EP1717030A2

EP1717030A2 - Vorrichtung zum Bedrucken von flächigen Werkstücken

Info

Publication number: EP1717030A2
Application number: EP06005141A
Authority: EP
Inventors: Sascha Lämmle; Michael Poitinger
Original assignee: Robert Buerkle GmbH
Current assignee: Robert Buerkle GmbH
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2026-03-14
Also published as: DE102005020213A1; ES2303704T3; EP1717030B1; EP1717030A3; DE502006000761D1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bedrucken von flächigen Werkstücken (8), mit einer Transporteinrichtung (1;6;9;16) für die Werkstücke (8) und mit mindestens einem Druckwerk (3), in welchem eine Auftragswalze (4) auf den durch das Druckwerk (3) transportierten Werkstücken (8) abrollt und hierbei ein Druckbild (18) auf die Werkstückoberfläche aufbringt, wobei die Transporteinrichtung (1;6;9;16) mit einer seitlichen Führung (7) für die Werkstücke (8) versehen ist. Wesentlich ist, dass die seitliche Führung (7) abschnittsweise zwischen einer Neutralstellung (14) und einer Prüfstellung (15) motorisch verstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bedrucken von flächigen Werkstücken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Vorrichtung umfasst demnach eine Transporteinrichtung für die Werkstücke sowie mindestens ein Druckwerk, in welchem eine Auftragswalze auf den durch das Druckwerk transportierten Werkstücken abrollt und hierbei ein Druckbild auf die Werkstückoberfläche aufbringt. Die Transporteinrichtung ist mit einer seitlichen Führung für die Werkstücke versehen, an der anliegend dieselben durch das Druckwerk transportiert werden. Die Auftragswalze kann hierbei als Druckzylinder oder als Übertragungswalze für die Übertragung von Farbe von einem Druckzylinder, beispielsweise einem Gravurzylinder, auf die Werkstückoberfläche ausgebildet sein, während üblicherweise eine Gegenwalze vorhanden ist, die mit der Auftragswalze zusammenwirkend einen Druckspalt bildet. Beim Mehrfarbendruck sind in einer gattungsgemäßen Vorrichtung mehrere Druckwerke hintereinander geschaltet, die von den Werkstücken sukzessive durchlaufen werden.
Insbesondere um Holzwerkstoffplatten das Aussehen von Echtholz zu geben, werden aufgrund der Kostenvorteile gegenüber einem Echtholzfurnier oder Folienbeschichtungen zunehmend Druckbilder von Dekoren und Maserungen direkt auf die Holzwerkstoffplatten aufgedruckt. Für eine möglichst hohe Qualitätsanmutung reicht allerdings ein einfacher Einfarbendruck nicht aus. Es ist vielmehr erwünscht, die Maserung oder das Dekor im Mehrfarbendruck auf die Werkstoffplatte aufzubringen. Dies ist durchaus nicht nur bei Holzwerkstoffen der Fall. Auch Anwendungen bei anderen Werkstoffen, die durch einen Oberflächendruck qualitativ verbessert werden können, wie beispielsweise Stein- oder Kunstlederoberflächen, können durch einen Mehrfarbendruck aufgewertet werden.
Gerade für einen qualitativ hochwertigen Mehrfarbendruck ist es jedoch unabdingbar, dass die einzelnen Druckbilder auf dem Werkstück jeweils innerhalb sehr enger Toleranzen, typischerweise im Bereich von ± 0,1 mm, positioniert werden. Nur so kann eine mit der herkömmlichen Folienbeschichtung vergleichbare optische Qualität erzielt werden. Diese Anforderungen sind bei den hier vorliegenden flächigen Werkstücken allerdings ungleich schwerer einzuhalten, als bei Maschinen für Papier oder Folien. Denn die hier vorliegenden flächigen Werkstücke laufen nicht endlos als Bedruckstoffbahn durch die Druckmaschine, und ein Drucken nach dem Vorbild von Papier-Bogendruckmaschinen ist in aller Regel wegen der Unnachgiebigkeit der vorliegenden flächigen Werkstücke nicht möglich.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, welche die eben geschilderten Problemstellungen mit hervorragenden Ergebnissen löst, ist aus der DE 103 33 626 A1 bekannt. Dort wird unter anderem das Druckbild durch eine Bildverarbeitungseinrichtung automatisch daraufhin ausgewertet, ob die Druckbildlage sowie die Druckbildlänge innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegen oder nicht. Die erhaltenen Ergebnisse wirken auf die Antriebe der Transporteinrichtung und/oder die Antriebe der am Druck beteiligten Zylinder ein, um die Druckbildlage bzw. die Druckbildlänge bei Bedarf in Richtung kleinerer Toleranzen zu beeinflussen. Es handelt sich also um einen Regelkreis, der während der Produktion eine Korrektur durchführt, insbesondere durch Beschleunigen oder Verzögern einzelner oder aller am Druck beteiligten Zylinder und/oder der Transporteinrichtung.
Beim Bedrucken von Werkstücken mit Maserungen ist es jedoch oft problematisch, das exakte Übereinanderliegen der Druckbilder zu erkennen bzw. festzustellen, in welche Richtung korrigiert werden muss, um ein schlechtes Druckbild zu verbessern; denn die Maserungen sind naturgemäß gewollt unregelmäßig gehalten, was insbesondere ein automatisches Erkennen der Druckbildlage mittels Bildverarbeitungseinrichtungen enorm erschwert. Abhilfe können hier separate Druckbildlage-Markierungen, beispielsweise in Form von Passmarken oder Farbampeln schaffen, die zusätzlich zum eigentlichen Druck auf die Werkstückoberfläche aufgebracht werden und eine automatische Auswertung der entsprechenden Druckbildlage ― und bei entsprechender Anzahl von Druckbildlagen-Markierungen auch der Druckbildlänge ― mit hoher Genauigkeit ermöglichen. Beim ganzflächigen Bedrucken der Werkstückoberflächen mit Dekoren oder Maserungen jedoch ist das Verwenden solcher Druckbildlage-Markierungen im laufenden Produktionsprozess naturgemäß nicht möglich. Es müssen dann vielmehr immer wieder Testdurchläufe durchgeführt werden, um die exakte Positionierung der Druckbilder zu prüfen. Die Produktion muss hierfür unterbrochen werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine automatische Überwachung und gegebenenfalls Regelung der exakten Druckbildpositionierung auch dann bei laufender Produktion zu ermöglichen, wenn die Werkstücke ganzflächig bedruckt werden.
Gelöst ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Bevorzugte Weiterbildungen dieser Vorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 11 niedergelegt.
Die Vorrichtung zum Bedrucken von flächigen Werkstücken nach der vorliegenden Erfindung, in der die Werkstücke mittels einer Transporteinrichtung mit seitlicher Führung durch das Druckwerk transportiert werden, in welchem eine Auftragswalze ein Druckbild auf die Werkstückoberfläche aufbringt, ist erfindungsgemäß also mit einer seitlichen Führung versehen, die abschnittsweise motorisch zwischen einer Neutralstellung und einer Prüfstellung verstellbar ist. Durch diese Maßnahme ist es möglich, ein normales Werkstück aus der Produktion als Stichprobe zum Prüfen der Druckbildlage und ―länge zu verwenden, und zwar einfach indem die seitliche Führung jeweils zumindest in demjenigen Abschnitt motorisch verstellt wird, in dem sich das Werkstück gerade befindet, so dass dessen seitlicher Rand nicht entlang der Neutralstellung der seitlichen Führung transportiert wird, sondern entlang der Prüfstellung, also gegenüber der normalen Produktion seitlich versetzt. Hierdurch ergibt sich auch bei einem vollflächigen Druck auf der Oberfläche des Werkstücks ein nicht mit dem eigentlichen Druckbild bedruckter Rand, auf welchem Druckbildlage-Markierungen wie Passmarken oder Farbampeln aufgebracht und von der Detektionseinrichtung am Ende der Vorrichtung eindeutig erkannt werden können. Die erfindungsgemäße motorische Verstellung der seitlichen Führungsabschnitte gewährleistet hierbei, dass die Abschnitte in sich exakt jeweils um den gleichen Betrag verstellt werden und dass danach die Neutralstellung wieder ebenso exakt eingenommen wird. Andernfalls wäre das Ergebnis der Detektion der Druckbildlage-Markierungen kaum aussagekräftig. Unter motorischer Verstellung sollen sämtliche Maßnahmen verstanden werden, die die entsprechenden Abschnitte der seitlichen Führung nicht von Hand verstellen, wie z. B. die Verstellung mit elektromotorischen, hydraulischen oder pneumatischen antrieben.
Besonders vorteilhaft kann die Erfindung während der laufenden Produktion eingesetzt werden, und zwar indem eine Steuerung für die seitliche Führung vorhanden ist, welche die seitliche Führung bedarfsweise derart abschnittsweise verstellt, dass ein bestimmtes Werkstück aus einer Reihe von auf der Transporteinrichtung befindlichen Werkstücken sukzessive an jeweils in die Prüfstellung verstellten Abschnitten der seitlichen Führung zu liegen kommt und hierdurch seitlich versetzt durch das Druckwerk transportiert wird, während die übrigen Werkstücke an den in der Neutralstellung befindlichen Abschnitten der seitlichen Führung anliegen und insofern die Produktion nahtlos weiterläuft. Die Steuerung kann dann beispielsweise so programmiert werden, dass jedes hundertste Werkstück als Stichprobe seitlich versetzt durch das Druckwerk oder die mehreren Druckwerke läuft, um die Produktionsqualität laufend zu überwachen und gegebenenfalls regelnd einzugreifen.
Wie schon erwähnt, ist es vorteilhaft, in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzusehen, dass das Druckwerk Druckbildlage-Markierungen auf den seitlich über die Neutralstellung der seitlichen Führung hinausreichenden Rand - den Prüfrand - der Werkstücksoberfläche des in die Prüfstellung seitlich versetzten Werkstücks druckt, während hinter dem Druckwerk eine Detektionseinrichtung zur Erkennung der Druckbildlage-Markierungen angeordnet ist.
Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Detektionseinrichtung derart mit der Steuerung zusammenwirkt, dass die Steuerung bei Bedarf die Neutralstellung der seitlichen Führung verändert, um seitliche Druckbildverschiebungen zu korrigieren.
Die Detektionseinrichtung kann alternativ auch derart mit der Steuerung zusammenwirken, dass diese bei Bedarf den Druckzylinder axial verschiebt, um seitliche Druckbildverschiebungen zu korrigieren. Alternativ oder zusätzlich zur axialen Verschiebung des Druckzylinders kann auch das gesamte Druckwerk oder andere einzelne Komponenten des Selben seitlich verschoben werden.
Wie an sich bekannt, kann die Detektionseinrichtung mit einem optischen Sensor, der insbesondere eine digitale Kamera sein kann, ausgestattet sein. Mit einer solchen digitalen Kamera können Druckbilder und Passmarken nicht nur nach ihrer Struktur, sondern auch nach ihrer Farbe digital aufgelöst werden.
Aufgrund der Höhenunterschiede, welche die Werkstoffe der vorliegenden Art normalerweise aufweisen, ist es dabei vorteilhaft, wenn der optische Sensor höhenverstellbar angeordnet ist, so dass sich die Oberfläche des bedruckten Werkstücks immer zuverlässig im Fokus des optischen Sensors befindet.
Besonders bevorzugt, insbesondere beim Mehrfarbendruck mit mehreren Druckwerken, ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Leitstand vorhanden, der die Antriebe der Druckwerke, die Antriebe der Transporteinrichtung und die Antriebe der seitlichen Führung steuert und auch regelt, und zwar in Abhängigkeit von den Signalen der Detektionseinrichtung. Hierbei können beispielsweise auf dem Prüfrand eines in Prüfstellung durch die Vorrichtung transportierten Werkstücks eine vordere und eine hintere Farbampel aufgebracht werden, von denen je eine Passmarke von je einem Druckwerk bedruckt wird. Die Detektionseinrichtung kann dann dementsprechend die Lagerichtigkeit der einzelnen Passmarken optisch überprüfen und hierdurch die Korrektheit der Druckbildlage in Transportrichtung, der Druckbildlage in Querrichtung sowie durch Vergleich der beiden Farbampein die Druckbildlänge erkennen. Liegen die Werte außerhalb einer vorgegebenen Toleranz, regelt der Leitstand dann die entsprechenden Antriebe so, dass die Druckbildlage bzw. die Druckbildlänge in die Toleranzwerte hineinwandern. Dies kann, wie aus der DE 103 33 626 A1 grundsätzlich bekannt, durch Beschleunigen oder Abbremsen von einem oder mehreren Antrieben im Druckwerk und/oder durch Beschleunigen oder Abbremsen der Transporteinrichtung vor dem Druckwerk und/oder durch Verändern der Neutralstellung der seitlichen Führung und/oder durch axiales Verstellen von am Druck beteiligten Zylindern des Druckwerks erfolgen. Eine Korrektur der Druckbildlänge kann durch gezieltes Erzeugen eines Schlupfs zwischen den bildtragenden Zylindern des Druckwerks oder der Auftragswalze und der Werkstückoberfläche erfolgen.
Schließlich ergeben sich weitere Vorteile, wenn Mittel zum Erzeugen einer senkrecht zur Transportrichtung und zur seitlichen Führung hin orientierten Transportkraftkomponente für das Werkstück vorhanden sind. Denn hierdurch kommt man mit nur einer seitlichen Führung aus und muss nicht beidseits der Transportstrecke seitliche Führungen vorsehen. Die seitliche Führung ist dann ein Anschlag, gegen den die Werkstücke automatisch gedrückt werden, wodurch sich eine exakte seitliche Ausrichtung der Werkstücke ergibt. Solche Mittel können eine Schrägrollenbahn sein, oder in einer geringen Verschränkung der Auftragswalze mit einer Gegenwalze im Druckspalt in der horizontalen Achslage zueinander oder in einer geringen Schiefstellung gegenüber der Durchlaufrichtung bestehen.
Mit der Erfindung ist es also möglich, die aus der DE 103 33 626 A1 bekannten Korrekturverfahren für insbesondere einen Mehrfarbendruck auf flächigen Werkstücken einzusetzen, auch wenn dieselben ganzflächig bedruckt werden und es aufgrund des unregelmäßigen Druckbildes, wie beispielsweise bei einer Holzmaserung, kaum möglich ist, Druckbildverschiebungen und Druckbildlängen-Veränderungen mittels eines bildverarbeitenden Sensors zuverlässig zu erkennen. Mit der Erfindung können während der Produktion einzelne stichprobenartig ausgewählte Werkstücke seitlich versetzt bedruckt und hierbei mit einem Prüfrand mit der Möglichkeit, Passmarken und Farbampeln aufzubringen, versehen werden.
Die Druckbildlage bezüglich dessen Anfang kann dann in der aus der DE 103 33 626 A1 bekannten Art und Weise durch Sensoren vorgenommen werden, die vor dem jeweiligen Druckwerk die Werkstückvorderkante erkennen, die beim Vollflächendruck mit der Rapportlage zusammenfällt, und durch gezieltes Beschleunigen oder Abbremsen der Transporteinrichtung und/oder des Druckzylinders den Druckbildanfang innerhalb sehr enger Toleranzen halten. Ungenauigkeiten in der Druckbildlänge, die daraus resultieren, dass die Vordruck-Einstellung der Auftragswalze und die Werkstückdicken mitunter variieren sowie aus der üblicherweise vorhandenen Inhomogenität der Auftragswalzenoberfläche, können anhand der Passmarken oder Farbampeln auf dem Prüfrand der Stichproben-Werkstücke von der nachgeschalteten Detektionseinheit erkannt werden und im Wege einer Tendenzkorrektur durch Erzeugen eines gezielten Schlupfs zwischen der Werkstückoberfläche und der Auftragswalze und/oder zwischen der Auftragswalze und einem gegebenenfalls vorhandenen zusätzlichen Druckzylinder eliminiert werden. Seitliche Druckbildverschiebungen, die ebenfalls anhand der Passmarken oder Farbampeln auf dem Prüfrand der Stichproben-Werkstücke erkennbar sind, werden ebenfalls im Wege der Tendenzkorrektur durch seitliches Versetzen des Druckzylinders oder durch Verändern der Neutralstellung der seitlichen Führung beseitigt.
Ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben und näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Draufsicht auf ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2: eine Draufsicht wie Fig. 1, mit einem verstellten seitlichen Führungsabschnitt;
Fig. 3: eine schematische Frontansicht des Druckwerks des Ausführungsbeispiels aus den Figuren 1 und 2;
Fig. 4: eine Ansicht wie Fig. 3, jedoch mit seitlich versetztem Werkstück;
Fig. 5: eine Draufsicht auf ein als Stichprobe bedrucktes Werkstück mit Passmarken auf einem Prüfrand;
Fig. 6: die Passmarke X aus Fig. 5;
Fig. 7: die Passmarke X aus Fig. 5, mit anderem Druckergebnis.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Diagonalrollenbahn 1, einen Gurtförderer 2, ein Druckwerk 3 mit einer Auftragswalze 4 und einer Gravurwalze 5 sowie eine Rollenbahn 6, die in Linie hintereinander angeordnet sind und jeweils Abschnitte einer seitlichen Führung 7 aufweisen. Die seitliche Führung 7 besteht im vorliegenden Fall jeweils aus einem vertikal angeordneten Förderband. In aller Regel werden drei bis fünf Druckwerke zwischen dem hier dargestellten Druckwerk 3 und der Rollenbahn 6 am Auslauf der Produktionslinie vorhanden sein, um einen Mehrfarbendruck auf durchlaufende Werkstücke 8 aufzubringen. Aus Gründen einer vereinfachten Darstellung ist hier jedoch nur ein Druckwerk 3 gezeigt.
Das Druckwerk 3 besteht nicht nur aus der Auftragswalze 4 und der Gravurwalze 5; unterhalb der Auftragswalze 4 ist eine (hier nicht sichtbare) Gegenwalze zur Bildung eines Druckspaltes vorgesehen, während ein Transportband 16 für einen möglichst schlupffreien Transport des Werkstücks 8 entlang der darauf abrollenden Auftragswalze 4 sorgt. Insbesondere Werkstücke 8 aus Holzwerkstoff weisen Dickentoleranzen auf, die einen direkten Druck mit einem Druckzylinder normalerweise nicht zulassen. Aus diesem Grund ist die hier vorliegende Auftragswalze 4 als Übertragungswalze ausgebildet, die als gummierte Stahlwalze gefertigt ist, deren Gummimantelfläche glatt geschliffen wurde. Das Druckbild wird dementsprechend vom Gravurzylinder 5 abgenommen, der Vertiefungen aufweist, die sich im (nicht dargestellten) Farbwerk mit Farbe füllen und diese nachfolgend an die Auftragswalze 4 abgeben. Die Auftragswalze 4 befindet sich während des Drucks also im gleichzeitigen Kontakt mit dem Gravurzylinder 5 und der Oberfläche des Werkstücks 8, während sie das Druckbild vom Gravurzylinder 5 übernimmt und auf das Werkstück 8 überträgt.
Eine exakte 1:1 Übertragung des Druckbildes auf die Oberfläche des Werkstücks 8 erfolgt nur dann, wenn sowohl bei der Abrollbewegung des Gravurzylinders 5 auf der Auftragswalze 4 als auch bei der Abrollbewegung der Auftragswalze 4 auf der Oberfläche des Werkstücks 8 keinerlei Schlupf auftritt. Durch unterschiedliche Störeinflüsse, wie die Vordruck-Einstellung der Auftragswalze 4, die Dickentoleranz bei den Werkstücken 8 oder eine Inhomogenität der Oberfläche der Auftragswalze 4, ergibt sich ein solcher Schlupf, was in Druckbildverzerrungen und gleichzeitig auch immer in Schwankungen der Druckbildlänge resultiert. Insbesondere im Mehrfarbendruck mit mehreren Druckwerken 3 macht sich dies im Druckbild störend bemerkbar, da in aller Regel die Verzerrungen im Druckbild nicht in jedem Druckwerk 3 identisch auftreten und dementsprechend die einzelnen Farben im Druckbild dann nicht mehr exakt übereinander liegen.
Damit die Werkstücke 8 seitlich exakt ausgerichtet bedruckt werden, werden sie beim Transport durch die Vorrichtung mit einer seitlichen Kraft beaufschlagt, die sie gegen die seitliche Führung 7 drückt und gewährleistet, dass die Werkstücke 8 an der seitlichen Führung 7 anliegend bedruckt werden. Im Eingangsbereich der Produktionslinie erfolgt dies über die Schrägrollenbahn 1, welche auch größere seitliche Bewegungen der Werkstücke 8 zur seitlichen Führung 7 hin selbsttätig ermöglicht, während beim Gurtförderer 2 ein Fördergurt 9 mit darüberliegenden Rollen 10 kombiniert ist, welche die seitliche Kraft auf das Werkstück 8 ausüben. Im Druckwerk 3 sorgt eine leichte Verschränkung der Auftragswalze 4 zur (nicht sichtbaren) Gegenwalze für eine Kraftkomponente zur seitlichen Führung 7 hin.
Der Gurtförderer 2 dient in der vorliegenden Produktionslinie zur Grobjustierung der Druckbildlage, d.h. er sorgt für eine Synchronisierung der Winkelstellung der Gravurwalze 5 mit der Vorderkante des Werkstücks 8. Hierfür ist ein Vorlaufsensor 11 vorhanden, der die Vorderkante des Werkstücks 8 erkennt, während der Fördergurt 9 unabhängig von den restlichen Transporteinrichtungen 1, 16, 6 vor- und zurückbewegbar ist. Durch bedarfsweises Abbremsen, Beschleunigen oder gar Rückwärtsbewegen des Fördergurtes 9 wird also sichergestellt, dass das Werkstück 8 synchronisiert zur Winkelstellung der Gravurwalze 5 an das Druckwerk 3 abgegeben wird, so dass der Anfang des auf der Gravurwalze 5 befindlichen und auf die,Auftragswalze 4 übertragenen Druckbildes in etwa mit der Vorderkante des Werkstücks 8 zusammenfällt. Ein Druckbildlage-Sensor 12 im Druckwerk 3, unmittelbar vor der Auftragswalze 4 angeordnet, dient zur Feinjustierung des Druckbildanfangs in der aus der DE 103 33 626 A1 bekannten Verfahrensweise. Sollte die Winkelstellung der Gravurwalze 5 nicht so exakt mit dem Zeitpunkt, in dem die Vorderkante des Werkstücks 8 den Druckbildlage-Sensor 12 passiert, synchronisiert sein, um den Druckbildanfang exakt mit der Vorderkante des Werkstücks 8 zu überlagern, wird das Transportband 16 abgebremst oder beschleunigt, und zusätzlich oder alternativ werden die Auftragswalze und die Gravurwalze 5 abgebremst oder beschleunigt, um eine exakte Übereinstimmung und somit einen exakten Rapport an der Anfangskante des Werkstücks 8 zu gewährleisten.
Die oben bereits angesprochene Druckbildverzerrung oder Druckbildlängen-Toleranz, die durch Schlupfbildung im Druckwerk 3 entstehen kann, sowie eine seitliche Druckbildlage-Toleranz kann anhand der Vorderkante des Werkstücks 8 nicht detektiert werden, so dass in diesem Zusammenhang der Vorlaufsensor 11 und der Druckbildlage-Sensor 12 wirkungslos sind. Hierfür müssen vielmehr Passmarken oder, im Falle von mehreren Druckwerken 3, zu Farbampeln kombinierte Passmarken auf die Oberfläche des Werkstücks 8 aufgebracht werden, um Schwankungen in der Druckbildlänge sowie in der seitlichen Lage des Druckbilds erkennen zu können. Automatisch geschieht dies durch eine am Auslauf der Vorrichtung angeordnete Kamera 13, die mit einer digitalen Bildverarbeitung die Passmarken auswerten kann.
Wie eingangs bereits erwähnt, ist es jedoch beim ganzflächigen Bedrucken der Oberflächen von Werkstücken 8 nicht möglich, Passmarken aufzubringen, ohne das Druckbild empfindlich zu stören; normalerweise werden Passmarken, die innerhalb des Druckbilds liegen, vom Kunden nicht akzeptiert. Dementsprechend ist die seitliche Führung 7 gemäß der vorliegenden Erfindung abschnittsweise verstellbar, was in Fig. 2 dargestellt ist. Hier wird ein stichprobenartig ausgewähltes Werkstück 8 gerade seitlich versetzt durch das Druckwerk 3 geführt, indem der am Druckwerk 3 befindliche Abschnitt der seitlichen Führung 7 aus einer Neutralstellung 14 in eine Prüfstellung 15 seitlich verstellt worden ist. Die anderen Abschnitte der seitlichen Führung 7 befinden sich weiterhin in der Neutralstellung 14, so dass die anderen in der Linie befindlichen Werkstücke 8 normal weiter bedruckt und bearbeitet werden. Immer nur dann, wenn das zeitlich versetzte Werkstück 8 an einem entsprechenden Abschnitt der seitlichen Führung 7 ankommt, wird dieser Abschnitt in die Prüfstellung 15 verstellt und nach Passieren des entsprechend seitlich versetzten Werkstücks 8 wieder in die Neutralstellung 14 zurückgestellt, so dass im Ergebnis nur ein einziges Werkstück 8 seitlich versetzt durch die Vorrichtung geführt wird.
Auf der Gravurwalze 5 sind neben dem Druckbild Passmarken eingraviert, die sich dementsprechend auf die Auftragswalze 4 übertragen, von wo sie nur dann auf das Werkstück 8 gelangen, wenn dieses in die Prüfstellung 15 seitlich versetzt durch das Druckwerk 3 transportiert wird. Dies führt zu einem Prüfrand 19 neben dem Druckbild 18, wie es in Fig. 5 gezeigt ist.
Die Figuren 3 und 4 zeigen eine schematische Ansicht des Druckwerks 3 in Durchlaufrichtung, so dass hier neben der Auftragswalze 4 und der Gravurwalze 5 auch eine Gegenwalze 17 sichtbar ist, die zusammen mit der Auftragswalze 4 einen Druckspalt bildet, durch den das Werkstück 8 auf dem Transportband 16 aufliegend geführt wird.
Figur 3 zeigt hierbei das Werkstück 8 in der seitlichen Neutralstellung 14, während Fig. 4 das Werkstück 8 in der seitlich versetzten Prüfstellung 15 zeigt. Die Auftragswalze 4, der Gravurzylinder 5 und die Gegenwalze 17 sind jeweils mit einem eigenen Antrieb versehen. Zur Erhöhung der Genauigkeit des Bildauftrags auf die Werkstückoberfläche sowie zur Vermeidung von unerwünschten Bildverzerrungen gibt der Antrieb der Gegenwalze 17 jedoch ein geringeres Drehmoment ab als dasjenige der Auftragswalze 4. Dies stellt eine größtmögliche Schlupffreiheit des Abrollens der Auftragswalze 4 auf dem Werkstück 8 sicher. Zusätzlich sind die Antriebe regelbar, um je nach von der Kamera 13 festgestellten Bildverzerrungen oder Bildlängentoleranzen einen gezielten "Gegenschlupf" zu erzeugen, um die Störgröße zu eliminieren und die Druckbildlänge bestmöglichst auf dem Niveau einer 1:1-Abbildung zu halten. Um seitliche Lagetoleranzen des Druckbildes 18 auszugleichen, kann das Druckwerk 3 als Ganzes, oder einzelne Komponenten wie insbesondere die Gravurwalze 5 axial verstellbar angeordnet sein. Eine Korrektur einer seitlichen Druckbildlage-Abweichung kann selbstverständlich auch durch Verändern der Neutralstellung 14 der seitlichen Führung 7 erfolgen.
Figur 5 zeigt schematisch ein bedrucktes Werkstück 8, das seitlich in die Prüfstellung 15 versetzt durch das vorliegende Ausführungsbeispiel der Erfindung geführt worden ist. Dementsprechend ist das Druckbild 18 seitlich versetzt, und ein Prüfrand 19 bleibt frei, wobei im Prüfrand 19 eine erste Farbampel 20 mit vier Passmarken sowie eine zweite Farbampel 21 mit ebenfalls vier Passmarken aufgebracht ist. Vorliegend erfolgte also ein Vierfarbendruck mit insgesamt vier Druckwerken 3. Durch Vergleich der beiden Farbampeln 20 und 21 kann für jede Farbe getrennt die korrekte Druckbildlänge erkannt werden.
In den Figuren 6 und 7 ist die Farbampel 21 abgebildet und zwar in Figur 6 mit Passmarken 22, 23, 24 und 25, die jeweils exakt innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegen, während Figur 7 Korrekturbedarf anzeigt: Die Passmarke 22 für das erste Druckwerk 3 zeigt ein zu kurzes Druckbild 18. Die Passmarke 23 ist innerhalb der vorgegebenen Toleranz, so dass sich hieraus ergibt, dass das zweite Druckwerk exakt arbeitet. Die Passmarke 24 für das dritte Druckwerk zeigt Korrekturbedarf sowohl in der Druckbildlänge (diese ist zu lang) als auch in der seitlichen Druckbildlage. Entsprechendes gilt für die Passmarke 25 für das vierte Druckwerk.
Die Farbampeln bzw. Passmarken werden von der Kamera 13 am Auslauf der Drucklinie erfasst und ausgewertet, so dass eine selbsttätige Korrektur der entsprechenden Druckwerke mittels Regeln der Antriebe und der sonstigen Verstellmöglichkeiten sich im Rahmen einer Tendenzkorrektur auf die nachfolgenden Werkstücke 8 auswirkt. Es ergibt sich so ein Regelkreis bzw. ein System von Regelkreisen, die während der laufenden Produktion auch bei vollflächigem Bedrucken von Werkstücken 8 die Einhaltung von sehr engen Toleranzen für die Druckbildlage und die Druckbildlänge selbsttätig gewährleistet.

Bezugszeichenliste

1: Diagonalrollenbahn
2: Gurtförderer
3: Druckwerk
4: Auftragswalze
5: Gravurwalze
6: Rollenbahn
7: seitliche Führung
8: Werkstück
9: Fördergurt
10: Rollen
11: Vorlaufsensor
12: Druckbildlage-Sensor
13: Kamera
14: Neutralstellung (von 7)
15: Prüfstellung (von 7)
16: Transportband
17: Gegenwalze
18: Druckbild
19: Prüfrand
20: Farbampel (erste)
21: Farbampel (zweite)
22: Passmarke (erste)
23: Passmarke (zweite)
24: Passmarke (dritte)
25: Passmarke (vierte)

Claims

Vorrichtung zum Bedrucken von flächigen Werkstücken, mit einer Transporteinrichtung (1, 6, 9, 16) für die Werkstücke (8) und mit mindestens einem Druckwerk (3), in welchem eine Auftragswalze (4) auf den durch das Druckwerk (3) transportierten Werkstücken (8) abrollt und hierbei ein Druckbild (18) auf die Werkstückoberfläche aufbringt, wobei die Transporteinrichtung (1, 6, 9, 16) mit einer seitlichen Führung (7) für die Werkstücke (8) versehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die seitliche Führung (7) abschnittsweise zwischen einer Neutralstellung (14) und einer Prüfstellung (15) motorisch verstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet;
dass eine Steuerung für die seitliche Führung (7) vorhanden ist, welche dieselbe bedarfsweise derart abschnittsweise verstellt, dass ein bestimmtes Werkstück (8) aus einer Reihe von auf der Transporteinrichtung (1, 6, 9, 16) befindlichen Werkstücken (8) sukzessive an jeweils in die Prüfstellung (15) verstellten Abschnitten der seitlichen Führung (7) zu liegen kommt und hierdurch seitlich versetzt durch das Druckwerk (3) transportiert wird, während die übrigen Werkstücke (8) aus dieser Reihe an den in der Neutralstellung (14) befindlichen Abschnitten der seitlichen Führung (7) anliegen.
Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Druckwerk (3) so ausgestaltet ist, dass es Druckbildlage-Markierungen (20, 21) auf den seitlich über die Neutralstellung (14) der seitlichen Führung (7) hinausreichenden Rand (19) der Werkstückoberfläche des in die Prüfstellung (15) versetzten Werkstücks (8) druckt.
Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet;
dass hinter dem Druckwerk (3) eine Detektionseinrichtung (13) zur Erkennung der Druckbildlage-Markierungen (20, 21) angeordnet ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Detektionseinrichtung (13) derart mit der Steuerung zusammenwirkend ausgestaltet ist, dass diese bei Bedarf die Neutralstellung (14) der seitlichen Führung (7) verändert, um seitliche Druckbildverschiebungen zu korrigieren.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Detektionseinrichtung (13) derart mit der Steuerung zusammenwirkend ausgestaltet ist, dass diese bei Bedarf das Druckwerk (3) und/oder den Druckzylinder (5) quer zur Bewegungsrichtung der Werkstücke (8) verschiebt, um seitliche Druckbildverschiebungen zu korrigieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Detektionseinrichtung (13) einen optischen Sensor, insbesondere eine digitale Kamera umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Detektionseinrichtung (13) höhenverstellbar angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Leitstand zum Regeln der Antriebe des Druckwerks (3) und/oder der Transporteinrichtung (1, 9, 16) und/oder der seitlichen Führung (7) vorhanden ist, der derart mit der Detektionseinrichtung (13) zusammenwirkend ausgestaltet ist, dass er entsprechend der Lage der Druckbild-Markierungen (20, 21) die Antriebe des Druckwerks (3) und/oder der Transporteinrichtung (1, 9, 16) beschleunigt oder verzögert und/oder die Neutralstellung (14) der seitlichen Führung (7) verändert, um Druckbild-Verschiebungen und/oder Druckbild-Längenverzerrungen zu korrigieren.
Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein am Druck beteiligter Zylinder (4, 5) des Druckwerks (3) zur Querjustierung des Druckbildes (18) axial verstellbar ist, wobei der Leitstand die axiale Verstellung entsprechend der Lage der Druckbild-Markierungen (20, 21) veranlasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass Mittel zum Erzeugen einer senkrecht zur Transportrichtung und zur seitlichen Führung (7) hin orientierten Transportkraftkomponente für das Werkstück (8) vorhanden sind.