Aus der DE-C-25 087 34 ist bereits eine elektronische Graviermaschine zur Gra- vur von Druckzylindern mittels eines Gravierorgans bekannt. Das Gravierorgan mit einem durch ein Graviersteuersignal gesteuerten Gravierstichel als Schneidwerk- zeug bewegt sich in axialer Richtung an einem rotierenden Druckzylinder entlang.

Der Gravierstichel schneidet eine Folge von in einem Druckraster angeordneten Näpfchen in die Mantelfläche des Druckzylinders. Das Graviersteuersignal wird durch Überlagerung eines periodischen Rastersignals mit Bildsignalwerten gebil- det, welche die zu reproduzierenden Tonwerte zwischen"Schwarz"und"Weiß" repräsentieren. Während das Rastersignal eine oszillierende Hubbewegung des Gravierstichels zur Gravur der in dem Druckraster angeordneten Näpfchen be- wirkt, bestimmen die Bildsignalwerte entsprechend den zu reproduzierenden Tonwerten die Schnittiefen der gravierten Näpfchen.

In der DE-A-23 36 089 ist ein Gravierorgan angegeben, das im wesentlichen aus einem Drehsystem und einem elektromagnetischen Antrieb für das Drehsystem besteht. Das Drehsystem weist eine Welle, einen Anker, ein Lager für die Welle, ein Rückstellelement und eine Dämpfungsvorrichtung auf. An der Welle ist ein hebelförmiger Stichelhalter angebracht, der den Gravierstichel trägt. Der elektro- magnetische Antrieb für das Drehsystem weist einen mit dem Graviersteuersignal beaufschlagten, stationären Elektromagneten auf, in dessen Luftspalt sich der Anker des Drehsystems bewegt. Der Antrieb bewirkt eine um kleine Winkel oszil- lierende Drehbewegung der Welle, und der Stichelhalter mit dem Gravierstichel führt zur Gravur der Näpfchen eine entsprechende oszillierende Hubbewegung in Richtung der Mantelfläche des Druckzylinders aus.

In der Praxis kommt es gelegentlich vor, daß der Gravierstichel während der Gravur eines Druckzylinder beispielsweise durch Abnutzung oder durch mechani- sche Überbeanspruchung beschädigt wird oder sogar abbricht. In diesem Fall ist der teilgravierte Druckzylinder als Druckform unbrauchbar, und es muß ein neuer Druckzylinder graviert werden. Eine Beschädigung oder ein Bruch des Graviersti- chels verursacht somit in nachteiliger Weise einen Zeitverlust bei der Druckform- herstellung, der insbesondere bei der Gravur von Druckzylindern für den Verpak- kungs-oder Dekordruck erheblich sein kann, da die Gravur solcher Druckzylinder mehrere Stunden dauern kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Gravur von Druckzylindern in einer elektronischen Graviermaschine, eine Gravierstichel- Überwachungsvorrichtung für eine elektronische Graviermaschine sowie eine elektronische Graviermaschine mit einer derartigen Gravierstichel-Überwachungs- vorrichtung anzugeben, mit denen der Zeitverlust bei der Druckformherstellung, der im Fall einer Beschädigung eines Gravierstichels während der Gravur ent- steht, in vorteilhafter Weise verringert wird.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens zur Gravur von Druckzylindern durch die Merkmale des Anspruchs 1, bezüglich der Gravierstichel- Überwachungsvor-richtung durch die Merkmale des Anspruchs 14 und bezüglich der elektronischen Graviermaschine durch die Merkmale des Anspruchs 15 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 ein Blockschaltbild einer elektronischen Graviermaschine mit einer Gra- vierstichel-Überwachungsvorrichtung,

Fig. 2 eine graphische Darstellung und Fig. 3 ein prinzipielles Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer elektronischen Graviermaschine, die bei- spielsweise ein HelioKlischographe der Firma Hell Gravure Systems GmbH, Kiel, DE, ist.

Ein Druckzylinder (1) wird von einem Rotationsantrieb (2) angetrieben. Ein Gra- vierorgan (3) mit einem Gravierstichel (4) als Schneidwerkzeug ist auf einem Gravierwagen (5) montiert, der mit Hilfe einer durch einen Vorschubantrieb (6) angetriebenen Spindel (7) in Achsrichtung des rotierenden Druckzylinders (1) bewegbar ist. Das Gravierorgan (3) ist beispielsweise mit einem elektromagneti- schen Antrieb für den Gravierstichel (4) ausgerüstet. Der Gravierstichel (4) kann aber auch von einem Festkörper-Aktorelement aus einem piezoelektrischen oder magnetostriktiven Material gesteuert werden.

Das Gravierorgan (3) graviert eine Druckform (8), die aus einzelnen Gravierele- menten (8a), im folgenden Nutzen genannt, besteht. Bei der Gravur der Druckform (8) schneidet ein durch ein Graviersteuersignal GS gesteuerter Gravierstichel (4) gravierlinienweise eine Folge von in einem Druckraster angeordneten Näpfchen in die Mantelfläche des Druckzylinders (1), während sich der Gravierwagen (5) mit dem Gravierorgan (3) zur flächenhaften Gravur schrittweise oder kontinuierlich in axialer Richtung an dem rotierenden Druckzylinder (1) entlang bewegt.

Das Graviersteuersignal GS auf einer Leitung (9) wird in einem Gravierverstärker (10) durch Überlagerung eines periodischen Rastersignals R auf einer Leitung (11) mit einem Bildsignal B auf einer Leitung (12) erzeugt, welches die Tonwerte der zu gravierenden Näpfchen zwischen"Licht"und Tiefe"repräsentiert. Während das Rastersignal R eine oszillierende Hubbewegung des Gravierstichels (4) zur Gravur der in dem Druckraster angeordneten Näpfchen bewirkt, bestimmen die Bildsignalwerte B entsprechend den zu reproduzierenden Tonwerten die Schnit-

tiefen der Näpfchen. Das Bildsignal B wird in einem D/A-Wandler (13) aus Gra- vurdaten GD der zu gravierenden Druckform (8) gewonnen. Die Gravurdaten GD sind in einem Gravurdatenspeicher (14) abgelegt, aus dem sie gravieriinienweise ausgelesen und dem D/A-Wandler (13) über einen Datenbus (15) zugeführt wer- den.

Die durch das Druckraster vorgegebenen Gravierorte der Näpfchen auf dem Druckzylinder (1) sind durch die Ortskoordinaten (x, y) eines der Mantelfläche des Druckzylinders (1) zugeordneten Koordinatensystems definiert, dessen X-Achse in Achsrichtung und dessen Y-Achse in Umfangsrichtung des Druckzylinders (1) ausgerichtet sind. Der Vorschubantrieb (6) erzeugt die x-Ortskoordinaten und ein mit dem Druckzylinder (1) mechanisch gekoppelter Impulsgeber (16) die y-Orts- koordinaten. Die xy-Ortskoordinaten werden über Leitungen (17) einem Gravier- steuerwerk (18) zugeführt. Das Graviersteuerwerk (18) erzeugt das Rastersignal R auf der Leitung (11), Leseadressen für den Gravurdatenspeicher (14) auf einem Adreßbus (19) sowie Signale zur Steuerung und Synchronisierung des Gravier- ablaufs, beispielsweise ein Steuersignal SS1 für den Rotationsantrieb (2) auf einer Leitung (20) und ein Steuersignal SS2 für den Vorschubantrieb (6) auf einer Lei- tung (21).

Ein Zylinderlayout legt die gewünschten Positionen der einzelnen Nutzen (8a) der Druckform (8) fest. Das Zylinderlayout wird beispielsweise von einem Operator off- line in einer Workstation (26) durch manuelles Positionieren der einzelnen Nutzen (8a) mittels eines Cursors oder durch Eingabe von Positionskoordinaten unter Sichtkontrolle an einem Monitor (27) gestaltet. Nach der Gestaltung werden dann in der Workstation (26) anhand des erstellten Zylinderlayouts die Gravurdaten (GD) der Druckform (8) gravierlinienweise aus den Gravurdaten (GD') der einzel- nen Nutzen (8a) zusammengerechnet. Als Workstation (26) kann beispielsweise die Workstation HelioCom der Hell Gravure Systems GmbH, Kiel, DE, verwen- det werden.

Die Graviermaschine weist als Neuerung eine Gravierstichel-Überwachungsvor- richtung (23) auf, in der während der Gravur laufend die Funktionsfähigkeit des Gravierstichels (4) des Gravierorgans (3) anhand des Graviersteuersignals (GS) von gleichzeitig mit der Druckform (8) gravierten Testnäpfchen überprüft wird und in der im Falle einer Beschädigung des Gravierstichels (4), insbesondere im Fall eines Stichelbruchs, ein Kontrollsignal KS erzeugt wird. Die Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Gravierstichels (4) erfolgt gemäß der Neuerung durch eine Untersuchung von für eine Beschädigung des Gravierstichels (4) charakteristi- schen Oberwellen im Graviersteuersignal GS.

Das Graviersteuersignal GS wird der Gravierstichel-Überwachungsvorrichtung (23) von dem Gravierverstärker (10) über eine Leitung (25) zugeführt. Das Kon- trollsignal KS, das über eine Leitung (24) an das Graviersteuerwerk (18) gelangt, schaltet im Fall einer Stichelbruchs den Rotationsantrieb (2) und den Vorschu- bantrieb (6) mittels der Steuersignale SS1 und SS2 auf den Leitungen (20,21) zwecks Abbruch der Gravur aus. Gleichzeitig oder alternativ kann der Stichelbruch mit Hilfe des Kontrollsignals KS akustisch oder optisch signalisiert werden.

Zur laufenden Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Gravierstichels (4) werden gemäß der Neuerung gleichzeitig bei der Gravur der Druckform (8) Testnäpfchen in vorgegebene Druchzylinderbereiche (28) graviert.

Als Druckzylinderbereiche (28) für die Gravur der Testnäpfchen eignen sich die zwischen den Gravierelementen (8a) der Druckform (8) verbleibenden Zwischen- räume. In vorteilhafter Weise können die geeigneten Druckzylinderbereiche (28) in dem Zylinderlayout markiert und gleichzeitig die zur Gravur der Testnäpfchen erforderlichen Gravurdaten GD* bei der Erzeugung der Gravurdaten GD der Druckform (8) in der Workstation (26) generiert und in dem Gravurdatenspeicher (14) abgelegt werden.

Als Testnäpfchen werden bevorzugt tiefe Näpfchen entsprechend dem Tonwert "Tiefe"graviert, da dann die mechanische Beanspruchung des Gravierstichels (4)

am größten ist. Die Gravur der Testnäpfchen kann auf jeder Gravierlinie oder auf ausgewählten Gravierlinien innerhalb der Zylinderbereiche (28) erfolgen. Auf einer Gravierlinie wird mindestens ein, vorzugsweise mehrere, Näpfchen graviert, wobei jeweils das zuletzt gravierte Testnäpfchen zur Auswertung herangezogen wird.

Zur Gravur der Testnäpfchen werden die entsprechenden Gravurdaten GD* gra- vierlinienweise zu den Zeitpunkten aus dem Gravurdatenspeicher (14) ausgele- sen, zu denen sich die Zylinderbereiche (28) gerade unter dem Gravierorgan (3) befinden. Die Gravur der Testnäpfchen in jeder Gravierlinie wird von dem Gravur- datenspeicher (14) über eine Steuerleitung (29) an das Graviersteuerwerk (18) signalisiert.

Jedem zu gravierenden Näpfchen und Testnäpfchen ist eine Periode des Raster- signals (R) zugeordnet. Für das jeweils letzte Testnäpfchen einer Gravierlinie wird in dem Graviersteuerwerk (18) ein Meßintervall (30) innerhalb der zugeordneten Periode des Rastersignals R festgelegt. Das Meßintervall (30) liegt in zweckmäßi- ger Weise jeweils in dem Zeitintervall am Ende der zugeordneten Periode des Rastersignals R, in dem der Gravierstichel (4) nach der Gravur des letzten Test- näpfchens ausschwingt.

In dem Graviersteuerwerk (18) wird das dort erzeugte Rastersignal (R) jeweils für die Dauer des Meßintervalls (30) abgeschaltet, so daß das Rastersignal (R) aus dem Graviersteuersignal GS für die Dauer des Meßintervalls (30) eliminiert wird.

Durch die Eliminierung des Rastersignals R aus dem Graviersteuersignal GS wird das Nutz/Stör-Verhältnis im Graviersteuersignal GS verkleinert, wodurch in vor- teilhafter Weise die Untersuchung der Oberwellen verbessert wird.

Gleichzeitig sendet das Graviersteuerwerk (18) einen Meßbefehl MB über eine Steuerleitung (31) an die Gravierstichel-Überwachungsvorrichtung (23), in der das Graviersteuersignal GS für die Dauer des Meßintervalls (30) auf für eine Beschä- digung des Gravierstichels (4) charakteristische Oberwellen untersucht wird und in der bei Vorhandensein der charakteristischen Oberwellen das Kontrollsignal KS erzeugt wird.

Die Neuerung hat den Vorteil, daß durch die Signalisierung eines Stichelbruchs zwecks Zeitersparnis sofort mit der Gravur eines neuen Druckzylinders (1) begon- nen werden kann. Durch den Gravurabbruch bei einem Stichelbruch wird außer- dem, insbesondere bei einem automatischen Gravierablauf, verhindert, daß Schä- den an dem Gravierorgan (3) oder an der Graviermaschine selbst auftreten können.

Fig. 2 zeigt in einer graphischen Darstellung eine Periode des Rastersignal R, ein Meßintervall (30) am Ende der Periode und die Unterdrückung des Rastersignals R innerhalb des Meßintervalls (30). Gleichzeitig sind die zu analysierenden Ober- wellen (32) angedeutet.

Fig. 3 zeigt ein prinzipielles Ausführungsbeispiel für die Gravierstichel-Überwach- ungsvorrichtung (23). Bei einer Stromspeisung des Gravierorgans (3) wird der über die Leitung (25) zugeführte Graviersteuerstrom IGS an einem Meßwiderstand (33) in eine Meßspannung UM umgewandelt, die einer Schaltstufe (34) zugeführt wird. Gesteuert durch den Meßbefehl MB auf der Leitung (31) wird die Meßspan- nung UM jeweils nur während des Meßintervalle (30) weitergeleitet. Die Meßspan- nung UM gelangt über einen Kondensator (34) zur Abtrennung des Wechselspan- nungsanteils an einem A/D-Wandler (36), in dem die Meßspannung UM in Meßdaten MD umgewandelt wird. Die Meßdaten MD werden über einen Meßda- tenbus (37) einem Signalprozessor (38) zugeführt, der vorzugsweise als Digitaler Signalprozessor (DSP) beispielsweise vom Typ TMS 320C31 der Firma Texas Instruments, ausgebildet sein kann.

In dem Signalprozessor (38) werden die Meßdaten MD laufend auf überlagerte Oberwellen untersucht und durch eine digitale Filterung, vorzugsweise eine Fast- Fourier-Transformation (FFT), das Frequenzspektrum der Oberwellen festgestellt.

Die festgestellten Frequenzspektren werden mit einem zuvor erstellten und abge- speicherten Frequenzspektrum verglichen, das für einen unbeschädigten Gravier- stichel (4) charakteristisch ist. Bei Nichtübereinstimmung liegt eine Beschädigung des Gravierstichels (4) vor, und es wird das Kontrollsignal KS auf der Leitung (24)

erzeugt. Alternativ können die festgestellten Frequenzspektren auch mit einem für einen beschädigten Gravierstichel (4) charakteristischen Frequenzspektrum verglichen werden, wobei in diesem Fall das Korrektursignal KS bei Übereinstim- mung der Frequenzspektren erzeugt wird.

Derartige Fourier-Transformationen sind bekannt und beispielsweise in Rabbiner, L. R. :"Theory And Application Of Digital Signal Processing" ; Kap. 6 ; 1975 ; ISBN 0-13-914101-4, beschrieben.

Zu Verbesserung der Oberwellenanalyse wird in vorteilhafter Weise das Verhält- nis von Nutzsignal zum Störsignal verkleinert, indem die zu analysierenden Ober- wellen (32) mittels eines geeigneten Filters (39) aus der Meßspannung UM her- ausgefiltert werden, wobei die Filterung in Abhängigkeit von der Frequenz des Rastersignals R erfolgt.