(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
枚葉紙が吸着されて持上げられ、枚葉紙をパイルから取りだす持上げ吸引装置を作動させる方法において、
持上げ工程を特徴づける物理量の少なくとも１つが検出されて、これに割り当てられた目標値と比較され、目標値と異なっているときには、枚葉紙走行が自動的に安定化されて、二重枚葉紙が防止される対応策が開始され、前記物理量は前記持ち上げ吸引装置の駆動電流であることを特徴とする持上げ吸引装置を作動させる方法。
【請求項２】
前記駆動電流が、入力されている目標値と比較される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記駆動電流が先行する持上げ工程の駆動電流と比較される、請求項１または２に記載の持上げ吸引装置を作動させる方法。
【請求項４】
前記駆動電流の差異がある場合に再調整が行われる、請求項１から３までのいずれか１項に記載の持上げ吸引装置を作動させる方法。
【請求項５】
前記駆動電流が信号と重ね合わされることによって、前記持上げ工程が時間に依存して検出され、この信号の工程に依存した変化を評価するために、該信号の分離と評価が行なわれる、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、枚葉紙が吸着されて持上げられる、枚葉紙をパイルから取りだす持上げ吸引装置を作動させる方法に関する。
【０００２】
本発明はさらに、吸引空気源と、持上げ運動を実施するための手段と、制御装置とを備えた上記の方法を実施するための持上げ吸引装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
このような種類の持上げ吸引装置は、紙を加工する機械、特に印刷機において、パイルから枚葉紙を持上げてこれを機械に供給する役目を果たす。ドイツ特許明細書４０１２７７８Ｃ１より、冒頭に述べた種類の持上げ吸引装置が公知である。この持上げ吸引装置では、保持力と持上げ運動とがともに吸引空気によって生成される。枚葉紙は、吸引面が枚葉紙によって覆われたときに持上げられる。このような種類の吸引装置では、その都度利用する紙の種類に合わせた調整が必要であり、こうした調整は多大な指先の感覚とテスト走行とを必要とする。この調整が正しくできないと、枚葉紙が取りだされなかったり、あるいは二重枚葉紙ないし多重枚葉紙が持上げ吸引装置に捕らえられてしまうという結果につながる。いったん調整を行った後でも、特に特定の影響量が変化するような場合には、こうした誤機能につながる場合がある。このような影響量は紙の波打ち、温度、湿度、静電気、大気圧などである。部分的には枚葉紙も特に縁のところで互いにくっついてしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
その対応策として従来、エラー時に紙の走行をストップし、それにより機械を停止させる二重枚葉紙点検装置を利用することが公知であった。しかしながら鱗状の枚葉紙の流れの中で二重枚葉紙を検出するのは困難である。従来公知の二重枚葉紙点検装置は機械に入る直前に配置されており、このことはエラー時に切換を行う安全部材が、プロセスをストップさせるために非常に少ない反応時間しか与えられないという結果を招いている。しかも少なからぬケースでは、特に特定の紙の種類の場合には、二重枚葉紙点検装置の適切な作動が保証されていない。この場合にはいわゆる束の形成につながることがあり、すなわち機械を故障させる恐れのある２枚または３枚以上の枚葉紙の付着につながることがある。たとえこのような種類の二重枚葉紙点検装置が機械の障害を防ぐことができた場合でも、製造プロセスは中断されてしまう。公知の持上げ吸引装置およびその作動様式のさらに別の欠点は、その機能の進行が不動に設定されていて、フレキシブルな調整や製造フローへの適合が可能でないという点である。
【０００５】
本発明の目的は冒頭に述べた種類の方法および装置をさまざまな材料のために、特にさまざまな紙の種類のために、かつ周辺条件のその他の変化があったときでも、枚葉紙走行が自動的に安定化されて最善に調整され、二重枚葉紙が防止されるように改良することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、持上げ工程を特徴づける物理量が少なくとも１つ検出され、これに割り当てられた目標値と比較され、目標値と異なっているときには、枚葉紙走行が自動的に安定化されて、二重枚葉紙が防止される対応策が開始され、物理量は持ち上げ吸引装置の駆動電流であることによって達成される。
【０００８】
本発明の利点は、可能なかぎり早期の時点で枚葉紙走行の障害が検出されるという点である。このことは、持上げ吸引装置によって枚葉紙が取りだされなかった場合にも、一度に枚葉紙が２枚または３枚以上取りだされた場合にも当てはまる。本発明の方法および本発明の装置により、このような誤機能を即座に発見し、相応の対応策を開始することができる。誤機能にまったく至らないような早期の修正作業を実施することが可能であり、もしくはたとえば持上げ工程を中断し、調整値を修正して、紙の走行をすぐに続行することが可能である。それによって長時間の機械運転の中断を避けることができ、しかも持上げ吸引装置の作動を加速させることによって、場合によりロスした時間を取りもどし、それにより後続する機械、たとえば印刷機の連続した運転を確保することが可能である。何らかの理由から枚葉紙走行の修正が実施できないときに初めて、機械を停止させる。しかしながらこの場合でも、制御が早期にエラー信号を発して機械を緩やかに、つまり障害が起きないように停止させることが可能である。
【０００９】
方法に関しても装置に関しても、さまざまな物理量を検出することが可能である。有利には持上げ工程を特徴づける物理量を検出する。負圧を、ただし有利には前述した物理量に加えて検出することもできる。持上げ工程は、持上げ力、持上げ時間、持上げ加速度、および持上げ速度によって特徴づけられる。持上げ時間を基礎においた場合には公知の持上げ力が前提となる。持上げ加速度を検出するときは、駆動部材の重量による力を考慮に入れるべきである。それ以外の可能性としては、持上げ吸引装置の工程を時間に依存して検出し、あるいは持上げ吸引装置の遅延エネルギーを上側のストッパで、すなわち持上げ運動の実施後で検出する。
【００１０】
物理量を検出して目標値と比較して再調整する。物理量の検出は、通例、検出される枚葉紙の重量による力を確認することを目的とするので、通常よりも大きな差異は常に、できるだけ対応策によって修正しなければならない誤機能があるという徴候である。重量による力の、通常よりも大きな下方への差異がある場合には枚葉紙が捕らえられなかったと考えられ、通常よりも大きな上方への差異がある場合には２枚または３枚以上の枚葉紙が捕らえられている。相応の対応策としては工程を繰り返すことが可能であり、枚葉紙が捕らえられなかった場合には枚葉紙を捕らえることができるようにたとえば負圧を高める。複数の枚葉紙の場合には、これを再び下に降ろして負圧を下げてから、枚葉紙の持上げを繰り返すのが目的に適っている。当然ながら、工程を続行することができるように二重枚葉紙および多重枚葉紙を別のやり方で降ろすことも可能である。そのためにはたとえば電動モータによる持上げ吸引装置とその他の直線運動駆動装置との組合せを推進方向で設けるか、またはカム形状の直線運動駆動装置の使用を意図して、場合により的確な相対的な横方向運動を惹起するために多重枚葉紙を捕捉する装置を備えることも考えられる。
【００１１】
検出した物理量を評価するには、この物理量を、入力されている目標値と比較するか、またはこれに先行する作業工程の物理量と比較することが可能である。差異がある場合には、たとえば上に負圧に関して述べたようなやり方で再調整を行わなくてはならない。こうした差異を早期に検出すると、たとえそれがわずかな差異であったとしても、障害を起すことなく再調整を行うことがしばしば可能である。障害が起きてこれを除去することができない場合には、工程を中断して繰り返さなくてはならない。物理量の修正は多くの場合、吸引力を枚葉紙の吸着に正確に対応させるための吸引力の修正である。持上げ工程を中断する代わりに、複数枚の枚葉紙の場合には、たとえば横方向運動で負荷することによってこれを除去することも可能である。後者の方法は、大きすぎる吸引力によってではなく枚葉紙が互いにくっついているせいで複数枚の枚葉紙が発生している場合には特に優先すべきである。修正に時間を要するときには、場合によって生じた時間的遅延を取りもどせるように枚葉紙の走行を制御することが可能である。
【００１２】
本方法の上述した発展形は、持上げ吸引装置を相応に構成することによっても考慮に入れることができる。このような種類の発展形を、以下においてはあくまでも単なる例示として明確に説明する。
【００１３】
持上げ吸引装置の目的に適った発展形では、持上げ吸引装置が、枚葉紙を吸着および持上げするための分離された装置を装備していることが意図されている。このことは両方の工程の的確な独立した検出と制御を可能にし、それにより、従来技術の持上げ吸引装置における不動に設定された作動様式の場合にくらべて、所期の結果に対する作動様式の大幅に改善された適合を可能にする。特にそれによって、持上げ工程を特徴づける物理量を、吸着工程を特徴づける物理量からよりうまく分離して検出し、制御することができる。枚葉紙を吸着および持上げするための分離された装置では、装置のそれぞれが物理量測定するための装置を少なくとも１つ有していることが目的に適っている。
【００１４】
持上げ吸引装置の格別に有利な構成では、枚葉紙を持上げるための電磁式の直線運動駆動装置を装備することが意図されている。この電磁式の直線運動駆動装置またはその他の駆動装置には、物理量を測定する装置も内蔵されていてよい。一つの可能性の要諦は持上げ力を検出するという点にあり、このとき電流を測定することで格別にうまく持上げ力を求めることができる。また別の可能性の要諦は時間に依存して工程を検出するという点にあり、このことはたとえば駆動電流に信号を重ね合わせ、進んだ工程に相当するこの信号の変化を分離して別個に評価するための装置を設けることによって可能である。これに関してはＦ＆Ｍ９／９７中の論文「内蔵された工程測定システムを備えた小型駆動装置」（”Ｍｉｎｉａｔｕｒａｎｔｒｉｅｂｅ  ｍｉｔ  ｉｎｔｅｇｒｉｅｒｔｅｍ  Ｗｅｇｍｅｓｓｙｓｔｅｍ”）を参照のこと。
【００１５】
別の構成では、持上げのためのピエゾ駆動装置を持上げ吸引装置が装備することが意図されている。これ以外の駆動装置も考えられ、この場合には枚葉紙の持上げが斜めに、つまり推進の成分をもって行われるように駆動装置が配置または構成されていてもよい。当然ながらこのことは測定結果を評価するときに相応に考慮に入れなくてはならない。
【００１６】
持上げ吸引装置に、吸引力を検出して調節するための装置が設けられていてもよい。吸引力とは無関係に持上げ運動を制御することもできる。さらに多重枚葉紙を除去するための手段を設けることも可能である。さらに持上げ吸引装置は持上げ運動のための別個の駆動装置によって、時間的遅延をある程度の範囲内で取りもどすことができるように枚葉紙の走行が制御装置によって加速されるように構成することもできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１（ａ）と図１（ｂ）は従来技術による持上げ吸引装置１の作動様式を示している。図１（ａ）では、持上げ吸引装置１は吸引ノズル６のゴム製シールリング７で枚葉紙８を枚葉紙パイル９から取る。そのために、吸引空気源２で生成される負圧を利用する。枚葉紙８を捕らえてから図１（ｂ）に示す持上げ運動１７が行われ、このときには吸引空気が枚葉紙８の吸着後に持上げ運動１７を惹起する。このような種類の持上げ吸引装置１では、ゴム製シールリング７が枚葉紙を完全に覆わないと持上げ運動１７が成立せず、これは紙が波打っているときに起こり得る。しかも重力による力の相応に正確な検出が不可能なので、二重枚葉紙または多重枚葉紙の持上げを持上げ吸引装置１のすぐ付近で確認することができない。
【００１９】
図２は本発明による持上げ吸引装置１の第１の実施形態を示している。この持上げ吸引装置では、吸着の工程が持上げの工程から分離されている。吸着は同様に、ホース１５とホース止め輪１６によってノズルガイド１４に接続され、必要な負圧で吸引ノズル６を負荷する吸引空気源２によって行われる。しかしながら持上げ運動を実行するための手段３は、電磁式の直線運動駆動装置１０によって別個に構成されている。この直線運動駆動装置は、吸引ノズル６に接続された永久磁石１１からなっている。持上げ運動１７は永久磁石１１がコイル１２を通る電流によって、磁気保持鉄１３と協働しながら持上げ運動１７のための相応の力で負荷されることによって惹起される。
【００２０】
それと同時に電磁式の直線運動駆動装置１０は、電流を測定してこれを持上げ力の目安として援用することによって、持上げ力を検出するためにも用いられる。しかしながら駆動のための電流を、永久磁石１１の運動によって変化し、それによって経過した持上げ距離の検出に援用することができる信号と重ね合わせることも可能である。
【００２１】
図３は第２の実施形態を示している。この実施形態では物理量を測定するための装置５が設けられている。この装置は、すでに上述した測定装置の１つであってもよいが、力センサまたは加速度センサであってもよい。測定信号２０は目標値と比較されることによって評価され、対応策を開始させる。この評価は常時行ってもよく、あるいは静止摩擦といった寄生的効果をフィルタリングするために特定の時間範囲でのみ行ってもよい。この目的のために測定値をフィルタリングすることもできる。また負圧に関して、図示しない追加的な測定手段が設けられていてもよい。この実施形態はさらに吸引ノズルの下側の位置のためのストッパ１８を有している。さらに重量に起因する吸引ノズル６の下降運動を支えて、持上げ運動１７が負圧によってではなく持上げ運動を実行する手段３によってのみ行われるようにするためのばね１９が配置されている。
【００２２】
図４は、制御装置を備えた本発明の持上げ吸引装置を示している。持上げ運動１７を実行するための手段３には、物理量を測定する装置５として電流測定装置５’と電圧測定装置５’’がある。測定信号２０は制御装置４に供給され、制御装置はこれを１つまたは複数の入力された目標値２３と比較し、もしくは先行する作業工程の目標値２２と比較する。こうした目標値では多くの影響量を考慮することができ、たとえば紙の種類、紙型、紙の厚さ、あるいは使用する吸引装置の型式などを考慮することができる。たとえばボール紙を加工する場合のような極端な条件を考慮することも可能である。こうした目標値が測定した値と一致していないと、エラー信号２４が発せられて制御電流２５と吸引空気負荷によって修正を行い、たとえば持上げ工程が繰り返される。制御電流２５は増幅器２１に送られ、増幅器は相応の動作電流２６を電磁式の直線運動駆動装置１０のために準備する。
【００２３】
図５は、本発明の方法の一例としてのフローチャートを示している。スタート２７の後、第１のステップ２８で、たとえば印刷されるべき紙の種類に対応する入力された目標値２３としてパラメータがロードされる。ステップ２９でこのパラメータに対応する負圧が送られ、枚葉紙８が吸着されて持上げ工程がスタートする。持上げ吸引装置１によって枚葉紙８を捕らえた後、負圧の測定３０が行われる。この測定結果は制御装置４に伝えられ、制御装置は実際値と目標値との比較３１を実行する。負圧が正確３２か、過大３３か、過少３４かに応じて相応の次の作業ステップが実行される。正確な負圧３２の場合にはステップ３８で、持上げ工程がたとえばドラッグ式吸引装置への枚葉紙８の引き渡しまで続行される。ステップ３９では枚葉紙の引き渡しまで待機し、次いで負圧をオフにする。それから持上げ吸引装置１は下側の位置へと移動する（ステップ４０）。負圧が過大３３のときは持上げ工程を終了させ、下側の位置へと移動する（ステップ３５）。そして負圧を下げ（ステップ３６）、ステップを繰り返す。負圧が過少のとき（矢印３４）にはステップ３５で同様に持上げ工程を終了させ、下側の位置へ移動する。それから負圧を高めて（ステップ３７）、あらためてステップを繰り返す。
【００２４】
持上げ吸引装置も方法もいずれも一例を述べたにすぎず、類似のやり方でさまざまなパラメータを検出することができ、負圧の代わりに加速度、速度、または駆動工程のその他のパラメータを検出して制御することができる。さまざまな可能性の組合せも考えられる。また相応の経験値を特性曲線としてファイルしておいて、工程の制御の基礎として役立てることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による持上げ吸引装置とその作動様式である。
【図２】本発明による持上げ吸引装置の第１の実施形態の原理図である。
【図３】第２の実施形態である。
【図４】制御装置を備えた本発明による持上げ吸引装置である。
【図５】本発明の方法の一例としてのフローチャートである。
【符号の説明】
１    持上げ吸引装置
２    吸引空気源
３    持上げ運動を実行するための手段
４    制御装置
５    物理量を測定する装置
５’    電流測定装置
５’’     電圧測定装置
６    吸引ノズル
７    ゴム製シールリング
８    枚葉紙
９    枚葉紙パイル
１０    電磁式の直線運動駆動装置
１１    永久磁石
１２    コイル
１３    磁気保持鉄
１４    ノズルガイド
１５    ホース
１６    ホース止め輪
１７    持上げ運動
１８    ストッパ
１９    ばね
２０    測定信号
２１    増幅器
２２    先行する作業工程の目標値
２３    入力された目標値
２４    エラー信号
２５    制御電流
２６    動作電流
２７    スタート
２８    パラメータがロードされるステップ
２９    パラメータに対応する負圧が送られ、枚葉紙が吸着されて持上げ工程がスタートするステップ
３０    負圧の測定
３１    実際値と目標値との比較
３２    負圧が正確
３３    負圧が過大
３４    負圧が過少
３５    持上げ工程を終了させ、下側の位置へ移動するステップ
３６    負圧を下げるステップ
３７    負圧を高めるステップ
３８    持上げ工程がたとえばドラッグ式吸引装置への枚葉紙の引き渡しまで続行されるステップ
３９    枚葉紙の引き渡しまで待機し、次いで負圧をオフにするステップ
４０    持上げ吸引装置は下側の位置へと移動するステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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