DE3909764A1 - OPTO-ELECTRONIC ADJUSTMENT METHOD AND DEVICE FOR THE AUTOMATIC COMPUTER-CONTROLLED POSITIONING OF THE PRINTING TEMPLATES OF A ROTARY SCREEN PRINTING MACHINE - Google Patents
OPTO-ELECTRONIC ADJUSTMENT METHOD AND DEVICE FOR THE AUTOMATIC COMPUTER-CONTROLLED POSITIONING OF THE PRINTING TEMPLATES OF A ROTARY SCREEN PRINTING MACHINEInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein opto-elektronisches Justierver fahren sowie eine Justiereinrichtung zur automatischen, rechnergesteuerten Positionierung der Druckschablonen einer Rotationssiebdruckmaschine mit opto-elektronischer Abta stung von auf den Druckschablonen angebrachten Druckmarken unterschiedlicher Konfiguration, deren elektrisches Signal muster in einen Rechner eingelesen wird, der aufgrund vor prgrammierter Logik das Druckmuster erkennt und Steuerbe fehle an Stellmotoren liefert zur axialen und rotatorischen sowie gegebenenfalls radialen Justierung der jeweiligen Druckschablone.The invention relates to an optoelectronic Justierver drive and an adjustment device for automatic, computer controlled positioning of the printing stencils Rotary screen printing machine with opto-electronic scanning of printing marks attached to the printing stencils different configuration, their electrical signal pattern is read into a computer based on Programmed logic recognizes the print pattern and Steuerbe lack of servo motors for axial and rotary and, if necessary, radial adjustment of the respective Printing template.
Für die Herstellung mehrfarbiger Muster, insbesondere Tex tilmuster, auf Maschinen der genannten Art ist es erforder lich, die in den einzelnen aufeinanderfolgenden Druckaggre gaten fixierten Druckschablonenzylinder ihrer Gravur ent sprechend in die erforderliche Position zu bringen (Rap portbestimmung). Üblicherweise erfolgt diese Einstellung während der Produktion im Kriechgang durch Einstellen der einzelnen Druckaggregate über Handräder bei gleichzeitiger visueller Kontrolle des Druckergebnisses.For the production of multi-colored patterns, especially Tex tilmuster, it is required on machines of the type mentioned Lich, in the individual successive printing groups fixed printing stencil cylinders from their engraving speaking in the required position (rap port determination). This setting is usually made during production in creeper by adjusting the individual printing units via handwheels at the same time visual control of the print result.
Abgesehen von dem hohen Zeitaufwand und unvermeidlicher Ausschußproduktion hat diese manuelle Methode weitere Nach teile, insbesondere bei der Verwendung reaktiver Druckme dien, da eine visuelle Überprüfung der vorgenommenen Ein stellungen überhaupt nicht bzw. erst nach einem anschlie ßenden Folgeprozeß (z. B. Entwicklung) möglich ist.Except for the high expenditure of time and inevitable Reject production has this manual method further parts, especially when using reactive pressure sensors serve as a visual check of the entries made positions not at all or only after a connection subsequent process (e.g. development) is possible.
Um die erforderliche Einstellung der Druckaggregate bereits vor dem Druckbeginn automatisch durchzuführen, ist eine opto-elektronische Erfassung der Schablonenoberfläche vor geschlagen worden, um eine rechnergesteuerte Positionierung zu ermöglichen. Bekanntgeworden ist dazu das nachträgliche Anbringung von speziellen Reflexmarken auf der Druckschablo nenoberfläche, um später ein Lesen dieser Markierungen mit tels Reflexsensor zu ermöglichen. Eine solche Lösung des Justierproblems ist dem Anwender gegenüber jedoch nur schwer vertretbar, da das nachträgliche Anbringen der er wähnten Markierungen äußerst präzise erfolgen muß und große Erfahrung verlangt, um eine ausreichend hohe Systemgenauig keit zu garantieren. Bereits vorliegende Erfahrungen zeigen jedoch auch, daß sich die Markierungen im Laufe der Zeit durch Verschleiß verändern bzw. ablösen können.To the required setting of the printing units already To be performed automatically before printing begins opto-electronic detection of the template surface been struck to computerized positioning to enable. The subsequent became known Application of special reflex marks on the printing template to read these markings later enable reflex sensor. Such a solution of the However, the user only has adjustment problems difficult to defend, since the subsequent attachment of the he mentioned markings must be extremely precise and large Experience requires a sufficiently high system accuracy guarantee. Show existing experience However, the markings also change over time can change or replace due to wear.
Zur Verbesserung wurde weiter bereits vorgeschlagen, ein Reflexionsmeßsystem zu verwenden, das in der Lage ist, die bereits bei der photographischen Druckschablonenherstellung auf jeder Schablone angebrachten sogenannten Passerkreuze in Verbindung mit einem eigens dafür entwickelten, mikro prozessorgesteuerten Abtastverfahren zu erkennen, um da durch eine automatische Einstellung der Druckschablonen zu ermöglichen. Dieses Reflexionsmeßverfahren bringt jedoch eine Reihe von Problem mit sich. Zum einen ist das Ver fahren stark vom Oberflächenkontrast der jeweiligen Scha blone abhängig, was insbesondere bei der Verwendung von un terschiedlichen Photolackfarben bei der Schablonenherstel lung bei der späteren Schablonenjustierung zu großen Schwierigkeiten führen kann. Des weiteren ist das Meßver fahren nur bedingt einsetzbar bei grob perforierten Scha blonensieben und bei Schablonen mit sogenannten leichten Gravurfehlern. Eine Unterscheidung zwischen Fehlersignalen und Meßsignalen ist hier nur sehr bedingt möglich. Außerdem ist die Messung abhängig vom jeweiligen Meßabstand zwischen dem Sensor (Empfängerelement) und der Schablone, was zur Folge hat, daß bei Verwendung unterschiedlicher Schablonen durchmesser der Meßkopf zusätzlich verstellt und wiederum sehr präzise justiert werden muß. Dies verursacht erfah rungsgemäß beim Anwender erhebliche Schwierigkeiten.Further improvement has already been proposed To use reflection measurement system that is able to already in the production of photographic stencils so-called registration marks on each template in conjunction with a specially developed micro to recognize processor-controlled scanning methods to da through an automatic adjustment of the printing templates enable. However, this reflection measurement method brings a number of problem with it. For one thing, the ver drive strongly from the surface contrast of the respective Scha blone dependent, which is especially true when using un different photoresist colors from the stencil manufacturer too large during the later template adjustment Can cause difficulties. Furthermore, the measuring ver can only be used to a limited extent with roughly perforated sheets screen seven and for stencils with so-called light Engraving errors. A distinction between error signals and measurement signals is only possible to a very limited extent here. Furthermore the measurement depends on the respective measuring distance between the sensor (receiver element) and the template, which for The consequence is that when using different templates diameter of the measuring head additionally adjusted and again must be adjusted very precisely. This caused experience According to the user considerable difficulties.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Verfah ren und eine Einrichtung zur Justierung der Druckschablonen einer Rotationssiebdruckmaschine zu schaffen, die bei hoher Betriebssicherheit eine vollautomatisch rechnergesteuerte Positionierung der Druckschablonen ermöglicht, und zwar un abhängig von der Art der Schablonenherstellung und deren Durchmesser.The invention is therefore based on the object, a method ren and a device for adjusting the stencils to create a rotary screen printing machine that works at high Operational reliability a fully automatic computer-controlled Positioning of the stencils enables, namely un depending on the type of stencil production and its Diameter.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine die Hohlzylinderwand der jeweiligen Druckschablone durchsetzen de opto-elektronische Meßstrecke verwendet wird, die vor zugsweise mit kohärentem Licht, insbesondere Laserlicht, betrieben wird.The invention is characterized in that a Push through the hollow cylinder wall of the respective printing template de opto-electronic measuring section is used before preferably with coherent light, especially laser light, is operated.
Obwohl zunächst grundsätzliche Bedenken bestanden, ob sich die oben aufgezeigten Probleme bei opto-elektronischer Er fassung der Schablonenposition insbesondere durch Streuef fekte nicht noch vergrößern würde, ergaben sich überra schenderweise durch das neue Meßprinzip folgende Vorteile:Although there were fundamental concerns at first whether the problems outlined above with opto-electronic Er version of the template position, in particular by litter effects would not increase, there were overwhelming results The new measuring principle has the following advantages:
- - Für die Messung ist jetzt nicht mehr der Oberflächenkon trast der jeweiligen Druckschablone, sondern deren Durch lässigkeit maßgebend, wodurch man von der Schablonenfarbe völlig unabhängig wird.- The surface con is no longer for the measurement traces the respective printing template, but its through nonchalance prevailing, which makes one of the stencil color becomes completely independent.
- - Eventuelle Gravurfehler im Schablonenlack und/oder der Feinheitsgrad der Perforation haben bei Durchleuchtung überraschenderweise einen wesentlich geringeren Einfluß auf die Meßsicherheit des Systems als erwartet.- Possible engraving errors in the stencil varnish and / or the The degree of fineness of the perforation during fluoroscopy Surprisingly, a much smaller influence on the measurement reliability of the system than expected.
- - Ein wichtiger Vorteil ist, daß Sender und Empfänger der opto-elektronischen Meßstrecke auch bei Verwendung sehr stark unterschiedlicher Schablonendurchmesser unverändert an derselben fest vorgesehenen Stelle befestigt sein können, da es überraschenderweise und im Gegensatz zum Reflexionsmeßverfahren keine entscheidende Rolle spielt, wenn die zur Messung verwendeten Lichtstrahlen nicht im rechten Winkel auf die Schablonenoberfläche auftreffen.- An important advantage is that the transmitter and receiver of the opto-electronic measuring section even when used very greatly different template diameter unchanged be attached to the same fixed location can because it is surprisingly and unlike Reflection measurement method does not play a decisive role, if the light rays used for the measurement are not in the hit the template surface at a right angle.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in abhängigen Patentansprüchen angegeben und werden nach folgend mit Bezug auf die Zeichnungen näher er läutert. Es zeigtAdvantageous further developments of the inventive concept are in dependent claims and are specified in following it with reference to the drawings purifies. It shows
Fig. 1 den prinzipiellen Systemaufbau für das erfindungs gemäße Verfahren und eine Einrichtung zur Justie rung einer Rotationssiebdruckmaschine; Figure 1 shows the basic system structure for the inventive method and a device for Justie tion of a rotary screen printing machine.
Fig. 2 ein prinzipielles und erprobtes Beispiel für die fest justierte Anbringung der opto-elektronischen Meßstrecke; Fig. 2 shows a basic example and tested for the fixed-aligned attachment of the optoelectronic measurement path;
Fig. 3 und 4 dienen zur Verdeutlichung des Meß- und Ju stierverfahrens; und FIGS. 3 and 4 serve to illustrate the measuring and Ju bull method; and
Fig. 5A und 5B veranschaulichen an zwei aufeinanderfolgen den Flußdiagrammen den Positionierungvorgang für die Druckschablonen. FIGS. 5A and 5B illustrate the positioning process for the printing stencils on two successive flow charts.
Einander entsprechende Bauteile oder Baugruppen sind in den Figuren mit den gleichen Bezugshinweisen gekennzeichnet.Corresponding components or assemblies are in the Figures marked with the same references.
Der Systemaufbau der Fig. 1 zeigt eine in einem Druckscha blonen-Spannaggregat 3 gelagerte Druckschablone 1, die in bekannter Weise als Hohlzylinder ausgeführt ist. Das im In neren der Druckschablone 1 geführte Farbrohr, der Farbfüh ler, die stirnseitig angeordneten Schablonentriebsräder und ähnliches, sind aus Gründen der Übersichtlichkeit, auch weil unverändert und bekannt, in Fig. 1 nicht dargestellt. Die Druckschablone 1 kann über einen ersten Schrittmotor 4 in X-Richtung (Rotation) verdreht und durch einen zweiten Schrittmotor 5 in Y-Richtung (Querbewegung; annähernd Axialrichtung) versetzt werden. Die Verstellbewegungen der Druckschablone 1 durch die Stellmotoren 4 bzw. 5 erfolgt unter Vorgabe durch einen Positionierrechner 6 (Achsenrech ner) über digitale Treiberverstärker 7 bzw. 8 entsprechend einem in einem Leitrechner 9 des Gesamtsystems abgelegten Programmablauf. Erfindungsgemäß erhält der Achsenrechner 6 an einem Steuereingang 10 Meßsignale von einer opto-elek trischen Meßstrecke 2, die im wesentlichen durch ein au ßerhalb der Druckschablone 1 angeordnetes Senderelement 11 und ein innerhalb der Druckschablone 1 fixiertes Empfänger element 12 gebildet ist, dessen elektrisches Signalmuster den Steuereingang 10 des Achsenrechners 6 beaufschlagt. Das Verarbeitungsprinzip für die von der opto-elektronischen Meßstrecke 2 gelieferten Signale zur Positionierung der Druckschablone 1 über die Stellmotoren 4 und 5 wird weiter unten unter Bezug auf die Fig. 4 und 5 erläutert.The system structure of Fig. 1 shows a stored in a Druckscha blonen clamping unit 3 printing stencil 1 , which is designed in a known manner as a hollow cylinder. The ink tube guided in the interior of the printing stencil 1 , the ink guide, the stencil drive wheels arranged at the end and the like are not shown in FIG. 1 for reasons of clarity, also because they are unchanged and known. The printing stencil 1 can be rotated in the X direction (rotation) via a first stepper motor 4 and offset in the Y direction (transverse movement; approximately axial direction) by a second stepper motor 5 . The adjustment movements of the printing stencil 1 by the servomotors 4 and 5 are carried out by a positioning computer 6 (axis computer) via digital driver amplifiers 7 and 8 in accordance with a program sequence stored in a master computer 9 of the overall system. According to the invention, the axis computer 6 receives at a control input 10 measurement signals from an opto-electrical measuring section 2 , which is essentially formed by a transmitter element 11 arranged outside the printing template 1 and a receiver element 12 fixed within the printing template 1 , the electrical signal pattern of which is the control input 10 applied to the axis computer 6 . The processing principle for the signals supplied by the opto-electronic measuring section 2 for positioning the printing stencil 1 via the servomotors 4 and 5 is explained further below with reference to FIGS. 4 and 5.
Die Fig. 2 zeigt in einer prinzipiellen Querschnittsdarstel lung ein Beispiel für die Anbringung des Senderelements 11 bzw. der Empfängereinheit 12 der opto-elektronischen Meß strecke 2. Wie die Zeichnung erkennen läßt, kann das Emp fängerelement 12 gleichzeitig mit dem Farbniveaufühler 13 und mit diesem verbunden angebracht werden. Fig. 2 shows in a basic lung Querschnittsdarstel an example of the mounting of the transmitter element 11 and the receiver unit 12 of the opto-electronic measuring section 2. As the drawing shows, the Emp catcher element 12 can be attached to and connected to the color level sensor 13 at the same time.
Bei der Darstellung der Fig. 2 sind stark unterschiedliche Durchmesser für die Druckschablone 1 eingezeichnet mit ei nem in starker Linienführung veranschaulichten kleinen Durchmesser sowie einem mittleren und einem großen Durch messer. Bei der Verwendung so stark unterschiedlicher Scha blonendurchmesser ergibt sich in Abhängigkeit von der Befe stigungshöhe der opto-elektronischen Meßstrecke 2 mit Bezug auf den jeweiligen Durchmessermittelpunkt ein unterschied licher "Leuchtwinkel" α, der in der Darstellung durch zwei Tangentenkonstruktionen am kleinen bzw. großen Durchmes ser sichtbar gemacht ist. Trotz dieser stark unterschiedli chen Leuchtwinkel, die bei Reflexionsmessung einen erhebli chen Einfluß haben und eine Nachjustierung der Meßstrecke bei Änderung des Schablonendurchmessers verlangen, zeigt sich bei dem erfindungsgemäßen Meßprinzip mit Durchgangs licht, daß eine Nachjustierung für die allermeisten Anwen dungsfälle nicht erforderlich ist.In the illustration of FIG. 2, very different diameters are drawn for the printing stencil 1 with a small diameter and a medium and a large diameter, illustrated in strong lines. When using such a wide variety of template diameters, depending on the mounting height of the opto-electronic measuring section 2, with reference to the respective center of diameter, a different "light angle" α is obtained , which is shown in the illustration by two tangent constructions on the small or large diameter is made visible. Despite these strongly differing light angles, which have a significant influence on reflection measurement and require readjustment of the measuring section when the template diameter changes, the measuring principle according to the invention with through light shows that readjustment is not necessary for the vast majority of applications.
Nach Positionierung und Justierung der Druckschablonen er folgt die Fixierung im Schablonenspannaggregat 3 in übli cher und bekannter Weise.After positioning and adjusting the stencils, it is fixed in the stencil clamping unit 3 in a usual and known manner.
Anhand der Fig. 3, 4 und 5 wird nachfolgend das Positio nier- und Justierverfahren für die Druckschablonen erläu tert. Dieses Justierverfahren kann in zwei Abschnitte un terteilt werden, die mit Vorselektieren (Fig. 3 und 5A) bzw. Feinjustierung (Fig. 4 und 5B) bezeichnet werden kön nen.Referring to Figs. 3, 4 and 5, the positio hereinafter nier- and erläu tert adjustment method for the printing stencil. This adjustment method can be divided into two sections, which can be called preselection (FIGS . 3 and 5A) or fine adjustment ( FIGS. 4 and 5B).
Die Fig. 3 zeigt die Abwicklung der Mantelfläche einer Druckschablone 1, auf der im Randbereich (vergrößert darge stellt) über den Umfang verteilt Druckmarken 14 nach einem bestimmen System angeordnet aufgebracht sind. Eine weitere Markierung ist das sogenannte Passerkreuz 16, das den Mu sterbeginn jeder Schablone 1 kennzeichnet. Fig. 3 shows the development of the outer surface of a printing stencil 1 , on the edge area (enlarged Darge provides) distributed over the circumference printed marks 14 are applied arranged according to a certain system. Another marking is the so-called register cross 16 , which marks the pattern start of each template 1 .
Beim Vorselektieren wandert ein (ebenfalls stark vergrößert gezeigter) Lichtpunkt als Meßpunkt 15 bei gleichzeitigem X- und Y-Vorschub spiralenförmig vom äußeren Rand in Richtung zur Schablonenmitte so lange, bis das erste Sensorsignal von einer der Druckmarken 14 registriert wird. In diesem Augenblick wird der Y-Vorschub gestoppt, während der wei terarbeitende X-Vorschub (Rotation) zu einer Sensorimpuls folge führt, die exakt der Anordnung und Folge der Markie rungen 14 auf der Schablone 1 entspricht.When preselecting, a (also greatly enlarged) light point moves as measuring point 15 with simultaneous X and Y feed spirally from the outer edge towards the center of the template until the first sensor signal is registered by one of the print marks 14 . At this moment, the Y feed is stopped, while the further X feed (rotation) leads to a sensor pulse sequence that corresponds exactly to the arrangement and sequence of the markings 14 on the template 1 .
Wie aus der Skizze der Fig. 3 ersichtlich, ist das Passer kreuz 16 die letzte Markierung in der Markierungsfolge. Das Passerkreuz 16 kann aufgrund seiner anderen Konfiguration von der Rechnerlogik als Referenzpunkt erkannt werden.As can be seen from the sketch in FIG. 3, the register cross 16 is the last marking in the marking sequence. Due to its different configuration, the registration cross 16 can be recognized by the computer logic as a reference point.
Bei der nachfolgenden Feinjustierung wird das Passerkreuz 16 in folgender Weise vermessen:In the subsequent fine adjustment, the register cross 16 is measured in the following way:
Es wird mit dem Meßpunkt 15 der in Fig. 4 vertikale obere Balken des Passerkreuzes 16 in X-Richtung überfahren und dabei wird die Impulsdauer des Sensorimpulses 17 in ein be stimmtes Verhältnis zur Schrittzahl der Steuerimpulse 18 des Schrittmotors während der Dauer des Impulses 17 ge bracht. Anschließend wird der Schrittmotor für die Y-Rich tung in gleicher Weise erregt und es wird entsprechend ge messen.It is overrun with the measuring point 15 in Fig. 4 vertical upper bar of the register 16 in the X direction and the pulse duration of the sensor pulse 17 in a certain ratio to the number of steps of the control pulses 18 of the stepper motor during the duration of the pulse 17 is brought GE . Then the stepper motor for the Y direction is excited in the same way and it is measured accordingly.
Die ermittelten Sensorimpulse für die X- und die Y-Richtung werden rechnerisch summiert und sodann halbiert und in ent sprechende Motorschritte umgesetzt. Auf diese Weise läßt sich genau das Zentrum 10 des Passerkreuzes 16 errechnen und über die X- und Y-Vorschübe automatisch einstellen. Ist dieser Zustand erreicht, so ist die Schablone 1 richtig po sitioniert.The sensor pulses determined for the X and Y directions are added up by calculation and then halved and converted into corresponding motor steps. In this way, the center 10 of the register cross 16 can be calculated and automatically adjusted via the X and Y feeds. If this state is reached, the template 1 is correctly positioned.
Durch das hier erfindungsgemäß angewendete Verfahren der erläuterten Impulshalbierung ist das System in seiner Ge nauigkeit nicht von der Größe bzw. Strichstärke des Passer kreuzes oder der anderen Markierungen abhängig.By the method according to the invention used here The system is in its ge accuracy does not depend on the size or line width of the register cross or other markings.
Die aufeinanderfolgenden Flußdiagramme der Fig. 5A und 5B gegen den oben erläuterten Vorgang beim Vorselektieren und Feinjustieren anschaulich wieder. Für den Fachmann erschei nen weitere Erläuterungen entbehrlich.The successive flow diagrams of FIGS . 5A and 5B vividly again against the above-explained process for preselection and fine adjustment. Further explanations appear to be unnecessary for the person skilled in the art.
Das Verfahren der Vorselektierung kann software-mäßig je derzeit auch auf andere Markierungsfolge und -formen auf einfache Weise umprogrammiert werden ohne Änderung an den opto-elektronischen Meßstrecken (Sensoren) des Gesamtsy tems und/oder ohne Änderung anderer Hardware-Komponenten.The process of preselection can vary depending on the software currently also on other marking sequences and forms can be easily reprogrammed without changing the opto-electronic measuring sections (sensors) of the total sy tems and / or without changing other hardware components.
Um hohe Leuchtdioden und einen guten Signal/Rauschabstand für das Meßsignal zu erhalten, ohne gleichzeitig die Lei stung für die opto-elektronischen Elemente 11, 12 erhöhen zu müssen, kann es vorteilhaft sein, daß Senderelement 11 mit einer bestimmten Frequenz zu tasten, d. h. im Pulsbe trieb zu arbeiten. Die Unterscheidung des Meßsignals vom Erregertakt kann ohne Schwierigkeiten mit üblichen Methoden des Vergleichs und der Filterung erreicht werden.In order to obtain high light-emitting diodes and a good signal / noise ratio of the measuring signal without simultaneously Lei stung for the opto-electronic elements 11, the need to increase 12, it may be advantageous that the transmitter element 11 to scan at a certain frequency, ie Pulse operation to work. The measurement signal can be distinguished from the excitation clock without difficulty using conventional methods of comparison and filtering.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |