(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】2019521052
(43)【公表日】20190725
(54)【発明の名称】レジスタ、加工機、及び板状要素の配置方法
(51)【国際特許分類】
   B65H 9/06 20060101AFI20190704BHJP
   B65G 47/14 20060101ALI20190704BHJP
   B65H 9/00 20060101ALI20190704BHJP
   B65H 5/08 20060101ALI20190704BHJP
【FI】
   !B65H9/06
   !B65G47/14 A
   !B65H9/00 J
   !B65H5/08 H
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】19
(21)【出願番号】2018560752
(86)(22)【出願日】20170510
(85)【翻訳文提出日】20181119
(86)【国際出願番号】EP2017025117
(87)【国際公開番号】WO2017202498
(87)【国際公開日】20171130
(31)【優先権主張番号】16020186.9
(32)【優先日】20160524
(33)【優先権主張国】EP
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ
(71)【出願人】
【識別番号】512159605
【氏名又は名称】ボブスト メックス ソシエテ アノニム
【氏名又は名称原語表記】Bobst Mex SA
【住所又は居所】スイス ツェーハー−1031 ヴォー メックス ルート ド ファラーズ 3
【住所又は居所原語表記】Route de Faraz 3,CH−1031 MEX(VD),Switzerland
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100088694
【弁理士】
【氏名又は名称】弟子丸 健
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100095898
【弁理士】
【氏名又は名称】松下 満
(74)【代理人】
【識別番号】100098475
【弁理士】
【氏名又は名称】倉澤 伊知郎
(74)【代理人】
【識別番号】100130937
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 泰史
(72)【発明者】
【氏名】カルディッロ マルコ
【住所又は居所】スイス 1007 ローザンヌ シュマン デ ゼピネット 5
【テーマコード(参考)】
3F080
3F101
3F102
【Fターム(参考)】
3F080AA19
3F080BA01
3F080BC01
3F080BD12
3F080CC01
3F080DA04
3F080EA10
3F080FA01
3F080FB01
3F101CA17
3F101CD05
3F101LA15
3F101LB05
3F102AA18
3F102AB02
3F102BA02
3F102BA03
3F102BB02
3F102CA03
3F102CB06
3F102DA05
3F102DA10
3F102EA16
3F102FA03
(57)【要約】
本発明は、板状要素(10)を加工する加工機(1)のレジスタ(20、60)であって、− 板状要素(10)を長手方向に搬送する加工機(1)のコンベヤ(30)のグリッパーバー(31)内に板状要素(10)を配置するための把持要素(21、22)と、− 把持要素(21、22)を駆動するように構成されたアクチュエータモジュール(201、202)と、− 把持要素(21、22)によって把持される板状要素(10)の前方部分に印刷された位置合わせマーク(12a)の前方位置を測定するように構成された少なくとも1つの前方補正センサモジュール(7)とを含み、レジスタ(20、60)が、− 前方補正センサモジュール(7)の長手方向上流に配置された少なくとも1つの前方予備補正センサモジュール(80)を備え、前方予備補正センサモジュール(80)が、o 一方が他方の前方に位置する少なくとも2つの長手方向に離間した横方向検出軸(P1、P2)における板状要素(10)の前方横方向縁部の通過を検出し、o 加工機(1)の計算及び制御装置(40)に測定値を供給するように構成され、計算及び制御装置(40)が、・ 把持要素(21、22)をグリッパーバー(31)の方に動かすためにアクチュエータモジュール(201、202)を制御し、・ 板状要素(10)を把持するために把持要素(21、22)を作動させるように構成された、レジスタ(20、60)に関する。本発明は、このレジスタを含む、板状要素を加工する加工機、及び加工機内に板状要素を配置する方法にも関する。
【選択図】図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
板状要素(10)を加工する加工機(1)のレジスタ(20、60)であって、
−前記板状要素(10)を長手方向に搬送する加工機(1)のコンベヤ(30)のグリッパーバー(31)内に前記板状要素(10)を配置するための把持要素(21、22)と、
−前記把持要素(21、22)を駆動するように構成されたアクチュエータモジュール(201、202)と、
−前記把持要素(21、22)によって把持された前記板状要素(10)の前方部分に印刷された位置合わせマーク(12a)の前方位置を測定するように構成された少なくとも1つの前方補正センサモジュール(7)と、を備えたレジスタ(20、60)において、
−前記前方補正センサモジュール(7)の長手方向上流に配置された少なくとも1つの前方予備補正センサモジュール(80)を備え、
該前方予備補正センサモジュール(80)が、
・一方が他方の前方に位置する少なくとも2つの長手方向に離間した横方向検出軸(P1、P2)における前記板状要素(10)の前方横方向縁部の通過を検出し、
・加工機(1)の計算及び制御装置(40)に測定値を供給する、
ように構成され、前記計算及び制御装置(40)は、
・前記把持要素(21、22)を前記グリッパーバー(31)の方に動かすために前記アクチュエータモジュール(201、202)を制御し、
・板状要素(10)を把持するために前記把持要素(21、22)を作動させる、ように構成されている、
ことを特徴とするレジスタ(20、60)。
【請求項2】
一方が他方の前方に位置する長手方向に離間した前記第1の横方向検出軸(P1)と前記第2の横方向検出軸(P2)との間の距離(d)は、2mm〜30mmに構成されている、
請求項1に記載のレジスタ(20、60)。
【請求項3】
前記前方予備補正センサは、
−前記前方補正センサモジュール(7)の前記長手方向上流に配置された少なくとも第1の前方予備補正センサ(8)と、
−前記第1の前方補正センサモジュール(8)の前記長手方向上流に配置された少なくとも第2の前方予備補正センサ(9)と、を備えている、
請求項1又は2に記載のレジスタ(20、60)。
【請求項4】
−前記第1の前方予備補正センサは、前記横方向に沿って整列して互いに離間した少なくとも第1の前方予備補正センサの対(8a、8b)を備え、
−前記第2の前方予備補正センサは、前記横方向に沿って整列して互いに離間した少なくとも第2の前方予備補正センサの対(9a、9b)を備えている、
請求項1ないし3のいずれか1項に記載のレジスタ(20、60)。
【請求項5】
前記予備補正センサは、少なくとも1つの光ビーム受光器を含む少なくとも1つの光センサを備えている、
請求項1ないし4のいずれか1項に記載のレジスタ(20、60)。
【請求項6】
前記アクチュエータモジュールは、
−前記把持要素(21、22)を前記長手方向に対する横方向に沿って駆動するように構成された横方向アクチュエータ(201)と、
−前記横方向に離間した2つの長手方向アクチュエータ(202)と、を備え、
各長手方向アクチュエータ(202)は、前記把持要素(21、22)を前記長手方向に駆動するように構成、或いは1つの長手方向アクチュエータ(202)が前記把持要素(21、22)を前記長手方向に動かすように構成されて、1つの回転アクチュエータが前記把持要素(21、22)を回転させるように構成されている、
請求項1ないし5のいずれか1項に記載のレジスタ(20、60)。
【請求項7】
前記前方補正センサモジュール(7)は、横方向に沿って整列して横方向に離間した少なくとも1対の前方補正センサ(7a、7b)を備えている、
請求項1ないし6のいずれか1項に記載のレジスタ(20、60)。
【請求項8】
前記レジスタ(20、60)は、前記把持要素(21、22)によって把持される前記板状要素(10)の側方部分に印刷された位置合わせマーク(12b)の側方位置を測定するように構成された少なくとも1つの側方補正センサ(7c)を備えている、
請求項1ないし7のいずれか1項に記載のレジスタ(20、60)。
【請求項9】
板状要素(10)を加工する加工機(1)であって、
−複数の板状要素(10)を長手方向に搬送するための、複数のグリッパーバー(31)を有するコンベヤ(30)と、
−前記板状要素(10)を前記コンベヤ(30)の前記複数のグリッパーバー(31)内に配置するための把持要素(21、22)を含む、請求項1から8のいずれかに記載のレジスタ(20、60)と、
−計算及び制御装置(40)と、を備え、
前記計算及び制御装置(40)は、
・前記把持要素(21、22)を動かして板状要素(10)を把持するために、前記前方予備補正センサモジュール(80)から測定値を受け取って前記アクチュエータモジュールを制御し、
・前記把持要素(21、22)を前記グリッパーバー(31)の方に動かすために、前記前方補正センサモジュール(7)から測定値を受け取って前記アクチュエータモジュールを制御する、ように構成されている、
ことを特徴とする加工機(1)。
【請求項10】
請求項1ないし9のいずれか1項に記載の加工機(1)内に板状要素(10)を配置する方法であって、
−前記板状要素(10)を下流長手方向に前進させ、
−各板状要素(10)の前進中に、
・第1の横方向検出軸(P1)、又は該第1の横方向検出軸(P1)の長手方向下流に位置する第2の横方向検出軸(P2)における前記前方予備補正センサモジュール(80)が前記板状要素(10)の前方横方向縁部の前記通過を検出することによって、前記板状要素(10)の理論的位置に対する少なくとも長手方向配置誤差及び角度的配置誤差を測定し、
・前記板状要素(10)を把持するための前記板状要素(10)の前記前方横方向縁部が前記第1の横方向検出軸(P1)において検出されなかった場合、前記第1の横方向検出軸(P1)又は前記第2の横方向検出軸(P2)における前記測定された長手方向配置誤差及び前記測定された角度的配置誤差に従って前記把持要素(21、22)を制御し、
・その後に、第3の横方向検出軸(P3)における前方補正センサモジュール(7)が前記板状要素(10)に印刷された位置合わせマーク(12a)を検出することによって、前記把持要素(21、22)によって把持された前記板状要素(10)の理論的位置に対する少なくとも前記長手方向配置誤差及び横方向配置誤差を測定し、
・前記板状要素(10)の前記測定された配置誤差に従って、前記グリッパーバー(31)に向かう前記把持要素(21、22)の動きを制御する、連続ステップを含む、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、加工機のレジスタと、このレジスタを含む、板状要素を加工する加工機と、加工機内に板状要素を配置する方法とに関する。
【背景技術】
【0002】
このような加工機は、とりわけ印刷包装業界において、例えば事前に印刷した厚紙シートなどの板状要素から段ボール箱を作製するために使用される。これらのシートは、フィーダステーションにおいて機械の上流に位置するスタックから取り出された後に、2本のチェーン間に一定の間隔で取り付けられたグリッパーバー内に配置される。これらのグリッパーバーは、その後の機械の様々な加工ステーションにシートを搬送することができる。通常、このようなステーションは、シートをパンチ加工し、パンチゴミを排出し、これらのパンチ加工したシートをスタック内に受け取るためのものである。
【0003】
一連のチェーンは、シートに係合した全てのグリッパーバーがそれぞれの動きの間に1つのステーションから隣接する下流のステーションに移動するように、一定の流れで定期的に移動と停止を行う。上質な印刷又は加工動作を得るには、様々な連続ステーション内におけるシートの配置が非常に重要である。印刷シートをパンチ加工する際には、パンチングステーション内のシート配置が正確でなければならない。具体的には、例えばプラテン印刷機のパンチ形状などのパンチ加工に使用されるツールが、前以てシート上に行われた印刷と完全に位置合わせされるように注意すべきである。
【0004】
欧州特許第1,044,908号は、板状要素をフィーダステーション内に配置する装置及び方法に関する。この方法では、各板状要素の前進中に、板状要素を把持するために把持要素を作動させた後に、この板状要素上に印刷された位置合わせマークを第1のセンサが検出することによって、フィーダに取り付けられた板状要素の理論的位置に対する長手方向配置誤差、横方向配置誤差及び角度的配置誤差を測定し、最後に把持要素の付着先である板状要素の配置誤差に従って把持要素を制御するという連続ステップを適用する。
【0005】
この文献に記載されている装置及び方法は著しく良好に動作し、板状要素を停止させる必要なくオンザフライの測定及び各板状要素の配置補正を実行することによって加工機の生産率を大幅に高めることができている。それにも関わらず、板状要素が非常に大きく前進する時、又は大きく斜めになっている時には、把持要素が板状要素の前方廃棄部分ではなく印刷部分を把持してしまうことがある。前方廃棄部分の外部領域では、板状要素の印刷及び構造に損傷を与えるリスクがある。
【0006】
国際公開第2011/009567号には、第1のセンサの上流に配置された2つのさらなる第2のセンサを含む改善された加工機が開示されている。これらの2つのさらなる第2のセンサは、第1のステップにおいて、板状要素の移動時に、ただし把持要素によってオンザフライで把持される前に、板状要素の横方向縁部の通過を検出することができる。把持要素の位置は、板状要素を把持する前に板状要素の前方横方向縁部に対して平行に良好に位置付けられるように、2つの第2のセンサの測定値に基づいて予め補正される。第2のステップでは、板状要素上に印刷された位置合わせマークを第1のセンサが検出することによって、把持要素によって把持された板状要素の長手方向配置誤差、横方向配置誤差及び側方配置誤差が測定される。その後、把持要素の付着先である板状要素の配置誤差に従って把持要素が制御される。従って、前方廃棄部分の外部領域における板状要素の印刷及び構造に損傷を与えるリスクを回避することができる。この方法は、さらに深刻な配置誤差を補正し、従って板状要素の許容差から外れた配置誤差に関連する機械停止のリスクを抑えることができる。一般に、この方法は、機械の停止を伴わずにほとんどの板状要素の進み又は遅れを正常な状態に戻すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】欧州特許第1,044,908号明細書
【特許文献2】国際公開第2011/009567号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、典型的に板状要素の変位が理論的位置に対して6mmよりも大きな時には、板状要素の非常に大きな遅れを正常な状態に戻すことはやはり不可能である。この場合、板状要素の縁部の検出が遅くなりすぎて是正することができない。実際に、約12,000シート/時間の機械速度では、板状要素を間に合わせるように把持要素を制御するための理論的軌道を推定することはできるが、これを実現するために必要な加速が大きすぎて実装することができない。このような加速では、とりわけ大きな質量を動かす必要があり、非常に高い精度が要求されるため、把持要素の振動が大きくなりすぎて正確な位置に停止させることができない。
【0009】
把持要素の加速を抑える単純な解決策として、さらなる第2のセンサを最も上流位置に単純に動かすことによって把持要素の動きを予測することが考えられる。しかしながら、大きく前進しながら把持要素に到達する板状要素は、これらの最も上流に配置された第2のセンサでも検出することができない。実際に、前進中の板状要素の前方横方向縁部は、既にグリッパーバーに捕らえられてまさにその場所を離れようとしている上流に位置する板状要素に覆われるようになる。従って、第2のセンサが板状要素を検出しようとした時には、板状要素の前方横方向縁部が上流に位置する板状要素に隠れてしまう。
【0010】
別の単純な解決策として、先行するシートに隠れることがない板状要素の後端部の通過を検出することが考えられる。従って、把持要素の始動を引き起こせるほど十分に早く予め機械に通知して、遅れを取り戻すのに必要な加速を制限することができる。この解決策は、約4又は5ミリメートルを上回る厚みの大きな板状要素には適している可能性がある。実際に、市販のセンサは、シートの通過を示す厚みの変動を検出することができる。しかしながら、市販のセンサは、それよりも小さな厚みを十分に正確に検出することができず、又はコストが掛かりすぎる。
【0011】
本発明の1つの目的は、上述した欠点を改善することである。従って、本発明は、±6mmよりも大きな配置誤差を補正し、従って板状要素の許容差から外れた配置誤差に関連する機械停止のリスクを低減することができる。
【課題を解決するための手段】
【0012】
この目的のために、本発明の1つの主題は、板状要素を加工する加工機のレジスタであって、
−板状要素を長手方向に搬送する加工機のコンベヤのグリッパーバー内に板状要素を配置するための把持要素と、
−把持要素を駆動するように構成されたアクチュエータモジュールと、
−把持要素によって把持される板状要素の前方部分に印刷された位置合わせマークの前方位置を測定するように構成された少なくとも1つの前方補正センサモジュールと、を備え、レジスタが、
−前方補正センサモジュールの長手方向上流に配置された少なくとも1つの前方予備補正センサモジュールを含み、前方予備補正センサモジュールが、
・一方が他方の前方に位置する少なくとも2つの長手方向に離間した横方向検出軸における板状要素の前方横方向縁部の通過を検出し、
・加工機の計算及び制御装置に測定値を供給する、ように構成され、計算及び制御装置が、
・把持要素をグリッパーバーの方に動かすためにアクチュエータモジュールを制御し、
・板状要素を把持するために把持要素を作動させる、
ように構成されている、レジスタである。
【0013】
従って、前方予備補正センサモジュールは、板状要素が遅れている場合、時間通りの場合、又は進んでいる場合に、板状要素の前方横方向縁部の通過を板状要素の穴において前以て検出するように適合される。いずれの場合にも、板状要素を把持する前に把持要素をオンザフライで板状要素と平行に配置するために、板状要素を早めに検出して把持要素を始動させることができる。これにより、把持要素の過剰な加速及び振動を回避できるほど十分に早く板状要素を検出することができる。
【0014】
その後、第2のステップでは、把持要素によって把持された板状要素の3つの配置誤差を補正してグリッパーバーにおける板状要素の前方横方向縁部の最適な配置を確実にするために、前方補正センサモジュール及び側方補正センサが板状要素に印刷された位置合わせマークを検出することによってこれらの配置誤差を測定することができる。
【0015】
単独で又は組み合わせて取得される把持装置の1又は2以上の特徴によれば、
−一方が他方の前方に位置する長手方向に離間した第1の横方向検出軸と第2の横方向検出軸との間の距離は、2mm〜30mmに構成され、
−前方予備補正センサは、
・前方補正センサモジュールの長手方向上流に配置された少なくとも第1の前方予備補正センサと、
・第1の前方補正センサモジュールの長手方向上流に配置された少なくとも第2の前方予備補正センサと、を含み、
−第1の前方予備補正センサは、横方向に沿って整列して互いに離間した少なくとも第1の前方予備補正センサの対を含み、
−第2の前方予備補正センサは、横方向に沿って整列して互いに離間した少なくとも第2の前方予備補正センサの対を含み、
−予備補正センサは、少なくとも1つの光ビーム受光器を含む少なくとも1つの光センサを含み、
−アクチュエータモジュールは、
・把持要素を長手方向に対する横方向に沿って駆動するように構成された横方向アクチュエータと、
・横方向に離間した2つの長手方向アクチュエータと、
を含み、各長手方向アクチュエータは、把持要素を長手方向に駆動するように構成され、或いは1つの長手方向アクチュエータが把持要素を長手方向に動かすように構成されて、1つの回転アクチュエータが把持要素を回転させるように構成され、
−前方補正センサモジュールは、横方向に沿って整列して横方向に離間した少なくとも1対の前方補正センサを含み、
−レジスタは、把持要素によって把持される板状要素の側方部分に印刷された位置合わせマークの側方位置を測定するように構成された少なくとも1つの側方補正センサを含む。
【0016】
本発明は、板状要素を加工する加工機であって、
−複数の板状要素を長手方向に搬送するための、複数のグリッパーバーを有するコンベヤと、
−板状要素をコンベヤの複数のグリッパーバー内に配置するための把持要素を含む上述したレジスタと、
−計算及び制御装置と、
を含み、計算及び制御装置が、
・把持要素を動かして板状要素を把持するために、前方予備補正センサモジュールから測定値を受け取ってアクチュエータモジュールを制御し、
・把持要素をグリッパーバーの方に動かすために、前方補正センサモジュールから測定値を受け取ってアクチュエータモジュールを制御する、
ように構成された加工機にも関する。
【0017】
本発明は、上述した加工機内に板状要素を配置する方法であって、
−板状要素を下流長手方向に前進させ、
−各板状要素の前進中に、
・第1の横方向検出軸、又は第1の横方向検出軸の長手方向下流に位置する第2の横方向検出軸における前方予備補正センサモジュールが板状要素の前方横方向縁部の通過を検出することによって、板状要素の理論的位置に対する少なくとも長手方向配置誤差及び角度的配置誤差を測定し、
・板状要素を把持するための板状要素の前方横方向縁部が第1の横方向検出軸において検出されなかった場合、第1の横方向検出軸又は第2の横方向検出軸における測定された長手方向配置誤差及び測定された角度的配置誤差に従って把持要素を制御し、
・その後に、第3の横方向検出軸における前方補正センサモジュールが板状要素に印刷された位置合わせマークを検出することによって、把持要素によって把持された板状要素の理論的位置に対する少なくとも長手方向配置誤差及び横方向配置誤差を測定し、
・板状要素の測定された配置誤差に従って、グリッパーバーに向かう把持要素の動きを制御する、
という連続ステップを含む方法にも関する。
【0018】
非限定的な例として示す以下の図の説明から、さらなる利点及び特徴が明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】第1のタイプの加工機の概略図である。
【図2】図1の第1のタイプの加工機のフィーダステーションを示す図である。
【図3】ペンチバーがグリッパーバーと平行に位置する図2のフィーダステーションのレジスタを示す図である。
【図4】x軸にプレス角(AM)を取り、y軸に距離を取った、機械周期中の板状要素、グリッパーバー及びペンチバーの動きを示すグラフである。
【図5A】加工機内に板状要素を配置する方法の使用を概略的に示す図である。
【図5B】加工機内に板状要素を配置する方法の使用を概略的に示す図である。
【図5C】加工機内に板状要素を配置する方法の使用を概略的に示す図である。
【図5D】加工機内に板状要素を配置する方法の使用を概略的に示す図である。
【図5E】加工機内に板状要素を配置する方法の使用を概略的に示す図である。
【図6】第2のタイプの加工機の概略図である。
【図7】第2のタイプの加工機の吸着板によって把持されて、グリッパーバーによって把持されるためにグリッパーバーの方向に移動する板状要素の前方横方向縁部の概略的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
明確にするために、同じ要素には同一の参照番号を付す。同様に、本発明の理解に不可欠な重要な要素のみを概略的に縮尺を無視して示す。
【0021】
図1には、長手方向、垂直方向、横断(即ち横)方向を直交空間系(L、V、T)によって示す。
【0022】
「上流」及び「下流」という用語は、図1及び図7の矢印Dで示すような、長手方向Lにおける板状要素10の移動方向を基準にして定義される。これらの板状要素は、概ね長手方向Lにおける機械の主軸に従って、例えば定期的な停止によって調整される動きで上流から下流に移動する。「長手方向」及び「横方向」という形容詞は、この主軸に対して定義される。「板状要素」という用語と「シート」という用語は同意義であり、いずれも段ボール紙を含む要素及び平坦な厚紙又は紙、或いは包装業界で日常的に使用されている他のいずれかの材料に関する。
【0023】
図1に、シートなどの板状要素10の配置方法を適用できる、ダイプレスなどの加工機1の第1の実施形態の概略的な概要を示す。
【0024】
加工機1は、通常はフィーダステーション2の後にパンチングステーション3、廃棄物排出ステーション4及び受け取りステーションを含む一連の加工ステーションを含む。加工ステーションの数及び性質は、板状要素10に対して行われる加工作業の性質及び複雑性に応じて異なることができる。
【0025】
フィーダステーション2では、これらの板状要素10がスタック11内に配置され、スタック11の頂部から取り出され、重なった流れの形で配置されてフィード板14に搬送された後に、レジスタ60によって加工機1のコンベヤ30のグリッパーバー31の複数の把持部材に挿入され、コンベヤ30は板状要素10を一定の流れで連続ステーション3、4、5に搬送する。
【0026】
さらに正確に言えば、コンベヤ30は、例えば2つのループ型チェーン32を含む。これらのループ型チェーン間には、一般にグリッパーバー31として知られているグリッパーを備えた複数の横方向バーが配置され、これらの各グリッパーバー31を用いて板状要素10の前縁部を把持する。
【0027】
ループ型チェーン32は、定期的に移動及び停止を行う。移動時には、各グリッパーバー31が1つのステーションから隣接する下流のステーションに受け渡される。グリッパーバー31の停止位置は、各一定距離の周期で移動するループ型チェーン32によって定められる。この距離は、ループ型チェーン32上のこれらのグリッパーバー31の理論的ピッチに対応する。加工ステーション2、3、4及び5は、各停止時にグリッパーバー31がこれらのステーションのツールと位置合わせされて停止するように固定されて、この同じピッチだけ分離される。
【0028】
グリッパーバー31の動きは、1つのステーションから次のステーションまでの板状要素10の移送に対応する周期を表す。各ステーションは、一般に機械周期として知られているこの周期と同期してその作業を実行する。これらの動き、加速度、速度、力は、横座標値が0°〜360°の間で変化する、機械周期に対応する曲線上に表されることが多い。この種の曲線上の横座標値は、一般にプレス角(AM)として知られている。
【0029】
図2に、板状要素10を重なった流れの形で配置してこの重なった流れを搬送する装置をさらに詳細に示す。スタック11は、吸盤ユニット50によって重なった流れに変換され、スタック11の頂部は、モータ52によって駆動されるスタックホルダートレイ51の上昇によって一定の高さに保たれる。スタック11の頂部の板状要素10は、背面から持ち上げられた後に、吸盤ユニット50によって重なった流れを形成するように前方に押し出され、板状要素10の前方部分は前の板状要素10の下方に滑り込む。
【0030】
重なった流れの板状要素10は、板状要素10を連続ステーション3、4、5内に一定の流れで搬送する、グリッパーバー31内に板状要素10を配置することができる加工機1のレジスタ60によって長手方向及び横方向に正確に配置される。重なった流れを形成する板状要素10の配置は、板状要素10の停止を必要としない高性能システムを使用することにより、パンチングステーション3のコンベヤ30の隣に位置するフィード板14の端部において行われる。
【0031】
レジスタ60は、板状要素10を把持してグリッパーバー31内に配置するための、フィード板14に接続された把持要素を含む。図1〜図3に示す第1の実施形態では、把持要素が2つの横方向バー22a、22bを含む。横方向バー22a、22bは、板状要素10がフィード板14のベルト15によって搬送されて到達した時に両横方向バー22a、22b間を通過するようにフィード板14に接続される。上側横方向バー22aは、横方向バー22a、22bが板状要素10を把持する閉位置と開位置との間で把持要素が移行できるように下側横方向バー22bに向かって移動可能である。この把持要素は、一般にペンチバー22として知られており、その機能は、板状要素10をその初期始動位置に応じてグリッパーバー31内に搬送するために、板状要素10の前方横方向縁部を把持することである。
【0032】
レジスタ60は、ペンチバー22を動かすように構成されたアクチュエータモジュールも含む。
【0033】
アクチュエータモジュールは、ペンチバー22の横方向バー22a、22bを長手方向に対する横方向と長手方向とに駆動して、ペンチバー22の横方向バー22a、22bを回転させるように構成することができる。この第1の実施形態では、アクチュエータモジュールが、ペンチバー22の開閉を作動させるようにも構成される。
【0034】
第1の例では、アクチュエータモジュールが、ペンチバー22を長手方向に対する横方向に沿って駆動するように構成されたリニアモータなどの横方向アクチュエータ201を含む。
【0035】
アクチュエータモジュールは、やはりリニアモータによって実現される、横方向に離間した2つの長手方向アクチュエータ202も含み、各長手方向アクチュエータ202は、ペンチバー22を長手方向に動かすように構成される。2つの長手方向アクチュエータ202は、異なる信号を受け取ると、ペンチバー22に取り付けられたフィード板14の板状要素10を支持する表面に垂直な軸を中心にしてペンチバー22を回転させる。
【0036】
アクチュエータモジュールは、2つの長手方向アクチュエータ202の代替例として、ペンチバー22を長手方向に動かすように構成されたリニアモータなどの1つの長手方向アクチュエータ202のみを含むことも、フィード板14の表面に垂直な軸を中心にしてペンチバー22を回転させるように構成された1つの回転アクチュエータを含むこともできる。
【0037】
アクチュエータモジュールは、(図3に点線で示す)フィード板14の下方に配置することができる。
【0038】
アクチュエータモジュールは、板状要素10の初期位置に依存する軌道に従ってペンチバー22を駆動するように制御される。この初期位置は、レジスタ60のセンサによって測定される。
【0039】
レジスタ60は、長手方向位置合わせ、横方向位置合わせ及び角度的位置合わせ(図5D)を実行するために、板状要素10がペンチバー22に把持されて移動している時に板状要素10の前方部分に印刷された位置合わせマーク12aの前方位置を測定するように構成された少なくとも1つの前方補正センサモジュール7を含む。
【0040】
このような位置合わせマーク12aは、板状要素10の前方部分の、通常はグリッパーバー31が板状要素10を把持するために使用する前方廃棄部分13に印刷される。位置合わせマーク12bは、横方向の位置合わせを実行するために、とりわけ板状要素10の側方位置を測定するために板状要素10の外側部分に印刷することもできる。
【0041】
前方補正センサモジュール7は、長手方向に対して第3の横方向検出軸P3に沿って位置合わせされて互いに離間した、板状要素10の長手方向配置誤差と角度的配置誤差とを同時に測定できる少なくとも1対の前方補正センサ7aを含むことができる。
【0042】
例えば、前方補正センサモジュール7は、100ミリメートル〜1000ミリメートルなどに構成された第1の距離を間に有する少なくとも第1の前方補正センサの対7aを含む。前方補正センサモジュール7は、第1の距離よりも大きな500ミリメートル〜1500ミリメートルなどに構成された第2の距離を間に示す第2の前方補正センサの対7bを含むこともできる。第2の距離は、第1の距離の2倍とすることができる。
【0043】
レジスタ60は、ペンチバー22によって把持された板状要素10の側方部分に印刷された位置合わせマーク12bの側方位置を測定するように構成された少なくとも1つの側方補正センサ7cを含むこともできる。
【0044】
補正センサ7a、7b、7cは、板状要素10の表面によって反射される光強度を測定するように構成されたカメラなどの光センサとすることができる。これらの補正センサは、異なる媒質又は色を示す板状要素10上に印刷された位置合わせマーク12a、12bの位置を測定するように構成された高感度を有する正確なセンサとすることができる。
【0045】
側方補正センサ7cは、前方補正センサ7a、7bよりも広い領域で位置合わせマーク12bを検出することができる。側方補正センサ7cは、例えば検知ビームのアレイによって定められる領域を通じて位置合わせマーク12bを検出できる、例えばカーテンセンサである。
【0046】
各補正センサ7a、7b、7cは、二重にすることもできる。一方は、板状要素10の通過面の上方に配置され、もう一方は、その下方に配置される。この構成により、板状要素10の上方又は下方に形成された印刷マーク12a、12bを読み取ることが可能になる。例えば、この構成は、ステーションを容易に通過できるように後向きに搬送される大型の板状要素10などの板状要素10のマーク12a、12bの位置合わせを可能にすることができる。
【0047】
レジスタ60は、補正センサ7a、7b、7cが行う測定を強化するために、位置合わせマーク12a、12bを照明するように配置された、例えば補正センサ7a、7b、7cと同数の、典型的にはLEDタイプの照明装置などの照明装置を含むこともできる。これらの照明装置は、補正センサ7a、7b、7cに有利に組み込んで、空間要件面、機械的設置及び調整の容易さの面だけでなくメンテナンス面でも利点をもたらすことができる。
【0048】
なお、前方補正センサモジュール7は、板状要素10に印刷された位置合わせマーク12aを測定できるので、板状要素10の前方横方向縁部の通過を検出することもできる。
【0049】
レジスタ60は、前方補正センサモジュール7の長手方向上流に配置された少なくとも1つの前方予備補正センサモジュール80も含む。
【0050】
前方予備補正センサモジュール80は、板状要素10が移動している最中に、ただしペンチバー22によってオンザフライで把持される前に、一方が他方の前方に存在する少なくとも2つの長手方向に離間した横方向検出軸P1、P2における板状要素10の前方横方向縁部の通過を検出するように構成される。
【0051】
前方予備補正センサモジュール80は、極めて単純な構成とすることができる。
【0052】
例えば、前方予備補正センサ80は、例えば板状要素10の通過による光ビームの遮断を検出して前方横方向縁部の通過を検出する、ビームエミッタとビームレセプタとを含む少なくとも1つの光センサを含む。別の例として、光センサは、板状要素10によって反射された光を検出して前方横方向縁部の通過を検出するビームレセプタのみを含むこともできる。
【0053】
従って、このセンサは、板状要素10の存在又は不在しか示すことができない単純なオン/オフセンサである。これらの種類のセンサは安価であり、市販されており、占有面積が狭い。
【0054】
例えば、予備補正センサモジュール80は、前方補正センサモジュール7の長手方向上流に配置された少なくとも第1の前方予備補正センサモジュール8と、第1の前方予備補正センサモジュール8の長手方向上流に配置された少なくとも第2の前方予備補正センサモジュール9とを含む。
【0055】
例えば、第1の前方予備補正センサモジュール8は、少なくとも第1の前方予備補正センサの対8a、8bを含み、第1の前方予備補正センサモジュール9は、少なくとも第2の前方予備補正センサの対9a、9bを含む。
【0056】
2つの第1の前方予備補正センサ8a、8bは、長手方向に対する第2の横方向検出軸P2に沿って整列して互いに離間し、板状要素10の長手方向配置誤差と角度的配置誤差とを同時に測定することができる。2つの第1の前方予備補正センサ8a、8bは、100ミリメートル〜1000ミリメートルに構成された距離だけ横方向に離間することができる。例えば、2つの第1の前方予備補正センサ8a、8bの各々は、対になったそれぞれの前方補正センサ7a、7bに固定され、前方補正センサ7a、7bに対して上流に位置する。2つの第1の前方予備補正センサ8a、8bは、2つの前方補正センサ7a、7b間に固定することができる。
【0057】
2つの第2の前方予備補正センサ9a、9bは、長手方向に対する第1の横方向検出軸P1に沿って整列して互いに離間し、板状要素10の長手方向配置誤差と角度的配置誤差とを同時に測定することができる。2つの第2の前方予備補正センサ9a、9bは、100ミリメートル〜1000ミリメートルに構成された距離だけ横方向に離間することができる。例えば、2つの第2の前方予備補正センサ9a、9bの各々は、対になったそれぞれの第1の前方予備補正センサ8a、8bに固定され、第1の前方予備補正センサ8a、8bに対して上流に位置する。2つの第2の前方予備補正センサ9a、9bは、2つの第1の前方予備補正センサ8a、8b間に固定することができる。
【0058】
長手方向に離間した第1の横方向検出軸P1と第2の横方向検出軸P2との間の距離d、すなわちこの例では、第1の前方予備補正センサ8a、8bの光ビームと第2の前方予備補正センサ9a、9bの光ビームとの間の距離dは、2mm〜30mm(図5b及び図4)に構成することができる。
【0059】
図示していない別の例では、前方予備補正センサモジュール80が、一方が他方の前方に存在する少なくとも2つの長手方向に離間した横方向検出軸P1、P2における、従って例えば2mm〜30mm幅の光のカーテン内への板状要素10の前方横方向縁部の通過を検出することができる光カーテンセンサである。
【0060】
第1の実施形態では、板状要素10が下側横方向バー22bに支持されて横方向バー22a、22b間に到達した時に前方予備補正センサモジュール80及び前方補正センサモジュール7が板状要素10を検出できるように、前方予備補正センサモジュール80及び前方補正センサモジュール7を、ペンチバー22の横方向バー22a、22b間の下側横方向バー22bの上方に下向きに配置することができる。
【0061】
レジスタ60は、マイクロプロセッサ又はマイクロコントローラタイプの計算及び制御装置40も含む。
【0062】
計算及び制御装置40は、前方補正センサモジュール7、側方補正センサ7c及び前方予備補正センサモジュール80からの測定値を受け取り、ペンチバー22をグリッパーバー31に向けて動かすためにアクチュエータモジュールを制御し、板状要素10を把持するためにペンチバー22を作動させるように構成される。
【0063】
次に、図4及び図5A〜図5Eを参照して、板状要素10を加工機1内に配置する方法例について説明する。
【0064】
図5Aには、ペンチバー22の横方向バー22a、22b間に、かなりの角度的配置誤差とわずかな長手方向配置誤差とを有する板状要素10を示す。
【0065】
第1のステップでは、ペンチバー22によって把持される前の下流長手方向における各板状要素10の前進中に、第1の横方向検出軸P1、又は第1の横方向検出軸P1の長手方向下流に位置する第2の横方向検出軸P2における前方予備補正センサモジュール80が板状要素10の前方横方向縁部を検出することにより、板状要素10の前方横方向縁部の理論的位置に対する少なくとも長手方向配置誤差及び角度的配置誤差を測定する。
【0066】
図4のグラフに、時間通りに移動する板状要素10の最適な軌道(曲線C)に対して先行して移動する第1の軌道(曲線A)及び遅れて移動する第2の軌道(曲線B)という、機械周期中における板状要素10の2つの例示的な軌道を示す。
【0067】
長手方向における各板状要素10の前進中には、板状要素10がI1°のAMにおいて先行して第1の横方向検出軸P1に到達した(曲線A)場合、板状要素10は、まさにその場所から離れようとしている上流に位置する板状要素10(曲線D)に隠れているため(図5A)、第2の前方予備補正センサ9a、9bは、板状要素10の前方横方向縁部の通過を検出することができない。
【0068】
しかしながら、数度のAM後には、上流に存在する板状要素10が離れ去り、従って板状要素10の前方横方向縁部が発見される。従って、第2の横方向検出軸P2における、第2の前方予備補正センサ9a、9bの上流に配置された第1の前方予備補正センサ8a、8bの少なくとも一方は、距離dだけ後のI2°のAMにおいて、板状要素10の前方横方向縁部の通過を2つの連続する板状要素10(図5B)間の穴において検出することができる。
【0069】
板状要素10が第1の横方向検出軸P1に遅れて到達した場合(曲線B)には、センサ9a、9bの第2の前方予備補正センサの一方が、13°のAMにおいて板状要素10の前方横方向縁部の通過を検出することができる。第1の前方予備補正センサ8a、8bも、距離dだけ後のI4°のAMにおいて板状要素10の前方横方向縁部の通過を検出することができる。
【0070】
従って、前方予備補正センサモジュール80は、板状要素10が遅れている場合、時間通りの場合、又は先行している場合に、板状要素10の前方横方向縁部の通過を板状要素10の穴において前以て検出するように適合される。
【0071】
前方予備補正センサモジュール80によって、すなわち板状要素10が先行している場合には第1の予備補正センサ8a、8bによって、或いは板状要素10が時間通りの場合又は遅れている場合には第2の予備補正センサ9a、9bによって測定値が取得されると、これらの測定値は直ちに計算及び制御装置40に送信されて、板状要素10の前方横方向縁部の位置及びペンチバー22の軌道が計算される。
【0072】
制御装置40は、ペンチバー22の動きパラメータ(長手方向又は斜め)の値を計算するために、板状要素10の前方横方向縁部を第1の横方向検出軸P1において検出できなかった場合には第1の横方向検出軸P1又は第2の横方向検出軸P2において測定された長手方向配置誤差及び角度的配置誤差に従ってペンチバー22を制御してペンチバー22の変位を開始するためのソフトウェアをプログラムされる。
【0073】
計算及び制御装置40は、前方予備補正センサモジュール80によって送信された測定値に基づいて移動に要する時間を求める。次に、計算及び制御装置40は、変位速度が分かった上で配置誤差を計算する。その後、制御装置40は、ペンチバー22内における板状要素10の前方横方向縁部の最適な配置を確実にするために、長手方向配置誤差及び角度的配置誤差を補正するための制御信号を長手方向アクチュエータ202に送信することによってペンチバー22を制御する。
【0074】
従って、板状要素10が先行していて(曲線A)I2°のAMにおいて検出されると、ペンチバー22は、I2°のAMの若干後に始動して前以て動く(曲線E)ことができる。板状要素10が大きく遅れて到達して(曲線B)I3°のAMにおいて早めに検出された場合、ペンチバー22は、やはり前以て、ただしI3°のAMの若干後に(曲線F)遅れて移動し始めることができる。
【0075】
いずれの場合にも、ペンチバー22は、板状要素10と平行に配置されるように駆動される(曲線E、F)。いずれの場合にも、前方予備補正センサモジュール80によって板状要素10の前方横方向縁部の通過が早めに検出され、いずれの場合にも、板状要素10を把持する前に正しく配置されるようにペンチバー22を十分に早く前もって始動させて、ペンチバー22の過剰な加速及び振動を回避することができる。
【0076】
従って、板状要素10の前方横方向縁部が第1の横方向検出軸P1において検出されなかった場合、ペンチバー22は、第1の横方向検出軸P1又は第2の横方向検出軸P2における測定された長手方向配置誤差及び測定された角度的配置誤差に従って板状要素10を把持するように制御される。
【0077】
図5Cには、ペンチバー22が板状要素10を把持する瞬間を示す。ペンチバー22は、測定された配置誤差に従って制御されていたため、ペンチバー22の横方向バーに平行な板状要素10の前方廃棄部分13を正確に挟むことによってオンザフライで板状要素10を把持する。
【0078】
その後、第2のステップでは、第3の横方向検出軸P3における前方補正センサモジュール7、及び側方補正センサ7cが、板状要素10に印刷された位置合わせマーク12a、12bを検出することにより、ペンチバー22によって把持された板状要素10の理論的位置に対する長手方向配置誤差、横方向配置誤差及び角度的配置誤差を測定する。
【0079】
前方補正センサモジュール7及び側方補正センサ7cは、位置合わせマーク12a、12bが存在する所定の領域における板状要素10の表面が照明装置によって照明された時にその表面によって反射された光の強度を測定する。その後、取得された信号を処理することによって位置合わせマーク12a、12bの位置を計算することができる。図5Dには、前方補正センサモジュール7及び側方補正センサ7cによる板状要素10の横方向配置誤差、長手方向配置誤差及び角度的配置誤差の測定を概略的に示す。
【0080】
前方補正センサモジュール7及び側方補正センサ7cによって測定値が取得されると、これらの測定値は直ちに計算及び制御装置40に送信されて、位置合わせマーク12a、12bの位置が計算される。計算及び制御装置40は、これらの測定値、及び板状要素10がペンチバー22によって把持された時に有しておくべき理論的位置に従って横方向配置誤差、長手方向配置誤差及び角度的配置誤差を計算し、ペンチバー22の軌道を計算する。
【0081】
その後、計算及び制御装置40は、グリッパーバー31内における板状要素10の前方横方向縁部の最適な配置を確実にするために、これらの横方向配置誤差、長手方向配置誤差及び角度的配置誤差を補正するようにペンチバー22を動かすための制御信号を横方向アクチュエータ201及び長手方向アクチュエータ202に送信することにより、測定された板状要素10の配置誤差に従ってペンチバー22を制御する。図5Eには、板状要素10の配置と、グリッパーバー31の横方向バーと平行に位置するペンチバー22の横方向バー22a、22bとを概略的に示す。
【0082】
フィーダステーション2におけるグリッパーバー31の理論的停止位置は既知であるため(曲線G)、制御装置40は、ペンチバー22の(横方向、長手方向又は斜めの)移動パラメータの値を、ペンチバー22が搬送中の板状要素10をグリッパーバー31内に持って来るように計算するよう構成される。
【0083】
板状要素10がグリッパーバー31に移送されると、ペンチバー22は始動位置に戻って新たな板状要素10の通過を待つ。
【0084】
その後、板状要素10は、グリッパーバー31によってパンチングステーション3に搬送されて、例えば所与の形状の複数の箱を獲得するために取得することが望ましい開口形状に対応するダイに従ってパンチ加工される。このステーション又はその後の1又は2以上のステーションでは、例えば折り目付け、特定の表面のエンボス加工及び/又は金属化ストリップからのモチーフの配置などの他の作業を実行することもできる。
【0085】
これらのステップは、全て各板状要素10の前進中に行われるべきである。このことは、とりわけこの板状要素10が停止することなく素早くペンチバー22に把持され、この前進中に測定、予備補正及び補正も行われることを意味する。従って、板状要素10が決して前進を止めないことにより、例えば約12000シート/時間という非常に高い加工率を達成することができる。
【0086】
図6に、板状要素10の配置方法を適用できる加工機100の第2の実施形態の概略的な概要を示す。加工機100は、第1の実施形態の加工機1と同様に、通常はフィーダステーション2の後にパンチングステーション3、廃棄物排出ステーション4及び受け取りステーションを含む一連の加工ステーションを含む。
【0087】
フィーダステーション2では、これらの板状要素10が、とりわけこれらの要素の前方停止部としても使用されるゲージ6に当接するスタック11内に配置される。これらの要素は、ゲージ6の底部の間隔又は間隙を通じてスタック11の底部から1枚ずつ引き出して、第2の実施形態によるレジスタ20に移送することができる。
【0088】
図7は、レジスタ20によってグリッパーバー31の方に移動する板状要素10の前方部分を上から見た概略図である。図6に示す加工機100の例では、レジスタ20の把持要素が、吸着板2内に配置された複数の吸盤33を含む。吸盤33内に真空が供給されると、作動した吸着板21がスタック11の底部から板状要素を吸い上げることによって板状要素10を把持する。これにより、板状要素10がゲージ6の下方で摺動して決定位置に持ち込まれてコンベヤ30のグリッパーバー31に係合するようになる。
【0089】
この第2の実施形態では、板状要素10をグリッパーバー31内に正しく持って来られるように、吸着板21が、板状要素10を支持する吸着板の前方横方向縁部がグリッパーバー31の横方向バーと平行に位置するように制御される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図6】
【図7】
【国際調査報告】