-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung eines
in einer Druckmaschine geführten Druckbogens, insbesondere
zur Erkennung, ob der Druckbogen bedruckt oder unbedruckt ist, wobei
ein eine Sendeeinheit und eine Empfangseinheit umfassender optischer
Sensor eingesetzt wird.
-
Derartige
Vorrichtungen zur Erkennung eines Druckbogens in einer Druckmaschine
sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden bei bogenführenden
Druckmaschinen in der Regel dazu eingesetzt, den Transport des Druckbogens
durch die Druckwerke sowie die Ausrichtung des Druckbogens beim
Druck zu überwachen. Hierzu werden entlang des Transportweges
des Druckbogens durch die Druckwerke Sensoren angebracht, die eine
Sendeeinheit und eine Empfangseinheit umfassen. Sind die Sende-
und die Empfangseinheit in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet,
arbeitet der Sensor im Reflexionsbetrieb. Das heißt, dass
ein von der Sendeeinheit ausgesandtes Signal von einer reflektierende
Fläche, in der Regel die Oberfläche des Druckbogens,
zurückgeworfen und von der Empfangseinheit aufgenommen
wird. Darüber hinaus können die Sendeeinheit und
die Empfangseinheit jeweils in einem eigenen Gehäuse auf
gegenüberliegenden Seiten des Transportweges des Druckbogens
angeordnet sein, so dass der Einsatz des Sensors im Transmissionsbetrieb
erfolgt. Beispielsweise kann der Sensor nach Art einer Lichtschranke
ausgebildet sein. Durchbricht ein Druckbogen eine solche Lichtschranke,
wird von der Empfangseinheit des Sensors kein Signal empfangen und
der Druckbogen von dem System erkannt. Im Reflexionsbetrieb dagegen
bedarf es der Auswertung eines reflektierten Signals, um einen Druckbogen
zu erkennen. Als Sensoren werden insbesondere Licht-, Luft- und
Schallsensoren eingesetzt.
-
Aus
der
DE 198 53 417
A1 ist beispielsweise eine Druckmaschine mit einer Einrichtung
zur Erkennung eines Druckbogens bekannt, die einen Luftsensor umfasst.
Mittels Differenzdruckauswertung soll der Sensor erkennen können,
ob ein Druckbogen vorhanden ist oder nicht. Beispielsweise kann
es vorkommen, dass ein Druckbogen im Bereich einer Wendeeinheit
nicht korrekt übergeben wurde. Wird mittels der Einrichtung
ein Fehlbogen erkannt, erfolgt eine Abschaltung der Druckmaschine.
Der beschriebene Sensor soll gegenüber anderen Sensortypen einfach
aufgebaut und wenig schmutzanfällig sein. Als nachteilig
erweist sich jedoch, dass das Erkennen eines Fehlbogens die einzige
Information ist, die im Wege der Signalauswertung erlangt werden
kann.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Erkennung eines Druckbogens bereitzustellen, mittels derer neben
der Detektion eines Druckbogens wenigstens eine weitere druckbogenspezifische
Information erfassbar ist. Der hierzu eingesetzte Sensor soll zudem einfach
aufgebaut und wenig störanfällig sein.
-
Zur
Lösung der Aufgabe wird das Verfahren mit den Merkmalen
nach Anspruch 1 sowie die Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch
7 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen definiert.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch
aus, dass mittels eines optischen Sensors das Vorhandensein einer
auf dem Druckbogen angeordneten Farbmarke erfasst wird, die anzeigt, dass
der Bogen bedruckt ist. Darüber hinaus wird erfindungsgemäß mit
jedem Erkennen eines bedruckten und/oder unbedruckten Bogens ein
Zählimpuls ausgegeben. Das Verfahren ermöglicht
somit neben dem Erkennen eines Druckbogens wenigstens eine weitere
druckbogenspezifische Information zu erfassen, nämlich
die, ob der Bogen bedruckt oder unbedruckt ist. Darüber
hinaus kann das Verfahren zur Bogenzählung eingesetzt werden.
-
Um
die druckbogenspezifische Information zu erhalten, wird ein vorgegebener
Bereich des Druckbogens auf Vorhandensein einer Farbmarke geprüft,
die beim Druck einer Farbe als Registermarke angelegt wird. Weist
der Druckbogen eine solche Farbmarke auf, hat der Druckbogen bereits
wenigstens einen Druckvorgang durchlaufen. Er wird somit als bedruckt
erkannt. Die Farbmarke ist bevorzugt streifenförmig und
besitzt eine Breite von etwa 7 mm. Der Abstand zum Bogenrand beträgt
etwa 11 mm.
-
Zur
Erfassung der Farbmarke wird wenigstens ein von der Sendeeinheit
des optischen Sensors ausgesendetes optisches Signal von dem Druckbogen
reflektiert und das reflektierte Signal von der Empfangseinheit
des optischen Sensors empfangen und zur Signalanalyse an eine Auswerteeinheit
weitergegeben. In der Auswerteeinheit werden Signalpegel und Signalverlauf
des reflektierten Signals mit wenigstens einem vorgegebenen Schwellenwert
verglichen. Wird dieser Schwellenwert überschritten, wird
das Ergebnis bedruckt generiert. Verläuft der Signalpegel
jedoch unterhalb dieses Schwellenwertes, wird das Ergebnis unbedruckt
generiert. Vorzugsweise erfolgt die Signalanalyse rechnergestützt
und die Vorgabe des wenigstens einen Schwellenwertes erfolgt über
eine Eingabevorrichtung eines Rechners.
-
Weiterhin
bevorzugt wird ein von der Empfangseinheit an die Auswerteeinheit
weitergegebenes Signal einem bestimmten Kanal zugeordnet und zunächst
einzeln ausgewertet. Danach werden die Einzelergebnisse der verschiedenen
Kanäle zu einem Ergebnis verknüpft. Das heißt,
es können mehrere Signale zeitgleich von der Empfangseinheit
an die Auswerteeinheit weitergegeben werden. Jedes Signal kann dabei
einem bestimmten Bereich des Druckbogens, insbesondere einem bestimmten
Abschnitt der Farbmarke zugeordnet sein. Ergibt die Einzelauswertung
der Kanäle, dass kein Pegelverlauf oberhalb des vorgegebenen
Schwellenwertes ermitteln werden konnte, wird als Gesamtergebnis angezeigt,
dass der Druckbogen unbedruckt ist. Ergibt die Einzelauswertung
dagegen, dass nur ein Signal oberhalb des Schwellenwertes verläuft,
wird die Auswertung mit dem Ergebnis „Bogen bedruckt" abgebrochen, da
die Verknüpfung der einzelnen Kanäle im Wege einer
Oder-Verknüpfung erfolgt. Die Oder-Verknüpfung
bezieht sich dabei auf das Ergebnis „Bogen bedruckt".
-
Der
mit Erkennen eines Druckbogens erfindungsgemäß ausgegebene
Zählimpuls wird bevorzugt in binärer Form ausgegeben.
Die Zahl der bedruckten Bögen ist somit separat von der
Zahl der unbedruckten Bögen erfassbar.
-
Die
Durchführung des Verfahrens erfolgt in Abhängigheit
maschinenspezifischer und/oder betriebsspezifischer und/oder druckbogenspezifischer Parameter.
Derartige Parameter können beispielsweise der Maschinentyp,
die Drehzahl, der Bogendurchmesser, der Bogenversatz und/oder die
Auswertungslänge sein. Vorzugsweise wird zur Vorgabe eines
Parameters die Eingabevorrichtung eines Rechners verwendet. Weiterhin
ist die Vorgabe wenigstens eines Schwellenwertes erforderlich. Der
Anstieg, das heißt der Pegelverlauf zwischen einem Minimum
und einem Maximum, kann ebenfalls voreingestellt werden.
-
Die
Signalauswertung erfolgt in Abhängigkeit von der Drehzahl,
die Maschinentyp abhängig ist. Zur Berechnung der Drehzahl
wird bevorzugt von der Druckmaschine ein Impuls je Umdrehung an
einen Impulseingang der Auswerteeinheit ausgegeben. Über
den zeitlichen Abstand zwischen zwei gleichen Flanken wird dann
die Drehzahl bestimmt. Zusätzlich kann von der Druckmaschine
auch ein Signal übergeben werden, mit dessen Hilfe die
Zuordnung der Messstelle erfolgt. Über den Parameter „Bogenversatz"
wird der Zeitpunkt für den Bogenstart berechnet. Die Parameter „Bogendurchmesser"
und „Auswertungslänge" wiederum bestimmen die
Anzahl der Messwerte ab Bogenstart. Die Abtastfrequenz kann dabei
beispielsweise zwei kHz betragen.
-
Berücksichtigung
findet auch der Reflexionsgrad der Druckbogenoberfläche
und zwar insbesondere bei der Vornahme der Kanaleinstellungen. Sollte
eine Kanaleinstellung aufgrund der schlechten Reflexionseigenschaften
des Druckbogens nicht möglich sein, ist die Signalstärke
zu verändern. Bevorzugt erfolgt die Signalabgabe über
wenigstens eine LED umfassende Sendeeinheit, so dass zur Veränderung der
Signalstärke die Leuchtstärke der LED über
einen Einstellregler (Widerstand) erhöht werden kann.
-
Gegenstand
der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur Erkennung eines
Druckbogens in einer Druckmaschine, insbesondere zur Erkennung, ob
der Bogen bedruckt oder unbedruckt ist. Erfindungsgemäß umfasst
die Vorrichtung einen optischen Sensor mit einer Sendeeinheit und
einer Empfangseinheit zur Erfassung einer auf dem Druckbogen angeordneten
Farbmarke, die anzeigt, dass der Bogen bedruckt ist, und eine Auswerteeinheit
zur Ausgabe eines Zählimpulses. Die Sendeeinheit umfasst
wenigstens eine Leuchtdiode, vorzugsweise vier Leuchtdioden, als
Signalgeber. Bevorzugt handelt es sich bei der wenigstens einen
Leuchtdiode um eine Engwinkel-LED, das heißt eine engabstrahlende LED.
Weiterhin bevorzugt emittiert diese Leuchtdiode rotes Licht. Aufgrund
ihrer Robustheit und Ungefährlichkeit sind Leuchtdioden
fast überall einsetzbar. Sie weisen eine hohe Lebensdauer
und einen geringen Energiebedarf auf. Diese Eigenschaften erweisen sich
auch bei der vorliegenden Verwendung als vorteilhaft.
-
Nach
einer bevorzugten Ausführungsform ist die wenigstens eine
Leuchtdiode zur Normalen der Druckbogenoberfläche in einem
Winkel von 10° bis 20°, vorzugsweise 13° bis
15°, geneigt angeordnet. Auf diese Weise wird sichergestellt,
dass der ausgesendete Lichtstrahl und der reflektierte Lichtstrahl nicht
zusammenfallen. Die konkrete Winkelstellung der Leuchtdiode hängt
von dem Abstand der Leuchtdiode beziehungsweise des Sensors von
der Druckbogenoberfläche ab. Bei einer Neigung der Leuchtdiode
gegenüber der Normalen der Druckbogenoberfläche
von beispielsweise 14° beträgt der Abstand des
Sensors zur Druckbogenoberfläche vorzugsweise etwa 40 mm.
-
Weiterhin
bevorzugt ist die Leuchtstärke der wenigstens einen Leuchtdiode
einstellbar. Die Einstellung erfolgt über einen Widerstand
als Einstellregler. Die Vorrichtung kann auf diese Weise auf unterschiedliche
Bogensorten eingestellt werden, deren Oberflächen beispielsweise
einen anderen Reflexionsgrad besitzen.
-
Die
Empfangseinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
weist einen Fototransistor, vorzugsweise vier Fototransistoren als
Signalempfänger auf. Die Zahl der Signalempfänger
entspricht dabei der Zahl der Sender. Damit ist jedem Sender ein
Empfänger zugeordnet. Die Sendeeinheit und die Empfangseinheit
sind vorzugsweise in einem Gehäuse angeordnet. Nach einer
konkreten Ausführungsform besteht das Gehäuse
aus einem Innenteil zur Aufnahme der Sende- und der Empfangseinheit
und einem einen Druckluftanschluss aufweisenden Außenteil. Der
Druckluftanschluss dient dazu, das Gehäuse von Verunreinigungen
zu befreien, die die Funktionsfähigkeit des Sensors beeinträchtigen
könnten, indem etwaige am Gehäuse anhaftende Schmutz-
und/oder Staubpartikel einfach weggeblasen werden.
-
Das
Gehäuse ist wenigstens in einem Bereich lichtdurchlässig
und/oder weist wenigstens eine Öffnung auf, die mit einem
lichtdurchlässigen Werkstoff verschlossen ist. Der lichtdurchlässige
Bereich beziehungsweise der lichtdurchlässige Werkstoff
ermöglichen das Senden und Empfangen der optischen Signale.
Vorzugsweise ist daher vor jeder Sende- und Empfangseinheit ein
lichtdurchlässiger Bereich oder eine entsprechende Öffnung
angeordnet. Da der auszuwertende Bereich durch die Streifenform
der Farbmarke vorgegeben ist, besitzt der lichtdurchlässige
Bereich beziehungsweise die Gehäuseöffnung eine
Schlitzform. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
mit vier Fototransistoren als Empfangseinheit beträgt die
Länge des Schlitzes beispielsweise 39 mm und die Breite
des Schlitzes 0,6 mm. Der Abstand der Fototransistoren zueinander beträgt
11 mm. Entsprechend der Zahl der Fototransistoren weist die Sendeeinheit
vier Leuchtdioden auf, die ebenfalls in einem Abstand von 11 mm
zueinander angeordnet sind. Der Neigungswinkel der Leuchtdioden
zur Normalen der Druckbogenoberfläche beträgt
bevorzugt 14°. Diese konkrete Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung ermöglicht, dass ein Bereich von etwa 50 mm
Länge ausgeleuchtet und auf Vorhandensein einer Farbmarke
untersucht werden kann.
-
Bevorzugt
ist die Auswerteeinheit in einem eigenen Gehäuse angeordnet
und mit dem optischen Sensor verbindbar. Um die Auswertung rechnergestützt
vornehmen zu können umfasst die Auswerteeinheit einen Mikroprozessor
einschließlich Datenspeicher und einer Eingabevorrichtung.
Anstelle einer Eingabevorrichtung kann auch lediglich die Möglichkeit
des Anschlusses einer solchen vorgesehen sein. Ferner sollte es
möglich sein, die Auswerteeinheit mit einem externen Rechner
zu verbinden, der wiederum eine eigene Eingabevorrichtung aufweist. Die
Abmessung des Gehäuses der Auswerteeinheit können
beispielsweise 120 mm × 80 mm × 58 mm betragen.
Die Auswerteeinheit umfasst ferner eine optische Anzeige zur Statuskontrolle,
bei der vorzugsweise mehrere Leuchtdioden als Anzeigemittel eingesetzt
werden. Vorzugsweise besitzt die optische Anzeige sechs Leuchtdioden,
jeweils zwei rote, zwei grüne und zwei gelbe. Mittels dieser
Leuchtdioden werden die Zustände Bogenstart, Analyse, Bogen
bedruckt, Bogen unbedruckt, Impuls je Umdrehung und Impuls je Bogen
angezeigt.
-
Das
Ergebnis der Auswertung wird als Zählimpuls bevorzugt in
binärer Form an einen Impulsausgang ausgegeben. Hierbei
kann ein Impulsausgang für bedruckt oder ein Impulsausgang
für unbedruckt aktiviert werden. Der Zählvorgang
kann aber auch ohne Unterscheidung zwischen bedruckten und unbedruckten
Bogen erfolgen.
-
Weiterhin
bevorzugt ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens
geeignet.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen:
-
1 den
prinzipiellen Aufbau einer Sensoreinheit,
-
2 den
Pegelverlauf für einen Bogen mit und für einen
Bogen ohne Farbmarke bei idealen Messbedingungen.
-
Der
schematischen Darstellung in 1 ist ein
Bogen 1 und ein optischer Sensor 2 zu entnehmen.
Der optische Sensor 2 weist eine vier Leuchtdioden umfassende
Sendeeinheit 3 sowie eine vier Fototransistoren umfassende
Empfangseinheit 4 auf. Die Sendeeinheit 3 und
die Empfangseinheit 4 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 5 angeordnet,
in dem zwei Öffnungen 6 mit einer lichtdurchlässigen
Abdeckung 6 vorgesehen sind, um das Aussenden eines Lichtstrahls 7 sowie
das Empfangen seiner Reflexion 8 zu ermöglichen.
Die Abdeckung der Öffnungen besteht vorliegend aus Makrolon.
-
Aus
der Darstellung ist ersichtlich, dass die Sendeeinheit beziehungsweise
die vier Leuchtdioden zur Normalen der Druckbogenoberfläche
geneigt angeordnet sind. Der Neigungswinkel gegenüber der Normalen
beträgt 14°. Der optische Sensor 2 weist einen
Abstand von etwa 40 mm zum Druckbogen 1 auf. Die Außenabmessungen
des Gehäuses 5 weisen die Abmessungen 85 mm × 68
mm × 34 mm auf. Ein Druckluftanschluss (nicht dargestellt)
zur Erzeugung eines Überdrucks dient der selbsttätigen
Reinigung des optischen Sensors 2.
-
Der
Darstellung in 2 sind Signalpegel sowie Signalverlauf
für jeweils einen Bogen mit (Linie 11) und einen
Bogen ohne Farbmarke (Linie 10) zu entnehmen. Die Linie 12 kennzeichnet
einen vorgegebenen Schwellenwert. Verläuft der Signalpegel
unterhalb dieses Schwellenwertes ist der Bogen unbedruckt, übersteigt
dagegen der Signalpegel diesen Schwellenwert, wird ein bedruckter
Bogen erkannt. Der Anstieg des Signalpegels ist durch die Pfeile 13 gekennzeichnet.
Der Anstieg erfolgt von einem ersten Minimum als Basis 14 aus.
Weist eines der empfangenen Signalen einen Anstieg 13 auf,
wird aufgrund der Oder-Verknüpfung der Kanäle
der Druckbogen als bedruckt erkannt und als entsprechender Zählimpuls
ausgegeben. Zudem kann das Erfassen eines bedruckten bzw. unbedruckten
Bogens über die optische Statusanzeige der Auswerteeinheit
angezeigt werden.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße
Vorrichtung ermöglichen somit nicht nur einen in einer
Druckmaschine geführten Druckbogen zu erfassen, sondern
auch seine Beschaffenheit anzuzeigen, nämlich anzuzeigen,
ob der Bogen bedruckt oder unbedruckt ist. Hierzu wird ein vorgegebener
Bereich des Druckbogens mittels eines optischen Sensors auf Vorhandensein
einer Farbmarke untersucht. Das Erkennen bestimmter Farben ist unerheblich
und somit ein Einlernen des Sensors nicht erforderlich. Der Sensor
kann daher einfach aufgebaut und kostengünstig herzustellen sein.
Weiterhin erweist sich die Vorrichtung durch den Einsatz von Leuchtdioden
als langlebig und wenig störanfällig. Entsprechend
großzügig können daher auch die Wartungszeiträume
bemessen sein.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-