DE19502784C2 - Verfahren und Vorrichtung zur on-line-Kontrolle von Schnittvorgängen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens zur on-line-Kontrolle von Schnittvorgängen bei der Herstellung von als Stapel aneinanderanliegenden Nutzen, insbesondere aus Papier.

Ausgeschnittene, insbesondere ausgestanzte Nutzen werden z. B. in Form von Etiketten für Flaschen oder dergleichen auf verschiedenste Artikel aufgebracht. Die Herstellung der Nutzen umfaßt im allgemeinen das Bedrucken eines Bedruckstoffes mit der auf dem Produkt ersichtlichen Information, also beispielsweise mit dem Text und Bild auf einem Flaschenetikett, und das anschließende Ausschneiden, insbesondere Ausstanzen des Bildes etc.

Das Ausschneiden bzw. Ausstanzen des Nutzens soll dabei möglichst registergenau erfolgen, da Abweichungen z. B. bei Flaschenetiketten das Aussehen und damit insbesondere die Werbefunktion erheblich beeinträchtigen. Um eine genau positionierte Stanzung zu erhalten, ist die laufende optische Kontrolle des Stanzergebnisses durch eine Person erforderlich, was sehr aufwendig, relativ ungenau und fehleranfällig ist.

Aus der EP 0 091 714 B1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Wertscheinen, insbesondere Banknoten, bekannt, der Wertscheinbogen zugeführt werden. Auf jedem Bogen sind als Nutzen eine Mehrzahl von Wertscheinen und auf den Rändern zwischen den Nutzen Schnittmarken aufgedruckt. Die Schnittmarken steuern die nachfolgenden Schneidvorgänge. Diese Schnittmarken sind infolgedessen nach Beschneiden der Wertscheine nicht mehr vorhanden. Daher ist nach Durchführung der Schnitte keine Kontrolle der richtigen Lage der Schnittkanten zum aufgedruckten Sujet mehr möglich.

Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die ausgeschnittenen Nutzen auf die richtige Lage der Schnittkanten in einfacher, kostengünstiger und zuverlässiger Weise bei möglichst geringer Veränderung der Produkte zu kontrollieren.

Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens überraschend einfach und effizient dadurch gelöst, daß die Nutzen vor dem Schnittvorgang im Bereich wenigstens einer Schnittkante mit wenigstens einer an der Seitenkante erkennbaren Markierung versehen werden, deren Erstreckung senkrecht zur Schnittkante gering ist, und daß nach dem Schnittvorgang wenigstens ein durch einander deckende Markierungen der aneinander anliegenden Nutzen im Bereich wenigstens einer Seitenflanke des Stapels gebildeter Kontrollstreifen überwacht wird, wobei bei einen Toleranzbereich über- oder unterschreitenden Abweichungen ein Signal erzeugt wird.

Vorrichtungsmäßig wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß wenigstens eine wenigstens einer Seitenflanke des Stapels zugeordnete Sensoreinrichtung vorgesehen ist, durch die mindestens ein im Bereich mindestens einer Seitenflanke des Stapels ausgebildeter Kontrollstreifen überwachbar ist und daß zur Verarbeitung der Informationen der Sensoreinrichtung und zur Erzeugung eines Signals bei einen Toleranzbereich über- oder unterschreitenden Abweichungen des mindestens einen Kontrollstreifens eine Steuereinrichtung vorgesehen ist.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die überaus kostengünstige und präzise und dabei zuverlässige on­ line-Kontrolle von Schnittregisterabweichungen ermöglicht. Vorteilhafterweise ist die Kontrolle ohne laufende Überwachung durch eine Person möglich und wirtschaftlicher Schaden durch zwischen zwei von einer Person durchgeführten Stichproben produzierte fehlerhafte Nutzen wird vermieden. Auch ist zum Erzeugen des bzw. der zur Kontrolle verwendeten Kontrollstreifen nur eine sehr geringfügige, für das menschliche, visuelle System unauffällige Veränderung der Nutzen erforderlich, da sich die Markierung auf einem Nutzen jeweils nur geringfügig senkrecht zur Schnittkante erstreckt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht einfach und kostengünstig durch Erzeugung eines Signals beim Auftreten von Abweichungen des bzw. der Kontrollstreifen schnell und zuverlässig die Aktivierung verschiedenster Einrichtungen und/oder Abläufe.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

So ist insbesondere das Aufdrucken der Markierung auf die Nutzen vorteilhaft, weil es kostengünstige Erzeugung des bzw. der Kontrollstreifen während des meist ohnehin erforderlichen Druckvorganges ermöglicht.

Die Markierung wird vorzugsweise auf einen Nutzen jeweils als farbige Linie aufgedruckt. Dies ermöglicht bei Etiketten mit farblosem oder andersfarbigem Randbereich die Erzeugung eines zuverlässig abtastbaren Kontrollstreifens.

Zweckmäßig ist dabei eine Eindringtiefe der Druckfarbe näherungsweise in der Größenordnung von 50% der Dicke des Nutzens um einen möglichst deutlich hervortretenden und zuverlässig seitlich erfaßbaren Kontrollstreifen zu erzeugen, da dessen Farbintensität von der Eindringtiefe der Druckfarbe in den Nutzen abhängt.

Vorteilhaft ist auch die Erzeugung der Markierung als farblose Linie in einem farbig bedruckten Bereich um bei im Randbereich farbigen Nutzen die Erzeugung eines Bedruckstoff-farbenen, also z. B. weißen und damit gut erfaßbaren Kontrollstreifen zu ermöglichen.

Zweckmäßig wird die Markierung als Linie einer Breite von etwa 0,2 mm aufgebracht, da eine Veränderung in dieser Größenordnung nicht auffällt. Überdies erfolgt die Kontrolle vorzugsweise durch optische Erfassung des Kontrollstreifens, da diese mit sehr hoher Geschwindigkeit und präzise durchführbar ist.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden mindestens zwei jeweils durch Markierungen gebildete Kontrollstreifen auf verschiedenen Seitenflanken des Stapels erfaßt, was zweidimensionale Kontrolle der Schnittregisterabweichung und damit der Stanzposition ermöglicht.

Zweckmäßig ist die Erzeugung eines Signales bei einer Schnittregisterabweichung im Bereich von 0,2 mm, da dies die Größenordnung ist, oberhalb derer eine Schnittregisterabweichung visuell auffällt.

Nach einer Ausführung der Erfindung wird auf das Signal hin der Schnittvorgang, insbesondere Stanzvorgang unterbrochen. Bei dieser besonders einfachen und kostengünstigen Variante wird zuverlässig ohne zusätzliche Überwachung durch eine Person die Produktion unbrauchbarer Nutzen vermieden. Dabei ist nur eine sehr geringfügige, kostengünstige Ummontage der Stanzeinrichtung erforderlich.

Bei einer anderen Ausführung der Erfindung löst das Signal einen Alarm aus. Eine z. B. in der Nähe der Schnitt­ bzw. Stanzeinrichtung arbeitende Person kann daraufhin die Abweichung begutachten und gegebenenfalls über eine Unterbrechung der Produktion und/oder eine Nachstellung der Schnitteinrichtung entscheiden. Bei dieser Ausführung ist keine Ummontage der Stanzeinrichtung nötig, was hinsichtlich der Kosten günstig ist.

Eine weitere Ausführung der Erfindung besteht darin, daß das Signal eine Nachregelung der Stanzposition bewirkt. Dabei wird nicht nur die laufende Überwachung durch eine Person unnötig, sondern auch die on-line-Korrektur von oft in Form einer kontinuierlichen Drift auftretenden Abweichungen ermöglicht. Da hierbei die Produktion automatisch selbst korrigierend fortläuft, treten bei Abweichungen keine die Produktion verzögernden Störungen auf.

Hinsichtlich des Aufbaus der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es zur Minimierung der Realisierungskosten vorteilhaft, wenn als Sensoreinrichtung mindestens ein Lichtsensor vorgesehen ist.

Die Sensoreinrichtung ist zweckmäßig relativ zum Stapel fest anbringbar, um zuverlässige Erfassung eines Kontrollstreifens zu gewährleisten.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Sensoreinrichtung relativ zum Stapel positionierbar ist um ihre Ausrichtung entsprechend der Lage des Kontrollstreifens zu ermöglichen.

Vorzugsweise sind mindestens zwei Sensoreinrichtungen vorgesehen, um einfach und zuverlässig zweidimensionale Schnittregisterüberwachung zu ermöglichen. Außerdem ist zweckmäßig ein Umgebungslichtsensor vorgesehen, der die Erfassung und Berücksichtigung von Umgebungslichtschwankungen ermöglicht, welche sonst die optische Kontrolle beeinträchtigen könnten.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Nutzen mit zwei Kontrollmarkierungen,

Fig. 2 eine Vorrichtung zur optischen Erfassung zweier auf je einer Seitenflanke eines Stapels angeordneter Kontrollstreifen.

Fig. 1 zeigt einen Nutzen 1 in der Form eines Flaschenetiketts mit zwei auf seiner Vorderseite aufgedruckten Markierungen 3, 4, die nach dem Stanzen zur Kontrolle des Stanzvorganges mit einer Vorrichtung gemäß Fig. 2 optisch erfaßt und ausgewertet werden.

Der Nutzen in Fig. 1 kann auf der Vorderseite, alternativ auch auf der Vorder- und Rückseite oder der Rückseite, beispielsweise mit Informationen in Form von kennzeichnenden oder werbenden Texten und/oder Grafiken bedruckt sein. Hier ist er in der Form eines Bierflaschenetiketts ausgebildet.

Beim Bedrucken werden auf die Vorderseite, alternativ auch auf die Rückseite des Nutzens 1 im Bereich zweier Schnittlinien 5, 6 die linke 3 und die rechte 4 Markierung aufgedruckt.

Der Aufdruck erfolgt dabei, wenn die Nutzen 1 mit Informationen wie Text oder Grafik zu bedrucken sind zweckmäßig zusammen mit dem Aufdruck dieser Informationen.

Hier sind zwei Markierungen 3, 4 dargestellt; es ist jedoch auch der Einsatz von nur einer oder von mehr als zwei Markierungen möglich.

Die Markierungen sind hier als randseitige Linien durch Druckfarbe aufgebracht. Alternativ ist es z. B. auch möglich, sie als randseitige, farblose Linien in einem bedruckten, sich zumindest zonenweise bis zum Rand erstreckenden, mit Druckfarbe bedruckten Bereich anzubringen, also indem entlang einer randseitigen Linie die Druckfarbe ausgespart wird, so daß eine unbedruckte Linie entsteht. Auch ist die Verwendung spezieller, optisch unauffälliger Farbe zur Erstellung der Markierungen 3, 4 möglich. Auch kann die Markierung durch die Anbringung randseitiger Kerben oder randseitiger Überstände, z. B. durch Modifikation der Form des zum Stanzen verwendeten Stanzeisens erfolgen.

Der Nutzen 1 soll nach dem Bedrucken ausgeschnitten, also z. B. ausgestanzt werden. Dabei sollen auf dem Nutzen aufgedruckte Informationen mit möglichst geringer Schnittregister-Abweichung D1, D2 aufgedruckt werden, da bereits eine relativ geringfügige Abweichung der Stanzposition insbesondere bei grafischen Darstellungen einen optisch signifikant störenden Eindruck zur Folge hat. Wird der Nutzen 1 in Fig. 1 beispielsweise um D1 und um D2 versetzt ausgeschnitten, also z. B. ausgestanzt, ergibt sich ein Ausschußnutzen 7 im gestrichelt dargestellten Bereich, auf welchem Informationen versetzt oder gar zerschnitten dargestellt wären. Bei gängigen Bieretiketten etc. wird im allgemeinen eine Schnittregister-Abweichung D1, D2 von mehr als 0,2 mm als störend empfunden, wobei in anderen Anwendungsfällen auch strengere oder geringere Anforderungen an die Schnittregister gestellt sein können.

Gemäß Fig. 2 werden die Schnittregisterabweichungen D1, D2 deshalb nach dem Stanzen durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung kontrolliert.

Wie Fig. 2 zeigt, verlassen die Nutzen 1 die Stanzeinrichtung 8 in Richtung des Pfeiles A als Stapel 9. Der Stapel 9 kann als Flachstapel, als Senkrechtstapel oder, wie hier als schräg angeordneter Stapel 9, ausgebildet sein. Weitertransport in zumindest geringfügig schräg ansteigender Lage hat den Vorteil, daß die Nutzen ohne zusätzliche Maßnahmen aneinander liegen bleiben.

Um die Schnittregister on-line, also während der Produktion zu kontrollieren, werden die Kontrollstreifen 10, 11 (11 nicht sichtbar in Fig. 2) der die Stanzeinrichtung 8 als Stapel 9 verlassenden Nutzen 1 durch zwei Sensoreinrichtungen in Form von Lichtsensoren 12, 13 optisch erfaßt und die dadurch erhaltenen Kontrollinformationen durch die Steuereinheit 14 weiter verarbeitet.

Die Kontrollstreifen 10, 11 ergeben sich hier dadurch, daß die randseitigaufgedruckten Markierungen 3, 4 (gemäß Fig. 1) aufgrund ihrer Auftragsdicke und/oder ihres Eindringens in den Nutzen 1 seitlich sichtbar sind.

Für eine gute Sichtbarkeit eines Kontrollstreifens 10, 11 kann es günstig sein, wenn aufgrund des für den Nutzen 1 verwendeten Bedruckstoffs und/oder der aufgedruckten Farbe die Farbe bis etwa näherungsweise zur halben Papierdicke eindringt.

Die Schnittregisterauswertung erfolgt hier durch zwei jeweils einen Kontrollstreifen 10, 11 erfassende Lichtsensoren 12, 13, so daß translatorische D1, D2 wie rotatorische Abweichungen in der Nutzen-Ebene festgestellt werden können. Dabei kann beispielsweise eine translatorische Schnittregisterabweichung in Richtung D2 durch Verschiebung des durch die linke Markierung 3 gebildeten linken Kontrollstreifens 10 mit dem linken Lichtsensor 12 oder durch Abnehmen oder gar Fehlen der Farbintensität des durch die rechte Markierung 4 gebildeten rechten Kontrollstreifens 11 mit dem rechten Lichtsensor 13 detektiert werden. Analog wäre eine translatorische Schnittregisterabweichung in Richtung D1 festzustellen. Eine rotatorische Schnitt­ registerabweichung kann je nach Lage der Drehachse Verschmälerung, Verschiebung und/oder Heller­ werden/Verschwinden der Kontrollstreifen 10, 11 bewirken.

Anstatt wie hier durch zwei ist auch die Überwachung mit nur einem oder mit mehr als zwei Lichtsensoren möglich. So können mehr als je ein je einer Seitenflanke 15 oder 16 des Stapels 9 zugeordnete Lichtsensoren einen oder mehrere Kontrollstreifen überwachen und gegebenenfalls eine Plausibilitätskontrolle durchführen. Auch können eventuell auftretende Umgebungslichtschwankungen z. B. durch einen Umgebungslichtsensor und Differenzbildung in der Steuereinheit 14 und/oder Änderung der Sensibilität der Lichtsensoren 12, 13 zumindest teilkompensiert werden. Ebenfalls möglich ist der Einsatz anderer optischer Erfassungssysteme wie CCD-Kameras oder dergleichen. Falls die Markierungen 3, 4 durch entsprechende Änderung des Stanzeisens etc. als Einbuchtungen oder Ausbuchtungen ausgebildet sind, kann die Erfassung der zugeordneten Kontrollmarke beispielsweise auch durch mechanische Sensoren erfolgen.

Die Signale der Sensoreinrichtungen, hier der Lichtsensoren 12, 13, werden der Steuereinheit 14 zugeführt. Dort werden sie je nach Intensität, Schärfe und Art der Signale verstärkt und/oder mit einem möglichst vorgebbaren Toleranz-Schwellwert verglichen und/oder auf Art und Geschwindigkeit ihrer Veränderung untersucht.

Falls die Schnittregisterabweichungen außerhalb eines Toleranzbereichs liegen, wird in der Steuereinheit 14 ein Signal S erzeugt. Durch dieses Signal können geeignete Warneinrichtungen betätigt werden oder z. B. die Nachregelung der Position des Stanzeisens etc. ausgelöst und gegebenenfalls dimensioniert werden. Beispielsweise ist es sinnvoll, einen akustischen und/oder optischen Alarm auszulösen, um eine arbeitende Person auf die fehlerhafte Produktion aufmerksam zu machen. Alternativ oder zusätzlich kann durch das Signal S die Schnitteinrichtung bzw. Stanzeinrichtung 8 angehalten werden, um die weitere Produktion fehlerhafter Nutzen zu vermeiden.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So können z. B. auch andere Produkte als die dargestellten Bierflaschenetiketten mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung verarbeitet werden. Auch ist das Ausschneiden der Nutzen auf anderem Wege als durch Ausstanzen möglich.

Claims (20)

1. Verfahren zur on-line-Kontrolle von Schnittvorgängen bei der Herstellung von als Stapel aneinander anliegenden Nutzen (1), insbesondere aus Papier, wobei die Nutzen (1) vor dem Schnittvorgang im Bereich wenigstens einer Schnittkante (5, 6) mit wenigstens einer an der Schnittkante erkennbaren Markierung (3, 4) versehen werden, deren Erstreckung senkrecht zur Schnittkante (5, 6) gering ist, und wobei nach dem Schnittvorgang wenigstens ein durch einander deckende Markierungen (3, 4) der aneinander anliegenden Nutzen (1) im Bereich wenigstens einer Seitenflanke (15, 16) des Stapels (9) gebildeter Kontrollstreifen (10, 11) überwacht wird, wobei bei einen Toleranzbereich über- oder unterschreitenden Abweichungen ein Signal (S) erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung (3, 4) auf die Nutzen (1) aufgedruckt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung (3, 4) auf einen Nutzen (1) jeweils als farbige Linie aufgedruckt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindringtiefe der die Markierung (3, 4) darstellenden Druckfarbe näherungsweise in der Größenordnung von 50% der Dicke des Nutzens (1) ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung (3, 4) als farblose Linie in einem farbig bedruckten Bereich erzeugt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung als Linie einer Breite von etwa 0,2 mm aufgebracht wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolle durch optische Erfassung des Kontrollstreifens (10, 11) erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei jeweils durch Markierungen (3, 4) gebildete Kontrollstreifen (10, 11) auf verschiedenen Seitenflanken (15, 16) des Stapels (9) erfaßt werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Schnittregisterabweichung D1, D2 im Bereich von 0,2 mm ein Signal erzeugt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Signal (S) hin der Schnittvorgang bzw. Stanzvorgang unterbrochen wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (S) einen Alarm auslöst.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (S) eine Nachregelung der Stanzposition bewirkt.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seine Anwendung zur on-line- Kontrolle des Schnittregisters beim Ausstanzen von Etiketten.

14. Vorrichtung, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, zur on-line-Kontrolle von Schnittvorgängen bei der Herstellung von als Stapel (9) aneinander liegenden Nutzen (1), vorzugsweise aus Papier, wobei wenigstens eine wenigstens einer Seitenflanke (15, 16) des Stapels (9) zugeordnete Sensoreinrichtung vorgesehen ist, durch die mindestens ein im Bereich mindestens einer Seitenflanke (15, 16) des Stapels (9) ausgebildeter Kontrollstreifen (10, 11) überwachbar ist und wobei zur Verarbeitung der Information der Sensoreinrichtung und zur Erzeugung eines Signals bei einen Toleranzbereich über- oder unterschreitenden Abweichungen des mindestens einen Kontrollstreifens (10, 11) eine Steuereinrichtung (14) vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensoreinrichtung mindestens ein Lichtsensor (12, 13) vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung relativ zum Stapel (9) fest anbringbar ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (12, 13) relativ zum Stapel (9) positionierbar ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Sensoreinrichtungen vorgesehen sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Um­ gebungslichtsensor vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zur on-line- Kontrolle des Schnittregisters beim Ausstanzen von Etiketten.