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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum registergenauen Bearbeiten eines bahnförmigen Substrats in einem Bearbeitungswerk einer Bearbeitungsmaschine gemäß Anspruch 1.
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Stand der Technik
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An für den Etikettendruck oder Verpackungsdruck konzipierte oder eingesetzte Druckmaschinen werden zunehmend hohe Anforderungen hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit und der Einfachheit der Bedienung bei gleichzeitig maximierter Variabilität für die Produktherstellung gestellt. Beispielsweise soll die Druckmaschine möglichst wenig Makulatur, beispielsweise beim Umrüsten zwischen verschiedenen Druckaufträgen, auch zwischen verschiedenen Druckverfahren oder Drucklängen, verursachen. Geläufige für den Etikettendruck, insbesondere für den Selbstklebeetikettendruck, ausgelegte Schmalbahndruckmaschinen in Reihenbauweise weisen meist einen Maschinenaufbau auf, in dem ein Bedruckstoff oder ein Substrat über eine Vielzahl von Zylindern und Walzen zwischen verschiedenen Prozessebenen (beispielsweise für den Druck und für die Trocknung) geführt wird, so dass ein nicht unerheblich langer Bahnabschnitt in der Druckmaschine gespeichert ist und potentiell entsprechende Makulatur anfallen kann. Eine zwischen verschiedenen Druckverfahren umrüstbare Etikettendruckmaschine ist im Dokument
WO 2005/028202 A1 beschrieben. Um zu erreichen, dass nur ein vergleichsweise kurzer Bahnabschnitt in der Druckmaschine gespeichert ist, wird für einen anderen Maschinenaufbau vor allem eine Druckwerkskonfiguration benötigt, welche einerseits die gewünschte Variabilität in Bezug auf Druckverfahren und Drucklängen und anderseits einen kurzen Bahnweg ermöglicht.
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Um Faltschachtelzuschnitte herzustellen sind Inline-Maschinen zum Drucken und Rotationsstanzen von Schachtelzuschnitten bekannt, beispielsweise aus der
EP 1731277 B1 . Dabei wird ein bahnförmiges Substrat in einer Bahndruckmaschine mit mehreren Druckwerken, ggfs. unter Verwendung unterschiedlicher Druckverfahren bedruckt. Nachfolgend wird die Bedruckstoffbahn weiterverarbeitet durch Stanzen, Prägen, Lackieren, etc.
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Aus der
EP 1 634 701 A2 ist eine Rotationsdruckmaschine bekannt mit einer Mehrzahl von Druckwerken, wobei die Druckwerke für einen schnellen Auftragswechsel mit sogenannten Sleeves bestückt werden können. Die Achsen der Sleeves sind dazu motorisch in eine Wechselposition fahrbar, in welcher die Achsen leicht zugänglich sind. Nach erfolgtem Wechsel der Sleeves werden diese zusammen mit ihren Achsen von einer Austauschposition in eine Betriebsposition zurückverfahren.
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Aus der
US 5,127,324 A geht eine Offset-Rotationsdruckmaschine mit einer Einrichtung zur Registerkorrektur hervor. Demgemäß werden die Plattenzylinder der Druckmaschine jeweils von einem Einzelantrieb angetrieben. Zur Korrektur eines festgestellten Registerfehlers wird der Plattenzylinder bei jeder Umdrehung um einen geringen Korrekturwert verstellt. Dieser Korrekturwert kann entweder konstant oder geschwindigkeitsabhängig gewählt sein. In beiden Fällen verbleibt der Nachteil, dass nur geringe Korrekturwerte und damit geringe Verstellwege möglich sind und damit eine relativ lange Zeitdauer erforderlich ist, um eine Registerkorrektur während dem Betrieb der Druckmaschine vorzunehmen. Somit wird auch entsprechend viel Makulatur produziert.
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Aus der
EP 1 199 167 A2 ist es bekannt, bei einer Flexodruckmaschine die Einstellung des Seiten- und Längsregisters im Stillstand der Maschine vorzunehmen. Dazu werden Rasterwalze, Druckzylinder und Gegendruckzylinder voneinander abgestellt. Nachteilig an der Registerkorrektur im Stillstand der Maschine ist, dass dadurch die Maschinenproduktivität wesentlich beeinträchtigt wird und beim Wiederanfahren der Maschine erneut Makulatur entstehen kann.
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Aufgabenstellung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum registergenauen Bearbeiten eines bahnförmigen Substrats zu beschreiben, gemäß dem eine Registerkorrektur ermöglicht wird, ohne die Maschinenproduktivität wesentlich zu beeinträchtigen und ohne viel Makulatur zu produzieren und so die Registerkorrektur gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zu verbessern.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum registergenauen Bearbeiten eines bahnförmigen Substrats in einem Bearbeitungswerk einer Bearbeitungsmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 1.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient dem registergenauen Bearbeiten eines bahnförmigen Substrats, insbesondere von Papier oder Pappe in einem Bearbeitungswerk einer Bearbeitungsmaschine, wobei ein Bearbeitungswerk angetriebene Rotationswerkzeuge zum Bedrucken, Stanzen, Rillen oder Prägen des Substrats aufweist, wobei zumindest eines der Rotationswerkzeuge von einem Einzelantrieb angetrieben wird. Beispielsweise kann es sich dabei um eine Druckmaschine mit mindestens einem Druckwerk mit Druckzylinder und Gegendruckzylinder handeln, wobei zumindest der Druckzylinder von einem Einzelantrieb angetrieben wird. Handelt es sich bei den Druckwerken um Tiefdruckwerke, so wird der Druckzylinder durch einen Fomzylinder und der Gegendruckzylinder durch einen Presseur gebildet. Während der Bearbeitung des Substrats wird zumindest das Umfangsregister oder das Seitenregister des Bearbeitungsergebnisses des Bearbeitungswerkes überwacht zur Bestimmung eines eventuellen Registerfehlers. Es können auch Umfangsregister und Seitenregister überwacht werden. Bei dem Bearbeitungsergebnis kann es sich um einen Farbpunkt, eine Stanzlinie, eine Rilllinie, eine Kaltfolienapplikation, eine auflaminierte Folie oder ein Prägemuster handeln. Bei dem Registerfehler handelt es sich entsprechend um ein Abweichen der Position des Bearbeitungsergebnisses im Vergleich zu einer Soll-Position bzw. einem vorherigen Bearbeitungsergebnis. Beispielsweise kann es sich um einen Farbregisterfehler oder um einen Registerfehler zwischen Druckbild und Stanz-, Rill oder Prägebild handeln. Erfindungsgemäß wird bei Vorliegen eines Registerfehlers zumindest eines der Rotationswerkzeuge kurzzeitig vom anderen Rotationswerkzeug abgestellt, d.h. es wird ein Spalt zwischen dem Substrat und den Bearbeitungswerkzeugen erzeugt. Während der Abstellung der Rotationswerkzeuge, d.h. während diese beabstandet zueinander sind, und während die Rotationswerkzeuge weiter rotieren und das Substrat weiter transportiert wird, wird erfindungsgemäß dem abgestellten Rotationswerkzeug mindestens eine Korrekturbewegung aufgeprägt, d.h. zusätzlich zu seiner regulären Rotationsbewegung wird das Rotationswerkzeug beispielsweise kurzzeitig beschleunigt oder abgebremst oder auch axial verschoben, also eine Korrekturbewegung ausgeführt. Somit wird in vorteilhafter Weise in sehr kurzer Zeit eine Registerkorrektur ermöglicht, die Bearbeitungsmaschine kann mit hoher Produktivität weiter produzieren und es wird nur wenig Makulatur erzeugt.
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Nachdem die Korrekturbewegung abgeschlossen ist, werden die Rotationswerkzeuge wieder aneinander angestellt, beispielweise ein Druckzylinder wieder an den Gegendruckzylinder angestellt, die Rotationswerkzeuge auf die Bahngeschwindigkeit des bahnförmigen Substrats synchronisiert und eine registergerechte Produktion der Bearbeitungsmaschine kann fortgesetzt werden.
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In einer besonders vorteilhaften und daher bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Korrekturbewegung im Falle eines Umfangsregisterfehlers als Rotationsbewegung ausgeführt. Ein jeweiliges Rotationswerkzeug erfährt dabei eine kurzzeitige Erhöhung bzw. Verringerung seiner Rotationsgeschwindigkeit. Dies ist besonders als vorteilhaft anzusehen, da dadurch relativ große Korrekturwege in kurzer Zeit realisiert werden können. Weiter vorteilhaft ist es, wenn die Korrekturbewegung im Falle eines Seitenregisterfehlers als Axialbewegung ausgeführt wird. Dazu können in dem Bearbeitungswerk der Bearbeitungsmaschine separate Elektromotoren vorgesehen sein.
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Gemäß einer ersten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Registerüberwachung durch einen Maschinenbediener. Der Maschinenbediener kann dabei einen Registerfehler entweder „mit dem bloßen Auge“ oder unterstützt durch optische Hilfsmittel erfassen. Nachfolgend kann eine erforderlich Registerkorrektur vom Maschinenbediener über ein Interface einer Maschinensteuerung der Bearbeitungsmaschine eingegeben werden.
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In einer besonders vorteilhaften und daher bevorzugten Ausführungsvariante erfolgt die Registerüberwachung hingegen als kontinuierliche Vermessung des Substrats durch ein Inspektionssystem. Das Inspektionssystem kann beispielsweise als Lichttaster oder als Kamera ausgeführt sein. Bei Vorliegen eines Registerfehlers wird von der Maschinensteuerung der Bearbeitungsmaschine ein erforderlicher Korrekturweg berechnet und den Rotationswerkzeugen durch eine entsprechende Ansteuerung aufgeprägt. Die Korrekturbewegung kann dabei vom Maschinenbediener auch durch eine manuelle Eingabe korrigierbar sein.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während der mindestens einen Korrekturbewegung die Transportgeschwindigkeit des Substrats überwacht. Dadurch wird es ermöglicht, nach erfolgter Korrekturbewegung die Rotationswerkzeuge und das bahnförmige Substrat in ihrer Geschwindigkeit möglichst schnell wieder exakt zu synchronisieren.
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Die beschriebene Erfindung und die beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung stellen auch in Kombination miteinander – soweit dies technisch sinnvoll ist – vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
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Hinsichtlich weiterer Vorteile und in konstruktiver und funktioneller Hinsicht vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren verwiesen.
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Ausführungsbeispiel
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Die Erfindung soll an Hand beigefügter Figuren noch näher erläutert werden. Einander entsprechende Elemente und Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit der Figuren wurde auf eine maßstabsgetreue Darstellung verzichtet.
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Es zeigen in schematischer Darstellung
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1 eine Inlinerollendruckmaschine
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2 Registerfehler und Registerkorrektur an einem Bearbeitungswerkzeug
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3 die Korrektur eines Registerfehlers
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4 die Korrektur eines Registerfehlers am Beispiel eines Farbregisterfehlers in einem Flexodruckwerk
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1 zeigt als Beispiel einer Bearbeitungsmaschine 100 eine Rotationsdruckmaschine zum Bedrucken einer Substratbahn 1. Die Substratbahn 1 wird dabei in Transportrichtung T durch eine Mehrzahl von Bearbeitungswerken 10 hindurch transportiert und dabei bearbeitet. Bei den Bearbeitungswerkzeugen 10 handelt es sich um Druckwerke 11, ein Prägewerk 12 und ein Stanz- und Rillwerk 13. Angrenzend an den Bahnlauf der Substratbahn 1 sind Inspektionssysteme 4 vorgesehen, welche beispielsweise als Kameras ausgeführt sind, um kontinuierlich die Registergenauigkeit der Bearbeitung der Substratbahn 1 zu überwachen. Dabei werden insbesondere das Umfangsregister und das Seitenregister überwacht.
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Handelt es sich bei den Druckwerken 11 um Tiefdruckwerke, so wird der Druckzylinder 15 durch einen Fomzylinder und der Gegendruckzylinder 16 durch einen Presseur gebildet.
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Wie in 2 dargestellt, liegt bei einem Umfangsregisterfehler ein Bearbeitungspunkt y_ist nicht an der korrekten Position y_soll und eine entsprechende Korrektur y_Korrektur ist erforderlich. Im Falle eines Seitenregisterfehlers liegt ein Bearbeitungspunkt x_ist nicht an der korrekten Position x_soll und eine Korrektur x_Korrektur ist erforderlich. Die Korrekturbewegung y_Korrektur im Falle eines Umfangsregisterfehlers wird durch den Antriebsmotor 2 des Rotationswerkzeugs 14 erreicht. Die Korrekturbewegung x_Korrektur im Falle eines Seitenregisterfehlers wird als Axialbewegung des Rotationswerkzeugs 14 durch einen zusätzlichen Verstellmotor 5 bewirkt. Die erforderlichen Steuerimpulse bekommen die Motoren 2, 5 von einer Steuereinheit 3.
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Wie sich aus 3 ergibt, erfolgt die Korrekturbewegung y_Korrektur im Falle eines Umfangsregisterfehlers durch eine Überlagerung der Rotationsgeschwindigkeit v eines der Rotationswerkzeuge 14 mit einer Rotationsgeschwindigkeit Δ_v, d.h. einer kurzzeitigen Geschwindigkeitserhöhung oder Geschwindigkeitsreduzierung des Rotationswerkzeuges 14. In anderen Worten: es wird eine Korrekturbewegung y_Korrektur aufgeprägt. Während der Ausführung der Korrekturbewegungen x_Korrektur, y_Korrektur werden die Rotationswerkzeuge 14 durch eine Abstellbewegung a voneinander abgestellt, sodass zwischen den Rotationswerkzeugen 14 ein Spalt A gebildet wird. Die Substratbahn 1 wird während der Korrekturbewegungen x_Korrektur, y_Korrektur weitertransportiert.
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Die Registerkorrektur wird in 4 am Beispiel eines Druckwerks 11 einer Flexodruckmaschine näher beschrieben. Eine Substratbahn 1 wird zwischen Gegendruckzylinder 16 und Druckzylinder 15 hindurchgeführt. Wird von einem Inspektionssystem 4 oder dem Maschinenbediener ein Farbregisterfehler festgestellt, so werden sowohl Druckzylinder 15 als auch Rasterwalze 19 unter Einsatz von Verstellmotoren 5 eine Abstellbewegung a ausführen, sodass zwischen Gegendruckzylinder 16 und Druckzylinder 15 als auch zwischen Druckzylinder 15 und Rasterwalze 19 jeweils ein Spalt A gebildet wird. Sodann kann eine Registerkorrektur erfolgen, welche entweder von der Steuereinheit 3 berechnet oder vom Maschinenbediener über ein Interface der Maschinensteuerung in die Steuereinheit eingegeben wurde. Liegt beispielsweise ein Umfangsregisterfehler vor, so wird der Druckzylinder 15 um einen Korrekturwert y_Korrektur relativ zur Substratbahn 1 verdreht. Während der Korrekturbewegung und während Druckzylinder 15 und Rasterwalze 19 abgestellt sind, rotieren Gegendruckzylinder 16, Druckzylinder 15 und Rasterwalze 19 mit ihrer ursprünglichen Rotationsgeschwindigkeit weiter. Die Korrekturbewegung y_Korrektur erfolgt, indem der Rotationsgeschwindigkeit des Druckzylinders 15 eine Rotationsgeschwindigkeit überlagert wird, resultierend darin, dass der Druckzylinder 15 kurzzeitig schneller bzw. langsamer rotiert. Sobald die Korrekturbewegung x_Korrektur, y_Korrektur abgeschlossen ist, werden Druckzylinder 15 und Rasterwalze 2 wieder angestellt und der Druckvorgang kann – jetzt registergenau – fortgesetzt werden.
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Dargestellt ist in 1 ein Prägewerk 12 mit einem Prägezylinder 17; es kann auch eine Prägewerk 12 mit Prägezylinder 17 und Gegenwerkzeug eingesetzt werden. Dann muss bei einer Registerkorrektur des Prägezylinders 17 und das Register des Gegenwerkzeugs korrigiert werden
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Substratbahn
- 2
- Einzelantrieb
- 3
- Steuereinheit (Maschinensteuerung mit Interface)
- 4
- Inspektionssystem
- 5
- Verstellmotor
- 10
- Bearbeitungswerk
- 11
- Druckwerk
- 12
- Prägewerk
- 13
- Stanz- und Rillwerk
- 14
- Rotationswerkzeug
- 15
- Druckzylinder
- 16
- Gegendruckzylinder
- 17
- Prägezylinder
- 18
- Stanzzylinder
- 19
- Rasterwalze
- 100
- Druckmaschine (Bearbeitungsmaschine)
- a
- Abstellbewegung
- A
- Spalt
- T
- Bahntransportrichtung
- x_ist
- Ist-Position Bearbeitungspunkt
- x_soll
- Soll-Position Bearbeitungspunkt
- x_Korrektur
- Korrekturbewegung
- y_ist
- Ist-Position Bearbeitungspunkt
- y_soll
- Soll-Position Bearbeitungspunkt
- y_Korrektur
- Korrekturbewegung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2005/028202 A1 [0002]
- EP 1731277 B1 [0003]
- EP 1634701 A2 [0004]
- US 5127324 A [0005]
- EP 1199167 A2 [0006]
