DE19952995A1 - Verfahren zur Gravur von Druckzylindern - Google Patents

Verfahren zur Gravur von Druckzylindern

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gravur von Druckzylindern in einer elektronischen Graviermaschine. Aus einem Bildsignal, welches die Tonwerte der zu gravierenden Näpfchen repräsentiert, und einem periodischen Rastersignal (R) zur Erzeugung eines Druckrasters wird ein Graviersteuersignal (GS) gebildet. Ein durch das Graviersteuersignal (GS) gesteuerter Gravierstichel (4) eines Gravierorgans (3) graviert eine Druckform (8) in Form von in dem Druckraster angeordneten Näpfchen in einen rotierenden Druckzylinder (1). Während der Gravur des Druckzylinders (1) wird in einer Gravierstichel-Überwachungsvorrichtung (23) laufend die Funktionsfähigkeit des Gravierstichels (4) durch eine digitale Filterung, insbesondere durch eine Fast-Fourier-Transformation, des Graviersteuersignals (Gs) überprüft. Bei einer festgestellten Beschädigung, insbesondere bei einem Bruch des Gravierstichels (4), wird ein Kontrollsignal (KS) erzeugt, das die Gravur abbricht oder die festgestellte Beschädigung des Gravierstichels (4) akustisch oder optisch signalisiert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektronischen Reproduktionstech­ nik und betrifft ein Verfahren zur Gravur von Druckzylindern in einer elektronischen Graviermaschine, eine Gravierstichel-Überwachungsvorrichtung für eine elektroni­ sche Graviermaschine sowie eine elektronische Graviermaschine mit einer derar­ tigen Gravierstichel-Überwachungsvorrichtung.
Aus der DE-C-25 08 734 ist bereits eine elektronische Graviermaschine zur Gra­ vur von Druckzylindern mittels eines Gravierorgans bekannt. Das Gravierorgan mit einem durch ein Graviersteuersignal gesteuerten Gravierstichel als Schneidwerk­ zeug bewegt sich in axialer Richtung an einem rotierenden Druckzylinder entlang. Der Gravierstichel schneidet eine Folge von in einem Druckraster angeordneten Näpfchen in die Mantelfläche des Druckzylinders. Das Graviersteuersignal wird durch Überlagerung eines periodischen Rastersignals mit Bildsignalwerten gebil­ det, welche die zu reproduzierenden Tonwerte zwischen "Schwarz" und "Weiß" repräsentieren. Während das Rastersignal eine oszillierende Hubbewegung des Gravierstichels zur Gravur der in dem Druckraster angeordneten Näpfchen be­ wirkt, bestimmen die Bildsignalwerte entsprechend den zu reproduzierenden Tonwerten die Schnittiefen der gravierten Näpfchen.
In der DE-A-23 36 089 ist ein Gravierorgan angegeben, das im wesentlichen aus einem Drehsystem und einem elektromagnetischen Antrieb für das Drehsystem besteht. Das Drehsystem weist eine Welle, einen Anker, ein Lager für die Welle, ein Rückstellelement und eine Dämpfungsvorrichtung auf. An der Welle ist ein hebelförmiger Stichelhalter angebracht, der den Gravierstichel trägt. Der elektro­ magnetische Antrieb für das Drehsystem weist einen mit dem Graviersteuersignal beaufschlagten, stationären Elektromagneten auf, in dessen Luftspalt sich der Anker des Drehsystems bewegt. Der Antrieb bewirkt eine um kleine Winkel oszil­ lierende Drehbewegung der Welle, und der Stichelhalter mit dem Gravierstichel führt zur Gravur der Näpfchen eine entsprechende oszillierende Hubbewegung in Richtung der Mantelfläche des Druckzylinders aus.
In der Praxis kommt es gelegentlich vor, daß der Gravierstichel während der Gravur eines Druckzylinder beispielsweise durch Abnutzung oder durch mechani­ sche Überbeanspruchung beschädigt wird oder sogar abbricht. In diesem Fall ist der teilgravierte Druckzylinder als Druckform unbrauchbar, und es muß ein neuer Druckzylinder graviert werden. Eine Beschädigung oder ein Bruch des Graviersti­ chels verursacht somit in nachteiliger Weise einen Zeitverlust bei der Druckform­ herstellung, der insbesondere bei der Gravur von Druckzylindern für den Ver­ packungs- oder Dekordruck erheblich sein kann, da die Gravur solcher Druckzylinder mehrere Stunden dauern kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Gravur von Druckzylindern in einer elektronischen Graviermaschine, eine Gravierstichel- Überwachungsvorrichtung für eine elektronische Graviermaschine sowie eine elektronische Graviermaschine mit einer derartigen Gravierstichel-Überwachungs­ vorrichtung anzugeben, mit denen der Zeitverlust bei der Druckformherstellung, der im Fall einer Beschädigung eines Gravierstichels während der Gravur entsteht, in vorteilhafter Weise verringert wird.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens zur Gravur von Druckzylindern durch die Merkmale des Anspruchs 1, bezüglich der Gravierstichel- Überwachungsvorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 10 und bezüglich der elektronischen Graviermaschine durch die Merkmale des Anspruchs 11 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer elektronischen Graviermaschine mit einer Gravier­ stichel-Überwachungsvorrichtung und
Fig. 2 ein prinzipielles Ausführungsbeispiel für eine Gravierstichel-Überwach­ ungsvorrichtung.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer elektronischen Graviermaschine, die bei­ spielsweise ein HelioKlischograph® der Firma Hell Gravure Systems GmbH, Kiel, DE, ist.
Ein Druckzylinder (1) wird von einem Rotationsantrieb (2) angetrieben. Ein Gra­ vierorgan (3) mit einem Gravierstichel (4) als Schneidwerkzeug ist auf einem Gravierwagen (5) montiert, der mit Hilfe einer durch einen Vorschubantrieb (6) angetriebenen Spindel (7) in Achsrichtung des rotierenden Druckzylinders (1) bewegbar ist. Das Gravierorgan (3) ist beispielsweise mit einem elektromagneti­ schen Antrieb für den Gravierstichel (4) ausgerüstet. Der Gravierstichel (4) kann aber auch von einem Festkörper-Aktorelement aus einem piezoelektrischen oder magnetostriktiven Material gesteuert werden.
Das Gravierorgan (3) graviert eine Druckform (8), indem der durch ein analoges Graviersteuersignal GS gesteuerte Gravierstichel (4) gravierlinienweise eine Folge von in einem Druckraster angeordneten Näpfchen in die Mantelfläche des Druck­ zylinders (1) schneidet, während sich der Gravierwagen (5) mit dem Gravierorgan (3) zur flächenhaften Gravur schrittweise oder kontinuierlich in axialer Richtung an dem rotierenden Druckzylinder (1) entlang bewegt.
Das Graviersteuersignal GS auf einer Leitung (9) wird in einem Gravierverstärker (10) durch Überlagerung eines periodischen Rastersignals R auf einer Leitung (11) mit einem Bildsignal B auf einer Leitung (12) erzeugt, welches die Tonwerte der zu gravierenden Näpfchen zwischen "Licht" und "Tiefe" repräsentiert. Während das Rastersignal R eine oszillierende Hubbewegung des Gravierstichels (4) zur Gravur der in dem Druckraster angeordneten Näpfchen bewirkt, bestimmen die Bild­ signalwerte B entsprechend den zu reproduzierenden Tonwerten die Schnittiefen der Näpfchen. Das Bildsignal B wird in einem D/A-Wandler (13) aus Gravurdaten GD der zu gravierenden Druckform (8) gewonnen. Die Gravurdaten GD sind in einem Gravurdatenspeicher (14) abgelegt, aus dem sie gravierlinienweise ausge­ lesen und dem D/A-Wandler (13) über einen Datenbus (15) zugeführt werden.
Die durch das Druckraster vorgegebenen Gravierorte der Näpfchen auf dem Druckzylinder (1) sind durch die Ortskoordinaten (x, y) eines der Mantelfläche des Druckzylinders (1) zugeordneten Koordinatensystems definiert, dessen X-Achse in Achsrichtung und dessen Y-Achse in Umfangsrichtung des Druckzylinders (1) ausgerichtet sind. Der Vorschubantrieb (6) erzeugt die x-Ortskoordinaten und ein mit dem Druckzylinder (1) mechanisch gekoppelter Impulsgeber (16) die y-Orts­ koordinaten. Die xy-Ortskoordinaten werden über Leitungen (17) einem Gravier­ steuerwerk (18) zugeführt. Das Graviersteuerwerk (18) erzeugt das Rastersignal R auf der Leitung (11), Leseadressen für den Gravurdatenspeicher (14) auf einem Adreßbus (19) sowie Signale zur Steuerung und Synchronisierung des Gravier­ ablaufs, beispielsweise ein Steuersignal SS1 für den Rotationsantrieb (2) auf einer Leitung (20) und ein Steuersignal SS2 für den Vorschubantrieb (6) auf einer Lei­ tung (21).
Die Graviermaschine weist als Neuerung eine Gravierstichel-Überwachungsvor­ richtung (23) auf, in der während der Gravur laufend die Funktionsfähigkeit des Gravierstichels (4) des Gravierorgans (3) anhand des Graviersteuersignals GS automatisch überprüft wird und in der im Falle einer Beschädigung des Graviersti­ chels (4), insbesondere im Fall eines Stichelbruchs, ein Kontrollsignal KS erzeugt wird. Die Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Gravierstichels (4) erfolgt gemäß der Neuerung durch eine Untersuchung von für eine Beschädigung des Graviersti­ chels (4) charakteristischen Oberwellen im Graviersteuersignal GS.
Das Graviersteuersignal GS wird der Gravierstichel-Überwachungsvorrichtung (23) von dem Gravierverstärker (10) über eine Leitung (25) zugeführt. Das Kon­ trollsignal KS, das über eine Leitung (24) an das Graviersteuerwerk (18) gelangt, schaltet im Fall einer Stichelbruchs den Rotationsantrieb (2) und den Vorschuban­ trieb (6) mittels der Steuersignale SS1 und SS2 auf den Leitungen (20, 21) zwecks Abbruch der Gravur aus. Gleichzeitig oder alternativ kann der Stichelbruch mit Hilfe des Kontrollsignals KS akustisch oder optisch signalisiert werden.
Die Neuerung hat den Vorteil, daß durch die Signalisierung eines Stichelbruchs zwecks Zeitersparnis sofort mit der Gravur eines neuen Druckzylinders (1) begon­ nen werden kann. Durch den Gravurabbruch bei einem Stichelbruch wird außer­ dem, insbesondere bei einem automatischen Gravierablauf, verhindert, daß Schä­ den an dem Gravierorgan (3) oder an der Graviermaschine selbst auftreten können.
Fig. 2 zeigt ein prinzipielles Ausführungsbeispiel für die Gravierstichel-Überwach­ ungsvorrichtung (23). Bei einer Stromspeisung des Gravierorgans (3) wird der über die Leitung (25) zugeführte Graviersteuerstrom IGS an einem Meßwiderstand (26) in eine Meßspannung UM umgewandelt, die über einen Kondensator (27) zur Abtrennung des Wechselspannungsanteils an einen A/D-Wandler (28) gelangen und dort in Meßdaten MD umgewandelt wird. Die Meßdaten MD werden über einen Meßdatenbus (29) einem Signalprozessor (30) zugeführt, der vorzugsweise als Digitaler Signalprozessor (DSP) beispielsweise vom Typ TMS 320C31 der Firma Texas Instruments, ausgebildet sein kann.
In dem Signalprozessor (30) werden die Meßdaten MD laufend auf überlagerte Oberwellen untersucht und beispielsweise durch eine Fast-Fourier-Transformation (FFT) das Frequenzspektrum der Oberwellen festgestellt. Die festgestellten Fre­ quenzspektren werden mit einem zuvor erstellten und abgespeicherten Frequenz­ spektrum verglichen, das für einen unbeschädigten Gravierstichel (4) charakteri­ stisch ist. Bei Nichtübereinstimmung der Frequenzspektren liegt eine Beschädi­ gung des Gravierstichels (4) vor, und es wird das Kontrollsignal KS auf der Leitung (24) erzeugt. Alternativ können die festgestellten Frequenzspektren auch mit einem für einen beschädigten Gravierstichel (4) charakteristischen Frequenzspek­ trum verglichen werden, wobei in diesem Fall das Korrektursignal KS bei Überein­ stimmung der Frequenzspektren erzeugt wird.
Derartige Fourier-Transformationen sind bekannt und beispielsweise in Rabbiner, L. R.: "Theory And Application Of Digital Signal Processing"; Kap. 6; 1975; ISBN 0-13-914101-4, beschrieben.
Zur Verbesserung der Oberwellenanalyse wird in vorteilhafter Weise das Verhältnis von Nutzsignal zum Störsignal verkleinert, indem die zu analysierenden Oberwel­ len mittels eines geeigneten Filters (31) aus der Meßspannung UM herausgefiltert werden, wobei die Filterung in Abhängigkeit von der Frequenz des Rastersignals R erfolgt.

Claims (12)

1. Verfahren zur Gravur von Druckzylindern in einer elektronischen Gravierma­ schine, bei dem
  • - ein Graviersteuersignal (GS) aus einem Bildsignal, welches die Tonwerte von zu gravierenden Näpfchen repräsentiert, und einem periodischen Ra­ stersignal (R) zur Erzeugung eines Druckrasters gebildet wird und
  • - ein durch das Graviersteuersignal (GS) gesteuerter Gravierstichel (4) eines Gravierorgans (3) gravierlinienweise eine Druckform (8) in Form von in dem Druckraster angeordneten Näpfchen in einen rotierenden Druckzylinder (1) graviert, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - während der Gravur laufend die Funktionsfähigkeit des Gravierstichels (4) des Gravierorgans (3) automatisch überprüft wird und
  • - bei einer festgestellten Beschädigung, insbesondere bei einem Bruch des Gravierstichels (4), ein Kontrollsignal (KS) erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine festgestellte Beschädigung des Gravierstichels (4) durch das Kontrollsignal (KS) akustisch oder optisch signalisiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer festgestellten Beschädigung des Gravierstichels (4) die Gravur des Druckzy­ linders (1) durch das Kontrollsignal (KS) abgebrochen wird.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Funktionsfähigkeit des Gravierstichels (4) des Gravieror­ gans (3) anhand des Graviersteuersignal (GS) überprüft wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Graviersteuersignal (GS) auf für eine Beschädigung des Gravierstichels (4) charakteristische Oberwellen untersucht wird, und
  • - bei Vorhandensein der charakteristischen Oberwellen das Kontrollsignal (KS) erzeugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Untersu­ chung der Oberwellen des Graviersteuersignals (GS) durch eine digitale Filte­ rung, vorzugsweise einer Fast-Fourier-Transformation, erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das durch die digitale Filterung ermittelte Frequenzspektrum der Oberwellen im Graviersteuersignal (GS) mit einem für einen unbeschädigten Graviersti­ chel (4) charakteristischen Frequenzspektrum verglichen wird und
  • - bei Abweichung der Frequenzspektren das Kontrollsignal (KS) erzeugt wird.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Verkleinerung des Verhältnisses von Nutzsignal zum Stör­ signal die zu untersuchenden Oberwellen aus dem Graviersteuersignal (GS) herausgefiltert werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterung in Abhängigkeit von der Frequenz des Rastersignals erfolgt.
10. Gravierstichel-Überwachungsvorrichtung für eine elektronische Gravierma­ schine zur Gravur von Druckzylindern (1) mittels eines durch ein Graviersteu­ ersignal (GS) gesteuerten Gravierstichels (4), dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Gravierstichel-Überwachungsvorrichtung (23) mit dem Graviersteuersi­ gnal (GS) beaufschlagt ist,
  • - das Graviersteuersignal (GS) durch eine digitale Filterung, vorzugsweise durch eine Fast-Fourier-Transformation, auf für eine Beschädigung des Gravierstichels (4) charakteristische Oberwellen untersucht wird,
  • - das durch die digitale Filterung ermittelte Frequenzspektrum der Oberwellen mit einem für einen unbeschädigten Gravierstichel (4) charakteristischen Frequenzspektrum verglichen wird und
  • - in der Gravierstichel-Überwachungsvorrichtung (23) bei Abweichung der Frequenzspektren ein eine festgestellte Beschädigung des Gravierstichels (4) signalisierendes Kontrollsignal (KS) erzeugt wird.
11. Graviermaschine zur Gravur von Druckzylindern, bestehend aus einem rotati­ onsfähig gelagerten Druckzylinder (1) und einem Gravierorgan (3) mit einem durch ein Graviersteuersignal (GS) gesteuerten Gravierstichel (4), welcher gravierlinienweise eine Folge von in einem Gravurraster angeordneten Näpf­ chen in den rotierenden Druckzylinder (1) eingraviert, wobei das Gravierorgan (3) zur flächenhaften Gravur axial an dem rotierenden Druckzylinder (1) ent­ lang verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Graviermaschine ei­ ne Gravierstichel-Überwachungsvorrichtung (23) aufweist, welche während der Gravur laufend die Funktionsfähigkeit des Gravierstichels (4) des Gra­ vierorgans (3) automatisch überprüft und bei einer festgestellten Beschädi­ gung, insbesondere bei einem Bruch, des Gravierstichels (4) ein die festge­ stellte Beschädigung signalisierendes Kontrollsignal (KS) erzeugt.
12. Graviermaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Gravierstichel-Überwachungsvorrichtung (23) mit dem Graviersteuersi­ gnal (GS) beaufschlagt ist, in der
  • - das Graviersteuersignal (GS) durch eine digitale Filterung, vorzugsweise durch eine Fast-Fourier-Transformation, auf für eine Beschädigung des Gravierstichels (4) charakteristische Oberwellen untersucht wird,
  • - das durch die digitale Filterung ermittelte Frequenzspektrum der Oberwellen mit einem für einen unbeschädigten Gravierstichel (4) charakteristischen Frequenzspektrum verglichen wird und in der
  • - bei Abweichung der Frequenzspektren das Kontrollsignal (KS) erzeugt wird.
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