Verfahren und Einrichtung zur Auslesung bestimmter Marken aus einem Gesamtdruckbild bei der Verarbeitung bahnförmiger Güter
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Problem der Auslesung von bestimmten Marken aus einem Gesamtdruckbild bei der Abtastung von bahnförmigen Gütern, insbesondere bei der photoelektrischen Abtastung im Rotationsdruck und in der Verpackungsindustrie.
Beim Rotationsdruck sowie in der Verpackungsindustrie durchlaufen die zu verarbeitenden Materialien eine der Zahl der Teilverarbeitung, wie z. B.
Teilfarbendruck, Schön-Widerdruck, Falz, Schnitt und Verpackungsoperationen entsprechende Anzahl einzelne Register. Um einwandfreie Endprodukte zu erhalten, müssen die Teilbearbeitungen genauestens aufeinander abgestimmt sein. Dies bedingt eine ständige Überwachung und Nachregulierung der einzelnen Register. Zu diesem Zweck werden die zu verarbeitenden Materialien mit einfachen Marken bedruckt. Durch optische Abtastung dieser Marken erhalten elektronische Registerregelungsgeräte Informationen über die Lage der Teilverarbeitungen. Informationen über die Lage der Druckzylinder erhält das Registerregelungsgerät im sogenannten Bahn Bahn-Verfahren ebenfalls durch Abtastung einer Bahumarke, im sogenannten Bahn-Zylinder-Verfahren jedoch durch separate, von den Druckzylinderstellungen abhängige Impulsgeber.
Die Marken befinden sich dabei häufig in einer unbedruckten Bahn, z. B. am Rande der Papierbahn oder zwischen zwei Druckbildern. Meistens muss jedoch zur Unterschei dung der Marken von andern Zeichen des Gesamtdruckbildes eine zusätzliche Information an das Regelungsgerät gelangen.
Bekannte Verfahren zur Unterscheidung der Marken von andern Zeichen beruhen auf folgendem Prinzip: Dem Regelungsgerät wird kurz vor dem Vorbeilaufen der Marke unter dem entsprechenden Abtastgerät ein sogenannter Torimpuls zugeführt. Dieser Torimpuls wird von irgendeinem Impulsgeber, dessen frequenzbestimmender Teil mit der Zylinderwelle des zu korrigierenden Registers formschlüssig gekuppelt ist, abgegeben.
Der Impulsgeber zur Abgabe von Torimpulsen verlangt jedoch eine genaue Einstellung. Die Folge davon sind häufige Fehleinstellungen. Ferner ist bei den betreffenden Verarbeitungsmaschinen der Platz meistens beschränkt, so dass für diesen Impulsgeber Einbauprobleme vorkommen können.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, ein Verfahren zur Unterscheidung der Marken von den übrigen Zeichen des Gesamtdruckbildes zu schaffen, bei welchem sich der separate Impulsgeber für den Torimpuls erübrigt.
Ein Verfahren zur Auslesung bestimmter Marken aus einem Gesamtdruckbild bei der Verarbeitung bahnförmiger Güter ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass bei der Aufzeichnung der Marken denselben ein einen Code beinhaltendes Bild gegeben wird und die Ablesung des Gesamtdruckbildes durch eine nur auf diesen Code ansprechende Ausleseeinrichtung vorgenommen wird.
Es wird dabei von der Tatsache Gebrauch gemacht, dass je komplizierter das Bild der Marke ist, desto unwahrscheinlicher ein Vorhandensein einer Zeichengruppe zufällig gleichen Bildes im Gesamtdruckbild ist.
Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann je nach Art des Markencodes das Ges amtdruckbild auf ein gleichzeitiges Erscheinen oder auf den zeitlichen Unterschied des Erscheinens von bestimmten Hell- bzw. Dunkelwerten im Bereiche eines Abtastgerätes der Ausleseeinrichtung hin geprüft werden.
Eine Auslese ein richtung an Verarbeitungsmaschinen für bahnförmige Güter zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist gekennzeichnet durch ein Abtastgerät zur Erzeugung von elektrischen Signalen beim Durchlauf von Zeichen des Gesamtdruckbildes auf dem relativ zum Abtastgerät bewegten Gutband und ein auf eine bestimmte Signalkombination eingestelltes Auswertgerät, welches dazu bestimmt und ausgebildet ist, nur dann einen Impuls abzugeben, wenn die vom Abtastgerät erzeugte Signalkombination der am Auswertgerät eingestellten Soll Kombination entspricht.
Im Rotationsdruck erweist sich schon eine Codierung in Form einer Nebeneinander-oder Hintereinandersetzung von mehreren einfachen Zeichen, z. B. Strichen, in geeigneter Anordnung als genügend.
Auf beiliegender Zeichnung sind Erläuterungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes bei Anwendung des Bahn-Bahn-Verfahrens für die Längsregisterregelung beim Rotationsdruck dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen photoelektrischen Abtaster,
Fig. 2 eine Anordnung einer codifizierten Marke, bestehend aus drei nebeneinandergesetzten Strichen zur Erzeugung eines Torimpulses und Marken zur Erzeugung von Vergleichsimpulsen, wobei
Fig. 3 die Ausführung dieser Marken bei Verwendung von einheitlichen Abtastgeräten zeigt,
Fig. 4 die Ausführung codifizierter Vergleichsmarken, bestehend aus je drei nebeneinandergesetzten Markenstrichen,
Fig. 5 die Abtastung von zwei solchen codifizierten Vergleichsmarken,
Fig. 6 das Auftreten dieser beiden codifizierten Vergleichsmarken zwischen zwei Druckbildern und die
Fig.
7 und 8 den Verlauf der Spannung bei der Abtastung der Papierbahn in zwei nebeneinanderliegenden Photoempfängern des Abtastgerätes,
Fig. 9 das Blockschaltbild eines Auswertgerätes zur Auswertung der Informationen aus der Abtastung von zwei durch Nebeneinandersetzung von je drei Markenstrichen codifizierten Vergleichsmarken und
Fig. 10 ein Blockschaltbild eines Auswertgerätes zur Auswertung der Informationen aus der zeitabhängigen Abtastung von einer durch Hintereinandersetzung von vier Markenstrichen codifizierten Vergleichsmarke.
Im Ausführungsbeispiel eines photoelektrischen Abtasters nach Fig. 1 ist mit 1 eine teilweise bedruckte Papierbahn bezeichnet, auf welcher sich eine Marke 2 befindet. Mit einer Lichtquelle 3 und mittels einer optischen Zylinderlinse 4 wird ein feiner Lichtstrich 5 auf die Papierbahn 1 projiziert. Ein Abtastgerät 6 besteht aus Abtastköpfen 6.1, 6.2, 6.3, welche je eine optische Linse 6.1.1, 6.2.1, 6.3.1 und je eine Photodiode 6.1.2, 6.2.2, 6.3.2 aufweisen.
Bewegt sich die Papierbahn 1 in der durch Pfeil angegebenen Richtung, so tastet jeder der drei Abtastköpfe 6.1, 6.2, 6.3 eine bestimmte Bahn auf der Papierbahn 1 ab. Je nachdem, ob im Bereich des Abtastgerätes eine unbedruckte helle, oder eine bedruckte dunkle Stelle der Papierbahn 1 erscheint, wird der Lichtstrich 5 reflektiert oder absorbiert. Befindet sich z. B. die Marke 2 unter dem Abtastkopf 6.2, so gelangt praktisch kein Licht auf die Photodiode 6.2.2, hingegen über die Linsen 6.1.1 und 6.3.1 auf jede der beiden Photodioden 6.1.2 und 6.3.2.
In Fig. 2 ist mit 7 eine codifizierte Marke zur Erzeugung eines Torimpulses, wie er vorteilhaft dann angewendet wird, wenn nur in einer Farbe eine codifizierte Marke gedruckt werden soll, bezeichnet.
Sie setzt sich aus drei den Code bildenden Markenstrichen 7.1, 7.2 und 7.3 zusammen. 8, 9, 10 und 11 sind vier Vergleichsmarken, welche je von einem der Teilfarbendruckwerke mitgedruckt werden. Die codifizierte Marke 7 ist dabei gegenüber den Vergleichsmarken 8-11 vorverschoben, so dass der Torimpuls vor den Vergleichsimpulsen erscheint. Dies könnte auch dadurch erreicht werden, dass bei fluchtenden Marken der Ort der Abtastung der Tormarke gegen über dem Ort der Abtastung der Vergleichsmarke vorverschoben wird. Zur Abtastung der Marken ist an jedem zu kontrollierenden Teilfarbendruckwerk ein Abtastgerät angebracht, welches die codifizierte Tormarke 7 sowie zwei bestimmte Vergleichsmarken, z. B. 9 und 10, abtastet.
Sollen zur Abtastung bei den jeweiligen Teilfarbenregistern einheitliche Abtastgeräte Verwendung finden, so wird man den Code für die Tormarke vorteilhaft wie in Fig. 3 dargestellt wählen. 12.1 bis 12.5 sind fünf gleiche Markenstriche in gleichen Abständen voneinander, wovon je drei nebeneinanderliegende Markenstriche z. B. 12.2, 12.3, 12.4 den Code der Tormarke 12 bilden. 8, 9, 10 und 11 sind wieder vier Vergleichsmarken. Mit 13.1, 13.2 und 13.3 sind drei genau gleiche Abtastgeräte bezeichnet, welche je drei Markenstriche der Tormarke sowie zwei nebeneinanderliegende Vergleichsmarken abtasten. Das Abtastgerät 13.1 dient dabei z. B. zur Kontrolle des zweiten Teilfarbenregisters, wobei als Tormarke die Markenstriche 12.1, 12.2 und 12.3 und zur Kontrolle der Teilfarbendrucke die Vergleichsmarken 8 und 9 abgetastet werden.
Zur Kontrolle des dritten Teilfarbenregisters dient das Abtastgerät 13.2, welches gegenüber dem Abtastgerät 13.1 verschoben ist und die Tormarke, bestehend aus den Markenstrichen 12.2, 12. 3 und 12.4 sowie die beiden Vergleichsmarken 9 und 10 abtastet. Analog ist das Abtastgerät 13.3 verschoben gegenüber den beiden Abtastgeräten 13.1 und 13.2 beim vierten Teilfarbenregister angebracht.
Anstatt einer einzigen speziellen codifizierten Marke zur Erzeugung eines Torimpulses kann auch, wie aus Fig. 4 ersichtlich, direkt mit jeder Teilfarbe eine codifizierte Vergleichsmarke gedruckt werden.
Die spezielle Marke für den Torimpuls fällt dadurch weg. Dies gestattet Korrekturen sehr grosser Fehler.
In Fig. 4 zeigen 14, 15, 16, 17 vier den einzelnen Teilfarben entsprechende, durch Nebeneinander setzung von je drei Markenstrichen 14.1, 14.2, 14.3 bzw. 15.1, 15.2, 15.3 usw. codifizierte Vergleichsmarken. Dabei ist es möglich, die vordere Markenkante zur Codeauswertung für die Erzeugung eines Torimpulses und die hintere Markenkante zur Erzeugung des Vergleichsimpulses herbeizuziehen. Eine sehr rasch arbeitende logische Schaltung gestattet auch das Codesignal direkt als Vergleichssignal zu verwenden.
In den Fig. 5 bis 9 sind Einzelheiten einer Aus führungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt, bei welcher zwei durch Nebeneinandersetzung von drei Markenstrichen codifizierte Vergleichsmarken, die zwei aufeinanderfolgenden Teilfarbendrucken entsprechen, abgetastet werden. Die vom ersten Teilfarbendruckwerk mitgedruckte Vergleichsmarke ist dabei mit 18 und die vom zweiten Teilfarbendruckwerk mit 19 bezeichnet. 18.1, 1, 18. 2, 18. 3 bzw. 19.1 19.2, 19.3 sind die entsprechenden Markenstriche dieser Vergleichsmarken 18 und 19. Die eigentlichen Vergleichsimpulse für die Registerregelung sollen hier durch die Hinterflanken der beiden Markenstriche 18.1 und 19.1 gegeben werden.
Aus Fig. 5 ist der Aufbau des dabei verwendeten Abtastgerätes 20 ersichtlich. Es besteht aus dreizehn Abtastköpfen 20.1 bis 20.13, wobei die geradzahligen Abtastköpfe 20.2, 20.4... 20.12 die Bahnen, in denen die Markenstriche 18.1 bis 18.3, 19.1 bis 19.3 liegen, und die ungeradzahligen Abtastköpfe 20.1, 20.3... 20.13 die dazwischenliegenden Bahnen abtasten.
In Fig. 6 ist die Anordnung der Vergleichsmarken 18 und 19 auf der Papierbahn, die hier mit 21 bezeichnet ist, dargestellt. Bewegt sich die Papierbahn 21 in der durch den Pfeil angegebenen Richtung, so bedeutet 22 das Ende eines Druckbildes und 23 der Anfang des nachfolgenden Druckbildes.
In Fig. 7 ist mit 24 der Spannungsverlauf im Abtastkopf 20.2 und in Fig. 8 mit 25 der Spannungsverlauf im Abtastkopf 20.1 beim Durchlaufen des in Fig. 6 dargestellten Ausschnittes der Papierbahn 21 dargestellt. Dabei bedeuten t die Zeitordinate und U202 bzw. U201 die Spannungsordinaten. Während zwischen zwei Druckbildern im Abtastkopf 20.2 durch den Markenstrich 18.1 ein Spannungsimpuls U, erzeugt wird, bleibt im Abtastkopf 20.1 die Spannung der unbedruckten Papierbahn entsprechend auf dem Wert Q.
Das Auswertgerät für die durch Abtastung der Papierbahn 21 erhaltenen Informationen ist aus Fig. 9 ersichtlich. Die Codeauswertung der beiden Vergleichsmarken 18 und 19 geschieht durch die Koinzidenzschaltungen 26.1, 27.1. 28.1 bzw. 26.2, 27.2 28.2. 26.1 und 26.2 gibt nur dann einen Spannungsimpuls ab, wenn jeweils die drei entsprechenden Abtastköpfe 20.2, 20.4, 20.6 bzw. 20.8, 20.10, 20.12 gleichzeitig je eine Spannung U1 abgeben; 27.1 und 27.2 nur dann, wenn an den entsprechenden vier Abtastköpfen 20.1, 20.3, 20.5, 20.7 bzw. 20.7 20.9, 20.11 und 20.13 jeweils gleichzeitig die Spannung U0 auftritt.
Am Ausgang der Koinzidenzschaltung 28.1 erscheint nur dann ein Impuls, wenn gleichzeitig von 26.1 und 27.1 ein Impuls zugeführt wird. Analog erfolgt am Ausgang von 28.2 dann die Abgabe eines Impulses, wenn 26.2 und 27.2 gleichzeitig je einen Impuls abgeben. 30.1 und 30.2 sind zwei Torschaltungen, welche etwas länger als während der Dauer eines Impulses von 28.1 bzw. 28.2 geöffnet sind.
29.1 und 29.2 sind Differentiationsschaltungen, in welchen die Vergleichsimpulse von Abtastkopf 20.2 bzw. 20.8 nach ihrer Hinterflanke differenziert werden. Bei geöffnetem Tor 30.1 bzw.30.2 gelangen die differenzierten Impulse von 29.1 bzw. 29.2 auf eine Schaltung 31, welche die Zeitdifferenz des Auftretens von je einem Vergleichsimpuls von 29.1 und 29.2 in eine ihr proportionale Spannung umwandelt. Dabei sind die Impulse von den Differentialschaltungen 29.1 und 29.2 gleichberechtigt. Sie werden daher auf zwei Kanälen, welche je einen Registerfehler in den beiden entgegengesetzten Richtungen auswerten, durch die Schaltung 31 geführt. Es zeigen dabei stets beide Kanäle einen Fehler an, und zwar so, dass die Summe der Registerfehler gleich dem Abstand sich folgender gleicher Marken ist.
Das Signal in demjenigen Kanal, welcher den viel grösseren Fehler aufweist, wird in der Schaltung 32 vernichtet. Am Ausgang der Schaltung 32 erscheint die dem effektiven 'Registerfehler proportionale Spannung.
Es besteht ferner die Möglichkeit, die Markenstriche einer codifizierten Marke statt nebeneinander, hintereinander zu setzen. Die Abtastköpfe zur Abtastung des Codes müssen dann den Markenstrichen entsprechend hintereinander angeordnet werden, wodurch die Auswertschaltung nach Fig. 9 beibehalten werden kann. Eine andere Auswertschaltung wird notwendig, wenn dabei nur ein Abtastkopf zur Abtastung einer derart codifizierten Marke vorhanden ist. Es muss dann eine zeitabhängige Auswertung des Markencodes vorgenommen werden.
Die Ausführung eines diesbezüglichen Auswertgerätes geht aus Fig. 10 hervor. Mit 33 ist die Papierbahn bezeichnet. 34 sind Teilfarbendruckbilder. Zwischen diesen ist eine durch Hintereinandersetzung von vier Markenstrichen codifizierte Marke 35 aufgedruckt. Zur Abtastung dieser Marke dient ein Abtaster 36, bestehend aus Lichtquelle 36.1 und Abtastkopf 36.2. 37.1, 37.2, 37.3 sowie 38.1, 38.2, 38.3 sind monostabile Kippschaltungen. Mit 39.1, 39.2, 39.3 sind Torschaltungen bezeichnet, welche dann einen Impuls durchschalten, wenn an dem mit + bezeichneten Steuereingang ein Impuls vorhanden ist, jedoch an dem mit - bezeichneten Eingang kein Impuls liegt.
Mit 40 ist ein Tachometer-Generator bezeichnet, welcherformschlüssig mit einem der Druckzylinder rotiert und dadurch eine der Papierbahngeschwindigkeit proportionale Spannung an die Kippschaltungen 37.1 bis 37.3 und 38.1 bis 38.3 abgibt.
41 ist die Ausgangsklemme des Auswertgerätes.
Das Auswertgerät nach Fig. 10 arbeitet wie folgt: Bei der Abtastung der in Pfeilrichtung beweg ten Papierbahn werden im Abtastkopf 36,2 fortlaufend Impulse erzeugt. Diese Impulse gelangen auf die Kippschaltung 37.1, bei geöffnetem Tor 39.1 auf die Kippschaltung 37.2, bei geöffneten Toren 39.1 und 39.2 auf die Kippschaltung 37.3 und bei geöffneten Toren 39.1, 39.2 und 39.3 auf die Ausgangsklemme 41. Die Kippschaltungen 38.1 38.2 und 38.3 werden jeweils von der entsprechenden Kippschaltung 37.1 bzw. 37.2 bzw. 37.3 gesteuert. Bei der Abtastung der codifizierten Marke 35 gelangen vier Impulse in bestimmten, von der Bahngeschwindigkeit abhängigen zeitlichen Abständen auf das Auswertgerät.
Die Ausgangsimpulse der monostabilen Kippschaltungen weisen bestimmte, durch die Gleichspannung des Tachometer-Generators 40 dauernd der Papierbahngeschwindigkeit angepasste Impulsdauern auf.
Diese Impulsdauern sind folgendermassen eingestellt: Beim Erscheinen des ersten der von der codifizierten Marke 35 erzeugten Impulses kippen 37.1 und 38.1.
Kurz vor dem Erscheinen des zweiten Markenimpulses kippt 38.1 und kurz nach dessen Erscheinen 37.1 zurück. Dadurch ist das Tor 39.1 genau während der Zeit geöffnet, während welcher der zweite Markenimpuls auftreten muss. Ist dieser zweite Markenimpuls vorhanden, so gelangt er dadurch auf die Kippschaltung 37.2. Die Kippschaltungen 37.2, 38.2 sowie 37.3, 38.3 sind analog eingestellt, so dass der letzte einer Gruppe von vier Impulsen nur dann an der Ausgangsklemme 41 erscheint, wenn die Impulsgruppe die dem Auswertgerät eigene Folgefrequenz der einzelnen Impulse aufweist.
Auch bei einer Registerregelung nach dem Bahn Zylinder-Verfahren kann die vorliegende Erfindung Anwendung finden. Nach Einregistern der Papierbahn von Hand kann dabei vorteilhaft ein codifizierter Bahnimpuls zur automatischen Einstellung des Impulsgebers für den Zylindervergleichsimpuls benützt werden.
Bei der Seitenregisterregelung sowie bei der Farbintensitätsregelung wird wie bei der Längsregisterregelung der separate Torimpulsgeber durch Codifizierung von Bahnmarken ersetzt. Zudem kann der für die Längsreglsterregelung verwendete Code gleichzeitig als Code für die Seitenregister- sowie Farbintensitäts regelung dienen.