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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sicherung eines Bahnanfangs
einer Restrolle in einem Rollenwechsler gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Die
Umstellung eines Produktionsauftrages in einer Druckerei, erfordert
u.a. ein Umrüsten
aller Rollenwechsler, die einer Rotationsdruckmaschine zuliefern.
Dabei wird der Rollenwechsler meist manuell für die im neuen Produktionsauftrag
benötigten Materialrollen
eingerichtet. Ein fliegender Rollenwechsel war bislang nur innerhalb
eines laufenden Produktionsauftrags möglich, wobei im Rollenwechsler
gleichartige Materialrollen nacheinander bereitgestellt wurden,
die durch entsprechende Verklebung zu einer „durchgängigen" Materialbahn verkettet wurden.
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Die
US 4 967 974 A beschreibt
einen Rollenwechsler, bei dem der Anfang einer Restrolle aufgewickelt
und mittels einer Klebeeinrichtung gesichert wird.
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Die
DE 32 43 694 C3 zeigt
eine Vorrichtung zum Befestigen des losen Bahnanfanges einer Wickelrolle
mittels einer Klebstoff aufbringenden Düse.
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Die
DE 25 10 610 A1 offenbart
ein Verfahren zum Befestigen eines Endabschnittes eines Rollenproduktes,
wobei eine Positioniervorrichtung vorgesehen ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Sicherung
eines Bahnanfangs einer Restrolle in einem Rollenwechsler zu schaffen, wobei
die Rüstzeiten
ohne Bediener-Eingriff mit einfachen Mitteln reduziert sind.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass die Produktion mit dem Folgeauftrag ohne große Verzögerungen,
die bislang durch die Einrichtung des Rollenwechslers auf eine andere
Materialrolle fortgesetzt werden kann. Die unproduktiven Rüstzeiten
für den
Rollenwechsler können
auf diese Weise nahezu vollständig entfallen.
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Das
Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass keine Bediener-Eingriffe
am Rollenwechsler bei einer Produktionsumstellung nötig sind
und dass die Einstellung des Rollenwechslers auf die neue Materialrolle
bereits während
des Ablaufes der letzten Materialrolle der auslaufenden Produktion
durchgeführt
wird, so dass kein Zeitverzug beim Anlauf der neuen Produktion entsteht.
Hauptsächlich
findet das Verfahren Anwendung bei der Umstellung der Produktion
von einer schmalen auf eine breite Materialrolle oder umgekehrt,
es ist jedoch auch möglich
andere Rollenausprägungen
mit dem Verfahren automatisch in dem Rollenwechsler umzurüsten. Beispielweise
muss bei der Umstellung auf eine neue Grammatur und/oder neue Materialsorte,
insbesondere Papiersorte, eine andere Bahngeschwindigkeit bei Einzug
einer Materialbahn eingestellt werden. Bei einem neuen Rollendurchmesser
muss ein veränderter
Winkel für
eine Rollenarmverdrehung gewählt
werden. Bei Materialrollen, die mit einem Adapter versehen sind,
sind andere Bedingungen beim Aufachsen der Materialrolle einzuhalten.
Alle diese Umstellungserfordernisse können unter Einsatz der Erfindung
automatisiert ausgeführt werden.
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Das
Verfahren ist in einer Ausführungsform in
eine automatisierte Rollenlogistik-Anlage mit wahlfreier Zugriffsmöglichkeit
auf verschiedene Rollenpositionen integriert. Eine Leitstelle der
Rollenlogistik-Anlage sorgt dabei für eine Belieferung aller Rollenwechsler
einer Rotationsdruckmaschine mit Materialrollen. Bei einer zu Ende
gehenden Produktion, d. h. wenn sich nur noch die letzte benötigte ablaufende Materialrolle
im Rollenwechsler befindet, sind in der Leitstelle die Daten eines
Folgeauftrages bereits bekannt, wie zum Beispiel eine neue Rollenbreite und/oder
ein neuer Rollendurchmesser und/oder eine Grammatur und/oder Papiersorte
einer neuen Materialrolle. Weitere spezifische Parameter des Folgeauftrages
können
bei Bedarf in das Verfahren integriert werden.
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Anhand
einer neuen Rollenbreite für
einen Folgeauftrag wird das Verfahren im Folgenden beispielhaft
in seinen Grundzügen
beschrieben. Eine detailliertere Beschreibung erfolgt weiter unten
unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
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Eine
Steuereinheit, welche im Rollenwechsler oder in einer Leitzentrale
integriert sein kann, enthält
Daten und Steuerprogramme über
bzw. für
den Rollenwechsler, wie beispielsweise Grenzwerte für zu verarbeitende
Rollenbreiten, Verstellroutinen für die Betätigung der Tragarme, Einstellmöglichkeiten der
Bahnzugsgeschwindigkeit und weitere. Von der Steuereinheit werden
Kenndaten der neuen Materialrolle eingelesen. Die Erfassung der
Kenndaten kann durch eine Barcode-Leser erfasst und automatisch
in die Steuereinheit des Rollenwechslers eingelesen werden. Diese
können
beispielsweise von der Leitstelle gesendet werden oder auf einem
Barcodeetikett verschlüsselt
sein, welches auf der Materialrolle angebracht ist.
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Im
betrachteten Beispiel wird aus dem speziellen Kenndatum der neuen
Rollenbreite in der Steuereinheit im Zusammenhang mit den Gerätedaten des
Rollenwechslers ein erforderlicher Abstand der Tragarme ermittelt,
und vorzugsweise automatisch über
den Rollendatensatz eingestellt, und ein Signal zum Verstellen der
Tragarme auf die neue Rollenbreite ausgelöst. Weitere Betriebsparameter
des Rollenwechslers können
ebenfalls in Abhängigkeit
von den eingelesenen Kenndaten variiert werden. Sind die Tragarme
auf den vom Steuersystem ermittelten Abstand eingestellt, erfolgt
ein automatisches Aufachsen der neuen Materialrolle. Die neue Materialrolle
ist bereits mit einem Klebestreifen oder dergleichen klebevorbereitet.
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Die
Rückgabe
des aktualisierten Rollendatensatzes kann über ein übergeordnetes Leitsystem erfolgen.
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In
Abhängigkeit
vom Durchmesser der neuen Materialrolle, welcher ebenfalls von der
Steuereinheit eingelesen wurde, erfolgt eine Rollenarmverdrehung
in eine Klebeposition. Die neue Materialrolle wird anschließend beschleunigt.
Nun erfolgt ein Rollenwechsel prinzipiell in der gleichen Weise,
wie ein fliegender Rollenwechsel bei laufender Produktion. Die Materialbahn
der ablaufenden Materialrolle wird dicht entlang der neuen Materialrolle
geführt.
Je nach Beschaffenheit der Materialrolle des Folgeauftrages kann
hierfür
eine günstige
Geschwindigkeit von der Steuereinheit ermittelt werden. Durch Andrücken der ablaufenden
Materialbahn mit einer Klebewalze, welche in eine Klebvorrichtung
integriert ist, an die neue Materialrolle, wird der Klebevorgang
ausgelöst
und die neue Materialbahn wird von der alten mitgenommen. Ein Abschlagmesser
wird ausgefahren und trennt noch während des Bahnlaufes die alte
Materialbahn ab.
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Der
weitere Umstellvorgang läuft
mit der neuen Materialrolle weiter, ohne dass der Druckprozess angehalten
werden muss. Nach dem Einziehen der neuen Materialbahn müssen u.a.
alle Überwachungs-
und Sicherungselemente umgestellt werden. Der Fachmann kennt alle
hier vorzunehmenden Einstellungsänderungen
und wird den Umstellungsvorgang entsprechend anpassen, ohne dass
hier näher
darauf eingegangen werden muss.
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Die
Restrolle des alten, abgelaufenen Produktionsauftrages wird nun
in eine Position nahe der Klebevorrichtung verschwenkt. Die Materialbahn bzw.
der Bahnanfang der Restrolle, deren Restlänge bekannt ist, wird aufgewickelt
und kurz vor Erreichen des Endes der Restfahne wird ein Klebemittel
auf die Restrolle aufgebracht, so dass beim Aufwickeln der Restfahne
diese an der Restrolle haften bleibt und durch Andrücken mit
der Klebwalze gesichert wird. Anschließend wird die Restrolle automatisch
ausgeachst und an die Logistik-Anlage zurückgegeben. Die Kenndaten dieser
alten Materialrolle bzw. die Restrolle sind im Rollenwechsler bekannt.
Diese können von
der Steuereinheit an die Leitstelle gesendet werden oder mittels
Barcodeetikett auf der Restrolle angebracht werden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im
Folgenden näher
beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
vereinfachte Ansicht einer Rollenwechsleranlage mit mehreren Rollenwechslern bei
Produktionsumstellung;
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2 einen
Rollenwechsler bei Produktionsumstellung von einer schmalen auf
eine breite Materialrolle;
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3 den
Rollenwechsler bei Produktionsumstellung von einer breiten auf eine
schmale Materialrolle;
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4 eine
Seitenansicht des Rollenwechslers in schematischer Darstellung;
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5 eine
Detailansicht des Rollenwechslers vor einer Produktionsumstellung;
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6 eine
Detailansicht einer Verbindung der Materialbahnen einer Restrolle
und einer neuen Materialrolle eines Folgeauftrages im Rollenwechsler;
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7 eine
Detailansicht einer Abtrennung der Materialbahn der Restrolle im
Rollenwechsler;
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8 eine
Detailansicht nach einer Verbindung der Materialbahnen im Rollenwechsler;
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9 eine
Detailansicht der Sicherung eines Restrollenanfangs einer abgelaufenen
Materialrolle im Rollenwechsler;
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10 den
Rollenwechsler in Seitenansicht im Zustand vor einem Ausachsen der
Restrolle.
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In 1 ist
eine Rollenwechsler-Anlage zur Versorgung einer Rotationsdruckmaschine
schematisch in einer Ansicht von oben dargestellt. Fünf Rollenwechsler 01 sind
beispielhaft in eine Rollenlogistik-Anlage integriert, die weiterhin
geeignete Logistikelemente, wie eine Transportstrecke 02 und
ein Transportwagen 04 umfasst. In Pufferbereichen 03 der
Rollenwechsler 01 und direkt an den Rollenwechslern 01 sind
schmale Materialrollen 05 und breite Materialrollen 06 gelagert.
Ein nicht dargestellter Leitstand überwacht und organisiert die
Belieferung der Rollenwechsler 01 mit den benötigten Materialrollen 05; 06 und
sendet Kenndaten über
die Materialrollen 05; 06 an die jeweiligen Rollenwechsler 01.
Die Rollenwechsler 01 werden vollautomatisch auf einen
Folgeproduktionsauftrag umgerüstet.
Die wesentlichen Schritte dieser Umrüstung wurden bereits weiter
oben erläutert.
Auch aus der nachfolgenden Detailbeschreibung werden die für eine vollautomatische
Produktionsumstellung am Rollenwechsler 01 erforderlichen
Verfahrensschritte ersichtlich.
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2 zeigt
den Rollenwechsler 01 in Vorderansicht bei der Umstellung
der Produktion auf einen Folgeauftrag. Der Folgeauftrag unterscheidet
sich vom aktuell bearbeiteten Produktionsauftrag insbesondere dadurch,
dass eine breitere Materialrolle zum Einsatz kommt. Wie aus 2 ersichtlich
ist, befindet sich eine ablaufende, schmale Materialrolle 08 in
Tragarmen 10 eines ersten Rollenarms 12 des Rollenwechslers 01.
Der Einzug der Materialbahn dieser Materialrolle 08 erfolgt
in Richtung des dargestellten geraden Pfeils. Eine neue, breitere
Materialrolle 14 wurde bereits, z. B. mit einer Hubvorrichtung 15,
zwischen zwei Tragarme 16 eines zweiten Rollenarms 18 befördert auf
Rollenkonen durch mindestens einen Anrieb aufgeachst. Die Drehrichtung
der neuen Materialrolle 14 ist durch einen Rotationspfeil
angedeutet. Auf der Materialrolle 14 ist ein Klebestreifen 20 angebracht,
der in herkömmlicher
Weise für
die Verbindung der neuen Materialbahn mit der ablaufenden Materialbahn
verwendet wird.
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In 3 ist
analog zur Darstellung in 2 eine Produktionsumstellung
von einer breiten Materialrolle auf eine schmale Materialrolle abgebildet.
In diesem Fall hat die ablaufende Materialrolle 08 eine größere Breite,
als die neue Materialrolle 14 des Folgeauftrages. Auf der
neuen Materialrolle 14 ist wiederum der Klebstreifen 20 angebracht.
Es ist ersichtlich, dass zwischen den beiden Prozessschritten der 1 und 2 eine
Verstellung der Tragarme 10; 16 notwendig ist,
da an den beiden Tragpositionen Materialrollen 08; 14 mit
abweichender Breite zum Einsatz kommen. Vor bzw. während dem
Aufachsen der neuen Materialrolle 14 erfolgt also eine
Verstellung der Tragarme 16 des zweiten Rollenarms 18 auf eine
schmalere Einstellung, während
die Tragarme 10 des ersten Rollenarms 12 gegenüber der 1 breiter
eingestellt sind.
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4 zeigt
den Rollenwechsler 01 in einer schematischen Seitenansicht.
Die ablaufende Materialrolle 08 des Vorgängerauftrages
ist im ersten Rollenarm 12 des Rollenwechslers 01 gelagert,
welcher aus den zwei, in der Bildebene hintereinander liegenden
Tragarmen 10 gebildet ist. Die neue Materialrolle 14 des
Folgeauftrages ist in den Tragarmen 16 des zweiten Rollenarms 18 gelagert.
Der zweite Rollenarm 18 ist in eine Klebeposition verschwenkt.
Auf der neuen Materialrolle 14 ist der Klebestreifen 20 befestigt.
Eine Klebevorrichtung 22 ist in Klebestellung verschwenkt,
um zum gewünschten
Zeitpunkt bei entsprechender Aktivierung die Verklebung der Materialbahn
der neuen Materialrolle 14 mit der ablaufenden Materialbahn 24 der
Materialrolle 08 vornehmen zu können. Vor der Klebung wird
die neue Materialrolle 14 in Rotationspfeilrichtung beschleunigt.
Die Materialbahn 24 der ablaufenden Materialrolle 08 wird über Führungen 26 dicht
an der neuen Materialrolle 14 vorbeigeführt. Wenn der Klebestreifen 20 in
die Nähe der
Klebevorrichtung 22 gelangt, wird die Klebung durch kurzzeitiges
Anpressen der ablaufenden Materialbahn 24 auf den Klebestreifen 20 eingeleitet.
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5 ist
eine Detailansicht des in 4 dargestellten
Rollenwechslers 01. Zu erkennen ist die dicht an der neuen
Materialrolle 14 entlang geführte Materialbahn 24 der
ablaufenden Materialrolle 08. In Rotationspfeilrichtung
nähert
sich der Klebestreifen 20 der Klebvorrichtung 22.
Zur Durchführung
der Klebung muss eine Klebewalze 28 auf die neue Materialrolle 14 abgesenkt
werden.
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Der
Zustand mit abgesenkter Klebewalze 28 ist in 6 dargestellt.
Die ablaufende Materialbahn 24 wird dadurch an den Klebestreifen 20 der
neuen Materialrolle 14 angedrückt. Der Klebestreifen 20 trennt
sich von der Materialrolle 14 und der Rollenanfang der
neuen Materialrolle 14 wird von der ablaufenden Materialbahn 24 mitgenommen.
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Nach
einer von der bereits erwähnten
Steuereinheit ermittelten Strecke oder Zeit nach dem Absenken der
Klebewalze 28 wird eine Abschlagvorrichtung 30,
z. B. ein Abschlagmesser 30 ausgefahren, welches die Materialbahn 24 der
ablaufenden Materialrolle 08 abtrennt, wie dies in 7 dargestellt
ist. Die Steuereinheit kann den richtigen Zeitpunkt für die Abtrennung
aus voreingestellten Werten für
den gewünschten Überhang
der abgelaufenen Materialbahn 08 und den prozessabhängigen Werten der
Bahngeschwindigkeit und der verwendeten Materialart automatisch
ermitteln. Gegebenenfalls muss hier kurzzeitig von der Steuereinheit
eine höhere Bahnspannung
eingestellt werden, um die Materialbahn sauber abzutrennen.
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8 zeigt
den Zustand nach dem Rollen- bzw. Produktionswechsel. Eine neue
Materialbahn 32 wird nun von der neuen Materialrolle 14 eingezogen.
Nach der Klebestelle 34 verbleibt noch eine Restfahne 35 an
der Materialbahn 32. Die Klebevorrichtung 22 wird
zurückgeschwenkt.
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Im
hier geschilderten Fall des Produktionswechsels ist die ablaufende
Materialrolle 08 häufig nicht
vollständig
verbraucht. Anders als beim fliegenden Rollenwechsels innerhalb
eines Produktionsgangs, wo die ablaufende Materialrolle 08 weitgehend
vollständig
aufgebraucht wird und nur ein technologisch bedingter Materialrest
auf der abgelaufenen Materialrolle 08 verbleibt, kann beim
Produktionswechsel daher nicht nur die Rollenhülse abgeworfen werden. Vielmehr
ist eine geordnete Entnahme und erneute Lagerung der abgelaufenen
Materialrolle 08 erforderlich.
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Wie
in 9 dargestellt, wird dazu eine Restrolle 36,
welche der ursprünglich
ablaufenden Materialrolle 08 entspricht, mit dem Rollenarm 12 in
eine obere Position verschwenkt, in der der abgeschnittene Bahnanfang 38 der
Restrolle 36 frei herunterhängt bzw. in den vorgesehenen
Bahnführungen
geführt ist.
Die Klebevorrichtung 22 wird in eine Annäherungsposition
zur Restrolle 36 gebracht. Die Länge des verbleibenden Bahnanfangs 38 der
Restrolle 36 kann aus dem Abstand des Abschlagmessers 30 von der
Rollenlagerung und dem Durchmesser der Restrolle 36 und/oder
deren Verdrehwinkel bestimmt werden. Von der Steuereinheit wird
nun die benötigte
Anzahl der Umdrehungen der Restrolle 36 ermittelt, um den
Bahnanfang 38 vollständig
aufzuwickeln. Kurz bevor der Bahnanfang 38 komplett aufgewickelt
ist, wird beispielsweise ein Element 40, z. B. eine Klebedüse 40 oder
eine andere geeignete Einrichtung aktiviert, die einen Klebstoff
auf die Restrolle 36 sprüht bzw. aufbringt. Beim weitern
Aufwickeln des Bahnanfanges 38 bleibt dieser an der Restrolle 36 haften
und wird durch ein nochmaliges Anstellen der Klebewalze 28 fixiert.
Die Gefahr eines herumschleudernden Bahnanfangs 38 beim
Auslaufen der Rollenrotation ist damit beseitigt. Gleichzeitig stört der Bahnanfang 38 nicht
mehr beim Ausachsen der Restrolle 36 und bei deren Transport
in eine Lagerposition.
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In 10 wurde
die Restrolle 36 mit dem Rollenarm 12 nach dem
Ankleben des Bahnanfangs 38 in eine untere Position verschwenkt,
wo sie automatisch ausgeachst wird und anschließend wieder an die Rollenlogistik-Anlage übergeben
wird. Da der Steuereinheit die Länge
des angeklebten Bahnanfangs 38 bekannt ist, kann die Restrolle 36 für den weiteren
Transport exakt positioniert werden. In 10 ist
der vom angeklebten Bahnanfang 38 überdeckte Oberflächenabschnitt
durch eine Schraffur dargestellt. Dieser Bereich kann beispielsweise
in einer weiteren Ausprägung
gezielt nach unten gedreht werden, um die Restrolle 36 in
diesem Bereich auf die Transportmittel abzulegen. Damit wird eine
Beschädigung
von eine noch brauchbaren Materialbahn vermieden und beim erneuten
Aufachsen der Restrolle 36 zur Verwendung des noch verfügbaren Materials
kann die Position des Bahnanfangs 38 automatisch ermittelt
werden. Mit der Übergabe
der Restrolle 36 kann die Steuereinheit des Rollenwechslers 01 die
Kenndaten der Restrolle 36 an die Rollenlogistik-Anlage
senden und/oder auf ein Barcode-Etikett drucken, welches auf der
Restrolle 36 befestigt wird.
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- 01
- Rollenwechsler
- 02
- Transportstrecke
- 03
- Pufferbereich
- 04
- Transportwagen
- 05
- Materialrolle,
schmal
- 06
- Materialrolle,
breit
- 07
- -
- 08
- Materialrolle,
ablaufend
- 09
- -
- 10
- Tragarm
- 11
- -
- 12
- Rollenarm,
erster
- 13
- -
- 14
- Materialrolle,
neu
- 15
- Hubvorrichtung
- 16
- Tragarm
- 17
- -
- 18
- Rollenarm,
zweiter
- 19
- -
- 20
- Klebestreifen
- 21
- -
- 22
- Klebevorrichtung
- 23
- -
- 24
- Materialbahn
(08)
- 25
- -
- 26
- Führung
- 27
-
- 28
- Klebewalze
- 29
- -
- 30
- Abschneidvorrichtung,
Abschlagmesser
- 31
- -
- 32
- Materialbahn
(14)
- 33
- -
- 34
- Klebestelle
- 35
- Restfahne
- 36
- Restrolle
- 37
- Bahnanfang
(36)
- 38
- -
- 39
- -
- 40
- Element,
Klebedüse