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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kontrolle
der Qualität einer Druckform, wobei an einer Mehrzahl von
in einem Verteilungsmuster über eine Druckformoberfläche
verteilten Messpunkten Oberflächenbereiche vermessen werden,
die denselben vorgegebenen Tonwert aufweisen. Die Erfindung betrifft
weiter eine Graviermaschine mit einer solchen Vorrichtung.
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Bei
der elektromechanischen Gravur eines Tiefdruckzylinders werden in
bekannter Weise mit Hilfe eines Gravurwerkzeugs in Form eines Diamantstichels
die Oberfläche des Zylinders Näpfchen eingraviert,
die beim Drucken zur Aufnahme von Druckfarbe dienen. Jedoch kann
das Volumen der gravierten Näpfchen variieren, zum Beispiel
bei der elektromechanischen Gravur infolge von Inhomogenitäten des
Materials an der Oberfläche des Druckzylinders, die zu
unterschiedlichen Eindringtiefen des Gravurwerkzeugs führen,
einem Verschleiß des Gravurwerkzeugs während der
Gravur des Druckzylinders sowie aufgrund einer thermischen Drift
von mechanischen oder elektronischen Komponenten eines mit dem Gravurwerkzeug
bestückten Gravurorgans. Daher ist es zum Beispiel im Verpackungsdruck üblich, nach
der Fertigstellung des Tiefdruckzylinders die eingravierten Näpfchen
zur Qualitätskontrolle an mehreren Stellen der Umfangsfläche
des Tiefdruckzylinders zu vermessen, um die Abweichungen des Näpfchenvolumens
von einem vorgegebenen Sollwert bzw. vom Volumen eines Näpfchen
festzustellen, das im Zuge einer der Gravur vorangehenden Probegravur
mit dem Sollwert in die Oberfläche des Druckzylinders eingraviert
worden ist und als Referenznäpfchen dient.
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Da
die Abweichungen vom Sollwert je nach Näpfchenvolumen unterschiedlich
groß sein können, wird die Vermessung im Allgemeinen
an Näpfchen mit drei verschiedenen Volumina vorgenommen, nämlich
erstens an den kleinsten Näpfchen mit dem ersten druckenden
Ton, zweitens an mittelgroßen Näpfchen mit einem
mittleren Näpfchenvolumen, sowie drittens an den größten
Näpfchen mit dem maximalen Näpfchenvolumen, die üblicherweise
als ”Licht”, ”Mitte” bzw. ”Tiefe” bezeichnet
werden und einen Tonwert von etwa 5%, etwa 50% und etwa 100% besitzen,
der nach dem Druck einer entsprechenden prozentualen Druckdichte
entspricht.
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Bei
bekannten Verfahren zur Qualitätskontrolle werden nach
der Fertigstellung des Druckzylinders für jeden der drei
zuvor genannten Tonwerte von einem Bediener auf der gravierten Mantelfläche
des Druckzylinders mehrere Messpunkte ausgewählt, an denen
Näpfchen mit dem vorgegebenen Tonwert vermessen werden.
Um eventuellen Inhomogenitäten der Druckformoberfläche
Rechnung zu tragen, sollten die Messpunkte dabei zum einen in axialer
Richtung und in Umfangsrichtung des Druckzylinders gleichmäßig über
dessen Umfangsfläche verteilt sein. Da es für
den Bediener schwierig ist, mit einer zur Näpfchenvermessung
dienenden Messinstrument, gewöhnlich einer CCD-Kamera,
ein einzelnes Näpfchen anzusteuern, sollten die Messpunkte
zum anderen in Bereichen mit einer konstanten Druckdichte liegen,
in denen sämtliche Näpfchen in der näheren
Umgebung des Messpunkts dasselbe Volumen bzw. denselben Tonwert
besitzen.
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Bei
der Vermessung des ausgewählten Näpfchens wird
in der Regel mit Hilfe der CCD-Kamera die größte
Breite des Näpfchens gemessen und aus dieser Breite sowie
aus der Geometrie des verwendeten Stichels und ggf. der Länge
des Näpfchens im Fall eines gestauchten oder langgestreckten Näpfchens
dessen Tiefe ermittelt, woraus sich dann näherungsweise
das Volumen des Näpfchens berechnen lässt. Für
die Volumenberechnung existieren verschiedene Verfahren, von denen
zwei beispielhaft in der
DE
100 55 030 A1 und in der
DE 197 17 990 A1 beschrieben sind.
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Da
bei den bekannten Verfahren zur Qualitätskontrolle zumindest
die Auswahl und die Ansteuerung der Messpunkte manuell erfolgt,
ist dafür ein relativ großer Aufwand an Zeit und
fachkundigen Bedienern erforderlich.
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Ausgehend
hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
der eingangs genannten und vorangehend beschriebenen Art dahingehend
zu verbessern, dass es zumindest teilweise und vorzugsweise vollständig
automatisiert werden kann, und eine dafür geeignete Vorrichtung
bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
dadurch gelöst, dass die Messpunkte rechnergestützt,
d. h. mittels eines Rechners, auf der Grundlage von zur Herstellung
der Druckform verwendeten Druckdaten bzw. aus diesen Druckdaten
abgeleiteten Daten ausgewählt werden, während die
erfindungsgemäße Vorrichtung durch einen Rechner
gekennzeichnet ist, der die Messpunkte auf der Grundlage von zur
Herstellung der Druckform verwendeten Druckdaten bzw. aus diesen
Druckdaten abgeleiteten Daten auswählt.
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Vorteilhafterweise
gibt der Bediener das Verteilungsmuster in Form eines Soll-Verteilungsmusters
vor, indem er die Anzahl der Messpunkte und eine ungefähre
Anordnung der Messpunkte in Bezug zueinander oder in Bezug zur Druckform
bzw. die ungefähren Abstände der Messpunkte vorgibt.
Zweckmäßig weist das Soll-Verteilungsmuster die
Form einer Matrix mit Zeilen und Spalten auf, wobei die Anzahl und
die Abstände der Messpunkte in den einzelnen Zeilen und
Spalten vorgegeben werden.
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Da
die Messpunkte des Soll-Verteilungsmusters in der Regel nicht in
Oberflächenbereichen mit dem vorgegebenen Tonwert liegen,
sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, zuerst das vorgegebene
Verteilungsmuster auf die Oberfläche der Druckform zu legen
und dann die Messpunkte rechnergestützt zu verschieben,
bis sämtliche der Messpunkte in einem Ist-Verteilungsmuster
auf einem Oberflächenbereich mit dem vorgegebenen Tonwert
zu liegen kommen.
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Alternativ
dazu ist es auch möglich, aus den Druckdaten sämtliche
Oberflächenbereiche der Druckform zu ermitteln, die den
vorgegebenen Tonwert aufweisen, anschließend das vorgegebene Soll-Verteilungsmuster
auf die Oberfläche der Druckform zu legen und zuletzt die
Messpunkte rechnergestützt zu verschieben, bis sämtliche
Messpunkte auf einem der Oberflächenbereiche mit dem vorgegebenen
Tonwert zu liegen kommen.
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Die
Messpunkte können dabei einzeln oder gemeinsam verschoben
werden, wobei das erstere bevorzugt wird. Da sich das Ist-Verteilungsmuster durch
die Verschiebung der einzelnen Messpunkte vom Soll-Verteilungsmustern
unterschiedet, werden die Druckdaten vorzugsweise nach Oberflächenbereichen
mit den vorgegebenen Tonwerten durchsucht, die in der Nähe
der Messpunkte des Soll-Verteilungsmusters liegen.
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Da
der tatsächliche Tonwert eines Oberflächenbereichs
der fertigen Druckform in Abhängigkeit von der Größe
des Tonwerts häufig in einer nicht-linearen Beziehung zu
dem zu diesem Oberflächenbereich zugehörigen Tonwert
in den Druckdaten steht, was als Tonwertverschiebung bezeichnet
wird, wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der
Erfindung diese Tonwertverschiebung, mit der die Druckdaten bei
der Herstellung der Druckform in die zu vermessenden Oberflächenbereiche
umgesetzt werden, bei der Auswahl der Messpunkte berücksichtigt.
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Zweckmäßig
werden die Oberflächenbereiche der Druckform für
drei verschiedene Tonwerte vermessen, vorzugsweise für ”Licht”, ”Mitte” und ”Tiefe”,
für welche die Tonwerte etwa 5%, etwa 50% und etwa 100%
betragen, wobei für die Messpunkte von jedem der drei zuvor
genannten Tonwerte im Wesentlichen dasselbe Soll-Verteilungsmuster
gewählt wird.
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Nach
der Ermittlung des Ist-Verteilungsmusters der Messpunkte wird das
zur Vermessung der Oberflächenbereiche dienende Messinstrument
vorteilhaft rechnergestützt zu den ausgewählten
Messpunkten des Ist-Verteilungsmusters bewegt, wodurch der Automatisierungsgrad
weiter erhöht werden kann.
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Die
Messpunkte werden vorzugsweise auf der Grundlage von Gravurdaten
der Druckform ausgewählt, wobei die vermessenen Oberflächenbereiche
im Falle einer gravierten Tiefdruckform jeweils ein einzelnes in
die Druckform eingraviertes Näpfchen umfassen, das bei
einer elektromechanischen Gravur vorteilhaft in einen Bereich mit
konstanten Tonwerten gelegt wird, um zu gewährleisten,
dass das am Messpunkt befindliche Näpfchen vom Gravurwerkzeug
in eingeschwungenem Zustand graviert worden ist.
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Bei
der Vermessung der Näpfchen an den Messpunkten auf der
Oberfläche einer gravierten Tiefdruckform wird zweckmäßig
das Näpfchenvolumen des Näpfchens ermittelt, das
anschließend mit dem Sollwert des Näpfchenvolumens
bzw. mit dem Volumen eines im Zuge einer Probegravur gravierten Näpfchens
verglichen wird.
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Darüber
hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren jedoch
auch bei geätzten oder gelaserten Tiefdruckformen, im Flexodruck
oder im Offsetdruck Anwendung finden, um zu Zwecken der Qualitätskontrolle
die Übereinstimmung der Tonwerte der Druckform mit den
Tonwerten der Druckvorlage zu überprüfen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
schematisches Schaubild von Teilen einer elektromechanischen Graviermaschine
zur Gravur von Tiefdruckzylindern;
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2 eine
vergrößerte Ansicht eines in die Graviermaschine
eingelegten Tiefdruckzylinders sowie eine Abwicklung von dessen
Mantelfläche mit einer Messmatrix von über die
Oberfläche eines Druckzylinders verteilten Messpunkten;
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3 eine
graphische Darstellung einer bei der Messpunktauswahl berücksichtigten
Gravierkennlinie oder Gradation.
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Wie
in 1 schematisch dargestellt, wird ein Druckzylinder 2 zur
Gravur einer Druckvorlage in einer Graviermaschine 4 von
einem Rotationsantrieb 6 angetrieben. Ein Gravierorgan 8 mit
einem Gravierstichel 10 als Gravierwerkzeug ist auf einem
Gravierwagen 12 montiert, der mit Hilfe einer durch einen Vorschubantrieb 14 angetriebenen
Spindel 16 in axialer Richtung des rotierenden Druckzylinders 2 bewegbar
ist.
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Während
sich der Gravierwagen 12 mit dem Gravierorgan 8 in
einer in 1 durch einen Doppelpfeil dargestellten
Vorschubrichtung am Druckzylinder 2 entlang bewegt, schneidet
der durch ein Graviersteuersignal GS gesteuerte Gravierstichel 10 entsprechend
der Druckvorlage gravierlinienweise eine Folge von Näpfchen
in einem Druckraster in die Mantelfläche eines Kupferüberzugs
des rotierenden Druckzylinders 2 ein.
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Das
Graviersteuersignal GS auf einer Leitung 20 wird in einem
Gravierverstärker 22 durch Überlagerung
eines periodischen Rastersignals R auf einer Leitung 24 mit
Bildsignalwerten B auf einer Leitung 26 gebildet, welche
die Tonwerte der zu gravierenden Näpfchen repräsentieren.
Diese Tonwerte reichen von ”Licht” (Weiß) über ”Mitte” bis ”Tiefe” (Schwarz),
wobei der Tonwert ”Licht” dem ersten zu druckenden
Ton entspricht, bei dem etwa 5% der zu bedruckenden Fläche
eingefärbt wird, während vom Tonwert ”Mitte” etwa
50% und vom Tonwert ”Tief” 100% der zu bedruckenden
Fläche eingefärbt wird, was nach dem Druck einer
Druckdichte von 5%, 50% bzw. 100% entspricht.
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Während
das periodische Rastersignal R eine oszillierende Hubbewegung des
Gravierstichels 10 zur Gravur der im Druckraster angeordneten Näpfchen
bewirkt, bestimmen die Bildsignalwerte B entsprechend den zu reproduzierenden
Druckdichten oder Tonwerten die jeweiligen geometrischen Abmessungen
der gravierten Näpfchen, wie beispielsweise die Querdiagonalen,
die Längsdiagonale, den Durchstich, die Stegbreite, die
Näpfchenfläche oder das Näpfchenvolumen.
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Die
Bildsignalwerte B werden in einem D/A-Wandler 28 aus Gravurdaten
GD gewonnen, die in einem Gravurdatenspeicher 30 abgelegt
sind, aus dem sie gravierlinienweise ausgelesen und dem D/A-Wandler 28 über
einen Datenbus 32 zugeführt werden.
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Die
durch das Druckraster vorgegebenen Gravierorte der Näpfchen
auf der Mantelfläche des Druckzylinders 2 sind
durch die Koordinaten (x, y) eines der Mantelfläche zugeordneten
Koordinatensystems (2) definiert, dessen X-Achse
in Achsrichtung und dessen Y-Achse in Umfangsrichtung des Druckzylinders 2 ausgerichtet
sind. Der Vorschubantrieb 6 erzeugt die x-Koordinaten und
ein mit dem Druckzylinder 2 mechanisch gekoppelter Impulsgeber 34 die
y-Koordinaten der Gravierorte. Die Koordinaten (x, y) werden über
Leitungen 36 einem Graviersteuerwerk 38 zugeführt.
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Das
Graviersteuerwerk 38 erzeugt das Rastersignal R mit der
für die Erzeugung des Gravurrasters erforderlichen Frequenz
auf der Leitung 24, Leseadressen für den Gravurdatenspeicher 30 in
Abhängigkeit von den xy-Koordinaten der aktuellen Gravierorte
auf einer Adressleitung 40 sowie Steuersignale zur Steuerung
und Synchronisierung des Gravierablaufs.
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Ein
erstes Steuersignal S1 für den Rotationsantrieb 6 auf
einer Leitung 42 stellt die zur Erzeugung des Druckrasters
erforderliche Umfangsgeschwindigkeit des Druckzylinders 2 ein.
Ein zweites Steuersignal S2 an den Vorschubantrieb 14 auf
einer Leitung 44 stellt die zur Erzeugung des Druckrasters
erforderliche Vorschubschrittweite ein und steuert die Vorschubbewegung
des Gravierwagens 12 mit dem Gravierorgan 8 während
der Gravur.
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Zur
Gravur von Näpfchen bei einer vor der Druckformherstellung
stattfindenden Probegravur weist die Graviermaschine einen Probegravurrechner 46 auf,
der die erforderlichen Gravurdaten GD* über einen Datenbus 48 an
den D/A-Wandler 28 liefert. Jedes Gravurdatum GD* repräsentiert
den vorgegebenen Solltonwert eines Näpfchens bzw. deren geometrische
Sollabmessungen.
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Zur
Aufnahme von Videobildern von gravierten Näpfchens ist
ein in Achsrichtung des Druckzylinders 2 verschiebbarer
Messwagen 50 mit einer geeigneten Messeinrichtung, beispielsweise
in Form einer CCD-Kamera 52 vorgesehen, die über
eine Leitung 54 mit einer Bildauswertestufe 56 verbunden
ist, in der die von der CCD-Kamera 52 aufgenommenen Videobilder
zur Ermittlung des Näpfchenvolumens ausgewertet werden.
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Der
Messwagen 50 kann automatisch über eine Spindel 58 von
einem Messwagenantrieb 60 auf die erforderliche axiale
Messposition bewegt werden. Der Messwagenantrieb 60 wird
durch ein weiteres Steuersignal S3 auf einer Leitung 62 von
dem Graviersteuerwerk 38 aus gesteuert.
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Ein
Steuerstufe 64 liefert die zur Probegravur und zum anschließenden
Vermessen der Näpfchen erforderlichen Vorgaben über
eine Leitung 66 an den Probegravurrechner 46 und über
eine Leitung 68 an die Bildauswertestufe 56. Die
Messergebnisse werden über eine Leitung 70 als
geometrische Ist-Abmessungen von der Bildauswertestufe 56 an
den Probegravurrechner 46 übertragen. Im Probegravurrechner 46 werden
durch Vergleich von vorgegebenen geometrischen Soll-Abmessungen
und gemessenen Ist-Abmessungen Einstellwerte zur Kalibrierung des
Graviersteuersignals GS gewonnen, die dem Gravierverstärker 22 über
eine Leitung 72 zugeführt werden. Mit den ermittelten
Einstellwerten wird das Graviersteuersignal GS in dem Gravierverstärker 22 derart
kalibriert, dass die bei der späteren Gravur des Druckzylinders 2 tatsächlich
erzeugten Näpfchen den für eine tonwertrichtige
Gravur erforderlichen Näpfchen entsprechen.
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Zur
Kontrolle der Qualität des fertig gravierten Druckzylinders 2 wird
für jeden der drei vorgenannten Tonwerte bzw. jede der
zugehörigen Druckdichten, d. h. für ”Licht”,
für ”Mitte” und für ”Tiefe”, eine
Mehrzahl von Näpfchen mit demselben Tonwert vermessen,
um Abweichungen des Näpfchenvolumens vom Sollwert bzw.
vom Näpfchenvolumen des bei der Probegravur mit demselben
Tonwert gravierten Näpfchens festzustellen.
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Damit
bei der Vermessung Volumenabweichungen infolge einer über
die Mantelfläche des Druckzylinders 2 ungleichförmigen
Härte des Kupferüberzugs und eines Verschleißes
des Gravierstichels 4 berücksichtigt werden können,
erfolgt die Vermessung der gravierten Näpfchen für
jeden Tonwert an einer vorgegebenen Anzahl von Messpunkten, die in
einem Verteilungsmuster über die Mantelfläche des
Druckzylinders 2 verteilt angeordnet werden.
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Wie
am besten in 2 dargestellt, weist im vorliegenden
Beispiel das Verteilungsmuster die Form einer Messmatrix mit m =
3 Zeilen und n = 3 Spalten und insgesamt 9 Soll-Messpunkten M11, M21
... M23, M33 auf, bei der jeweils drei Soll-Messpunkte M11, M21,
M31; M12, M22, M32; M13, M23, M33 in jeder in Längsrichtung
des Druckzylinders 2 verlaufenden Zeile und jeweils drei
Soll-Messpunkte M11, M12, M13; M21, M22, M23; M31, M32, M33 in jeder
in Umfangsrichtung des Druckzylinders 2 verlaufenden Spalte
angeordnet sind. Die Abstände zwischen den Soll-Messpunkten
benachbarter Zeilen sind so gewählt, dass die 3 Zeilen
von Soll-Messpunkten M11, M21, M31; M12, M22, M32; M13, M23, M33
etwa gleichmäßig um den Umfang des Druckzylinders 2 herum
verteilt sind, während die Abstände zwischen den
Soll-Messpunkten benachbarter Spalten so gewählt sind,
dass die Soll-Messpunkte M11, M12, M13 der ersten Spalte in der
Nähe von einem Stirnende des Druckzylinders 2,
die Soll-Messpunkte M21, M22, M23 der zweiten Spalte etwa in der
Mitte des Druckzylinders 2 und die Soll-Messpunkte M31, M32,
M33 der dritten Spalte in der Nähe des anderen Stirnendes
des Druckzylinders 2 angeordnet sind.
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Da
in Abhängigkeit von der jeweiligen Druckvorlage die Soll-Messpunkte
M11, M21 ... M23, M33 der Messmatrix häufig nicht mit Näpfchen
mit dem gewünschten Tonwert zusammenfallen werden, werden
in diesen Fällen die Gravurdaten GD von Näpfchen
in der Umgebung der Soll-Messpunkte M11, M21 ... M23, M33 rechnergestützt
nach Tonwerten durchsucht, die dem gewünschten Tonwert
entsprechen, und dann zu diesen Tonwerten zugehörige Näpfchen
als Ist-Messpunkte M11', M21' ... M23', M33' ausgewählt,
wobei ein Auswahlkriterium ein möglichst geringer Abstand
vom zugehörigen Soll-Messpunkt M11, M21 ... M23, M33 und
ein anderes Auswahlkriterium eine Position innerhalb vorgegebener
Grenzen sein kann.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Messmatrix
mit den Soll-Messpunkten M11, M21 ... M23, M33 an einer Vorbereitungsstation 74 von
einem Bediener vorgegeben und dann von der Vorbereitungsstation 74 in
einem Jobticket über eine Leitung 76 zu einem
Auswahlrechner 78 der Graviermaschine 4 übermittelt,
der auf der Grundlage der übermittelten Soll-Messpunkte
M11, M21 ... M23, M33 bzw. deren xy-Koordinaten sowie der über
eine Leitung 80 aus dem Gravurdatenspeicher 30 abgerufenen
Gravurdaten GD die Ist-Messpunkte M11', M21' ... M23', M33' ermittelt,
an denen die Näpfchen alle denselben vorgegebenen Tonwert
besitzen.
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Dabei
werden vom Auswahlrechner 78 mit Hilfe einer geeigneten
Software die Gravurdaten GD in der Umgebung sämtlicher
Soll-Messpunkte M11, M21 ... M23, M33 rechnergestützt nach Näpfchen
mit dem gewünschten vorgegebenen Tonwert durchsucht, von
denen dann eines oder das erste als Ist-Messpunkt M11', M21' ...
M23', M33' ausgewählt wird.
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Zu
diesem Zweck kann zum Beispiel vom Auswahlrechner 78 zuerst
aus den Gravurdaten GD ein Punktemuster von sämtlichen
Näpfchen ermittelt werden, die den gewünschten
Tonwert besitzen, bevor anschließend die Messmatrix mit
den Soll-Messpunkten M11, M21 ... M23, M33 dem Punktemuster überlagert
und dann solange verschoben wird, bis sämtliche Messpunkte
als Ist-Messpunkte M11', M21' ... M23', M33' auf einem Näpfchen
mit dem vorgegebenen Tonwert zu liegen kommen.
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Alternativ
können vom Auswahlrechner 78 die einzelnen Soll-Messpunkte
M11, M21 ... M23, M33 der Messmatrix nacheinander verschoben werden,
bis jeder der Messpunkte als Ist-Messpunkt M11', M21' ... M23',
M33' auf einem Näpfchen mit dem vorgegebenen Tonwert zu
liegen kommt. Dabei kann vom Auswahlrechner 78 zuerst für
die Messmatrix mit den Soll-Messpunkten M11, M21 ... M23, M33 eine
Ausgangsposition vorgegeben werden, in der sie der Mantelfläche
des Druckzylinders 2 überlagert wird, bevor anschließend
jeder der Soll-Messpunkte M11, M21 ... M23, M33 aus der Ausgangsposition heraus
so lange verschoben wird, bis er als Ist-Messpunkt M11', M21' ...
M23', M33' auf einem Näpfchen mit dem vorgegebenen Tonwert
zu liegen kommt. Um zu gewährleisten, das jeder erhaltene
Ist-Messpunkt M11', M21' ... M23', M33' möglichst nahe
bei der Ausgangsposition bzw. bei dem zugehörigen Soll-Messpunkt
M11, M21 ... M23, M33 liegt, kann die Verschiebung der Messpunkt
zum Beispiel spiralförmig um ihre Ausgangsposition herum
und von dieser weg erfolgen.
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Um
sicherzustellen, dass der Gravierstichel 4 an den Ist-Messpunkten
M11', M21' ... M23', M33' in eingeschwungenem Zustand graviert,
besteht ein weiteres Auswahlkriterium bei der Auswahl der Ist-Messpunkt
M11', M21' ... M23', M33' darin, dass diese in einem Bereich konstanter
Druckdichte liegen, d. h. einem Bereich, in dem zumindest die in Gravurrichtung
zum Ist-Messpunkt M11', M21' ... M23', M33' benachbarten Näpfchen
denselben Tonwert wie das Näpfchen am Ist-Messpunkt M11',
M21' ... M23', M33' aufweisen.
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Darüber
hinaus wird bei der Auswahl der Ist-Messpunkte M11', M21' ... M23',
M33' auch noch die in 3 dargestellte Tonwertverschiebungs-
oder Gradations-Kennlinie berücksichtigt, welche die nicht-lineare
Beziehung zwischen dem als Input entlang der horizontalen Achse
aufgetragenen Druckdichte der Gravurdaten GD und dem als Output
entlang der vertikalen Achse aufgetragenen Tonwert der tatsächlich
gravierten Näpfchen für verschiedene Druckdichten
bzw. Tonwerte wiederspiegelt. Bei der in 3 dargestellten
Kennlinie ist die Druckdichte bzw. der Tonwert in Digitalwerten
von 0 bis 250 angegeben, wobei 0 einer Druckdichte bzw. einem Tonwert
von 0% und 250 einer Druckdichte bzw. einem Tonwert von 100% entspricht.
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Zur
Berücksichtigung der Tonwertverschiebungs- oder Gradations-
Kennlinie werden von einer Software des Auswahlrechners 78 daher
in den Gravurdaten GD aus dem Gravurdatenspeicher 30 nicht Näpfchen
mit einem Tonwert von 5%, 50% und 100% gesucht, sondern Näpfchen
mit einem Tonwert, der einem tatsächlich gravierten Tonwert
von 5%, 50% und 100% entspricht, d. h. zum Beispiel mit einem Tonwert
von 4%, 46% und 99%.
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Nach
der Auswahl der Ist-Messpunkte M11', M21' ... M23', M33' werden
die gravierten Näpfchen an den Ist-Messpunkten M11', M21'
... M23', M33' automatisch vermessen, indem die CCD- Kamera 54 auf
der Basis der Gravurdaten GD der Näpfchen an den Ist-Messpunkten
M11', M21' ... M23', M33' nacheinander zu jedem der Ist-Messpunkte
M11', M21' ... M23', M33' bewegt wird, um ein Videobild des dort befindlichen
Näpfchens aufzunehmen.
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Dazu
werden die ausgewählten Ist-Messpunkte M11', M21' ... M23',
M33' vom Auswahlrechner 78 in Form ihrer xy-Koordinaten
in dem der Mantelfläche zugeordneten Koordinatensystem über
eine Leitung 82 an das Graviersteuerwerk 18 übermittelt. Das
Graviersteuerwerk 18 steuert dann für jeden der Ist-Messpunkte
M11', M21' ... M23', M33' zuerst den Messwagenantrieb 60 durch
entsprechende Steuersignale S3 auf der Leitung 62 an, um
den Messwagen 50 mittels der Spindel 58 auf die
erforderliche axiale Messposition zu bewegen. Anschließend
wird der Rotationsantrieb 6 über ein Steuersignal
S1 auf der Leitung 42 angesteuert, um den Druckzylinder 2 zu
drehen, bis der gewünschte Ist-Messpunkt M11', M21' ...
M23', M33' der CCD-Kamera 52 gegenüberliegt und
von dieser ein Videobild des Näpfchens am Ist-Messpunkt
M11', M21' ... M23', M33' aufgenommen werden kann.
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Das
von der CCD-Kamera 52 aufgenommene Videobild besteht aus
einer Vielzahl von Bildpunkten, deren Lage im Videobild durch die
Koordinaten eines orthogonalen Koordinatensystems definiert ist, das
in Richtung der Gravierlinien und senkrecht dazu ausgerichtet ist.
In dem Videobild ist jedem Bildpunkt ein den jeweiligen Grauwert
kennzeichnendes Videodatum von zum Beispiel 8 Bit zugeordnet, so
dass insgesamt 256 Grauwerte unterschieden werden.
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Zur
Vermessung der Näpfchen wird das von der CCD-Kamera 52 aufgenommene
Videobild des am Ist-Messpunkt M11', M21' ... M23', M33' angeordneten
Näpfchens von der Bildauswertestufe 56 ausgewertet,
wobei zum Beispiel verschiedene Näpfchenparameter, wie
maximale Breite und Länge der Näpfchen, ermittelt
werden. Auf der Grundlage der bekannten Geometrie des Gravierstichels 10 kann daraus
in an sich bekannter Weise die Tiefe des Näpfchens und
dann aus der Tiefe, der maximalen Breite und der Länge
des Näpfchens das tatsächliche Näpfchenvolumen
und damit der tatsächliche Tonwert berechnet werden, der
dann mit dem Sollwert verglichen werden kann.
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Die
von der CCD-Kamera 52 aufgenommenen Videobilder werden
zur Dokumentation zusammen mit den xy-Koordinaten der Ist-Messpunkte M11',
M21' ... M23', M33', einer grafischen Darstellung dieser Koordinaten,
sowie mit den Ergebnissen der Vermessung, d. h. den tatsächlichen
Tonwerten oder Näpfchenvolumina, in einem Speicher abgelegt, so
dass sie bei Bedarf verfügbar sind, zum Beispiel für
eine statistische Auswertung.
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Die
Auswahl der jeweiligen Ist-Messpunkte M11', M21' ... M23', M33'
der drei Messmatrizen für ”Licht”, für ”Mitte” und
für ”Tiefe” kann statt im Auswahlrechner 78 der
Graviermaschine 4 auch in der Vorbereitungsstation 74 erfolgen,
von der in diesem Fall die xy-Koordinaten der ausgewählten
Ist-Messpunkte M11', M21' ... M23', M33' in ein Jobticket eingetragen
und an das Graviersteuerwerk 18 der Graviermaschine 4 übermittelt
werden.
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Die
Auswahl und die Vermessung der Näpfchen an den Ist-Messpunkten
M11', M21' ... M23', M33' kann nach Abschluss der Gravur des Druckzylinders 2 durchgeführt
werden, wie zuvor beschrieben. Jedoch kann die Auswahl der Näpfchen
auch bereits vor oder während der Gravur erfolgen, so dass
es möglich ist, die Vermessung der Näpfchen zur
Zeiteinsparung parallel zur Gravur der Näpfchen durchzuführen,
indem bereits gravierte Näpfchen noch während
der Gravur der übrigen Näpfchen vermessen werden.
Darüber hinaus kann die Auswahl und Vermessung der Näpfchen
auch in einer separaten Messmaschine (nicht dargestellt) vorgenommen werden,
so dass der Druckzylinder 2 unmittelbar nach der Gravur
aus der Graviermaschine 4 entnommen und ein neuer Druckzylinder
in die Graviermaschine 4 eingelegt werden kann.
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Wenn
das zuvor beschriebene Verfahren bei der Laserdirektgravur statt
bei der elektromechanischen Gravur eingesetzt wird, kommt bei der
Vermessung der Näpfchen an den Ist-Messpunkten M11', M21'
... M23', M33' ein 3D-Messverfahren zum Einsatz, bei dem das Näpfchenvolumen
nicht rechnerisch aus den vorgenannten Näpfchenparametern sondern
direkt ermittelt wird. Außerdem brauchen die Ist-Messpunkte
M11', M21' ... M23', M33' in diesem Fall nicht innerhalb von Bereichen
mit konstanter Druckdichte bzw. konstantem Tonwert liegen, da anders
als bei der elektromechanischen Gravur kein Einschwingen des Gravurwerkzeugs
berücksichtigt werden muss.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10055030
A1 [0005]
- - DE 19717990 A1 [0005]