Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Fehlermanagement an einer Druckmaschine, bei dem ein sich wiederholendes Druckbild auf eine laufende Materialbahn gedruckt wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Druckmaschine mit einem System zum automatischen Fehlermanagement zum Bedrucken einer laufenden Materialbahn mit einem sich wiederholenden Druckbild.

Unter Fehlermanagement wird in diesem Zusammenhang die Gesamtheit der Aktionen bezeichnet, mit denen Druckfehler an der Druckmaschine während des Druckprozesses behandelt werden. Bestandteil des Fehlermanagements sind in der Regel drei Phasen, nämlich die Fehlererkennung (d. h. die Feststellung, dass ein Fehler vorliegt), die Fehlerdiagnose (d. h. die Zuordnung zu einer bestimmten Ursache) und die eigentliche Fehlerbebung.

Weiterhin bedeutet automatisches Fehlermanagement in diesem Zusammenhang, dass der Bediener der Druckmaschine in allen drei Phasen des Fehlermanagements automatisch unterstützt wird. Im Idealfall übernimmt das automatische Fehlermanagement sogar sämtliche Aktionen selbsttätig, die mit Bezug auf einen bestimmten Fehler an der Druckmaschine erforderlich sind.

Zur Durchführung des Fehlermanagements an einer Druckmaschine werden sogenannte Inspektionssysteme eingesetzt. Wenn ein sich wiederholendes Druckbild auf eine laufende Materialbahn gedruckt wird, sind derartige Inspektionssysteme grundsätzlich dafür eingerichtet, dass der Bediener das Druckbild im laufenden Druckprozess als stehendes Bild auf einem Monitor beobachten und überwachen kann. Die Aufnahme des Druckbilds erfolgt dabei in der Regel mit einer Zeilenkamera. Im Gegensatz zu einer Flächenkamera nimmt die Zeilenkamera immer nur eine einzelne Bildzeile auf, da sich auf diese Weise im Vergleich zu einer Flächenkamera der gesamte Druckbereich mit hoher Auflösung und gleichzeitig hoher Bahngeschwindigkeit erfassen lässt. Das zweidimensionale Bild entsteht dann aufgrund der Bewegung Bahn. Da diese Bewegung ständigen Schwankungen unterliegt, wird der Vorschub zusätzlich mit Hilfe eines Encoders synchronisiert, damit keine Bildverzerrungen entstehen.

Alternativ oder zusätzlich zu der Zeilenkamera kann das Inspektionssystem auch mit einer Flächenkamera (andere Bezeichnung: Matrixkamera) ausgestattet sein, die einen Ausschnitt des gedruckten Bildes auf der laufenden Mate rial bahn aufnimmt. Durch die Synchronisation der Flächenkamera mit dem sich wiederholenden Druckbild wird erreicht, dass dem Bediener auf einem Monitor des Leitstands ein stehendes Bild angezeigt wird, das den gewählten Ausschnitt des Druckbildes wiedergibt. Vorzugsweise ist der gewählte Ausschnitt dabei ein markanter Bereich des Druckbilds, in dem Druckfehler sich besonders stark auswirken. Typischerweise ist die Flächenkamera zoomfähig, sodass fehlerhafte oder problematische Bereiche des Druckbildes mit hoher Auflösung begutachtet werden können. Wenn der Bediener in dem dargestellten Ausschnitt Druckfehler feststellt (beispielsweise Fehler im Farbton oder Registerfehler), kann dieser die Maschinenparameter (beispielsweise die Druckbeistellung, das Längsregister oder das Seitenregister) nachjustieren, um die Druckfehler zu korrigieren.

Alternativ oder zusätzlich zur Zeilenkamera und zur Flächenkamera kann das Inspektionssystem weiterhin auch mit einem optischen Spektrometer ausgestattet sein. Ein optisches Spektrometer zerlegt das aufgenommene Licht in seine spektralen Anteile und wertet das Ergebnis in einem Rechnersystem aus. Für die hier vorliegenden Anwendungen eigenen sich vor allem Miniatur-Spektrometer, die in einem kompakten Gehäuse verbaut sind und die innerhalb der Druckmaschine an geeigneter Stelle platziert werden können. Derartige Miniatur-Spektrometer bestehen regelmäßig aus einer Apertur (d. h. einem Eintrittsspalt), einem optischen Gitter und einem optischen Sensor. Das Gitter befindet sich hinter der Apertur und streut die spektralen Anteile des einfallenden Lichts in leicht unterschiedlichen Winkeln, sodass das gestreute Licht von dem optischen Sensor als Lichtintensität über der Wellenlänge der jeweiligen Lichtbestandteile ausgewertet werden kann. Mit einem derartigen optischen Spektrometer können somit während des Druckprozesses die Farbbestandteile eines Bildpunktes innerhalb des Druckbilds überwacht werden und Abweichungen zu einem gewünschten Farbergebnis bestimmt werden. Darüber hinaus sind auch Fehlererkennungs-Algorithmen bekannt, die bestimmte Fehler im Druckbild automatisch erkennen und den Bediener dann bei der weiteren Fehlerbehebung unterstützen.

Beispielsweise kann ein Fehlererkennungs-Algorithmus auf einem Referenzbild basieren, das zu Beginn des Druckauftrags aufgenommen wird. Das Referenzbild kann beispielsweise zu Beginn des Druckprozesses aufgrund der ersten Druckbilder (beispielsweise die ersten 50 Bilder) mit der Zeilenkamera, der Flächenkamera und/oder dem optischen Spektrometer aufgenommen werden, wobei diese ersten Bilder zur Erstellung des Referenzbilds (auch "Golden Image" genannt) aufintegriert werden. In der Integrationsphase lässt sich beispielsweise die Schwankungsbreite der Bildinformation für jedes einzelne Pixel bestimmen, sodass sich Toleranzgrenzen für die Fehlererkennung festlegen lassen. Während des Druckprozesses wird dann das aktuell aufgenommene Bild vom Referenzbild subtrahiert. Wenn die erhaltene Differenz außerhalb der Fehlertoleranzen liegt, so wird ein Fehlersignal erzeugt, und der fehlerhafte Bildbereich wird auf dem Monitor des Steuerpults dargestellt.

Das gewünschte Druckergebnis kann alternativ oder ergänzend auch durch den sogenannten digitalen Proof spezifiziert werden, der von der Druckvorstufe bereitgestellt wird. Um festzustellen, ob das Druckergebnis den Vorgaben entspricht, wird das vom Inspektionssystem gelieferte Bild mit dem digitalen Proof verglichen. Auch für diesen Vergleich können die im Zusammenhang mit dem Referenzbild bereits beschriebenen digitalen Bildverarbeitungstechniken eingesetzt werden.

Die Positionen der auf der laufenden Materialbahn festgestellten Fehler werden im Inspektionssystem in einem sogenannten Rollenprotokoll abgespeichert. Nach Abschluss des Druckprozesses ist es dann beispielsweise mit Hilfe eines Umrollers möglich, den fehlerhaften Bereich der bedruckten Materialbahn anzufahren und herauszutrennen. Ebenso ist es möglich, dass bereits während des Drucks die fehlerhaften Bereiche auf der Materialbahn markiert und dann in der späteren Weiterverarbeitung ausgeschleust werden.

Aus EP 3 132 936 A1 ist es in diesem Zusammenhang bekannt, nach Abschluss des Druckprozesses das Ende der Materialbahn mit einem Etikett zu versehen, das beim Wiedereinlegen des Bandes zur Festlegung einer Nullmarke dient. Wenn nun die bedruckte Materialbahn der Weiterverarbeitung zugeführt wird, erfasst ein Sensor der Weiterverarbeitungsmaschine das Etikett als Nullmarke. Da im Rollenprotokoll die Abstände der einzelnen Druckfehler abgespeichert sind, ist somit jeder Druckfehler mit Bezug auf die Nullmarke lokalisierbar.

Mit dem Verfahren aus EP 3 132 936 A1 kann somit grundsätzlich auf einen Umroller verzichtet werden. Problematisch hierbei ist allerdings hier die Tatsache, dass die Länge der Materialbahn aufgrund deren Dehnbarkeit Schwankungen unterworfen ist, die mitunter so groß sind, dass die einzelnen Druckfehler mit Bezug auf die Nullmarke bei der Weiterverarbeitung nicht mehr auffindbar sind. Dieses Problem verstärkt sich zudem mit zunehmender Länge der Materialbahn.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Wiederauffinden von Druckfehlern auf einer bedruckten Materialbahn zu verbessern.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht aus einer Druckmaschine mit einem System zum automatischen Fehlermanagement zum Bedrucken einer laufenden Materialbahn mit einem sich wiederholenden Druckbild, mit einer Steuereinheit, mit einer mit der Steuereinheit verbundenen Kamera zur Durchführung einer Inspektion der bedruckten Materialbahn zum Erkennen von Druckfehlern, mit einer Bahnmarkierungseinheit zum Aufbringen von Bahnmarkierungen auf die laufende Materialbahn, und mit einem Funktionsschalter zum Freischalten der Bahnmarkierungseinheit, wobei von der Bahnmarkierungseinheit eine Bahnmarkierung auf die Materialbahn aufgebracht wird, sobald von der Steuereinheit ein Druckfehler erkannt wurde und die Bahnmarkierungseinheit von dem Bediener freigeschaltet wurde.

Außerdem besteht die erfindungsgemäße Lösung aus einem entsprechenden Verfahren zum automatischen Fehlermanagement an einer Druckmaschine, bei dem ein sich wiederholendes Druckbild auf eine laufende Materialbahn gedruckt wird, bei dem mit einer Steuereinheit und mit einer mit der Steuereinheit verbundenen Kamera eine Inspektion der bedruckten Materialbahn zum Erkennen von Druckfehlern durchgeführt wird, bei dem eine Bahnmarkierungseinheit zum Aufbringen von Bahnmarkierungen auf die laufende Materialbahn und ein Funktionsschalter zum Freischalten der Bahnmarkierungseinheit vorgesehen sind, wobei von der Bahnmarkierungseinheit eine Bahnmarkierung auf die Materialbahn aufgebracht wird, sobald von der Steuereinheit ein Druckfehler erkannt wurde und die Bahnmarkierungseinheit von dem Bediener freigeschaltet wurde. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass mehrere Bahnmarkierungen auch während des Druckprozesses auf die laufenden Materialbahn aufgebracht werden können, wobei das Aufbringen einer unkontrollierten Anzahl von Markierungen aufgrund des vorhandenen Funktionsschalters gleichzeitig vermieden werden kann. Gerade bei sogenannten 100 %-Inspektionssystemen kann es nämlich vorkommen, dass das Inspektionssystem innerhalb kürzester Zeit eine Vielzahl von Fehlern detektiert (z. B. wenn ein Farbwerk ausfällt). In so einem Falle ist es wichtig, dass der Bediener in der Lage ist, dem Ausfall eine einzelne Markierung auf der Bahn zuzuordnen und dass nicht wegen des Ausfalls aufgrund einer Automatik eine unkontrollierte Vielzahl von Markierungen auf die Bahn aufgebracht werden.

Die Markierung kann beispielsweise aus einem Strich-Code oder aus einem QR-Code bestehen. Der QR-Code (englisch Quick Response) ist ein zweidimensionaler Code, der beispielsweise in EP 0672 994 A1 beschrieben ist. Der QR-Code besteht aus einer quadratischen Matrix mit schwarzen und weißen Quadraten, die die kodierten Daten binär darstellen. Eine spezielle Markierung in drei der vier Ecken des Quadrats gibt die Orientierung vor. Die Daten im QR-Code sind durch einen fehlerkorrigierenden Code erweitert. Dadurch wird der Verlust von bis zu 30 % des Codes toleriert. Weiterentwicklungen sind der Micro-QR-Code, der Secure-QR-Code (SQRC), der iQR- Code und der Frame-QR-Code.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Markierung neben dem Ort des Fehlers weitere Informationen zugeordnet werden, beispielsweise die Art des Fehlers, der relative Abstand des Fehlers zur Markierung, die Ausdehnung des Fehlers in Laufmetern und/oder weitere Bemerkungen bzw. Kommentare des Bedieners. Alternativ könnte eine erste Markierung durch entsprechende Informationen den Anfang des Fehlers markieren und eine andere Markierung in entsprechender Weise das Ende. Ebenso ist es möglich, dass auf der Markierung die Information von mehreren Fehlern zusammengefasst werden.

Je nach Menge der Information können die Informationen als Ganzes in dem QR-Code integriert sein oder aber auch in einer getrennten Datenbank abgelegt sein, wobei dann der QR-Code lediglich den Datenbank-Eintrag der betreffenden Information enthält.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht die Kamera aus einer Zeilenkamera zur lückenlosen Inspektion. Alternativ oder zusätzlich kann eine zoomfähige Flächenkamera zur Inspektion von bestimmten Bereichen des Druckbilds vorgesehen sein.

Die erfindungsgemäße Lösung kann grundsätzlich für alle Arten von Druckmaschinen eingesetzt werden. Bevorzugte Anwendungen sind Flexodruckmaschinen, Tiefdruckmaschinen oder Digitaldruckmaschinen. In diesem Zusammenhang ist zu unterscheiden: Flexodruckmaschinen und Tiefdruckmaschinen sind mit festen Druckformen bestückt, sodass mit diesen Druckformen ausschließlich das sich wiederholende Druckbild gedruckt werden kann. Mit Digitaldruckmaschinen ist es dagegen möglich, sowohl sich wiederholende Druckbilder als auch wechselnde Motive zu drucken. Auch die Kombination von sich wiederholenden Druckbildern und individuellen Motiven ist möglich. Praktisch bedeutet dies, dass man bei einer Digitaldruckmaschine die Bahnmarkierung direkt mit dem sich wiederholenden Druckbild aufdrucken kann. Handelt es sich bei der Bahnmarkierung um einen QR- Code, benötigt man so zum Beispiel keinen weiteren QR-Printer.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Druckmaschine am Beispiel einer Flexodruckmaschine,

Fig. 2 zeigt eine Detailansicht von Fig. 1 mit einer Zeilenkamera und einer laufenden Materialbahn in einem ersten Druckzustand, und

Fig. 3 zeigt eine Detailansicht von Fig. 1 mit einer Zeilenkamera und einer laufenden Materialbahn in einem zweiten Druckzustand.

Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Druckmaschine am Beispiel einer Flexodruckmaschine 101 mit einer Kamera 102, einer Druckvorstufe 103, einer Steuereinheit 104 und einem Leitstand 106. Die Steuereinheit ist an der Position 105 in der Flexodruckmaschine 101 verbaut und ist aus Gründen der Übersichtlichkeit getrennt dargestellt.

Die Flexodruckmaschine 101 ist eine sogenannte Zentralzylindermaschine und weist demgemäß einen Zentralzylinder 107 auf, um den herum die acht Farbwerke sternförmig angeordnet sind. Jedes dieser Farbwerke weist eine Druckwalze, eine Rasterwalze und eine Rakelkammer auf, die jeweils an maschinenseitigen Verankerungen montiert sind. Von diesen acht Farbwerken mit den beschriebenen Komponenten ist das Farbwerk 108 exemplarisch bezeichnet.

Um die Materialbahn 109 zu bedrucken, wird diese in der Abwickelstation 110 von der Materialrolle 111 abgezogen und über mehrere Umlenkwalzen an die Anpresswalze 112 geführt. Die Anpresswalze 112 legt die Materialbahn 109 zum Weitertransport an den Zentralzylinder 107 an, sodass die Materialbahn 109 registergenau an den Farbwerken und den nicht näher dargestellten Zwischenfarbwerkstrocknern vorbeigeführt wird.

Nachdem die Materialbahn 109 den Zentralzylinder 107 verlassen hat, wird diese durch eine Bahnmarkierungseinheit 121 geführt, die hier als QR-Printer zum wahlweisen Aufdrucken von Bahnmarkierungen in Form von QR-Codes ausgeführt ist.

Nach Verlassen des QR-Printers 121 gelangt die Materialbahn 109 zum Abtrocknen der Druckfarbe zum Brückentrockner 113 und wird dann in der Aufwickelstation 114 auf die Materialrolle 115 aufgewickelt.

Die Kamera 102 ist derart ausgestattet, dass diese sowohl als Zeilenkamera als auch als zoomfähige Flächenkamera seitens der Steuereinheit betrieben werden kann. Zum Betreiben der Kamera 102 ist diese über die Leitung 116 mit der Steuereinheit 104 verbunden. Alternativ ist es selbstverständlich auch möglich, dass zwei separate Kameras in Form eine Zeilenkamera und einer Flächenkamera vorgesehen sind, wobei beiden Kameras wahlweise zusammen oder einzeln betrieben werden können.

Der Monitor des Leitstands 106 ist als Touchscreen ausgeführt, sodass der Bediener bestimmte Befehle zur Steuerung der Flexodruckmaschine 101 menügeführt direkt am Monitor ausführen kann.

Die Druckvorstufe 103 übermittelt über die Leitung 117 in einem Daten-Container 118 den digitalen Proof an die Steuereinheit 104. Auf der Basis des digitalen Proofs laufen auf der Steuereinheit 104 Fehlererkennungs-Algorithmen ab, die Druckfehler aufgrund von Soll-Ist-Druckbildabweichungen erkennen. Die damit zusammenhängenden Aktionen zwischen der Steuereinheit 104 und dem Leitstand 106 werden über die Leitungen 119 und 120 übertragen und werden anhand der folgenden Fig. 2 und Fig. 3 näher beschrieben. Fig. 2 zeigt eine Detailansicht von Fig. 1 mit einer Zeilenkamera und einer laufenden Materialbahn in einem ersten Druckzustand. Die entsprechenden Bezugszeichen aus Fig. 1 wurden übernommen, sodass insoweit auf die Beschreibung von Fig. 1 verwiesen wird. Darüber hinaus ist mit Bezugszeichen 201 ein sich wiederholendes Druckbild bezeichnet, das von einem oder mehreren Farbwerken 108 auf die Materialbahn 107 gedruckt wird.

In diesem ersten Druckzustand sei nun angenommen, dass eines der Druckbilder mit einem Druckfehler 202 gedruckt wurde. Das Druckbild 201 und der Druckfehler 202 werden von der Kamera 102 als Ist-Druckbild aufgenommen und über die Leitung 116 an die Steuereinheit 104 weitergeleitet. In der Steuereinheit 104 wird das Ist-Druckbild einem Fehlererkennungs-Algorithmus unterworfen. Wenn wie in diesem Fall ein Druckfehler festgestellt wird, wird auf dem Leitstand 106 ein Funktionsschalter in Form eines Software-Button angezeigt, der in Fig. 2 als Taster 203 dargestellt ist. Der Bediener hat an dieser Stelle die Möglichkeit, den Druckfehler zu beurteilen und optional auch noch mit zusätzlichen Informationen, wie zum Beispiel Bemerkungen oder Kommentare, zu versehen. Sobald der Bediener dann den Software-Button 203 drückt bzw. anklickt, wird der QR-Printer 121 freigeschaltet und druckt als Markierung des Druckfehlers 202 einen QR-Code auf die Materialbahn 107. Die zuvor aufgesammelten Informationen zum Druckfehler (Position, Fehlerart, Kommentare des Bedieners, etc.) werden hierbei als Bestandteil des QR-Codes abgespeichert. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass im QR-Code ein Link hinterlegt ist, bei dessen Aufruf auf die Informationen zum Druckfehler (Position, Fehlerart, Kommentare des Bedieners, etc.) verwiesen wird.

Fig. 3 zeigt eine Detailansicht von Fig. 1 mit einer Zeilenkamera und einer laufenden Materialbahn in einem zweiten Druckzustand. Die entsprechenden Bezugszeichen aus Fig. 1 und Fig. 2 wurden übernommen, sodass insoweit auf die Beschreibung von Fig. 1 und Fig. 2 verwiesen wird. Darüber hinaus ist mit Bezugszeichen 301 ein gegenüber dem ersten Druckzustand nachfolgendes Druckbild bezeichnet. Außerdem zeigt Bezugszeichen 302 einen QR-Code, der in dem ersten Druckzustand gemäß Fig. 2 von dem QR-Printer 121 gedruckt wurde und der nunmehr im Aufnahmebild der Kamera 102 erscheint.

In dem zweiten Druckzustand gemäß Fig. 3 kann nunmehr die exakte

Positionsinformation zwischen dem Druckfehler 202 und dem QR-Code 302 automatisch festgestellt werden, da mit der Kamera 102 sowohl die Position des Druckfehlers 202 als auch die Position des nachfolgenden QR-Codes erfassbar ist. Grundsätzlich ist für diese Zuordnung der Abstand zwischen Druckfehler 201 und QR- Code 302 nicht maßgeblich. Allerdings sollte der Abstand vom Bediener nicht zu groß gewählt werden, um Fehler bei der Wiedererkennung aufgrund unterschiedlicher Bahnspannungen und Bahndehnungen zu vermeiden.

Bei der Weiterverarbeitung läuft die Wiedererkennung dann in umgekehrter Reihenfolge ab. Beim Abwickeln der bedruckten Mate rial bahn wird von einem QR- Code-Leser demnach zuerst der QR-Code 302 erkannt, bevor dann der Druckfehler 202 auf der abgewickelten Materialbahn erscheint. Nachdem der QR-Code 302 erkannt wurde, kann dann bei der Weiterverarbeitung eine Aktion gestartet werden, die dem Druckfehler 202 vorher im Rollenprotokoll zugewiesen wurde, wie beispielsweise das Ausschleusen des fehlerhaften Abschnitts der Materialbahn aus der Weiterverarbeitung.