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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Polsterungsumarbeitungsmaschine,
die Papiervorrat in ein Polsterungsmaterial umarbeitet, und insbesondere
eine Polsterungsumarbeitungsmaschine mit einer Steuerung, mit der
eine Reihe verschiedener Maschinen gesteuert und Maschinendiagnose aufgezeichnet
und durchgeführt
werden kann.
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Bei
dem Prozess des Versands eines Gegenstands von einer Stelle zu einer
anderen wird in der Regel in dem Versandbehälter zum Füllen etwaiger Leerräume und/oder
zum Polstern des Gegenstands während
des Versandprozesses ein schützendes
Packmaterial angeordnet. Einige gewöhnlich verwendete schützende Packmaterialien
sind Kunststoffschaumerdnüsse
und Kunststoffblasfolie. Diese herkömmlichen Kunststoffmaterialien
scheinen zwar als Polsterungsprodukte eine ausreichende Leistung zu
zeigen, sind aber nicht ohne Nachteile. Vielleicht der schwerwiegendste
Nachteil von Kunststoffblasenfolie und/oder Kunststoffschaumerdnüssen ist ihre
Auswirkung auf unsere Umwelt. Ganz einfach gesagt lassen sich diese
Kunststoffpackmaterialien biologisch nicht abbauen, weshalb sie
notwendigerweise die bereits kritischen Probleme der Müllentsorgung
auf unserem Planet weiter vermehren. Angesichts der Tatsache, dass
sich viele Industriezweige hinsichtlich der Umweltverantwortung
einer fortschrittlicheren Firmenpolitik verschreiben, hat die mangelnde
biologische Abbaubarkeit dieser Packmaterialien zunehmend an Wichtigkeit
gewonnen.
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Diese
und andere Nachteile herkömmlicher Kunststoffpackmaterialien
haben schützendes
Papierpackmaterial zu einer sehr beliebten Alternative gemacht.
Papier ist biologisch abbaubar, lässt sich recyceln und erneuern;
dadurch wird es für
pflichtbewusste Firmen. zu einer umweltbewussten Wahl.
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Papier
in Blattform könnte
zwar möglicherweise
als schützendes
Packmaterial verwendet werden, doch wird im Allgemeinen bevorzugt,
die Papierblätter
in ein Polsterungsprodukt niedriger Dichte umzuarbeiten. Diese Umarbeitung
kann durch eine Polsterungsumarbeitungsmaschine bewerkstelligt werden,
wie zum Beispiel diejenigen, die in den US-Patenten Nr. 4,026,198;
4,085,662; 4,109,040; 4,237,776; 4,557,716; 4,650,456; 4,717,613; 4,750,896
und 4,968,291 offenbart sind. (Alle diese Patente sind an den Zessionar
der vorliegenden Erfindung abgetreten, und auf ihre gesamten Offenlegungen
wird hiermit ausdrücklich
Bezug genommen.) Eine derartige Polsterungsumarbeitungsmaschine arbeitet
flächiges
Vorratsmaterial, wie beispielsweise Papier in mehrlagiger Form,
in Polsterungsblöcke bzw.
Verpackungsmaterial niedriger Dichte um.
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Eine
Polsterungsumarbeitungsmaschine, wie zum Beispiel diejenigen, die
in den oben identifizierten Patenten offenbart sind, können eine
Vorratszufuhrbaugruppe, eine Formgebungsbaugruppe, eine Getriebebaugruppe
und eine Schneidbaugruppe enthalten, die alle am Maschinenrahmen
montiert sind. Beim Betrieb einer derartigen Polsterungsumarbeitungsmaschine
kann die Vorratszufuhrbaugruppe das Vorratsmaterial der Formgebungsbaugruppe
zuführen.
Die Formgebungsbaugruppe bewirkt, dass die seitlichen Ränder des
flächigen
Vorratsmaterials nach innen gerollt werden, um einen fortlaufenden Streifen
mit seitlichen, kissenartigen Teilen und einem dünnen Mittelband zu bilden.
Die von einem Vorschubmotor angetriebene Getriebebaugruppe zieht das
Vorratsmaterial durch die Maschine und prägt auch das Mittelband des
fortlaufenden Streifens, um einen geprägten Streifen zu formen. Der
geprägte Streifen
bewegt sich stromabwärts
zu der Schneidbaugruppe, die den geprägten Streifen in Blöcke (Polsterprodukte)
mit einer ge wünschten
Länge schneidet.
In der Regel werden die geschnittenen Blöcke in eine Übergangszone
ausgetragen und dann entweder unmittelbar oder zu einem späteren Zeitpunkt
zu Polsterungszwecken in einen Behälter eingesetzt.
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Durch
selektives Steuern der Getriebebaugruppe (d.h. durch Aktivieren/Deaktivieren
ihres Motors) und der Schneidbaugruppe kann eine Polsterungsumarbeitungsmaschine
Blöcke
mit einer Vielzahl von Längen
schaffen. Dieses Merkmal ist wichtig, da es gestattet, dass eine
einzelne Maschine einen großen
Bereich an Anforderungen hinsichtlich Polsterung erfüllen kann.
Beispielsweise können
relativ kurze Blocklängen
im Zusammenhang mit kleinen und/oder unzerbrechlichen Gegenständen eingesetzt
werden, während
größere Blocklängen im Zusammenhang
mit größeren und/oder
zerbrechlichen Gegenständen
eingesetzt werden können.
Außerdem
kann im Zusammenhang mit außergewöhnlich geformten
und/oder empfindlichen Gegenständen,
wie zum Beispiel elektronischem Gerät, ein Satz von Blöcken (entweder
gleicher oder unterschiedlicher Länge) eingesetzt werden.
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Gegenwärtig werden
verschiedene Längensteuerungssysteme
verwendet, um die Blocklänge zu
steuern. Beispielsweise ist ein manuelles System verfügbar, bei
dem eine packende Person die Getriebebaugruppe (d.h. Stufen an einem
Fußpedal) über einen
Zeitraum hinweg von Hand aktiviert, der ausreicht, um einen geprägten Streifen
der gewünschten Länge zu produzieren.
Sie deaktiviert dann von Hand die Getriebebaugruppe (d.h. lässt das
Fußpedal
los) und aktiviert die Schneidbaugruppe (d.h. durch gleichzeitiges
Drücken
von zwei entsprechenden Tasten an der Steuertafel der Maschine),
um den geprägten
Streifen zu schneiden. Auf diese Weise wird ein Block der gewünschten
Länge geschaffen.
Alternativ dazu ist das System so ausgelegt, dass eine manuelle
Deaktivierung der Getriebebaugruppe (d.h. Loslassen des Fußpedals)
die Schneidbaugruppe automatisch aktiviert.
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Eine
weitere Technik, die zum Steuern der Blocklänge verwendet wird, ist ein
Zeitwiederholsystem. Bei einem derartigen Längensteuerungssystem ist ein
Zeitgeber elektrisch mit der Getriebebaugruppe verbunden. Der Zeitgeber
ist auf einen Zeitraum (d.h. Sekunden) eingestellt, der auf der
Grundlage einer geschätzten
Getriebegeschwindigkeit der gewünschten
Länge des
Blocks entspricht. Der Zeitgeber wird durch Ausprobieren eingestellt,
um die gewünschte
Blocklänge
zu erhalten. Das Zeitwiederholsystem ist ausgelegt, die Getriebebaugruppe über den
gewählten
Zeitraum hinweg zu aktivieren und dabei einen geprägten Streifen
mit der gewünschten Länge zu produzieren,
vorausgesetzt, die geschätzte Getriebegeschwindigkeit
ist konstant. Das System deaktiviert dann die Getriebebaugruppe
und aktiviert dann, falls das automatische Schneidmerkmal eingeschaltet
ist, die Schneidbaugruppe, um den geprägten Streifen in einen ersten
Block der gewünschten Länge zu schneiden.
Danach reaktiviert das System automatisch die Getriebebaugruppe,
um den Takt zu wiederholen, so dass für den Fall, dass der Zeitgeber nicht
ausgeschaltet worden ist, fortlaufend eine Vielzahl von Blöcken mit
im wesentlichen der gleichen Länge
geschaffen werden.
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Ein
weiteres verfügbares
Längensteuerungssystem
ist ein Beseitigungsauslösesystem. Dieses
System ist insofern dem Zeitwiederholsystem ähnlich, als dass es auf der
Grundlage der Einstellung eines Zeitgebers die Getriebebaugruppe
deaktiviert. Allerdings wird bei dem Beseitigungsauslösesystem
die Getriebebaugruppe nicht automatisch reaktiviert. Sie wird stattdessen
erst dann reaktiviert, wenn der geschnittene Block beseitigt wird,
entweder manuell durch die packende Person, mechanisch durch einen
Förderer
oder durch Schwerkraft. Bei Reaktivierung wird ein weiterer Block
der gleichen Länge
geschaffen, es sei denn, der Zeitgeber ist ausgeschaltet.
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Noch
ein weiteres Längensteuerungssystem enthält ein Längenwahlsystem,
das es einer packenden Person gestattet, gewisse vorbestimmte Blocklängen zu
wählen.
Bei einem derartigen System ist eine Wahltafel (z.B. ein Tastenfeld)
mit mehreren Längenoptionen
(z.B. Tasten) versehen, so dass eine packende Person die entsprechende
Blocklänge
von Hand wählen
kann. Bei Wahl einer bestimmten Längenoption wird die Getriebebaugruppe
(auf der Grundlage der geschätzten
Getriebegeschwindigkeit) automatisch über einen der gewählten Blocklänge entsprechenden
Zeitraum aktiviert. Bei Ablauf dieses Zeitraums wird die Getriebebaugruppe
deaktiviert, und die Schneidbaugruppe wird aktiviert.
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Aufgrund
der gestiegenen. Beliebtheit von schützendem Papierpackmaterial
setzen Hersteller oftmals mehrere Polsterungsverpackungsumarbeitungsmaschinen
mit voreingestellten Parametern ein, um schützende Verpackung für Gegenstände unterschiedlicher
Größen und
Formen zu produzieren. Diese Anordnung reduziert oftmals die Einrichtzeit
und gestattet es einem Hersteller, Waren innerhalb eines minimalen
Zeitraums zu produzieren und zu versenden. Außerdem bauen Hersteller nun
programmierte Steuerungen ein, um den Betrieb von Polsterungsverpackungsumarbeitungsmaschinen
zu steuern. Diese Steuerungen führen
zu reduziertem Personalbedarf, gleichmäßigeren Produkten, niedrigeren
Produktionskosten, weniger Fehlern und einer sichereren Arbeitsumgebung.
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Die
Steuerungen arbeiten durch fortlaufendes Überwachen ihrer jeweiligen
Maschine durch Einsatz von mit der Maschine verbundenen Sensorschaltungen,
die Ausgangssignale an einen vorprogrammierten Prozessor zur Steuerung
der jeweiligen Maschine gemäß den Herstellerspezifikationen
liefern. Jede andere Maschine weist in der Regel eine jeweilige
unabhängige
Steuerung auf, die für
diese jeweilige Maschine exklusiv ist. Für jeden Maschinentyp eine andere
Steuerung einzusetzen, führt
oft zu erhöhten
Herstellungskosten und zu einer höheren Wahrscheinlichkeit für Herstellungsfehler
und kompliziert den Ersatz und die Reparatur.
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Weitere
Polsterungsumarbeitungsmaschinen sind in der US-A-4 619 635 und
der WO-A-95/13914 (ein Dokument nach Art. 54(3) EPC) offenbart,
sowie durch eine vorbenutzte Maschine des Typs Mercamer Oy 550 mit
der Seriennummer 31042.
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Die
Nachteile des Stands der Technik werden durch Vorrichtungen und
Verfahren gemäß den beiliegenden
unabhängigen
Ansprüchen
1, 22 und 24 überwunden.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen dargelegt.
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Ausführungsformen
der vorliegende Erfindung stellen eine Polsterungsumarbeitungsmaschine mit
einer Universalsteuerung bereit, die sich mit wenig oder ohne an
der Steuerung erforderlicher) Veränderung zur Verwendung in verschiedenen
unterschiedlichen Konfigurationen einer Polsterungsumarbeitungsmaschine
eignet. Die Universalsteuerung enthält eine Reihe von Ausgangskanälen zum
Steuern der Funktion der Polsterungsumarbeitungsmaschine unabhängig von
der eingesetzten Schneidbaugruppe oder der für die Universalsteuerung gewählten Betriebsart.
Die Polsterungsumarbeitungsmaschine enthält vorzugsweise eine Steuerung,
die mit verschiedenen Sensoren und Messeinrichtungen in Verbindung
steht, um die der Steuerung zur Verfügung stehenden Informationen
zum Aufzeichnen und als Hilfe bei diagnostischen und anderen Funktionen stark
zu vermehren.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung enthält
eine Polsterungsumarbeitungsmaschine eine Vorschubbaugruppe zum
Vorschieben von Vorrat durch die Maschine und zu dessen Umarbeitung
in ein Polsterungsprodukt, eine Schneidbaugruppe zum Schneiden des
Polsterungsprodukts und eine Universalsteuerung, die mehrere Sensoreinrichtungen
zum Messen des Auftretens von vorbestimmten Ereignissen enthält, mehrere
Ausgangskanäle zum
Steuern einer von mehreren möglichen Schneidbaugruppen,
die mit der Polsterungsumarbeitungsmaschine eingesetzt werden können, einen Wahlschalter
zum Wählen
einer von mehreren Steueroptionen und einen Prozessor zum Steuern
der eingesetzten Schneidbaugruppe gemäß von den Sensoreinrichtungen
erfassten Ereignissen und der gewählten Steueroption.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung enthält
eine Polsterungsumarbeitungsmaschine mehrere Schneidschaltungen,
wobei jede Schneidschaltung zum Steuern der Zufuhr elektrischer
Leistung zu einer Schneidvorrichtung bestimmt ist, mehrere Betriebsartenerfassungsschaltungen zum
Erfassen einer Betriebsart der Polsterungsumarbeitungsmaschine und
zum Erzeugen von die erfasste Betriebsart anzeigenden Betriebsartsignalen und
einen Prozessor zum Steuern des Betriebs der Polsterungsumarbeitungsmaschine
gemäß den Betriebsartsignalen,
wobei der Prozessor Steuersignale zum Steuern der Zufuhr elektrischer
Leistung zu mindestens einer von mehreren der Schneidschaltungen erzeugt.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung enthält
eine Polsterungsumarbeitungsmaschine zum Umarbeiten eines flächigen Vorratsmaterials
in ein Verpackungsprodukt einen Rahmen mit einem stromaufwärtigen Ende
und einem stromabwärtigen
Ende, an dem Rahmen montierte Umarbeitungsbaugruppen, die das flächige Vorratsmaterial
in einen fortlaufenden Streifen eines Verpackungsprodukts umarbeiten,
eine an dem Rahmen montierte Vorschubbaugruppe zum Vorschub des
Vorratsmaterials durch die Umarbeitungsbaugruppen, eine an dem Rahmen
stromabwärts
von den Umarbeitungsbaugruppen montierte Schneidbaugruppe, die den fortlaufenden
Streifen aus Verpackungsmaterial in einen Abschnitt mit gewünschter
Länge schneidet,
und eine Steuerung zum Steuern des Betriebs der Vorschubbaugruppe
und der Schneidbaugruppe, wobei die Steuerung eine Wahleinrichtung
zum Wählen
der Betriebsart der Vorschubbaugruppe und der Schneidbaugruppe,
eine Verarbeitungseinrichtung, die auf der Grundlage der gewählten Betriebsart Steuersignale
erzeugt, und eine Steuereinrichtung, die die Vorschubbaugruppe und
die Schneidbaugruppe gemäß den erzeugten
Steuersignalen steuert, enthält.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung enthält
eine Polsterungsumarbeitungsmaschine zum Umarbeiten eines flächigen Vorratsmaterials
in ein Verpackungsprodukt einen Rahmen mit einem stromaufwärtigen Ende
und einem stromabwärtigen
Ende, an dem Rahmen montierte Umarbeitungsbaugruppen, die das flächige Material
in ein Verpackungsprodukt umarbeiten, eine an dem Rahmen montierte
Vorschubbaugruppe zum Vorschub des Vorratsmaterials durch die Umarbeitungsbaugruppen
und eine Steuerung zum Steuern des Betriebs der Vorschubbaugruppe,
wobei die Steuerung eine Wahleinrichtung zum Wählen der Betriebsart der Vorschubbaugruppe,
eine Verarbeitungseinrichtung, die auf der Grundlage der gewählten Betriebsart
Steuersignale erzeugt, und eine Steuereinrichtung, die die Vorschubbaugruppe
gemäß den erzeugten
Steuersignalen steuert, enthält.
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Gemäß noch einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung enthält
eine Polsterungsumarbeitungsmaschine zum Umarbeiten eines flächigen Vorratsmaterials
in ein Verpackungsprodukt einen Rahmen mit einem stromaufwärtigen Ende
und einem stromabwärtigen
Ende, an dem Rahmen montierte Umarbeitungsbaugruppen, die das flächige Vorratsmaterial
in einen fortlaufenden Streifen eines Verpackungsprodukts umarbeiten,
eine an dem Rahmen montierte Vorschubbaugruppe zum Vorschub des Vorratsmaterials
durch die Umarbeitungsbaugruppen, eine an dem Rahmen stromabwärts von
den Umarbeitungsbaugruppen montierte Schneidbaugruppe, die den fortlaufenden
Streifen aus Verpackungsmaterial in einen Abschnitt mit gewünschter Länge schneidet,
und eine Diagnoseeinrichtung, die den Betrieb der Maschine überwacht,
wobei die Diagnoseeinrichtung eine Sensoreinrichtung zum Erfassen
der Betriebsart der Vorschubbaugruppe und der Schneidbaugruppe,
eine Verarbeitungseinrichtung, die einen nichtordnungsgemäßen Betrieb
der Vorschubbaugruppe und der Schneidbaugruppe für die erfasste Betriebsart
feststellt und gemäß einem
derartigen nichtordnungsgemäßen Betrieb
Signale erzeugt, und eine Anzeigeeinrichtung, die Codes anzeigt,
die den erzeugten Signalen für
einen nichtordnungsgemäßen Betrieb
entsprechen, enthält.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung enthält
eine Polsterungsumarbeitungsmaschine zum Umarbeiten eines flächigen Vorratsmaterials
in ein Verpackungsprodukt einen Rahmen mit einem stromaufwärtigen Ende
und einem stromabwärtigen
Ende, an dem Rahmen montierte Umarbeitungsbaugruppen, die das flächige Vorratsmaterial
in ein Verpackungsprodukt umarbeiten, eine an dem Rahmen montierte
Vorschubbaugruppe zum Vorschub des Vorratsmaterials durch die Umarbeitungsbaugruppen
und eine Steuerung/Diagnoseeinrichtung zum Steuern und Überwachen
des Betriebs der Vorschubbaugruppe, wobei die Steuerung/Diagnoseeinrichtung
eine Wahleinrichtung zum Wählen
der Betriebsart der Vorschubbaugruppe, eine Verarbeitungseinrichtung,
die auf der Grundlage der gewählten
Betriebsart Steuersignale erzeugt und die einen Maschinenzustand
und nichtordnungsgemäßen Betrieb
der Vorschubbaugruppe für
die gewählte
Betriebsart bestimmt und gemäß einem
derartigen Maschinenzustand und einem derartigen nichtordnungsgemäßen Betrieb
Signale erzeugt, eine Steuereinrichtung, die die Vorschubbaugruppe
gemäß den erzeugten
Steuersignalen steuert und eine Anzeigevorrichtung, die Codes anzeigt,
die den erzeugten Signalen für
den Maschinenzustand und einem nichtordnungsgemäßen Betrieb entsprechen, enthält.
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Gemäß noch einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung enthält
eine Polsterungsumarbeitungsmaschine zum Umarbeiten eines flächigen Vorratsmaterials
in ein Verpackungsprodukt einen Rahmen mit einem stromaufwärtigen Ende
und einem stromabwärtigen
Ende, an dem Rahmen montierte Umarbeitungsbaugruppen, die das flächige Vorratsmaterial
in einen fortlaufenden Streifen eines Verpackungsprodukts umarbeiten,
eine an dem Rahmen montierte Vorschubbaugruppe zum Vorschub des Vorratsmaterials
durch die Umarbeitungsbaugruppen, eine an dem Rahmen stromabwärts von
den Umarbeitungsbaugruppen montierte Schneidbaugruppe, die den fortlaufenden
Streifen aus Verpackungsmaterial in einen Abschnitt mit gewünschter Länge schneidet,
einen Codeleser zum Lesen eines auf das Vorratsmaterial gedruckten
Codes und eine Steuerung, die Informationen aus dem von dem Vorratsmaterial
gelesenen Code decodiert und selektiv den Betrieb der Maschine als
Funktion der Informationen steuert.
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Gemäß noch einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung enthält
eine Polsterungsumarbeitungsmaschine zum Umarbeiten eines flächigen Vorratsmaterials
in ein Verpackungsprodukt einen Rahmen mit einem stromaufwärtigen Ende
und einem stromabwärtigen
Ende, an dem Rahmen montierte Umarbeitungsbaugruppen, die das flächige Vorratsmaterial
in einen fortlaufenden Streifen eines Verpackungsprodukts umarbeiten,
eine an dem Rahmen montierte Vorschubbaugruppe zum Vorschub des Vorratsmaterials
durch die Umarbeitungsbaugruppen, eine an dem Rahmen stromabwärts von
den Umarbeitungsbaugruppen montierte Schneidbaugruppe, die den fortlaufenden
Streifen aus Verpackungsmaterial in einen Abschnitt mit gewünschter Länge schneidet,
eine Sonde zum Bestimmen der Verpackungsanforderungen eines bestimmten
Behälters
und eine Steuerung, die die Vorschubbaugruppe und die Schneidbaugruppe
steuert, um die erforderlichen Abschnitte aus Verpackungsprodukt
für den
Behälter
nach Bestimmung durch die Sonde zu produzieren.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung enthält
eine Polsterungsumarbeitungsmaschine zum Umarbeiten eines flächigen Vorratsmaterials
in ein Verpackungsprodukt einen Rahmen mit einem stromaufwärtigen Ende
und einem stromabwärtigen
Ende, an dem Rahmen montierte Umarbeitungsbaugruppen, die das flächige Vorratsmaterial
in ein Verpackungsprodukt umarbeiten, eine an dem Rahmen montierte
Vorschubbaugruppe zum Vorschub des Vorratsmaterials durch die Umarbeitungsbaugruppen
und eine Steuerung/Diagnoseeinrichtung zum Steuern und Überwachen
des Betriebs der Vorschubbaugruppe, wobei die Steuerung/Diagnoseeinrichtung
eine Verarbeitungseinrichtung, die den Maschinenzu stand der Maschine
bestimmt und gemäß einem
derartigen Maschinenzustand Signale erzeugt, eine Speichereinrichtung
zum Speichern eines derartigen Maschinenzustands und eine Kommunikationseinrichtung
zum Weiterleiten eines derartigen Maschinenzustands zu einem entfernten
Prozessor enthält.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung enthält
ein Polsterungsumarbeitungsnetz eine übergeordnete Steuerung, die
mit mehreren Polsterungsumarbeitungsmaschinen, die flächiges Vorratsmaterial
in ein Verpackungsprodukt umarbeiten, in Verbindung steht, wobei
jede Maschine eine Steuerung zum Steuern des Betriebs der Maschine gemäß von der übergeordneten
Steuerung empfangenen Anweisungen enthält.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung enthält
ein Polsterungsumarbeitungsnetz mehrere Polsterungsumarbeitungsmaschinen,
die flächiges
Vorratsmaterial in ein Verpackungsprodukt umarbeiten, wobei jede
Maschine eine Steuerung zum Steuern des Betriebs der Maschine enthält, wobei
die Steuerung jeder Maschine mit der Steuerung mindestens einer
weiteren Maschine zur Kommunikation zwischen den Steuerungen gekoppelt
ist.
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Gemäß einem
noch weiteren Gesichtspunkt der Erfindung enthält ein Polsterungsumarbeitungsnetz
eine übergeordnete
Steuerung, die mit mehreren Polsterungsumarbeitungsmaschinen gekoppelt ist,
die flächiges
Vorratsmaterial in ein Verpackungsprodukt umarbeiten, wobei die übergeordnete
Steuerung den Betrieb jeder Maschine steuert.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung enthält
eine Polsterungsumarbeitungsmaschine zum Umarbeiten eines flächigen Vorratsmaterials
in ein Verpackungsprodukt einen Rahmen mit einem stromaufwärtigen Ende
und einem stromabwärtigen
Ende, eine Vorratsmaterialzufuhrbaugruppe, an dem Rahmen montierte
Umarbeitungsbaugruppen, die das flächige Vorratsmaterial in einen
fortlaufenden Streifen aus einem Verpackungsprodukt umarbeiten,
eine an dem Rahmen montierte Vorschubbaugruppe zum Vorschub des
Vorratsmaterials durch die Umarbeitungsbaugruppen, eine an dem Rahmen stromabwärts von
den Umarbeitungsbaugruppen montierte Schneidbaugruppe, die den fortlaufenden Streifen
aus Verpackungsmaterial in einen Abschnitt mit gewünschter
Länge schneidet,
und eine Baugruppe zum Messen der Länge des von der Vorratszufuhrbaugruppe
zu den Umarbeitungsbaugruppen vorgeschobenen Vorratsmaterials.
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Gemäß einer
noch weiteren Ausführungsform
der Erfindung enthält
eine Polsterungsumarbeitungsmaschine einen Rahmen, Umarbeitungsbaugruppen,
die an dem Rahmen montiert sind und die ein Vorratsmaterial in ein
Polsterungsprodukt umarbeiten, und eine Längenmesseinrichtung, die die Länge des
Polsterungsprodukts bei dessen Produktion misst, wobei die Umarbeitungsbaugruppen
eine sich drehende Umarbeitungsbaugruppe enthalten, wobei die Winkelbewegung
dieser Baugruppe direkt der Länge
des Polsterungsprodukts entspricht, wobei die Längenmesseinrichtung zum Überwachen
der Winkelbewegung der sich drehenden Umarbeitungsbaugruppe und
somit zum Überwachen
der Länge des
Polsterungsprodukts positioniert ist.
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Die
Erfindung umfasst allgemein die obigen und weitere Merkmale, die
im folgenden Text vollständig
beschrieben und in den Ansprüchen
besonders hervorgehoben werden, wobei die folgende Beschreibung
und die beigefügten
Zeichnungen eine bestimmte veranschaulichte Ausführungsform der Erfindung darlegen,
wobei dies allerdings nur einen der verschiedenen Wege anzeigt,
wie die Grundlagen der Erfindung eingesetzt werden können.
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In
den beigefügten
Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Darstellung einer Polsterungsumarbeitungsmaschine;
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2 ein
Blockschaltbild einer Universalsteuerung für eine Polsterungsumarbeitungsmaschine
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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3 bis 8 Elektrische
Prinzipschaltbilder einer Ausführungsform
der Universalsteuerung;
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9 ein
Blockschaltbild einer Steuerung für eine Polsterungsumarbeitungsmaschine
mit verbesserten diagnostischen Fähigkeiten;
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10 eine
Vorderansicht einer Längenmesseinrichtung
und anderer relevanter Abschnitte der Polsterungsumarbeitungsmaschine;
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11 eine
Seitenansicht der Längenmesseinrichtung;
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12 ein
Blockschaltbild einer Steuerung mit einem Codeleser zum Lesen von
Informationen von Vorratspapier und eine Behältersonde zum Bestimmen von
Packinformationen von einem Behälter, dem
Verpackung hinzugefügt
werden soll;
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13 ein Blockschaltbild eines fehlertoleranten
Polsterungsproduktionsnetzes; und
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14 eine
Darstellung von zwei Polsterungsproduktionsmaschinen, die an beiden
Enden eines Förderers
positioniert sind und über
ein Netz in Verbindung stehen.
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen und zunächst auf 1 wird
eine Polsterungsumarbeitungsmaschine 10 mit einem Rahmen 12,
an dem die verschiedenen Komponenten einer Umarbeitungsbaugruppe 14 montiert
sind, und eine (schematisch dargestellte) Steuerung 16 zum
Steuern der Maschine einschließlich
der Komponenten der Umarbeitungsbaugruppe gezeigt. Der Rahmen 12 enthält eine
Vorratszufuhrbaugruppe 18, die eine Vorratsrolle zur Umarbeitung
durch die Umarbeitungsbaugruppe 14 in ein Polsterungsmaterial
enthält.
Die Umarbeitungsbaugruppe 14 enthält vorzugsweise eine Vorschubbaugruppe 19,
die eine Formgebungsbaugruppe 20 und eine von einem Vorschubmotor 24 angetriebene
Getriebebaugruppe 22, eine Schneidbaugruppe 26,
die beispielsweise von einem Schnittmotor 28 angetriebene
wird, der über
eine von einer Wechselstromzylinderspule angetriebene Kupplung 30 mit
der Schneidbaugruppe selektiv in Eingriff steht, und eine Nachschnitt-Zwangsführungsbaugruppe 32 enthält.
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Während des
Umarbeitungsprozesses bewirkt die Formgebungsbaugruppe 20,
dass die seitlichen Ränder
des Vorratsmaterials nach innen rollen, so dass sie einen fortlaufenden
Streifen mit zwei seitlichen, kissenartigen Abschnitten und einem
Mittelband dazwischen formen. Die Getriebebaugruppe 22 führt eine "ziehende" Funktion aus, indem
sie den fortlaufenden Streifen durch den Einzug von zwei zusammenwirkenden
und entgegengesetzten Zahnrädern
der Getriebebaugruppe zieht und auf diese Weise das Vorratsmaterial
während
einer Dauer, die durch die Länge
der Zeit bestimmt wird, während
der der Vorschubmotor 24 die entgegengesetzten Zahnräder dreht,
durch die Formgebungsbaugruppe 20 gezogen wird. Zusätzlich führt die
Getriebebaugruppe 22 eine "prägende" oder "verbindende" Funktion aus, während die
beiden entgegengesetzten Zahnräder
das Mittelband des fortlaufenden Streifens bei seinem Durchgang
dadurch prägen,
um einen geprägten
Streifen zu formen. Während
sich der geprägte
Streifen von der Getriebebaugruppe 22 aus stromabwärts bewegt,
schneidet die Schneidbaugruppe 26 den Streifen in Abschnitte
mit einer gewünschten
Länge.
Diese geschnittenen Abschnitte bewegen sich dann durch die Nachschnitt-Zwangsführungsbaugruppe 32.
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Die
Steuerung 16 ist vorzugsweise "universal", oder sie lässt sich in einer Reihe unterschiedlich konfigurierter
Polsterungsumarbeitungsmaschinen verwenden, ohne dass an der Steuerung
eine wesentliche Veränderung
erforderlich wäre.
Eine Konfiguration einer Universalsteuerung 16 kann dementsprechend
somit für
verschiedene unterschiedliche Polsterungsumarbeitungsmaschinen hergestellt
werden. Der Baugruppeningenieur braucht dann die Steuerung 16 nicht
auf eine spezifische Konfiguration der Polsterungsmaschine umzuarbeiten,
wie beispielsweise, wenn eine der jeweiligen Polsterungsmaschinen
ausgelegt ist, eine luftangetriebene Schneidbaugruppe, eine über Gleichstrom
angetriebene Magnetspulen-Schneidbaugruppe
oder eine von einem Motor angetriebene Schneidbaugruppe zu verwenden.
Die Fähigkeit
der Universalsteuerung, verschieden konfigurierte Maschinen zu steuern,
reduziert die Montagezeit, reduziert die Montagekosten, da die Arbeitskosten
bei der spezifischen Konfigurierung einer Steuerung oftmals die
Kosten der Montage ungenutzter elektrischer Komponenten in der Steuerung überwiegen,
und reduziert die Möglichkeit
für Montagefehler.
Außerdem
wird die Reparatur der Maschine erleichtert, da das Training des Reparaturtechnikers
minimiert wird und da ein Bestand an Universalsteuerungen zur Verwendung
in verschiedenen Polsterungsmaschinen beibehalten werden kann.
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Eine
beispielhafte Universalsteuerung 16 ist in 2 dargestellt
und enthält
eine Anzahl unterschiedlicher Ausgangskanäle 36, 38, 40, 42, 44 und 46,
die dafür
vorgesehen sind, gemäß einer
Reihe von Eingängen 50 ein
Steuersignal von einem Mikroprozessor 48 zu einer Gleichstrom-Schermagnetspule,
einer Wechselstrom-Steuermagnetspule, einem Schnittmotor, einem
Vorschubmotor, einem Zähler bzw.
einem Reservekanal zuzuführen.
Der Mikroprozessor 48 wird zwar hier als ein einzelnes
Bauelement veranschaulicht und beschrieben, doch wird angemerkt,
dass der Mikroprozessor 48 als eine Reihe von Mikroprozessoren
oder Steuereinheiten der gleichen Art oder als verschiedene Mikroprozessoren,
die zum Durchführen
bestimmter Funktionen ausgelegt sind, verkörpert sein kann. Die Gleichstrom-Schermagnetspule,
die durch den Gleichstrom-Schermagnetspulenkanal 36 von
dem Mikroprozessor 48 gesteuert wird, treibt eine Schneidklinge
an, die am Ausgang einer Polsterungsumarbeitungsmaschine positioniert
ist. Wenn der Gleichstrom-Schermagnetspule durch ein durch den Kanal 36 gesandtes
Steuersignal Leistung zugeführt
wird, betätigt
die Magnetspule eine Schneidklinge, um die Klinge durch das Verpackungsmaterial
zu zwingen, um einen Schnitt zu machen. Eine Maschine, die eine von
einer Gleichstrom-Magnetspule
angetriebene Schneidbaugruppe einsetzt, wird von Ranpak Corp. unter
dem Namen PadPak® vermarktet und ist in US-Patent
Nr. 4,968,291 offenbart, auf das hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.
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Der
Wechselstrom-Steuermagnetspulenkanal 38 steuert eine externe
Wechselstrom-Magnetspule, die in der Regel zusammen mit entweder
einer luftangetriebenen Schneidbaugruppe oder einer von einem Motor
angetriebenen Schneidbaugruppe verwendet wird. Wenn eine Polsterungsumarbeitungsmaschine
mit der Universalsteuerung 16 eine luftangetriebene Schneidbaugruppe
einsetzt, verwendet die Schneidbaugruppe die Wechselstrom-Magnetspule,
um die Zufuhr von Druckluft zu einem Druckzylinder zu steuern, der
eine Schneidklinge antreibt, um einen Abschnitt von durch die Maschine
vorgeschobenem Verpackungsmaterial abzuscheren. Eine Polsterungsumarbeitungsmaschine,
bei der eine luftangetriebene Schneidbaugruppe eingesetzt wird, wird
unter dem Namen PadPak® von Ranpak Corp. vertrieben
und ist in US-Patent Nr. 4,968,291 offenbart, auf das oben Bezug
genommen worden ist. Der Wechselstrom-Steuermagnetspulenkanal 38 kann auch
verwendet werden, um eine Wechselstrom-Magnetspule zu steuern, die
dahingehend wirkt, den Direktantriebs-Schnittmotor 28 über die
Kupplung 30 an die Schneidbaugruppe 26 zu koppeln,
um eine Schneidklinge durch einen schneidenden Stoß anzutreiben,
um einen Abschnitt von durch die Maschine vorgeschobenem Verpackungsmaterial
zu schneiden. Eine derartige Maschine wird von Ranpak Corp. unter
dem Namen AutoPad® vermarktet und ist in US-Patent
Nr. 5,123,889 offenbart, auf das hiermit ebenfalls ausdrücklich Bezug
genommen wird. Bei dieser Ausführungsform
einer Polsterungsumarbeitungsmaschine wird der Schnittmotorkanal 40 verwendet,
um dem Schnittmotor 28 ein Signal zuzuführen, um sicherzustellen, dass
der Schnittmotor läuft, wenn
ein Schnitt gewünscht
wird.
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Bei
jeder der Ausführungsformen
einer oben beschriebenen Polsterungsumarbeitungsmaschine werden
gewisse Mittel eingesetzt, um das Papiermaterial durch die Maschine
zu bewegen, um das Verpackungsmaterial zu schaffen. Die Maschinen
PadPak® und
AutoPad®,
auf die oben Bezug genommen wird, verwenden den Vorschubmotor 24,
der wiederum die ineinandergreifenden Zahnräder 22 dreht, die den
Papiervorrat greifen und ihn durch die Maschine vorschieben, wo
die entsprechende Umarbeitung des flächigen Vorrats in ein Verpackungsprodukt
und das Schneiden des Verpackungsprodukts in entsprechende Längen stattfinden.
Die Universalsteuerung 16 steuert den Vorschubmotor 24 durch
den Vorschubmotorkanal 42. Wenn gewünscht wird, dass von dem Vorschubmotor 24 eine
entsprechende Papierlänge
durch die Polsterungsumarbeitungsmaschine vorgeschoben wird, sendet
der Mikroprozessor 48 ein Signal durch dem Vorschubmotorkanal 42, was
bewirkt, dass dem Vorschubmotor solange Strom zugeführt wird,
wie das Signal vorliegt. Wenn der Mikroprozessor 48 bestimmt
hat, dass die gewünschte
Länge an
Papiervorrat durch die Maschine 10 vorgeschoben worden
ist, wird das Signal abgeschaltet, was bewirkt, dass der Vorschubmotor 24 anhält und die
Zufuhr von Papier durch die Maschine anhält. Zu diesem Zeitpunkt bestimmt
der Mikroprozessor 48 auf der Grundlage der Position des
Betriebsartenwahlschalters 52 und des Zustands des Eingangssignals 50,
ob er einen Schnitt des durch die Maschine 10 vorgeschobenen
Verpackungsmaterials einleiten soll, wie unten ausführlicher
beschrieben wird.
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Je
nach der Ausführungsform
der Polsterungsumarbeitungsmaschine 10 kann die Universalsteuerung 16 auch
den Zählerkanal 44 verwenden, um
einen Zähler
zu steuern, der den Maschineneinsatz verfolgt, oder einen Reservekanal 46,
der verwendet werden kann, um Befehlssignale irgendeiner anderen
Einrichtung zuzuführen.
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Die
Universalsteuerung 16 enthält zwar die Ausgangskanäle 36 bis 46 für die Steuerung
des Vorschubmotors 24 und von verschiedenen Schneidbaugruppen,
doch werden bei den meisten Anwendungen nicht alle Kanäle verwendet.
Wenn beispielsweise mit der Universalsteuerung 16 eine
Polsterungsumarbeitungsmaschine mit einer von einer Gleichstrom-Schermagnetspule
angetriebenen Schneidbaugruppe gesteuert wird, wie beispielsweise
die oben erwähnte
Maschine PadPak®,
wird der Gleichstrom-Schermagnetspulenkanal 36 verwendet,
während
der Wechselstrom-Steuermagnetspulenkanal 40 und der Schnittmotorkanal 16 nicht
verwendet werden. Wenn mit der Universalsteuerung 16 eine
Maschine 10 mit einer luftangetriebenen Schneidbaugruppe
gesteuert wird, wird der Wechselstrom-Steuerkanal 38 eingesetzt,
um die Wechselstrom-Steuermagnetspule zu steuern, und der Gleichstrom-Schermagnetspulenkanal 36 und
der Schnittmotorkanal 40 sind möglicherweise unbenutzt. Analog
dazu wird mit dem Wechselstrom-Steuermagnetspulenkanal 38 und
dem Schnittmotorkanal 40 die Schneidbaugruppe 26 gesteuert
und angetrieben, während
der Gleichstrom-Schermagnetspulenkanal 36 unbenutzt
ist, wenn die Universalsteuerung 16 zusammen mit einer
Polsterungsumarbeitungsmaschine verwendet wird, die den Schnittmotor 28 verwendet,
um die Schneidbaugruppe 26 zu betätigen, wie beispielsweise die
oben erwähnte
Maschine AutoPad®. Vorzugsweise bewirkt
der Mikroprozessor 48 mehr oder weniger gleichzeitig, dass
entsprechende Signale unabhängig
von der mit einer Maschine eingesetzten tatsächlichen Schneidbau gruppe zu
jedem der jeweiligen Ausgangskanäle 36, 38, 40 gesendet
werden. Auf diese Weise muß der Mikroprozessor 48 nicht über diesen
Gesichtspunkt der Konfiguration der Maschine informiert sein, und deshalb
wird es die an einem Kanal angeschlossene Schneidbaugruppe 26 sein,
die auf ein von dem Mikroprozessor gesendetes Signal reagiert, ohne
dass der Mikroprozessor unterscheiden muß, welche Art von Schneidbaugruppe
eingesetzt ist.
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Die
Steuerung der verschiedenen Einrichtungen, wie zum Beispiel der
Gleichstrom-Schermagnetspule und dem Schnitt- und dem Vorschubmotor, wird
gemäß gewissen
Eingangssignalen 50, die den Betriebszustand der Polsterungsumarbeitungsmaschine 10 anzeigen,
und gewissen Ereignissen, die möglicherweise
erfasst worden sind, von dem Mikroprozessor 48 durchgeführt. Die
Eingangssignale 50 enthalten auch eine Anzeige der durch
den Betriebsartwahlschalter 52, beispielsweise einen Drehschalter,
gewählten
Betriebsart für
die Polsterungsumarbeitungsmaschine. Der Betriebsartwahlschalter 52 enthält eine
Reihe von Einstellungen, die unterschiedlichen Betriebsarten entsprechen,
beispielsweise Tastenfeldbetriebsart, elektronische Ausgabesystemsbetriebsart,
automatische Schnittbetriebsart, Vorschub-Schneid-Fuß-Schalter-Betriebsart
und automatische Vorschubbetriebsart. Auf dem Display 54 können die
Betriebsarteinstellung der Steuerung 16 sowie eine Anzahl
von Fehlersignalen als alphanumerische Codes angezeigt werden. Beispielsweise kann
ein Displaycode "1" einem Bediener zeigen, dass
die Maschine 10 in der automatischen Vorschubbetriebsart
arbeitet, während
ein Display "A" zeigen kann, dass
in den Tasten, mit denen manuell ein Schnitt angefordert wird, ein
Fehler aufgetreten ist.
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Die
Tastenfeldbetriebsart ist für
Polsterungsumarbeitungsmaschinen gedacht, die mit einem Tastenfeld
ausgestattet sind, durch die ein Bediener durch Niederdrücken der
entsprechenden Taste auf dem Tastenfeld die Länge jedes Blocks eingeben kann,
die von der Maschine produziert werden soll. In dieser Betriebsart
liefert der Mikroprozessor 48 ungeachtet der eingesetzten
Schneidbaugruppe dem Vorschubmotor durch den Vorschubmotorkanal 42 ein Signal,
Material durch die Maschine für
die entsprechende Zeitlänge
vorzuschieben, um Verpackungsmaterial mit der Länge zu liefern, die der Bediener durch
das Tastenfeld gewählt
hat. Die Tastenfeldtasten sind vorzugsweise vorprogrammiert, so
dass jede Taste einer bestimmten Schnittlänge entspricht. Wenn beispielsweise
ein Bediener die Taste 12 auf dem Tastenfeld drückt, und
diese Taste vorprogrammiert war, einer Länge von 12 Zoll zu entsprechen, wird
der Mikroprozessor 48 dem Vorschubmotor 24 signalisieren
und den Vorschubmotor für
eine Zeitdauer einschalten, die gleich 12 Zoll an ausgeschobenem
Verpackungsmaterial entspricht, und der Mikroprozessor schaltet
dann den Vorschubmotor ab. Bei Fertigstellung des Vorschiebens des
Verpackungsmaterials der gewählten
Länge durch
die Maschine weist der Mikroprozessor 48 durch die Ausgangskanäle 36, 38 und 40 die
eingesetzte Schneidbaugruppe 26 automatisch an, einen Schnitt
durchzuführen.
Der Mikroprozessor 48 wartet dann darauf, dass die nächste Taste
auf dem Tastenfeld niedergedrückt
wird, und wiederholt den Prozess, um eine der niedergedrückten Taste
entsprechende Länge
an Verpackungsmaterial zu produzieren.
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Wenn
an dem Betriebsartwahlschalter 52 die Betriebsarteinstellung
Elektronisches Ausgabesystem (EDS = electronic dispensing system)
gewählt ist,
wird ein externer elektronischer Ausgabesensor eingesetzt, um die
Anwesenheit oder Abwesenheit einer ausgegebenen Länge aus
Verpackungsmaterial zu erfassen. Die Information hinsichtlich der
Anwesenheit oder Abwesenheit von Verpackungsmaterial wird durch
einen der Eingänge 50 dem
Mikroprozessor 48 zugeführt.
Wenn der Sensor erfasst, dass bei dem Schneidbereich der Maschine
kein Verpackungsmaterial übrig
ist, werden diese Informationen an den Mikroprozessor 48 weitergeleitet,
der durch den Vorschubmotorkanal 42 ein Signal an den Vorschubmotor 24 sendet,
eine gewisse Länge
von Material auszuschieben. Die durch die Maschine 10 vorzuschiebende
Länge von
Material wird durch die Einstellung eines Rändelrads, das unten beschrieben ist,
bestimmt und über
einen der Eingänge 50 dem Mikroprozessor 48 mitgeteilt.
Nach dem Vorschub von Material durch die Maschine 10 und
seinem Austritt an dem Schneidausgang meldet der elektronische Ausgabesensor
dem Mikroprozessor 48 die Anwesenheit des Verpackungsmaterials
am Schneidausgang der Maschine. Nachdem von dem Vorschubmotor 24 die
gesamte Länge
von Material durch die Maschine 10 vorgeschoben worden
ist, wartet der Mikroprozessor 48 eine kurze Zeit, damit der
Vorschubmotor anhalten kann, und sendet dann ein Signal über die
notwendigen Ausgangskanäle, um
die Durchführung
eines Schnitts durch die angebaute Schneidbaugruppe 26 anzuweisen.
Die elektronische Ausgabebaugruppe meldet dann weiterhin dem Mikroprozessor 48 die
Anwesenheit des Verpackungsmaterials am Ausgang der Maschine, bis
das Material entfernt wird. Nach dem Entfernen. des Materials meldet
der Sensor das Entfernen dem Mikroprozessor 48 durch die
Eingänge 50,
woraufhin der Mikroprozessor dem Vorschubmotor 24 wieder
ein Signal sendet, eine weitere Länge von Verpackungsmaterial
durch die Maschine vorzuschieben, und nachdem der Vorschub beendet
ist, sendet der Mikroprozessor ein Signal über die erforderlichen Ausgangskanäle, um zu
bewirken, dass die Schneidbaugruppe 26 das Material schneidet.
Dieser Prozess geht solange weiter, wie der Bediener damit fortfährt, das
geschnittene Verpackungsmaterial aus dem Ausgangsbereich der Maschine
zu entfernen.
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Die
Wahl der automatischen Schneidbetriebsart an dem Wahlschalter 52 bewirkt,
dass der Mikroprozessor 48 im Grunde den gleichen Prozess durchführt, wie
er oben für
die EDS-Betriebsart dargelegt ist, mit der Ausnahme, dass ein Bediener
keine Länge
von Verpackungsmaterial von der Maschine entfernen muss, damit die
nächste
Länge durch die
Maschine vorgeschoben und geschnitten wird. In dieser Betriebsart
weist der Mikroprozessor 48 den Vorschubmotor 24 durch
den Vorschubmotorkanal 42 an, über eine durch die Einstellung
des Rändelrads
bestimmte Zeitdauer Material durch die Maschine vorzuschieben. Nachdem
die gewünschte
Länge von
Material durch die Maschine vorgeschoben worden ist, schaltet der
Mikroprozessor 48 ab, um dem Vorschubmotor 24 zu
signalisieren, wartet eine kurze Zeit, damit der Vorschubmotor anhalten
kann, und sendet dann die entsprechenden Signale zu den Ausgangskanälen 36, 38, 40,
die die jeweiligen Schneidbaugruppen 26 steuern. Der Mikroprozessor 48 bewirkt
dann, dass vorbestimmte Längen
von Material in dieser Betriebsart fortlaufend vorgeschoben und
von der Maschine geschnitten werden, es sei denn, von dem Bediener
ist eine vorbestimmte Anzahl von Längen gewählt worden.
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Wenn
an dem Betriebsartwahlschalter 52 die Vorschub-Schneid-Fußschalter-Betriebsart gewählt ist,
erfolgt die Steuerung der Maschine durch den Mikroprozessor 48 nach
Anweisung durch einen von einem Bediener betätigten Fußschalter. Wenn ein Bediener
den Fußschalter
niederdrückt,
wird ein die Tatsache anzeigendes Eingangssignal durch einen der Eingänge 50 zu
dem Mikroprozesssor 48 gesendet. Als Reaktion sendet der
Mikroprozessor 48 ein Signal durch den Vorschubmotorkanal 42 zu
dem Vorschubmotor 24, Material durch die Maschine vorzuschieben.
Das von dem Mikroprozessor 48 zu dem Vorschubmotor 24 gesendete
Signal dauert an, bis der Druck des Bedieners auf dem Fußschalter
nachlässt
und der Mikroprozessor dann das Signal zu dem Vorschubmotor abschaltet,
eine kurze Zeit wartet, damit der Vorschubmotor anhalten kann, und dann
ein Signal zu den Ausgangskanälen 36, 38, 40 sendet,
die die Schneidbaugruppen 26 betätigen, das durch die Maschine
vorgeschobene Material zu schneiden.
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Die
fünfte
Betriebsart des Betriebsartwahlschalters 52 ist die Automatikvorschubbetriebsart.
In der Automatikvorschubbetriebsart signalisiert der Mikroprozessor 48 dem
Vorschubmotor 24 durch den Vorschubmotorkanal 42,
eine Länge
von Papier durch die Maschine vorzuschieben, wie durch die Position
des Rändelrads
bestimmt. Nachdem die entsprechende Länge von Verpackungsmaterial
durch die Maschine vorgeschoben worden ist, pausiert der Mikroprozessor,
bis ein Schnitt manuell angefordert wird. In dieser Betriebsart
muss der Bediener dann den Mikroprozessor anweisen, der Schneidbaugruppe
zu signalisieren, einen Schnitt durchzuführen. Der Bediener bewirkt
vorzugsweise das Durchführen
eines Schnitts durch gleichzeitiges manuelles Niederdrücken zweier
Schneidtasten.
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Wenn
die Tasten niedergedrückt
worden sind, werden beide Eingangssignale über die Eingangsleitungen 50 zu
dem Mikroprozessor 48 gesendet, und unter der Voraussetzung,
dass die Tasten fast gleichzeitig gedrückt worden sind, sendet der
Mikroprozessor ein Signal zum Schneiden des Materials durch die
entsprechenden Ausgänge
zu der an der Maschine eingesetzten Schneidbaugruppe 26. Nachdem
ein Schnitt fertiggestellt worden ist, sendet der Mikroprozessor 48 wieder
ein Signal zu dem Vorschubmotor 24, um zu bewirken, dass
die gewählte Materiallänge durch
die Maschine vorgeschoben wird, und wartet dann darauf, dass der
Bediener eine Anweisung gibt, dass ein Schnitt gemacht werden soll.
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Eine
Ausführungsform
der oben beschriebenen Universalsteuerung 16 wird in dem
Prinzipschaltbild der 3 bis 8 gezeigt.
Zunächst
unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 wird die
Wechselwirkung zwischen dem Mikroprozessor 48 und den Ausgangskanälen 36 bis 46 gezeigt.
Bei dem Mikroprozessor 48 kann es sich um einen beliebigen
einer Reihe von im Handel erhältlichen
Allzweckverarbeitungschips handeln, und vorzugsweise um einen, der sich
zum zweckmäßigen Anschluss
mit den Ausgangskanälen 36 bis 46 und
den Eingängen 50 durch einen
Speicher 60, wie beispielsweise eine programmierbare periphere
Einrichtung, die ROM, RAM und E/A-Kanäle enthalten kann, eignet.
Der Mikroprozessor 48 ist auch mit Tastenfeldeingängen 62 ausgestattet,
an denen ein Tastenfeld angebracht werden kann, wenn der Universalprozessor 16 in
der Tastenfeldbetriebsart arbeiten soll. Um die verschiedenen Ausgangskanäle zu steuern,
speichert der Mikroprozessor den entsprechenden Signalwert an einer
dem entsprechenden Ausgangskanal zugänglichen Stelle im Speicher 60.
Als Beispiel, um ein Signal dem Vorschubmotor 24 durch
den Vorschubmotorkanal 42 zu senden, legt der Mikroprozessor 48 den
gewünschten
Signalwert an einer durch die Leitung 62 zugänglichen
Stelle im Speicher 60 ab, um ein Signal zu dem Schnittmotor 28 durch
den Schnittmotorkanal 40 zu senden, wird der Signalwert
an einer durch die Leitung 66 zugänglichen Stelle abgelegt, und
um ein Signal durch den Gleichstrom-Schermagnetspulenkanal 36 zu
der Gleichstrom-Schermagnetspule oder durch den Wechselstrom-Steuermagnetspulenkanal 38 zu
der Wechselstrom-Steuermagnetspule
zu senden, wird der Signalwert an einer durch die Leitung 64 zugänglichen
Speicherstelle abgelegt. Wenn ein Steuersignal zu dem Vorschubmotorkanal 42 gesendet
wird, damit der Vorschubmotor 24 läuft, kann auch ein Betriebsstundenzähler 68 aktiviert
werden, der die Laufzeit der Polsterungsumarbeitungsmaschine verfolgt.
Um den Reserveausgangskanal 46 oder den Zählerkanal 44 (siehe 5)
zu steuern, legt der Mikroprozessor 48 einen Signalwert
an einer durch diese Kanäle
oder Einrichtungen zugänglichen Stelle
in dem Speicher 60 ab.
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Es
wird angemerkt, dass aufgrund der Tatsache, dass die Polsterungsumarbeitungsmaschine 10, in
der die Universalsteuerung 16 eingesetzt wird, mit lediglich
einer Schneidbaugruppe 26 verwendet wird, die Ausgangskanäle, die
eine Schneidbaugruppe steuern, von unterschiedlichen Arten von Schneidbaugruppen
gemeinsam benutzt werden können, beispielsweise
kann der Wechselstrom-Steuermagnetspulenkanal 38 eine
luftangetriebene Schneidbaugruppe oder die Eingriffskupplung 30 der
durch den Schnittmotor 28 angetriebenen Schneidbaugruppe 26 steuern,
oder eine einzelne Steuerleitung kann mehr als einen Ausgangskanal
steuern, etwa wie die Steuerleitung 64, die, wie gezeigt,
sowohl den Gleichstrom-Schermagnetspulenkanal 38 und den Wechselstrom-Steuermagnetspulenkanal 14 steuert. Weiterhin
wird zu jedem Zeitpunkt von einer Maschine 10 zwar lediglich
nur eine einzige Schneidbaugruppe 26 eingesetzt, doch kann
mehr als eine Steuerleitung verwendet werden, um eine einzige Schneidbaugruppe
zu steuern oder um eine andere Steuerung über die Maschine bereitzustellen.
In dem Fall, in dem die Polsterungsumarbeitungsmaschine 10 mit
einem Schnittmotor 28 eingesetzt wird, werden beide Steuerleitungen 64 und 66 verwendet,
um einen Schnitt zu tätigen.
Die Steuerleitung 66 weist durch den Schnittmotorkanal 40 den
Schnittmotor 28 an, zu laufen, während die Steuerleitung 64 durch den
Wechselstrom-Steuermagnetspulenkanal 38 die Wechselstrom-Steuermagnetspule
anweist, die Kupplung 30, die den Schnittmotor 28 und
die Schneidklingenbaugruppe 26 koppelt, in. Eingriff zu nehmen.
Die Steuerleitungen 62 und 64 werden ebenfalls
zusammmenwirkend verwendet, um sicherzustellen, dass der Vorschubmotor 24 nicht
arbeitet, wenn ein Schnitt eingeleitet. worden ist, da dies einen
Stau des Verpackungsmaterials in der Maschine bewirken kann. Ein
Paar Transistoren 70 und 72 sind mit den Steuerleitungen 62 und 64 zusammengeschaltet,
so dass nicht beide, der Vorschubmotor und eine Schneidbaugruppe 26,
gleichzeitig betätigt
werden können,
da durch die Anwesenheit eines Signals auf einer Steuerleitung die
andere Steuerleitung abgeschaltet wird.
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Die
Eingangssignale 50 zu dem Mikroprozessor 48 werden
durch verschiedene Schaltungen erzeugt, wie sie in den 6 bis 8 gezeigt
sind. 6 veranschaulicht die oben erörterte Rändelradschaltung 76.
Ein zweistelliges Rändelrad 78 ist über die
Busschnittstelle 80 und eine Steuerleitung 82 an den
Eingangsbus 50 angekoppelt und gestattet dem Bediener,
die Zeit zu wählen,
während
der der Mikroprozessor 48 den Vorschubmotor 24 über die
Steuerleitung 62 und den Vorschubmotorkanal 42 zu
laufen anweist, und somit die Länge
von während
der EDS-Betriebsart, der automatischen Schneidbetriebsart und der
automatischen Vorschubbetriebsart durch die Maschine vorzuschiebendem
Verpackungsmaterial. Die gewählte
Vorschublänge
wird über
den Eingangsbus 50 zu dem Mikroprozessor 24 gesendet.
In 6 bis 8 ist eine Reihe von Stromerfassungsschaltungen
gezeigt, die über
den Eingangsbus 50 zusätzliche
Eingangsssignale liefern, die den Mikroprozessor 48 durch
den Speicher 60 über
verschiedene Betriebsereignisse der Polsterungsumarbeitungsmaschine
informieren, ob zum Beispiel ein Schnitt fertiggestellt worden ist,
ob der Fußschalter
niedergedrückt
ist oder ob eine Schneidtaste niedergedrückt worden ist usw., sowie
die gewählte
Betriebsart für
die Universalsteuerung 16.
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Die
Stromerfassungsschaltungen sind jeweils ähnlich aufgebaut, erfassen
aber eindeutige Ereignisse. Eine beispielhafte Stromerfassungsschaltung
enthält
allgemein einen Kontakt 84, der Strom erhält, wenn
ein bestimmtes, für
diese Sensor schaltung spezifisches Ereignis eintritt. Wenn ein derartiges
Ereignis eintritt, geht Strom durch den Kontakt 84 zu einem
Kondensator 86, der elektrisch parallel an ein Paar Dioden 88 eines
Optokopplers 90 angeschlossen ist, die antiparallel angeordnet
sind. Wenn an den Dioden 88 ein Strom erfasst wird, der
anzeigt, dass das Ereignis, für
dessen Erfassung die jeweilige Sensorschaltung ausgelegt ist, schaltet
Licht von den Dioden den Phototransistor 92 ein, was bewirkt,
dass der Transistor eine von einem Widerstands-Kondensator-Filter 96 gefilterte
Konstantspannungsquelle 94 an einen Eingang 98 zu
der Busschnittstelle 100 koppelt. Die Busschnittstelle 100 liefert
das entsprechende Eingangssignal zu dem Speicher 60 über den
Eingangsbus 50, beispielsweise gesteuert durch die Steuerleitung 102.
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Unter
Verweis dann auf die spezifischen Sensorschaltungen erfasst die
Sensorschaltung 104 (RELAIS EIN), ob die Polsterungsumarbeitungsmaschine
zurückgesetzt
worden ist und ob alle Sicherheitsschalter geschlossen sind, was
anzeigt, dass die Abdeckung usw. der Maschine geschlossen ist. Der
Sensorzustand wird dann als Eingangssignal auf dem Eingangsbus 50 über den
Speicher 60 zu dem Mikroprozessor 48 gesendet.
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Die
Schaltung 106 (VORSCHUBUMKEHR) erfasst, wenn ein Bediener
eine Umkehrdrucktaste gedrückt
hat, die dem Bediener erlaubt, die Drehrichtung des Vorschubmotors 24 umzukehren.
Der Zweck der Vorschubumkehrfunktion besteht darin, ein Mittel zum
Auflösen
eines Verpackungsmaterialstaus bereitzustellen. Das gestaute Verpackungsmaterial
kann oftmals durch einfaches Umkehren des Vorschubmotors und Wegziehen
des Verpackungsmaterials von der Schneidbaugruppe, wo Staus am meisten
auftreten, ausgeräumt
werden. Der Zustand dieser Sensorschaltung 106 wird auch über den
Eingangsbus 50 durch den Speicher 60 dem Mikroprozessor 48 mitgeteilt.
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Die
Schaltung 108 (SCHNITT BEEND) erfasst den Zustand eines
Schnittbeendigungsschalters. Schneidbaugruppen, die zum Antreiben
einer Schneidklinge eine Gleichstrom-Magnetspule verwenden, weisen
eine wesentliche Eigenschaft auf, nämlich die, dass sie sich schnell
aufheizen, da ständig
Strom an die Magnetspule angelegt ist. Wenn sich eine derartige
Magnetspule zu stark erhitzt, verliert sie an Leistung und kann
nicht so effektiv schneiden, wie sie dies kann, wenn sie sich in
einem kühleren
Zustand befindet. Der Schnittbeendigungsschalter erfasst, ob ein
Schnitt des Verpackungsmaterials beendet worden ist. Die Sensorschaltung 108 erfasst den
Zustand des Schnittbeendigungsschalters und meldet dem Mikroprozessor 48 den
Zustand, so dass der Mikroprozessor die Lieferung von Strom an die Gleichstrom-Schermagnetspule
durch Senden eines entsprechenden Signals über die Steuerleitung 64 zu dem
Gleichstrom-Schermagnetspulenkanal 36 unterbrechen kann.
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Die
Position des Fußschalters,
der verwendet wird, wenn die Universalsteuerung 16 auf
die Vorschub-Schneid-Fußschalter-Betriebsart
eingestellt worden ist, wird von der Sensorschaltung 110 (VORSCHUB-FS)
erfasst. Die Sensorschaltung 110 erfasst die Position des
Fußschalters
und meldet dem Mikroprozessor 48 die Position. Wie oben
erörtert,
signalisiert in der Fußschalterbetriebsart,
falls der Fußschalter
niedergedrückt
ist, der Mikroprozessor 48 dem Vorschubmotor 24 durch
den Vorschubmotorkanal 42 und die Steuerleitung 62,
ständig
Papier durch die Maschine 10 vorzuschieben, während der
Fußschalter
niedergedrückt
ist. Wenn der Druck auf den Fußschalter
aufgehoben wird, meldet die Sensorschaltung dem Mikroprozessor 48,
dass der Fußschalter
freigegeben worden ist, und der Mikroprozessor schaltet das Signal
zu dem Vorschubmotor ab, was bewirkt, dass der Vorschubmotor anhält, und der
Mikroprozessor sendet dann über
die Steuerleitung 64 und 66 ein Signal zu den
Ausgangskanälen 36, 38 und 40,
was die angebaute Schneidbaugruppe 26 auffordert, einen
Schnitt durchzuführen.
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Die
Schaltung 112 (KLINGE) erfasst den Zustand eines Klingenschalters.
Der Klingenschalter erfasst, ob die Messerklinge sich in ihrer normalen
Ruheposition befindet, oder ob sich die Messerklinge an irgendeinem
anderen Punkt befindet, wie beispielsweise teilweise durch einen
Schnitt hindurch. Wenn sich die Messerklinge in ihrer Ruheposition
befindet, ist es ungefährlich,
Papier durch die Maschine 10 vorzuschieben, ansonsten könnte das
Papier, wenn sich die Messerklinge teilweise durch einen Schnitt hindurch
befände
und Papier vorgeschoben wäre,
in die Klinge vorschieben und die Maschine verstopfen. Die von der
Schaltung 112 erfasste Position der Messerklinge wird dem
Mikroprozessor 48 gemeldet, der Signale zu dem Vorschubmotor 24 abschaltet,
bis die Schaltung 112 erfasst hat, dass die Messerklinge
in ihre Ruheposition zurückgekehrt
ist.
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Die
Schaltung 114 (EDS ERF) erfasst die Anwesenheit oder Abwesenheit
von Verpackungsmaterial bei dem Bereich der Schneidbaugruppe 26 der Polsterungsumarbeitungsmaschine 10 und
meldet dem Mikroprozessor 48 die Informationen. Wenn sich die
Universalsteuerung 16 in der EDS-Betriebsart befindet,
signalisiert der Mikroprozessor 48 dem Vorschubmotor 24 automatisch,
eine durch die Rändelradschaltung 76 (6)
bestimmte Länge
von Verpackungsmaterial durch die Maschine 10 vorzuschieben,
und signalisiert der angebauten Schneidbaugruppe 26, das
Material zu schneiden, nachdem die entsprechende Länge vorgeschoben
worden ist, und zwar immer dann, wenn die Schaltung 114 erfasst, dass
die letzte Länge
von vorgeschobenem Verpackungsmaterial aus dem Austrittsbereich
entfernt worden ist.
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Die
Beschreibung der Sensorschaltungen unter Bezugnahme auf 8 fortführend entsprechen
die Sensorschaltungen 116 (L-SCHNITT), 118 (R-SCHNITT)
und 120 (SCHNITT BEEND) den drei an der Polsterungsumarbeitungsmaschine 10 angeordneten
Drucktasten, die es dem Bediener gestatten, von Hand zu bewirken,
dass die Schneidbaugruppe 26 das durch die Maschine 10 vorgeschobene
Verpackungsmaterial schneidet. Diese Schaltungen werden von dem
Mikropro zessor 48 erkannt, wenn sich die Universalsteuerung 16 in
der Betriebsart Automatikvorschub befindet. Als Sicherheitsmaßnahme ist
es bevorzugt, dass der Mikroprozessor 48 ein Eingangssignal
von einer der Schaltungen 116, 118 fast gleichzeitig
mit der Erfassung eines Eingangssignals von der Schaltung 120 erfasst,
was anzeigt, dass die Taste SCHNITT BEEND und eine der Tasten L-SCHNITT
oder R-SCHNITT fast gleichzeitig gedrückt worden sind, ehe der Mikroprozessor
der an einen der Ausgangskanäle 36, 38 oder 40 angeschlossenen
Schaltbaugruppe 26 signalisiert, einen Schnitt durchzuführen. Das
Drücken
einer der Drucktasten durch den Bediener bewirkt, dass die entsprechende
Schaltung 116, 118, 120 über den
Eingangsbus über
die Busschnittstelle 122, die Eingangsleitung 124 und
die Steuerleitung 126 ein Eingangssignal an den Speicher 60 liefert.
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Die
Sensorschaltungen 128, 130, 132 und 134 erfassen
die Position des Betriebsartwahlschalters 52 und zeigen
an, ob der Betriebsartwählerschalter
auf die Tastenfeldbetriebsart (TASTENFELD), die EDS-Betriebsart
(EDS-WAHL), die automatische Schneidbetriebsart (A/M-SCHNEIDEN)
bzw. die Vorschub-Schneid-Fußschalter-Betriebsart
(V/S-COMB) eingestellt ist und meldet dem Mikroprozessor 48 derartige
Informationen über
den Eingangsbus 50 zu dem Speicher 60. Für den Fall,
dass der Betriebsartwahlschalter 52 weder auf die Tastenfeldbetriebsart, die
EDS-Betriebsart, die automatische Schneidbetriebsart, oder die Vorschub-Schneid-Fußschalter-Betriebsart
eingestellt ist, greift der Mikroprozessor 48 auf einen
Betrieb gemäß der oben
beschriebenen automatischen Vorschubbetriebsart zurück.
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Die
Sensorschaltung 136 (ZÄHLER)
erfasst, wann eine vorbestimmte Anzahl von Längen aus Vorratsmaterial erzeugt
worden ist. Wenn sich die Maschine in der automatischen Vorschubbetriebsart
befindet, stellt der Bediener den Zähler auf die erwünschte Anzahl
von Blöcken
ein. Wenn diese Anzahl erreicht ist, wird ein sich in dem Zähler schließender Kontakt
erfasst, und die Schaltung 136 informiert den Mikroprozessor 48,
dass die Anzahl von Verpackungslängen
erreicht worden ist, und der Mikroprozessor schaltet den automatischen
Vorschubbetrieb ab.
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Es
sind auch eine Reihe von Reserveerfassungsschaltungen 138 (RESERVE1), 140 (RESERVE2)
vorgesehen, wie in 6 zu sehen, damit auf der Grundlage
zusätzlicher
Eingangssignale der Mikroprozessor 48 erweiterte Steuerfunktionen durchführen kann.
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Wie
oben erwähnt,
kann der Betriebszustand der Maschine dem Bediener durch ein alphanumerisches
Display 54 (siehe 2 und 5)
angezeigt werden. Das alphanumerische Display kann ein beliebiges
von verschiedenen im Handel erhältlichen Displays
sein, die an den Mikroprozessor 48 angeschlossen werden
können.
Der Mikroprozessor 48 liefert dem Display 54 Informationen
zur Anzeige gemäß über den
Eingangsbus 50 oder durch andere Eingänge empfangenen Informationen,
die dem Mikroprozessor 48 die Betriebsart der Maschine
sowie die Tatsache, ob während
des Betriebs irgendwelche Fehler erfasst worden sind, anzeigen.
Vorzugsweise blitzen oder blinken die auf dem Display 54 angezeigten
Fehlercodes, um die Bemerkbarkeit des erfassten Fehlers zu steigern.
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Beispiele
von Fehlern, die von dem Mikroprozessor 48 erfasst werden
können,
sind Staus in der Vorschub- oder Schneidbaugruppe 19, 26.
Um die Erfassung derartiger Fehler zu erleichtern, wird zum Erfassen
der Drehung und der Drehgeschwindigkeit der Zahnräder und
des Vorschubmotors 24 (siehe 1) in der
Nähe der
Prägezahnräder in der Getriebebaugruppe 22 vorzugsweise
ein Codierer 144, wie beispielsweise ein induktiver Näherungsschalter,
positioniert, obwohl andere Formen von Sensormitteln eingesetzt
werden könnten,
um die Drehgeschwindigkeit der verschiedenen Komponenten der Vorschubbaugruppe 19 zu
erfassen. Wenn der Mikroprozessor 48 bestimmt, dass die
Drehgeschwindigkeit des Vorschubmotors 24 unter einen bestimmten
Schwellwert gefallen ist, was einen Papierstau in der Vorschubbaugruppe 19,
wie beispielsweise in der Getriebebaugruppe 22 oder der
Formgebungsbaugruppe 20, andeutet, hält der Mikroprozessor den Vorschubmotor 24 an
und zeigt auf dem Display 54 einen entsprechenden Fehlercode
an, so dass sich der Bediener der Korrektur des Fehlers widmen kann.
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Um
einen Stau in der Schneidbaugruppe 26 zu erfassen, kann
der Mikroprozessor 48 analog die Position der Schneidklinge überwachen,
wie sie durch die Klingenpositionserfassungsschaltung 112 (siehe 7)
bestimmt wird. Wenn sich die Klinge nach einem Schnitt nicht in
ihrer Ruheposition befindet oder sie nach einem Zeitraum ab der
Einleitung eines Schneidzyklus nicht in ihre Ruheposition zurückkehrt,
schaltet der Mikroprozessor 48 den Schneidbetrieb der Maschine
ab und sendet einen entsprechenden Fehlercode an das Display 54,
um den Bediener über
den Stau in der Schneidbaugruppe 26 zu informieren.
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Unter
Bezugnahme auf 9 wird eine Steuerung 216 zur
Kommunikation mit einem entfernten Prozessor 218, wie beispielsweise
einem entfernten Terminal oder einem entfernten Personal Computer, über ein
Paar Modems 220 bzw. 222 über eine Übertragungsleitung 224 gezeigt.
(Der abgesetzte Prozessor 218 und das entsprechende Modem 222 sind
durch den gestrichelten Kasten 226 als von der Steuerung 216 getrennt
bezeichnet, was eine abgesetzte Stelle, wie beispielsweise ein Servicecenter,
andeutet.) Die Steuerung 216 entspricht allgemein der oben
bezüglich 1 bis 8 beschriebenen
Steuerung 16. Wie oben erörtert, empfängt der Mikroprozessor 48 eine
Reihe von Eingangssignalen 50, die beispielsweise von den
in den 6 bis 8 gezeigten Stromerfassungsschaltungen
erfassten Ereignissen entsprechen. Zu den von den Stromerfassungsschaltungen
erfassten Informationen zählt
der Betriebszustand der Maschine, ob sich beispielsweise die Maschine
in der Tastenfeldbetriebsart, der elektrischen Ausgabebetriebsart,
der automatischen Schneidbetriebsart usw. befindet, und es zählen weiterhin
dazu die Erfassung von Maschinenfehlern, wie beispielsweise Staus
in der Vorschub- oder Schneidbaugruppe 19, 26,
sowie die Anzahl von Schnitten, die von der Maschine beendet worden
sind, die Anzahl von Blöcken,
die von der Maschine produziert worden sind, und verschiedene andere
Informationen.
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Die
Steuerung 216 kann auch mit einer Echtzeituhr 228 ausgestattet
sein, damit der Mikroprozessor 48 eine Reihe zeitlich festgelegter
Ereignisse aufzeichnen kann, beispielsweise die Gesamteinschaltzeit
der Maschine, die Gesamtzeit, während
der die Maschine aktiv ist, im Gegensatz zu der Zeit, die der Wartung
gewidmet ist, die in jeder der Betriebsarten verbrachte Zeit, die
Gesamtlaufzeit des Vorschubmotors oder des Schnittmotors und die
Gesamtzeit, während
der der Vorschubmotor umgekehrt läuft. Mit der Echtzeituhr 228 können von
dem Mikroprozessor 48 erfassten Fehlerereignissen auch
Uhrzeit und Datum zugeschrieben werden.
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Alle
von dem Mikroprozessor 48 empfangenen Informationen können zur
späteren
Abfrage in einem nichtflüchtigen
Speicher 230 gespeichert werden. Falls erwünscht, kann
durch Kommunikation zwischen dem entfernten Prozessor 218 und
dem Mikroprozessor 48 über
die Modems 220 und 222 von einer entfernten Stelle 226 aus
auf die in dem nichtflüchtigen
Speicher 230 gespeicherten Informationen zugegriffen werden.
Bei den Modems 220 und 222 kann es sich um herkömmliche,
im Handel erhältliche Modems
handeln, die über
eine Telefonleitung 224 durch herkömmliche Kommunikationsprotokolle
in Verbindung stehen, wie der Fachmann versteht.
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In
vorgeplanten Zeitabständen,
beispielsweise am Ende eines Tags oder am Ende einer Woche, können die
in dem nichtflüchtigen
Speicher 230 der Steuerung 216 gespeicherten Informationen
automatisch zu einem entfernten Prozessor 218 heruntergeladen
werden. Alternativ dazu kann eine Serviceperson an der entfernten
Stelle 226 den Mikroprozessor 48 durch die Verbindung
mit dem entfernten Pro zessor 218 über die Modems 220 und 222 anweisen,
die in dem nichtflüchtigen
Speicher 230 gespeicherten Informationen wie gewünscht zu
dem entfernten Prozessor 218 herunterzuladen. Durch die
Verbindung zwischen dem entfernten Prozessor 218 und dem
Mikroprozessor 48 kann weiterhin eine Serviceperson, während die
Maschine läuft,
den Zustand aller Maschineneingänge 50,
die den Sensoren und anderen oben beschriebenen Eingängen entsprechen,
fast in Echtzeit beobachten. Dadurch kann die Serviceperson Fehler
in der Maschine 10 wirksam diagnostizieren, da die Serviceperson
die Eingänge 50 beobachten
kann, während
ein Fehler auftritt. Die von dem nichtflüchtigen Speicher 230 zu
dem entfernten Prozessor 218 runtergeladenen Informationen
können auch
verwendet werden, um die Wartung für die Maschine zu planen und
in solchen Fällen
Fakturierungsfunktionen durchzuführen,
in denen einem Kunden die Benutzung der Maschine 10 auf
der Grundlage ihrer Betriebszeit, der durch die Maschine vorgeschobenen
Papiermenge oder der Länge
oder Anzahl von der Maschine produzierten Blöcken in Rechnung gestellt wird.
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In
Fällen,
in denen eine Serviceperson sich am Ort der Polsterungsumarbeitungsmaschine 10 befindet,
ist es auch möglich,
durch den gleichen, für die
Kommunikation mit dem entfernten Prozessor 218 vorgesehenen
Kanal auf den nichtflüchtigen Speicher 230 zuzugreifen.
In einem derartigen Fall kann zum Zugreifen auf die in dem nichtflüchtigen Speicher 230 gespeicherten
Informationen, anstatt dass das Modem 220 an den Mikroprozessor 48 angeschlossen
ist, ein Personal Computer oder ein anderes Terminal an den Mikroprozessor 48 angeschlossen
sein. Dies gestattet einer Serviceperson während der Pflege der Maschine
mehr Zugang zu den Informationseingängen 50 zu dem Mikroprozessor 48.
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In
Fällen,
in denen einem Kunden die Benutzung der Maschine auf der Grundlage
der verwendeten Papiermenge in Rechnung gestellt wird, ist es möglicherweise
wünschenswert,
ein mit dem Mikroprozessor 48 in Verbindung stehendes Papierverbrauchsmessgerät 232 vorzusehen.
Es ist zwar möglich,
dass der Mikroprozessor 48 in dem nichtflüchtigen
Speicher 230 eine laufende Gesamtsumme von von der Maschine
verbrauchtem Papier speichert, indem die durch die Echtzeituhr 228 gemessene
Zeit, während
der der Vorschubmotor läuft,
indirekt gemessen und diese Zeit mit der Papiergeschwindigkeit multipliziert
wird, vorausgesetzt, die Geschwindigkeit des Vorschubmotors ist
bekannt und konstant, in einigen Fällen kann der Papierverbrauch
durch die Verwendung des Papierverbrauchsmessgeräts 232 präziser bestimmt
werden. Ein derartiges Messgerät kann
eine Kontaktwalze enthalten, die sich entlang dem in die Maschine
vorgeschobenen Papier dreht, um die Länge an verbrauchtem Papier
direkt zu messen, oder es kann durch ein beliebiges anderes herkömmliches
Mittel zur Längenmessung
verkörpert werden.
Der Papierverbrauch sowie andere in dem nichtflüchtigen Speicher 230 gespeicherte
Informationen können
gegebenenfalls zur Anzeige auf dem Display 54 sowie durch
den entfernten Prozessor 218, wie oben beschrieben, zur
Verfügung
gestellt werden.
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Wenn
es gewünscht
ist, beispielsweise für Fakturierungszwecke,
oder wenn die Länge
des zu produzierenden Blocks genau in einen Behälter passen muss, die von einer
Maschine produzierte Menge an Verpackungsprodukt oder Füllung präzise zu
bestimmen, kann die Maschine 10 mit einer Längenmesseinrichtung 234 ausgestattet
werden. Eine Ausführungsform
einer Längenmesseinrichtung
ist in den 10 und 11 beschrieben
und in der eigenen US-Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 08/155,116,
auf die hiermit in ihrem vollen Umfang ausdrücklich Bezug genommen wird,
umfassender beschrieben. Die veranschaulichte Längenmesseinrichtung 234 ist
zur Überwachung
der Winkelbewegung der Getriebebaugruppe 22 positioniert.
Die Längenmesseinrichtung 234 enthält ein sich
drehendes Glied 280, das an der Getriebewelle 281 angebracht
ist, und einen Monitor 282, der die Winkelbewegung des
Glieds 280 und somit der Getriebewelle 281 überwacht.
Das sich drehende Glied 280 ist vorzugsweise eine Scheibe
mit einer Reihe von Öffnungen 284,
die in gleichen Umfangsbeträgen
angeordnet sind. Besonders bevorzugt ist das sich drehende Glied 280 eine
schwarze, nichtreflektierende Aluminiumscheibe mit zwölf Öffnungen.
Auf diese Weise entspricht jede Öffnung 284 einer
Winkelbewe gung von 30° und
in der bevorzugten Ausführungsform
einer Blocklänge
von einem Zoll.
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Der
Monitor 282 umfasst einen photooptischen Sender-Empfänger 286,
der Lichtstrahlen sendet und empfängt, und einen Reflektor 288,
der die gesendeten Lichtstrahlen reflektiert. Der Sender-Empfänger 286 ist
an dem Maschinenrahmen montiert und so positioniert, dass bei Drehung
des sich drehenden Glieds 280 gesendete Lichtstrahlen durch
die Öffnungen 284 gehen.
Der photooptische Sender-Empfänger 286 enthält vorzugsweise
eine elektrische Schaltung, die in der Lage ist, Unterbrechungen
beim Empfang von Lichtstrahlen weiterzugeben. Der Reflektor 288 ist
an dem Maschinenrahmen montiert und zum Empfang von gesendeten, durch
die Öffnungen 284 gehenden
Lichtstrahlen positioniert.
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Bei
Drehung des sich drehenden Glieds 280 gehen von dem Sender-Empfänger 286 gesendete Lichtstrahlen
durch eine erste Öffnung 284,
treffen auf den Reflektor 288 und werden zu dem Sender-Empfänger 286 zurückreflektiert.
Nachdem sich diese Öffnung 284 aus
der Ausrichtung zu dem Sender-Empfänger 286 (und dem
Reflektor 288) gedreht hat, wird der Empfang reflektierter
Lichtstrahlen durch den Sender-Empfänger 286 solange
unterbrochen, bis sich die nächste Öffnung 284 in
Ausrichtung bewegt. Somit würde
es mit dem bevorzugten sich drehenden Glied 280 bei jeder
Umdrehung des Glieds 280 und somit bei jeder Umdrehung
der Antriebsgetriebewelle 281 zu zwölf Unterbrechungen kommen.
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Der
Sender-Empfänger 286 gibt
das Auftreten einer Unterbrechung in Form eines Impulses an den
Prozessor 48 (9) weiter. Der Prozessor 48 verwendet
diese Informationen, um die Getriebebaugruppe 22 zu steuern
(d.h., um über
den Vorschubmotorkanal 42 Aktivierungs/-Deaktivierungssignale an
den Vorschubmotor zu senden), und verwendet diese Informationen
somit, um Blocklängen
zu steuern, so wie dazu, die Gesamtlänge eines produzierten Blocks
zu bestimmen und in dem nichtflüchtigen Speicher 230 zu
speichern.
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Unter
Bezugnahme auf 12 wird eine Steuerung 216' gezeigt, die
im Wesentlichen die gleiche ist wie die oben beschriebene Steuerung 216 und
einen Papiercodeleser 300 und eine Behältersonde 302 enthält. Die
Steuerung 216' ist
zwar nur mit dem Codeleser 300 und der Behältersonde 302 und
dem nichtflüchtigen
Speicher 230 veranschaulicht, die Steuerung kann aber auch
das Modem 220 zur Kommunikation mit einem entfernten Prozessor 218,
die Echtzeituhr 228, das Papierverbrauchsmessgerät 232 und
die Längenmesseinrichtung 234, unter
Bezugnahme auf 9 beschrieben, enthalten. Der
Papiercodeleser 300 und die Behältersonde 302 können auch
getrennt oder zusammen verwendet werden.
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Der
Papiercodeleser 300 liest auf dem Vorratspapier 304 codierte
Informationen, während
das Papier durch die Maschine vorgeschoben wird, bevor das Papier
in die Umarbeitungsbaugruppe 20 eintritt, um Art, Herkunft
oder Partie des Vorratspapiers zu identifizieren oder zu verifizieren.
Solche Informationen können
der Serviceperson bei der Diagnose von Maschinenproblemen helfen,
wie zum Beispiel von Problemen, die bei Maschinen aufgetreten sind,
die eine bestimmte Papierpartie verwendet haben, oder sie kann dazu
verwendet werden, Informationen hinsichtlich der Polsterungseigenschaften
eines aus derartigem Papier geformten Blocks zu bestimmen, wie sie
zwischen beispielsweise einlagigem oder mehrlagigem Papiervorrat
schwanken können.
Letztere Art von Information kann von besonderem Wert sein, wenn
die Maschine 10 die Menge an Block, um einen gegebenen
Behälter
angemessen auszupolstern, automatisch bestimmt und produziert. Die
Steuerung 216' kann
in einigen Fällen
ausgelegt sein, nur nach Verifizierung gewisser Arten von Vorratspapier durch
den Papiercodeleser 300 Blöcke zu produzieren, um beispielsweise
aus der Verwendung von ungeeignetem Vorratspapiermaterial an der
Maschine 10 entstehende Schäden zu verhindern.
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Der
Papiercodeleser 300 ist vorzugsweise ein herkömmlicher
Strichcodeleser, wobei das Vorratspapier einen mit den gewünschten
Informationen codierten entsprechenden Strichcode trägt. Mit
dem Papiercodeleser 300 können dem Prozessor 48 auch Papierlängeninformationen
zugeführt
werden, wenn die Strichcodes mit bekannten räumlichen Abständen auf
das Vorratspapier 302 gedruckt oder mit Längeninformationen
codiert sind. Bei dem Papiercodeleser 300 kann es sich
auch um eine andere Art von Informationsabfragesystem mit beispielsweise
einem optischen Codeleser, der kein Strichcodeleser ist, oder einem
Leser, der ausgelegt ist, die Anwesenheit codierter Informationen
unter Verwendung von Ultraviolettlicht zu lesen oder zu erfassen,
handeln.
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Von
dem Papiervorrat 304 durch den Papiercodeleser 300 erfasste
Informationen werden an den Prozessor 48 übertragen,
wo sie bearbeitet und/oder gegebenenfalls zur späteren Abfrage von dem nichtflüchtigen
Speicher 230 gespeichert werden können. Die verbrauchte Anzahl
an Rollen bzw. die Menge an Vorratspapier von einer bestimmten Herkunft
oder die verbrauchte Anzahl von Rollen bzw. die Menge an Vorratspapier
mit einer gewissen Qualität,
Dicke oder Lage sind Beispiele für
Nutzinformationen zur Speicherung in dem nichtflüchtigen Speicher 230.
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Die
Behältersonde 302 kann
als Codeleser, wie beispielsweise ein Strichcodeleser, ausgeführt sein,
der von einem Behälter 306 Informationen
liest, der die Menge an Block und die Längen von Blöcken bestimmt, die zu produzieren
sind, um den Behälter angemessen
zu polstern. In einem derartigen Fall würde ein Strichcode auf den
Behälter 306 oder
auf eine mit dem Behälter
gelieferte Packrechnung gedruckt oder auf andere Weise daran angebracht,
und der Strichcodeleser wäre
positioniert, den Strichcode zu lesen, während der Behälter zu
einer bekannten Position bezüglich
der Maschine 10 befördert
oder der Strichcode an dieser bekannten Position angeordnet wird.
Nach dem Lesen der Informationen von dem Strichcode überträgt die Behältersonde 302 die Informationen
zu dem Prozessor 48, der die Informationen verwenden kann,
um die Maschine 10 anzuweisen, die erforderliche Anzahl
und Längen
von Blöcken
nach Bestimmung durch eine Nachschlagetabelle oder wie direkt in
den Strichcode codiert zu produzieren. Der Bediener würde dann
die von der Maschine 10 automatisch produzierten Blöcke nehmen und
sie in dem Behälter 306 plazieren,
ohne weitere Wechselwirkung zwischen dem Bediener und der Maschine.
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Die
Behältersonde 302 kann
auch in Form einer Sonde vorliegen, die das Hohlraumvolumen des Behälters tatsächlich misst.
Eine derartige Sonde kann eine mechanische Sonde wie beispielsweise ein
Stempel, ein Luftzylinder oder eine andere Niederdrucksonde sein,
die den Behälter 306 sondiert, um
das zum Füllen
des Behälters
erforderliche Volumen an Füllung
zu bestimmen. Eine mechanische Sonde kann den Behälter 306 an
einer oder mehreren Stellen sondieren, um die benötigte Blockmenge zu
bestimmen. Die mechanische Sonde kann auch im Zusammenhang mit einem
Strichcodeleser verwendet werden oder im Zusammenhang mit Sensoren
verwendet werden oder diese ersetzen, die die Abmessungen oder den
Füllungsgrad
des Behälters 306 messen,
einschließlich
optischer und Ultraschallsensoren und einem Sensor, der andere Formen
des maschinellen Sehens oder der Mustererkennung verwendet.
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Ein
fehlertolerantes Polsterungsproduktionsnetz 400 ist schematisch
in 13 dargestellt. Ein derartiges
Netz 400 würde
in der Regel eine Reihe von Polsterungsumarbeitungsmaschinen 10 enthalten,
die jeweils vorzugsweise eine Steuerung 402, wie beispielsweise
die oben beschriebenen Steuerungen 16, 216 und 216' aufweisen,
zum Steuern der Blockproduktions- und Diagnosefunktionen der Maschine.
Die individuellen Maschinen 10 würden auch von einer übergeordneten
Steuerung 404 gesteuert werden, bei der es sich um eine
spezifische, in einem Personal Computer implementierte übergeordnete Steuerung,
oder einen ähnlichen
Prozessor handeln kann oder die sich in einer Polsterungsumarbeitungsmaschine
befinden kann, wobei sie dann in diesem Fall ihre Hostmaschine steuern
würde sowie
ihrer Hostmaschine und anderen Maschinen in dem Netz 400 übergeordnete
Steuerfunktionen geben würde. Die übergeordnete
Steuerung 404 kann in einem herkömmlichen "Master-Slave"-Modus mit Steuerungen 402 jeder
Maschine 10 in Verbindung stehen, oder die Steuerungen
können
in einem herkömmlichen "Peer-to-Peer"-Modus miteinander
in Verbindung stehen, und zwar in Abhängigkeit von dem Grad des gegenseitigen
Verkehrs zwischen den Maschinen 10, der gewünscht wird,
und davon, ob gewünscht
ist, eine übergeordnete
Mastersteuerung einzusetzen.
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Wenn
das Netz 400 in dem Master-Slave-Modus arbeitet, werden
einzelne oder mehrere Maschinen 10 von der übergeordneten
Steuerung 404 angewiesen, Blöcke der gewünschten Zahl und mit den gewünschten
Längen
zu produzieren. Die übergeordnete
Steuerung 404 kann die Arbeit gemäß Arbeitsplänen und Wartungsplänen der
Maschinen auf die verschiedenen Maschinen verteilen und kann eine
Maschine, die die übergeordnete
Steuerung über
einen Fehlerzustand, wie beispielsweise einen Papierstau oder die
Tatsache, dass der Maschine der Papiervorrat ausgegangen ist, informiert hat,
umgehen oder Arbeit von dieser Maschine neu verteilen. Die Maschinen
können
auch Informationen und Fehlerzustände miteinander kommunizieren.
Es ist zwar vorteilhaft, dass jede Maschine 10 mit einer getrennten
Steuerung 402 ausgestattet ist, doch kann eine Maschine
durch die übergeordnete
Steuerung 404 gesteuert werden, ohne dass es einer individuellen
Steuerung für
jede Maschine bedarf.
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Wenn
das Netz 400 in dem Peer-to-Peer-Modus arbeitet, ist eine
primäre
oder erste Maschine dabei, Blöcke
zu produzieren, während
die übrige
Maschine bzw. die übrigen
Maschinen inaktiv sind. Wenn die erste Maschine ausfällt, kann
bzw. können
die verbleibende Maschine bzw. die verbleibenden Maschinen automatisch
von der ersten Maschine übernehmen.
Ein derartiges Netz könnte
zwischen zwei Maschinen 10a und 10b an beiden
Enden eines umkehrbaren Fördersystems 410,
wie es in 14 gezeigt ist, implementiert
werden. In diesem Fall ist in normalem Betrieb eine Maschine aktiv,
während
die andere Maschine stillsteht. Die aktive Maschine, etwa Maschine 10a,
produziert Blöcke
der gewünschten
Länge und
setzt die Blöcke auf
das Fördersystem 410,
das den Block von der aktiven Maschine 10a weg und zu einem
Bediener trägt.
Wenn die Maschine 10a inoperabel wird, wie etwa aufgrund
eines Staus oder beispielsweise eines Papiermangels, oder ein Wechsel
in geplanten Intervallen gewünscht
ist, wird die Maschine 10a inaktiv, und die Maschine 10b übernimmt
die Blockproduktionsfunktionen. Zu diesem Zeitpunkt würde die
Richtung des Fördersystems 410 ebenfalls
die Richtung umkehren, um von der Maschine 10b produzierte Blöcke von
dieser Maschine weg und zu einem Bediener hin zu tragen.
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Oben
ist zwar eine Zahl von Steuerungen bezüglich einer Zahl spezifischer
Polsterungsumarbeitungsmaschinen beschrieben worden, es ist aber ohne
weiteres offensichtlich, dass die Steuerungen der vorliegenden Erfindung
beim Steuern des Betriebs vieler Arten bzw. Konfigurationen von
Polsterungsumarbeitungsmaschinen einen großen Bereich an Anwendungen
aufweisen. Die Vielseitigkeit und der Aufbau der Steuerungen sowie
das Vorsehen von Reservesteuerungskanälen gestattet auch eine kundenspezifische
Anpassung von Steuerungsfunktionen für unterschiedliche Maschinenanwendungen und
die Steuerung von zusätzlichen
Einrichtungen.