 10 l5 20 25 30 35 515 516 ll svarar de centrala undertrycksrummens 6, 23 bredd såsom 1 och 2. gemensamt plan, som är parallellt med axlarna 15, 24 (och framgår av fig. Sensorerna 27 ligger i ett således även med arkstödet 19) och som är i huvudsak vin- kelrätt mot matningsborden 4, 22. Dessa registrerar fram- kanten på arket i två punkter och man kan med hjälp av dessa mäta register och snedmatning och med hjälp av styrenheten 20 samt de delade axlarna 24 (och 15), exem- pelvis axelpartierna 24a och 24b, vid behov korrigera för registeravvikelse och vinkelfel genom att bromsa det ena (24a) hos det andra, motstående axelpartiets drivmotor och/eller öka hastigheten (24b) drivmotor. axelpartiets Detta sker genom att signaler avseende det matade arkets framkant i transportriktningen skickas till styrenheten 20 som jämför ärvärdet med ett programmerat börvärde och skickar en motsvarande korrigeringsanvisning till ovan- nämnda motor(er), varvid en korrigering av arkets posi- tion utföres innan arket överföres till transportanord- ningen 2. Styrenheten 20 har översiktligt åskådliggjorts i fig. 5 med anslutning till endast en motor 25, men så- som diskuterats ovan kan styrenheten reglera varvtalet hos fler än en motor. Om man endast önskar kompensera för registeravvikelse behöver endast en sensor vara anordnad (ej visat). Denna är då positionerad på samma plats som någon av sensorerna 27 i fig. 1 eller 2, eller på en plats mellan deras positioner. I det fall då endast kor- rigering av registeravvikelse önskas är med fördel alla axlar odelade, d.v.s. utföringsformen av uppfinningen en- ligt fig. 2 och 4b.

Styrenheten 20 har ytterligare en funktion och det är att accelerera och bromsa axlarna 15, 24, och sålunda de på axlarna fästa matningshjulen 17 respektive 28 under en arkmatningscykel, dels för att överföra arken från arkmatningsanordningen till transportanordningen med rätt linjehastighet och dels för att förhindra att arken fast- nar eller skadas mot arkstödet eller i spalten mellan lO l5 20 25 30 35 515- 516. 12 arkstödet och matningsbordet. Detta har illustrerats gra- fiskt i fig. 6.

I fig. 6 har en arkmatningscykel för den ovan pre- senterade arkmatningsanordningen illustrerats, d.v.s. en anordning som har fyra axlar l5(1)-15(4) lagrade i den första undertryckskammaren 3 och tvà axlar 24(5)-24(6) lagrade i den andra undertryckskammaren 21. Fig. 6 visar axlarnas vinkelhastighet som funktion av tiden. Sàsom an- givits ovan styrs motorerna 16, 25 individuellt av styr- enheten. I början av en matningscykel startas alla moto- rer samtidigt och accelererar arket 1 så att det nàr sitt positionsbörvärde och sitt hastighetsbörvärde.

Axlarna l5(1)-15(4) drives med en hastighetsprofil som startar en inmatningscykel med stillastående axlar och med ett ark vilande mot sina hjul. I början av en in- matningscykel startar alla axlar samtidigt och accelere- rar fràn stillastående upp till linjehastighet. Genom statisk friktion mellan ark och hjul följer det understa arket denna framàtgàende rörelse och matas framàt i transportriktningen (pilen 5 i fig. 3).

När arket frammatas i arkmatningsanordningen kommer dess bakkant att nà kontaktpunkter pà hjulens periferi.

Först når bakkanten axeln l5(1), för att sedan i följd nà de övriga axlarna 15(2), 15(3) och 15(4). mata in det i bunten efterföljande arket mäste hjulen För att då inte stoppas omedelbart innan detta ark sugs ned mot hjulen.

Se kurva 15(1) Arkets bakkant när först axeln 15(1) i fig. 6. som stoppar omedelbart, för att därefter nà axeln 15(2) som då också omedelbart stoppar. Detta upprepas för resterande tvâ ax- lar före bordets arkstöd 19. Denna rörelseprofil finns inprogrammerad i styrenhetens kontrollprogram (kam-pro- fil) för respektive axel. Sträckan som en axels hjulperi- feri ska rotera innan bakkant nås kontrolleras av styrsy- stemet och programmeras in för den arklängd som körs i maskinen för tillfället. 10 15 20 25 30 35 . . . 1 . . 515 516 13 En kort sträcka efter arkstödet når arkets framkant axeln 24(5). full linjehastighet, varför även denna axel måste ha en Detta sker innan arket accelererat upp till därför anpassad rörelseprofil (kam-profil). Denna rörel- seprofil behöver dock inte starta sin rörelse från noll- hastighet utan måste endast möta arket med den hastighet som arket uppnått då detta når fram till denna axel 24(5). Se kurva 24(5). och retardationsarbetet ej behöver bli lika stort för Detta medför att accelerations- denna axel som för de fyra första axlarna.

En lugn acceleration av arket under en längre sträcka erhålles sålunda (utan att arket ”dyker ned” mel- lan hjulen). Det korta inbördes avståndet mellan axlarna medger att mycket korta ark kan matas.

Då arkets framkant når axeln 24(6) har arket 1 upp- nått maskinens linjehastighet. Axeln 24(6) går därför med ett konstant varvtal som motsvarar maskinens linjehastig- het, d.v.s. att axeln 24(6) stoppar från en arkmatningscykel till nästa. Se kurva 24(6).

För att kunna mata ark som är korta i transportrikt- alltid roterar och aldrig ningen är det en fördel att axlarna efter arkstödet ligg- er så nära arkstödet som möjligt. Samtidigt vill man att arket skall ha en inte allt för kraftig acceleration och därför följer axeln som är närmast arkstödet en kamkurva (rörelseprofil) medan den bortre löper med konstant has- tighet. Såsom framgår av fig. 6 är styrenheten programme- rad att starta varje arkmatningscykel med att inlednings- vis rotera alla axlarna i den första undertryckskammaren motsatt transportriktningen, varigenom arket som skall matas backas en kort sträcka bort från arkstödet för att lossa arkets framkant från arkstödet. Därefter bringas axlarna att rotera i transportriktningen och arket kan passera under arkstödet utan att skadas eller fasta.

Styrenheten 20 är ansluten till transportanordning- ens 2 eller till det efterföljande processtegets (tryck- ning, slitning, stansning eller vikning) hastighet (ma- 10 15 20 25 30 35 515516 14 skinhastighet) och position för att anpassa arkmatnings- hastigheten (motorernas acceleration) och arkets position till detta. Styrningen av matningshjulens 17, 28 accele- ration och retardation sker efter olika styrprinciper för optimal arkmatning. För att få en kontrollerad och lik- formig matning fràn ark till ark är det väsentligt att ha en sà långsam acceleration av arket som möjligt. En lägre acceleration medför dock att maximal inmatad arklängd el- ler maximal maskinhastighet minskar varför accelerationen ändà eftersträvas vara den högsta möjliga för aktuell arkstorlek och kvalitet. Om styrningen utformas så att en minskad maskinhastighet ger en minskad acceleration fàr man en automatik i anpassningen av accelerationen. Detta realiseras genom att alltid làta arken accelerera under en konstant sträcka vilket ger vid minskad hastighet en minskad acceleration.

När hastigheten minskas kommer även retardationen att minska och därmed förlänga tiden för hjulen att stop- pa, vilket har till följd att nästkommande ark i bunten hinner sugas ned mot hjulen innan dessa har stannat. Re- sultatet av detta är att arkets ytskikt kan skadas av hjulen som slirar kraftigt mot dess yta (”suddning”) och att arket kan föras fram mot främre arkstödet pà ett okontrollerat sätt. För bromsningen av matningshjulen är det av yttersta vikt att detta sker pà kortast möjliga tid och att stopptiden förläggs till nästkommande ark som väntar pà att matas in under nästa matningscykel. Utfor- mas styrningen sà att hjulen alltid bromsas/stoppas med maximalt tillgängligt moment fràn motorn så kommer stopp- tiden alltid bli så kort som möjligt. Detta för att näst- kommande ark i bunten inte ska hinna sugas ned mot hjulen innan dessa har stannat. Denna princip medför också att vid minskad maskinhastighet kommer stopptiden att bli kortare pà grund av att hjulens utgàngshastighet är läg- re. Styrs stoppet med en för alla maskinhastigheter kon- stant retardation erhålls alltid kortast möjliga stopptid för varje maskinhastighet. |, min l0 15 20 25 30 35 515 51.6 15 Fig. 7a och 7b àskàdliggör en axels rotationsrörelse för tvâ olika matningshastigheter och för en konventio- nell arkmatningsanordning sàsom den som presenteras i den tidigare diskuterade US-A-5 006 042. Fig. 7a visar kurvan för en arkmatningscykel med maximal maskinhastighet och fig. 7b visar kurvan för en arkmatningscykel med halv hastighet. Såsom framgår av dessa figurer är den absoluta tiden under vilken hjulen befinner sig under acceleration och retardation längre för 7b som visar en arkmatningscy- kel med halv hastighet. Retardationstiden ts förlängs lika mycket som den totala cykeltiden T1 förlängs. I det- ta fall dà maskinhastigheten är halverad ökar cykeltiden och retardationstiden med en faktor 2. Detta som ett re- sultat av den gängse positionsstyrningen i servon som bygger pà en förprogrammerad kamprofil (rörelseprofil), d.v.s. en positionsstyrning i förhållande till positionen i cykeln. (Detta sätt att styra är praktiskt eftersom man ej behöver göra någon omprogrammering vid hastighetsför- ändring).

Fig.8a och Bb visar motsvarande för arkmatningsan- ordningen enligt uppfinningen, varvid fig. 8a visar kur- van för en arkmatningscykel med maximal hastighet och fig. 8b visar kurvan för en arkmatningscykel med halv hastighet. Kurvan hänför sig till en av axlarna 15, exem- pelvis axel l5(l). Retardationen är maximal och sker med ett konstant bromsmoment hos den tillhörande motorn 16. I fig. 8b sker accelerationen till halv hastighet med samma lutning pà kurvan som vid motsvarande konventionella ark- matning, jfr. fig. 7b. Accelerationsstràckan är konstant oavsett hastighet. Vid halv hastighet sker emellertid bromsningen med samma maximala, konstanta motorbromsmo- ment som vid maximal hastighet, varigenom retardations- kurvorna i fig. 8a och 8b får samma lutning. Retarda- tionssträckan blir således väsentligt reducerad vid halv hastighet i jämförelse med vid en konventionell arkmat- ningscykel, jfr. figurerna 7a och 7b. Optimalt styrs alltsà accelerationen och retardationen efter olika styr- ~ . . . . 1 10 l5 20 25 30 35 1-- 14. n . m .a n - o. f» 11 u» v 1 n v « ø ua u; v | u; n . 1 u» .m u s, en n-u u u . . fl n | v || . n .n - s » n . m .. 16 principer. Acceleration under en konstant sträcka och stoppet med en konstant retardation oavsett maskinhastig- het. Dessa bàda styrprinciper samverkar sä att vid min- skad maskinhastighet erhälls för bäde acceleration och retardation gynnsammare förutsättningar för en riktig arkinmatning samtidigt som styrsystemet kan trimmas för att ge maximal prestanda vid max maskinhastighet. I prak- tiken har dessa principer visat sig svàra att kombinera i samma styrsystem.

För att stoppa hjulens rotation pà absolut kortaste tid oavsett maskinhastighet bromsas således hjulen alltid med motorns maximalt tillgängliga moment. Genom att brom- sa med ett konstant maximalt moment kommer retardations- kurvan att ha samma lutning (d.v.s. samma inbromsnings- hastighet) oavsett maskinhastighet och en lägre maskin- hastighet kommer att ge en kortare stopptid. Detta skil- jer sig fràn användandet av en standardkurva (programme- rad i positioner inom en maskincykel) där stoppet sker mot en i förväg programmerad stopp-position i maskincy- 7a och 7b.

Med arkmatningscykeln enligt uppfinningen kommer keln. Se fig. stopp-positionen att näs snabbare än med en standardkur- va. Detta låter sig göras genom att i den punkt då arkets bakkant nätt hjulen övergàr styrningen fràn en standard- kurva som styrs efter positioner inom maskincykeln) till att endast bromsa med maximalt tillgängligt moment/has- tighet. Vid efterföljande matningscykels start sker äter en koppling till hjulaxelns rörelseprofil och position.

Detta sker dà hjulets hastighet är noll, d.v.s. att hju- let stàr stilla. Denna metod har också den fördelen att eventuell överreglering (d.v.s. för stor justering) vid stopp-punkten inte genererar nàgot positionsfel som mäste àterhämtas med extra ”sudd” som följd. Uppstàr problem med arkinmatning t.ex. pà grund av mycket stora ark eller att de är av en dàlig kvalitet kan en säkrare inmatning ske genom att minska maskinhastigheten. lO 15 20 515 516m 17 En annan fördel är att en ändring av matningslängd endast innebär en tidigareläggning eller senareläggning av positionen i maskincykeln för lämnande av positions- regleringen, d.v.s. samma start på kurvan används hela tiden oavsett matningslängd. Detta ger den fördelen, att nàgon ny kamprofil ej behöver laddas ner vid ändring av matningslängd. Fig. 9a visar retardationskurvan för olika arklängder vid maximal arkmatningshastighet och fig. 9b visar retardationskurvan för olika arklängder vid halv arkmatningshastighet, vid användning av arkmatningsanord- ningen enligt uppfinningen. Med en standardmatningscykel enligt fig. 7a och 7b måste däremot nya kurvor skapas för varje ny arklängd. Detta innebär att maskinen måste stop- pas då en ny kamkurva laddas ner till styrenheten.

Bibehàllandet av kurvan vid starten av acceleratio- nen av arket ger fördelen med en lägre absolut accelera- tion vid minskad maskinhastighet och därmed en minskad slirning mellan ark och hjul.

Uppfinningen är inte begränsad till det ovan be- skrivna eller pà ritningarna visade, utan kan förändras inom ramen för de bifogade patentkraven.

Claims (12)

10 l5 20 25 30 35 515 516 18 PATENTKRAV 1. Anordning för att mata ett ark (1) i sänder från en arkstapel till en transportanordning (2) för transpor- tering av arket till en processtation, vilken anordning innefattar en första undertryckskammare (3) med ett in- tegrerat matningsbord (4) som understödjer arkstapeln, ett antal separat drivna, vinkelrätt mot transportrikt- ningen positionerade axlar (15) som är anordnade i under- tryckskammaren på i huvudsak samma inbördes avstånd och som var och en uppbär ett flertal hjul (17) med frik- tionsbeläggning, vilka utskjuter genom tillhörande öpp- (18) (19) är anordnat i huvudsak vertikalt över matningsbordet (4) samt ett arkstöd som ningar i matningsbordet, och på ett avstånd från matningsbordet som är något stör- re än ett arks (1) tjocklek, k ä n n e t e c k n a d a v att anordningen vidare innefattar en andra under- tryckskammare (21), mellan den första undertryckskammaren (3) och nämnda transportanordning (2), med ett integrerat matningsbord (22) som bildar en förlängning av den första undertryckskammarens matningsbord (4), att ett antal se- parat drivna axlar (24) är anordnade i den andra under- tryckskammaren (21) på i huvudsak samma nämnda avstånd till varandra och med nämnda avstånd mellan intilliggande (15(4) och 24(5)) (3) respektive i den andra undertryckskammaren (21), var- axlar i den första undertryckskammaren vid varje axel (24) i den andra undertryckskammaren (21) uppbär ett flertal hjul (28) med friktionsbeläggning, vilka utskjuter genom tillhörande öppningar (29) i den andra undertryckskammarens matningsbord (22), att åtmin- stone en sensor (27) är anordnad mellan den andra under- tryckskammaren (21) och nämnda transportanordning (2), vilken sensor (27) är anordnad att avkänna positionen för det matade arkets (1) framkant och att skicka signaler till en styrenhet (20) samt att styrenheten (20) är an- ordnad att vid behov korrigera positionen för arkets (1) framkant genom att styra axlarnas (15, 24) drivmotorer (16, 25).

1. . > < n lO 15 20 25 30 35 515 516 l9

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a d a v att åtminstone en av nämnda axlar (24 (6)) utgöres av två åtskilda och med varandra inrik- tade axelpartier (24a, 24b) som vart och ett drives av en separat motor (25), att åtminstone två sensorer (27) är anordnad på avstånd från varandra, parallellt med nämnda axlar (15, 24) samt mellan den andra undertryckskammaren (21) och nämnda transportanordning (2), vilka sensorer (27) är anordnade att avkänna positionen för det matade arkets (1) framkant och att skicka signaler till styren- heten (20) samt att styrenheten (20) är anordnad att vid behov korrigera vinkelpositionen för arkets framkant ge- nom att styra åtminstone nämnda ena axelpartis (24a, 24b) drivmotor (25).

3. Anordning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n - n e t e c k n a d a v att den första undertryckskamma- ren (3) sträcker sig förbi arkstödet (19) och att en av dess axlar (15 (4)) är positionerad i huvudsak i samma plan som arkstödet (19).

4. Anordning enligt patentkravet 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d a v att varje undertryckskamma- re (3, 21) innefattar ett antal skiljeväggar (8), vilka är orienterade tvärs nämnda axlar (15, 24) och vilka upp- delar varje undertryckskammare i separata rum (6, 6'), att en vakuumkälla är ansluten till ett centralt anord- nat, separat rum (6, 23) i varje undertryckskammare (3, 21) och att varje skiljevägg (8) uppvisar åtminstone en öppning spjäll (13) som är tillslutbar medelst ett manöverbart (14).

5. Anordning enligt patentkravet 4, k ä n n e - t e c k n a d a v att varje undertryckskammare (3, 21) är ansluten till en respektive vakuumkälla.

6. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d a v att den axel (24(6)) i den andra undertryckskammaren (21) som år positionerad när- mast nämnda sensorer (27) är delad. m (Mn 10 15 20 25 30 35 e: - u u m .n . » 1 »a, . |. u. o . n n a - 11- a «| ;| n u n a n . v. o u» en an» u; vø; u . < » »i c nu 1 e »n u a | n : -,. .=, ,- 20

7. Anordning enligt något av föregående patentkrav, (20) är ansluten till varje motor (16, 25) för att samtidigt k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda styrenhet starta och accelerera axlarna (15) med tillhörande hjul (17) i den första undertryckskammaren (3), för att för- flytta det på hjulen (17) vilande arket i transportrikt- ningen (5), och att bromsa dessa axlar (15) till stopp i följd när arkets (1) bakkant lämnar respektive hjul (17), att styrenheten (20) är anordnad att reducera hastigheten hos axeln (24(5)) i den andra undertryckskammaren (21) närmast arkstödet (19) vid slutet av varje arkmatnings- cykel och att bringa övriga axlar (24(6)) i den andra un- dertryckskammaren (21) att kontinuerligt rotera med samma varvtal, men medgivande nämnda korrigering av vinkelposi- tionen för arkets (1) framkant.

8. Anordning enligt patentkravet 7, k ä n n e - t e c k n a d a v att styrenheten (20) vid början av varje arkmatningscykel bringar alla axlar (15) i den för- sta undertryckskammaren (3) att inledningsvis rotera mot- satt tranportriktningen (5) för att därefter bringa ax- larna (15) att rotera i transportriktningen.

9. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d a v att styrenheten (20) är an- sluten till nämnda transportanordning (2) för att anpassa motorernas (16, 25) acceleration till transportanordning- ens hastighet, under det att styrenheten (20) är anordnad att bromsa motorerna (16, 25) med maximalt tillgängligt moment oberoende av transportanordningens (2) hastighet.

10. Förfarande för att mata ett ark (1) i sänder från en arkstapel i en mataranordning till en transport- anordning (2) för transportering av arket till en pro- cesstation, vilken mataranordning innefattar en under- tryckskammare (3) med ett integrerat matningsbord (4) som understödjer arkstapeln, ett antal separat drivna, vin- kelrätt mot transportriktningen positionerade axlar (15) som är anordnade i undertryckskammaren på i huvudsak sam- ma inbördes avstånd och som var och en uppbär ett flertal 10 15 20 25 30 51-5516 21 hjul (17) med friktionsbeläggning, vilka utskjuter genom tillhörande öppningar (18) i matningsbordet, samt ett arkstöd (19) som är anordnat i huvudsak vertikalt över matningsbordet (4) och på ett avstånd från matningsbordet som är något större än ett arks (1) tjocklek, varvid det understa arket i stapeln matas till transportanordningen medan det näst understa arket hindras från att förflyttas med hjälp av ett arkstöd (19) och varvid den yta av det understa arket respektive det näst understa arket som är exponerad för mataranordningen utsättes för sugverkan för ökat anliggningstryck mot nämnda hjul (17), k ä n n e - t e c k n a t a v att hjulen (17), från stillastående vid början av varje matningscykel, med hjälp av en till hjulens (17) drivmotorer (16) och nämnda processtation ansluten styrenhet (20) bringas att rotera för att acce- lerera arket (1) så att detta uppnår sitt positionsbör- värde och sitt hastighetsbörvärde i beroende av process- stationens arbetstakt och att respektive hjul (17), när arket (l) lämnar hjulet (17), bromsas till stillastående med maximalt tillgängligt bromsmoment.

11. ll. Förfarande enligt patentkravet 10, k ä n n e - t e c k n a t a v stegen att, vid början av varje ark- matningscykel, inledningsvis förflytta det understa arket (1) en minimal sträcka motsatt dess transportriktning (5) och att därefter förflytta arket i transportriktningen.

12. Förfarande enligt patentkravet 10, k ä n n e - t e c k n a t a v steget att vid slutet av varje ark- matningscykel känna av inriktningen av arkets (1) fram- kant i matningsriktningen (5) och att vid behov korrigera positionen och eller vinkelpositionen för arkets framkant innan arket överföres till nämnda transsportanordning (2). < . ~ « - -