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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gravur
von Druckzylindern gemäß dem Oberbegriff
der Ansprüche
1 bzw. 7.
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Aus
der
DE 25 087 34 C2 ist
eine elektronische Graviermaschine zur Gravur von Druckzylindern
bekannt. Ein Gravierorgan mit einem durch ein Graviersteuersignal
gesteuerten Gravierstichel als Schneidwerkzeug bewegt sich in axialer
Richtung an einem rotierenden Druckzylinder entlang. Der Gravierstichel
schneidet gravierlinienweise in einem Gravurraster angeordnete Näpfchen in
die Mantelfläche des
Druckzylinders. Das Graviersteuersignal wird durch Überlagerung
eines periodischen Rastersignals mit Bildsignalwerten gewonnen,
welche die zu gravierenden Tonwerte repräsentieren. Während das Rastersignal
eine oszillierende Hubbewegung des Gravierstichels zur Gravur der
in dem Gravurraster angeordneten Näpfchen bewirkt, bestimmen die
Bildsignalwerte entsprechend den zu gravierenden Tonwerten die geometrischen
Abmessungen der Näpfchen.
Erfindungsgemäß könnten als
Gravierorgane auch Lasergravierwerkzeuge in Betracht kommen. Statt
Tiefdruckzylinder mit Näpfchen
könnten
erfindungsgemäß auch zylindrische
Flexodruckformen graviert werden.
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Für den Magazindruck
werden auf einem Druckzylinder meistens die verschiedenen Druckseiten
eines Druckauftrags auf axial nebeneinander liegenden streifenförmigen Zylinderbereichen,
Gravierstränge
genannt, mit jeweils einem Gravierorgan gleichzeitig graviert.
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Für den Verpackungsdruck
und für ähnliche Druckanwendungen,
wie zum Beispiel den Dekor- oder Tapetendruck, ist es jedoch, wie
zum Beispiel aus der
DE
199 47 397 A1 bekannt, gängige Praxis, einen Druckzylinder
in einem Gravierstrang mit nur einem Gravierorgan zu gravieren.
Diese Vorgehensweise hat jedoch den Nachteil, dass sich bei der
Gravur von großen,
insbesondere langen Druckzylindern lange Gravierzeiten ergeben,
die bis zu mehrere Stunden betragen können.
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Der
Vorteil besteht demgegenüber
darin, dass keine sichtbaren Nahtstellen im Gravurbild entstehen,
für die
das menschliche Auge sehr empfindlich ist.
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Weiter
ist aus der
DE 100
10 904 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art bekannt. Die Stranggrenzen verlaufen dort zwischen
den zu gravierenden Elementen, Gravierelemente genannt, wobei jedes
Gravierelement eines Gravierstrangs vollständig durch das Gravierorgan des
betreffenden Gravierstrangs graviert wird. Die Festlegung der Stranggrenzen
kann entweder manuell durch den Bediener erfolgen, indem dieser
in dem auf einem Kontrollmonitor sichtbar gemachten Zylinderlayout
die Stranggrenzen mittels eines Cursors definiert. Alternativ können die
Stranggrenzen auch durch automatische Auswertung der das Zylinderlayout
repräsentierenden
Layoutdaten erfolgen.
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Aus
der
JP 2001-071449
A ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Gravierkopf in
Weißbereichen mit
einer höheren
Vorschubgeschwindigkeit bewegt wird und bei dem zu diesem Zweck
eine Druckzylinderoberfläche
in Bereiche, die beschrieben werden sollen, und Bereiche, die nicht
beschrieben werden sollen, unterteilt wird.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Verfahren und einer
Vorrichtung zur Gravur von Druckzylindern bereits vor der Gravur
verfügbare Informationen
zur Festlegung der Stranggrenze oder Stranggrenzen zu nutzen.
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Diese
Aufgabe wird im Hinblick auf das Verfahren erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass zur Festlegung der Stranggrenze eine Schnellvorschubinformation
genutzt wird, die für
ein schnelleres Überfahren
des Weißbereiches
durch ein Gravierorgan hinterlegt ist, während im Hinblick auf die Vorrichtung vorgeschlagen
wird, dass die Graviermaschine oder die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung
zur Festlegung der Stranggrenze eine für ein schnelleres Überfahren
des Weißbereiches
durch ein Gravierorgan hinterlegte Schnellvorschubinformation nutzt.
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Der
Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass einer Graviermaschine
Informationen über Weißbereiche
einer zu gravierenden Form in der Regel bereits vor der Gravur zur
Verfügung
stehen. Sie dienen bisher zum einen zur Steuerung des automatischen Überfahrens
eines Weißbereiches
mit einer höheren
als der Graviergeschwindigkeit zum Zwecke der Gravierzeitersparnis,
zum anderen zur Ermittlung der zu erwartenden Gravierzeit.
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Informationen über Weißbereiche
können auf
verschiedene Weise ermittelt werden: In einem Vorstufensystem während der
Erzeugung der Gravurdaten, in einem separaten Rechenlauf auf einer entsprechenden
Workstation oder auf der Graviermaschine selber. Das Gravurformat
wird der Graviermaschine dabei explizit durch manuelle Eingabe oder
per digitaler Auftragstasche in einem sogenannten „Jobticket" mitgeteilt. Aus
diesen vorgenannten Angaben ermittelt die Graviermaschine dann erfindungsgemäß selbsttätig die
ideale Stranggrenze zwischen zwei Graviersträngen sowie die Ausbildung bzw.
den Verlauf dieser Gravierstränge.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung positioniert die Graviermaschine
bzw. ihre Workstation nicht nur die Gravierorgane automatisch, sondern legt
auch den Verlauf einer Stranggrenze nach einer automatischen Abfrage
der vorhandenen Weißbereiche
und vorzugsweise nach einer automatischen Überprüfung der dadurch gegebenen
Zeitersparnis automatisch fest. Vorzugsweise soll sich der dabei
zu berücksichtigende,
jeweilige Weißbereich
mindestens in einer Breite einer Gravierlinie um den Umfang des
Druckzylinders erstrecken, jedoch ist es im Rahmen der vorliegenden
Erfindung mit Vorteil auch möglich, über den
Umfang und oder die Längserstreckung
des Druckzylinders verteilte, gegebenenfalls auch unterschiedlich
breite und/oder lange Weißbereiche
in ökonomischer
Weise für
eine ökonomischere,
zeitsparende Gravur mit wahlweise mehreren Gravierorganen zu nutzen.
Die Gravierorgane können
gleicher oder unterschiedlicher Art sein, insbesondere mechanisch
und/oder mit elektromagnetischer Strahlung arbeiten.
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Sofern
keine geeignete Stranggrenze festzulegen sein sollte bzw. die zu
erwartende Gravurzeitersparnis dem Voreinstellungswert einer minimalen Gravurzeitersparnis
unterschritten würde,
wird der Druckzylinder auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung
vorzugsweise nur mit einem Gravierorgan graviert. Dabei wird die
Entscheidung, ob und gegebenenfalls wo eine Stranggrenze festgelegt
wird, vorzugsweise von der Bedingung abhängig gemacht, welche Zeitersparnis
die Einteilung in Gravierstränge und
die Verwendung mehrerer Gravierorgane tatsächlich ergibt.
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Eine
Stranggrenze ist vorzugsweise dann ideal, wenn die folgenden drei
Bedingungen erfüllt sind:
- 1. Stranggrenze liegt in einem Weißbereich.
- 2. Die Stranggrenze liegt möglichst
nahe zur axialen Mitte der Gravur positioniert.
- 3. Die absolute Gravierzeitersparnis ist größer als ein Wert, der in einer
Gerätevoreinstellung
hinterlegt wurde.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
kann ein Zylinderlayout erfindungsgemäß durch Positionieren der zu
gravierenden Elemente in einer Workstation unter Sichtkontrolle
auf einem Monitor gestaltet werden und in der Gestaltung des Zylinderlayouts die
Stranggrenzen in Erscheinung treten.
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Die
Gravierorgane werden bevorzugt vor der Gravur auf durch die Stranggrenzen
vorgegebene axiale Gravierstartpunkte positioniert.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zeichnet sich zudem bevorzugt dadurch aus, dass wenigstens zwei
Gravierorgane auf unabhängig
voneinander in Axialrichtung eines Druckzylinders bewegbaren Supporten
oder Wagen angeordnet sind.
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Dabei
können
die Gravierorgane oder deren Supporte oder deren Wagen vorzugsweise
mit wenigstens einem Linearantrieb bewegbar werden.
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Die
Gravierorgane können,
wie bereits im Vorhergehenden erwähnt, insbesondere Gravierstichel
und/oder Lasergravierwerkzeuge aufweisen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der
1 bis
5 näher erläutert, wobei
die
1 bis
3 der weiter oben zitierten
DE 100 10 904 A1 entnommen
sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann
im wesentlichen gegenüber
dieser bekannten Vorrichtung äußerlich
unverändert
bleiben, jedoch ändert
sich erfindungsgemäß das mit
dieser Vorrichtung durchzuführende
Verfahren erfindungsgemäß und/oder
die mehr interne Ausbildung und/oder Einrichtung der Vorrichtung,
insbesondere die Programmierung oder sonstige Vorbereitung einer
Workstation.
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Es
zeigen:
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1 ein
prinzipielles Blockschaltbild einer Graviermaschine für Druckzylinder,
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2 ein
Zylinderlayout mit Layoutbereichen,
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3 ein
Beispiel für
einen Gravurablauf,
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4 ein
erfindungsgemäß mit einer
Stranggrenze versehenes Zylinderlayout für einen Verpackungsdruck und
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5 ein
Monitorbild zur erfindungsgemäßen Optimierung
der Gravierzeit.
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1 zeigt
ein prinzipielles Blockschaltbild einer Graviermaschine mit einem
Druckzylinder 1, der von einem Zylinderantrieb 2 rotatorisch
angetrieben wird.
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Auf
dem Druckzylinder 1 soll eine Druckform 3 für den Verpackungsdruck
oder ähnliche
Druckanwendungen graviert werden. Die Druckform 3 besteht
aus einer Vielzahl von zu gravierenden Elementen 4, nachfolgend
Gravierelemente genannt, deren Zusammenstellung und Lage innerhalb
der Druckform 3 durch ein vor der Gravur erstelltes Zylinderlayout
definiert sind.
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Zur
Reduzierung der Gravierzeit wird vorgeschlagen, die Druckform 3 in
mehrere, vorzugsweise im Wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufende Gravierstränge, im
Ausführungsbeispiel
in zwei Gravierstränge
A, B, zu unterteilen und jeden Gravierstrang A, B mit einem separaten
Gravierorgan 5A , 5B zu
gravieren. Die Unterteilung der Druckform 3 in die Gravierstränge A, B
erfolgt dabei in bevorzugter Weise anhand des Zylinderlayouts automatisch
bzw. selbsttätig
durch die Graviermaschine selbst derart, dass die Stranggrenzen
zwischen den Gravierelementen 4 verlaufen und ein vorzugsweise
jedes Gravierelement 4 eines Gravierstrangs A, B durch
das Gravierorgan 5A , 5B des betreffenden Gravierstrangs A,
B vollständig
graviert wird, um einerseits Gravierzeit zu sparen und andererseits
durch mechanische Toleranzen der Gravierorgane 5 bedingte,
sichtbar Nähte
in einem Gravierelement 4 zu vermeiden.
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Die
Gravierorgane 5A , 5B sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
auf einzelnen Graviersupporten 6A , 6B montiert, die auf einem Gravierwagen 7 in
Achsrichtung des Druckzylinders 1 auf axiale Gravierstartpunkte
SPA und SPB verschiebbar
und dort arretierbar sind. Der Gravierwagen 7 ist mittels einer
Spindel 8 und eines Gravierwagenantriebs 9 axial
an dem Druckzylinder 1 entlang bewegbar, vorzugsweise könnte stattdessen
wenigstens ein Linearantrieb verwendet werden. Die Graviersupporte 6A , 6B können auf
dem Gravierwagen 7 mittels manuell betätigter Feinantrieben oder mittels
motorischer Antriebe axial positioniert werden, was ebenfalls durch einen
Linearantrieb oder durch den Linearantrieb erfindungsgemäß auch eleganter
erfolgen kann. Der gemeinsame Gravierwagen 7 kann vorzugsweise entfallen,
indem die einzelnen Graviersupporte 6A , 6B , beispielsweise über lösbare Mutternsegmente direkt
mit der Spindel 8 gekoppelt werden, und jedenfalls selbst
als unabhängige
Gravierwagen 7 ausgebildet werden, was die Flexibilität der erfindungsgemäßen Vorrichtung
erhöht,
wobei ebenfalls bevorzugt ein oder mehrere Linearantriebe stattdessen eingesetzt
werden könnten.
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Jedes
Gravierorgan 5A , 5B schneidet
mit seinem Gravierstichel 10A , 10B oder Laserwerkzeug gravierlinienweise
in einem Gravurraster angeordnete Näpfchen oder sonstige druckende
Elemente in die Mantelfläche
des rotierenden Druckzylinders 1, während sich der jeweilige Gravierwagen 7 mit
den Gravierorganen 5A , 5B axial an dem Druckzylinder 1 entlang
bewegt.
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Die
Gravur erfolgt beispielsweise auf einzelnen, kreisförmig in
Umfangsrichtung um den Druckzylinder
1 verlaufenden Gravierlinien,
wobei der Gravierwagen
7 jeweils nach der Gravur einer
Gravierlinie einen axialen Vorschubschritt zur nächsten Gravierlinie ausführt. Ein
derartiges Gravierverfahren ist beispielsweise in der
US 4,013,829 A beschrieben. Alternativ
kann die Gravur auch in einer helixförmig um den Druckzylinder
1 verlaufenden
Gravierlinie erfolgen. In diesem Fall bewegt sich der Gravierwagen
7 während der
Gravur kontinuierlich an dem Druckzylinder
1 entlang.
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Die
Gravierstichel 10A , 10B der Gravierorgane 5A , 5B werden durch Graviersteuersignale
GSA und GSB gesteuert.
Die Graviersteuersignale GSA und GSB werden in Gravierverstärkern 11A , 11B aus der Überlagerung eines periodischen
Rastersignals R auf einer Leitung 12 mit Bildsignalwerten
BA und BB auf Leitungen 13A , 13B gebildet,
welche die Tonwerte der zu gravierenden Näpfchen zwischen "Licht" (Weiß) und "Tiefe" (Schwarz) repräsentiert.
Während das
periodische Rastersignal R eine vibrierende Hubbewegung der Gravierstichel 10A , 10A zur
Gravur der in dem Gravurraster angeordneten Näpfchen bewirkt, bestimmen die
Bildsignalwerte BA und BB entsprechend
den zu gravierenden Tonwerten die geometrischen Abmessungen der
gravierten Näpfchen.
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Die
analogen Bildsignale BA und BB werden in
D/A-Wandlern 14A , 14B aus Gravurdaten GDA und GDB der zu gravierenden Druckform 3 gewonnen,
die in Gravurdatenspeichern 15A , 15B gespeichert sind, und aus diesen Gravierlinie
für Gravierlinie ausgelesen
und den D/A-Wandlern 14A , 14B über
Datenleitungen 16A , 16B zugeführt werden. Dabei ist jedem Gravierort
für ein
Näpfchen
im Gravurraster ein Gravurdatum von mindestens einem Byte zugeordnet, welches
unter anderem den zu gravierenden Tonwert zwischen "Licht" (GD = 161) und "Tiefe" (GD = 1)
enthält.
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Die
Gravierorte im Gravurraster sind durch Ortskoordinaten (x, y) eines
dem Druckzylinder 1 zugeordneten XY-Koordinatensystems
definiert, dessen Y-Achse in Umfangsrichtung des Druckzylinders 1 (Gravierrichtung)
und dessen X-Achse in Achsrichtung des Druckzylinders 1 (Vorschubrichtung)
orientiert ist. Ein mit dem Druckzylinder 1 mechanisch
gekoppelter Positionsgeber 17 erzeugt die y-Ortskoordinaten und
der Gravierwagenantrieb 9 die entsprechenden x-Ortskoordinaten
der Gravierorte auf dem Druckzylinder 1. Die Ortskoordinaten
(x, y) werden über
Leitungen 18, 19 einem Graviersteuerwerk 20 zugeführt, das
die Gravurabläufe
steuert.
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Das
Graviersteuerwerk 20 erzeugt aus den Ortskoordinaten (x,
y) Leseadressen und entsprechende Lesetaktfolgen, die über Datenleitungen 21A , 21B den
Gravurdatenspeichern 15A , 15B zugeführt werden. In dem Graviersteuerwerk 20 werden
außerdem
das Rastersignal R auf der Leitung 12 und diverse Steuersignale
zur Steuerung des Zylinderantriebs 2 und des Gravierwagenantriebs 9 gewonnen.
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Das
Zylinderlayout der zu gravierenden Druckform 3 wird beispielsweise
von einem Bediener off-line in einer Workstation 22 durch
manuelles Positionieren der Gravierelemente 4 mittels eines
Cursors oder durch Eingabe von Positionskoordinaten unter Sichtkontrolle
an einem Kontrollmonitor 23 gestaltet und bildpunktweise
in Form von Layoutdaten in der Workstation 22 gespeichert.
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Bei
bzw. nach der Gestaltung des Zylinderlayouts werden erfindungsgemäß auch zwischen
den Gravierelementen 4 verlaufende Stranggrenzen im Zylinderlayout,
im Ausführungsbeispiel
eine Stranggrenze, automatisch von der Workstation 22 (siehe dazu
auch 5) festgelegt, welche die zu gravierende Druckform 3 in
Gravierstränge
(A, B) und das Zylinderlayout in zugehörigen Layoutbereiche unterteilen.
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Bei
der Festlegung der Stranggrenzen werden in zweckmäßiger Weise
die Abmessungen des Druckzylinders 1, die möglichen
axialen Vorschubwege der Gravierorgane 5A , 5B bzw. der mögliche axiale Vorschubweg der
Gravierwagens 7 und gegebenenfalls auch noch der Abstand
der Gravierorgane 5A , 5B oder Gravierwagen 7 voneinander
berücksichtigt.
Die festgelegten Stranggrenzen werden in den Layoutdaten entsprechend
markiert.
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Vor
oder nach Festlegung der Stranggrenzen werden in der Workstation 22 die
zur Gravur der einzelnen Gravierstränge (A, B) benötigten Gravurdaten
GDA und GDB Gravierlinie
für Gravierlinie
aus den Gravurdaten (GD*) der einzelnen Gravierelemente 4 anhand
der im Zylinderlayout definierten Layoutbereiche zusammengestellt.
Die Gravurdaten (GD*) der Gravierelemente 4 werden beispielsweise durch
Abtastung von Vorlagen mit einem Scanner und/oder durch Montage
der einzelnen Vorlagen in einer Bildverarbeitungsanlage gewonnen.
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Bei
der Erzeugung der Gravurdaten GD einer Gravierlinie werden denjenigen
Gravierlinienabschnitten, die zu Gravierelementen 4 gehören, die Gravurdaten
GD dieser Gravierelemente 4 zugeordnet, während "leeren" Gravierlinienabschnitten
W (5) beispielsweise den Tonwert "Superweiß" repräsentierende Gravurdaten (GD > 161) zugeordnet werden,
wobei ein Gravierstichel 10A , 10B bei der Gravur eines Tonwertes "Superweiß" nicht die Mantelfläche des
Druckzylinders 1 berührt
und somit kein Näpfchen
graviert. Alternativ zur Gravur eines "Superweiß" bei "leeren" Gravierlinienabschnitten können die
Gravierorgane 5A , 5B oder die Gravierstichel 10A , 10B auch
durch geeignete Steuersignale von der Mantelfläche des Druckzylinders 1 abgehoben
werden.
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Die
in der Workstation 22 generierten Gravurdaten GDA und GDB werden über Datenleitungen 24A , 24B in
die entsprechenden Gravurdatenspeicher 15A , 15B transferiert. Beim Transfer der Gravurdaten GDA und GDB werden
gleichzeitig Positionsdaten PD, wie beispielsweise die x-Ortskoordinaten
der Gravierstartpunkte SPA und SPB in den Graviersträngen A, B, über eine Datenleitung 25 an
das Steuerwerk 20 übermittelt
und dort gespeichert.
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2 zeigt
zur Verdeutlichung ein Zylinderlayout 26, das durch eine
Stranggrenze 27 in zwei Layoutbereiche 26A , 26B unterteilt ist. Dargestellt ist außerdem eine
Gravierlinie 28, die sich aus einem zu den Gravierelementen 4* gehörenden Gravierlinienabschnitten 28' und aus "leeren" Gravierlinienabschnitten 28'' zusammensetzt.
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Ein
Beispiel für
einen Gravierablauf wird nachfolgend anhand der 3 näher erläutert.
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3 zeigt
ein Beispiel für
einen Gravierablauf. Dargestellt ist der Druckzylinder 1 mit
der zu gravierenden Druckform 3, die sich aus den Gravierelementen 4 zusammensetzt
und die beiden Gravierstränge
A, B, die durch die Stranggrenze 27 voneinander getrennt
sind.
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Zunächst werden
die Gravierorgane 5A , 5B auf den Gravierstartpunkten SPA und SPB der Gravierstränge A, B
positioniert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die
Positionierung durch axiales Verschieben der Graviersupporte 6A , 6B auf
dem oder mit den Gravierwagen 7. Die Positionierung der
Gravierorgane 5A , 5B auf die Gravierstartpunkte SP kann anhand
der in der Workstation 22 erzeigten Positionsdaten PD,
gesteuert vom Graviersteuerwerk 20, automatisch erfolgen.
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Nach
der Positionierung der Gravierorgane 5A , 5B wird die Gravur der Gravierstränge A, B
durchgeführt.
Die Gravierorgane 5A , 5B mit dem festen Abstand d zueinander
werden aus der Startstellung in X-Richtung am Druckzylinder 1 entlang
bewegt. Das erste Gravierorgan 5A graviert
den ersten Gravierstrang A vom Gravierstartpunkt SPA bis
zum Punkt PA1. Das zweite Gravierorgan 5B graviert den zweiten Gravierstrang
B vom Gravierstartpunkt SPB bis zum Punkt
PB und bewegt sich dabei vom Gravierstartpunkt
SPB bis zum Punkt PB,
während
sich das erste Gravierorgan 5A bei
einem festen Abstand d der Gravierorgane 5A , 5B voneinander vom Gravierstartpunkt
SPA bis zum Punkt PA2 bewegt.
Durch bevorzugte separate Vorschubantriebe und/oder Steuerungen
für die
Gravierorgane 5A , 5B kann auf einfache Weise dafür gesorgt
werden, dass sich die Gravierorgane ökonomisch unabhängig voneinander
bewegen, gegebenenfalls zeitweilig vielleicht auch einmal eine Parkposition
einnehmen, und auch die Vorschubbewegungen der Gravierorgane 5A , 5B mit
der Gravur enden.
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In
den beschriebenen Ausführungsbeispielen
wurde die Druckform direkt auf den Druckzylinder graviert. Es liegt
im Rahmen der Erfindung die Druckform auch auf Druckplatten zu gravieren,
die auf einen Druckzylinder aufgespannt sind.
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4 zeigt
ein zweites Beispiel eines Zylinderlayout für den Verpackungsdruck. Es
sind Verpackungsvorderseiten als Elemente 4 vorgesehen.
In einem Weißbereich
W zwischen Elementen 4 ist eine Stranggrenze 24 zwischen
Stränge
A und B gelegt worden. Mit Pfeilen S ist angedeuteten worden, dass in
der Graviermaschine für
die Weißbereiche
W entsprechende Schnellvorschubinformationen S hinterlegt worden
sind.
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5 zeigt
beispielhaft ein Monitorbild zur erfindungsgemäßen Optimierung der Gravierzeit
auf einem Monitor 23. Insbesondere sind auf dem Monitorbild
die jeweiligen Gravierzeiten für
die Elemente 4 zu erkennen und damit auch die Schnellvorschubinformationen
und somit auch die Weißbereiche.