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Dokumentenidentifikation DE102007006333A1 06.09.2007
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Lage und/oder der Form zumindest eines Abschnitts von bewegtem, flachem Bedruckstoff
Anmelder Heidelberger Druckmaschinen AG, 69115 Heidelberg, DE
Erfinder Müller, Tobias, Dr., 69493 Hirschberg, DE;
Rupprecht, Andreas, 69256 Mauer, DE
DE-Anmeldedatum 08.02.2007
DE-Aktenzeichen 102007006333
Offenlegungstag 06.09.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.09.2007
IPC-Hauptklasse B41F 33/06(2006.01)A, F, I, 20070208, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B41F 21/00(2006.01)A, L, I, 20070208, B, H, DE   B65H 7/14(2006.01)A, L, I, 20070208, B, H, DE   B65H 43/08(2006.01)A, L, I, 20070208, B, H, DE   
Zusammenfassung Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Erfassung der Lage und/oder der Form zumindest eines Abschnitts von bewegtem, im Wesentlichen flachem Bedruckstoff (12) in einem Überwachungsbereich (9a-e, 11), wobei Strahlung (27) auf den Bedruckstoff (12) gerichtet und erfasst wird, zeichnet sich dadurch aus, dass die Strahlung (27) im Wesentlichen parallel zur Fläche (12.2) des Bedruckstoffs (12) auf den Abschnitt des Bedruckstoffs (12) gerichtet und ein durch Abschattung der Strahlung (27) entstehendes Schattenbild des Abschnitts des Bedruckstoffs (12) erfasst wird. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, welches das Prinzip der Schattenprojektion nutzt, wird es möglich, auch an unzugänglichen und/oder mit herkömmlichen Mitteln nur schwer beobachtbaren Stellen die Lage und/oder die Form des Bedruckstoffs, insbesondere Fehllagen oder Verformungen, zu erfassen. Beispielsweise können in Druckmaschinen Wellen in transportierten Papierbogen erkannt und durch Änderung der Blasluftzufuhr zu Leitelementen verringert werden.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Lage und/oder der Form zumindest eines Abschnitts von bewegtem, flachem Bedruckstoff mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Erfassung der Lage und/oder der Form zumindest eines Abschnitts von bewegtem, flachem Bedruckstoff mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 5.

Gattungsgemäße Verfahren und Vorrichtungen werden unter anderem zur Überwachung und Steuerung des Bogenlaufs in Bogen verarbeitenden Maschinen, beispielsweise in Papier- oder Kartonbogen verarbeitenden lithographischen Offsetdruckmaschinen eingesetzt.

Aus der DE 103 12 162 A1 ist ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 5 bekannt, wobei das Verfahren und die Vorrichtung zur automatisierten Regelung der Bogenlage eingesetzt werden. Dabei wird die Bogenlage, d. h. die Lage der Bogenseitenkante, und die Oberflächenkontur mit ihren Wellen oder Krümmungen in der räumlichen Tiefe quer zur Transportrichtung des Bogens 19 durch eine seitlich zum Bogenlauf und in der Ebene der Bogentransportbahn angeordnete Videokamera 8 während des Bogenlaufs synchron zum Maschinentakt erfasst. Zusätzlich können wahlweise Beleuchtungsmittel eingesetzt werden. Es ist in der DE 103 12 162 A1 jedoch nicht beschrieben, welche Art Beleuchtungsmittel eingesetzt werden, wo und wie die Beleuchtungsmittel angeordnet sind und auf welche Art und Weise der Bogen beleuchtet wird.

Die JP 2003-300668 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen eines Falzprozesses. Hierzu wird eine Kamera 10 in axialer Richtung zu Falzwalzen 7 angeordnet und der Falzprozess von einer mit dem Falzprozess synchronisierten und ebenfalls axial angeordneten Stroboskop-Vorrichtung 11 beleuchtet. Die Beleuchtung erfolgt – wie aus 1(b) ersichtlich – mit einer Art Punktlichtquelle.

Die DE 44 44 079 C2 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Lage einer Bedruckstoffkante. Der Bedruckstoff 1 wird im Bereich seiner zur Transportrichtung parallelen Kante 3 senkrecht zur Fläche des Bedruckstoffs von einer oberhalb des Bedruckstoffs angeordneten Beleuchtungseinrichtung 16 mit einem parallelen IR-Strahlenbündel 6 beleuchtet. Unterhalb des Bedruckstoffs ist ein als CCD-Zeilensensor ausgebildeter photoelektrischer Empfänger 2 angeordnet, der die nicht abgeschatteten Strahlen empfängt. Die Beleuchtung erfolgt derart, dass die Fläche des Bedruckstoffs zur Abschattung der Strahlung führt.

Die US 6,129,351 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen von aufeinander liegenden flachen Gegenständen 10 und 12, beispielsweise Briefen oder Postkarten, welche zusammen durch eine Transportstrecke gefördert werden. In 15 ist dargestellt, dass hierzu eine Lichtquelle 120 im Winkel zur Fläche der Gegenstände und im Winkel zur Transportrichtung A angeordnet wird, welche Strahlung auf die Gegenstände richtet. Sofern tatsächlich zwei Gegenstände zusammen gefördert werden, werfen diese zwei Schatten auf einen Zeilensensor 122, welcher in diesem Fall – wie in 16 dargestellt – als Ausgangssignal ein Spannungssignal mit zwei Spannungsabfällen ausgibt. Das Verfahren dient somit lediglich der Feststellung, ob ein oder zwei Gegenstände gefördert werden. Die Lage oder die Form der Gegenstände ist dabei unerheblich.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zu schaffen, welches zumindest einen der aufgezeigten Nachteile des Standes der Technik überwindet.

Es ist eine weitere oder alternative Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zu schaffen, welches auch an unzugänglichen und/oder mit herkömmlichen Mitteln nur schwer beobachtbaren Stellen anwendbar ist.

Es ist eine weitere oder alternative Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zu schaffen, welches auch bei Bedruckstoffen von großer Ausdehnung quer zur Transportrichtung ohne Schärfentiefe-Probleme anwendbar ist.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zu schaffen, welche zumindest einen der aufgezeigten Nachteile des Standes der Technik überwindet.

Es ist eine weitere oder alternative Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zu schaffen, welche auch an unzugänglichen und/oder mit herkömmlichen Mitteln nur schwer beobachtbaren Stellen einsetzbar ist.

Es ist eine weitere oder alternative Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zu schaffen, welche nur wenig Bauraum beansprucht.

Es ist eine weitere oder alternative Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zu schaffen, welche auch bei Bedruckstoffen von großer Ausdehnung quer zur Transportrichtung ohne Schärfentiefe-Probleme einsetzbar ist.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 5 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Erfassung der Lage und/oder der Form zumindest eines Abschnitts von bewegtem, im Wesentlichen flachem Bedruckstoff in einem Überwachungsbereich, wobei Strahlung auf den Bedruckstoff gerichtet und erfasst wird, zeichnet sich dadurch aus, dass die Strahlung im Wesentlichen parallel zur Fläche des Bedruckstoffs auf den Abschnitt des Bedruckstoffs gerichtet und ein durch Abschattung der Strahlung entstehendes Schattenbild des Abschnitts des Bedruckstoffs erfasst wird.

Erfindungsgemäß wird der Bedruckstoff im Wesentlichen parallel zur seiner Fläche bestrahlt, wobei der Bedruckstoff einen Teil der Strahlung abschattet und somit ein Schattenbild erzeugt. Dieses Schattenbild wird erfindungsgemäß erfasst. Das erfindungsgemäße Verfahren hat unter anderem den Vorteil, dass es auch bei Bedruckstoffen von großer Ausdehnung quer zur Transportrichtung ohne Schärfentiefe-Probleme anwendbar ist. Es ist zudem in vorteilhafter Weise auch an unzugänglichen und/oder mit herkömmlichen Mitteln nur schwer beobachtbaren Stellen anwendbar.

Eine hinsichtlich der effizienten Ausleuchtung von unzugänglichen Stellen vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass die Strahlung im Wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung des Bedruckstoffs auf den Abschnitt des Bedruckstoffs gerichtet wird. Auf diese Weise können auch Zwischenräume von geringer Ausdehnung ausgeleuchtet und zur Schattenprojektion genutzt werden.

Eine weitere, hinsichtlich der effizienten Ausleuchtung von unzugänglichen Stellen vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass die Strahlung als ein Bündel im Wesentlichen paralleler Strahlen auf den Abschnitt des Bedruckstoffs gerichtet wird. Auf diese Weise können Zwischenräume von geringer Ausdehnung ausgeleuchtet und zur Schattenprojektion genutzt werden.

Eine weitere, hinsichtlich der präzisen Bedruckstofferfassung vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass die Strahlung im Wesentlichen synchron zum Takt aufeinander folgender Bedruckstoffbogen getaktet ausgesendet und/oder getaktet empfangen wird und dass in dem Überwachungsbereich Schattenbilder zumindest eines jeweiligen Abschnitts aufeinander folgender Bedruckstoffbogen zumindest teilweise erfasst werden.

Eine weitere, hinsichtlich der präzisen Korrektur der Lage und/oder Form des Bedruckstoffs vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass die Lage und/oder die Form zumindest des Abschnitts des Bedruckstoffs in dem Überwachungsbereich in Abhängigkeit zumindest eines aus dem Schattenbild generierten Wertes verändert wird.

Eine weitere, hinsichtlich der Maschinensicherheit vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass die Bewegung des Bedruckstoffs in Abhängigkeit zumindest eines aus dem Schattenbild generierten Wertes gestoppt wird.

Eine weitere, hinsichtlich der Maschinensicherheit vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass der aus dem Schattenbild generierte Wert aus einem Vergleich des Schattenbildes oder einer Folge von Schattenbildern mit einem Soll-Schattenbild generiert wird.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung der Lage und/oder der Form zumindest eines Abschnitts von bewegtem, flachem Bedruckstoff in einem Überwachungsbereich, mit einem Sender für Strahlung, welcher die Strahlung auf den Bedruckstoff richtet, und mit einem Empfänger für die Strahlung, zeichnet sich dadurch aus, dass der Sender derart ausgebildet und/oder positioniert ist, dass die Strahlung im Wesentlichen parallel zur Fläche des Bedruckstoffs auf den Abschnitt des Bedruckstoffs gerichtet wird, und dass der Empfänger derart ausgebildet und/oder positioniert ist, dass der Empfänger ein durch Abschattung der Strahlung entstehendes Schattenbild des Abschnitts des Bedruckstoffs erfasst.

Erfindungsgemäß wird der Bedruckstoff durch die Ausbildung und/oder Positionierung des Senders im Wesentlichen parallel zur seiner Fläche bestrahlt, wobei der Bedruckstoff einen Teil der Strahlung abschattet und somit ein Schattenbild erzeugt. Dieses Schattenbild wird erfindungsgemäß von einem Empfänger erfasst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat unter anderem den Vorteil, dass sie auch an unzugänglichen und/oder mit herkömmlichen Mitteln nur schwer beobachtbaren Stellen einsetzbar ist. Zudem beansprucht sie durch die geringe Anzahl von Bauteilen nur wenig Bauraum und ist auch bei Bedruckstoffen von großer Ausdehnung quer zur Transportrichtung ohne Schärfentiefe-Probleme in vorteilhafter Weise einsetzbar.

Eine hinsichtlich der effizienten Ausleuchtung von unzugänglichen Stellen vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Sender derart ausgebildet und/oder positioniert ist, dass die Strahlung im Wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung des Bedruckstoffs auf den Abschnitt des Bedruckstoffs gerichtet wird.

Eine weitere, hinsichtlich der effizienten Ausleuchtung von unzugänglichen Stellen vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Sender eine Strahlungsquelle, welche im Wesentlichen als punktförmige Strahlungsquelle ausgebildet ist, insbesondere eine Diode oder Laserdiode, und eine optische Einrichtung, welche ein Bündel im Wesentlichen paralleler Strahlen erzeugt, insbesondere eine Linse, umfasst.

Eine weitere vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Sender als Infrarotsender ausgebildet ist.

Eine weitere vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Empfänger einen zweidimensionalen Bildsensor, insbesondere einen CCD-Chip oder CMOS-Chip, umfasst.

Bei Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich dieselben Vorteile, wie sie bereits oben mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben wurden.

Bedruckstoffverarbeitende Maschine, insbesondere Druckmaschine oder Bogen verarbeitende Rotationsdruckmaschine für den lithographischen Offsetdruck, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9.

Im Rahmen der Erfindung ist auch eine Bedruckstoff verarbeitende Maschine zu sehen, welche wenigstens eine erfindungsgemäße Vorrichtung – wie oben mit Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung beschrieben – umfasst.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine um eine Bogen verarbeitende Rotationsdruckmaschine für den lithographischen Offsetdruck – insbesondere Nassoffsetdruck. Bei dem Bedruckstoff kann es sich um Karton, Folie oder vorzugsweise Papier handeln. Die Druckmaschine kann im Schöndruck oder vorzugsweise im Schön- und Widerdruck betrieben werden. Die Druckmaschine kann den Bedruckstoff mit ein- oder vorzugsweise mit mehrfarbigen Druckbildern versehen. Die Druckmaschine kann in Bedruckstofftransportrichtung einen Anleger, einen Zuführtisch, eine Ausrichteinheit, mehrere Druckwerke, eine Wendeeinrichtung, weitere Druckwerke, einen Trockner, eine Pudereinrichtung und/oder einen Ausleger aufweisen. Die Druckmaschine kann ein Bedienpult und eine Steuereinheit umfassen

Die beschriebene Erfindung und die beschriebenen, vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung stellen auch in beliebiger Kombination miteinander vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.

Die Erfindung sowie weitere, konstruktiv und funktionell vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen anhand wenigstens eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Die Zeichnungen zeigen:

1 Eine (schematische) Schnittansicht einer Bogenrotationsdruckmaschine;

2 Eine (schematische) Perspektivansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

3a, b, c eine (schematische) Seitenansicht der Lage und Form eines Bogens;

4 eine (schematische) Schnittansicht eines Senders eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und

5 eine (schematische) Schnittansicht eines Empfängers eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

In den Zeichnungen sind einander entsprechende Elemente mit jeweils denselben Bezugszeichen versehen.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Bogenrotationsdruckmaschine 1 für den lithographischen Offsetdruck gezeigt. Die Druckmachine 1 weist in Bogentransportrichtung einen Bogenanleger 2, einen Zuführtisch 3, mehrere Druckwerke 4a, 4b, ein Lackwerk 5 und einen Bogenausleger 6 auf. Die Bogen werden im Bogenanleger 2 von einem Anlagestapel 2.1 entnommen, als Schuppenstrom über den Zuführtisch 3 und einzeln dem ersten Druckwerk 4a zugeführt. Die Druckwerke 4a, 4b umfassen jeweils einen Plattenzylinder 4.1, einen Gummituchzylinder 4.2 und einen Gegendruckzylinder 4.3, sowie ein Farbwerk 4.4 und ein Feuchtwerk 4.5. Zwischen den Druckwerken 4a, 4b ist ein Transferzylinder 7, der auch als Wendezylinder ausgeführt sein kann, angeordnet. Vom letzten Drukwerk 4b werden die Bogen an einen Kettenförderer 6.1 des Auslegers 6 übergeben. Die Bogen werden zum Trocknen an einem Trockner 6.2 und zum Bepudern an einer Pudereinrichtung 6.3 vorbei gefördert und auf einem Auslagestapel 6.4 des Auslegers 6 abgelegt. Die Druckmaschine 1 wird über eine Steuereinheit 8 gesteuert.

In 1 sind ferner mögliche Überwachungsbereiche 9a bis 9e, an denen eine erfindungsgemäße Vorrichtung angeordnet sein kann, gestrichelt dargestellt. In vorteilhafter Weise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 bevorzugt an folgenden Stellen – Überwachungsbereichen – in Rotationsdruckmaschinen eingesetzt werden: Bereich 9a der Vordermarken und Deckmarken des Zuführtischs 3 (zur Überwachung des Aufwölbens oder Überschießens des Bedruckstoffs, des Einzugsvorgangs, und/oder zur Überwachung auf mit geförderten Bedruckstoffstücken), Bereich 9b vor dem Druckspalt zwischen Gummituchzylinder 4.2 und Gegendruckzylinder 4.3 (zur Überwachung der so genannten Einlaufwelle), Bereich 9c nach dem Druckspalt (zur Überwachung der so genannten Auslaufwelle) und/oder Bereich 9d, 9e bei Leiteinrichtungen, z. B. Leitblechen (zur Überwachung des Abstandes des Bedruckstoffs von der Leiteinrichtung).

Das in der 2 dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 umfasst einen Sender 20 und einen Empfänger 30, welche es in ihrem Zusammenwirken ermöglichen, in einem Überwachungsbereich 11, insbesondere an schwer zugänglicher oder einsehbarer Stelle, die Lage und/oder die Form eines im Wesentlichen flachen Bedruckstoffs 12 unter Einsatz einer Strahlung, insbesondere von sichtbarem Licht oder Infrarotstrahlung, während des Transports des Bedruckstoffs 12 in einer Transportrichtung bzw. Bewegungsrichtung zu erfassen. Obgleich der Bedruckstoff 12 im Wesentlichen flach ist, kann es beim Transport desselben z. B. zu Wellenbildung kommen, so dass der Bedruckstoff 12 nicht – wie gewünscht – glatt auf einem Transportelement 13 aufliegt, sondern einen – ungewünschten – Abstand zu diesem Element aufweist und darüber hinaus in sich verformt, z. B. gewellt oder gestaucht ist. Der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 ermöglicht insbesondere die messtechnische Erfassung einer Bedruckstoffbogenlage und/oder -form sowie die Überprüfung und/oder Überwachung diesbezüglicher zulässiger Grenzwerte.

Der Sender 20 ist auf einer ersten Seite 22 des einen im Wesentlichen flachen Bedruckstoff auf seiner Mantelfläche transportierenden Transportelements 13, insbesondere eines Zylinders einer Bedruckstoff verarbeitenden Maschine angeordnet, während der Empfänger 30 auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite 32 des Transportelements 13 angeordnet ist.

Das Erfassen der Lage umfasst insbesondere eine Bildaufnahme und das messtechnische Erfassen der räumlichen Position des Bedruckstoffs 12 bezüglich der Oberfläche 14 – in diesem Beispiel der Mantelfläche – des Transportelements 13. Das Erfassen der Form umfasst insbesondere die Bildaufnahme und das messtechnische Erfassen von Wellen oder Stauchungen des Bedruckstoffs 12. Bildaufnahme und messtechnisches Erfassen der Lage und der Form können kontinuierlich, bevorzugt jedoch getaktet erfolgen. Lage und Form werden bevorzugt im Wesentlichen gleichzeitig, insbesondere durch eine gemeinsame Bildaufnahme erfasst.

Der Sender 20 umfasst eine Strahlungsquelle 24. Die Strahlungsquelle 24 erzeugt bevorzugt sichtbares Licht oder Infrarotstrahlung. Um die Strahlungsquelle 24 zusammen mit handelsüblichen digitalen Bildsensoren einsetzen zu können, liegt die Wellenlänge der vorzugsweise schmalbandigen Strahlung im Bereich zwischen etwa 400 und etwa 900 Nanometern. Die Strahlungsquelle 24 ist bevorzugt eine im Wesentlichen punktförmige Strahlungsquelle, welche divergierende Strahlen 25 erzeugt.

Weiterhin umfasst der Sender 20 eine optische Einrichtung 26. Die optische Einrichtung 26 erzeugt aus den divergierenden Strahlen der Strahlungsquelle 24 durch Kollimation (Parallelrichtung) ein Bündel 27 im Wesentlichen paralleler Strahlen. Die optische Einrichtung 26 umfasst zu diesem Zweck bevorzugt eine Linse 28, zum Beispiel eine Sammellinse, oder eine Linsengruppe 28.

Wie in 4 dargestellt, wird der Sender 20 bevorzugt als Raum sparende Winkelausführung ausgebildet: Der Strahlengang im Sender 20 ist im Hinblick auf eine kompakte Bauform des Senders 20 bevorzugt gewinkelt, wozu die optische Einrichtung 26zur Strahlumlenkung bevorzugt einen über Stellelemente 40 feinjustierbare angeordneten Spiegel 41 aufweist. Alternative kann auch die Strahlungsquelle 24 feinjustierbar angeordnet sein.

Da der Aufbau der optischen Einrichtung 26 bei Verwendung monochromatischer Strahlung vereinfacht wird, wird bevorzugt eine näherungsweise monochromatische Strahlungsquelle 24 verwendet. Die Strahlungsquelle 24 ist daher bevorzugt eine leistungsstarke Halbleiterlichtquelle, beispielsweise eine Diode oder eine Laserdiode. Die Strahlungsquelle 24 ist bevorzugt zusammen mit einer Ansteuerungs- und Überwachungselektronik auf einer Leiterplatte 42 montiert. Die Strahlungsquelle 24 wird von einer Einrichtung 44 zur Ansteuerung angesteuert, welche mit der Maschinensteuerung 8 in Verbindung steht.

Das Bündel 27 im Wesentlichen paralleler Strahlen trifft in dem Überwachungsbereich 11, dessen Querschnitt dem Querschnitt des Strahlenbündels 27 (bevorzugt kreisförmig mit etwa 30 bis 100 Millimeter Durchmesser) entspricht, seitlich auf zumindest einen Abschnitt des Bedruckstoffs 12, d. h. insbesondere auf einen Abschnitt der in Transportrichtung verlaufenden Kante 12.1 des Bedruckstoffs 13. Das Bündel 27 paralleler Strahlen verläuft im Wesentlichen parallel zur Fläche 12.2 des Bedruckstoffs 12 und daher im Wesentlichen auch parallel zur Oberfläche 14. Mit anderen Worten: Der Sender 20 ist bevorzugt derart ausgebildet und/oder positioniert, dass das Bündel 27 im Wesentlichen paralleler Strahlen, d. h. die Strahlung, im Wesentlichen parallel zur Fläche 12.2 des Bedruckstoffs 12 auf den Abschnitt des Bedruckstoffs gerichtet wird bzw. gerichtet ist.

Das Bündel 27 im Wesentlichen paralleler Strahlen trifft in dem Überwachungsbereich 11 bevorzugt im Wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung 12.3 des Bedruckstoffs 12 auf den Abschnitt des Bedruckstoffs 12. Mit anderen Worten: Der Sender 20 ist bevorzugt derart ausgebildet und/oder positioniert, dass das Bündel 27 im Wesentlichen paralleler Strahlen, d. h. die Strahlung, im Wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung 12.3 des Bedruckstoffs auf den Abschnitt des Bedruckstoffs gerichtet wird bzw. gerichtet ist.

Der Sender 20 weist ferner ein Fenster 43 auf welches runden oder rechteckigen Querschnitt aufweisen kann. Durch die Wahl der Fensterform und insbesondere der Fenstergröße kann die Bautiefe des Senders 20, welche im Wesentlichen von der Fenstergröße abhängt, anwendungsabhängig an die Messaufgabe angepasst werden.

Der Bedruckstoff 12 wirft unter der Einwirkung der Strahlung 27 einen Schatten 33, bzw. der Bedruckstoff lässt durch Abschattung der Strahlung 27 ein Schattenbild 33 zumindest des Abschnitts des Bedruckstoffs 12 auf einer Projektionsfläche 34, z. B. einer Mattscheibe, entstehen, welches von dem Empfänger 30 aufgenommen bzw. erfasst wird. Der Empfänger 30 ist bevorzugt derart ausgebildet und/oder positioniert, dass der Empfänger 30 das durch Abschattung der Strahlung 27 entstehende Schattenbild 33 des Abschnitts des Bedruckstoffs 12 erfasst. Das Schattenbild 33 lässt die Kontur des Transportelements 13 als dunklen Schatten und – bei geeigneter Justage – den Bedruckstoff 12 als zumeist helleren Schatten erkennen.

Erfindungsgemäß wird somit die Erfassung der Lage und/oder der Form des im Wesentlichen flachen Bedruckstoffs 12 unter vorteilhafter Ausnutzung des Prinzips der Schattenprojektion durchgeführt. Die maximale Entfernung des Bedruckstoffs 12 vom Transportelement 13 bzw. seiner Oberfläche 14 – unabhängig von der Position quer zur Transportrichtung 12.3 – kann aus der Schattenprojektion direkt ermittelt werden. Die Breite des Bedruckstoffschattens ist dabei ein Maß für die Ebenheit des Bedruckstoffs 12 über die Formatbreite des Bedruckstoffs 12.

In den 3a, 3b und 3c ist eine (schematische) Seitenansicht der Lage und Form eines Bedruckstoffbogens 12 und eines Transportzylinders 13 gezeigt. In 3a ist nur der Schatten des Zylinders 13 zu sehen. Ein solches Bild kann für eine Kalibration genutzt werden. Die Grauwerte der beleuchteten und beschatteten Bildbereiche können ermittelt, die Kontur des Zylinders 13 bestimmt und das Vorhandensein eines Mindestkontrastes geprüft werden.

In 3b ist die Lage und Form eines Bedruckstoffs 12 bei idealem Transport gezeigt: die Kontur des Bogens 12 verschiebt die Kontur des Zylinders 13 nur minimal, unter dem Bedruckstoff tritt im Wesentlichen kein Licht durch (der Bedruckstoff ist nur zum Zweck der besseren Darstellbarkeit schwarz dargestellt).

In 3c ist die Lage und Form eines Bedruckstoffs 12 bei nicht idealem bzw. gestörtem Transport gezeigt: in der linken Bildhälfte ist der der Bedruckstoff 12 leicht aufgewellt, in der rechten Bildhälfte tritt deutliches Flattern und leichtes Abheben auf.

Mit den Methoden der digitalen Bildverarbeitung können Fehllagen und Verformungen aus der Schattenprojektion einfach erkannt werden, da, wie aus den 3a, 3b und 3c deutlich zu erkennen, deutliche Kontraste vorliegen.

Wie in 4 gezeigt, umfasst der Empfänger 30 zumindest einen zweidimensionalen Bildsensor 50. Der Bildsensor 50 ist bevorzugt als ein CCD-Chip („Charge-coupled Device": lichtempfindlicher integrierter Schaltkreis zur ortsauflösenden Messung der Lichtstärke) ausgebildet. Der Bildsensor 50 ist bevorzugt zusammen mit einer Ansteuerungs- und Überwachungselektronik auf einer Leiterplatte 51 (siehe 5) montiert. Das von dem Bildsensor 50 aufgenommene Schattenbild wird als digitale Bilddarstellung einer Einrichtung 52 zur elektronischen Bildverarbeitung zur rechnerischen Auswertung zugeführt, welche mit der Maschinensteuerung 8 in Verbindung steht.

Weiterhin umfasst der Empfänger 30 eine optische Einrichtung 35. Die nicht abgeschattete Strahlung des Senders 20 tritt durch ein bevorzugt geeignet hart beschichtetes und einfach zu reinigendes Fenster 36 in das Empfängergehäuse. Die Innenseite 34 des Fensters wird bevorzugt mattiert ausgebildet, so dass auf dieser als Projektionsfläche wirkenden Mattscheibe 34 ein beobachtbares Schattenbild entsteht.

Der Empfänger 30 wird bevorzugt als Raum sparende Winkelausführung ausgebildet. Der Strahlengang im Empfänger 30 ist im Hinblick auf eine kompakte Bauform des Empfängers 30 bevorzugt gewinkelt, wozu die optische Einrichtung 35 weiterhin einen Spiegel 37 aufweist. Der Bildsensor 50 empfängt die Strahlung, d. h. das Schattenbild der Mattscheibe, über den Spiegel 37, mit anderen Worten: das Schattenbild wird über den Spiegel 37 auf dem Bildsensor abgebildet. Alternativ zur Mattierung des Fensters 36 kann der Spiegel 37 durch einen diffus reflektierenden Schirm ersetzt werden.

Das Fenster 36 kann runden oder rechteckigen Querschnitt aufweisen. Durch die Wahl der Fensterform und insbesondere der Fenstergröße kann die Bautiefe des Empfängers, welche im Wesentlichen von der Fenstergröße abhängt, anwendungsabhängig an die Messaufgabe angepasst werden.

Um bei den hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten von Bedruckstoff verarbeitenden Maschinen und der daraus resultierenden hohen Transportgeschwindigkeit des Bedruckstoffs 12 das Prinzip der Schattenprojektion erfolgreich anwenden zu können, wird die Strahlung im Wesentlichen synchron zum Takt aufeinander folgender Bedruckstoffbogen 12 getaktet ausgesendet – geblitzt – (Stroboskop-Prinzip) und/oder getaktet empfangen und werden in dem Überwachungsbereich 11 Schattenbilder zumindest eines jeweiligen Abschnitts aufeinander folgender Bedruckstoffbogen 12 zumindest teilweise erfasst werden.

Bei der Anwendung des Stroboskop-Prinzips mit getaktetem Senden wird der Aufnahmezeitpunkt des Bildsensors 50 bevorzugt mit dem Blitzzeitpunkt synchronisiert. Die Leuchtdauer der Strahlungsquelle 24 beträgt dabei bevorzugt zwischen etwa 10 und etwa 100 Mikrosekunden. Der Zeitpunkt der Blitzauslösung wird bevorzugt über Messgeber der Maschine 1 gesteuert. Bei Verwendung einer Halbleiterlichtquelle kann diese in vorteilhafter Weise über einen elektronischen Schalter pulsförmig für die Leuchtdauer angeschaltet werden.

Bei der Anwendung des Stroboskop-Prinzips mit getaktetem Empfangen kann eine kontinuierliche Beleuchtung erfolgen, d. h. der Sender 20 kann kontinuierlich betrieben werden. Der Empfänger 30 wird dagegen zur Zeitauflösung der Bilddaten mit einer kurzen Belichtungszeit, z. B. unter Einsatz eines so genannten Shutters, betrieben.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Erfassung der Lage und/oder der Form zumindest eines Abschnitts von bewegtem, im Wesentlichen flachem Bedruckstoff 12 in einem Überwachungsbereich 11 erfolgen. Erfasste Fehllagen und Verformungen, bzw. Grenzwertüberschreitungen, können über eine Steuerung oder Regelung 8 der Maschine korrigiert werden, z. B. durch eine Änderung der Blasluftzufuhr zu Blasleisten und/oder Leitblechen. Es können auch weitere Maschineneinstellungen korrigiert werden, Warnungen (akustisch und/oder optisch) ausgegeben werden und/oder ein Nothalt der Maschine ausgelöst werden.

1
Druckmaschine
2
Bogenanleger
2.1
Anlagestapel
3
Zuführtisch
4a, b
Druckwerke
4.1
Plattenzylinder
4.2
Gummituchzylinder
4.3
Gegendruckzylinder
4.4
Farbwerk
4.5
Feuchtwerk
5
Lackwerk
6
Bogenausleger
6.1
Kettenförderer
6.2
Trockner
6.3
Pudereinrichtung
6.4
Auslagestapel
7
Transferzylinder
8
Steuereinheit
9a-e
Überwachungsbereiche
10
Vorrichtung
11
Überwachungsbereich
12
Bedruckstoff
12.1
Bedruckstoffkante
12.2
Bedruckstofffläche
12.3
Bedruckstofftransportrichtung
13
Transportelement/Zylinder
14
Oberfläche
20
Sender
22
erste Seite
24
Strahlungsquelle
25
divergierende Strahlen
26
optische Einrichtung
27
paralleles Strahlenbündel
28
Linse/Linsengruppe
30
Empfänger
32
zweite Seite
33
Schatten/Schattenbild
34
Projektionsfläche
35
optische Einrichtung
36
Fenster
37
Spiegel
40
Stellelemente
41
Spiegel
42
Leiterplatte
43
Fenster
44
Ansteuereinrichtung
50
Bildsensor
51
Leiterplatte
52
Bildverarbeitungseinrichtung


Anspruch[de]
Verfahren zur Erfassung der Lage und/oder der Form zumindest eines Abschnitts von bewegtem, im Wesentlichen flachem Bedruckstoff (12) in einem Überwachungsbereich (9a-e, 11), wobei Strahlung (27) auf den Bedruckstoff (12) gerichtet und erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlung (27) im Wesentlichen parallel zur Fläche (12.2) des Bedruckstoffs (12) auf den Abschnitt des Bedruckstoffs (12) gerichtet und ein durch Abschattung der Strahlung (27) entstehendes Schattenbild des Abschnitts des Bedruckstoffs (12) erfasst wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlung (27) im Wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung (12.3) des Bedruckstoffs (12) auf den Abschnitt des Bedruckstoffs (12) gerichtet wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlung (27) als ein Bündel (27) im Wesentlichen paralleler Strahlen auf den Abschnitt des Bedruckstoffs (12) gerichtet wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlung (27) im Wesentlichen synchron zum Takt aufeinander folgender Bedruckstoffbogen (12) getaktet ausgesendet und/oder getaktet empfangen wird und dass in dem Überwachungsbereich (9a-e, 11) Schattenbilder zumindest eines jeweiligen Abschnitts aufeinander folgender Bedruckstoffbogen (12) zumindest teilweise erfasst werden. Vorrichtung zur Erfassung der Lage und/oder der Form zumindest eines Abschnitts von bewegtem, flachem Bedruckstoff (12) in einem Überwachungsbereich (9a-e, 11), mit einem Sender (20) für Strahlung, welcher die Strahlung (27) auf den Bedruckstoff (12) richtet, und mit einem Empfänger (30) für die Strahlung (27),

dadurch gekennzeichnet,

– dass der Sender (20) derart ausgebildet und/oder positioniert ist, dass die Strahlung (27) im Wesentlichen parallel zur Fläche (12.2) des Bedruckstoffs (12) auf den Abschnitt des Bedruckstoffs (12) gerichtet wird, und

– dass der Empfänger (30) derart ausgebildet und/oder positioniert ist, dass der Empfänger (30) ein durch Abschattung der Strahlung (27) entstehendes Schattenbild des Abschnitts des Bedruckstoffs (12) erfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (20) derart ausgebildet und/oder positioniert ist, dass die Strahlung (27) im Wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung (12.3) des Bedruckstoffs (12) auf den Abschnitt des Bedruckstoffs (12) gerichtet wird. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (20) eine Strahlungsquelle (24), welche im Wesentlichen als punktförmige Strahlungsquelle ausgebildet ist, insbesondere eine Diode oder Laserdiode, und eine optische Einrichtung (26), insbesondere eine Linse, welche ein Bündel (27) im Wesentlichen paralleler Strahlen erzeugt, umfasst. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (20) als Infrarotsender ausgebildet ist. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (30) einen zweidimensionalen Bildsensor (50), insbesondere einen CCD-Chip oder CMOS-Chip, umfasst. Bedruckstoffverarbeitende Maschine, insbesondere Druckmaschine oder Bogen verarbeitende Rotationsdruckmaschine für den lithographischen Offsetdruck, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 9.






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