DE102018205335A1

DE102018205335A1 - Verfahren für einen sicheren Bedruckstofftransport und Druckmaschine zur Ausführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102018205335A1
Application number: DE102018205335.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas Schmidt; Hans-Joachim Egenolf
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2017-05-08
Filing date: 2018-04-10
Publication date: 2018-11-08
Also published as: CN108859405A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Auflage eines Bedruckstoffsubstrats auf einem Transportelement einer Druckmaschine.Das erfindungsgemäße Verfahren weist folgende Schritte auf:a) Erfassung des Bedruckstoffsubstrats (100) auf dem Transportelement (10) mit einer Wärmebildkamera (20)b) Auswertung des Wärmebildes (200) der Wärmebildkamera (20)c) Korrektur der Bedruckstoffhaltemittel (9, 15, 18) für eine verbesserte Auflage des Bedruckstoffsubstrats (100) auf dem Transportelement (10).Ein derartiges Verfahren hat die Vorteile, dass das ein sicheres Aufliegen des gesamten Bedruckstoffsubstrats erreicht wird. Die Erfindung betrifft auch eine Druckmaschine (1000) zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Auflage eines Bedruckstoffsubstrats auf einem Transportelement mit den Merkmalen von Anspruch 1 und eine Druckmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 7.
Stand der Technik
Zum Bedrucken von Bogen aus Papier, Karton und Pappe in kleinen Auflagen oder mit individuellen Druckmotiven ist der Einsatz von Digitaldruckmaschinen bekannt. Beim Einsatz von Inkjetköpfen zum Bedrucken der Bogen wird ein jeweiliger Bogen von einem Transportsystem in einem minimalen Abstand unter den Inkjetköpfen hindurch bewegt. Als Transportsysteme sind umlaufende Transportbänder, beispielsweise ausgeführt als Saugbänder, und rotierende Zylinder, sogenannte Jettingzylinder, oder umlaufende Tablets bekannt.
Bei Maschinenkonzepten unter Verwendung von Zylindern, wie beispielsweise in der DE 10 2015 211 440 B3 beschrieben, sind oberhalb eines Jettingzylinders radial beabstandet mehrere Inkjetdruckköpfe angeordnet, welche in geringem Abstand zu den Druckköpfen vorbeibewegte Bogen bedrucken. Auf einem Jettingzylinder können mehrere Bogen gleichzeitig angesaugt und transportiert werden. Um eine hohe Druckqualität sicherzustellen und Beschädigungen der Druckköpfe zu vermeiden ist es wichtig, dass ein jeweiliger Bogen gut auf dem Jettingzylinder aufliegt.
Liegt ein Bogen nicht sicher auf und stehen z.B. Eselsohren ab oder liegt eine Welligkeit des Bogens vor, so können diese die Druckköpfe beschädigen. Um dies zu vermeiden ist es bekannt, die Druckmaschine mit einer Detektionseinrichtung zu versehen, z.B. einer Bogenhöhenkontrolle, einem sogenannten Bad-Sheet-Sensor, und die Druckmaschine im Falle von hochstehenden Ecken oder Kanten schnell anzuhalten. Dadurch wird jedoch die Leistung der Druckmaschine stark reduziert.
Zum Führen von Bogen sind Bogentransporttrommeln bekannt, welche Greifersysteme zum Halten der zu transportierenden Bogen aufweisen, so z.B. aus der DE 10 2015 211 440 B3 . Diese zeigt eine Bogentransporttrommel, die aus je zwei Kammsegmenten gebildete Bogenauflageflächen besitzt. Zum sicheren Halten eines aufliegenden Bogens besitzen die Kammsegmente Saugnuten, welche mittels eines innerhalb der Bogentransporttrommel angeordneten Drehventils mit Saugluft versorgt werden.
Von der Verwendung von Wärmebildkameras in Druckmaschinen wird im Stand der Technik abgeraten, vgl. DE 10 2005 029 332 A1 . Diese gelten als teuer, langsam und empfindlich.
Aufgabenstellung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren zur Steuerung der Auflage eines Bedruckstoffsubstrats auf einem Transportelement zu beschreiben und eine Druckmaschine zu schaffen, welche einen besseren und sichereren Transport von Bedruckstoffsubstraten ermöglichen und die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise beheben.
Technische Lösung
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Steuerung der Auflage eines Bedruckstoffsubstrats auf einem Transportelement mit den Merkmalen von Anspruch 1.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Steuerung der Auflage eines Bedruckstoffsubstrats, insbesondere eines Bogens aus Papier oder Karton, auf einem Transportelement d.h. des Aufliegens und des Kontakts mit dem Transportelement. Das Transportelement weist Bedruckstoffhaltemittel auf. Durch das Verfahren soll ein sicherer und zuverlässiger Transport der Bedruckstoffsubstrate in einer Druckmaschine ermöglicht werden.
Dazu erfolgt in einem ersten Schritt eine Erfassung des Bedruckstoffsubstrats auf dem Transportelement mit einer Wärmebildkamera. Die Erfassung erfolgt dabei im Betrieb, d.h. während sich das Transportelement bewegt.
In einem zweiten Schritt erfolgt eine Auswertung des Wärmebildes der Wärmebildkamera. Abhängig von dieser Auswertung erfolgt in einem dritten Schritt eine Korrektur der Bedruckstoffhaltemittel für eine verbesserte Auflage, d.h. ein besseres Aufliegen, zum Beispiel durch ein festeres Klemmen, kräftigeres Aufblasen oder stärkeres Ansaugen des Bedruckstoffsubstrats durch die Bedruckstoffhaltemittel.
Ein derartiges Verfahren hat die Vorteile, dass das sichere Aufliegen des gesamten Bedruckstoffsubstrats überprüfbar und korrigierbar ist. Die Verwendung einer Wärmebildkamera ist dabei besonders vorteilhaft, da sie kostengünstiger als beispielsweise ein topographisches Laser-Scanner-System ist. Die Wärmebildkamera kann dabei zusätzlich zu sogenannten Bad-Sheet-Sensoren, welche aus dem Stand der Technik bekannt sind, zwischen diesem und der Druckstation eingesetzt werden, was eine zusätzliche Kontrolle der Auflage des Bedruckstoffsubstrats ermöglicht, falls sich nach passieren des Bad-Sheet-Sensors das Bedruckstoffsubstrat von der Oberfläche des Transportelements löst.
In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in dem Auswerteschritt diejenigen Bereiche identifiziert, deren Temperatur eine hohe Abweichung zum übrigen Wärmebild aufweist. Eine solche hohe Abweichung wird als Anzeichen dafür gesehen, dass das Bedruckstoffsubstrat in diesen Bereichen schlecht auf dem Transportelement aufliegt.
In einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens wird unter Zuhilfenahme eines zusätzlichen Sensors die Temperatur des Transportelements bestimmt. Liegt ein Bedruckstoffsubstrat flächig auf dem Transportelement auf, so ist die im Wärmebild gezeigte Temperatur nahe der Temperatur des Transportelements. Im Auswerteschritt können dann die Bereiche identifiziert werden, deren Temperatur wesentlich von der Temperatur des Transportelements abweicht. Diese Abweichung ist ein Anzeichen dafür, dass die Bereiche schlecht auf dem Transportelement aufliegen.
In dem nachfolgenden Korrekturschritt können dann die Haltekräfte der Bedruckstoffhaltemittel in diesen Bereichen erhöht werden, um so eine verbesserte Auflage des Bedruckstoffsubstrats zu bewirken.
In einer besonders vorteilhaften und daher bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Bedruckstoffhaltemittel zumindest auch als einzeln ansteuerbare Blaselemente, zum Beispiel Leitbleche oder Blasluftdüsen oberhalb des Transportelements, und/oder als Saugelemente, zum Beispiel als Saugnuten oder Sauglöcher, ausgeführt. Im Korrekturschritt erfolgt dann eine Anpassung der Blaswirkung der Blaselemente bzw. der Saugwirkung der Saugelemente. Dies hat den Vorteil, dass die Blaskraft bzw. die Ansaugkraft abhängig vom Bedarf sehr genau eingestellt werden kann. So kann eine Verformung des Bedruckstoffsubstrats durch zu starken Lufteinsatz vermieden werden, da nicht mehr präventiv mit viel Luft gearbeitet werden muss. Auch kann der Luftbedarf und der Luftverbrauch insgesamt gesenkt werden.
In einer möglichen Verfahrensvariante erfolgt nach dem Auswerteschritt eine Anzeige der Auswertung auf einem Interface einer Maschinensteuerung der Druckmaschine, beispielsweise auf einem Bildschirm. So kann das Wärmebild visualisiert werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Druckmaschine, insbesondere eine Digitaldruckmaschine, mit einem Transportelement mit Bedruckstoffhaltemitteln, mindestens einer Druckstation im Bereich des Transportelements und mit einer Maschinensteuerung mit Interface. Die Druckmaschine dient dem Bedrucken von Bedruckstoffsubstraten, welche von dem Transportelement durch die Druckstation hindurch transportiert werden. Erfindungsgemäß ist im Bereich des Transportelements und stromaufwärtig zur Druckstation eine Wärmebildkamera angeordnet zur Auswertung der Auflage, d.h. des Aufliegens bzw. des Kontakts, des Bedruckstoffsubstrats auf dem Transportelement. Bevorzugt ist das Transportelement als umlaufendes Element ausgestaltet, insbesondere als Zylinder, z.B. als sogenannter Jetting-Zylinder, oder als Transportband, z.B. als Saugband.
In Weiterbildung der Erfindung kann zusätzlich ein Sensor zur Erfassung der Temperatur des Transportelements vorgesehen sein. Wie auch die Wärmebildkamera, so ist dann auch dieser Sensor datenübertragungstechnisch mit der Maschinensteuerung verbunden.
In einer vorteilhaften und daher bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Druckmaschine sind die Bedruckstoffhaltemittel zumindest auch als einzeln ansteuerbare Blaselemente und/oder Saugelemente ausgeführt.
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.
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.
Ausführungsbeispiel
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.
Es zeigen in schematischer Darstellung

1 eine erfindungsgemäße Druckmaschine in einer Übersichtsdarstellung
2a und b einen Jettingzylinder als Transportelement in einer Draufsicht und seitlichen Ansicht
3a und b ein Wärmebild vor und nach einer Korrektur der Bedruckstoffhaltemittel

1 zeigt eine Digitaldruckmaschine 1000 zum Bedrucken von Bogen 100. Die Digitaldruckmaschine 1000 besitzt eine Digitaldruckstation 3, welche eine Mehrzahl von in Transportrichtung T hintereinander angeordneten Inkjet-Printbars 30 mit parallel zueinander angeordneten Inkjetdruckköpfen besitzt. Die Bogen 100 werden von einem Anlegerstapel 101 in einem Bogenanleger 1 kommend in Transportrichtung T unter Verwendung von nicht im Detail dargestellten Transportmitteln, wie zum Beispiel Transportbändern und Transportwalzen, zu der Digitaldruckstation 3 transportiert. Der Transport der Bogen 100 durch die Digitaldruckstation 3 hindurch erfolgt durch einen Jettingzylinder 10 (vgl. 2a und b), auf welchem die Bogen 100 aufliegen. Stromaufwärtig der Digitaldruckstation 3 sind eine Wärmebildkamera 20 und ein sogenannter Bad-Sheet-Sensor 21 vorgesehen, welche mit der Maschinensteuerung 7 verbunden sind. Durch die Rotation des Jettingzylinders 10 werden die Bogen 100 unter den Inkjetdruckköpfen der Digitaldruckstation 3 hindurch bewegt und können dabei bedruckt werden. Die Ansteuerung der Inkjetdruckköpfe der Printbars30 erfolgt durch eine Maschinensteuerung 7. In Transportrichtung T gesehen stromabwärtig des Jettingzylinders 10, befindet sich eine Ausschleusstation mit Makulaturauslage zum Ausschleusen von fehlerhaften Bogen. Die Gutbogen hingegen werden weiter transportiert und auf einem Auslegerstapel 102 in einem Bogenausleger 2 ausgelegt.
In 2a ist der Jettingzylinder (Bogentransporttrommel) 10 in einer Draufsicht dargestellt, welche erkennen lässt, dass der Jettingzylinder 10 in einer bevorzugten Ausführungsform mindestens ein erstes Kammsegment 11 und ein zweites Kammsegment 12 umfasst, welche zur Anpassung des Jettingzylinders 10 an verschiedene Formatlängen von zu transportierenden Bogen 100 um eine Schwenkachse 13, die der Mittelachse des Jettingzylinders 10 entspricht, relativ zum ersten Kammsegment 11 verdreh- bzw. schwenkbar gelagert ist. Jedes der Kammsegmente 11, 12 weist Zinken 14 auf, welche in Zwischenräume zwischen den Zinken 14 des jeweils anderen Kammsegments 12, 11 eingreifen.
Eine der Anpassung an ein kleineres Bogenformat dienende Verstellung des zweiten Kammsegments 12 auf das erste Kammsegment 11 hinzu bewirkt ein tieferes Einschieben der Zinken 14 in die Zwischenräume und somit eine Verengung der Zwischenräume; eine der Anpassung an ein größeres Bogenformat geschieht durch eine Verstellung des zweiten Kammsegments 12 vom ersten Kammsegment 11 weg, was eine Aufweitung der Zwischenräume zur Folge hat.
Als Bedruckstoffhaltemittel besitzt der Jettingzylinders 10 Greifersysteme 15 und Saugnuten 9, 18. Das Greifersystem 15 des Jettingzylinders 10 besitzt an der Vorderkante des ersten Kammsegments 11 angeordnete Greiferauflagen 16 und diesen zugeordnete Greiferzungen 17 zum Einklemmen des Bedruckstoffbogens 100. Am zweiten Kammsegment 12 ist eine Hinterkantensaugnut 18 zum Ansaugen des Bedruckstoffbogens 100 an seine Hinterkante angeordnet, die an eine Saugluftquelle (in 2a und b nicht dargestellt) angeschlossen sind. Alternativ zur Hinterkantensaugnut 18 können auch mehrere in Reihe angeordnete Saugdüsen verwendet werden. Den mechanischen Greifern 15 an der Bogenvorderkante und der Saugnut 18 an der Bogenhinterkante kommt für den sicheren Transport der Bogen 100 eine zentrale Bedeutung zu. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Bogen 100 an ihren Ecken und Kanten niedergehalten werden und in definiert geringem Abstand unter den Inkjetköpfen der Digitaldruckstation 3 hindurchbewegt werden können.
Erstes Kammsegment 11 und zweites Kammsegment 12 sind mit Saugnuten 9 versehen, welche eine gute flächige Auflage eines Bogens 100 ohne Hohllage sicherstellen.
In 2b ist der Jettingzylinder 10 aus 2a in einer seitlichen Schnittdarstellung gezeigt.
Um eine sichere Auflage der Bogen 100 zu garantieren müssen die Bedruckstoffhaltemittel richtig eingestellt werden.
Mit der Wärmebildkamera 20 können Wärmebilder 200 von an der Wärmebildkamera vorbeibewegten Bogen 100 aufgenommen werden. Eine Auswertung der Wärmebilder 200 erlaubt es festzustellen, ob ein jeweiliger Bogen 100 von den Bedruckstoffhaltemitteln 9, 15, 18 gut gehalten wird und sicher auf dem Jettingzylinder 10 aufliegt. Liegt ein Bogen 100 gut auf dem Jettingzylinder 10 auf, so kann in dem Wärmebild 200 die Struktur der Oberfläche des Jettingzylinders 10 ganzflächig erkannt werden, beispielsweise die Kammsegmente 11, 12 mit ihren Zinken 14. Auch eine sichere Auflage im Bereich der Vorderkante und der Hinterkante kann erkannt werden.
Ein beispielhaftes Wärmebild ist in 3a dargestellt. Dort ist zu erkennen, dass im Bereich der Ecken der Hinterkante der Bogen 100 nicht gut aufliegt. Um auch in diesen Bereichen 201 eine gute Auflage zu erreichen, können die äußeren Saugnuten 9 des Kammsegments 12 die äußeren Bereiche der Hinterkantensaugnut 18 stärker mit Saugluft beaufschlagt werden. Dies kann entweder automatisch durch die Maschinensteuerung oder durch eine entsprechende Eingabe des Maschinenbedieners erfolgen. Nach einer solchen Korrektur ergibt sich das in 3b dargestellte Wärmebild, welches eine gute Auflage des Bogens zeigt.
Bezugszeichenliste

1: Anleger
2: Ausleger
3: Druckstation
7: Maschinensteuerung
9: Saugnut
10: Jettingzylinder (Transportelement)
11: erstes Kammsegment
12: zweites Kammsegment
13: Schwenkachse
14: Zinken
15: mechanischer Greifer
16: Greiferauflage
17: Greiferzunge
18: Hinterkantensaugnut
20: Wärmebildkamera
30: Printbar mit Inkjetdruckköpfen
40: Luftquelle (z.B. Sauglufterzeuger)
100: Bogen
101: Anlegerstapel
102: Auslegerstapel
200: Wärmebild
201: Bereich mit schlechter Bogenauflage
202: Temperatursensor
1000: Digitaldruckmaschine
T: Transportrichtung

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

DE 102015211440 B3 [0003, 0005]
DE 102005029332 A1 [0006]

Claims

Verfahren zur Steuerung der Auflage eines Bedruckstoffsubstrats (100) auf einem Transportelement (10) mit Bedruckstoffhaltemitteln (9, 15, 18) in einer Druckmaschine (1000) für einen sicheren Transport von Bedruckstoffsubstraten (100) mit folgenden Schritten: a) Erfassung des Bedruckstoffsubstrats (100) auf dem Transportelement (10) mit einer Wärmebildkamera (20) b) Auswertung des Wärmebildes (200) der Wärmebildkamera (20) c) Korrektur der Bedruckstoffhaltemittel (9, 15, 18) für eine verbesserte Auflage des Bedruckstoffsubstrats (100) auf dem Transportelement (10).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Schritt b) Bereiche (201) identifiziert werden, deren Temperatur eine hohe Abweichung zum übrigen Wärmebild (200) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 mit einem zusätzlichen Schritt al) Bestimmung der Temperatur des Transportelements (10).
Verfahren nach Anspruch 3, wobei in Schritt b) Bereiche (201) identifiziert werden, deren Temperatur wesentlich von der Temperatur des Transportelements (10) abweicht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Bedruckstoffhaltemittel als einzeln ansteuerbare Blaselemente und/oder Saugelemente (9, 18) ausgeführt sind und in Schritt c) eine Anpassung der Blaswirkung und/oder der Saugwirkung erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche mit dem zusätzlichen Schritt b1) Anzeigen der Auswertung auf einem Interface einer Maschinensteuerung (7).
Druckmaschine (1000) mit mindestens einem Transportelement (10) mit Bedruckstoffhaltemitteln (9, 15, 18), mindestens einer Druckstation (3) im Bereich des Transportelements (10) und mit einer Maschinensteuerung (7) mit Interface, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Transportelements (10) eine Wärmebildkamera (20) angeordnet ist zur Auswertung der Auflage des Bedruckstoffsubstrats (100) auf dem Transportelement (10).
Druckmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportelement als umlaufendes Element ausgestaltet ist, insbesondere als Zylinder (10) oder Transportband.
Druckmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (202) zur Erfassung der Temperatur des Transportelements (10) vorgesehen ist.
Druckmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedruckstoffhaltemittel als einzeln ansteuerbare Blaselemente und/oder Saugelemente (9, 18) ausgeführt sind.