DE4140051C2 - Einrichtung zum Überwachen der Ankunft von Bogen am Einlaß bogenverarbeitender Maschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Überwachen der Ankunft von einem Einlaß bogenverarbeitender Maschinen einzeln zugeführter Bogen an einer Anlegestelle.

Durch die DE-PS 30 33 780 ist eine Einrichtung zum Steuern der Ankunft einzeln vorgeschobener Bogen aus biegsamem Material an bogenverarbeitenden Maschi­ nen bekannt, bei dem die Ankunft des Bogens an einer Anlegestelle durch Re­ flexlichttaster festgestellt und der Bogenvorschub in einem der optimalen Bo­ genankunft entsprechenden Zeitbereich überwacht und in Abhängigkeit hiervon geregelt wird. Der Reflexlichttaster fühlt dabei in einem kleinen Spalt zwischen der Vorderkante des Anlegetisches und einem Anschlag für den Bogen die Vor­ derkante des Bogens ab. Durch den oder die Reflexlichttaster mit einer dieser zugeordneten Vergleichsschaltung wird festgestellt, ob der Bogen zu früh, rich­ tig oder zu spät ankommt.

Sieht man vom Signal "Bogenankunft richtig" ab, so stehen für die Regelung des Bogenvorschubs lediglich zwei Signale zur Verfügung, das Signal Bogenan­ kunft "zu früh" und das Signal Bogenankunft "zu spät". Damit ist die Regelung des Bogenvorschubs auf eine Zweipunktregelung beschränkt, die abgesehen von dem einer solchen Regelung immanenten Hystereseverhalten eine rechtzeitige Trenderkennung ausschließt.

Aus der DE-OS 30 44 643 ist eine Einrichtung zum Steuern der Ankunft von Bogen an einer durch Anlegemarken gekennzeichneten Stelle eines Anlegetisches einer bogenverarbeitenden Maschine bekannt. Im Bereich der Anlegemarken ist ein Abtastkopf zur Detektion der ankommenden Bogen vorgesehen. Bei ordnungsgemäßem Betrieb der Anlage kommen die Bogen an den Anlegemarken innerhalb definierter Soll-Zeitintervalle an. Zur Erkennung von Früh- und Spätbogen wird mittels des Abtastkopfes vor Beginn bzw. nach Ende des Soll-Zeitintervalls das Signal des Abtastkopfes auf das Vorhandensein eines Bogens ausgewertet.

Auch bei diesem Verfahren kann lediglich festgestellt werden, ob ein Bogen rechtzeitig, zu früh oder zu spät an den Anlegemarken anliegt.

Aus der DE-OS 40 01 120 ist eine Vorrichtung zur Erfassung und Korrektur von Schräglagen von auf einem Anlegetisch einer bogenverarbeitenden Maschine ankommenden Bogen bekannt. Diese Vorrichtung weist zwei Abtaster zur Ermittlung der Bogenankunft auf. Die Abtastung der Bogen mittels der Abtaster liefert ein digitales Ausgangssignal, nämlich ob an den Orten der Abtaster zu einem definierten Zeitpunkt ein Bogen vorliegt oder nicht, d. h., ob ein Bogen rechtzeitig, zu früh oder zu spät am Anlegetisch ankommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Voraussetzungen für die Rege­ lung des Bogenvorschubs mit einem Geringstmaß an Aufwand zu verbessern und einen Trend Bogenankunft zu früh oder zu spät erkennbar zu machen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen charakterisiert.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der Einlaufeinheit einer bogenverarbei­ tenden Maschine in schematischer Darstellung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Einheit gemäß Fig. 1,

Fig. 3a den Aufbau einer bekannten positionsempfindlichen Dio­ de, schematisch,

Fig. 3b den Verlauf des dimensionslosen Positionswerts der posi­ tionsempfindlichen Diode in Abhängigkeit von der Lage des Lichtschwerpunkts,

Fig. 3c die positionsempfindliche Diode in der Mitte liegendem Lichtschwerpunkt und zugeordneter Bogenlage,

Fig. 3d die positionsempfindliche Diode mit Lichtschwerpunkt in der Mitte der linken Hälfte der positionsempfindlichen Diode,

Fig. 4 eine Auswerteschaltung in Blockdarstellung.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 10 ein Stapel aus einer Druckmaschine zuzufüh­ render Bogen aus biegsamem Material bezeichnet, die auf einem heb- und senk­ baren Stapeltisch 11 angeordnet sind. Die einzelnen Bogen 10′ werden beim Ausführungsbeispiel mittels einer Saugeinrichtung 12 taktweise vom Stapel 10 abgehoben und auf einem schräg angeordneten Vorschubtisch 13 abgelegt, in dem gegebenenfalls ein oder mehrere Endlostransportbänder 14 integriert sein können, die mittels einer durch einen Motor 15 angetriebenen Rolle 16 betätigt und durch eine Rolle 17 umgelenkt werden. Das Anheben des Stapeltisches 11 erfolgt dabei so, daß der oberste Bogen 10′ stets auf demselben Niveau liegt.

Auf dem Vorschubtisch 13 gleiten die Bogen 10′ sich teilweise überlappend und gegebenenfalls unterstützend durch die Transportbänder 14 mitgenommen bis zu einem heb- und senkbaren Anschlag 18 vor. Der Vorschubtisch 13 weist in seinem an den Anschlag 18 angrenzenden Frontbereich eine Durchbrechung oder Ausnehmung 19 auf, der eine Lichtquelle als Lichtsender 20 und ein Lichtempfänger 21 einander gegenüberliegend zugeordnet sind, der als posi­ tionsempfindliche Diode (PSD) ausgebildet ist (siehe hierzu die Fig. 3a bis 3d und 4).

Das homogene Sendelichtbündel tritt durch die zugleich als Blende wirkende Ausnehmung 19 hindurch, deren Querschnitt etwa der photosensitiven Zone der positionsempfindlichen Diode entspricht. Die Längsachse der positionsempfind­ lichen Diode 21 bzw. deren fotoempfindlichen Schicht verläuft dabei in Richtung des Bogenvorlaufs.

In der PSD 21 wird, wie in Fig. 3a schematisch dargestellt ist, durch den Licht­ einfall ein Photostrom I_P generiert. Die über Oberflächenwiderstände zu den seitlichen Elektroden abfließenden Teilströme I₁ und I₂ sind jeweils umgekehrt proportional zum Abstand zwischen Elektrode und Lichtschwerpunkt des einfal­ lenden Lichtbündels.

Taucht die Stirnseite eines Bogens 10′ in die voll ausgeleuchtete Ausnehmung bzw. Blende 19 ein und gleitet der Bogen kontinuierlich weiter vorwärts, so ändern sich die Teilströme I₁ und I₂ nach der bekannten Beziehung

wobei L die gesamte Länge der photosensitiven Schicht der positionempfindli­ chen Diode 21 und X_S eine Teillänge ist, welche die Länge des Lichtschwer­ punkts 20 definiert.

Wie aus den Fig. 3b bis 3d ersichtlich, ergibt sich für den dimensionslosen Positionswert

beim Lichtschwerpunkt X_s = ½ L der Wert 0 (Diode 21 durch das homogene Lichtbündel 42 voll beaufschlagt), und für X_s = ¼ L folgt für

der Wert 0,5 (Diode 21 durch den in Pfeilrichtung vorgeschobenen Bogen 10′ zur Hälfte abgedeckt). Für X_s = ⅛ wird der Positionswert

(Diode 21 durch den Bogen 10′ dreiviertel abgedeckt), und X_s = 0 führt zum Wert

Je nach Ankunftsposition der einzelnen Bogen wird ein mehr oder weniger großer Bereich der positionsempfindlichen Diode 21 abgedeckt bzw. überblen­ det, so daß sich der beleuchtete Abschnitt auf dieser Diode entsprechend ver­ ändert. Das der Ankunftsposition des Bogens entsprechende Ausgangssignal an der PSD 21 gibt nach Aufbereitung im Falle analoger Auswertung dann direkt die Istposition des Bogens zum Abfragezeitpunkt an. Diese Information ist zur Regelung der Bogenzufuhr ausnutzbar, wobei dann die Bogenanlegeeinrichtung 12 (Saugeinrichtung) und/oder der Antriebsmotor 15 im erforderlichen Sinn betätigt werden. Als Sollwert für den Regelkreis kann beispielsweise der der halben Überdeckung der PSD 21 durch den ankommenden Bogen 10′ entsprechende Signalwert dienen.

Die Erfindung ermöglicht auch das rechtzeitige Erkennen und die Anzeige eines Trends Bogen zu früh oder Bogen zu spät, so daß über eine Speicherung der Signalwerte ein zeitgerechtes Nachregeln des Bogenvorschubs ermöglicht wird. Darüber hinaus kann eine Funktionsreserve gegebenenfalls mit Warnsignal­ abgabe festgelegt werden, wobei erst nach deren Überschreitung die Regel­ einrichtung aktiviert wird.

Die Auswertung des aufbereiteten Empfangssignals kann auch binär erfolgen, dahingehend, ob der Bogen zum Abfragezeitpunkt die erforderliche Position einnimmt oder nicht. Die binäre Ausgangsinformation kann dabei durch einen vom Anwender einstellbaren Schwellwertverstärker (Komparator) realisiert werden, der den Schaltausgang bei Erreichen einer bestimmten Lage der Bogen aktiviert. Die Soll-Position der Bogen wird z. B. mit einem Potentiometer "Schaltschwelle" vorgegeben.

Der Abfragezeitpunkt und das Abfragezeitintervall können beispielsweise mittels einer Nocken-Schalteranordnung festgelegt werden, wobei dann der Nocken auf der in den Fig. 1 und 2 mit 22 bezeichneten Welle der mit Greifern 23 versehenen Walze 24 anzubringen wäre. Beim Ausführungsbeispiel ist zu die­ sem Zweck ein Magnetelement 25 vorgesehen, das in die Welle 22 der Walze 24 sich ein Stück in Umfangsrichtung der Welle 22 erstreckend eingesetzt ist und mit einem magnetisch betätigbaren Schalter 26 z. B. in Form eines Reed- Relais zusammenwirkt. Die Erstreckung des Magnetelements 25 in Umlaufrich­ tung der Welle 22 bestimmt dabei das frei wählbare Abfragezeitintervall. Gege­ benenfalls können auch mehrere Aktivierungselemente für Zwischenabfragen vorgesehen sein.

Anstelle einer Lichtschranke kann auch ein Reflexlichttaster 41 verwendet wer­ den, dem zur Erzeugung eines auf seiner PSD-Diode abgebildeten Lichtbalkens lichtsendeseitig beispielsweise eine Zylinderlinse vorgeordnet ist.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, werden die durch das auf die positionsempfindli­ che Diode 21 direkt oder durch Reflexion auftreffende vom Lichtsender 20 her­ rührenden Licht generierten Ströme I₁ und I₂ jeweils durch einen I/U-Wandler 27, 28 in analoge Spannungen umgesetzt. Der I/U-Wandler kann dabei durch einen Widerstand oder einen Transimpedanz-Verstärker verkörpert sein. Die beiden Spannungen werden einer Einheit 29 zur analogen Signalaufbereitung und zur frequenzselektiven Filterung zugeführt. Dieser Einheit ist ein Normie­ rungsglied 30 nachgeschaltet, an dessen Ausgang die analoge Information an­ steht, die über einen Verstärker 31 zum Analogausgang 32 mit Trendanzeige ge­ langt.

Alternativ oder gleichzeitig steht über einen der Einheit 29 nachgeschalteten Schwellwertverstärker 33 eine binäre Information über einen Verstärker 34 am Schaltausgang 35 zur Verfügung. Die Schaltschwelle ist mittels eines Potentio­ meters 36 vorgebbar. Die Aktivierung des Lichtsenders 20 erfolgt beim Aus­ führungsbeispiel, wie bereits ausgeführt worden ist, mittels des Magnetelements 25 und einem diesem zugeordneten Reed-Relais 26 über einen Verstärker 37, einem diesem nachgeschalteten Sendetaktgenerator 38 mit auf diesen folgender Treiberstufe 39. Der Sendetaktgenerator 38 wird im Aktivierungsfall eingeschal­ tet, und der Sendetreiber 39 erzeugt den für den Lichtsender 20, der beispiels­ weise durch eine Sendediode verkörpert sein kann, den notwendigen Sendestrom. Der Sendestrom wird zur Vermeidung der Einflüsse von Fremdlicht ge­ pulst. Gleichlichtteile oder hochfrequente Störungen können einfach ausge­ filtert werden. Das Netzteil für die lichtelektrische Tasteinrichtung ist in Fig. 4 mit 40 bezeichnet.

Gegebenenfalls kann auch eine zusätzliche, in seiflichem Abstand von der Lichtschranke 20, 21 bzw. vom Lichttaster 41 angeordnete Abtasteinrichtung eingesetzt werden, zum Beispiel für die Kontrolle der Bogen 10′ auf Schrägein­ lauf.

Claims (8)

1. Einrichtung zum Überwachen der Ankunft von einen Einlaß bogenverarbei­ tender Maschinen einzeln zugeführter Bogen an einer Anlegestelle mittels wenigstens einem berührungslos arbeitenden Abtastmittel, das maschinengesteuert periodisch während eines wählbaren Abfragezeitintervalls aktiviert wird und dessen zu einem Abfragezeitpunkt erzeugtes Aus­ gangssignal als Steuergröße für den Bogenvorschub dient, wobei die während des Abfragezeitintervalls zurückgelegte Wegstrecke des Bogens (10′) durch das Abtastmittel kontinuierlich erfaßbar ist und das wegzeitabhängige Ausgangssignal am Abstastmittel in Verbindung mit einem Sollwert für die Soll-Ankunftsposition des Bogens (10′) zur stufenlosen Steuerung des Bogenvorschubs (12, 15) und für eine Anzeige eines Trends Bogenankunft zu früh oder zu spät herangezogen wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei das Abtastmittel durch einen Lichtsender (20) und eine positionsempfindliche Diode (21) verkörpert ist, deren Ausgangsströme jeweils mittels eines I/U-Wandlers (27, 28) in analoge Spannungen konvertiert werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei als Abtastmittel ein Reflexlichttaster (41) vorgesehen ist, dem lichtsendeseitig eine Zylin­ derlinse vorgeordnet ist und dessen Lichtempfänger eine positionsempfindli­ che Diode (21) ist, deren Ausgangsströme jeweils mittels eines I/U- Wandlers (27, 28) in analoge Spannungen umgesetzt werden.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei den I/U-Wandlern (27, 28) eine Anordnung (29) zur Signalauf­ bereitung und zur frequenzselektiven Filterung nachgeschaltet ist, an die ein die Position des Bogens (10′) zum Abfragezeitpunkt ausgebender Analogausgang (32) angeschlossen ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Sendestrom für den Lichtsender (20) über eine Aktivie­ rungsanordnung (25, 26) für das Einschalten eines Sendetaktgenerators (38) und einem diesem nachgeschalteten Sendertreiber (39) generiert wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, wobei die Aktivie­ rungseinrichtung aus einem in der Welle (22) einer zur Übernahme der Bogen (10′) von der Anlegestelle mit Greifern (23) versehenen Walze (24) angebrachten Magnetelement (25) und einem diesem zugeordneten Reed- Relais (26) verwirklicht ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei der Sendestrom des Lichtsenders (20) gepulst ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, wobei das aufbereitete Empfangssignal binär ausgewertet wird, wobei die bi­ näre Ausgangsinformation durch einen Schwellwertverstärker (33) realisiert und die Sollposition des Bogens (10′) mittels eines Potentiometers (36) vorgebbar ist.