MAHLMANN, Hermann (Am Berg 8, Kirchlinteln-Luttum, 27308, DE)
REHG, Horsten (Wilhelm-Struwe-Straße 19, Horst, 25358, DE)
CZARNOTTA, Michael (Christian Seebade-Straße 59, Bremen, 28279, DE)
MAHLMANN, Hermann (Am Berg 8, Kirchlinteln-Luttum, 27308, DE)
REHG, Horsten (Wilhelm-Struwe-Straße 19, Horst, 25358, DE)
| Patentansprüche 1. Verfahren zur Prüfung von bei der Herstellung und/oder Verpackung von Zigaretten zu prüfenden Objekten (24) - Prüfobjekte -, insbesondere von Aufdrucken und/oder Druckträgern auf oder für Zigarettenpackungen oder Zuschnitte für Zigarettenpackungen, bei dem wenigstens ein Prüfobjekt (24) mittels eines geeigneten Lichtdetektors (31), insbesondere eines optoelektronischen Prüforgans wie einer Kamera, einer optischen Prüfung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfobjekt (24) und/oder der Prüfobjekthintergrund (11) mit Licht einer wellenlängenveränderbaren Beleuchtungseinrichtung (34) beleuchtet wird, wobei zur Verbesserung des Kontrastes zwischen Prüfobjekt (24) und Prüfobjekthintergrund (11) der oder die Wellenlänge(n) des von der Beleuchtungseinrichtung (34) stammenden Lichts vorzugsweise automatisch eingestellt wird/werden, bevorzugt abhängig von dem zu produzierenden Packungstyp (10) und/oder abhängig von mindestens einem Merkmal des Prüfobjekts (24) und/oder abhängig von mindestens einem Merkmal des Prüfobjekthintergrunds (11). 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Datenbank (41) für unterschiedliche Packungstypen (10) und/oder Prüfobjekte (24) und/oder Prüfobjekthintergründe (11) jeweils mindestens ein während des Prüfvorgangs einzustellender Lichtwellenlängenwert der Beleuchtungseinrichtung (34) - gegebenenfalls zusammen mit weiteren Parametern der Beleuchtungseinrichtung (34) - abgespeichert ist, der abhängig von dem zu produzierenden Packungstyp (10) und/oder von dem zu prüfenden Prüfobjekt (24) und/oder von dem Prüfobjekthintergrund (11 ) ausgewählt und der Beleuchtungseinrichtung (34) als Sollwert übermittelt wird. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Prüfung eines Zigarettenpackungstyps (10) und/oder eines Prüfobjekts (24) und/oder Prüfhintergrunds (11), zu dem kein Lichtwellenlängenwert in der Datenbank (41) gespeichert ist, mindestens ein der Prüfung zugrundezulegender Lichtwellenlängenwert ermittelt wird, indem die Beleuchtungseinrichtung (34) das Prüfobjekt (24) und/oder den Prüfobjekthintergrund (11) nacheinander mit Licht unterschiedlicher Lichtwellenlänge bestrahlt, indem der Lichtdetektor (31) zu der jeweils eingestrahlten Lichtwellenlänge ein Bild des Prüfobjekts (24) und/oder des Prüfobjekthintergrunds (11) erfasst und indem durch Vergleich der Bilder mindestens ein Wellenlängenwert bestimmt wird - Prüfwellenlängenwert -, bei dem der Kontrast zwischen Prüfobjekt (24) und Prüfobjekthintergrund (11 ) für den Prüfvorgang besonders geeignet ist, vorzugsweise besonders groß oder im Vergleich zu den anderen Bildern maximal ist. 4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (34) das Prüfobjekt (24) und/oder den Prüfobjekthintergrund (11) bei der Ermittlung des Prüfwellenlängenwerts nacheinander mit Licht sich kontinuierlich ändernder Wellenlängen bestrahlt. 5. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (34) zur Kalibrierung des Lichtdetektors (31) und/oder der Beleuchtungseinrichtung (34) weißes Licht oder Licht mindestens eines vorbestimmten Wellenlängewertes - insbesondere des Prüfwellenlängenwertes - auf ein Kalibrierungsbild (49), insbesondere ein Farbmusterbild, vorzugsweise einen Farbschattierungskreis, einstrahlt, dass der Lichtdetektor (31) ein Bild des so bestrahlten Kalibrierungsbildes (49) erfasst und dass das erfasste Bild als Kalibrierungsreferenzbild in der Datenbank (41) gespeichert wird. 6. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Herstellungs- und/oder Verpackungsprozesses der Zigaretten die Beleuchtungseinrichtung (34) und/oder der Lichtdetektor (31) insbesondere in vorbestimmten Zeitabständen überprüft werden, indem das Kalibrierungsbild erneut mit dem weißen Licht oder mit Licht des mindestens einen vorbestimmten Wellenlängenwertes - insbesondere des Prüfwellenlängenwertes - der Beleuchtungseinrichtung (34) bestrahlt wird, indem der Lichtdetektor (31) erneut ein Bild des derart bestrahlten Kalibrierungsbildes erfasst und indem das derart erfasste Bild mit dem in der Datenbank (41) gespeicherten Kalibrierungsreferenzbild verglichen wird. 7. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibrierungsbild (49) vorzugsweise ortsfest benachbart zu dem Prüfort der Prüfobjekte (24) innerhalb des Blickfelds des Lichtdetektors positioniert ist, wobei die Auswertung des von dem Lichtdetektor (31) erfassten, von dem Farbreferenzbild stammenden Lichts mittels geeigneter Definition eines oder mehrerer Auswertefenster innerhalb des erfassten Bildes erfolgt. 8. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Wellenlängenwert des Lichts, mit dem die Beleuchtungseinrichtung (34) das Prüfobjekt (24) und/oder den Prüfobjekthintergrund (11) beleuchtet, mindestens einem oder dem Wellenlängewert der Farbe des Prüfobjekthintergrunds (11) entspricht oder mindestens einem oder dem Wellenlängenwert der Komplementärfarbe zu der Farbe des Prüfobjekthintergrunds (11). 9. Vorrichtung zur Prüfung von bei der Herstellung und/oder Verpackung von Zigaretten zu prüfenden Objekten (24) - Prüfobjekte -, insbesondere von Aufdrucken und/oder Druckträgern auf oder für Zigarettenpackungen oder Zuschnitte für Zigarettenpackungen, mit einem geeigneten Lichtdetektor (31), insbesondere einem optoelektronischen Prüforgan wie etwa einer Kamera, sowie mit einer Beleuchtungseinrichtung (34) zur Beleuchtung des Prüfobjektes (24), dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (34) wellenlängenveränderbar ausgebildet ist, sodass das Prüfobjekt (24) zur Verbesserung des Kontrastes zwischen dem Prüfobjekt (24) und dem Hintergrund (11 ) des Prüfobjekts mit Licht unterschiedlicher Wellenlängenwerte beleuchtbar ist, bevorzugt abhängig von dem zu produzierenden Packungstyp (10) und/oder abhängig von mindestens einem Merkmal des Prüfobjekts (24) und/oder abhängig von mindestens einem Merkmal des Hintergrunds (11) des Prüfobjekts (24). 10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (33), mit der mindestens ein Wellenlängenwert des von der wellenlängenveränderbaren Beleuchtungseinrichtung (34) stammenden Lichts automatisiert einstellbar ist. 11. Vorrichtung gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (34) eine Mehrzahl von steuerbaren RGB- Lichtquellen (39), insbesondere RGB-LEDs aufweist, wobei das von der Beleuchtungseinrichtung (34) stammende (Misch-)Licht durch geeignete Überlagerung der jeweils von den einzelnen RGB-Lichtquellen (39) stammenden Lichts gebildet ist. 12. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 8 - 11 , gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (30), mit der abhängig von dem zu produzierenden Packungstyp (10) und/oder von dem zu prüfenden Prüfobjekt (24) und/oder von dem Prüfobjekthintergrund (1 1) in einer Datenbank (41) gespeicherte Lichtwellenlängenwerte für die Beleuchtungseinrichtung (34) auswählbar sind und mit der mindestens ein ausgewählter Lichtwellenlängenwert der Beleuchtungseinrichtung (34) als Sollwert übermittelbar ist, wobei in der Datenbank (41) für unterschiedliche Packungstypen (10) und/oder Prüfobjekte (24) und/oder Prüfobjekthintergründe (11) jeweils mindestens ein während des Prüfvorgangs einzustellender Lichtwellenlängenwert der Beleuchtungseinrichtung (34) - gegebenenfalls zusammen mit weiteren Parametern der Beleuchtungseinrichtung (34) - abgespeichert ist. 13. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 8 - 12, gekennzeichnet durch ein insbesondere ortsfestes Kalibrierungsbild (49), das derart angeordnet ist, dass dieses Kalibrierungsbild (49) durch den vorzugsweise ortfesten Lichtdetektor (31) erfassbar ist, insbesondere, indem das Kalibrierungsbild (49) mindestens bereichsweise im Randbereich des Blickwinkels des Lichtdetektors (41) angeordnet ist. 14. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 8 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptblickrichtung des Lichtdetektors (31) und die Hauptbeleuchtungsrichtung der Beleuchtungseinrichtung (34) koaxial verlaufen, insbesondere, indem die Beleuchtungseinrichtung (34) ringartig angeordnete LEDs (39) aufweist sowie einen von diesen eingeschlossenen, LED-freien Innenbereich (40), wobei die LEDs (39) und der Innenbereich (40) zwischen dem Prüfobjekt (24) bzw. dem Prüfobjekthintergrund (11) und dem Lichtdetektor (31) angeordnet sind und wobei der LED-freie Innenbereich (40) mindestens teilweise durchlässig für sichtbares Licht ausgebildet ist, sodass von dem Prüfobjekt (24) und/oder dem Prüfobjekthintergrund (11) stammendes Licht zu dem Lichtdetektor (31) gelangen kann und von diesem erfassbar ist. 15. Fertigungseinheit zur Herstellung und/oder Verpackung von Zigaretten, mit einer Prüfvorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 9 - 14. 16. Fertigungseinheit gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtdetektor (31) und die Beleuchtungseinrichtung (34) der Prüfvorrichtung benachbart zu einem drehend rotierbaren Förderer (22) der Fertigungseinheit (27) angeordnet sind, insbesondere derart benachbart zu seitlich offenen Taschen (23) des Revolvers (22), dass mindestens eine der Wandungen (11 ) von in den Taschen (23) angeordneten Zigarettenpackungen (10) mit der Prüfvorrichtung prüfbar ist. |
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von bei der Herstellung und/oder Verpackung von Zigaretten zu prüfenden Objekten - Prüfobjekte -, insbesondere von Aufdrucken und/oder Druckträgern auf oder für Zigarettenpackungen oder Zuschnitte für Zigarettenpackungen, bei dem wenigstens ein Prüfobjekt mittels eines geeigneten Lichtdetektors, insbesondere eines elektrooptischen Prüforgans, wie einer elektronischen Kamera, einer optischen Prüfung unterzogen wird. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei der Prüfung bzw. Überwachung von Aufdrucken auf Zigarettenpackungen, wie etwa Barcodes, oder von Druckträgern, wie etwa Banderolen, Coupons etc., die auf die Packungszuschnitte bzw. Packungen aufgebracht werden, ist problematisch, dass sich die zu prüfenden Objekte häufig nicht ausreichend von dem Hintergrund abheben, auf dem sie positioniert sind. Beispielsweise werden Aufdrucke häufig in einer dunklen Farbe, etwa schwarz, auf ebenfalls dunkle Stellen der Zigarettenpackungen aufgebracht. Lichtdetektoren, in der Regel elektronische Kameras mit elektrooptischen Bildsensoren, wie etwa CCD- Sensoren, können diese kontrastarmen Bilder häufig nicht oder nur unzureichend auflösen. Entsprechend bereitet die Auswertung der erfassten Bilder Schwierigkeiten, sodass es zu Auswertefehlem kommt.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem bei der Produktion von Zigarettenpackungen und/oder Zigaretten auch Prüfobjekte möglichst zuverlässig erfasst und ausgewertet werden können, die gegenüber dem Prüfobjekthintergrund einen vergleichsweise geringen Kontrast aufweisen. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Prüfvorrichtung anzugeben, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 9.
Danach ist ein Prüfverfahren der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfobjekt mit Licht einer wellenlängenveränderbaren Beleuchtungseinrichtung beleuchtet wird, wobei zur Verbesserung des Kontrastes zwischen Prüfobjekt und Prüfobjekthintergrund der oder die Wellenlänge(n) des von der Beleuchtungseinrichtung stammenden Lichts vorzugsweise automatisch eingestellt wird/werden, bevorzugt abhängig von dem zu produzierenden Packungstyp und/oder abhängig von mindestens einem Merkmal des Prüfobjekts und/oder abhängig von mindestens einem Merkmal des Prüfobjekthintergrunds.
Erfindungsgemäß wird daher das Prüfobjekt, insbesondere ein Aufdruck und/oder Druckträger auf oder für Zigarettenpackungen oder Zuschnitte für Zigarettenpackungen, und/oder der Prüfobjekthintergrund während des Prüfvorgangs in besonderer Weise beleuchtet. Die Beleuchtung erfolgt dabei mittels Licht einer auf das Prüfobjekt und/oder den Prüfobjekthintergrund abgestimmten Wellenlänge.
Dabei wird bevorzugt die Wellenlänge des einzustrahlenden Lichts unmittelbar auf die Farbe des Prüfobjekts und/oder des Prüfobjekthintergrunds abgestimmt. Vorzugsweise wird mindestens ein oder der Wellenlängenwert des Lichts, mit dem die Beleuchtungseinrichtung das Prüfobjekt und/oder den Prüfobjekthintergrund beleuchtet, mindestens einem oder dem Wellenlängewert der Farbe des Prüfobjekthintergrunds entsprechen oder mindestens einem oder dem Wellenlängenwert der Komplementärfarbe zu der Farbe des Prüfobjekthintergrunds. Mit dieser Maßnahme wird in der Regel ein besonders großer Kontrastwert erzielt. Nach Erfassung des Bildes des Prüfobjektes und/oder des Prüfobjekthintergrundes bei erfindungsgemäß verbessertem Kontrast kann eine an sich bekannte Auswertung des erfassten Bildes erfolgen. In der Regel wird das erfasste Bild dabei mit einem zuvor aufgenommenen und abgespeicherten Bild eines Referenzprüfobjektes bzw. Referenzprüfobjekthintergrundes verglichen und Abweichungen registriert und bewertet. Sollten die Abweichungen etwa ein vorbestimmtes Maß überschreiten, kann ein Fehlersignal generiert werden. In weiterer Folge kann die von der Abweichung betroffene Zigarettenpackung - gegebenenfalls mit weiteren Zigarettenpackungen - aus dem Produktionsprozess ausgeschleust werden.
Was die Farbe bzw. Wellenlänge des von der Beleuchtungseinrichtung stammenden Lichtes betrifft, so wird sie in der Regel derart gewählt, dass der Kontrast zwischen Prüfobjekt und/oder Prüfobjekthintergrund möglichst groß ist. Vorzugsweise ist der Kontrast dann im Vergleich zu anderen möglichen Beleuchtungsfarben größer, d.h. maximal.
Das Licht der wellenlängenveränderbaren Beleuchtungseinrichtung ist vorzugsweise monochromatisch. Es kann grundsätzlich aber auch als Mischlicht aus mehreren Wellenlängen bestehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in einer Datenbank für unterschiedliche Zigarettenpackungstypen und/oder unterschiedliche Prüfobjekte und/oder unterschiedliche Prüfobjekthintergründe jeweils mindestens ein während des Prüfvorgangs einzustellender Lichtwellenlängenwert der Beleuchtungseinrichtung abgespeichert. Dieser wird von einer geeigneten Steuerungseinrichtung abhängig von dem zu produzierenden Packungstyp und/oder von dem zu prüfenden Prüfobjekt und/oder von dem Prüfobjekthintergrund ausgewählt und der Beleuchtungseinrichtung als Sollwert übermittelt.
Gegebenenfalls können in der Datenbank in analoger Weise weitere Steuerungsparameter zur Steuerung der Beleuchtungseinrichtung hinterlegt sein, insbesondere Lichtintensitätswerte und dergleichen. Beispielsweise bei einem Brand-Change, d.h. einem Wechsel des zu produzierenden Packungstyps, können dann der Lichtwellenlängenwert und ggf. die weiteren Beleuchtungsparameter abhängig von dem neu zu produzierenden Packungstyp aus der Datenbank ausgelesen werden. Die Beleuchtungseinrichtung wird dann mithilfe dieser (Soll-)Werte gesteuert.
Es kann allerdings auch vorkommen, dass die Datenbank für bestimmte Packungstypen und/oder Prüfobjekte und/oder Prüfhintergründe noch keine Beleuchtungsparameter bzw. Lichtwellenlängenwerte umfasst. In diesem Fall muss zunächst mindestens ein dem weiteren Prüfverfahren zugrunde zu legender Lichtwellenlängenwert ermittelt werden. Vorzugsweise geschieht dies, indem die Beleuchtungseinrichtung ein Prüfobjekt und/oder einen Prüfobjekthintergrund als Referenz nacheinander mit Licht unterschiedlicher Lichtwellenlänge bestrahlt. Der Lichtdetektor erfasst zu der jeweils eingestrahlten Lichtwellenlänge jeweils ein Bild des Referenzprüfobjekts und/oder des Referenzprüfobjekthintergrunds.
Vorzugsweise bestrahlt dabei die Beleuchtungseinrichtung das Prüfobjekt und/oder den Prüfobjekthintergrund nacheinander mit Licht sich kontinuierlich oder in diskreten Schritten ändernder Wellenlängen. Mit anderen Worten wird die Beleuchtungseinrichtung derart gesteuert, dass das Lichtspektrum der Beleuchtungseinrichtung "durchgefahren" wird, mindestens für einen Teil des mit der Beleuchtungseinrichtung erzeugbaren Lichtspektrums.
Durch Vergleich der in der obigen Weise wellenlängenabhängig erfassten Bilder wird anschließend mindestens ein Wellenlängenwert ausgewählt - Prüfwellenlängenwert -, bei dem der Kontrast zwischen Prüfobjekt und Prüfobjekthintergrund für den Prüfvorgang besonders geeignet ist, vorzugsweise besonders groß oder maximal ist. Die Beleuchtungseinrichtung wird dann in dem nachfolgenden Produktionsverfahren zu Herstellung und/oder Verpackung der Zigaretten, in dem das erfindungsgemäße Prüfverfahren zur Kontrolle der jeweils produzierten Produkte angewandt wird, auf den genannten Prüfwellenlängenwert eingestellt. Mit anderen Worten bestrahlt die Beleuchtungseinrichtung die Prüfobjekte bzw. die Prüfobjekthintergründe während des eigentlichen Prüfverfahrens mit Licht der genannten Prüfwellenlänge.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, den Lichtdetektor und/oder die Beleuchtungseinrichtung insbesondere zu Beginn eines
Zigarettenverpackungsprozesses oder vor demselben zu kalibrieren. Zu diesem
Zweck wird die Beleuchtungseinrichtung derart gesteuert, dass sie weißes Licht oder Licht mindestens eines vorbestimmten Wellenlängenwertes - insbesondere des zuvor ermittelten Prüfwellenlängenwertes - auf ein Kalibrierungsobjekt bzw. - bild einstrahlt, insbesondere auf ein Farbreferenzbild, vorzugsweise auf ein
Farbmuster, wie etwa einen Farbschattierungskreis.
Der Lichtdetektor erfasst anschließend ein Bild des auf diese Weise bestrahlten Kalibrierungsbildes und speichert dieses Bild als Kalibrierungsgsreferenzbild in der Datenbank ab. Während des Produktionsprozesses der Zigaretten/Zigarettenpackungen wird insbesondere in vorbestimmten Zeitabständen oder bei jedem einzelnen Prüfvorgang die Beleuchtungseinrichtung und/oder der Lichtdetektor auf Funktionsfähigkeit überprüft. Zu diesem Zweck wird das Kalibrierungsbild erneut mit dem weißen Licht oder mit Licht des mindestens einen vorbestimmten Wellenlängenwertes - insbesondere des Prüfwellenlängenwertes - bestrahlt. Der Lichtdetektor erfasst dann erneut ein Bild des derart bestrahlten Kalibrierungsbildes. Anschließend vergleicht die Steuerung das erfasste Bild im Rahmen eines Auswertevorgangs mit dem gespeicherten Kalibrierungsreferenzbild. Abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs kann ein Fehlersignal erzeugt werden. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn der Vergleich ergibt, dass das Kalibrierungsreferenzbild von dem neu erfassten Bild abweicht oder dass die Abweichung eine vorbestimmte, zulässige Abweichungsgrenze erreicht oder überschreitet.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist das Kalibrierungsbild vorzugsweise ortsfest benachbart zu dem Prüfort der Prüfobjekte innerhalb des Blickfelds des Lichtdetektors positioniert. Die Auswertung des von dem Lichtdetektor erfassten, und von dem Kalibrierungsbild stammenden Lichts erfolgt mittels geeigneter Definition eines oder mehrerer Auswertefenster insbesondere im Rahmen des Kalibrierungsvorgangs, im Rahmen der Bestimmung des Prüfwellenlängenwertes und/oder im Rahmen der jeweiligen Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Lichtdetektors und/oder der Beleuchtungseinrichtung.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie aus den beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:
Fig. 1 eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geprüfte Zigarettenpackung in perspektivischer Schrägansicht,
Fig. 2 die Bodenwand der Zigarettenpackung aus Fig. 1 ,
Fig. 3 eine Fertigungsanlage zum Verpacken von Zigaretten in schematischer
Seitenansicht,
Fig. 4 einen Schnitt durch die Vorrichtung aus Fig. 3 entlang der Schnittlinie l-l aus Fig. 3,
Fig. 5 einen Schnitt durch die Einzelheit aus Fig. 4 entlang der Schnittlinie H-Il,
Fig. 6 einen Schnitt durch die Einzelheit aus Fig. 4 entlang der Schnittlinie IH-III,
Fig. 7 einen Schnitt durch die Einzelheit der Fig. 5 entlang der Schnittlinie IV-IV,
Fig. 8 eine schematische Darstellung der funktionalen Zusammenhänge der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung,
Fig. 9 ein Flussdiagramm zur Darstellung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Prüfvorgangs. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von bei der Herstellung und/oder Verpackung von Zigaretten zu prüfenden Objekten. Als bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird nachfolgend die Prüfung eines auf einer Zigarettenpackung 10 angeordneten Prüfobjektes beschrieben, nämlich die Prüfung eines auf der Bodenwandung 11 der Zigarettenpackung 10 aufgebrachten Aufdruckes 24. Dieser Aufdruck 24 ist im vorliegenden Fall eine Codierung, insbesondere eine alphanumerische Codierung. Alternativ können auch verschiedenste andere Codierungsarten verwendet werden, etwa ein Barcode oder ein sogenannter 2D-Code. Die Codierung kann beispielsweise Angaben zum Herstellungsort, zur Herstellungszeit und/oder zu anderen Produktionsmerkmalen der jeweiligen Zigaretten und/oder der jeweiligen Zigarettenpackung umfassen.
Die Erfindung kann aber natürlich auch eingesetzt werden zur Prüfung korrekter Positionierungen von Druckträgern, wie etwa Coupons, Banderolen oder dergleichen, die auf den Zigarettenpackungen positioniert werden. Dabei kann insbesondere die korrekte Ausrichtung dieser Druckträger überprüft werden.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, handelt es sich bei der Zigarettenpackung 10 um eine Packung des Typs Klappschachtel, die neben der Bodenwand 11 eine Vorderwand 12 aufweist, eine Rückwand 13, einen Deckel 14 sowie Seitenwände 15, 16.
Eine derartige Zigarettenpackung 10 wird mit einer taktweise arbeitenden Fertigungseinheit einer Fertigungs- und/oder Verpackungsanlage für Zigaretten hergestellt, im vorliegenden Fall einer Verpackungsmaschine 17 (Packer). In der Verpackungsmaschine 17 werden Packungszuschnitte 18 aus einem Magazin 19 mittels einer Vereinzelungseinrichtung vereinzelt und durch geeignete Fördermittel in Richtung eines Faltrevolvers transportiert. Während taktweiser Rotation des Faltrevolvers wird der jeweilige Zuschnitt 18 zu verschiedenen Faltstationen geführt, in denen komplexe Faltvorgänge in an sich bekannter Weise durchgeführt werden, insbesondere werden dabei Zigaretten blocke zugeführt, die von von Stanniolbobinen 20 stammenden Zuschnitten umhüllt sind. Weiter wird dort ein Packungskragen in den Faltprozess eingeführt, wobei der jeweilige Kragenzuschnitt von Kragenbobinen 21 stammt.
Nach Verlassen des Faltrevolvers werden die Zigarettenpackungen 10 in bereits weitgehend endgefaltetem Zustand einer Faltweichenstation zugeführt, in der die einzelnen Lappen der Zuschnitte 18 miteinander in Anlage gebracht werden, nachdem sie zuvor mit Leim versehen wurden.
Zur Trocknung der verleimten Zigarettenpackungen 10 werden diese anschließend einem in der Vertikalebene rotierenden Revolver zugeführt, nämlich einem Trockenrevolver 22.
Zu diesem Zweck werden die Packungen 10 im Bereich einer Beschickungsstation mittels einer Einschubeinrichtung 25 jeweils in Taschen 23 des Revolvers 22 eingeschoben. Die Taschen 23 sind an beiden axialen Seiten offen. Die Beschickung der Taschen 23 erfolgt derart, dass die Bodenwand 11 der jeweiligen Packung 10 zu einer der offenen Seiten zeigt, der Deckel 14 zu der anderen offenen Taschenseite.
Während mehrerer Umdrehungen des Revolvers 22 bindet der die Faltlappen der Packungen 10 verbindende Leim ab bei gleichzeitiger Stabilisierung der quaderförmigen Gestalt der Packungen 10.
Im Bereich einer Ausschubsstation werden die getrockneten Packungen 10 später mittels einer einen Ausschieber 26 umfassenden Ausschubeinrichtung 27 aus den Taschen 23 ausgeschoben und weiterverarbeitet.
Zum Aufbringen des Aufdruckes 24 auf die Bodenwand 11 der Packung 10 ist benachbart zum Umfang des Revolvers 22 eine Druckeinrichtung 28 positioniert. Diese Druckeinrichtung 28 ist mittels einer Steuerleitung 29a mit der zentralen Maschinensteuerung 30 der Verpackungsmaschine 17 verbunden, mittels einer Steuerleitung 29b mit einer nachfolgend beschriebenen Steuereinheit 33. Die Druckeinrichtung 28 dient dazu, die Aufdrucke 24 jeweils auf die Bodenwand 11 der einzelnen Zigarettenpackungen 10 aufzudrucken, insbesondere mittels einer Tintenstrahl-Druckeinheit oder einer Laser-Druckeinheit.
In Umfangsrichtung des Revolvers 22 versetzt zur Druckeinrichtung 28, und zwar bezogen auf die Drehrichtung des Revolvers 22 stromab der Druckeinrichtung 28, ist eine Kamera 31 angeordnet, mit der die jeweils taktweise an der Kamera 31 vorbeibewegten Zigarettenpackungen 10, nämlich die Bodenwände 11 der Zigarettenpackungen 10 überprüft werden können.
Die Kamera 31 erfasst dabei jeweils während taktweisen Stillstandsphasen des Revolvers 22 ein Bild der Bodenwandung 11 der jeweiligen Packung 10, nämlich ein Bild des Aufdruckes 24 auf der Bodenwandung 11. Die Kamera 31 ist Teil einer übergeordneten Prüfvorrichtung 32. Die Prüfvorrichtung 32 umfasst des Weiteren die Steuereinheit 33, mit der die Kamera 31 sowie eine nachfolgend beschriebene Beleuchtungseinrichtung 34 weitgehend autark gesteuert werden können. Die Kamera 31 sowie die Beleuchtungseinrichtung 34 sind jeweils mit Steuerleitungen 35 bzw. 36 mit der Steuereinheit 33 verbunden. Die Steuereinheit 33 ist des Weiteren über Steuerleitungen 63, 64 mit der übergeordneten Maschinensteuerung 30 verbunden, von der sie übergeordnete Steuerungsbefehle erhält bzw. an die sie Signale übergeben kann.
Die Hauptblickrichtung der Kamera 31 ist axial in Richtung auf die Bodenwand 11 der jeweiligen Packung 10 ausgerichtet. In Richtung der Packung 10 ist die Beleuchtungseinrichtung 34 vor der Kamera 31 angeordnet, nämlich derart, dass deren Hauptbeleuchtungsrichtung koaxial zur Hauptblickrichtung der Kamera 31 verläuft.
Diese Anordnung von Beleuchtungseinrichtung 34 und Kamera 31 , nämlich koaxial hintereinander, ist möglich, da die Beleuchtungseinrichtung 34 in besonderer Weise ausgebildet ist: Sie verfügt über einen für sichtbares Licht intransparenten, rahmenartigen Grundkörper 37, der einen innenliegenden Ausschnitt 38 umfasst. Am äußeren Rand des Ausschnittes 38 sind umlaufend RGB (Rot-Grün-Blau) - LEDs 39 ringartig positioniert. Die RGB - LEDs 39 sind einzeln ansteuerbar. Durch additive Farbmischung des Lichtes der einzelnen RGB-LEDs 39 kann die Beleuchtungseinrichtung 34 Mischlicht verschiedenster Wellenlänge erzeugen. Der zwischen den ringartig positionierten LEDs 39 befindliche Bereich 40 des Ausschnitts 38 ist für sichtbares Licht durchlässig. Durch geeignete, insbesondere plattenförmige optische Bauteile, die in der Beleuchtungseinrichtung 34 verbaut sind, wird in hier nicht näher beschriebener Weise erreicht, dass die Beleuchtungseinrichtung 34 ihr Licht im Wesentlichen nur in eine zur Längserstreckung des Grundkörpers 37 senkrechte Richtung abstrahlt, nämlich in Richtung der Bodenwand 11 der Zigarettenpackung 10.
Die Kamera 31 ist direkt hinter dem rahmenartigen Grundkörper 37 positioniert, nämlich derart, dass sich die Hauptblickrichtung der Kamera 31 durch den transparenten Bereich 40 hindurch erstreckt.
Mit der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung 32 ist eine besonders zuverlässige Prüfung der Aufdrucke 24 möglich. Denn mittels der Beleuchtungseinrichtung 34 der Prüfvorrichtung 32 kann der Kontrast zwischen dem Aufdruck 24 und dem
Hintergrund des Aufdrucks 24, nämlich der Bodenwand 11 , optimiert werden, indem die Wellenlänge des von der Beleuchtungseinrichtung 34 erzeugten
Beleuchtungslichtes beispielsweise an die Farbe des Aufdrucks 24 oder an die Farbe des Hintergrundes des Aufdrucks, also die Farbe der Bodenwand 11 angepasst wird.
Ein besonders guter Kontrast wird beispielsweise erzielt, indem die Beleuchtungseinrichtung 34 den Aufdruck 24 und den den Aufdruck 24 umgebenden Hintergrund, also die Bodenwand 11 , mit Licht einer Wellenlänge bestrahlt, die der Farbe der Bodenwand 11 entspricht. Alternativ kann auch die Komplementärfarbe zu der Bodenwand 11 eingestrahlt werden. Allgemein dargestellt wird die Lichtfarbe bzw. die Wellenlänge des von der Beleuchtungseinrichtung 34 auf die Bodenwand 11 eingestrahlten Lichts abhängig von dem zu produzierenden Packungstyp und/oder abhängig von mindestens einem Merkmal des Aufdrucks, insbesondere dessen Farbe, und/oder abhängig von mindestens einem Merkmal des Aufdruckhintergrundes, ebenfalls vornehmlich dessen Farbe, eingestellt. In einer der Maschinensteuerung 30 zugeordneten Datenbank 41 ist für unterschiedliche Packungstypen und/oder Prüfobjekte, wie Aufdrucke 24, und/oder Prüfobjekthintergründe, wie etwa die Bodenwandung 11 , jeweils mindestens ein während des Prüfvorgangs einzustellender Lichtwellenlängenwert abgespeichert. Dieser Lichtwellenlängenwert kann dann von der Maschinensteuerung 30 abhängig von dem zu produzierenden Packungstyp und/oder von dem zu prüfenden Prüfobjekt und/oder von dem Prüfobjekthintergrund ausgewählt und der Steuereinheit 33 übergeben werden. Die Steuereinheit 33 verwendet diesen Wert als Sollwert zur Steuerung der Wellenlänge der Beleuchtungseinrichtung 34.
Weitere Einzelheiten einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens und der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung werden nachfolgend anhand des Flussdiagrammes in Fig. 9 erläutert:
Zu Beginn eines Produktionsvorgangs überprüft die Maschinensteuerung 30, ob ein Bediener durch entsprechende Eingaben in ein der Maschinensteuerung zugeordnetes Bediengerät einen Markenwechsel initiiert hat, also einen Wechsel der von der Verpackungsmaschine 17 zu produzierenden Verpackungen von einem ersten Zigarettenpackungstyp A zu einem zweiten Zigarettenpackungstyp B (Symbol 43 in Fig. 9).
Falls dies nicht der Fall ist (44), wird das Prüfverfahren mit den bereits in dem vorhergehenden Produktionsprozess bekannten Parametern durchgeführt.
Falls allerdings ein Markenwechsel initiiert worden ist (45), fordert die Maschinensteuerung 30 aus der ihr zugeordneten Datenbank 41 Beleuchtungsparameter an (46). Diese Beleuchtungsparameter umfassen insbesondere die Lichtwellenlänge, auf die die Beleuchtungseinrichtung 34 eingestellt werden soll.
Die Maschinensteuerung 30 überprüft in diesem Zusammenhang, ob in der Datenbank 41 zu dem neu zu produzierenden Zigarettenpackungstyp B überhaupt schon Beleuchtungsparameter hinterlegt sind (47). Falls nicht (48), müssen die Beleuchtungsparameter zunächst ermittelt werden.
Vor der eigentlichen Ermittlung der Beleuchtungsparameter wird zunächst überprüft, ob die Kamera 31 und die Beleuchtungseinrichtung 34 fehlerfrei arbeiten. Zu diesem Zweck wird zunächst ein Weißlichtabgleich mit einer hinter der Beleuchtungseinrichtung 34 ortsfest angeordneten, im Blickfeld der Kamera
31 befindlichen, einen Farbschattierungskreis aufweisenden Farbtafel 49 vorgenommen (50). Die Beleuchtungseinrichtung 34, nämlich die einzelnen RGB- LEDs 39 der Beleuchtungseinrichtung 34, wird von der Steuereinheit 33 derart angesteuert, dass die Beleuchtungseinrichtung 34 weißes Licht auf die Farbtafel
49 bzw. den Farbschattierungskreis strahlt.
Die Kamera 31 erfasst anschließend ein Bild der so beleuchteten Farbtafel 49. Dieses Bild wird in der Steuereinheit 33 mittels einer geeigneten Auswertesoftware mit einem in der Datenbank 41 zuvor in analoger Weise erfassten Kalibrierungsreferenzbild der Farbtafel 49 verglichen (5_1). Bei Abweichungen wird ein Fehlersignal generiert (52, 53).
Falls die Auswertung ergibt, dass das Kalibrierungsreferenzbild nicht von dem aktuell aufgenommenen Bild der Farbtafel 49 abweicht, kann fortgefahren werden (54). Im nächsten Schritt wird die Beleuchtungseinrichtung 34 dann derart gesteuert, dass das durch diese erzeugbare Farbspektrum durchlaufen wird. Mit anderen Worten wird die Wellenlänge des von der
Beleuchtungseinrichtung 34 abgegebenen Lichtes in diskreten Schritten von einem Ausgangswert aus erhöht bzw. ggf. erniedrigt (55).
Für jeden eingestellten Wellenlängenwert erfasst die Kamera 31 ein Abbild eines auf einer Referenzpackung des zu produzierenden Packungstyps B aufgebrachten Prüfobjektes, im vorliegenden Fall ein Bild des Aufdruckes 24. Die Bilder werden in der der Kamera 31 sowie der Beleuchtungseinrichtung 34 zugeordneten Steuerungseinheit 33 ausgewertet (56). Die Auswertung erfolgt daraufhin, bei welchem eingestellten Wellenlängenwert der Kontrast zwischen dem Aufdruck 24 und dem Aufcruckhintergrund, d.h. der Bodenwand 11 , am größten ist. Gegebenenfalls werden neben der optimalen Wellenlänge, auf die die
Beleuchtungseinrichtung 34 einzustellen ist, jeweils zudem noch weitere
Beleuchtungsparameter, wie die Intensität des eingestrahlten Lichtes, in analoger Weise ermittelt. Des Weiteren wird mit dem für den optimalen Kontrast ermittelten Wellenlängenwert erneut die Farbtafel 49 beleuchtet und ein auf diese
Wellenlänge bezogenes, weiteres Kalibrierungsreferenzbild erzeugt. Sowohl die ermittelten Beleuchtungsparameter als auch das neu ermittelte
Kalibrierungsreferenzbild werden in der Datenbank 41 zu der neu zu produzierenden Verpackung B gespeichert (57).
Wenn allerdings der neu zu produzierende Packungstyp B bereits in der Vergangenheit produziert worden ist, sind die genannten Beleuchtungsparameter und Farbtafelwerte bereits in der Datenbank enthalten, sodass die Abzweigung (48) nicht durchlaufen werden muss, sondern diese Parameter und Farbtafelwerte unmittelbar in die Steuereinheit 33 eingelesen werden können. Zudem werden Referenzbilder der zu prüfenden Packung 10 bzw. des zu prüfenden Aufdrucks 24 eingelesen (58, 59).
Im nächsten Schritt werden nacheinander und taktweise die einzelnen produzierten Zigarettenpackungen 10 geprüft:
Zu diesem Zweck werden jeweils mit der Kamera 31 Bilder der Packungen 10 erfasst, nämlich Bilder des Aufdrucks 24 auf der Bodenwand 11. Die erfassten Ist-Bilder der Packungen 10 werden analysiert, indem sie mit den zuvor in die Steuereinheit 33 eingelesenen Referenzbildern der Packung 10 verglichen werden (65).
Bei unzulässigen Abweichungen (66) der von dem Aufdruck erfassten Ist-Bilder von den erwarteten Referenzbildern wird die geprüfte Packung 10 ausgeworfen (67). Falls der Aufdruck fehlerfrei ist (76), wird im nächsten Ablaufschritt überprüft, ob bereits sämtliche in dem Revolver 22 befindlichen Packungen 10 geprüft worden sind (68).
Falls dies nicht der Fall ist (70), wird weitergetaktet (71), d.h. die Prüfung wird solange fortgeführt, bis sämtliche in dem Revolver 22 befindlichen Packungen 10 geprüft sind.
Des Weiteren wird bei jedem Prüfvorgang zugleich ein Bild der Farbtafel 49 erfasst. Dieses Bild wird zur Sicherstellung der Funktionsfähigkeit der
Prüfvorrichtung 32 zyklisch, nämlich in vorbestimmten Maschinentaktabständen, mit dem neu erstellten Kalibrierungsreferenzbild der Farbtafel 49 verglichen (60). Es wird ein Fehlersignal erzeugt und der Prüfvorgang abgebrochen, falls das erfasste Ist-Farbtafelbild von dem Kalibrierungsreferenzbild abweicht (61 , 62).
Sobald sämtliche in dem Revolver 22 befindlichen Packungen 10 geprüft sind, wird im nächsten Verfahrensschritt abgefragt, ob das Produktionsende erreicht ist (69).
Falls dies nicht der Fall ist (72), wird weitergetaktet (73) und das Prüfverfahren weitergeführt.
Andernfalls (74) wird das Prüfverfahren beendet (75).
Bezugszeichenliste
10 Zigarettenpackung 39 RGB-LEDs
11 Bodenwandung 40 Transparenter Bereich
12 Vorderwand 41 Datenbank
13 Rückwand 42-48 Verfahrensschritte
14 Deckel 49 Farbtafel
15 Seitenwand 50-62 Verfahrensschritte
16 Seitenwand 63 Steuerleitung
17 Verpackungsmaschine 64 Steuerleitung
18 Zuschnitt 65-76 Verfahrensschritte
19 Magazin
20 Stanniolbobine
21 Kragenbobine 2 Revolver
23 Tasche 4 Aufdruck 5 Einschubeinrichtung 6 Ausschieber 7 Ausschubeinrichtung 8 Druckeinrichtung
29a Steuerleitung 9b Steuerleitung 0 Maschinensteuerung 1 Kamera 2 Prüfvorrichtung 3 Steuereinheit 4 Beleuchtungseinrichtung 5 Steuerleitung 6 Steuerleitung 7 Grundkörper 8 Ausschnitt