ITPC930001A1

ITPC930001A1 - METHOD AND EQUIPMENT FOR THE AUTOMATIC REGISTRATION OF CYLINDERS ON PRINTING MACHINES.

Info

Publication number: ITPC930001A1
Application number: IT000001A
Authority: IT
Inventors: Giancarlo Cervini
Original assignee: M E S A Engineering S R L
Priority date: 1993-01-11
Filing date: 1993-01-11
Publication date: 1994-07-12
Also published as: ITPC930001A0; IT1265926B1

Description

METODO ED APPARECCHIATURA PER LA MESSA A REGISTRO AUTOMATICA DEI CILINDRI SU MACCHINE DA STAMPA, METHOD AND EQUIPMENT FOR AUTOMATIC REGISTRATION OF CYLINDERS ON PRINTING MACHINES,

La presente invenzione propone un metodo e la relativa apparecchiatura per mettere a registro automaticamente i cilindri sulle macchine da stampa. The present invention proposes a method and related apparatus for automatically registering the cylinders on printing machines.

Il metodo e l'apparecchiatura secondo l'invenzione sono concepiti in modo da poter essere facilmente applicati anche a macchine gi? esistenti, senza la necessit? di interventi gravosi, e ad un costo limitato. The method and the apparatus according to the invention are conceived in such a way that they can be easily applied also to already existing machines. existing, without the need? of burdensome interventions, and at a limited cost.

In particolare il metodo secondo l'invenzione prevede: - l'utilizzazione di una serie di crocini, uno per ogni colore, costituiti ciascuno da una figura chiusa, in particolare da un cerchio, In particular, the method according to the invention provides for: - the use of a series of marks, one for each color, each consisting of a closed figure, in particular a circle,

- il calcolo delle coordinate dei centri di questi cerchi e - the calculation of the coordinates of the centers of these circles e

- l'intervento sui cilindri fino a far coincidere questi centri . - intervention on the cylinders until these centers coincide.

Per fare ci? sono previsti: To do there? are expected:

- il calcolo del valore medio della luminosit? in corrispondenza di un crocino di riferimento, - the calculation of the average value of the luminosity? at a reference mark,

- la definizione di un valore di soglia, - the definition of a threshold value,

- una seconda acquisizione dell'immagine, mediante lettura lungo due righe, tale che tutti i punti al di sotto o al di sopra di questa soglia risultino neri o bianchi, per la determinazione di quattro punti appartenenti al cerchio e il relativo calcolo del centro; Si ripetono poi le fasi sopra indicate per tutti i rimanenti crocini ed ? previsto lo spostamento del valore di soglia nel caso che la lettura di uno o pi? colori non fornisca risultati. - a second acquisition of the image, by reading along two lines, such that all the points below or above this threshold are black or white, for the determination of four points belonging to the circle and the relative calculation of the center; The above steps are then repeated for all the remaining marks and? expected the shift of the threshold value in the event that the reading of one or more? colors do not work.

Come noto, per mettere a registro i colori in una macchina da stampa a fogli si fa uso di segni di riferimento, uno per ogni colore, impressi sul foglio da stampa e detti, in gergo, "crocini As is known, to register the colors in a sheet-fed printing machine, reference marks are used, one for each color, printed on the printing sheet and called, in jargon, "marks

Allo stato attuale della tecnica la messa a registro dei colori viene effettuata manualmente dopo aver inquadrato questi segni di riferimento, generalmente a forma di croce, per mezzo di un visore, di una lente o altro sistema noto. In the current state of the art, the registration of the colors is carried out manually after framing these reference marks, generally in the shape of a cross, by means of a viewer, a lens or other known system.

Quando tutti i colori sono,perfettamente a registro le croci risultano sovrapposte, mentre se qualche colore ? fuori registro si vedono pi? croci. When all the colors are perfectly in register the crosses are superimposed, while if some color? out of register are seen more? crosses.

Di conseguenza in base all'osservazione l'esaminatore, aiutandosi eventualmente anche con un reticolo presente nel sistema di inquadratura, valuta lo spostamento del colore ed agisce manualmente sui cilindri di stampa per posizionarlo esattamente. Consequently, based on the observation, the examiner, possibly also with the help of a grid present in the framing system, evaluates the displacement of the color and manually acts on the printing cylinders to position it exactly.

Si effettua quindi una nuova stampata, si esamina il foglio e si procede per aggiustamenti successivi fino a raggiungere una approssimazione sufficiente. A new print is then made, the sheet is examined and subsequent adjustments are made until a sufficient approximation is reached.

Con questo sistema sono necessarie diverse regolazioni successive, ognuna delle quali comporta la necessit? di stampare uno o pi? fogli, di valutare la posizione dei crocini e di effettuare la regolazione dei cilindri di stampa, o agendo sui motori della macchina oppure per mezzo di mezzi meccanici quali manovelle ecc. With this system are necessary several successive adjustments, each of which involves the necessity? to print one or more? sheets, to evaluate the position of the marks and to carry out the adjustment of the printing cylinders, or by acting on the motors of the machine or by means of mechanical means such as cranks, etc.

L'operazione di messa a registro, di conseguenza, comporta una certa perdita di tempo anche da parte di un operatore qualificato e, specie se si tiene conto anche del fermo macchina, risulta piuttosto costosa. Consequently, the registration operation involves a certain waste of time even by a qualified operator and, especially if the machine downtime is also taken into account, it is rather expensive.

In tempi molto recenti ? stato anche proposto un sistema per la messa a registro automatica dei colori, sistema che per? risulta ancora piuttosto laborioso, dal momento che comporta la necessit? di inquadrare con estrema precisione il crocino all'interno di una maschera presente su un visore, dopo aver posizionato i mezzi di ripresa, costituiti da una telecamera, con un angolo ben preciso rispetto al foglio da inquadrare. In very recent times? was also proposed a system for the automatic registration of colors, a system that for? it is still rather laborious, since it involves the necessity? to frame the mark with extreme precision inside a mask present on a viewer, after having positioned the recording means, consisting of a camera, at a precise angle with respect to the sheet to be framed.

Di conseguenza il sistema risulta piuttosto laborioso e pu? essere applicato solo a macchine espressamente previste a questo scopo. Consequently, the system is rather laborious and can? be applied only to machines expressly provided for this purpose.

Per questa ragione ? sentita, nel settore, l'esigenza di mezzi che consentano di effettuare rapidamente e in completo automatismo queste operazioni di messa a registro, con una apparecchiatura di costo limitato e che risulti quindi ammortizzabile in breve tempo, che sia di funzionamento semplice e sicuro. For this reason ? felt, in the sector, the need for means that allow these registration operations to be carried out quickly and completely automatically, with an apparatus of limited cost and which can therefore be amortized in a short time, which is simple and safe to operate.

Preferibilmente questa apparecchiatura potr? essere applicata a qualsiasi tipo di macchina anche gi? esistente, senza la necessit? di intervenire con modifiche onerose. Preferably this equipment will be able to? be applied to any type of machine even already? existing, without the need? to intervene with costly changes.

Per risolvere il problema sopra indicato la presente invenzione propone un metodo, e la relativa apparecchiatura, per la messa a registro automatica dei colori in una macchina da stampa, secondo la parte caratterizzante delle rivendicazioni. In order to solve the problem indicated above, the present invention proposes a method, and the relative apparatus, for the automatic registration of the colors in a printing machine, according to the characterizing part of the claims.

In particolare il metodo e l'apparecchiatura secondo l'invenzione consentono una acquisizione chiara e precisa anche dei crocini stampati con colori di difficile lettura quale ad esempio il giallo. In particular, the method and the apparatus according to the invention allow a clear and precise acquisition even of the marks printed with difficult-to-read colors such as yellow.

Questa ed altre caratteristiche appariranno chiare dalla seguente descrizione dettagliata, che fa riferimento ai disegni allegati in cui: This and other characteristics will become clear from the following detailed description, which refers to the attached drawings in which:

la figura 1 illustra uno schema del sistema macchina da stampa / dispositivi di controllo; Figure 1 illustrates a diagram of the printing machine / control devices system;

la figura 2 riporta l'illustrazione di un crocino completo; Figure 2 shows the illustration of a complete mark;

la figura 3 illustra sei singoli crocini per altrettanti colori; Figure 3 illustrates six single marks for as many colors;

la figura 4 ? uno schema a blocchi del modulo di lettura dei crocini; figure 4? a block diagram of the mark reading module;

la figura 5 ? uno schema a blocchi del calcolatore che gestisce le operazioni di m?ssa a registro; figure 5? a block diagram of the computer that manages the register m? xing operations;

la figura 6 ? uno schema a blocchi dei dispositivi di collegamento fra macchina da stampa, pulpito di comando e calcolatore; figure 6? a block diagram of the connection devices between the printing machine, the control console and the computer;

la figura 7 ? uno schema a blocchi della motorizzazione di un registro; figure 7? a block diagram of the motorization of a register;

la figura 8 ? un diagramma di flusso che illustra il metodo secondo l'invenzione. figure 8? a flow chart illustrating the method according to the invention.

Con riferimento alle figure 2 e 3, per la messa a registro dei colori si fa uso di un crocino di riferimento che comprende un cerchio per ogni colore. With reference to Figures 2 and 3, a reference mark is used to register the colors, which includes a circle for each color.

In figura i cerchi sono indicati con i numeri 1, la ... le. In corrispondenza di ciascuno di questi cerchi ? presente un riferimento^ indicato con 2, che serve per agevolare il montaggio del crocino sulla piastra di stampa, in modo da disporre tutti i crocini nella stessa posizione del foglio. In the figure the circles are indicated with the numbers 1, la ... le. At each of these circles? there is a reference ^ indicated with 2, which serves to facilitate the assembly of the mark on the printing plate, so as to arrange all the marks in the same position on the sheet.

Al primo crocino, generalmente quello di colore nero, sono anche asociati una coppia di righe 3 e 4, di riferimento. The first mark, generally the black one, is also associated with a pair of reference lines 3 and 4.

La riga 3 (vedi figura 2) ? di lunghezza tale da coprire il campo occupato da tutti i crocini, mentre la riga 4 interessa solamente il campo in corrispondenza del primo crocino. Row 3 (see Figure 2)? long enough to cover the field occupied by all the marks, while line 4 only affects the field in correspondence with the first mark.

Questi crocini vengono letti da un complesso illustrato nello schema a blocchi di figura 4, composto da una telecamera 5 e una coppia di lampade 6, aventi una temperatura di colore tale da facilitare la lettura dei colori pi? deboli quali il giallo. These marks are read by an assembly illustrated in the block diagram of Figure 4, consisting of a camera 5 and a pair of lamps 6, having a color temperature such as to facilitate the reading of the lower colors. faint such as yellow.

In particolare si ? trovato che risultano particolarmente indicate lampade con temperatura di colore di 4000 K?, resa cromatica 86 ed efficienza 95lm/W. In particular yes? found that lamps with a color temperature of 4000 K?, color rendering 86 and efficiency 95lm / W are particularly suitable.

Una lampada di questo tipo ? commercializzata dalla Soc. Philips, con la sigla PL-S 7W/84. A lamp of this type? marketed by the company Philips, with the initials PL-S 7W / 84.

La telecamera fornisce un segnale che tramite un connettore di interfalda 6 viene inviato al calcolatore che gestisce il programma. The camera supplies a signal which is sent to the computer managing the program via an interlayer connector 6.

All'inizio delle operazioni si attiva la sorgente di luce e la telecamera restituisce una immagine che viene visualizzata sul monitor dell'operatore. At the beginning of the operations, the light source is activated and the camera returns an image that is displayed on the operator's monitor.

Il programma prevede di poter sfruttare solamente una parte del campo inquadrato dalla telecamera e questa zona viene individuata mediante una coppia di righe che la delimitano da entrambi i lati , righe che vengono anch'esse visualizzate sul monitor The program expects to be able to exploit only a part of the field framed by the camera and this area is identified by means of a pair of lines that delimit it on both sides, lines that are also displayed on the monitor.

In questo modo ? possibile all'operatore scegliere di operare su una determinata parte della zona inquadrata in modo da non tener conto di quelle zone quali il bordo dell'immagine ecc. che, rientrando nell'aria inquadrata dalla telecamera, andrebbero a disturbare la lettura del crocini. So ? It is possible for the operator to choose to operate on a certain part of the framed area so as not to take into account those areas such as the edge of the image, etc. which, returning to the air framed by the camera, would disturb the reading of the markers.

A questo punto il calcolatore acquisisce una prima immagine del crocino, ad esempio effettuando una scansione in corrispondenza di alcune righe dello stesso, e calcola il valore di luminosit? medio in questa zona. Fatta questa valutazione del valore medio si determina una soglia, generalmente un po' al di sopra del valor medio e si fa una seconda acquisizione dell'immagine con una look-up table, assegnando il colore nero a tutti quei punti che si trovano al "di sotto della soglia stabilita, e il valore bianco ai rimanenti. At this point the computer acquires a first image of the mark, for example by scanning some lines of the mark, and calculates the brightness value? average in this area. Having made this evaluation of the average value, a threshold is determined, generally a little above the average value and a second image acquisition is made with a look-up table, assigning the black color to all those points that are at the " below the established threshold, and the blank value to the remainder.

Se il contrasto del colore del crocino ? buono, si ottiene una immagine nera su fondo bianco. If the color contrast of the mark? good, you get a black image on a white background.

Per questa ragione, onde facilitare le operazioni ? opportuno che il colore del primo crocino, indicato con il N. 1, cosi come il colore delle righe 3 e 4, sia nero. Il calcolatore acquisisce quindi l'immagine delle righe 3 e 4, per determinare quello che sar? il campo da esplorare alla ricerca dei vari cerchietti. For this reason, in order to facilitate operations? It is advisable that the color of the first mark, indicated with No. 1, as well as the color of lines 3 and 4, is black. The computer then acquires the image of lines 3 and 4, to determine what it will be? the field to explore in search of the various circles.

Partendo dall'alto si effettua quindi una prima scansione, preferibilmente lungo una linea verticale ed una orizzontale, in corrispondenza della zona ove si trova il primo crocino. Starting from the top, a first scan is then carried out, preferably along a vertical and a horizontal line, in correspondence with the area where the first mark is located.

Si acquisiscono in tal modo quattro punti del cerchietto che permettono di ricavare le coordinate del centro. In this way, four points of the circle are acquired which allow to obtain the coordinates of the center.

Per una maggior precisione il programma tiene conto anche dello spessore della riga, rilevando il numero di pixel affiancati che risultano oscurati e considerando quindi le coordinate del pixel centrale di ciascuna serie. For greater precision, the program also takes into account the thickness of the line, detecting the number of side-by-side pixels that are obscured and therefore considering the coordinates of the central pixel of each series.

In tal modo ? possibile calcolare con estrema precisione le coordinate del centro del crocino, indipendentemente dallo spessore della riga del cerchio. Thereby ? The coordinates of the center of the mark can be calculated with extreme precision, regardless of the thickness of the circle line.

L'esattezza della lettura viene poi controllata effettuando una seconda scansione, per rilevare quattro differenti punti dello stesso crocino e verificare che i punti rilevati si trovino effettivamente su un cerchio avente il centro ed il raggio determinati con la lettura precedente . The accuracy of the reading is then checked by carrying out a second scan, to detect four different points of the same mark and verify that the points detected are actually on a circle having the center and radius determined with the previous reading.

Questa operazione viene ripetuta per i rimanenti crocini fino ad acquisire la posizione di tutti i cerchi, dopo di che il programma calcola gli spostamenti dei centri dei cerchi rispetto alla posizione ideale, allineata con la riga 3. This operation is repeated for the remaining marks until the position of all the circles is acquired, after which the program calculates the displacements of the centers of the circles with respect to the ideal position, aligned with line 3.

In base al risultato della elaborazione il computer fornisce segnali che, opportunamente trattati da dispositivi di tipo noto, vengono inviati ai servocomandi della macchina azionando i motori per la regolazione dei cilindri, i quali vengono cos? messi a registro. On the basis of the result of the processing, the computer supplies signals which, suitably processed by known devices, are sent to the servocontrols of the machine by activating the motors for adjusting the cylinders, which are thus? registered.

Nel caso che la lettura in corrispondenza di uno dei crocini dia risultato negativo, ad esempio perch? il colore del riferimento non si differenzia sufficientemente dallo sfondo risulta quindi di difficile lettura, la scansione viene ripetuta, in questa zona, aumentando di volta in volta la soglia, fino a quando si riesce a leggere il cerchio. If the reading in correspondence of one of the marks gives a negative result, for example why? the color of the reference does not differ sufficiently from the background and is therefore difficult to read, the scan is repeated in this area, increasing the threshold from time to time, until the circle can be read.

Una acquisite le informazioni relative ai centri di tutti i cerchi se ne calcolano gli spostamenti rispetto alla posizione ideale, allineata al riferimento e il risultato dell'elaborazione viene presentato su video all'operatore sul pulpito di comando. Once the information relating to the centers of all the circles has been acquired, their displacements are calculated with respect to the ideal position, aligned with the reference and the result of the processing is presented on video to the operator on the control console.

A ciascun cilindro ? associato un motore con un potenziometro che fornisce una tensione proporzionale alla posizione del registro corrispondente. To each cylinder? associated a motor with a potentiometer which supplies a voltage proportional to the position of the corresponding register.

Questi segnali, due per ogni cilindro, sono trasformati da un convertitore analogico/digitale in dati numerici che informano il calcolatore della posizione dei cilindri . These signals, two for each cylinder, are transformed by an analog / digital converter into numerical data which inform the computer of the position of the cylinders.

L'operatore da quindi il consenso al riallineamento, dopo di che l'elaboratore aziona i motori, fermandoli quando i cilindri si trovano nella posizione voluta che annulla gli errori. The operator then gives consent to the realignment, after which the computer activates the motors, stopping them when the cylinders are in the desired position which cancels the errors.

Queste fasi sono chiaramente illustrate nello schema di flusso di figura 8. These steps are clearly illustrated in the flow chart of figure 8.

Tra il calcolatore e la motorizzazione della macchina si trova una interfaccia i cui compiti sono: Between the computer and the motorization of the machine there is an interface whose tasks are:

collegare il calcolatore ai motori della macchina e ai sensori di posizione dei registri; connect the computer to the machine motors and to the register position sensors;

scollegare il pulpito di comando della macchina collegandolo a carichi che simulano la macchina; ripristinare il collegamento tra pulpito e macchina se si verifica un malfunzionamento del sistema (figura 6). disconnect the machine control console by connecting it to loads that simulate the machine; restore the connection between the console and the machine if a system malfunction occurs (figure 6).

In figura 7 ? illustrato lo schema a blocchi, della motorizzazione di un registro, con opportuni dispositivi demoltiplicatori, per uno spostamento micrometrico. In Figure 7? illustrated the block diagram of the motorization of a register, with suitable demultiplier devices, for a micrometric displacement.

L'interfaccia viene inserita, come detto, fra macchina ed elaboratore, collegandola anche al pulpito di comando. La motorizzazione dei cilindri pu? far parte della macchina gi? installata oppure, se questa ne ? priva, far parte del sistema per rendere possibile la regolazione automatica. The interface is inserted, as mentioned, between the machine and the computer, also connecting it to the control console. The motorization of the cylinders can? be part of the machine already? installed or, if this one? without, be part of the system to make automatic adjustment possible.

Questo sistema presenta notevoli vantaggi fra cui: elimina la necessit? di interventi da parte di un operatore esperto; This system has significant advantages including: it eliminates the need? interventions by an expert operator;

riduce il tempo di messa a punto dei registri; reduces the time for setting up the registers;

aumenta la precisione della regolazione; increases the accuracy of the adjustment;

pu? essere applicato a qualsiasi macchina anche gi? esistente . can be applied to any machine even already? existing .

Un esperto del ramo potr? poi prevedere numerose modifiche e varianti, che dovranno per? ritenersi tutte comprese nell'ambito del presente trovato. An expert in the field will be able to? then provide for numerous modifications and variations, which will have to for? all are to be considered included in the scope of the present invention.

Claims

CLAIMS 1 - Method for the automatic registration of cylinders in a printing machine by reading a mark consisting of a closed figure and in particular a circle, characterized by the fact of providing for the following phases: - scanning of the reading area and determination of the average brightness value; - determination of a threshold in proximity? of this average value; - scanning along a pair of lines of the area corresponding to the first mark, assigning the black color to the points that are below said threshold and the white color to the remaining ones and acquiring four points of the circle; - calculation of the counter coordinates; - repetition of the same steps for the remaining marks and calculation of the respective coordinates of the centers; - calculation of the displacements of the circles with respect to an ideal position aligned with one of the circles taken as a reference; - processing of a signal to operate the cylinder motors according to the displacement of these centers with respect to the ideal position, to register the various colors.

2 Method according to claim 1, characterized by the fact of providing, at the beginning, a delimitation step, in the area framed by the camera, of a reading and scanning area. 3? Method according to claims 1 and 2, characterized in that one of these marks? associated at least one reference line, to determine the alignment and position of the centers of the circles. 4 - Method according to the preceding claims, in which the scans for detecting the circles take place along a pair of orthogonal lines. 5 - Method according to the preceding claims, characterized by the fact of providing, after the calculation of the center of each circle, a control phase carried out by means of a second scan for the reading of other four points of the same circle, and verifying that the points detected are found on a circle having the center and radius determined with the previous reading. 6 - Method according to the preceding claims, characterized in that during the scanning step for reading the points on each circle, for each series of obscured pixels, side by side, only the central pixel is considered. 7 - Method according to the preceding claims in which, in the event of failure to acquire a mark, the reading is repeated, increasing the threshold value each time. 8 - Method for the automatic registration of cylinders in printing machines as described and illustrated. 9 - Equipment for the automatic registration of cylinders in the printing machine by reading marks made up of closed lines, in particular circles, characterized by the fact of providing: - means for detecting an image of this mark; - means for calculating the position of the centers of each mark; - means to compare this position with the ideal position, - means suitable for processing a signal which is a function of the result of said comparisons, for intervening on the motors which control the positioning of the cylinders. 11 - Apparatus according to Claim 10, characterized in that it provides means suitable for delimiting a reading zone forming part of the area framed by said detection means. 12 - Apparatus according to claims 10 and 11, wherein to each cylinder drive motor? associated with a transducer which supplies a voltage proportional to the position of the corresponding register, said voltages being sent to an analog-digital converter to supply a signal suitable to be displayed or to be sent to a computer which controls the operation of said motors. 14 - Apparatus for the automatic registration of cylinders in the printing machine as described and illustrated.