[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Stapelhubvorrichtung
einer bogenverarbeitenden Maschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. Anspruch
3.
[0002] Bekannt ist eine derartige Vorrichtung aus der
DE 39 15 371 A1. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist ein die Stapelhöhe im Bereich der in Förderrichtung
vorderen Oberkante des Bogenstapels berührungslos abtastender Sensor vorgesehen, der
den Antrieb für den Stapelträger des Bogenstapels steuert. Durch diesen Sensor kann
bei niedrigerer Höhenlage der Stapeloberfläche als einer bestimmten Sollhöhenlage
die eine Hubbewegung bewirkende Vorrichtung den Stapeltisch anhebend ansteuerbar oder
bei höherer Höhenlage der Stapeloberfläche als einer vorbestimmten Sollhöhenlage die
eine Hubbewegung bewirkende Vorrichtung den Stapeltisch senkend ansteuerbar sein.
[0003] Aus der
DE 34 11 886 ist eine Detektoreinrichtung zum Feststellen der Lage des oberen Bogens eines Bogenstapels
in einer bogenverarbeitenden Maschine bekannt, die mit einem Rechner in Verbindung
steht, welcher einen Gebtriebemotor eines Hubwerks für einen Stapelträger steuert.
Dabei ertastet eine erste Detektoreinheit die Höhenlage der in Förderrichtung vorderen
Kante des Bogenstapels und steuert Antriebsmittel zur Stapelnachführung im Anleger.
Eine zweite Detektoreinheit ertastet die Höhenlage des Bogenstapels in seinem hinteren
Bereich und steuert einen Motor zur Einstellung einer Bogenanlegeeinrichtung, die
die Bogen einzeln vom Bogenstapel abhebt und den Druckwerken der Maschine zuführt.
[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alternative Steuerung einer Stapelhubvorrichtung
vorzuschlagen, die eine sichere und schnelle Zuführung von Bögen unterschiedlicher
Dicke zur weiterverarbeitenden Maschine gewährleistet.
[0005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung gemäß den kennzeichnenden
Merkmalen von Anspruch 3 und einem Verfahren mit den Verfahrensschritten von Anspruch
1.
[0006] In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Steuerung zwei Regelkreise. Zum
einen wird über einen Sensor die vordere Stapeloberkante überwacht. Die Signale des
Sensors werden in einem Regler zusammen mit einer Information über den Maschinenwinkel
zum Messzeitpunkt verarbeitet und dienen zur Steuerung einer Positioniereinheit für
die Höhenverstellung des Saugkopfes. Zum anderen wird über mindestens einen weiteren
Sensor zusammen mit einem Tastfuß die hintere Stapeloberkante überwacht. Die Signale
des Sensors werden in einem Regler zusammen mit einer Information über den Maschinenwinkel
zum Messzeitpunkt verarbeitet und dienen zur Anpassung der Drehzahl des Stapelhubantriebes,
welche ursprünglich aus Maschinengeschwindigkeit und Bogendicke als Ausgangsdrehzahl
berechnet worden war.
[0007] Hierdurch wird gewährleistet, dass die Position der hinteren Stapeloberkante konstant
gehalten wird. Diese Vorrichtung und das entsprechende Verfahren der Geschwindigkeitsregelung
sichern einen stabileren Prozess als die Regelung der Geschwindigkeit des Anlegerstapels
über die Stapelvorderkante, da Schwankungen an der Stapelhinterkante direkt Einfluss
haben auf die Bogenvereinzelung und den Bogentransport.
[0008] Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es
zeigen:
- Fig. 1
- Einen Bogenanleger mit Stapelhubvorrichtung in einer Seitenansicht
- Fig. 2
- Blockschema der Steuerung der Stapelhubvorrichtung.
[0009] Figur 1 zeigt eine als Bogenanleger 10 ausgebildete Vorrichtung zum Vereinzeln von
Bogen 1, die sich auf einem Bogenstapel 2 befinden. Dem Bogenanleger 10 ist ein Bändertisch
3 nachgeordnet, der die vereinzelten Bogen 1 einer nicht näher dargestellten bogenverarbeitenden
Maschine, beispielsweise einer Druckmaschine oder einer Stanze zuführt.
[0010] Im Bogenanleger 10 ist ein Stapelhubtisch 4 angeordnet, der über Ketten 5 nach oben
oder unten bewegt wird. Die Ketten 5 sind über nicht dargestellte Kettenräder mit
einem Elektromotor 6 verbunden, der den Stapelhubtisch 4 anhebt oder absenkt. Auf
dem Stapelhubtisch 4 ist der Bogenstapel 2 angeordnet. Über dem Bogenstapel 2 ist
ein Saugkopf 20 angeordnet, der über einen Positionierantrieb 8 in seiner Höhe zur
hinteren Stapeloberkante 9 verstellt werden kann. Der Saugkopf 20 dient zum Vereinzeln
und Fördern der Bogen 1. Dazu weist der Saugkopf 20 Trennsauger 21 auf, die den jeweils
obersten Bogen 1 des Bogenstapels 2 erfassen, vom Bogenstapel trennen und an im Saugkopf
20 ebenfalls vorhandene Transportsauger 22 übergeben, die den Bogen in Förderrichtung
23 transportieren. Weiterhin ist im Saugkopf eine die Höhenlage der hinteren Oberkante
des Bogenstapels erfassende Einrichtung 24 vorgesehen, die im Ausführungsbeispiel
als ein an sich bekannter Tastfuß 25 ausgebildet ist. Der Tastfuß 25 verfügt über
eine Messvorrichtung, beispielsweise in Form von zwei digitalen Sensoren 26, von denen
in Fig. 2 nur einer schematisch dargestellt ist. Mit diesen wird die Entfernung der
hinteren Stapeloberkante 9 zum Saugkopf 20 ermittelt. Mit diesen Sensoren 26 werden
drei Zustände generiert: Stapel zu hoch; Sollposition und Stapel zu tief. Bei einem
bestimmten Maschinenwinkel wird mit den Sensoren 26 über den Tastfuß 25 die aktuelle
Position zur hinteren Stapeloberkante 9 gemessen. Weicht das Ergebnis von der Sollposition
ab, wird der Stapeltisch 4 über den Motor 6 entsprechend verfahren. Die Sollposition
ist eng toleriert, damit der Abstand der entscheidenden Elemente für die Bogenvereinzelung
wie Trennfedern (nicht dargestellt), Sauger 21 und Tastfuß 25 möglichst konstant gehalten
werden kann. Dies gewährleistet einen sicheren und reproduzierbaren Prozess der Bogenvereinzelung.
[0011] Die Einstellung der vorderen Stapeloberkante 30 geschieht über die Höhenverstellung
des Saugkopfes 20. Ein Vorderkantensensor 32 liefert die Signale: Stapel zu hoch;
Sollposition und Stapel zu tief. Entsprechend dieser Signale wird der Saugkopf über
einen Motor 8 in der Höhe verfahren.
[0012] Figur 2 zeigt nun den Steuerungsaufbau. Die in der folgenden Beschreibung als Regler
60 und 61 beschriebenen Komponenten können als separate Hardwaremodule ausgebildet
sein. Es können jedoch auch unabhängige Softwarebausteine in der, die gesamte Maschine
steuernden SPS 40 (Speicherprogrammierbare Steuerung ) sein. Die Stapelhubsteuerung
besteht somit aus zwei Regelkreisen: dem Regelkreis für die Saugkopfverstellung und
dem Regelkreis für den Stapelhub.
[0013] Die Sollposition für die vordere Oberkante des Stapels wird durch die Lage des Saugkopfes
bestimmt. Der Saugkopf 20 kann mit einem Positionierantrieb 8 verstellt werden. Diese
Verstellung kann manuell oder automatisiert erfolgen. Im Regelkreis für die automatisierte
Verstellung befinden sich folgend Komponenten: Sensor 32 zur Messung der vorderen
Stapeloberkante 30, Motor 8 zur Verstellung der Saugkopfhöhe, Maschinenwinkel der
bogenverarbeitenden Maschine zur Messzeitbestimmung am Sensor 32 und der Regler 60.
[0014] Nach jedem entnommenen Bogen wird bei einem bestimmten Maschinenwinkel die Abweichung
der Stapeloberkante von der Idealposition (einem fest eingestellten Toleranzfenster
zur Bogenklappenoberkante) mit dem Sensor 32 gemessen und über den Regler 60 der Saugkopf
20 in seiner Höhe verfahren.
[0015] Im Regelkreis für den Stapelhub sind folgende Komponenten enthalten: drehzahlgeregelter
Servomotor 6, Tastfuß 25, zwei Sensoren 26 zur Erkennung der Position des Tastfußes
25 (die Komponenten 25 und 26 sind im Saugkopf 20 eingebaut), Rückführung Hauptantrieb
17 (dieser zeigt die Produktionsgeschwindigkeit der bogenverarbeitenden Maschine).
Für die Geschwindigkeitsregelung werden aus dem Prozess noch die Werte Bogendicke
15 und aktueller Maschinenwinkel 16 genutzt.
[0016] Aus der Maschinengeschwindigkeit 17 und der Bogendicke 15 wird im Regler 61 die Drehzahl
des Hubmotors 6 berechnet. Werden nun Bogen vom Stapel abgenommen, hebt der Motor
den Stapel mit der berechneten Geschwindigkeit an. Bei einem bestimmten Maschinenwinkel
wird mit den Sensoren 26 über den Tastfuß 20 die aktuelle Position der Stapeloberkante
gemessen. Weicht das Ergebnis von der Sollposition ab, wird die berechnete Drehzahl
angepasst, um die Position der hinteren Stapeloberkante konstant zu halten. Dieser
Algorithmus wird nach jedem abgenommenen Bogen wiederholt, um die Stapeloberkante
am Tastfuß 20 in der Idealposition zu halten.
Bezugszeichenliste
[0017]
- 1
- Bogen
- 2
- Bogenstapel
- 3
- Bändertisch
- 4
- Stapelhubtisch
- 5
- Kette
- 6
- Elektromotor
- 8
- Positionierantrieb
- 9
- hintere Stapeloberkante
- 10
- Bogenanleger
- 15
- Bogendicke
- 16
- Maschinenwinkel
- 17
- Maschinengeschwindigkeit
- 20
- Saugkopf
- 21
- Trennsauger
- 22
- Transportsauger
- 23
- Förderrichtung
- 24
- Messeinrichtung
- 25
- Tastfuß
- 26
- Sensor
- 30
- vordere Stapeloberkante
- 32
- Sensor
- 40
- SPS
- 60
- Regler
- 61
- Regler
1. Verfahren zur Steuerung einer Stapelhubvorrichtung für bogenverarbeitende Maschinen
mit einem einen Stapelhubantrieb (6) aufweisenden Mechanismus (4, 5) zum Heben eines
Stapels (2), und Mitteln (32) zum Erfassen der vorderen Höhe (30) des Stapels, und
einem höhenverstellbaren Saugkopf (20), der Mittel zum Vereinzeln (21) und Fördern
(22) der Bogen (1), sowie Mittel (25, 26) zum Erfassen der hinteren Oberkante (9)
des Stapels aufweist,
gekennzeichnet durch
die folgenden Schritte:
a) Berechnung der Drehzahl des Stapelhubantriebes (6) aus Maschinengeschwindigkeit
(17) und Bogendicke (15) in einem Regler (61);
und damit einer Stapelhubgeschwindigkeit.
b) Anheben des Stapels (2) mit der gemäß a) berechneten Geschwindigkeit;
c) Messung der aktuellen Position der hinteren Stapeloberkante (9) mittels der Sensoren
(26) und Tastfuß (25) bei einem bestimmten Maschinenwinkel (16);
d) Anpassung der berechneten Drehzahl, falls die Messung nach c) eine Abweichung von
der Sollposition ergibt;
e) Messung der vorderen Stapeloberkante (30) mittels des Sensors (32) bei einem bestimmten
Maschinenwinkel (16) in einem Regler (60);
f) Anpassung der Saugkopfhöhe, falls die Messung nach e) eine Abweichung von der Sollposition
ergibt;
g) Wiederholung der Schritte c) bis f).
2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei die Wiederholung gemäß g) jeweils erfolgt, nachdem ein Bogen (1) vom Stapel
(2) abgenommen wurde.
3. Vorrichtung zur Steuerung einer Stapelhubvorrichtung einer bogenverarbeitenden Maschine
mit einem einen Stapelhubantrieb (6) aufweisenden Mechanismus (4, 5) zum Heben eines
Stapels (2), und Mitteln (32) zum Erfassen der vorderen Höhe (30) des Stapels, und
einem höhenverstellbaren Saugkopf (20), der Mittel zum Vereinzeln (21) und Fördern
(22) der Bogen (1), sowie Mittel (25, 26) zum Erfassen der hinteren Oberkante (9)
des Stapels aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mittel (32) zum Erfassen der vorderen Höhe des Stapels (9) Signale an eine Steuereinheit
(40) geben, die aus diesen Signalen zusammen mit Informationen über den Maschinenwinkel
als Messzeitpunkt, Steuersignale an einen Regler (60) zur Steuerung eines Positionierantriebes
(8) für die Höhenverstellung des Saugkopfes (20) gibt und dass die Mittel (25, 26)
zum Erfassen der hinteren Oberkante (9) des Stapels digitale Signale an eine Steuereinheit
(40) geben, die aus diesen Signalen, zusammen mit Informationen über die Bogendicke
(15), den Maschinenwinkel zum Messzeitpunkt (16) und der Maschinengeschwindigkeit
(17), Steuersignale an einen Regler (61) zur Steuerung des Stapelhubantriebes (6)
gibt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mittel (32) zum Erfassen der vorderen Höhe des Stapels einen Sensor umfassen,
der analoge Signale liefert.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mittel (32) zum Erfassen der vorderen Höhe des Stapels einen Sensor umfassen,
der digitale Signale liefert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die analogen Signale in der Steuereinheit (40) in digitale Signale für den Regler
(60) umgewandelt werden.