Система контроля за забивкой заготовок в печатной секции

Авторы патента:

B31B1 - Устройства для выполнения различных операций при изготовлении картонажных изделий (устройства для выполнения операций общего назначения см. соответствующий общий класс)

Полезная модель относится к оборудованию для упаковочной промышленности и может быть использована при оснащении автоматических линий для производства упаковки из картона и гофротары. Технический результат заключается в получении полноценной системы контроля за забивкой заготовок в оснащенной штатной системой контроля автоматической линии, включающей последовательно расположенные и соединенные между собой секцию подачи заготовок и N (N>/=1) печатных секций, и достигается за счет того, что в системе контроля за забивкой заготовок в печатной секции автоматической линии, включающей по существу последовательно расположенные и соединенные между собой секцию подачи заготовок и N печатных секций, состоящей из программируемого логического контроллера (К_N) печатной секции (ПС_N), один вход (Вх1) которого соединен с установленным на выходе этой печатной секции фотоэлектрическим датчиком (ФД_N), сигнал от которого является постоянным, если в его поле зрения находится заготовка, или изменяется, если заготовка вышла из этой печатной секции, ко второму входу (Вх2) указанного контроллера (К_N) подключен фотоэлектрический датчик (ФД_N-1), установленный на выходе предыдущей печатной секции (ПС_N-1) и посылающий на указанный контроллер (К_N) импульсный сигнал при каждом уходе заготовки с выхода этой печатной секции (ПС_N-1), при этом для первой печатной секции (ПС₁) фотоэлектрическим датчиком (ФД_N-1), подключенным ко второму входу (Вх2) контроллера (К₁) этой печатной секции (ПС₁ ) является фотоэлектрический датчик (ФД0), установленный на выходе из секции подачи заготовок, где N>/=1.

Полезная модель относится к оборудованию для упаковочной промышленности и может быть использована, например, при оснащении автоматических линий для производства упаковки из картона и гофротары, содержащих последовательно расположенные и соединенные между собой секцию подачи заготовок и N (N>/=1) печатных секции.

Мировым ведущим поставщиком оборудования и услуг для изготовителей упаковки из картона, гофрокартона и гибких материалов является основанная Йозефом Бобстом в 1890 г.швейцарская компания BOBST (www.bobst.com).

Известна (http://company.unipack.ru/1503/gallery/29140) автоматическая линия (АЛ) по производству упаковки из гофрированного картона с многокрасочной флексопечатью - мобильная флексофальцесклеивающая машина с печатью высокого разрешения FFG 924 FP фирмы MARTIN (Франция). Указанная АЛ состоит из последовательно расположенных и соединенных друг с другом: секции подачи заготовок (СПЗ); печатных секций (ПС), предназначенных для нанесения краски на гофрозаготовку при помощи печатного клише, каждая из которых работает только с одним цветом краски, поэтому общее количество цветов, нанесенных на гофрозаготовку, соответствует количеству печатных секций АЛ; секции сушки (краски); секции высечки, предназначенной для вырезания из гофрозаготовки необходимых контуров гофроящика; секции просечки для вырезания отверстий (если необходимо) в стенках изготовляемого гофроящика; фальцевально-склеивающей секции для складывания гофрозаготовки в гофроящик и склеивания его; счетной секции для формирования пачки из готовых гофроящиков с необходимым количеством в пачке.

Наиболее распространенной причиной порчи печатных клише, приводящей к ощутимым финансовым потерям в таких АЛ, является забивка заготовок как между печатными секциями, так и внутри печатных секций.

Принятая за прототип штатная система контроля за забивкой картона в печатных секциях АЛ FFG 924 FP (далее - штатная система контроля) для N печатных секций (ПС1-ПС_N) состоит из фотоэлектрических датчиков (ФД1-ФД_N ), установленных на выходе каждой печатной секции (ПС1-ПС_N) и программируемых логических контроллеров (К0, К1-К_N), установленных на секции подачи заготовок (СПЗ) и на каждой печатной секции (ПС1-ПС_N). К одному входу (Вх1) каждого из контроллеров (K1К_N) соответствующей печатной секций (ПС1ПС_N) подключен установленный на ее выходе фотоэлектрический датчик (ФД1ФД_N), сигнал которого является постоянным (не изменяется), если в его поле зрения находится заготовка (постоянно видит под собой заготовку). Ко второму входу (Вх0) каждого из контроллеров (K1К_N) подключен контроллер (К0) секции подачи заготовок, который посылает импульсный сигнал на контроллеры (K1К_N) всех печатные секции (ПС1ПС_N) при каждом уходе заготовки с СПЗ.

Принцип работы указанной штатной системы контроля АЛ при наличии СПЗ и двух печатных секций (ПС1 и ПС2) заключается в следующем. При нормальной (без забивки заготовок) работе АЛ от ФД1 на К1 должны поступать импульсные сигналы (заготовка на выходе ПС1 видима, заготовка на выходе ПС1 невидима - переместилась на ПС2). В случае, когда посылаемый на контроллер (К1) сигнал от фотоэлектрического датчика (ФД1) не изменяется (ФД1 все время видит заготовку на выходе из ПС1), и в этот же самый период времени от контроллера (К0) СПЗ на контроллер (К1) поступают импульсные сигналы об уходе с нее двух и более (ограничение в программе контроллера) заготовок, то программа контроллера (К1) определяет, что произошел забив картона между печатными секциями ПС1 и ПС2. Это приводит к аварийному останову ПС1 и, соответственно, всей АЛ.

Однако, известная система контроля позволяет контролировать забив заготовок только на выходе из ПС (между печатными секциями), а в случае, если забив заготовок происходит внутри печатной секции, то данная система на это не реагирует, так как контроль за забивкой заготовок начинает осуществляться только в момент, когда ФД, установленный на выходе ПС, начинает видеть под собой заготовку. То есть, если ФД на выходе ПС не видит под собой заготовку, то и контроль за забивкой отсутствует.

Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в модернизации существующего оборудования для упаковочной промышленности.

Технический результат при осуществлении полезной модели заключается в получении полноценной системы контроля за забивкой заготовок в оснащенной штатной системой контроля автоматической линии, включающей последовательно расположенные и соединенные между собой секцию подачи заготовок и N печатных секций.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в системе контроля за забивкой заготовок автоматической линии, включающей по существу последовательно расположенные и соединенные между собой секцию подачи заготовок и N печатных секций, состоящей из программируемого логического контроллера (К_N) печатной секции (ПС_N), один вход (Вх1) которого соединен с установленным на выходе этой печатной секции фотоэлектрическим датчиком (ФД_N), сигнал от которого является постоянным, если в его поле зрения находится заготовка, или изменяется, если заготовка вышла из этой печатной секции, ко второму входу (Вх2) указанного контроллера (К_N) подключен фотоэлектрический датчик (ФД_N-1), установленный на выходе предыдущей печатной секции (ПС_N-1) и посылающий на указанный контроллер (К_N) импульсный сигнал при каждом уходе заготовки с выхода этой печатной секции (ПС_N-1), при этом для первой печатной секции (ПС₁) фотоэлектрическим датчиком (ФД_N-1), подключенным ко второму входу (Вх2) контроллера (К₁) этой печатной секции (ПС₁ ) является фотоэлектрический датчик (ФД0), установленный на выходе из секции подачи заготовок, где N>/=1.

В отличие от штатной системы контроля заявленная система контроля определяет забив заготовок только внутри ПС.

Разработанная система контроля - это система из двух фотодатчиков и контроллера.

Если для штатной системы контроля обязательно наличие одного фотодатчика (ФД_N), установленных на выходе каждой печатной секции (одна ПС - один ФД), то для системы контроля за забивкой заготовок внутри печатной секции (ПС_М), необходимо наличие двух фотодатчиков (одна ПС - два ФД), подающих сигналы на контроллер (К_N) каждой печатной секции (ПС_N): сигнал (1) о наличии заготовки на выходе из печатной секции (ПС_N), сигнал (2) о наличии заготовки на входе печатной секции (ПС_N). Сигнал (1) на вход контролера (К_N) поступает от используемого в штатной системе контроля фотодатчика (ФД_N), установленного на выходе (ПС_N), сигнал (2) поступает также от используемого в штатной системы контроля фотодатчика (ФД_N-1), установленного на выходе предыдущей печатной секции (ПС_N-1).

То есть, в случае, когда нужны обе системы контроля (за забивкой заготовок как внутри ПС, так и между ПС), то для системы контроля забивки заготовок внутри ПС нет необходимости устанавливать дополнительный фотодатчик (ФД_N) на входе в печатную секцию (ПС_N), а следует использовать фотодатчик (ФД_N-1 ) штатной системы контроля, установленный на выходе предыдущей печатной секции (ПС_N-1): подать сигнал с (ФД_N-1 ) на вход контроллера (К_N).

Штатная и заявленная системы контроля независимы друг от друга и могут работать в АЛ как совместно, так и по отдельности, причем при функционировании заявленной системы контроля используется установленное оборудование (комплектующие) штатной системы контроля.

Для пояснения сущности полезной модели представлены следующие графические материалы:

Фиг. 1 - участок АЛ FFG 924 FP из СПЗ и пяти ПС, оснащенный оборудованием для функционирования систем контроля для забивкой заготовок как между печатными секциями, так и внутри них:

(К0-К5) - программируемые логические контроллеры,

(ФД0-ФД5) - фотоэлектрические датчики, установленные на выходе из соответствующих печатных секций (ПС1-ПС5);

Фиг. 2 - схема работы штатной системы контроля (прототип) за забивкой заготовок для АЛ из N (n>/=1) между печатными секциями АЛ FFG 924 FP (ФДО не используется);

Фиг. 3 - схема работы заявленной системы контроля за забивкой заготовок для АЛ из N (n>/=1) внутри печатных секций (К0 не используется;

Фиг. 4 - блок-схема части программы контроллера, отвечающей за контроль забивки заготовок внутри ПС.

В качестве подтверждения промышленного применения заявленной полезной модели ниже приводится подробное описание конкретной, но не единственно возможной, системы контроля за забивкой заготовок внутри ПС АЛ для производства гофротары.

На фиг. 1 представлена АЛ, которая оснащена оборудованием для функционирования двух систем контроля (штатной системой контроля за забивкой заготовок между ПС и заявленной системой контроля за забивкой заготовок внутри ПС) и включает: СПЗ 1, пять ПС 2-6; шесть ФД 7-12, пять из которых установлены на выходе каждой из ПС 2-6 и один - на выходе СПЗ 1; шесть программируемых логических контроллеров К13-17, установленных по одному на каждой ПС 2-6 и контроллер (К0) 18 - на выходе СП3 1.

Работа заявленной системы контроля за забивкой заготовок для АЛ из N (n>/=1) внутри печатных секций (ПС1-ПС_N) производится следующим образом (К0 в этой системе контроля не используется).

На вход программируемого логического контроллера (K_N) печатной секции (ПС_N) поступает два сигнала:

- от установленного на выходе предыдущей печатной секции (ПС_N-1) (для первой печатной секции ПС1 таким ФД является, штатно установленный ФД0 на выходе СПЗ) фотоэлектрического датчика (ФД_N-1) сигнал о выходе заготовки из печатной секции (ПС_N-1),

- от установленного на выходе настоящей (N) печатной секции (ПС_N) фотоэлектрического датчика (ФД_N) сигнал о выходе заготовки из печатной секции (ПС_N).

Принцип работы системы контроля за забивкой заготовок внутри печатной секции (ПС_N) заключается в том, что заготовка при прохождении через печатную секцию (ПС_N) должна последовательно детектироваться (отслеживаться) сначала фотоэлектрическим датчиком (ФДN_-1) на выходе предыдущей печатной секции (ПС_N-1). а затем фотоэлектрическим датчиком (ФД_N) на выходе контролируемой печатной секции.

В качестве фотоэлектрических датчиков в системах контроля могут быть использованы любые датчики диффузионного типа (датчик срабатывает на отраженный от поверхности свет) с цифровым выходом, который должен обладать достаточным быстродействием, чтобы успевать реагировать (выдавать сигнал на контроллер) на каждую прошедшую под ним гофрозаготовку. К таким ФД относятся, например FHDM 16P5002|KS34A фирмы Baumer.

В качестве контроллеров (K) системы контроля можно использовать любые программируемые логические контроллеры (например, контроллеры S7-300 фирмы Siemens). Главное, чтобы их входные модули также успевали реагировать на каждый сигнал ФД и были бы согласованны с ним по напряжению питания.

Принцип работы заявленной системы контроля представлен на блок-схеме (фиг. 4), где N - любая печатная секция, входящая в состав АЛ. В начале работы АЛ значение установленного внутри контроллера (K_N) программного счетчика заготовок (далее - счетчик), вошедших в печатную секцию (ПС_N), устанавливается на ноль (Сч=0). При детектировании фотоэлектрическим датчиком (ФД_N-1) одной заготовки на выходе предыдущей секции (ФД_N-1=1) происходит увеличение значения счетчика на одну заготовку (Сч=Сч+1). Это соответствует числу вошедших в печатную секцию (ПС_М) заготовок. Далее следует проверка контроллером (К_N) этого числа числу «2», заданному в программе контроллера (если система определяет, что в ПС вошли две заготовки, то это забив).

Каждая вошедшая в печатную секцию (ПС_N) заготовка должна подтвердить свой выход срабатыванием фотоэлектрического датчика (ФД_N) на выходе из печатной секции (ПС_N ). Если счетчик достигает значения два (Сч=2), то это значит, что в печатную секцию (ПС_N) уже входит вторая заготовка, а первая еще не вышла. Это говорит о том, что произошло наматывание первой заготовки внутри печатной секции (ПС_N) - забивке заготовок внутри печатной секции (ПС_N): на схеме (Забив=1). Это приводит к аварийному останову печатной секции (ПС_N ) и, соответственно, всей АЛ.

При детектировании одной (ФД_N=1) заготовки фотоэлектрическим датчиком (ФД_N) на выходе печатной секции (ПС_N) происходит сброс счетчика заготовок до нулевого значения (Сч=0). Таким образом, происходит подтверждение выхода заготовки из печатной секции (ПС_N), то есть сохраняется нормальный режим работы АЛ.

Применение заявленной системы контроля за забивкой заготовок позволяет избежать порчи печатного клише в результате забивки заготовок, которые по какой-то причине не смогли выйти из печатной секции. В случае, когда забивка заготовок происходит на выходе из ПС, то принцип ее определения и реакция на нее полностью аналогичны штатной системе контроля за забивкой заготовок.

Система контроля за забивкой картона каждой ПС работает независимо от систем контроля за забивкой заготовок, расположенных на других ПС АЛ: не оказывают влияния друг на друга и могут быть отключены.

Заявленная система контроля может быть использована в любых АЛ с подобным (СПЗ соединена с рядом последовательно соединенных друг с другом печатных секций) секционным строением АЛ.

Система контроля за забивкой заготовок в печатной секции автоматической линии, включающая, по существу, последовательно расположенные и соединенные между собой секцию подачи заготовок и N печатных секций, состоящая из программируемого логического контроллера (K_N) печатной секции (ПС_N), один вход (Вх1) которого соединен с установленным на выходе этой печатной секции фотоэлектрическим датчиком (ФД_N), сигнал от которого является постоянным, если в его поле зрения находится заготовка, или изменяется, если заготовка вышла из этой печатной секции, отличающаяся тем, что ко второму входу (Вх2) указанного контроллера (K_N) подключен фотоэлектрический датчик (ФД_N-1), установленный на выходе предыдущей печатной секции (C_N-1) и посылающий на указанный контроллер () импульсный сигнал при каждом уходе заготовки с выхода этой печатной секции (C_N-1), при этом для первой печатной секции (ПС₁) фотоэлектрическим датчиком (ФД_N-1), подключенным ко второму входу (Вх2) контроллера (К₁) этой печатной секции (ПС₁) является фотоэлектрический датчик (ФД0), установленный на выходе из секции подачи заготовок, где N>/=1.