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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Einstellung von Druckwalzen, insbesondere für Sieb-Druckmaschinen, wobei auf den von Antnebsmotoren angetriebenen Druckwalzen jeweils zumindest eine Marke ausgebildet oder angebracht ist, die mit zumindest einer Beleuchtungseinnchung beleuchtet und einer Sensoreinrichtung feststellbar bzw. erkennbar ist, wobei die von einer Bildaufnahmeelnnchtung, z.
B. einer Videokamera, vorzugsweise CCD-Kamera, einer Zellenkamera od. dgl., gebildete Sensoreinrichtung an eine Bildverarbeitungs (Auswerte)-Einheit angeschlossen ist, die eine Steuereinheit für die Antriebsmotoren der jeweiligen Walzen umfasst oder an eine derartige Steuereinheit angeschlossen ist, wobei die Antriebsmotoren der einzelnen bezüglich ihrer gegenseitigen Umfangslage einzustellenden Druckwalzen In Abhängigkeit von der festgestellten Lage der Marke (n), Insbesondere einzeln bzw. voneinander unabhängig, ein-und ausschaltbar sind, um die einzelnen Walzen In eine vorgegebene gegenseitige Winkel- bzw. Umfangslage zu verstellen.
Ziel der Erfindung ist die Erstellung einer Anordnung, mit der eine automatische Erkennung von Rapportiermarken und Einstellung der Druckwalzen, insbesondere unabhängig von Fremdlichteinfluss und der Oberflächenbeschaffenheit der Druckwalzen, möglich ist. Insbesondere treten Probleme bei metallischen Walzen auf, da bei diesen Lichtreflexionen Schwierigkeiten bereiten können. Nichtsdestoweniger Ist die Erfindung nicht auf metallische Walzen beschränkt, sondern ganz allgemein auf Walzen aus beliebigen Oberflächenmaterialien ausgerichtet.
Aus der DE-OS 32 26 078 ist eine Passerelnstellvornchtung für eine Mehrfarbendruckmaschine bekannt nachteilig bel dieser bekannten Anordnung ist es jedoch, dass die Passermarken nicht gut detektiert werden können ; dies ist bereits bel einer leichten Verschmutzung der Marken der Fall ; darüberhinaus sind die Sensoreinnchtungen nicht optimal ausgebildet. Anordnungen ähnlicher Art sind aus der DE-A1-39 09 764, EP-A1-311. 729 und EP-A2-295. 433 bekannt. Aus der EP 571. 159 ist eine Anordnung ähnlich der eingangs genannten Anordnung bekannt.
Ziel der Erfindung ist es, die bei herkömmlichen Anordnungen immer wieder zu Fehlern führende Detektierbarkeit der auf den Walzen angebrachten Marken zu verbessern und dabei den baulichen Aufwand möglichst genug zu halten. Des weiteren sollen die Marken möglichst fehlerfrei detektierbar sein.
Erfindungsgemäss ist eine Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass mit der gegebenenfalls von der Bildaufnahmeeinnchtung getragenen Beleuchtungselnnchtung die Marke mit nahezu tangential zum Umfang der Druckwalze einfallendem Licht beleuchtet wird. Mit der konstruktiv einfach und kompakt aufgebauten erfindungsgemässen Anordnung ist eine sehr genaue Lagedetektion der Marken möglich ; die sehr empfindliche Detekton erlaubt eine Feststellung der Lage der Marken und entsprechende Walzeneinstellung über längere Zeitspannen ohne Wartung bzw. Reinigung und übertriebenen elektronschen bzw. optischen Aufwand.
Das nahezu tangential bzw. streifend einfallende Licht wird nicht direkt von der Sensoreinrichtung aufgenommen und Reflexionen von Fehlern auf der Walzenoberfläche finden In flachen nicht detektierten Winkelbereichen statt ; das von den Marken bzw. deren radial zur Walzenachse ausgerichteten Flächen in die Sensoreinrichtung reflektierte Licht reicht aus, um einwandfrei und Im wesentlichen fremdlichtfrei detektiert zu werden.
Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus der weiteren Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen, In denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sind. Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 schematisch den Aufbau einer erfindungsgemässen Anordnung, Fig. 2, 2a, 2b und 2c verschiedene Ausführungsbeispiele für Marken und Fig. 3 schematisch einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Anordnung.
Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemässe Anordnung, bei der grundsätzlich eine beliebige Anzahl von Druckwalzen vorgesehen sein kann, welche Walzen bezüglich ihrer Umfangs- bzw. Winkelposl- tion in eine bestimmte gegenseitige Abhängigkeit gebracht werden sollen, um den Druckvorgang In der gewünschten Weise ablaufen bzw. die von den einzelnen Walzen bewirkten Druckaufträge lagegenau erfolgen zu lassen. Derartige Druckvorgänge sind z. B.
Siebdruckverfahren, bei denen jede Walze einen anderen Färbauftrag vornimmt. Die zu bedruckenden
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dgl. sein ; dieerheblich.
Die erfindungsgemässe Anordnung ist für die Winkelstellungseinregelung von Druckwalzen für beliedige Druckzwecke anwendbar, unabhängig davon, ob es sich um S, ebdruckwalzen oder um für andere Druckverfahren eingesetzte Walzen handelt.
In Fig 1 ist eine Anordnung mit zwei Walzen W dargestellt, die jeweils mit einer kreuzförmigen Marke 1 versehen sind. Die Walzen W drehen sich in Richtung des Pfeiles 2,-im vorliegenden Fall gleichsinnigund sollen bezüglich Ihrer Umfänge bzw Drehwinkelstellung in eine bestimmte gegenseitige Lage gebracht werden. Die Walzen W werden jeweils von einem Motor M angetrieben ; die den einzelnen Walzen W zugeordneten Motoren M sind getrennt ansteuerbar bzw. ein-und ausschaltbar und können die einzelnen
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Walzen unabhängig voneinander verdrehen. Um die jeweilige Umfangsposition der Walzen W fesstellen zu können, tragen diese jeweils zumindest eine Marke 1, die von einer Sensoreinrichtung 3 detektiert wird (werden).
Sobald sich die Merke 1 in den Detektionsbereich der Sensoreinrichtung 3 hineinbewegt, wird diese Marke 1 aufgrund des von ihr reflektierten Lichtes detektiert und damit die Winkelstellung der auf der Walze M angebrachten Druckfohe bzw. die Winkellage der Walze W selbst gegenüber einer festgelegten Ausgangs- bzw. Nullage festgestellt. Die SensoreInrIchtungen 3 der einzelnen Walzen W sind optischelektronisch funktionierende Bildaufnahmeelnnchtungen und sind an eine Biidverarbeltungs- bzw. Auswerteeinheit 4 angeschlossen. Das Eintreten der Marke 1 in das Blickfeld der Sensoreinrichtung 3 bzw. das Erreichen einer bestimmten Lage ist somit genau detektierbar.
In Abhängigkeit davon, ob das Eintreffen der Marke 1 zu einem bestimmten Zeitpunkt oder verzögert oder vorauseilend erfolgt, werden entsprechende Signale der Bildaufnahme-bzw. Verarbeitungeinheit 4 einer Steuereinrichtung 5 zugeführt, von der die einzelnen Motore M der einzelnen Walzen W ein-bzw. ausgeschaltet werden. Wird eine gewisse Winkelvor- ellung einer Marke 1 festgestellt, so wird die diese Marke 1 tragende Walze W für eine bestimmte Zeitspanne angehalten oder die andere (n) Walze (n) wird (werden) beschleunigt weitergedreht bis Gleichlauf erzielt wird. Wird ein Nacheilen festgestellt, so erfolgt entweder ein rascheres Drehen dieser Walze oder ein Anhalten bzw. ein Verzögern der anderen Walzen.
In der Praxis wird vorteilhaft derart vorgegangen, dass die Walzen einzeln vor Betriebsbeginn auf eine gewünschte Null- bzw. Ausgangsstellung eingestellt werden und sodann gemeinsam synchron in Betrieb genommen werden.
Fig. 2, 2a, 2b und 2c zeigen Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäss einsetzbare Marken 1. Gemäss Fig. 2 ist auf einem Löcher 15 aufweisendem Druckzylinder W ein Bereich 6 durch einen mehr oder weniger durchsichtigen Lackauftrag 6 abgedeckt, um Streulicht der Löcher 15 auszuschalten. Ein krelsför- miger Träger 14 mit Löchern bzw. Vertiefungen 7 ist als Marke 1 auf dem Druckzylinder W in diesem abgedeckten Bereich angebracht, z. B. aufgeklebt oder aufgeschweisst, sodass die die Vertiefungen bzw.
Ausnehmungen 7 aufweisende Marke 1 von einem nicht reflektierenden Bereich umgeben ist.
In Fig. 2a ist eine Marke 1 schematisch in Draufsicht und im vergrösserten Detailschnitt dargestellt, die Kreuzform besitzt und von den in dem Druckzylinder W ausgebildeten Löchern 15 selbst gebildet ist. Der Bereich um die die Marke 1 darstellenden Löcher 7 ist mit einer insbesondere nicht reflektierenden bzw. die umliegenden Löcher des Druckzylinders abdeckenden Schicht 20 aus Lack, Kunststoff od. dgl. versehen ; die Marke 1 wird somit von den nicht abgedeckten Löchern des Druckzylinders W gebildet.
Fig. 2b zeigt eine auf einem Träger ausgebildete und auf der Walze W befestigte oder in der Walze W selbst eingestanzt bzw. ausgearbeitete Marke 1 in Draufsicht und verkleinerem Schnitt. Man erkennt, dass die Marke von z. B. dreieck-bzw rechteckförmigen Vertiefungen, vorzugsweise sich kreuzenden Nuten 17, gebildet ist.
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bzw. mit Vorsprüngen versehene Plättchen od. dgl. in Frage.
Die Anbringung von Trägern für Marken oder von Erhebungen ist nur in Walzenbereichen sinnvoll möglich, die nicht mit anderen Walzen zusammenwirken, z. B. in überstehenden Randbereichen. Zweckmä- ssig werden die Merken auf der Umfangsfläche der Walzen in Form von Vertiefungen ausgebildet.
Die Marke 1 kann somit auf einzelnen auf die Druckzylinder W aufgebrachten Trägerteilen ausgebildet oder vom Druckzylinder selbst gebildet sein. Für eine genaue Detektion der Marken 1 ist es vorteilhaft, wenn diese Marken ausgeprägte Vertiefungen, insbesondere Löcher unfassen, da das von den Wänden der Vertiefungen bzw. Vorsprüngen reflektierte Licht als repräsentatives Signal und nicht von parallel oder im wesentlichen parallel zum Zylinderumfang verlaufenen Flächen reflektiertes Licht detektiert werden soll.
Damit werden Fehldetektionen durch Oberflächenfehler des Zylinders ausgeschaltet.
Fig. 3 zeigt eine Detailansicht eines Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemässen Anordnung. Knapp oberhalb einer Druckwalze W, in der eine Marke 1 ausgebildet ist, befindet sich erfindungsgemäss eine Sensoreinrichtung 3. Die Sensoreinnchtung 3 umfasst eine Beleuchtungseinrichtung 8, die z. B. in Form von
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führt sind. Die in dem Gehäuse 9 der Sensoreinrichtung 3 gelagerten Lichtleiter bzw. deren Sitz 24 besitzen Lichtaustrittsflächen 25, mit denen das austretende Licht 23 unter kleinem Strahlöffnungswinkel, insbesondere nahezu tangential zur Walze gerichtet, auf die Marke 1 auftrifft. Aus diesem Grund wird das von der Oberfläche der Marke 1 bzw. der Walze W reflektierte Licht in geringem Winkel In die Umgebung wegreflektiert und nur das von den Selten- bzw.
Innenflächen bzw. von radial oder etwa radial zur Walze ausgerichteten Flächen 18 der Löcher 15 bzw. der Vertiefungen 17 bzw. Vorsprüngen 19 reflektierte Licht gelangt als Lichtsignal in die Sensoreinheit 3.
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In der Sensoreinheit 3 befindet sich zur Platzeinsparung ein Umlenkprisma 10, mit dem das reflektierte Licht in das Objektiv 11 einer Videokamera, insbesondere CCD-Kamera 12 geleitet wird.
Das Bild der Marke 1 kann somit einwandfrei identifiziert werden und in der Bildauswerteelnnchtung lagemässig durch z. B. Fiächenschwerpunktsbestimmung detekt ! ert bzw. mit einem gespeicherten Bild der Marke verglichen werden. Vor allem kreuzförmige Zeichen sind für die Detektion vorteilhaft, da diese besonders einfach auswertbar sind.
Zur Ausbildung der Marke ist es vorteilhaft, wenn die Löcher 15 der Druckwalze W In einem Bereich 6 bis auf die Stellen, die später das jeweilige Muster der Marke ergeben, mit Lack ausgefüllt sind. In den meisten Fällen ist die gesamte Walze mit Löchern 15 versehen und das Negativbild des gewünschten Musters wird mit Abdecklack auf der Oberfläche der Druckwalze sichtbar gemacht bzw. ausgebildet. Dieser Abdecklack kann undurchsichtig oder je nach Farbe mehr oder weniger transparent sein. Bei durchgehenden Druckwalzen bzw. Walzen ohne Löchern kann das Muster direkt ohne Verwendung von Abdecklach m der Druckwalze mit Lochungen 7 und/oder Vertiefungen 17 und/oder Vorsprüngen 19 ausgebildet werden.
Als Beleuchtungseinnchtung könnte auch eine Anzahl von Lichtleitern vorgesehen sein, die zu einem Beleuchtungsring zusammengefasst sind. Damit kann die Marke 1 von allen Seiten beleuchtet werden, sodass eine gleichmässige Reflexion des eingestrahlten Lichtes von den Innenwänden der in der Marke vorhandenen Ausnehmungen 7, 15 bzw. Vertiefungen 17 detektiert werden kann.
Die Umlenkung des difus von den etwa radial verlaufenden reflektierten Lichtes in das Objektiv der Kamera 12 kann mit Hilfe des Prismas 10 oder auch mit entsprechenden Bündeln von Lichtleitern erfolgen.
Es wäre möglich, anstelle des Prismas 10 eine Faseroptik oder einen Spiegel anzuordnen, welche (r) das eintretende Bild einer entfernt angeordneten Kameraeinheit einer CCD-Kamera oder einer Zeilenkamera zuführt. Ein einfacher Aufbau sieht jedoch vor, dass die Kamera 12, die Umlenkeinnchtung 10, die Beleuchtungseinrichtung 8 und gegebenenfalls die Lichtquelle jeweils zumindest teilweise in dem gemeinsamen Gehäuse 9 zur Erstellung einer kompakten Einheit angeordnet sind.
Vorteilhafterweise hat die Kamera 12 eine Einrichtung zur Entfernungseinstellung, um auf die Marke 1 scharf einstellen zu können.
Die Beleuchtungseinrichtungen 8 strahlen im wesentlichen tangential zur Oberfläche der Walze W und/oder im wesentlichen parallel zu einer Walzelnerzeugenden ein, um so Reflexionen des gerichtet eingestrahlten Lichtes in die Lichtaufnahmeöffnung 13 zu vermeiden. Damit wird das definitive Erkennen einer Marke eindeutig verbessert.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Abstand der Lchtaufnahmeöffnung 13 von der Oberfläche der Walze W geringer als 10mm, insbesondere geringer als 5mm ist ; es hat sich gezeigt, dass ein Abstand von weniger als 3mm optimal ist. Je geringer dieser Abstand ist. umso weniger treten Störungen durch Fremdlicht auf und die Intensität der Beleuchtung kann bei guter Detektierbarkeit verringert werden.
Die Bildverarbeitungs-Software der Bildverarbeltungs- bzw. Auswerteeinheit 4 kann z. B. automatische Schwellen für einfallendes Licht vorsehen, sodass das von den Marken 1 reflektierte Licht als Vorhandensein dieser Marke detektiert werden kann. Es könnte z. B. vorgesehen sein, dass das Eintreten eines Balkens oder des Endes eines Balkens einer kreuzförmigen Marke in den von der Videokamera detektierten Bildbereich bereits als Signal dient, um eine Auswertung einzuleiten, die darauf abzielt, den zu diesem in das Bild eintretenden Balkenende querverlaufenden Balken, der eine lineare Erstreckung parallel zur Achsrichtung der Walze W zeigt, festzustellen. Derartige Auswerteprogramme sind vom Fachmann leicht zu erstellen.
Das Eintreffen der Marke 1 an der detektierten Stelle wird derart ausgewertet, dass entweder diese Walze und/oder die anderen Walzen durch Veränderung der Drehgeschwindigkeit und/oder Anhalten angepasst wird (werden). Die Möglichkeiten zur gegenseitigen Winkelpositionierung der Walzen In Abhängig- keit der detektierten Marke sind somit vielfältig.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass das Gehäuse 9 Insbesondere die Uchteintrittsöffnung 13 wasserdicht ausgeführt ist, um das Eindringen von Flüssigkeiten bzw. Wasser im Betrieb zu verhindern.
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