Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zum zeitrichtigen Erfassen von in regelmäßigen Abständen auf einer Druckbahn befindlichen Druckmarken

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum zeitrichtigen Erfassen von in regelmäßigen Abständen auf einer Druckbahn befindlichen Druckmarken.

Druckmarken werden im Rahmen einer Registerregelung eingesetzt. Es sollen die Farben der einzelnen Druckwerke in der korrekten Position zueinander gedruckt werden. Die Druckmarke stellt eine Zusatzinformation dar, welche auf das Material gedruckt wird, die ausschließlich der Regelung dient. Neben dem Einsatz bei der Farbregisterregelung dient die Druckmarke auch zur korrekten Positionierung beim Schnitt („Schnittregisterregelung") .

Naturgemäß muss es auch ein System geben, welches die aufge ^¬ druckten Druckmarken erfasst und auswertet. üblicherweise werden in modernen Registerregelsystemen hierfür Kameras eingesetzt. Schafft man es, dass die Kamera die Druckmarke in einem vorgegebenen Bereich ihres Erfassungsfeldes fotogra- fiert, so kann der Erfassungszeitpunkt, d. h. der Zeitpunkt der Auslösung der Kamera, in definierten Zusammenhang mit der Position der Druckmarke gesetzt werden, wodurch die Steuerung der nachfolgenden Schritte des Drückens weiterer Farben oder auch des Schnitts ermöglicht wird.

Zum zeitrichtigen Erfassen gehört also zunächst, dass die Druckmarke überhaupt im Bildbereich der Kamera liegt. übli ^¬ cherweise befindet sich eine Druckmarke im Bereich von 1 m Druckbahn. Demgegenüber steht ein Bildbereich der Kamera von 60 mm Höhe. Es ist also vordringliche Aufgabe, dass die Kame ^¬ ra überhaupt die Druckmarke erfasst. Nicht weniger bedeutsam ist die Zusatzaufgabe, dass die Kamera die Druckmarke mög ^¬ lichst zentriert erfassen soll.

Im Stand der Technik erfolgt die Auslösung der Kameras über eine Triggerung. Entweder gibt das Antriebssystem, welches die Bewegung der Druckbahn steuert (d.h. die Bewegung der Motoren der Druckzylinder, welche die Druckbahn transportie- ren) , direkt Triggersignale ab, die von den Kameras umgesetzt werden, oder das Antriebssystem gibt Impulsgebersignale ab, von denen in einer gesonderten Einheit ein Triggersignal abgeleitet wird.

Die die Triggersignale erzeugenden Einheiten sind hierbei in aller Regel aus technischen Gründen relativ weit von den Kameras entfernt. Entsprechend müssen die Signale über weite Strecken an der Maschine geleitet werden. Da es sich um zeitkritische Signale handelt, kann es durch Störeinkopplungen zu Fehlauslösungen des Kamerasystems kommen. Besonders häufig gehen solche Störungen von gepulsten Umrichtern aus. Da die Leitungen von häufig nicht ausreichend geschultem Personal verlegt werden, kommt es in realen Systemen durchaus zu Störeinkopplungen in nennenswertem Umfang.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein zeitrichtiges Erfassen von Druckmarken zu ermöglichen, bei dem ein verbesserter Schutz vor Störsignalen, Störeinkopplungen etc. jedweder Art besteht.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 7 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst zumindest eine Kamera mit der Kamera zugeordneter Recheneinheit bereit ^¬ gestellt. Derartige Kameras mit Recheneinheiten sind im Stand der Technik bekannt. Vorliegend hat die der Kamera zugeordne ^¬ te Recheneinheit eine zentrale Aufgabe. Der Recheneinheit werden nämlich ständig Prozessdaten eines Antriebssteuerungs- Systems, das eine Bewegung der Druckbahn ansteuert, zuge ^¬ führt. Dieser Aspekt der Erfindung ist so aus dem Stand der Technik nicht bekannt. Bisher haben die Recheneinheiten direkt Triggersignale entweder von dem Antriebssteuerungssystem

selbst oder von einer nachgeordneten Einheit erhalten. Der Empfang von Prozessdaten als solches durch eine Recheneinheit einer Kamera ist im Zusammenhang mit der Erfassung von Druckmarken bisher nicht eingeführt worden. Die empfangenen Pro- zessdaten werden entsprechend zur Berechnung von Erfassungszeitpunkten für die Kamera verwendet. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst zwei Stufen: In einer ersten Stufe wird überhaupt gewährleistet, dass auf dem Kamerabild die Druck ^¬ marke abgebildet ist. In einer zweiten Stufe werden jeweils Erfassungszeitpunkte berechnet, die so gewählt sein sollen, dass die Druckmarke zentriert abgebildet ist (oder ein sons ^¬ tiges Positionskriterium erfüllt, wie etwa, dass sie stets rechts unten abgebildet ist, etc.).

Entsprechend wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst eine Mehrzahl von Anfangs-Erfassungszeitpunkten aufgrund der zugeführten Prozessdaten durch die Recheneinheit berechnet (festgelegt) , wobei die Anfangs-Erfassungszeitpunkte so auf ^¬ einander abgestimmt sind, dass auf zumindest einem mit der Kamera zu einem der Anfangs-Erfassungszeitpunkte aufgenomme ^¬ nen Bild eine Druckmarke abgebildet ist. Theoretisch ist es möglich, dass eine Kamera ein Bild nach dem anderen aufnimmt und so die gesamte Druckbahn abfotografiert. Häufig sind die Kameras jedoch nicht ausreichend schnell genug hierfür, so dass die Kamera bei einer Umdrehung des die Druckbahn trans ^¬ portierenden Druckzylinders nur vier Bilder aufnehmen kann, während die gesamte Druckbahn sechzehn Bilder erfordern würde. Die Anfangs-Erfassungszeitpunkte können dann so gewählt sein, dass zunächst Teilbild 1, 5, 9 und 13 des ersten Druck- bahnmeters abfotografiert wird, dann Teilbild 2, 6, 10 und 14 des zweiten Druckbahnmeters, dann Teilbild 3, 7, 11 und 15 des dritten Druckbahnmeters, und dann Teilbild 4, 8, 12 und 16 des vierten Druckbahnmeters. Die Druckmarke befindet sich üblicherweise auf einem der Teilbilder in jedem Druckbahnme- ter, d. h. auf einem Bild pro Umdrehung des Druckzylinders, so dass nach vier Durchläufen in der oben beschriebenen Art irgendwann eine Druckmarke erfasst wurde, woraus dann die Re-

cheneinheit auf die Lage der anderen Druckmarken zurückschließen kann.

Zum Verfahren gehört also das Auslösen der Kamera zu den An- fangs-Erfassungszeitpunkten zur Aufnahme von Bildern und das Auswerten der aufgenommenen Bilder durch Suche nach einer Druckmarke auf den Bildern. Im Rahmen der Auswertung werden Initialisierungsdaten durch die Recheneinheit gewonnen. Die Initialisierungsdaten sind nichts anderes als eine Zuordnung der Information über die aufgefundene Druckmarke zu den zuge ^¬ führten Prozessdaten. Mit anderen Worten „weiß" das System aufgrund der Initialisierungsdaten, wo auf dem Druckzylinder jeweils eine Druckmarke zu finden sein sollte.

Nach der Gewinnung dieser Information über die Zuordnung (I- nitialisierungsdaten) wird nun eine Regelung von Durchlauf- Erfassungszeitpunkten ermöglicht, d. h. die Regelung der Kameraauslösung. Im Rahmen dieser Regelung soll die Druckmarke auf den jeweiligen Bildern möglichst zentriert abgebildet sein. Das erfindungsgemäße Verfahren beginnt diese Regelung durch Berechnen eines ersten Durchlauf-Erfassungszeitpunkts aufgrund der Initialisierungsdaten und der zugeführten Prozessdaten durch die Recheneinheit, wobei hierbei gewährleis ^¬ tet ist, dass auf einem mit der Kamera zu dem ersten Durch- lauf-Erfassungszeitpunkt aufgenommenen Bild eine Druckmarke abgebildet ist. Die Kamera wird zu dem ersten Durchlauf- Erfassungszeitpunkt ausgelöst, und ein Bild wird aufgenommen, Dieses Bild dient als Ausgangspunkt für die Regelung. übli ^¬ cherweise wird für die Regelung jeweils ein Bild verwendet, es können jedoch auch eine Mehrzahl von Bildern bei der Regelung (nach und nach) berücksichtigt werden. Entsprechend wer ^¬ den im Rahmen der Regelung folgende Schritte wiederholt: Aus ^¬ werten des zuletzt aufgenommenen Bildes und Ermitteln eines Korrekturwerts für einen nächsten Durchlauf-Erfassungszeit- punkt durch die Recheneinheit, Berechnen eines nächsten

Durchlauf-Erfassungszeitpunkts aufgrund der Initialisierungs ^¬ daten und der zugeführten Prozessdaten durch die Recheneinheit und Korrektur des nächsten Durchlauf-Erfassungszeit-

punkts mit Hilfe des Korrekturwerts durch die Recheneinheit, und Auslösen der Kamera zum jeweils nächsten Durchlauf- Erfassungszeitpunkt zur Aufnahme eines Bildes einer Druckmar ^¬ ke. Mit anderen Worten wird im Rahmen der Regelung nach wie vor von den ständig zugeführten Prozessdaten Gebrauch gemacht, wie auch von den Initialisierungsdaten (also von der Zuordnung der Daten zu den eingangs aufgenommenen Bildern) . Dadurch wird gewährleistet, dass überhaupt eine Druckmarke abgebildet ist. Die Korrektur dient der Zentrierung der Druckmarke im Bild.

Die Erfindung verwendet somit erstmals eine Recheneinheit, welche der Kamera zugeordnet ist, die kein externes Trigger ^¬ signal benötigt, sondern die Erfassungszeitpunkte, also die Zeitpunkte der Auslösung der Kamera, selbst berechnet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssteuerungssystem an einen Bus angeschlossen ist, an dem auch die Kameras angeschlossen sind, so dass Pro- zessdaten über den Bus an eine Recheneinheit der Kamera ge ^¬ sendet werden können. Zudem sind die Recheneinheiten dazu ausgelegt, die empfangenen Prozessdaten zu verarbeiten. Die Recheneinheiten, die als solche aus dem Stand der Technik vorhanden sein können, übernehmen bei der Erfindung eine zu- sätzliche Aufgabe, nämlich die Berechnung der Erfassungszeit ^¬ punkte, bei der empfangene Prozessdaten verarbeitet werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Recheneinheit in ein Gehäuse der Kamera integriert. Dies dürfte der Regel- fall sein, und diese Ausführungsform stellt eine besonders kompakte Ausführungsform dar.

Da die Registerregelung mehrere Schritte umfassen kann, zum Beispiel beim Aufdrucken verschiedener Farben, kann entspre- chend auch eine Mehrzahl von Kameras bereitgestellt sein. Je ^¬ der Kamera ist eine Recheneinheit zugeordnet. Die Anfangs- Erfassungszeitpunkte und die Durchlauf-Erfassungszeitpunkte, wie sie oben genannt sind, werden hierbei jeweils von der je-

weiligen Recheneinheit individuell für die zugeordnete Kamera ermittelt. Die Kameras müssen also nicht synchron funktionie ^¬ ren .

Wie oben bereits erwähnt, wird der jeweilige Korrekturwert bei der Auswertung (der Bilder) aufgrund einer Abweichung der abgebildeten Druckmarke von einer zentrierten Position ermittelt.

Da die Zufuhr der Prozessdaten zentral für die vorliegende

Erfindung ist, sei auch hierzu Folgendes gesagt: Die Prozess ^¬ daten können Daten betreffend die Geschwindigkeit der Druck ^¬ bahn umfassen. Die Geschwindigkeit der Druckbahn ist insbe ^¬ sondere gleich der Geschwindigkeit eines die Druckbahn trans- portierenden Druckzylinders. Die Formulierung „Daten betreffend die Geschwindigkeit" soll bedeuten, dass nicht unbedingt ein Zahlenwert für die Geschwindigkeit in einer vorgegebenen Geschwindigkeitseinheit zur Verfügung stehen muss. Vielmehr genügt ein relativer Wert, beispielsweise ein Zahlenwert zwi- sehen 0 und 1, der von der der Kamera zugeordneten Recheneinheit entsprechend „verstanden" wird.

Die Prozessdaten können auch Daten betreffend die Stellung eines die Druckbahn transportierenden Druckzylinders und/oder dessen Beschleunigung und/oder ein Druckseitenformat umfassen. Dies kann insbesondere zusätzlich zu den Daten betreffend die Geschwindigkeit der Druckbahn der Fall sein. Das zur erfindungsgemäßen Vorrichtung gehörende Antriebssteuerungs ^¬ system muss im Vergleich zum Stand der Technik hierbei nicht umgebaut werden. Prozessdaten der oben genannten Art stehen in herkömmlichen Antriebssteuerungssystemen zur Verfügung, wobei die genannten Daten entweder Messdaten von Sensoren sind oder Daten sind, die mit der Ansteuerung der Druckzylindermotoren in Zusammenhang stehen, beispielsweise wenn ein bestimmter Ansteuerstrom in einer vordefinierten Beziehung zur Geschwindigkeit steht. Wichtig ist, dass unter Prozessda ^¬ ten die Ausgabe von Zahlenwerten zu verstehen ist, die von

der Recheneinheit für eine Berechnung von Erfassungszeitpunkten verwendet werden können.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfin- düng unter Bezug auf die Zeichnungen gezeigt, wobei

FIG 1 eine Druckmaschinenanordnung mit einer Vorrichtung zum zeitrichtigen Erfassen von Druckmarken gemäß dem Stand der Technik zeigt, und FIG 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum zeitrichtigen Erfassen von Druckmarken veranschaulicht.

In den Figuren 1 und 2 ist symbolisch eine Rotationsdruckma ^¬ schine mit sechs Druckwerken 10 veranschaulicht, wobei die Druckbahn nicht durchgehend dargestellt ist. Zu jedem Druck ^¬ werk 10 gehört ein Druckzylinder (nicht gezeigt), der von ei ^¬ nem Motor 12 gedreht wird, der in den Figuren 1 und 2 gesondert dargestellt ist. Die Motoren 12 werden von einem Antriebssteuerungssystem 14 über jeweils eine eigene Leitung angesteuert. Der Einfachheit halber ist eine einzige gemein ^¬ same Leitung in den Figuren dargestellt.

Jedem Druckwerk 10 zugeordnet ist eine eigene Kamera 16. Im in FIG 1 dargestellten Stand der Technik wird die Auslösung der Kamera extern getriggert. Hierbei ist jeder Kamera 16 ei ^¬ ne Leitung 18 zugeordnet. Das Antriebssteuerungssystem 14 erzeugt direkt Triggersignale, welche einer Registerregelungs ^¬ einheit 20 zugeführt werden und von dieser den einzelnen Kameras 16 zugeführt werden. Alternativ erzeugt das Antriebs- Steuerungssystem 14 Impulsgebersignale, die über die Leitungen 18 der Registerregelungseinheit 20 zugeführt werden, wo ^¬ bei diese dann die Triggersignale für die einzelnen Kameras 16 erzeugt. Im Bereich der Leitungen 18 kann es zu Störeinkopplungen kommen.

Dies verhindert die Erfindung dadurch, dass auf Triggersigna ^¬ le ganz verzichtet wird. Das Antriebssteuerungssystem 14 ist bei der in FIG 2 veranschaulichten Erfindung, wie auch jede

einzelne Kamera 16, an einen gemeinsamen Bus 22 angeschlos ^¬ sen. über den gemeinsamen Bus 22 empfangen die einzelnen Kameras 16 Prozessdaten von dem Antriebssteuerungssystem 14. Die Prozessdaten sind Daten derselben Art, wie sie für die Ansteuerung der Motoren 12 verwendet werden oder als Antwortsignale von den Motoren 12 von dem Antriebssteuerungssystem 14 empfangen werden. Es muss somit keine Datenkonversion in dem Antriebssteuerungssystem 14 erfolgen, sondern dieses kann Daten, über die es ohnehin verfügt, in den Bus 22 ausgeben. Die einzelnen Kameras 16 sind jeweils mit einer Recheneinheit im Kameragehäuse versehen (nicht gezeigt) .

Die Registerregelungseinheit 20 ist ebenfalls an den Bus 22 angeschlossen, ist jedoch nur fakultativ. Beispielsweise kann sie die einzelnen Recheneinheiten ergänzen.

Die über den Bus 22 ermittelten Prozessdaten können Daten betreffend die Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung der Druckbahn (der Druckzylinder) und die Produktionsparameter (Format der Seite bzw. Drucklänge) umfassen.

Aufgrund der von dem Antriebssteuerungssystem 14 an die Kameras 16 übermittelten Daten kann in jeder einzelnen Kamera 16 die zugeordnete Recheneinheit eine Strategie aufstellen, wie zu Anfang zunächst einmal erfasst wird, wo sich die Druckmar ^¬ ken überhaupt befinden. Abgestimmt auf die Drehung der Druckzylinder entwickelt die Recheneinheit eine Strategie, wann die Kamera Bilder aufnimmt (es werden Anfangs-Erfassungszeit- punkte festgelegt) , und es wird eine Bildfolge aufgenommen, die die verschiedenen Druckbahnpositionen lückenlos erfasst (gegebenenfalls bei mehreren Umdrehungen des Druckzylinders einander entsprechende Stellen der Druckbahn) , so dass irgendwann eine Druckmarke erfasst wird. Die Recheneinheit in den Kameras 16 wertet sämtliche Bilder aus und erzeugt einen Datensatz (Initialisierungsdaten), der nachfolgend zur Berechnung der Position der Druckmarke in Abhängigkeit von den Prozessdaten (zum Beispiel von der Position des Druckzylinders) herangezogen werden kann. Aufgrund der Anfangszuordnung

von Erfassungszeitpunkten und Prozessdaten kann nun die eigentliche Regelung beginnen: Es können Erfassungszeitpunkte für die einzelnen Kameras 16 von den jeweiligen Recheneinheiten berechnet werden, wobei aufgrund der Vorab-Zuordnung dann unter Berücksichtigung der Messgenauigkeit noch gewährleistet ist, dass die Kamera tatsächlich eine Druckmarke aufnimmt. Dies wird im Detail dann noch durch die Recheneinheit 16 ge ^¬ regelt: Die berechneten Erfassungszeitpunkte können durch ei ^¬ nen Korrekturwert korrigiert werden, wenn in einem vorigen Bild die Druckmarke nicht genau zentriert war. Dadurch er ^¬ reicht man, dass in einem nachfolgenden Bild die Druckmarke wieder zentriert aufgenommen wird.

Der in der Figur (vergleiche FIG 2 mit FIG 1) nur klein er- scheinende Schritt der Ankopplung des Antriebssteuerungssys ^¬ tems 14 an den gemeinsamen Bus 22, an den auch die Kameras 16 angeschlossen sind, ermöglicht erst den erfindungsgemäßen Verzicht auf die Triggerung. Stattdessen sind die Recheneinheiten in den Kameras 16 dazu ausgelegt, direkt Prozessdaten von dem Antriebssteuerungssystem 14 verarbeiten. Aufgrund dieser Daten nehmen die Kameras gewissermaßen eigenständig ihre eigene Auslösung vor.