DE102007041977A1

DE102007041977A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Pressen blattartiger Materialstapel beim Beschneiden in einer Schneidemaschine

Info

Publication number: DE102007041977A1
Application number: DE102007041977A
Authority: DE
Inventors: Christian Dr. rer. nat. Schmidt; Christian Dipl.-Ing. Willert; Peter Dipl.-Ing. Voigt
Original assignee: Perfecta Schneidemaschinenwerk Bautzen GmbH
Current assignee: Perfecta Schneidemaschinenwerk Bautzen GmbH
Priority date: 2007-09-05
Filing date: 2007-09-05
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2027-09-06
Also published as: DE102007041977B4

Abstract

Die Erfindung betrifft zwei Verfahren zum Pressen blattartiger Materialstapel beim Beschneiden in einer Schneidmaschine, bei dem der vertikal verfahrbare Pressbalken einer Pressvorrichtung mit einer eingestellten Presskraft auf den Materialstapel abgesenkt wird und mit einer festgelegten Presskraft den Materialstapel zusammenpresst. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zum Pressen blattartiger Materialstapel. Die erfindungsgemäße Aufgabe, die darin besteht, zwei Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, dass Schneidvorgänge mit hoher Genauigkeit, guter Schnittqualität bei Einsatz unterschßen durchgeführt werden können und die Pressvorrichtung konstruktiv kostengünstig ausgeführt ist, wird zum einen verfahrensseitig dadurch gelöst, dass zunächst wenigstens ein Probeschnitt ausgeführt wird, bei dem durch die Maschinensteuerung (9) zur Ermittlung der Stapelhöhe (10) des Materialstapels (7) der Presskraft-Weg-Verlauf erfasst wird, dass danach die Maschinensteuerung (9) der Schneidemaschine (1) den materialspezifischen Zusammendrückweg (11) berechnet und dass bei anschließenden Folgeschnitten die Presskraft automatisch dadurch geregelt und eingestellt wird, dass der berechnete Zusammendrückweg (11) bezogen auf die Stapelhöhe (10) und/oder Stapellänge (8) des Materialstapels (7) erreicht wird.

Description

Die Erfindung betrifft zwei Verfahren zum Pressen blattartiger Materialstapel beim Beschneiden in einer Schneidemaschine, bei dem der vertikal verfahrbare Pressbalken einer Pressvorrichtung mit einer eingestellten Presskraft auf den Materialstapel abgesenkt wird und mit einer festgelegten Presskraft den Materialstapel zusammenpresst, wobei die Verfahren unterschiedlich ausgeführt werden.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zum Pressen blattartiger Materialstapel beim Beschneiden in einer Schneidemaschine, wobei die Schneidemaschine einen Maschinenkörper aufweist, mit dem ein Schneidtisch, auf dem der Materialstapel angeordnet ist, wenigstens eine Schneidvorrichtung, eine Pressvorrichtung mit vertikal verfahrbaren Pressbalken, eine Maschinensteuerung und eine Hydraulikanordnung verbunden sind.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind bereits bekannt. So offenbart DE 36 13 835 C2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einstellen der Presskraft des Pressbalkens einer Planschneidemaschine auf der Schneidgutstapel mit unterschiedlichen Formaten geschnitten werden, bei dem die Breite des jeweils zugeführten Stapels gemessen und die Presskraft automatisch gleichsinnig mit der Breite geändert wird und in Abhängigkeit vom Schneidgut einstellbar ist. Mittels gespeicherter Kennlinien, die für verschiedene Breiten des Schneidgutes unterschiedliche, je einer Presskraft zugeordnete Kennwerte aufweist, wird der der entsprechenden Breite des Schneidgutstapels zugeordnete Kennwert einer Kennlinie abgerufen und hieraus die Presskraft abgeleitet. Die Ermittlung der Breite des Schneidgutstapels geschieht mittels einer am Schneidtisch angeordneten Stapelbreitenmessvorrichtung, die eine Reihe über die Schneidtischbreite verteilt angeordnete Sensoren aufweist, die jeweils bei Überdeckung durch den Schneidgutstapel ansprechen. Ein Steuer- und Regelkreis ändert die Presskraft breitenabhängig und aus einem Kennlinienspeicher sind die entsprechenden Kennwerte in Abhängigkeit von der Zahl der ansprechenden Sensoren abrufbar.
Nachteilig an dieser Lösung ist der hohe konstruktive und Kostenaufwand für die Stapelbreitenmessvorrichtung.
Eine weitere bekannte Lösung offenbart EP 0 942 344 B1 . Hier wird ein Verfahren zum Betreiben einer Schneidemaschine zum Schneiden von gestapeltem, blättrigem Gut beschrieben, wobei der Schneidemaschine zur Grundeinstellung Maschinenparameter als Parametereinstellungen zugeordnet werden. Einem bestimmten Schneidprogramm werden Programmparameter zugeordnet und innerhalb eines Schneidprogramms werden einem Schneidsatz einzelne Satzparameter fest zugeordnet. Diese Maschinenparameter werden gespeichert bis sie geändert oder durch aktivierte Programm- oder Satzparameter ersetzt werden. Mit Hilfe der Maschinenparameter erfolgt die Grundeinstellung der Schneidmaschine und durch die Programmparameter werden die einzelnen Maschinenparameter einem Schneidprogramm fest zugeordnet.
Nachteilig an dieser Lösung ist, dass die einzelnen Programmparameter nach Vorgaben des Bedieners gespeichert werden. Die Presskraft wird entweder über eine im Schneidtisch angeordnete Sensoranordnung, die die Stapelbreite des Schneidgutstapels ermittelt, oder aufgrund von Vorgaben aus einer eingespeicherten Tabelle, automatisch eingestellt.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, zwei Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, dass Schneidvorgänge mit hoher Genauigkeit, guter Schnittqualität bei Einsatz unterschiedlicher Materialstapelformate und Stapelhöhen durchgeführt werden können und die Pressvorrichtung konstruktiv kostengünstig ausgeführt ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe verfahrensseitig dadurch gelöst, dass zunächst wenigstens ein Probeschnitt ausgeführt wird, bei dem durch die Maschinensteuerung zur Ermittlung der Stapelhöhe des Materialstapels der Kraft-Weg-Verlauf erfasst wird, dass danach die Maschinensteuerung der Schneidemaschine den materialspezifischen Zusammendrückweg berechnet und dass bei anschließenden Folgeschnitten die Presskraft automatisch dadurch geregelt und eingestellt wird, dass der berechnete Zusammendrückweg bezogen auf die Stapelhöhe und/oder Stapelbreite des Materialstapels erreicht wird.
Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren kann automatisch der optimale Pressdruck des Pressbalkens in jeder Phase des Schneidzyklusses eingestellt werden. Schnittabweichungen durch nicht optimierte Presskraft werden somit sicher vermieden.
Die manuelle Presskrafteinstellung durch den Bediener entfällt, dadurch verringern sich die Stillstandszeiten der Schneidema schine und es kann ungeübtes Bedienpersonal zur Überwachung des Arbeitsablaufes und/oder zum manuellen Ausführen von Positionierungsvorgängen vor, während und nach dem Beschneiden der Papierstapel eingesetzt werden.
Beim Einrichten der Schneidemaschine zur Bearbeitung von Papierstapeln, deren Blätter aus einem anderem Material hergestellt sind, deren Format oder deren Stapelhöhe sich verändert hat, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zum Festlegen der Presskraft die Stapelbreite unter dem Pressbalken berechnet wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe verfahrensseitig des Weiteren dadurch gelöst, dass mit dem Editieren des Schneidprogramms das Rohformat des Materialstapels zur Festlegung der jeweils aktuellen Stapelbreite erfasst wird, dass die Größe der in Abhängigkeit vom jeweils zu bearbeitenden Material festgelegten Presskraft in die Maschinensteuerung der Schneidemaschine eingegeben wird und dass für jeden der auszuführenden Schritte eines Schneidzyklusses die hierfür optimale Presskraft dadurch ermittelt und über ein Proportionalventil automatisch eingestellt wird, dass die für den jeweiligen Programmsatz aktuelle Stapelgeometrie anhand der Stapelbreite aus dem Ablauf des Schneidprogramms und der mittels eines Wegmesssystems erfassten Stapelhöhe ermittelt wird und in Bezug zur materialspezifisch festgelegten Presskraft gesetzt wird.
Dieses weitere erfindungsgemäße Verfahren dient der Lösung der gleichen Aufgabenstellung auf ebensolche vorteilhafte Art und Weise.
Wenn der Pressbalken zum Ausführen von Positioniervorgängen des Materialstapels in Kurzhubstellung nach oben verfahren wird, so spart dies Zeit bei der Ausführung der Arbeitsgänge in der Schneidemaschine.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird vorrichtungsseitig dadurch gelöst, dass ein Proportionalventil mit Steuerkarte zur automatischen Einstellung der für jeden Programmsatz benötigten Presskraft des Pressbalkens in die Hydraulikanordnung eingebunden ist, dass am Pressbalken ein Wegmesssystem zur Ermittlung der Stapelhöhe angeordnet ist und dass die Pressbalkenposition von einem Inkrementalgeber überwacht wird.
Diese erfindungsgemäße Vorrichtung zum Pressen blattartiger Materialstapel beim Beschneiden in einer Schneidemaschine ist konstruktiv einfach aufgebaut. Aufwendige Sensoranordnungen zur Ermittlung der Stapelbreite unter dem Pressbalken entfallen vollständig. Die Maschinensteuerung, die mit entsprechender Software ausgerüstet ist, wird zur Steuerung und Regelung in Verbindung mit den Komponenten Wegmesssystem und Proportionalventil genutzt, um in der jeweiligen Schneidehase eines Schneidzyklus die optimale Presskraft des Pressbalkens einzustellen.
Nach einer vorteilhaften und kostengünstigen Ausbildung des Wegmesssystems ist dieses als Drehwinkelgeber oder Linearmaßstab ausgebildet.
Von Vorteil ist auch, wenn zur Rückführung des Pressbalkens in Kurzhub- oder in Endstellung ein Federmechanismus angeordnet ist, der den Pressbalken entweder in seine Endstellung zurückführt oder aber in eine Kurzhubstellung über den Materialstapel so verfährt, dass zumindest Positionsänderungen des Materialstapels von Hand ausgeführt werden können.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt dabei in
1 eine prinzipielle Darstellung, die das Pressen ei nes großformatigen Papierstapels veranschaulicht,
2 eine prinzipielle Darstellung, die das Pressen eines kleinformatigen Papierstapels veranschaulicht und
3 Vorder- und Seitenansicht einer Planschneidemaschine in prinzipieller Darstellung.
1 zeigt schematisch eine Planschneidemaschine 1 mit einem senkrecht zum Schneidtisch 2 beweglich im Maschinenkörper 3 geführten Pressbalken 4. Dem Antrieb des Pressbalkens 4 dient ein hydraulischer Arbeitszylinder, dessen Druck im Arbeitsraum unter anderem mit Hilfe eines Proportionalventils mit Steuerkarte, einer Pumpe und eines Ölbehälters (in der Zeichnung nicht dargestellt) geregelt wird. Die Position des Pressbalkens 4 beim Schneidvorgang wird mittels eines Wegmesssystems 5, in den 1 und 2 als Drehwinkelgeber ausgebildet, überwacht und von der Steuerung der Planschneidemaschine 1 erfasst. Dabei ist am Pressbalken 4 ein Seilzug 6 befestigt, mit dessen Hilfe das Wegmesssystem 5 während der Auf- und Abwärtsbewegung ausgelenkt wird. Der Druckverlauf während des Schneidvorgangs wird über die Steuerkarte des Proportionalventils und von der Steuerung der Planschneidemaschine 1 erfasst. Zur Überwachung der Pressbalkenposition ist ein Inkrementalgeber (in der Zeichnung nicht gezeigt) angeordnet.
Vor dem Bearbeiten von Schneidaufträgen unterschiedlichen Formats der Papierstapel 7, unterschiedlicher Stapelhöhe 10 oder unterschiedlicher materialspezifischer Eigenschaften der Papierbogen wird zunächst ein Probeschnitt durchgeführt, bei dem der Bediener die optimale Presskraft, die auf den Papierstapel 7 ausgeübt wird, einstellt. Die Stapelbreite 8 des unter dem Pressbalken 4 angeordneten Papierstapels 7 ist unbekannt, die materialspezifischen Eigenschaften des Papierstapels 7 sind vorgegeben.
Der Pressvorgang durch den Pressbalken 4 geschieht in zwei Etappen. Beim Auslösen des Probeschnittes senkt sich der Pressbalken 4 zunächst auf den Papierstapel 7 ab, was mit Hilfe eines Eilgangzylinders im Eilgang durchgeführt werden kann. Bis der Pressbalken 4 den Papierstapel 7 erreicht hat, verfährt der Pressbalken 4 mit einer konstanten Presskraft vertikal nach unten. Nach dem Erreichen der Papierstapeloberseite wird die Presskraft bis auf ihren optimalen Wert erhöht, um den Papierstapel 7 so weit zusammenzudrücken, dass Schnittabweichungen beim Schneidvorgang sicher vermieden werden.
Die Maschinensteuerung 9 der Planschneidemaschine 1 erfasst den Presskraft-Weg-Verlauf und kann damit die Stapelhöhe 10 des Papierstapels 7 beim Probeschnitt ermitteln. Es wird nun der normierte materialspezifische Zusammendrückweg 11 aus der Stapelhöhe und dem Zusammendrückweg von der Maschinensteuerung 9 berechnet. Bei allen Folgeschnitten, unter der Voraussetzung der Bearbeitung gleichen Schneidgutmaterials, wird die Presskraft so reguliert, dass der normierte Zusammendrückweg 11 bezogen auf die bei dem aktuellen Schneidvorgang vorliegende Stapelhöhe 10, die wiederum anhand des Presskraft-Weg-Verlaufes ermittelt wird, erreicht ist. Die Stapelbreite 8 wird dabei nicht benötigt, da die Presskraft über den Zusammendrückweg 11 geregelt und somit automatisch die Stapelbreite 8 kompensiert wird. Der Zusammendrückweg 11 dient damit als Führungsgröße für die Regelung der Presskraft des Pressbalkens 4.
Selbstverständlich ist es auch möglich, bei bestimmten Einsatzfällen zusätzlich die Stapelbreite 8 unter dem Pressbalken 4 zu berechnen und in die Festlegung der optimalen Presskraft einzubeziehen.
Um den Pressbalken 4 wieder in Ausgangsstellung oder in Kurzhubstellung mit einem geringen Abstand zum Papierstapel 7 zu verfahren, ist ein in der Zeichnung nicht gezeigter Federmechanismus angeordnet. Die Kurzhubstellung dient der Zeitersparnis und gestattet beispielsweise das Drehen des Papierstapels 7 in eine andere Schneidposition oder das Entnehmen abgeschnittener Stapelteile. Das Positionieren oder Transportieren der Papierstapel 7 kann sowohl von Hand als auch automatisch, beispielsweise mittels schwenkbarer Greifereinheiten ausgeführt werden.
2 veranschaulicht das gleiche Verfahren zum Beschneiden eines wesentlich kleineren Papierstapels 7, dessen Stapelhöhe 10 ebenfalls geringer ist als in 1 dargestellt. Das Pressprinzip des Pressbalkens 4 ist jedoch das bezüglich 1 beschriebene. Der Zusammendrückweg 11 ist deutlich kleiner, somit ist auch die auszuübende Presskraft geringer, unter der Voraussetzung, dass Papierstapel 7 mit gleichen materialspezifischen Eigenschaften zum Einsatz kommen.
Das Verfahren nach Patentanspruch 3 löst die erfindungsgemäße Aufgabe ebenso und kann ebenfalls mit der beschriebenen Vorrichtung durchgeführt werden. Es ist im Wesentlichen in 3 dargestellt und wird wie folgt durchgeführt:
Der Bediener editiert sein Schneidprogramm in der Maschinensteuerung 9 und gibt dabei das Rohformat des Papierstapels 7 zur grafischen Visualisierung ein. Anhand der Schnittmaße in den folgenden Programmzeilen und der editierten Handlingsoperationen zum Beschneiden des Papierstapels 7 kann die aktuelle Stapelbreite 8 der jeweiligen Programmzeilen ermittelt werden. Die Position des Pressbalkens 4 wird mittels Wegmesssystem 5, das als Linearmaßstab ausgebildet ist, überwacht und ein mechanischer Schalter – in der Zeichnung nicht gezeigt – gibt der Maschinensteuerung 9 die Rückmeldung, wann der Pressbalken 4 auf dem Papierstapel 7 aufsitzt. Der Bediener gibt die normierte, materialspezifische, optimale Presskraft für den Papierstapel 7 in die Maschinensteuerung 9 ein, d. h. die Stapelbreite 8 aus dem Ablauf des Schneidprogrammes und die Stapelhöhe 10, die mittels des Wegmesssystems 5 ermittelt worden ist. Für die einzelnen Schnitte des Programms wird die jeweilige Presskraft anhand der ermittelten Stapelbreite 8, der Stapelhöhe 10 und der durch den Bediener in die Maschinensteuerung 9 eingegebenen materialspezifischen Presskraft für jeden Programmsatz ermittelt und über das Proportionalventil automatisch eingestellt.

1: Schneidemaschine, Planschneidemaschine
2: Schneidtisch
3: Maschinenkörper
4: Pressbalken
5: Wegmesssystem
6: Seilzug
7: Materialstapel, Papierstapel
8: Stapelbreite
9: Maschinensteuerung
10: Stapelhöhe
11: Zusammendrückweg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 3613835 C2 [0003]
- EP 0942344 B1 [0005]

Claims

Verfahren zum Pressen blattartiger Materialstapel beim Beschneiden in einer Schneidemaschine, bei dem der vertikal verfahrbare Pressbalken einer Pressvorrichtung mit einer eingestellten Presskraft auf den Materialstapel abgesenkt wird und mit einer festgelegten Presskraft den Materialstapel zusammenpresst, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst wenigstens ein Probeschnitt ausgeführt wird, bei dem durch die Maschinensteuerung (9) zur Ermittlung der Stapelhöhe (10) des Materialstapels (7) der Presskraft-Weg-Verlauf erfasst wird, dass danach die Maschinensteuerung (9) der Schneidemaschine (1) den materialspezifischen Zusammendrückweg (11) berechnet und dass bei anschließenden Folgeschnitten die Presskraft automatisch dadurch geregelt und eingestellt wird, dass der berechnete Zusammendrückweg (11) bezogen auf die Stapelhöhe (10) und/oder Stapelbreite (8) des Materialstapels (7) erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Festlegen der Presskraft die Stapelbreite (8) unter dem Pressbalken (4) berechnet wird.
Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Editieren des Schneidprogramms das Rohformat des Materialstapels (7) zur Festlegung der jeweils aktuellen Stapelbreite (8) erfasst wird, dass die Größe der in Abhängigkeit vom jeweils zu bearbeitenden Material festgelegten Presskraft in die Maschinensteuerung (9) der Schneidemaschine (1) eingegeben wird und dass für jeden der auszuführenden Schritte eines Schneidzyklusses die hierfür optimale Presskraft dadurch automatisch eingestellt wird, dass die für den jeweiligen Programmsatz aktuelle Stapelgeometrie anhand der Stapelbreite (8) aus dem Ablauf des Schneidprogramms und der mittels eines Wegmesssystems (5) erfassten Stapelhöhe (10) ermittelt wird und in Bezug zur materialspezifisch festgelegten Presskraft gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressbalken (4) zum Ausführen von Positioniervorgängen des Materialstapels (7) in Kurzhubstellung nach oben verfahren wird.
Vorrichtung zum Pressen blattartiger Materialstapel beim Beschneiden in einer Schneidemaschine, wobei die Schneidemaschine einen Maschinenkörper aufweist, mit dem ein Schneidtisch, auf dem der Materialstapel angeordnet ist, wenigstens eine Schneidvorrichtung, eine Pressvorrichtung mit vertikal verfahrbarem Pressbalken, eine Maschinensteuerung und eine Hydraulikanordnung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Proportionalventil mit Steuerkarte zur automatischen Einstellung der für jeden Programmsatz benötigten Presskraft des Pressbalkens (4) in die Hydraulikanordnung eingebunden ist, dass am Pressbalken (4) ein Wegmesssystem (5) zur Ermittlung des Abstandes zwischen Pressbalken (4) und Materialstapel (7) angeordnet ist und dass die Pressbalkenposition von einem Inkrementalgeber überwacht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wegmesssystem (5) als Drehwinkelgeber oder Linearmaßstab ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rückführung des Pressbalkens (4) in Kurzhub- oder in Endstellung ein Federmechanismus angeordnet ist.