EP0741001A2 - Stamping, printing and punching machine - Google Patents
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- EP0741001A2 EP0741001A2 EP96105837A EP96105837A EP0741001A2 EP 0741001 A2 EP0741001 A2 EP 0741001A2 EP 96105837 A EP96105837 A EP 96105837A EP 96105837 A EP96105837 A EP 96105837A EP 0741001 A2 EP0741001 A2 EP 0741001A2
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- European Patent Office
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- B30B15/14—Control arrangements for mechanically-driven presses
Definitions
- the invention relates to an embossing printing and punching machine according to the preamble of the independent claim.
- pressure force measurements are usually only known at one point on the machine and outside the embossing pressure area.
- this requires complex conversions depending on the position of the clichés to estimate the pressure forces on the embossed image area.
- these force measurements are inaccurate and unreliable. Influences that change the working pressure and thus deteriorate the print quality can therefore not be recorded well and the change in the course of a work process can be compensated even less. Uneven pressure distributions on the embossed printing area cannot be recorded.
- embossing printing and punching machine according to the invention.
- the arrangement of a plurality of pressure sensors around the embossing printing surface enables precise determination of the pressure force and monitoring.
- the combination with the positioning device with controlled slide drive, with the pressure control program and the operating and display device makes it possible to set optimal working pressures and to maintain them constantly and optimally even under negative influences during operation.
- the dependent claims relate to advantageous developments of the invention, which further automate, improve and make their function simpler and more reliable.
- Particular advantages lie in the automatic execution of operations such as touching, keeping the working pressure constant and being able to drive almost any programmable pressure setpoint curve.
- the machine according to the invention enables compliance with safety and limit values as well as the detection of uneven, eccentric pressure distribution on the embossed printing surface.
- the various variable influences on the working pressure that worsen the quality, e.g. as a result of thermal influences or increasing, permanent deformation or change in thickness of the dressing and as a result of fluctuations in the paper thickness. This enables the highest possible and constant embossing quality to be achieved with minimal operating effort and with the greatest possible security.
- FIG. 1 a shows a side view of an embossing-printing and punching machine 1 according to the invention with an upper press part 3, which is held by side supports 6, with an upper support 5, a positioning or displacement device 10 and a press head 9.
- This head 9 carries a tool - Or Clichéplatte 4 with a heater 7, which includes, for example, several individually adjustable heating zones.
- a lower press part 19 here has a toggle lever mechanism with four toggle lever pairs 17, which move a press table 13 up and down by a stroke H of, for example, 80 mm.
- a counterpressure or dressing plate 14 is attached to the table 13, the surface of which forms the embossing printing surface F (ie the maximum usable embossing surface).
- Clichés 8 are attached to the tool plate 4, the surfaces of which define the embossed image area FC (see FIGS. 1b and 2).
- a dressing 15 adapted to the clichés 8 is inserted on the dressing plate 14, which consists, for example, of a 1-2 mm thick, fabric-reinforced plastic plate, of hard laminate, for example Pertinax, or of less hard material such as pressboard or unreinforced plastic.
- the material and layer thickness are adapted to the clichés and the embossed goods.
- the preparation is adjusted in a known manner to optimal embossing quality.
- the optimum embossing pressure or the embossing pressure force X is set by moving the positioning device 10 in the Y direction.
- a controlled adjusting motor e.g. a servo motor with an incremental encoder and an associated motor control 21.
- the displacement Y takes place via a transmission 16 to a spindle 12 which moves a displacement wedge 11.
- the maximum possible displacement range of Y is e.g. 4 mm, which makes it possible to compensate for different layer thicknesses of dressing and embossing.
- a plurality of pressure force sensors S1 to S4 or S5 to S8 are arranged around the center Z of the embossing pressure surface F of the plate 14.
- the pressure force measurement takes place e.g. by means of strain gauges such as strain gauges (DMS) or piezo elements, which are attached to suitable chassis elements of the machine that experience significant strains under load.
- strain gauges S1 to S4 are attached to the side supports 6 here. These could also be attached to the press head 9.
- the pressure forces can also be recorded with pressure cells S5 to S8, which e.g. are arranged in the four corners each under a toggle lever 17, as shown in Fig. 1a.
- This rectangular arrangement of the force measuring sensors S1 to S4 or S5 to S8 around the center Z of the embossing pressure area F makes it possible to compensate for eccentric loads from the embossing image area FC, i.e. due to the location of the Clichés 8, easy to detect and monitor.
- FIG. 2 shows a further example with a triangular arrangement of the sensors S9 to S11 and an eccentric arrangement of the clichés or the embossed image areas FC1 and FC2, which result in a greater load on the side of the sensor S9.
- each individual sensor can be assigned a safety value XMi as the maximum permissible value and its compliance monitored.
- FIG. 3 shows a circuit diagram of the machine according to the invention with pressure force transducers S1 to S4, which are connected to the pressure controller 30 or the machine controller 2.
- the positioning servomotor 20 with motor controller 21 is also connected to the machine controller 2 and the pressure controller 30.
- the operating and display device 40 which e.g. is designed as a touch screen, bidirectional communication takes place with the controls 30 and 2.
- a further output 35 can additionally be provided for the bidirectional connection to an external computer, e.g. with a PC, to output operating data and to enter additional functions.
- FIG. 4 shows a characteristic X1 (Y) that is valid for a specific dressing, ie the pressure force X1 generated on the embossed product as a function of the displacement Y by the press.
- This characteristic can be driven and recorded automatically if, for example, the following function is entered in the control program:
- This characteristic X (Y) is of course dependent on the clichés and the finish (type of material, thickness and size), ie it characterizes this finish and this specific embossing process.
- this characteristic X (Y) of a given dressing changes gradually, for example from curve X1 (Y) in the initial state to curve X2 (Y) after a certain running time, because the dressing wears out or is compressed more and more over the course of time an embossing.
- the zero points of the sensor values are also readjusted (adjustment of a zero point drift of the measurement signals, for example as a result of thermal influences on the sensors).
- the effectively exerted pressure force X is determined as the difference between the measured values between top dead center OT and the pressure area.
- a certain tolerance range can also be provided and monitored for this adjustment of the zero point drift of the sensor measurement signals: System limit values of the zero point, if exceeded, error messages are issued.
- X1 corresponds to the work value XA, at which the optimal embossing quality is achieved.
- An adjustable and selectable tolerance + XT, -XT is assigned to this work value XA.
- the curve with compressive force value X2 is below the tolerance range XA - XT, the value X3 lies above the tolerance range XA + XT and the curve with pressure force value X4 corresponds to the safety value XM, ie the maximum permissible press pressure.
- FIG. 6 illustrates various influences which cause changes over time in the characteristic Y (X) (FIG. 4) or changes in threshold values Y0 (t) and work values YA (t) for given constant compressive force values X0 and XA: This is done with the curves Ytemp, Yzu and Ypap are shown.
- a wide variety of operating modes are possible with the machine according to the invention. These are stored as functions in the print control program 30 and can be selected via the operating and display device 40, or can also be entered externally via the output 35. In this way, the most varied of operating parameters relating to an embossing print job as well as limit values, tolerances, switching values and programmed setpoint curves (see FIG. 8) can be entered or reprogrammed.
- a particularly important function "REG” is to keep the work value XA, ie the optimal pressure force for the highest quality of a given print job, automatically and precisely constant.
- the actual value of the regulation is preferably continuously as the mean value Xm from the n-last ones Pressure force measurements determined.
- the control difference DX is e.g. 5 - 10 kN and the regulation adjustment step DY e.g. 1 - 2 u.
- FIG. 7 shows different temporal pressure force profiles X (t).
- the curve X5 (t) runs according to the "REG" mode in a narrow control range between an upper limit value XA + DX and a lower limit value XA - DX.
- XA + DX a lower limit value
- XA - DX a lower limit value
- curve X6 (t) shows the pressure force curve if the displacement Y is kept constant.
- these influences had to be continuously monitored and monitored by the machine operator periodically be compensated by hand by tracking the displacement Y, which corresponds to the curve X7 (t). This was very complex and moreover inaccurate, so that practically only an effectively driven curve X7 (t) with significantly fluctuating pressure force values was achieved.
- the resulting embossed print quality is of course much better in accordance with the new curve X5 (t) with automatic constant control than in the curve X7 (t) that was previously achievable.
- operating errors can also be avoided with the automatic functions and controls of the machine according to the invention.
- the pressure force curve X (t) that is driven can not only be kept constant automatically according to the "REG" curve, but in principle it can also be regulated according to any predefined setpoint value curves for the pressure force XX (t) by correspondingly adjusting the displacement Y.
- Suitable setpoint specifications XX (t) or controlled displacement functions Y (t) can e.g. optimal parameters for the characterization of embossing orders are determined automatically, more precisely and more comprehensively
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Präge-Druck- und Stanzmaschine gemäss Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs. Bei derartigen Maschinen sind Druckkraftmessungen meist nur an einer Stelle der Maschine und ausserhalb der Prägedruckfläche bekannt. Dies erfordert einerseits aufwendige Umrechnungen je nach Lage der Clichés zur Abschätzung der Druckkräfte auf der Prägebildfläche. Überdies sind diese Kraftmessungen ungenau und unzuverlässig. Einflüsse, welche den Arbeitsdruck verändern und damit die Druckqualität verschlechtern, können deshalb nicht gut erfasst und deren Veränderung im Laufe eines Arbeitsvorgangs noch weniger kompensiert werden. Ungleichmässige Druckverteilungen auf der Prägedruckfläche können nicht erfasst werden.The invention relates to an embossing printing and punching machine according to the preamble of the independent claim. In such machines, pressure force measurements are usually only known at one point on the machine and outside the embossing pressure area. On the one hand, this requires complex conversions depending on the position of the clichés to estimate the pressure forces on the embossed image area. Moreover, these force measurements are inaccurate and unreliable. Influences that change the working pressure and thus deteriorate the print quality can therefore not be recorded well and the change in the course of a work process can be compensated even less. Uneven pressure distributions on the embossed printing area cannot be recorded.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Präge-Druck- und Stanzmaschine zu schaffen, welche eine genaue Erfassung der Druckkräfte und damit auch die Einstellung einer optimalen Prägequalität ermöglicht und welche vor allem die negativen Einflüsse und Veränderungen während des Betriebs möglichst weitgehend kompensieren kann, so dass konstante höchste Qualität erreicht wird.It is therefore an object of the present invention to provide an embossing printing and punching machine which enables precise detection of the pressure forces and thus also the setting of an optimal embossing quality and which, above all, can largely compensate for the negative influences and changes during operation, so that constant top quality is achieved.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungsgemässe Präge-Druck- und Stanzmaschine nach Anspruch 1. Die Anordnung mehrerer Drucksensoren um die Präge-Druckfläche herum ermöglicht eine genaue Druckkraftbestimmung und Überwachung. Die Kombination mit der Positioniervorrichtung mit gesteuertem Verschiebeantrieb, mit dem Drucksteuerprogramm und dem Bedienungs- und Anzeigegerät ermöglicht es, optimale Arbeitsdrücke einzustellen und diese auch unter negativen Einflüssen während des Betriebs konstant und optimal einzuhalten.This object is achieved by an embossing printing and punching machine according to the invention. The arrangement of a plurality of pressure sensors around the embossing printing surface enables precise determination of the pressure force and monitoring. The combination with the positioning device with controlled slide drive, with the pressure control program and the operating and display device makes it possible to set optimal working pressures and to maintain them constantly and optimally even under negative influences during operation.
Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, welche deren Funktion weiter automatisieren, verbessern sowie einfacher und zuverlässiger machen. Besondere Vorteile liegen in der automatischen Ausführung von Arbeitsgängen wie Touchieren, Arbeitsdruck konstant halten und fast beliebige programmierbare Drucksollwertverläufe fahren zu können. Die erfindungsgemässe Maschine ermöglicht das Einhalten von Sicherheits- und Grenzwerten wie auch die Erfassung von ungleichmässiger, exzentrischer Druckverteilung auf der Prägedruckfläche. Vor allem aber können die verschiedenen variablen Einflüsse auf den Arbeitsdruck, welche die Qualität verschlechtern, z.B. infolge thermischer Einflüsse oder zunehmender, bleibender Verformung bzw. Dickenänderung der Zurichtung und infolge Schwankungen der Papierdicke, weitgehend kompensiert werden. Damit ist höchstmögliche und konstante Prägequalität mit minimalem Bedienungsaufwand und bei grösstmöglicher Sicherheit erreichbar.The dependent claims relate to advantageous developments of the invention, which further automate, improve and make their function simpler and more reliable. Particular advantages lie in the automatic execution of operations such as touching, keeping the working pressure constant and being able to drive almost any programmable pressure setpoint curve. The machine according to the invention enables compliance with safety and limit values as well as the detection of uneven, eccentric pressure distribution on the embossed printing surface. Above all, however, the various variable influences on the working pressure that worsen the quality, e.g. as a result of thermal influences or increasing, permanent deformation or change in thickness of the dressing and as a result of fluctuations in the paper thickness. This enables the highest possible and constant embossing quality to be achieved with minimal operating effort and with the greatest possible security.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen und Figuren weiter erläutert. Es Zeigen:
- Fig. 1a
- eine erfindungsgemässe Maschine
- Fig. 1b, 2
- Anordnungen von Druckkraft-Sensoren und exzentrische Belastungen
- Fig. 3
- ein Schaltschema der Maschine
- Fig. 4
- Druckkraft-Verschiebungs-Charakteristiken X(Y)
- Fig. 5
- Beispiele verschiedener Druckkraftwerte
- Fig. 6
- verschiedene Einflüsse auf die Druckkraft-Verschiebungs-Charakteristiken
- Fig. 7
- Beispiele zeitlicher Druckkraftverläufe X(t)
- Fig. 8
- programmierbare Sollwertverläufe der Druckkraft XX(t)
- Fig. 1a
- a machine according to the invention
- 1b, 2
- Arrangements of pressure force sensors and eccentric loads
- Fig. 3
- a circuit diagram of the machine
- Fig. 4
- Push Force Displacement Characteristics X (Y)
- Fig. 5
- Examples of different compressive force values
- Fig. 6
- different influences on the pressure force displacement characteristics
- Fig. 7
- Examples of temporal pressure force curves X (t)
- Fig. 8
- Programmable setpoint curves for the pressure force XX (t)
Fig. 1a zeigt in Seitenansicht eine erfindungsgemässe Präge-Druck- und Stanzmaschine 1 mit einem Pressenoberteil 3, welcher von Seitenträgern 6 gehalten ist, mit einem oberen Träger 5, einer Positionier- oder Verschiebevorrichtung 10 und einem Pressenkopf 9. Dieser Kopf 9 trägt eine Werkzeug- oder Clichéplatte 4 mit einer Heizung 7, welche z.B. mehrere, einzeln regulierbare Heizzonen umfasst.
Ein Pressenunterteil 19 weist hier einen Kniehebel-Mechanismus mit vier Kniehebelpaaren 17 auf, welche einen Pressentisch 13 um einen Hub H von z.B. 80 mm auf und ab bewegen. Auf dem Tisch 13 ist eine Gegendruck- oder Zurichtplatte 14 angebracht, deren Fläche die Prägedruckfläche F bildet (d.h. die maximal nutzbare Prägefläche). Auf der Werkzeugplatte 4 sind Clichés 8 angebracht, deren Flächen die Prägebildfläche FC definieren (siehe Fig. 1b und 2). Auf der Zurichtplatte 14 wird eine den Clichés 8 angepasste Zurichtung 15 eingelegt, welche z.B. aus einer 1 - 2 mm dicken gewebeverstärkten Kunststoff-Platte, aus Hartschichtstoff, z.B. Pertinax, oder auch aus weniger hartem Material wie Presspan oder unverstärktem Kunststoff besteht. Dabei werden Material und Schichtstärke den Clichés und dem Prägegut angepasst. Durch lokales Unterlegen dünner Papierschichten, von z.B. 20 um Stärke, wird die Zurichtung in bekannter Art auf optimale Prägequalität eingestellt.1 a shows a side view of an embossing-printing and
A
Der optimale Prägedruck, bzw. die Prägedruckkraft X wird durch Verschiebung der Positionierungsvorrichtung 10 in Y-Richtung eingestellt. Als Antrieb 20 dient ein geregelter Verstellmotor, z.B. ein Servomotor mit Inkrementalgeber und eine zugeordnete Motorsteuerung 21. Die Verschiebung Y erfolgt über eine Transmission 16 auf eine Spindel 12, welche einen Verschiebekeil 11 bewegt. Der maximal mögliche Verschiebebereich von Y beträgt z.B. 4 mm, welcher es ermöglicht, unterschiedliche Schichtdicken von Zurichtung und Prägegut auszugleichen.The optimum embossing pressure or the embossing pressure force X is set by moving the
Wie in Figur 1b als Teildarstellung der Maschine 1 von oben gesehen dargestellt ist, werden mehrere Druckkraftsensoren S1 bis S4 oder S5 bis S8 um das Zentrum Z der Prägedruckfläche F der Platte 14 herum angeordnet. Die Druckkraftmessung erfolgt z.B. durch Dehnungsmesselemente wie Dehnungsmessstreifen (DMS) oder Piezoelemente, welche auf geeigneten, unter Last deutliche Dehnungen erfahrenden Chassiselementen der Maschine angebracht sind. Als Beispiel sind hier Dehnungsmessstreifen S1 bis S4 an den Seitenträgern 6 angebracht. Diese könnten auch am Pressenkopf 9 angebracht sein. Die Druckkräfte können aber auch mit Druckmessdosen S5 bis S8 erfasst werden, welche z.B. in den vier Ecken je unter einem Kniehebel 17 angeordnet sind, wie in Fig. 1a gezeigt ist. Durch diese rechteckförmige Anordnung der Kraftmesssensoren S1 bis S4 oder S5 bis S8 um das Zentrum Z der Prägedruckfläche F herum ist es möglich, exzentrische Belastungen durch die Prägebildfläche FC, d.h. durch die Lage der Clichés 8, gut zu erfassen und zu überwachen.As shown in FIG. 1b as a partial representation of the
Figur 2 zeigt dazu ein weiteres Beispiel mit einer dreieckförmigen Anordnung der Sensoren S9 bis S11 und einer exzentrischen Anordnung der Clichés bzw. der Prägebildflächen FC1 und FC2, welche eine stärkere Belastung auf der Seite des Sensors S9 ergeben. Durch Erfassung und Überwachung von ungleichmässigen Belastungen können vor allem auch Beschädigungen der Presse vermieden werden. So kann jedem einzelnen Sensor als maximal zulässiger Wert ein Sicherheitswert XMi zugeordnet und dessen Einhaltung überwacht werden. Aus den Messwerten der Sensoren S1 bis S4, d.h. aus den Teildruckkräften XSi, (z.B. nach Fig. 1a) wird durch Superposition die Gesamtdruckkraft X bestimmt:
Figur 3 zeigt ein Schaltschema der erfindungsgemässen Maschine mit Druckkraftaufnehmern S1 bis S4, welche mit der Drucksteuerung 30 bzw. der Maschinensteuerung 2 verbunden sind. Der Positionier-Servomotor 20 mit Motorsteuerung 21 ist ebenfalls mit der Maschinensteuerung 2 und der Drucksteuerung 30 verbunden. Zum Bedienungs- und Anzeigegerät 40, welches z.B. als Touch Screen ausgebildet ist, erfolgt eine bidirektionale Kommunikation mit den Steuerungen 30 und 2 . Ein weiterer Ausgang 35 kann zusätzlich vorgesehen sein zur bidirektionalen Verbindung mit einem externen Rechner, z.B. mit einem PC, zur Ausgabe von Betriebsdaten und zur Eingabe zusätzlicher Funktionen.FIG. 3 shows a circuit diagram of the machine according to the invention with pressure force transducers S1 to S4, which are connected to the
Figur 4 zeigt eine für eine bestimmte Zurichtung gültige Charakteristik X1(Y), d.h. die in Funktion der Verschiebung Y durch die Presse am Prägegut erzeugte Druckkraft X1. Diese Charakteristik kann automatisch gefahren und aufgenommen werden, wenn im Steuerprogramm z.B. folgende Funktion eingegeben ist:FIG. 4 shows a characteristic X1 (Y) that is valid for a specific dressing, ie the pressure force X1 generated on the embossed product as a function of the displacement Y by the press. This characteristic can be driven and recorded automatically if, for example, the following function is entered in the control program:
Verschiebung Y in Funktion der Zeit linear erhöhen bis der Druckkraftwert X1 einen gegebenen Wert Xmax erreicht hat.Increase displacement Y linearly as a function of time until the compressive force value X1 has reached a given value Xmax.
Diese Charakteristik X(Y) ist natürlich von den Clichés und der Zurichtung (Materialart, Dicke und Grösse) abhängig, d.h. sie charakterisiert diese Zurichtung und diesen bestimmten Prägevorgang. Im Laufe des Betriebs verändert sich diese Charakteristik X(Y) einer gegebenen Zurichtung allmählich z.B. von der Kurve X1(Y) im Anfangszustand zu der Kurve X2(Y) nach einer bestimmten Laufzeit, weil die Zurichtung abgenützt bzw. immer mehr zusammengedrückt wird im Laufe einer Prägearbeit. Dies muss durch eine entsprechend grössere Verschiebung Y kompensiert werden, um wieder den gleichen Druckkraftwert X, z.B. den Arbeitswert XA zu erreichen: von YA1 nach YA2 mit
Es muss also der Kopf 9 um den Bereich Y12 nachgestellt werden.This characteristic X (Y) is of course dependent on the clichés and the finish (type of material, thickness and size), ie it characterizes this finish and this specific embossing process. In the course of operation, this characteristic X (Y) of a given dressing changes gradually, for example from curve X1 (Y) in the initial state to curve X2 (Y) after a certain running time, because the dressing wears out or is compressed more and more over the course of time an embossing. This must be compensated for by a correspondingly larger displacement Y in order to achieve the same pressure force value X, for example the working value XA: from YA1 to YA2 with
The
Weitere Einflüsse, welche eine Veränderung oder eine Verschiebung der Charakteristiken X(Y) bewirken, werden anhand von Fig. 6 diskutiert.Further influences which cause a change or a shift in the characteristics X (Y) are discussed with reference to FIG. 6.
Figur 5 zeigt den Verlauf von Druckmesssignalen in Funktion der Zeit t: X1(t). Über einen Maschinenzyklus von 360°, bei dem die Kniehebelpresse einen Hub H ausführt, steht die Presse nur während ca. 20° - 25° unter Druck (Bereich Auf-Druck, on-press). Während der ganzen restlichen Zeit von 335° - 340° übt die Presse keinen Druck aus (X = 0, Bereich Ab-Druck, off-press). Der Druckverlauf weist ein breites Maximum im oberen Totpunkt OT auf. Die Verschiebung in Y durch die Verstellvorrichtung 10 erfolgt immer ohne Druck (d.h. im Bereich Ab-Druck). Während dieser Zeit werden auch die Nullpunkte der Sensorwerte nachgestellt (Abgleich einer Nullpunktdrift der Messsignale, z.B. infolge thermischer Einflüsse auf die Sensoren). Bei jedem Pressenhub wird so die effektiv ausgeübte Druckkraft X als Differenz der Messwerte zwischen oberem Totpunkt OT und dem Ab-Druck-Bereich bestimmt. Auch für diese Abgleichung der Nullpunktdrift der Sensormesssignale kann ein bestimmter Toleranzbereich vorgesehen und überwacht werden: Systemgrenzwerte des Nullpunkts, bei deren Überschreitung Fehlermeldungen erfolgen.FIG. 5 shows the course of pressure measurement signals as a function of time t: X1 (t). Over a machine cycle of 360 °, in which the toggle press carries out a stroke H, the press is only under pressure for approx. 20 ° - 25 ° (area on-pressure, on-press). The press does not exert any pressure during the entire remaining time of 335 ° - 340 ° (X = 0, area Ab-Druck, off-press). The pressure curve has a broad maximum at top dead center OT. The displacement in Y by the adjusting
Die als Beispiele gezeigten Druckkraftverläufe X1, X2, X3, X4(t) - entsprechend unterschiedlichen Verschiebewerten Y1, Y2, Y3, Y4 - illustrieren verschiedene Prägezyklen.The pressure force curves X1, X2, X3, X4 (t) shown as examples - corresponding to different displacement values Y1, Y2, Y3, Y4 - illustrate different embossing cycles.
Hier entspricht X1 dem Arbeitswert XA, bei welchem die optimale Prägequalität erreicht wird. Diesem Arbeitswert XA ist eine einstellbare und wählbare Toleranz + XT, -XT zugeordnet.
Die Kurve mit Druckkraftwert X2 liegt hier unterhalb des Toleranzbereichs XA - XT,
der Wert X3 liegt über dem Toleranzbereich XA + XT
und die Kurve mit Druckkraftwert X4 entspricht dem Sicherheitswert XM, d.h. dem maximal zulässigen Pressendruck.Here X1 corresponds to the work value XA, at which the optimal embossing quality is achieved. An adjustable and selectable tolerance + XT, -XT is assigned to this work value XA.
The curve with compressive force value X2 is below the tolerance range XA - XT,
the value X3 lies above the tolerance range XA + XT
and the curve with pressure force value X4 corresponds to the safety value XM, ie the maximum permissible press pressure.
Der Toleranzwert XT ist z.B. zwischen 10 - 100 kN einstellbar. Dieser Toleranzbereich kommt jedoch nur zur Anwendung, wenn nicht im Betriebsmodus - "REG" = Arbeitswert automatisch konstant halten - gefahren wird; denn dort wird weit innerhalb dieses Toleranzbereichs XT mit einer viel kleineren Regeldifferenz DX geregelt (siehe Fig. 7).The tolerance value XT is e.g. adjustable between 10 - 100 kN. This tolerance range is only used, however, if the operating mode - "REG" = keep work value constant automatically - is not used; because there is regulated XT with a much smaller control difference DX within this tolerance range (see FIG. 7).
Figur 6 illustriert verschiedene Einflüsse, welche zeitliche Veränderungen der Charakteristik Y(X) (Fig. 4), bzw. Veränderungen von Schwellwerten Y0(t) und Arbeitswerten YA(t) für gegebene konstante Druckkraftwerte X0 und XA bewirken: Dies wird mit den Kurven Ytemp, Yzu und Ypap dargestellt.FIG. 6 illustrates various influences which cause changes over time in the characteristic Y (X) (FIG. 4) or changes in threshold values Y0 (t) and work values YA (t) for given constant compressive force values X0 and XA: This is done with the curves Ytemp, Yzu and Ypap are shown.
Beim Aufheizen der Maschine treten unterschiedliche thermische Dehnungen auf, welche entsprechende Veränderungen des Abstands zwischen Werkzeugplatte 4 und Zurichtplatte 14 ergeben. Dies zeigt die Kurve Ytemp.When the machine is heated up, different thermal expansions occur, which result in corresponding changes in the distance between the tool plate 4 and the dressing
Kontinuierlich fortschreitende Abnützung und bleibendes Zusammendrücken der Zurichtung 15 bewirkt z.B. einen Verlauf gemäss Kurve Yzu. Wenn die Zurichtung verändert wird (der Y-Wert nachgestellt wird), resultiert eine verschobene Kurve Yzu2.Continuously progressive wear and permanent compression of the
Einen weiteren Einfluss auf die Verschiebewerte Y0 bzw. YA(t) ergeben Schwankungen der Papierdicke, wie dies die Kurve Ypap illustriert. Die Superposition all dieser Einflüsse Ytemp, Yzu, Ypap usw. ergibt letztlich die resultierende zeitliche Gesamtänderung der Charakteristik X(Y). Dies entspricht z.B. der Kurve X6(t) in Fig. 7.Fluctuations in the paper thickness have a further influence on the shift values Y0 and YA (t), as illustrated by the curve Ypap. The superposition of all these influences Ytemp, Yzu, Ypap etc. ultimately results in the resulting overall change in the characteristic X (Y) over time. This corresponds e.g. curve X6 (t) in FIG. 7.
Mit der erfindungsgemässen Maschine sind die verschiedensten Betriebsarten möglich. Diese sind als Funktionen im Drucksteuerprogramm 30 gespeichert und können über das Bedienungs- und Anzeigegerät 40 angewählt, oder auch über den Ausgang 35 extern eingegeben werden. Damit können auch die verschiedensten Betriebsparameter bezüglich eines Prägedruckauftrags sowie Grenzwerte, Toleranzen, Schaltwerte und programmierte Sollwertverläufe (siehe Fig. 8) eingegeben, bzw. neu programmiert werden.A wide variety of operating modes are possible with the machine according to the invention. These are stored as functions in the
Ein praktisch wichtiges Beispiel ist die automatische Ausführung einer Betriebsart bzw. -funktion "TOUCH" = touchieren: Die Presse wird dazu in den oberen Totpunkt OT gebracht und angehalten. Die Druckmessung erfolgt hier kontinuierlich und nicht mehr zyklisch wie während dem normalen Betrieb der Maschine im Modus "RUN" (siehe Fig. 5). In dieser Lage OT wird nun die Verstellvorrichtung 10 automatisch verschoben, d.h. Y wird erhöht, bis ein Druckanstieg gemessen wird. Wenn ein minimaler einstellbarer Druck-Schwellwert X0 erreicht ist, wird die Verschiebung Y gestoppt und der entsprechende Wert Y0, d.h. diese Position, abgespeichert. Dies ist in Fig. 4 gezeigt. Der Druckschwellwert beträgt z.B. X0 = 5 - 10 kN, d.h. rund 1% des Arbeitswerts XA.A practically important example is the automatic execution of an operating mode or function "TOUCH" = touch: the press is brought to the top dead center OT and stopped. The pressure measurement takes place continuously and no longer cyclically as during normal operation of the machine in the "RUN" mode (see Fig. 5). In this position T T the
Eine besonders wichtige Funktion "REG" besteht darin, den Arbeitswert XA, d.h. die optimale Druckkraft für höchste Qualität eines gegebenen Druckauftrags automatisch und genau konstant zu halten. Dazu wird durch Variation der Druckkraft X zuerst der Arbeitswert bestimmt, welcher ein optimales Prägebild ergibt. Dieser Wert wird als Arbeitswert
Dieser Ablauf erfolgt z.B. nach folgendem Schema "REG":This process takes place e.g. according to the following scheme "REG":
Wenn die Druckmessung auf "RUN" Betrieb gestellt
und die Taste "REG" gedrückt
und die Y-Verstellung freigegeben ist,
dann wird der Sollwert
Wenn die Abweichung Xm - XA grösser ist als die Regeldifferenz DX,
dann erfolgt eine Nachstellung von Y um einen Nachstellschritt DY.
Zusätzlich wird geprüft, ob der Nachstellbereich YN überschritten ist, worauf allfällig ein Signal ausgegeben und die Maschine gestoppt wird.
Anschliessend erfolgt eine neue Mittelwertbildung Xm.When the pressure measurement is set to "RUN" operation
and the "REG" key is pressed
and the Y adjustment is released,
then the setpoint
If the deviation Xm - XA is greater than the control difference DX,
Y is then adjusted by an adjustment step DY.
In addition, it is checked whether the adjustment range YN is exceeded, whereupon a signal is output and the machine is stopped.
This is followed by a new averaging Xm.
Um ein unnötiges ständiges Hin- und Her-Regeln zu vermeiden, wird der Istwert der Regelung vorzugsweise laufend als Mittelwert Xm aus den n-letzten Druckkraftmessungen bestimmt. Es ist z.B. n = 5 gewählt, womit der Mittelwert
Die Regeldifferenz DX beträgt z.B. 5 - 10 kN und der Reglungs-Nachstellschritt DY z.B. 1 - 2 u.The control difference DX is e.g. 5 - 10 kN and the regulation adjustment step DY e.g. 1 - 2 u.
Zur weiteren Überwachung eines Prägeauftrags kann ein Nachstellbereich YN gewählt und eingegeben werden von z.B. YN = 0.1 mm. Sobald die automatische Nachführung von Y diesen Wert erreicht (d.h. z.B. YA1 + YN in Fig. 4), so wird ein Signal ausgegeben und die Maschine allfällig gestoppt. Dann kann der Bediener entscheiden, ob er über diesen Nachstellbereich YN hinaus weiterfahren soll - durch Vorgabe eines neuen zweiten Nachstellbereichs von z.B. 0.05 bis 0.1 mm - oder ob die Zurichtung geändert und neu gestartet werden soll.For further monitoring of an embossing job, an adjustment range YN can be selected and entered by e.g. YN = 0.1 mm. As soon as the automatic tracking of Y reaches this value (e.g. YA1 + YN in Fig. 4), a signal is output and the machine is stopped if necessary. Then the operator can decide whether to continue beyond this adjustment range YN - by specifying a new second adjustment range of e.g. 0.05 to 0.1 mm - or whether the dressing should be changed and restarted.
Eine weitere wichtige Sicherheitsfunktion wird mit der Betriebsart "automatisches Ab-Druck fahren" erreicht. Dabei wird der Bogeneinlauf in die Presse überwacht. Wenn kein einlaufender Bogen festgestellt wird, so wird die Verschiebevorrichtung 10 sofort in Richtung -Y, um z.B. 1 mm, zurückgefahren (gemäss Pfeil R in Fig. 4), bevor der nächste Hub der Kniehebelpresse erfolgt. Damit wird vermieden, dass die Zurichtung 15 verprägt wird, wenn kein Bogen einläuft.Another important safety function is achieved with the "automatic printing" mode. The sheet entry into the press is monitored. If no incoming sheet is detected, the shifting
Die Vorteile dieser automatischen Regelung des Arbeitswerts werden mit Fig. 7 weiter illustriert, welche verschiedene zeitliche Druckkraftverläufe X(t) zeigt. Wie oben erläutert, verläuft die Kurve X5(t) nach Modus "REG" in einem engen Regelbereich zwischen einem oberen Grenzwert XA + DX und einem unteren Grenzwert XA - DX. Hier wird auf konstanten Druck geregelt.The advantages of this automatic regulation of the work value are further illustrated with FIG. 7, which shows different temporal pressure force profiles X (t). As explained above, the curve X5 (t) runs according to the "REG" mode in a narrow control range between an upper limit value XA + DX and a lower limit value XA - DX. Here is regulated to constant pressure.
Demgegenüber zeigt die Kurve X6(t) den Druckkraftverlauf, wenn die Verschiebung Y konstant gehalten wird. Die zu Fig. 6 erläuterten Einflüsse, bzw. Änderungen von Y durch Temperatur, Zurichtung und Papierdicke, ergeben eine entsprechende, deutliche Veränderung der resultierenden Druckkraft X6(t) bei konstant gehaltener Verschiebung Y. Diese Einflüsse mussten bisher vom Bediener der Maschine laufend überwacht und periodisch von Hand durch Nachführung der Verschiebung Y kompensiert werden, was der Kurve X7(t) entspricht. Dies war sehr aufwendig und überdies ungenau, so dass praktisch eben nur eine effektiv gefahrene Kurve X7(t) mit deutlich schwankenden Druckkraft-Werten erreicht wurde.
Die resultierende Prägedruckqualität wird natürlich gemäss der neuen Kurve X5(t) mit automatischer Konstantregelung wesentlich besser als gemäss bisheriger erreichbarer Kurve X7(t). Überdies können mit den automatischen Funktionen und Kontrollen der erfindungsgemässen Maschine auch noch Bedienungsfehler vermieden werden.In contrast, curve X6 (t) shows the pressure force curve if the displacement Y is kept constant. The influences explained in FIG. 6, or changes in Y by temperature, dressing and paper thickness, result in a corresponding, significant change in the resulting pressure force X6 (t) with a constant displacement Y. Until now, these influences had to be continuously monitored and monitored by the machine operator periodically be compensated by hand by tracking the displacement Y, which corresponds to the curve X7 (t). This was very complex and moreover inaccurate, so that practically only an effectively driven curve X7 (t) with significantly fluctuating pressure force values was achieved.
The resulting embossed print quality is of course much better in accordance with the new curve X5 (t) with automatic constant control than in the curve X7 (t) that was previously achievable. In addition, operating errors can also be avoided with the automatic functions and controls of the machine according to the invention.
Der gefahrene Druckkraftverlauf X(t) kann jedoch nicht nur automatisch konstant gehalten werden gemäss Kurve "REG", sondern er kann im Prinzip auch nach beliebigen vorgebbaren Sollwertverläufen der Druckkraft XX(t) durch entsprechende Nachführung der Verschiebung Y geregelt werden. Dazu illustriert die Figur 8 zwei Beispiele. Die Kurve XX1 zeigt einen raschen Anstieg, gefolgt von einer langsamen Abnahme und schliesslich mündend in konstante Druckkraft gemäss. Betriebsart "REG". Gemäss Kurve XX2 wird die Druckkraft stufenweise erhöht, z.B. ab X = 600 kN je um 20 kN bis 700 kN erreicht ist. Damit können z.B. für jede Stufe 20 gleiche Probedrucke mit der Maschine automatisch erzeugt werden. Daraus kann die beste Druckqualität optisch bestimmt und der entsprechende Druckwert als Arbeitswert XA gewählt werden.However, the pressure force curve X (t) that is driven can not only be kept constant automatically according to the "REG" curve, but in principle it can also be regulated according to any predefined setpoint value curves for the pressure force XX (t) by correspondingly adjusting the displacement Y. Figure 8 illustrates two examples. Curve XX1 shows a rapid increase, followed by a slow decrease and finally ending in constant pressure. Operating mode "REG". According to curve XX2, the compressive force is gradually increased, e.g. from X = 600 kN each 20 kN to 700 kN is reached. In this way, for example, 20 identical test prints can be automatically generated with the machine for each stage. This can result in the best print quality optically determined and the corresponding pressure value selected as the work value XA.
Durch geeignete Sollwertvorgaben XX(t) oder durch gesteuerte Verschiebefunktionen Y(t) können z.B. optimale Parameter zur Charakterisierung von Prägeaufträgen automatisch, genauer und umfassender ermittelt werden.Suitable setpoint specifications XX (t) or controlled displacement functions Y (t) can e.g. optimal parameters for the characterization of embossing orders are determined automatically, more precisely and more comprehensively
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