DE10149828A1 - Verfahren zur Lagekorrektur eines Gravierorgans - Google Patents

Verfahren zur Lagekorrektur eines Gravierorgans

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Ernst-Rudolf Gottfrie Weidlich
Hartmut Brede
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Hell Gravure Systems GmbH and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur von Lageabweichungen eines Gravierorgans (3) in einer Graviermaschine, in der ein Gravierstichel (4) des Gravierorgans (3) Näpfchen (9) in einen Druckzylinder (1) graviert und das Gravierorgan (3) einen Vorschubweg in Achsrichtung an dem Druckzylinder (1) entlang zurücklegt. Vor der Gravur werden auf dem Vorschubweg des Gravierorgans (3) axiale Meßpositionen festgelegt und mit einer Meßvorrichtung (24) in den Meßpositionen vorhandene Lageabweichungen (DELTAx, DELTAy) zwischen dem Gravierstichel (4) oder ausgewählten Näpfchen (9) als Bezugspunkt des Gravierorgans (3) und einer Sollposition für den Bezugspunkt in Achsrichtung und/oder in Umfangsrichtung des Druckzylinders (1) in Abhängigkeit von den jeweiligen axialen Positionen (x) des Gravierorgans (3) erfaßt und als Korrekturfunktionen in einem Korrekturwertspeicher (35) abrufbar gespeichert. Bei der Gravur werden die Lageabweichungen des Gravierorgans (3) laufend korrigiert. Die Korrektur erfolgt beispielsweise mittels einer Lagekorrekturstufe (29) durch eine von den Korrekturfunktionen gesteuerte mechanische Verschiebung des Gravierorgans (3).

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektronischen Reproduktionstechnik und betrifft ein Verfahren zur Korrektur von Lageabweichungen eines Gravierorgans in einer elektronischen Graviermaschine zur Gravur von Druckformen sowie eine elektronische Graviermaschine.
  • Aus der DE 25 08 734 C ist eine elektronische Graviermaschine zur Gravur von Druckzylindern bekannt. Ein auf einem Gravierwagen angeordnetes Gravierorgan weist einen von einem Graviersteuersignal gesteuerten Gravierstichel als Schneidwerkzeug auf. Während sich der Gravierwagen mit dem Gravierorgan in Achsrichtung an dem rotierenden Druckzylinder entlang bewegt, schneidet der Gravierstichel gravierlinienweise Näpfchen in den Druckzylinder. Die Näpfchen sind in einem in Umfangsrichtung (Gravierrichtung) und in Längsrichtung (Vorschubrichtung) des Druckzylinders ausgerichteten Gravurraster angeordnet. Das Graviersteuersignal wird durch Überlagerung eines periodischen Rastersignals mit einem Graviersignal gewonnen, wobei das Rastersignal das Gravurraster erzeugt und die Graviersignalwerte die in Form der Näpfchen zu reproduzierenden Dichtewerte angeben.
  • Um eine gute Gravierqualität zu erreichen, müssen die Näpfchen nicht nur die vorgegebenen Dichtewerte genau wiedergeben, sondern auch auf dem Druckzylinder exakt in dem Gravurraster plaziert werden. Treten Schwankungen bei der Plazierung der Näpfchen in dem Gravurraster auf, sind bereichsweise ungleiche Abständen der Näpfchen in Umfangsrichtung und/oder Vorschubrichtung die Folge, die sich unter anderem als partielle Dichteänderungen, insbesondere in Volltönen, störend bemerkbar machen.
  • Um die Näpfchen exakt in dem Gravurraster plazieren zu können, muß das Gravierorgan an dem Druckzylinder mit hoher Genauigkeit entlang geführt werden. Die hohe Genauigkeit wurde bisher durch eine genaue Lagerung der Druckzylinder in der Graviermaschine und durch mechanische Präzisionsführungen für das Gravierorgan und den Gravierwagen erreicht.
  • Präzisionsführungen sind aber teuer, insbesondere dann, wenn beispielsweise für den Magazindruck lange Druckzylinder mit einer Vielzahl von nebeneinander liegenden Graviersträngen mit jeweils einem Gravierorgan graviert werden müssen und dazu entsprechend lange Präzisionsführungen benötigt werden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Korrektur von Lageabweichungen eines Gravierorgans in einer elektronischen Graviermaschine zur Gravur von Druckformen sowie eine elektronische Graviermaschine derart zu verbessern, daß auch bei Verzicht auf genaue mechanische Führungen für das Gravierorgan eine exakte Gravur erzielt wird.
  • Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich der Graviermaschine durch die Merkmale des Anspruchs 17 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 7 näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für eine elektronische Graviermaschine, in der Lageabweichungen eines Gravierorgans durch mechanische Verschiebung des Gravierorgans korrigiert werden,
  • Fig. 2 ein mit einer Videokamera aufgenommenes Videobild zur Erläuterung der Lageabweichungen eines Gravierorgans von einer Sollposition,
  • Fig. 3 eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung der Korrektur durch eine mechanische Verschiebung des Gravierorgans,
  • Fig. 4 einen ersten Ablauf zur Messung der Lageabweichungen eines Gravierorgans in einer schematischen Darstellung,
  • Fig. 5 einen zweiten Ablauf zur Messung der Lageabweichungen eines Gravierorgans in einer schematischen Darstellung,
  • Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel für eine elektronische Graviermaschine, in der Lageabweichungen eines Gravierorgans durch eine Verschiebung von Speicheradressen korrigiert werden und
  • Fig. 7 ein drittes Ausführungsbeispiel für eine elektronische Graviermaschine, in der Lageabweichungen eines Gravierorgans in Abhängigkeit von der Umfangslage eines Druckzylinders gemessen und korrigiert werden.
  • Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für eine elektronische Graviermaschine, in der Lageabweichungen eines Gravierorgans durch mechanische Verschiebung des Gravierorgans mit Hilfe einer Lagekorrekturstufe korrigiert werden.
  • Die elektronische Graviermaschine ist beispielsweise ein HelioKlischograph® der Firma Hell Gravure Systems GmbH, Kiel, DE. Ein Druckzylinder (1)wird von einem Zylinderantrieb (2) gedreht. Die Gravur erfolgt durch ein Gravierorgan (3) mit einem Gravierstichel (4) als Schneidwerkzeug. Das Gravierorgan (3) befindet sich auf einem Gravierwagen (5), der auf mechanischen Führungselementen (6) mittels einer von einem Gravierwagenantrieb (7) angetriebenen Spindel (8) in Achsrichtung des Druckzylinders (1) verfahrbar ist.
  • Der Gravierwagenantrieb (7) ist als Präzisionsantrieb ausgebildet. Ein Schrittmotor wird von einer Motortaktfolge gesteuert, von der jeder Takt einem zurückgelegten Weginkrement des Gravierwagens (5) in Achsrichtung entspricht. Somit kann durch Zählen der Takte eine aktuelle axiale Position des Gravierwagens (5) festgestellt oder durch Rückwärtszählen einer vorgegebenen Anzahl von Takten der Gravierwagen (5) auf eine gewünschte axiale Position verschoben werden.
  • Während der Gravur schneidet der durch ein Graviersteuersignal GS gesteuerte Gravierstichel (4) gravierlinienweise Näpfchen (9) in den rotierenden Druckzylinder (1), während sich der Gravierwagen (5) mit dem Gravierorgan (3) zur flächenhaften Gravur in Vorschubschritten gravierlinienweise in Achsrichtung an dem Druckzylinder (1) entlang bewegt.
  • Die Näpfchen (9) werden auf dem Druckzylinder (1) in einem orthogonalen Gravurraster (10) graviert, dessen Rasterlinien in Umfangsrichtung (Gravierrichtung) und in Achsrichtung (Vorschubrichtung) des Druckzylinders (1) ausgerichtet sind. Die Schnittpunkte der Rasterlinien definieren die Gravierorte (11) für die Näpfchen (9), und die in Umfangsrichtung verlaufenden Rasterlinien bilden kreislinienförmige Gravierlinien (12).
  • Das Graviersteuersignal GS wird in einem Gravierverstärker (13) durch Überlagerung eines periodischen Rastersignals R auf einer Leitung (14) mit einem Graviersignal G gebildet, welches die Tonwerte der zu gravierenden Näpfchen (9) zwischen "Licht" und "Tiefe" repräsentiert. Während das periodische Rastersignal R eine vibrierende Hubbewegung des Gravierstichels (4) zur Erzeugung des Gravurrasters (10) bewirkt, bestimmen die Graviersignalwerte G die Abmessungen und damit die Tonwerte der gravierten Näpfchen (9).
  • Das analoge Graviersignal G entsteht durch Digital/Analog-Wandlung von Gravurdaten GD in einem D/A-Wandlern (15). Die Gravurdaten GD werden aus einem Gravurdatenspeicher (16) ausgelesen, in dem sie gravierlinienweise abgelegt sind.
  • Die durch das Gravurraster (10) vorgegebenen Gravierorte (11) für die Näpfchen (9) sind durch Ortskoordinaten x und y eines der Mantelfläche des Druckzylinders (1) zugeordneten XY-Koordinatensystems festgelegt, dessen Y-Achse in Gravierrichtung und dessen X-Achse in Vorschubrichtung orientiert sind.
  • Der Gravierwagenantrieb (7) erzeugt laufend die Ortskoordinaten x der Gravierorte (11) in Vorschubrichtung, welche gleichzeitig die aktuellen axialen Positionen des Gravierorgans (3) bzw. des Gravierstichels (4) gegenüber dem Druckzylinder (1) angeben. Ein mit dem Druckzylinder (1) mechanisch gekoppelter Positionsgeber (17) erzeugt die Ortskoordinaten y der Gravierorte (11) in Gravierrichtung, welche gleichzeitig die aktuelle Umfangslage des rotierenden Druckzylinders (1) gegenüber der ortsfesten Umfangsposition des Gravierstichels (4) angeben. Die Ortskoordinaten x und y werden über Leitungen (18, 19) einem Graviersteuerwerk (20) zugeführt.
  • Das Graviersteuerwerk (20) steuert die Adressierung des Gravurdatenspeichers (16) in Abhängigkeit von Speicheradressen x* und y*. Die Speicheradressen x* und y* werden aus den Ortskoordinaten x und y der aktuellen Gravierorte (11) auf dem Druckzylinder (1) gebildet und über Adreßleitungen (21) dem Gravurdatenspeicher (16) zugeführt. Das Graviersteuerwerk (20) koordiniert außerdem das zeitliche Auslesen der Gravurdaten GD aus dem Gravurdatenspeicher (16) mittels einer Lesetaktfolge TS auf einer Leitung (22). Das Graviersteuerwerk (20) erzeugt auch das Rastersignal R auf der Leitung (14) und Steuerbefehle für den Gravierwagenantrieb (7) auf einer Leitung (23).
  • Wie bereits ausgeführt, müssen die Näpfchen (9) exakt in den durch das Gravurraster (10) vorgegebenen Gravierorten (11) graviert werden, um eine gute Gravierqualität zu erreichen. Dazu muß der Gravierstichel (4) des Gravierorgans (3) auf dem gesamten Vorschubweg des Gravierorgans (3) stets genau über den jeweiligen Gravierort (11) positioniert sein.
  • Um auch bei Verwendung von weniger genauen mechanischen Führungselementen (6) eine genaue Positionierung des Gravierorgans (3) bzw. des Gravierstichels (4) zu erzielen, wird gemäß der Neuerung ein Verfahren zu Korrektur von Lageabweichungen des Gravierorgans (3) vorgeschlagen, das nachfolgend näher erläutert wird.
  • In einem Verfahrensschritt [A] wird der Vorschubweg des Gravierorgans (3) in axiale Meßpositionen MP unterteilt und in jeder Meßposition MP werden die eventuell vorhandenen Lageabweichungen Δx und Δy zwischen einem Bezugspunkt BP des Gravierorgans (3) und einer definierten Sollposition SP für den Bezugspunkt BP mittels einer in die einzelnen Meßpositionen MP verfahrbaren Meßvorrichtung (24) erfaßt.
  • Der Bezugspunkt BP des Gravierorgans (3) kann die Spitze des Gravierstichels (4) sein, wobei zur Messung der Lageabweichungen Δx und Δy des Gravierstichels (4) sowohl die Meßvorrichtung (24) als auch das Gravierorgan (3) in die einzelnen Meßpositionen MP verfahren werden (Fig. 4).
  • Alternativ kann der Bezugspunkt BP des Gravierorgans (3) ein auf dem Druckzylinder (1) graviertes Näpfchen (9) sein, das auf einer mit einer axialen Meßposition MP korrespondierenden Gravierlinie (12) graviert wurde, wobei zur Messung der Lageabweichungen Δx und Δy der Näpfchens (9) lediglich die Meßvorrichtung (24) in die einzelnen Meßpositionen MP verfahren wird (Fig. 5).
  • Die Meßvorrichtung (24) besteht beispielsweise aus einem axial verschiebbaren Meßwagen (25) mit einer auf einem radial verstellbaren Support (26) montierten Videokamera (27). Die Videokamera (27) ist über eine Leitung (28) mit einer Bildauswertestufe (29) verbunden. Der Meßwagen (25) läßt sich mittels einer Spindel (30), einer Präzisionsführung (31) und eines Meßwagenantriebs (32) auf die axialen Meßpositionen MP verfahren. Der Meßwagenantrieb (32) ist ebenfalls als Präzisionsantrieb ausgebildet und über eine Leitung (33) von dem Graviersteuerwerk (20) aus steuerbar.
  • Die Meßvorrichtung (24) kann beispielsweise bei Endprüfung oder bei Inbetriebnahme einer Graviermaschine als Hilfsvorrichtung an die Graviermaschine montiert und mittels Bezugsflächen genau zu den mechanischen Führungselementen ausgerichtet werden. Nach Ermittlung und Speicherung der Lageabweichungen wird die Meßvorrichtung (24) dann wieder abgebaut.
  • Die Meßvorrichtung (24) kann aber auch Bestandteil einer Graviermaschine sein, wenn sie gleichzeitig zur Bestimmung der Abmessungen von bei einer Probegravur gravierten Näpfchen nach der WO 98/5530 oder zur genauen axialen Positionierung von Gravierorganen für die Gravur von nebeneinander liegenden Graviersträngen auf einem Druckzylinder nach der WO 99/07554 benutzt wird.
  • Eine in die Videokamera (27) eingeblendete Meßmarke (34), beispielsweise in Form eines Fadenkreuzes, definiert in den axialen Meßpositionen MP die Sollposition SP für den Bezugspunkt BP des Gravierorgans (3). Die in den einzelnen axialen Meßpositionen MP aufgenommenen Videobilder des Bezugspunktes BP, d. h. des Gravierstichels (4) oder der gravierten Näpfchen (9), werden als Videosignale über die Leitung (28) an die Bildauswertestufe (29) übertragen, in der anhand der Videobilder die Lageabweichungen Δx und Δy zwischen dem Bezugspunkt BP und seiner Sollposition SP festgestellt werden.
  • In einem Verfahrensschritt [B] werden die in den axialen Meßpositionen MP gemessenen Lageabweichungen Δx und Δy als Korrekturfunktionen Δx = f1(x) und Δy = f2(x) in einem Korrekturwertspeicher (35) unter denjenigen Adressen abgespeichert, die den jeweiligen Ortskoordinaten x des Gravierorgans (3) auf seinem Vorschubweg entlang des Druckzylinders (1) entsprechen.
  • Dazu werden die in der Bildauswertestufe (29) festgestellten Lageabweichungen Δx und Δy über Leitungen (36) an den Korrekturwertspeicher (35) übertragen. Gleichzeitig wird dem Korrekturwertspeicher (35) die jeweilige Ortskoordinate x des Gravierorgans (3) in den einzelnen Meßpositionen MP als Speicheradresse über die Leitung (18) zugeführt.
  • In einem Verfahrensschritt [C] werden während der Gravur die unter den laufenden Ortskoordinaten x des Gravierorgans (3) gespeicherten Korrekturfunktionen Δx = f1(x) und Δy = f2(x) aus dem Korrekturwertspeicher (35) ausgelesen und zur Korrektur der zuvor festgestellten Lageabweichungen des Gravierorgans (3) verwendet.
  • In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Lageabweichungen des Gravierorgans (3) gemäß Verfahrensschritt [C] durch eine von den gespeicherten Korrekturfunktionen Δx = f1(x) und Δy = f2(x) gesteuerte mechanische Verschiebung des Gravierorgans (3) mittels einer Lagekorrekturstufe (38) für das Gravierorgan (3) korrigiert.
  • Dazu werden dem Korrekturwertspeicher (25) während der Gravur der Druckform laufend die Ortskoordinaten x des Gravierorgans (3) auf seinem Vorschubweg entlang des Druckzylinders (1) über die Leitung (18) zugeführt. Die unter den Ortskoordinaten x gespeicherten Korrekturfunktionen Δx = f1(x) und Δy = f2(x) werden ausgelesen, und die Lageabweichungen Δx und Δy in einem Verstärker (39) in Steuersignale Sx = kΔx und Sy = kΔy umgewandelt und der Lagekorrekturstufe (38) für das Gravierorgan (3) über Leitungen (40) zugeführt, die zur Korrektur einer Lageabweichung Δx eine mechanische Seitenverschiebung des Gravierorgans (3) und zur Korrektur einer Lageabweichung Δy eine mechanische Höhenverschiebung des Gravierorgans (3) vornimmt.
  • Alternativ dazu können die bestehenden Lageabweichungen des Gravierorgans (3) gemäß Verfahrensschritt [C] durch eine von den festgestellten und gespeicherten Korrekturfunktionen Δx = f1(x) und Δy = f2(x) gesteuerte Adressenverschiebung beim Auslesen der Gravurdaten GD aus dem Gravurdatenspeicher (16) korrigiert werden, wie später in einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 beschrieben wird.
  • Fig. 2 zeigt zur Verdeutlichung der Messung der Lageabweichungen Δx und Δy ein mit der Videokamera (27) aufgenommenes Videobild (41) beispielsweise der Spitze des Gravierstichels (4) als Bezugspunkt BP des Gravierorgans (3) in einer Istposition. In der Mitte des Videobildes (41) ist die Meßmarke (34) eingeblendet, welche die Sollposition SP darstellt. Die koordinatenmäßigen Lageabweichungen zwischen der Spitze des Gravierstichels (4) und seiner Sollposition SP betragen Δx und Δy. Die Bestimmung von Abständen zwischen zwei Objekten durch Auswertung von Videobildern wird beispielsweise ausführlich in der WO 98/55302 beschrieben.
  • Fig. 3 zeigt zur Verdeutlichung der mechanischen Lagekorrektur des Gravierorgans (3) den Druckzylinder (1) und das Gravierorgan (3) mit dem Gravierstichel (4) in einer perspektivischen Ansicht. Das Gravierorgan (3) ist auf der Lagekorrekturstufe (35) montiert, die sich wiederum auf dem Gravierwagen (5) befindet. Die Lagekorrekturstufe (38) nimmt zur Korrektur einer Lageabweichung Δx eine mechanische Seitenverschiebung (S) des Gravierorgans (3) und zur Korrektur einer Lageabweichung Δy eine mechanische Höhenverschiebung (H) des Gravierorgans (3) vor.
  • Fig. 4 zeigt einen ersten Meßablauf zur Bestimmung der Lageabweichungen Δx und Δy mittels der Videokamera (27) der Meßvorrichtung (24) gemäß Verfahrensschritt [A], und zwar unter der Annahme, daß der Bezugspunkt BP des Gravierorgans (3) die Spitze des Gravierstichels (4) ist. In diesem Fall werden zur Messung der Lageabweichungen Δx und Δy sowohl das Gravierorgan (3) als auch die Videokamera (27) in die einzelnen axialen Meßpositionen MP verfahren, wobei die Messungen der Lageabweichungen vor Aufnahme des Druckzylinders (1) in die Graviermaschine vorgenommen wird.
  • Die axialen Meßpositionen MPn entlang des Vorschubweges des Gravierorgans (3) in X-Richtung mögen einen Meßabstand "a" zueinander aufweisen, der entsprechend der gewünschten Meßgenauigkeit auf dem Vorschubweg des Gravierorgans (3) gewählt ist. Die Meßabstände "a" können aber auch ungleich gewählt werden.
  • In einem ersten Schritt werden zu Beginn der Messung Gravierorgan (3) und Videokamera (27) am Anfang des Vorschubweges des Gravierorgans (3) in die erste Meßposition MP0 gefahren, welche die Ortskoordinate x0 = 0 hat.
  • In einem zweiten Schritt wird die Videokamera (27) in Richtung auf das Gravierorgan (3) verschoben, bis die Videokamera (27) ein scharfes Videobild der Spitze des Gravierstichels (4) liefert.
  • In einem dritten Schritt wird die Videokamera (27) in der ersten Meßposition MP0 derart fein positioniert, daß die Spitze des Gravierstichels (4) und die Meßmarke (34) der Videokamera (27) in Deckung sind, womit die Sollposition SP der Spitze des Gravierstichels (4) für alle axialen Meßpositionen MPn definiert ist.
  • In weiteren Schritten werden nacheinander Gravierorgan (3) und Videokamera (27) in die axialen Meßpositionen MP1 bis MPn verschoben und in jeder Meßposition MPn die eventuell vorhandenen Lageabweichungen Δxn und Δyn von der Sollposition SP erfaßt.
  • Die Verschiebung von Gravierorgan (3) und Videokamera (27) in die einzelnem axialen Meßpositionen MP erfolgt in vorteilhafter Weise automatisch mit Hilfe des Gravierwagenantriebs (7) und des Meßwagenantriebs (32).
  • Um die Meßsicherheit zu erhöhen, kann die Verschiebung von Gravierorgan (3) und Videokamera (27) in die axialen Meßpositionen MP überwacht und die Messung der Lageabweichungen nur dann freigegeben werden, wenn die Verschiebung von Gravierorgan (3) und Videokamera (27) in die jeweiligen axialen Meßpositionen MP abgeschlossen ist.
  • Es erweist sich als zweckmäßig, den Meßabstand "a" der axialen Meßpositionen MP voneinander gleich der Rasterweite des Gravurrasters in X-Richtung bzw. gleich dem Abstand der Gravierlinien (12) zueinander zu wählen, dann entspricht ein Vorschubschritt des Gravierorgans (3) gleich dem Meßabstand "a" zwischen zwei axialen Meßpositionen MP.
  • Fig. 5 zeigt einen zweiten Meßablauf zur Bestimmung der Lageabweichungen Δx und Δy mittels der Videokamera (27) der Meßvorrichtung (24) gemäß Verfahrensschritt [A], und zwar unter der Annahme, daß der Bezugspunkt BP des Gravierorgans (3) in einer axialen Meßposition MP ein auf dem Druckzylinder (1) graviertes Näpfchen (9) ist, wobei lediglich die Videokamera (27) in die einzelnen axialen Meßpositionen MP verfahren wird.
  • Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, daß nicht nur Lageabweichungen Δx und Δy aufgrund von ungenauen mechanischen Führungselementen, sondern auch aufgrund von Ungenauigkeiten des Druckzylinders (1) und/oder der Zylinderlagerung in der Graviermaschine erfaßt werden können.
  • In diesem Fall werden bei einer Testgravur vor der Messung über den gesamten Vorschubweg des Gravierorgans (3) Näpfchen (9) in den Druckzylinder (1) graviert. Die für die Testgravur benötigte Zeit kann verkürzt werden, indem die Näpfchen (9) nur in Zylinderbereichen um die einzelnen axialen Meßpositionen MPn in den Druckzylinder (1) graviert werden.
  • Als Bezugspunkt BP des Gravierorgans (3) in den einzelnen Meßpositionen MP werden jeweils diejenigen Näpfchen (9) ausgewählt, die auf den mit den einzelnen axialen Meßpositionen MP korrespondierenden Gravierlinien (12) liegen und auf einer gemeinsamen Mantellinie des Druckzylinders (1) angeordnet sind.
  • In einem ersten Schritt wird zu Beginn der Messung die Videokamera (27) an den Anfang des Vorschubweges des Gravierorgans (3) in die erste Meßposition MP0 gefahren, welcher die Ortskoordinate x0 = 0 zugeordnet ist.
  • In einem zweiten Schritt wird die Videokamera (27) in Richtung auf das für die erste axiale Meßposition MP0 ausgewählte Näpfchen (9) verschoben, bis sie ein scharfes Videobild des Näpfchens (9) liefert.
  • In einem dritten Schritt wird die Videokamera (27) in der ersten Meßposition MP0 derart fein positioniert, daß das Näpfchen (9) und die Meßmarke (34) der Videokamera (27) in Deckung sind, womit die Sollposition SP des Näpfchens (9) für alle axialen Meßpositionen MPn definiert ist.
  • In weiteren Schritten wird die Videokamera (27) jeweils um den Meßabstand "a" in die einzelnen Meßpositionen MP1 bis MPn verschoben und in jeder Meßposition MPn die eventuell vorhandenen Lageabweichungen Δxn und Δyn von der Sollposition SP erfaßt.
  • Der zweite Meßablauf kann ebenfalls, wie bereits für den ersten Meßablauf beschrieben, automatisiert werden.
  • Um Zeit bei der Messung zu sparen, kann der Meßabstand "a" bei beiden Meßabläufen auch größer als die Rasterweite des Gravurrasters gewählt und die Korrekturfunktionen Δx = f1(x) und Δy = f2(x) für den gesamten Vorschubweg des Gravierorgans (3) durch Interpolation aus den Meßergebnissen in den einzelnen Meßpositionen MP gebildet werden.
  • Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für eine elektronische Graviermaschine, in der die Korrektur von Lageabweichungen des Gravierorgans (3) gemäß Verfahrensschritt [C] durch eine von den festgestellten Lageabweichungen Δx und Δy gesteuerte Verschiebung der Speicheradressen x* und y* beim Auslesen der Gravurdaten GD aus dem Gravurdatenspeicher (16) korrigiert werden.
  • Das zweite Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 prinzipiell dadurch, daß die Lagekorrekturstufe (38) für das Gravierorgan (3) und der Verstärker (39) entfallen und statt dessen in die Adreßleitungen (21) für die Speicheradressen x* und y* eine Adressenkorrekturstufe (43) eingefügt ist, der die aus dem Korrekturwertspeicher (35) ausgelesenen Lageabweichungen Δx und Δy über Leitungen (44) zugeführt werden. Die von dem Graviersteuerwerk (20) kommenden Speicheradressen x* und y* werden in der Adressenkorrekturstufe (43) durch die Lageabweichungen Δx und Δy nach den Gleichungen x*KOR = x* ± kΔx und y*KOR = y* ± kΔy korrigiert und die korrigierten Speicheradressen x*Kor und y*KOR an den Gravurdatenspeicher (16) weitergeleitet.
  • Durch die Adressenverschiebung werden die Gravurdaten GD bei der Gravur der eigentlichen Druckform durch die korrigierten Speicheradressen x*KOR und y*KOR derart voreilend oder verzögert ausgelesen werden, daß die entsprechenden Näpfchen (9) zur Korrektur der Lageabweichungen des Gravierorgans (3) früher oder später gegenüber den durch die laufenden Adresse x* und y* vorgegebenen Zeitpunkten auf dem Druckzylinder (1) graviert werden.
  • Eine frühere oder spätere Gravur von Näpfchen (9) auf dem Druckzylinder (1) zur Korrektur von Lageabweichungen des Gravierorgans (3) kann auch durch eine von den festgestellten Lageabweichungen gesteuerte voreilende oder verzögerte zeitliche Verschiebung der Lesetaktfolge TS und/oder des Rastersignals R erreicht werden.
  • Fig. 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel für eine elektronische Graviermaschine, in der in jeder Meßposition MP zweite Lageabweichungen Δx' und Δy' von weiteren Näpfchen (9), die auf einer mit der betreffenden Meßposition MP korrespondierenden Gravierlinie (12) graviert wurden, in Abhängigkeit von den die jeweilige Umfangslage des Druckzylinders (1) angebenden Ortskoordinaten y und den die jeweiligen axialen Meßpositionen angebenden Ortskoordinaten x erfaßt und bei der Korrektur der Lageabweichungen des Gravierorgans (3) berücksichtigt werden.
  • Das dritte Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 prinzipiell dadurch, daß ein an die Bildauswertestufe (29) angeschlossener, zweiter Korrekturwertspeicher (45) und zwei, in den Signalweg zwischen dem ersten Korrekturwertspeicher (35) und dem Verstärker (39) eingefügte Addierstufen (46, 47) vorhanden sind.
  • In dem zweiten Korrekturwertspeicher (45) sind die zweiten Lageabweichungen Δx' und Δy' als Korrekturfunktionen Δx' = f3(x, y) und Δy' = f4(x, y) gespeichert, die durch die Ortskoordinaten x und y der Gravierorte (11) für die Näpfchen (9) auf dem Druckzylinder (1) abrufbar sind.
  • Zur Erfassung der zweiten Lageabweichungen Δx' und Δy' werden als Weiterbildung des in Fig. 5 dargestellten und beschriebenen zweiten Meßablaufs gemäß Verfahrensschritt [A] in jeder Meßposition MP der Druckzylinder (1) einmal gedreht, die zweiten Lageabweichungen Δx' und Δy' der auf der mit der betreffenden Meßposition MP korrespondierenden Gravierlinie (12) liegenden Näpfchen (9) nacheinander mittels der Videokamera (27) ausgemessen und in dem zweiten Korrekturwertspeicher (45) in Abhängigkeit von den Ortskoordinaten x und y gespeichert.
  • Während der Gravur der Druckform rufen die Ortskoordinaten x und y die ersten Lageabweichungen Δx und Δy aus dem Korrekturwertspeicher (35) sowie die zweiten Lageabweichungen Δx' und Δy' aus den Korrektuwertspeichern (45) ab. Die ausgelesenen Lageabweichungen Δx und Δy sowie Δx' und Δy' werden in den Addierern (46, 47) vorzeichenrichtig addiert, um die korrigierten Lageabweichungen Δx" und Δy" zu erhalten, die in dem Verstärker (39) in die Steuersignale Sx und Sy auf den Leitungen (40) zur Ansteuerung der Lagekorrekturstufe (38) für das Gravierorgan (3) umgewandelt werden.
  • Die korrigierten Lageabweichungen Δx" und Δy" können selbstverständlich auch die Adressenkorrekturstufe (43) nach Fig. 6 ansteuern, um die korrigierten Speicheradressen x*KOR und y*KOR für den Gravurdatenspeicher (16) zu erhalten.
  • Bei der Gravur von Druckzylindern für den Magazindruck werden auf dem Druckzylinder mehrere nebeneinander liegende Gravierstränge mit jeweils einem Gravierorgan graviert. In diesem Fall werden die Korrekturfunktionen jeweils für den Vorschubweg der einzelnen Gravierorgane entlang der Gravierstränge, vorzugsweise mit einer seitlichen Überlappung der Vorschubwege, ermittelt und gespeichert.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens zur Lagekorrektur eines Gravierorgans besteht darin, daß auch Lageabweichungen Δz des Gravierorgans (3) von einer Sollposition SP gegenüber einem Druckzylinder (1) in radialer Richtung, d. h. in einer zur X-Richtung und Y-Richtung senkrecht liegenden Z-Richtung, mittels einer Meßvorrichtung festgestellt und mittels einer Lagekorrekturstufe gemäß Fig. 3 kompensiert werden.
  • Durch eine Lagekorrektur des Gravierorgans (3) In radialer Richtung könnte bei Verzicht auf einen sich auf der Oberfläche des Druckzylinders (1) des Druckzylinders (1) abstützenden, mechanischen Gleitfußes ein konstanter Abstand zwischen der Oberfläche des Druckzylinders (1) und dem Gravierstichel (4) in einer Ruhelage eingestellt bzw. bei der Gravur durch eine laufende Lageregelung aufrecht erhalten werden.
  • Bei Gravierorganen, bei denen ein den Gravierstichel (3) tragen des Element kippbar gelagert ist und durch eine Kippbewegung tangential an dem Druckzylinder (1) angelegt wird, könnte durch eine Lagekorrektur des Gravierorgans (3) in radialer Richtung auch bei Abstandsschwankungen zwischen der Oberfläche des Druckzylinders (1) und dem Gravierorgan (3) zur Vermeidung von Gravierfehlern eine konstante Kipplage des den Gravierstichel (4) tragenden Elements des Gravierorgans (3) erzielt werden.

Claims (22)

1. Verfahren zur Korrektur von Lageabweichungen eines Gravierorgans in einer elektronischen Graviermaschine, bei dem
ein durch ein Graviersteuersignal (GS) gesteuerter Gravierstichel (4) eines Gravierorgans (3) gravierlinienweise Näpfchen (9) in einen rotierenden Druckzylinder (1) graviert und
das Gravierorgan (3) zur flächenhaften Gravur in Achsrichtung (Vorschubrichtung) an dem Druckzylinder (1) entlang über einen axialen Vorschubweg bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
auf dem axialen Vorschubweg des Gravierorgans (3) Lageabweichungen (Δx, Δy) eines Bezugspunktes (BP) des Gravierorgans (3) von einer Sollposition (SP) für den Bezugspunkt (BP) in Achsrichtung und/oder in Umfangsrichtung des Druckzylinders (1) mindestens in Abhängigkeit von den jeweiligen axialen Positionen (x) des Gravierorgans (3) festgestellt werden,
aus den festgestellten Lageabweichungen (Δx, Δy) erste Korrekturfunktionen [Δx = f1(x); Δy = f2(x)] gebildet werden und
bei der Gravur die festgestellten Lageabweichungen des Gravierorgans (3) laufend anhand der ersten Korrekturfunktionen [Δx = f1(x); Δy = f2(x)] korrigiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lageabweichungen (Δx, Δy) vor der Gravur festgestellt werden,
die aus den festgestellten Lageabweichungen (Δx, Δy) gebildeten ersten Korrekturfunktionen [Δx = f1(x); Δy = f2(x)] durch ersten Ortskoordinaten (x), welche die axialen Positionen des Gravierorgans (3) angeben, in einem ersten Korrekturwertspeicher (35) abrufbar gespeichert werden und
die ersten Korrekturfunktionen [Δx = f1(x); Δy = f2(x)] bei der Gravur laufend durch die ersten Ortskoordinaten (x) abgerufen und zur Korrektur der Lageabweichungen des Gravierorgans (3) verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Vorschubweg des Gravierorgans (3) in axiale Meßpositionen (MP) unterteilt wird und
in jeder axialen Meßposition (MP) die Lageabweichungen (Δx, Δy) mittels einer Meßvorrichtung (24) festgestellt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Bezugspunkt (BP) des Gravierorgans (3) in jeder axialen Meßposition (MP) der Gravierstichel (4) ist und
zur Feststellung der Lageabweichungen (Δx, Δy) des Gravierstichels (4) von seiner Sollposition (SP) in den axialen Meßpositionen (MP) das Gravierorgan (3) und die Meßvorrichtung (24) auf die einzelnen axialen Meßpositionen (MP) verschoben werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Bezugspunkt (BP) des Gravierorgans (3) in jeder axialen Meßposition (MP) mindestens ein ausgewähltes Näpfchen (9) ist, das auf einer mit der betreffenden axialen Meßposition (MP) korrespondierenden Gravierlinie (12) mit dem Gravierstichel (4) graviert wurde und
zur Feststellung der Lageabweichungen (Δx, Δy) des jeweils ausgewählten Näpfchens (9) von seiner Sollposition (SP) in den axialen Meßpositionen (MP) die Meßvorrichtung (24) auf die einzelnen axialen Meßpositionen (MP) verschoben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
bei einer Testgravur Näpfchen (9) mit dem Gravierstichel (4) in den Druckzylinder (1) graviert werden und
die als Bezugspunkte (BP) in den einzelnen axialen Meßpositionen (MP) verwendeten Näpfchen (9) aus den bei der Testgravur gravierten Näpfchen (9) ausgewählt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in den einzelnen Meßpositionen (MP) ausgewählten Näpfchen (9) auf einer Mantellinie des Druckzylinders (1) liegen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände (a) zwischen den axialen Meßpositionen (MP) auf dem Vorschubweg des Gravierorgans (3) gleich den axialen Abständen der Gravierlinien (12) voneinander gewählt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abstände (a) der axialen Meßpositionen (MP) auf dem Vorschubweg des Gravierorgans (3) größer als die axialen Abstände der Gravierlinien (12) voneinander gewählt werden und
die ersten Korrekturfunktionen [Δx = f1(x); Δy = f2(x)] durch Interpolation aus den an den axialen Meßpositionen (MP) festgestellten Lageabweichungen (Δx, Δy) gewonnen werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
in der Meßvorrichtung (24) eine Videokamera (27) vorhanden ist,
die Videokamera (27) eine Meßmarke (34) aufweist,
in einer der axialen Meßpositionen (MP) die Meßmarke (34) mit dem Bezugspunkt (BP) des Gravierorgans (3) durch Verschieben der Meßmarke (34) gegenüber dem Bezugspunkt (BP) in Deckung gebracht wird und
die Meßmarke (34) als Sollposition (SP) für den Bezugspunkt (BP) des Gravierorgans (3) in den anderen axialen Meßpositionen (MP)definiert wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Bildauswertestufe (29) zur Auswertung von Videobildern vorhanden ist, welche mit der Videokamera (27) verbunden ist,
die Videokamera (27) in jeder axialen Meßposition (MP) ein Videobild des Bezugspunktes (BP) des Gravierorgans (3) aufnimmt und
in der Bildauswertestufe (29) die Lageabweichungen (Δx, Δy) in dem Videobild als Abstand zwischen dem Bezugspunkt (BP) und der Meßmarke (34) als Sollposition (SP) für den Bezugspunkt (BP) festgestellt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß
vor der Gravur in jeder axialen Meßposition (MP) Lageabweichungen (Δx', Δy') der auf der mit der axialen Meßposition (MP) korrespondierenden Gravierlinie (12) liegenden Näpfchen (9) in Abhängigkeit von den ersten Ortskoordinaten (x) und die jeweilige Umfangslage des Druckzylinders (1) angebenden, zweiten Ortskoordinaten (y) erfaßt werden,
die aus den festgestellten Lageabweichungen (Δx, Δy) gebildeten zweiten Korrekturfunktionen [Δx' = f3(x, y); Δy' = f4(x, y)] durch die ersten und zweiten Ortskoordinaten (x, y) in einem zweiten Korrekturwertspeicher (45) abrufbar gespeichert werden und
die zweiten Korrekturfunktionen [Δx' = f3(x, y); Δy' = f4(x, y)] bei der Gravur laufend durch die ersten und zweiten Ortskoordinaten (x, y) abgerufen und zur Korrektur der Lageabweichungen des Gravierorgans (3) verwendet werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
die ersten Korrekturfunktionen [Δx = f1(x); Δy = f2(x)] und die zweiten Korrekturfunktionen [Δx' = f3(x, y); Δy' = f4(x, y)] miteinander verknüpft werden und
die verknüpften Korrekturfunktionen zur Korrektur der Lageabweichungen des Gravierorgans (3) verwendet werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die festgestellten Lageabweichungen des Gravierorgans (3) durch eine mindestens von den ersten Korrekturfunktionen [Δx = f1(x); Δy = f2(x)] gesteuerte mechanische Verschiebung des Gravierorgans (3) mittels einer Lagekorrekturstufe (38) korrigiert werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die festgestellten Lageabweichungen des Gravierorgans (3) durch eine von mindestens den ersten Korrekturfunktionen [Δx = f1(x); Δy = f2(x)] gesteuerte Zeitverschiebung des Graviersteuersignals (GS) korrigiert wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13; dadurch gekennzeichnet, daß
in einem Gravurdatenspeicher (16) Gravurdaten (GD) abgelegt sind, aus denen das Graviersteuersignal (GS) gewonnen wird,
die Gravurdaten (GD) durch aus den ersten und zweiten Ortskoordinaten (x, y) erzeugte Speicheradressen (x*, y*) abgerufen werden und
die festgestellten Lageabweichungen des Gravierorgans (3) durch eine von mindestens den ersten Korrekturfunktionen [Δx = f1(x); Δy = f2(x)] gesteuerte Verschiebung der Speicheradressen (x*, y*) in einer Adressenkorrekturstufe (43) korrigiert werden.
17. Graviermaschine zur Gravur von Druckzylindern mittels eines Gravierorgans, bestehend aus
einem rotationsfähig gelagerten Druckzylinder (1), der von einem ersten Antrieb (2) angetrieben wird,
einem Gravierorgan (3) mit einem durch ein Graviersteuersignal (GS) beaufschlagten Gravierstichel (4) zur Gravur von Näpfchen (9) in den Druckzylinder (1), das durch einen zweiten Antrieb (7) einen Vorschubweg in Achsrichtung an dem Druckzylinder (1) entlang zurücklegt,
einem Gravurdatenspeicher (16) zur Ablage von durch Speicheradressen (x*, y*) abrufbaren Gravurdaten (GD).
einer Signalaufbereitungsstufe (13, 15) zur Erzeugung des Graviersteuersignals (GS) aus den Gravurdaten (GD) und
einem Graviersteuerwerk (20) zur Steuerung der Graviermaschine, die mit der Signalaufbereitungsstufe (13, 15), dem ersten Antrieb (2) und dem zweiten Antrieb (7) verbunden ist, gekennzeichnet durch
eine Meßvorrichtung (24) zur Feststellung von auf dem Vorschubweg des Gravierorgans (3) vorhandenen Lageabweichungen (Δx, Δy) eines Bezugspunktes (BP) des Gravierorgans (3) von einer Sollposition (SP) für den Bezugspunkt (BP) in Achsrichtung und/oder in Umfangsrichtung des Druckzylinders (1) mindestens in Abhängigkeit von den jeweiligen axialen Positionen des Gravierorgans (3) auf dem Vorschubweg,
einen mit der Meßvorrichtung (24) verbundenen ersten Korrekturwertspeicher (35) zur Speicherung von aus den festgestellten Lageabweichungen (Δx, Δy) gebildeten ersten Korrekturfunktionen [Δx = f1(x); Δy = f2(x)], welche durch die axialen Positionen des Gravierorgans (3) auf dem Vorschubweg angebende erste Ortskoordinaten (x) abrufbar sind und
mit dem ersten Korrekturwertspeicher (35) verbundene Mittel (38, 43) zur Korrektur der festgestellten Lageabweichungen des Gravierorgans (3) anhand der aus dem ersten Korrekturwertspeicher (35) ausgelesenen ersten Korrekturfunktionen [Δx = f1(x); Δy = f2(x)].
18. Graviermaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Korrektur der Lageabweichungen des Gravierorgans (3) eine mit dem ersten Korrekturwertspeicher (35) verbundene und mit den ersten Korrekturfunktionen [Δx = f1(x); Δy = f2(x)] beaufschlagte Lagekorrekturstufe (38) für das Gravierorgan (3) ist, welche die Korrektur durch eine mechanische Verschiebung des Gravierorgans (3) vornimmt.
19. Graviermaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Korrektur der Lageabweichungen des Gravierorgans (3) eine mit dem Gravurdatenspeicher (16) und dem ersten Korrekturwertspeicher (35) verbundene sowie mit den ersten Korrekturfunktionen [Δx = f1(x); Δy = f2(x)] beaufschlagte Adressenkorrekturstufe (43) für den Gravurdatenspeicher (16) ist, welche die Korrektur durch eine Verschiebung der Speicheradressen (x*, y*) vornimmt.
20. Graviermaschine nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß
ein mit der Meßvorrichtung (24) verbundener zweiter Korrekturwertspeicher (45) zur Ablage von zweiten Korrekturfunktionen [Δx' = f3(x, y), Δy' = f4(x, y) vorgesehen ist], welche durch die ersten Ortskoordinaten (x) und durch die jeweilige Umfangslage des Druckzylinders (1) angebende zweite Ortskoordinaten (y) abrufbar sind und
zwischen den Mitteln (38, 43) zur Korrektur der Lageabweichungen des Gravierorgans (3) und dem ersten und zweiten Korrekturwertspeicher (35, 45) Überlagerungsstufen (46, 47) zur Überlagerung der ersten Korrekturfunktionen [Δx = f1(x); Δy = f2(x)] mit den zweiten Korrekturfunktionen [Δx' = f3(x, y); Δy' = f4(x, y)] vorhanden sind.
21. Graviermaschine nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß
der Vorschubweg des Gravierorgans (3) in axiale Meßpositionen (MP) unterteilt ist und
die Meßvorrichtung (24) auf die axialen Meßpositionen (MP) verfahrbar ist.
22. Graviermaschine nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß
in der Meßvorrichtung (24) eine Videokamera (27) zur Aufnahme von Videobildern von dem Bezugspunkt (BP) des Gravierorgans (3) in den einzelnen axialen Meßpositionen (MP) vorgesehen ist,
die Videokamera (27) eine Meßmarke (34) zur Definition einer Sollposition (SP) für den Bezugspunkt (BP) aufweist und
eine mit der Videokamera (27) verbundene Bildauswertestufe (29) vorhanden ist, um in den einzelnen axialen Meßpositionen (MP) die Lageabweichungen (Δx, Δy bzw. Δx', Δy') anhand der Videobilder als Abstände zwischen dem Bezugspunkt (BP) des Gravierorgans (3) und der Meßmarke (34) zu ermitteln.
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