CN103808261A - 烟草加工业的机器和获取机器中预印刷材料带位置的方法 - Google Patents

烟草加工业的机器和获取机器中预印刷材料带位置的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及烟草加工业的机器和获取机器中预印刷材料带位置的方法。在用于获取烟草加工业的机器(10；21)中预印刷的材料带(11)的位置的方法中，借助于成像的传感器装置(14)探测和识别无尽地加工的材料带(11)上周期性地重复的印刷图案并由此求出材料带(11)相对于机器节拍的位置，该方法的特点是，作为要识别的印刷图案使用可自由定义的图案，该图案被安排在材料带(11)的在制成的产品上向外可见的区域中。

Description

烟草加工业的机器和获取机器中预印刷材料带位置的方法
技术领域
本发明涉及用于获取烟草加工业的机器中预印刷的材料带的位置的方法，其中借助于成像的传感器装置获取和识别在无尽地加工的材料带上周期性地反复的印刷图案并由此求出该材料带相对于机器节拍的位置。此外，本发明还涉及相应地配置的、烟草加工业的机器。
背景技术
在先有技术中为了获取烟草加工业的机器中预印刷的材料带的位置而在材料带上印刷在制造商方面预先给定的反差明显的印刷标记。这些印刷标记标一般这样安排，从而它们对于制成的棒状产品而言通过材料重叠而得到叠盖，以此对于用户而言不会对产品的视觉印像带来干扰。为此目的，该材料必须具有足够的覆盖力，尤其具有足够的材料厚度而且例如不可以是透明的。另外，必须视印刷标记的尺寸而定设置很大程度的材料带重叠，以便确保盖住印刷标记标，为此需要附加的材料。
最后，在烟草加工业中日益频繁地使用任意印刷的材料，以便增强广告作用并达到相应产品特殊的识别价值。然而通过上述印刷标记却大大地限制了材料带上可供香烟加工者一方用来随意印刷的区域。
从DE-OS1805075已知一种方法用来监控香烟纸上印刷图像在其关于香烟末端的位置，并借助于在香烟纸上施加的附加标记来修正该印刷图像偏离额定位置的相对于香烟末端的位置。该附加标记被施加在香烟纸上切割线处，其在进一步处理时用包覆材料包裹并于是不再可见，以此使该附加标记不给用户造成干扰。作为替代方案，建议附加标记在自然光或人造光下不可见，但是当用例如UV光照射时可见。
从DE19939667A1已知一种方法用来检查香烟纸上多色印刷的质量，其中在包裹物上设置单色的检查标记。该检查标记被安排在切割线的范围内，以便该检查标记在设置过滤片之后向外得到遮盖并因此从外面不可见。
DE10241127A1公开了一种用于监控香烟或包覆纸带上至少一个标记的方法，其中为了提高对比度，借助于光学单元例如遮光件至少部分地把从标记周围发出的光线滤掉或遮掩。为此目的光学单元必须适应包覆纸带上标记的形状。在遮光件的情况下，例如，遮光板的开孔具有和标记一样的形状。因此香烟或者说包覆纸带上的标记在制造者一方确定，在标记的形状上无法实现希望的灵活性。
发明内容
本发明的任务在于，提供用于获取在烟草加工业的机器中预印刷的材料带的位置的方法和相应地配置的机器，其能避免与传统的印刷标记相关联的缺点。
本发明用独立权项的特征解决了这个任务。本发明利用在材料带的制成的产品上向外可见的区域中适当的周期性地重复的印刷图案作为要识别的印刷图案。其中，它可以是任意的可自由定义的图案，该图案尤其可以为广告的目的设置。另外，由机器制造者预先定义的不好看的印刷标记不再是必要的，因此材料带的可印刷区域不再相应地受到限制。该材料带不再堪于相应的限制，因为不必再对干扰用户的预先定义的印刷标记进行遮盖。可以取消相应的材料重叠，以此显现出并非微不足道的材料节约。
要识别的印刷图案在一定界限内可以自由定义。这个界限尤其在于，要识别的印刷图案必须具有足够的对比度和与生产节拍相应的重复周期。所述要识别的印刷图案与印刷标记的区别还在于，其除了印刷标记功能以外，还有其他功能，尤其还赋予广告功能。
有利的是，所述要识别的印刷图案在规格更换之后在传感器装置内重新确定。尤其重新确定与新规格相适配的印刷图案。因此其涉及的是不由机器制造者预先定义的能够变化地适配的印刷图案，该印刷图案尤其可以根据规格来定义。
要识别的印刷图案的确定或者说定义优选在应用传感器装置的情况下自动或半自动地在电子的学习步骤中进行。这可以例如在实际生产运行之前的试运行中或者开始生产运行时进行。为此目的，该传感器装置优选具有学习模块，该学习模块被配置用来自动学到材料带上作为要识别的印刷图案的适当的周期性地重复的图案。该学习模块可以例如包括神经网络或者其他的算法化的学习方法。该学习模块可以借助于软件在电子数据处理设备中实现。
该数据处理设备可以设置在该传感器装置中或者是机器控制机构的一部分。为了学到要识别的标准图案还可以使用例如在实验室仪器中的外部传感器装置。要识别的印刷图案优选存储在该传感器装置中。
若例如规格更换之后要识别的印刷图案被重新确定或者说被存储在传感器装置中，那么这可以以不同的方式发生。例如可以在规格更换之后通过机器的试运行以及自动或人工地选择适当的印刷图案来进行学习。作为替代方案可以例如设置数据库，其中存放了以前学到的适当的印刷图案。在规格更换之后于是从该数据库挑选出配设于新规格的适当的印刷图案并将其确定或者说存储在该传感器装置中作为要识别的印刷图案。该数据库可以存储在外部数据处理设备中、机器控制机构中或者传感器装置中。
基于所求出的材料带相对于机器节拍的位置，可以优选控制和/或调节机器。在一优选的应用中，控制或者说调节机器的切割机构，以便位置准确地对材料带的切割线进行定位。切割线于是可以可重复地和准确地在期望的位置上定位。对于期望或者说相应的预设来说确保了切割线不会延伸通过被印刷的区域并具有相对于其足够的间距；并且/或者在棒状的最终产品上的印刷物总是准确地定位在相同的位置上。按照本发明提供的位置信号还可以有其他用途。
传感器装置优选包括相机系统且可以特别有利地用行扫描相机实现。但也不排除面扫描相机。另外，传感器装置有利地具有照明设备，以使得反差明显地获取印刷图案变得容易。
本发明可以应用于烟草加工业每一种无尽地加工可印刷或已印刷材料带尤其纸带的机器上。优选的应用例如涉及过滤嘴组装机、香烟制造机的制条单元或者卷筒装载机(Bobinelader)。
附图说明
下面将借助优选的实施方式参照附图来阐述本发明。附图中：
图1是烟草加工业的机器的示意图；
图2是印有广告主题的包覆纸带的俯视图；并且
图3是在另一个实施例中烟草加工业的机器的示意图。
具体实施方式
图1表示烟草加工业的机器10，其中无尽地加工可印刷的或已印刷的材料带11例如纸带。机器10包括带有光学相机15的传感器装置14，它被安排该机器10中用来对材料带11的被印刷的侧面进行取像。相机15优选是行扫描相机，但也可以是面扫描相机。如图2所示，行扫描相机15优选延伸在材料带11的整个宽度上。当相机15仅仅延伸在材料带11宽度的一部分上时也是可以的。材料带11的被印刷的侧面在图1的示例中向上指向，也就是说朝向传感器装置14。另外机器10还包括机器控制机构16和切割机构17，所述切割机构用于沿着周期性地重复的切割线14切割材料带11，参见图2。另外针对性地设置了优选触摸敏感的相屏终端23用于对机器10进行操作。
图2例如示出了印有广告主题13这里是大象的包覆纸带11，该包覆纸带例如在过滤嘴组装机10中加工。这里双宽度加工的包覆纸11各有一个配设于一根香烟的区域12，其中广告主题13在每个区域12中一致地重复。因此，广告主题13连续不断地周期性地或者说等距离地在输送方向上重复。该材料带11输送方向在图2中以箭头示例性地标示。区域12通过垂直于输送方向的切割线14和沿着输送方向的切割线35彼此分开。连续的材料带11在机器10上借助于切割机构17沿着切割线14切割成双宽度的包覆纸段。在接下来制造双长度的香烟之后将该香烟沿着切割线35最终切割成两个单独的香烟。广告主题13按其规定安排在包覆纸的在香烟的完成位置之后对于用户而言向外可见的区域内，尤其处于包覆纸的相应的区域12的中央区内。向外可见尤其意味该广告主题13在香烟制造之后不被遮挡，也就是说不被纸层盖住。
切割机构17由机器控制机构16持续地节拍准确地操控，以此保证了该切割线14准确地处于广告主题之间规定的额定位置上并且在最糟糕的情况下也不会剪坏广告主题。为此，借助于传感器装置14持续地求出在机器10中材料带11的节拍准确的位置。
传感器装置14为此目的包括基于例如微处理器或者微控制器的电子数据处理设备18和电子的存储器19。在存储器19中存储了在材料带11上要识别的印刷图案(额定图案)的图像。数据处理设备18含有图像识别软件，以便在由相机系统15传达的图像数据中识别出存储在存储器中的印刷图案并由此求出印刷图案的位置，并从而求出机器10中材料带11的位置。该图像识别软件尤其把用相机系统15摄取的图像数据与存储在存储器19中的额定印刷图案进行比较。所求出的材料带11的位置被发送给机器控制结构16，该机器控制机构在这个基础上节拍准确地对切割机构17进行控制或者说调节。传感器装置14的测量分辨率优选借助于外部的节拍发生器预先给定。该节拍发生器可以例如是单独的转动传感器25。作为替代方案该节拍例如可以由机器10的受到调节的转动驱动器产生，其中位置关系由时间-形成-关系给出。
传感器装置14优选包括照明设备24，优选白光源，用于对材料带11在由传感器装置14检测的区域中进行照明。借助于照明设备24可以显著地提高由传感器装置14取像的对比度。
按照本发明，作为要识别的印刷图案不使用由制造者一方确定的、附加的印刷标记，例如单色的矩形，而是使用适当的总归存在的广告主题13的对比度足够的部分。在此，在图2的示例中它可以是长鼻子、向前伸出的腿亦或整个大象。因此，不再需要附加的印刷标记，而且区域12最大部分可供广告印刷使用。传感器装置14尤其不必与要识别的印刷图案适配。要识别的印刷图案尤其是对于用户而言在最终产品上可见的图案。
规格更换之后在传感器装置14中重新确定要识别的印刷图案并将其存储在存储器中。数据处理设备18为此目的优选包括学习模块或者说学习软件，所述学习软件被配置用于基于由相机系统15传达的信号来自动求出适当的要识别的(额定)印刷图案。为了学到要识别的印刷图案，优选进行机器10的试运行。但还可以设想的是，在常规的生产运行中进行学习。作为替代方案，还可以半自动地或者人工地执行的学习。对于半自动的学习而言可以例如在相屏终端上向操作者显示多个可能的印刷图案，其中操作者挑选一个印刷图案。还可以规定，操作者例如将一个规格长度沿着输送方向导引通过由相机系统获取的测量区域。材料带11的成像与所学到的印刷图案可以显示在相屏终端23上，以便对于操作者而言传感器校准、切换点的显示以及切换点在输送方向上可能的位置变更变得容易。以此方式操作者便可以简单的方式通过相屏终端23设定切割14的切割位置。还可以简单地借助于相屏终端23来使要求出的印刷图案的质量被可视化以及读出诊断数据例如探测可靠性。
所使用的学习软件例如以神经网络或者其他算法化的学习方法为基础。该学习方法优选包括可信度检验，即所学到的图案的重复率与规格节拍相应。作为替代方案，该学习方法可以包括过滤，它一开始就只允许以与规格节拍相应的重复率来学到图案。一般而言在学习方法中在学习图案时对规格的重复率予以顾及。
尤其在一次规格更换之后在传感器装置14中对要识别的印刷图案的确定并不限于上述方法，尤其传感器装置14不必非要包括学习模块。例如还可能的是，对于每个可能的规格而言都有一个适当的印刷图案已经预先被学到并存入在数据库中。该数据库可以是外部数据库并且/或者存储在传感器装置14中，尤其存储在存储器18中，并且/或者存储在机器控制机构16中。所描述的预先学习可以用传感器装置14进行，但是还可以用另外的传感器装置，尤其也可以借助于实验室仪器进行。
在上述内容之后，要识别的印刷图案可以根据规格在传感器装置14中得到定义。
图3中示出了本发明的另一个实施例。在这里机器装置20包括如同图1的机器10和带有卷筒22的卷简装载机21。为了保证在生产运行中连续地给机器10供应材料带11，卷筒装载机21被配置用于自动地把未消耗的卷筒22的材料带11连接到已消耗的卷筒22的材料带上。
在根据图3的实施例中，在卷筒装载机21中安排了传感器装置14′，它和图1中所示的传感器装置14一样地构造并关于材料带的可印刷或者说得到印刷的侧面设有相同的关系。传感器装置14′可以与机器10的机器控制机构16连接。作为替代方案，传感器装置14′可以与卷筒装载机21的单独的电子控制设备连接，它针对性地与机器10的控制设备16连接。
传感器装置14′持续地提供关于材料带11在卷筒装载机11中的位置的位置信号。尤其在更换卷筒22之后尽快地提供这个位置信号。传感器装置14优选与传感器装置14′在同一要识别的印刷图案上同步。借助于传感器装置14学到的要识别的印刷图案可以尤其通过控制设备16储存到传感器装置14′中，反之亦然。
根据图3的实施例在机器装置20中包括多个传感器装置14、14′。在其他实施方式中该机器装置20在机器10、21之一中包括仅一个传感器装置14或者14′。

Claims (15)

1.用于获取在烟草加工业的机器(10；21)中预印刷的材料带(11)的位置的方法，其中借助于成像的传感器装置(14)探测和识别无尽地加工的材料带(11)上周期性地反复的印刷图案并从中求出材料带(11)相对于机器节拍的位置，其特征在于，作为要识别的印刷图案使用能够自由定义的图案(13)，该图案被安排在材料带(11)的在制成的产品上向外可见的区域中。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，在规格更换之后在传感器装置(14)中重新确定要识别的印刷图案(13)。
3.按照上列权利要求中任一项的方法，其特征在于，预先在传感器装置(14)中电子的学习步骤中自动或者半自动地学到要识别的印刷图案(13)。
4.按照上列权利要求中任一项的方法，其特征在于，基于所求出的材料带(11)相对于机器节拍的位置对机器(10；21)进行控制和/或调节。
5.按照上列权利要求中任一项的方法，其特征在于，基于所求出的材料带(11)相对于机器节拍的位置对材料带(11)的切割线(14)进行控制和/或调节。
6.烟草加工业的机器(10；21)，包括成像的传感器装置(14)以用于探测和识别无尽地加工的材料带(11)上周期性地反复的印刷图案并用于从所识别出来的印刷图案求出材料带(11)相对于机器节拍的位置，其特征在于，作为要识别的印刷图案在传感器装置(14)中存储了能够自由定义的图案(13)，该图案被安排在材料带(11)的在制成的产品上向外可见的区域中。
7.按照权利要求6的机器，其特征在于，在传感器装置(14)中设置了学习模块，该学习模块被配置用于作为要识别的印刷图案自动地学到在材料带(11)上适当的周期性地反复的图案。
8.按照权利要求6或7的机器，其特征在于，传感器装置(14)包括相机系统(15)。
9.按照权利要求8的机器，其特征在于，相机系统(15)包括行扫描相机或者面扫描相机。
10.按照权利要求6至9中任一项的机器，其特征在于，传感器装置(14)包括照明设备(24)。
11.按照权利要求6至10中任一项的机器，其特征在于，传感器装置(14)被配置用于接收外部节拍发生器(25)的确定测量分辨率的节拍信号。
12.按照权利要求11的机器，其特征在于，该节拍发生器(25)是单独的转动传感器或者机器(10；21)的得到调节的转动驱动器。
13.按照权利要求6至12中任一项的机器，其特征在于，配置了控制设备(16)以用于基于所求出的材料带(11)相对于机器节拍的位置对机器(10；21)进行控制和/或调节。
14.按照权利要求6至13中任一项的机器，其特征在于，配置了控制设备(16)以用于基于所求出的材料带(11)相对于机器节拍的位置来对用于切割材料带(11)的切割机构(17)进行控制和/或调节。
15.按照权利要求6至14中任一项的机器，其特征在于，该机器包括多个传感器装置(14，14′)，它们在相同的要探测的印刷图案(13)上是同步的。
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