EP2529932A1

EP2529932A1 - Verfahren zur Steuerung eines Drucklaufes in einer Rotationsdruckmaschine

Info

Publication number: EP2529932A1
Application number: EP12166607A
Authority: EP
Inventors: Dirk Völlmecke; Dirk Volkening; Oliver Koltermann
Original assignee: Eltromat GmbH
Current assignee: BST Eltromat International Leopoldshoehe GmbH
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2012-05-03
Publication date: 2012-12-05
Also published as: DE102011050733A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung eines Drucklaufes in einer Rotationsdruckmaschine, bei dem eine bedruckte Bahn (10) fortlaufend mit einem Kamerasystem (14) inspiziert wird und Fehler im Druckbild durch elektronische Auswertung der vom Kamerasystem gelieferten Bilddaten automatisch erkannt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die erkannten Fehler noch während des Drucklaufes als tolerierbar oder als Ausschuss bewertet werden und dass die Gesamtlänge der in dem Drucklauf bedruckten Bahn (10) um die als Ausschuss bewertete Bahnlänge erhöht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Drucklaufes zur Bearbeitung eines Druckauftrages in einer Rotationsdruckmaschine, bei dem eine bedruckte Bahn fortlaufend mit einem Kamerasystem inspiziert wird und Fehler im Druckbild durch elektronische Auswertung der vom Kamerasystem gelieferten Bilddaten automatisch erkannt werden.
Für eine lückenlose Inspektion des Druckerzeugnisses von Rotationsdruckmaschinen hat die Anmelderin spezielle Inspektionssysteme entwickelt, mit denen ein vollständiges Bild der bedruckten Bahn aufgenommen und digital gespeichert werden kann. Die Bildinformation wird dabei mit Positionsinformation verknüpft, die den Ort des jeweiligen Bildbereiches in Längsrichtung der Bahn angibt. Ein Steuerpult mit einem Monitor erlaubt es, für jeden gewünschten Punkt auf der bedruckten Bahn das zugehörige Bild aufzurufen und auf Fehler zu inspizieren. Wenn nicht tolerierbare Fehler im gedruckten Bild festgestellt werden, so ist es anhand der gespeicherten Positionsinformation möglich, nach Abschluss des Druckprozesses mit Hilfe eines Umrollers den schadhaften Bereich der bedruckten Bahn anzufahren und als Ausschuss aus der Bahn herauszutrennen.
Es sind auch Fehlererkennungsalgorithmen für eine automatische Fehlererkennung entwickelt worden. Dazu werden beispielsweise zu Beginn des Druckprozesses die ersten etwa 50 sich wiederholenden Druckbilder (Formate) mit einer Zeilenkamera digital fotografiert, und die Bildinformation wird über die 50 Bilder integriert, so dass man ein Referenzbild, das sogenannte "Golden Image" erhält, mit dem dann die später während des Druckprozesses aufgenommenen Bilder verglichen werden. In der Integrationsphase lässt sich auch die Schwankungsbreite der Bildinformation für jedes einzelne Pixel bestimmen, so dass sich Toleranzgrenzen für die Fehlererkennung festlegen lassen. Während des Druckprozesses wird dann das aktuell aufgenommene Bild vom Referenzbild subtrahiert, und wenn die erhaltene Differenz außerhalb der Fehlertoleranzen liegt, so wird ein Fehlersignal erzeugt, und der fehlerhafte Bildbereich wird auf dem Monitor des Steuerpultes dargestellt. Das erlaubt es dem Bedienungspersonal, schon während des Druckprozesses einzugreifen, um den Fehler zu beheben, oder, wenn er nicht behebbar ist, den Druckprozess abzubrechen. Darüber hinaus können die Positionen der erkannten Bildfehler gespeichert werden, so dass die schadhaften Stellen in der bedruckten Bahn nach Abschluss des Druckprozesses gezielt untersucht und gegebenenfalls entfernt werden können.
Die Menge an bedrucktem Bahnmaterial, das nach Abschluss des Drucklaufes als Ausschuss entfernt werden muss, wird bisher im voraus geschätzt, und die Produktionsmenge für den Drucklauf, d.h., die Gesamtlänge der in Erfüllung des Druckauftrages bedruckten Bahn oder die Anzahl der insgesamt gedruckten Formate, wird berechnet, indem der erwartete Ausschuss zu dem eigentlichen Bedarf hinzu addiert wird.
Wenn der Ausschuss zu knapp kalkuliert wäre, müsste ein relativ kurzer neuer Drucklauf gestartet werden, um eine ausreichende Menge an einwandfreien Druckerzeugnissen zu erhalten. Da ein solcher zusätzlicher Drucklauf jedoch sehr kostspielig wäre, wird der Ausschuss bisher sehr großzügig kalkuliert, dass die produzierte Menge deutlich über das eigentlich benötigte Maß hinausgeht.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Material- und Zeitaufwand für die Erzeugung einer gegebenen Menge an einwandfrei bedrucktem Material zu verringern.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die erkannten Fehler noch während des Drucklaufes als tolerierbar oder als Ausschuss bewertet werden und dass die Gesamtlänge der in dem Drucklauf bis zur Erfüllung des Druckauftrages bedruckten Bahn um die als Ausschuss bewertete Bahnlänge erhöht wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit die Menge an Ausschuss, die tatsächlich während des Drucklaufes entsteht, schon bei laufender Produktion erfasst und bei der Bestimmung der Produktmenge berücksichtigt, so dass die Produktion an die tatsächlich entstandene Menge an Ausschuss angepasst wird. Das erlaubt es, den Ausschuss vor Beginn des Drucklaufes sehr knapp zu kalkulieren oder - im Idealfall - überhaupt keinen Ausschuss mehr einzurechnen, so dass in dem Drucklauf nur die Menge produziert wird, die unter Berücksichtigung des tatsächlich entstandenen Ausschusses wirklich benötigt wird. Auf diese Weise kann eine beträchtliche Material- und Zeitersparnis erreicht werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einer vorteilhaften Ausführungsform werden Auswertungsalgorithmen eingesetzt, die nicht nur die Fehler im Druckbild automatisch erkennen, sondern diese Fehler auch automatisch anhand vorgegebener Qualitätskriterien als tolerierbar oder als Ausschuss bewerten, so dass die tatsächlich entstandene Menge an Ausschuss automatisch, ohne menschlichen Eingriff bestimmt werden kann.
Es ist jedoch zweckmäßig, das Inspektionssystem mit einem interaktiven Bahnbeobachtungssystem zu kombinieren, das es dem Maschinenführer erlaubt, zusätzlich zu der lückenlosen Bahninspektion eine gezielte Bahnbeobachtung für besonders kritische Bereiche des Druckerzeugnisses vorzunehmen, so dass er erforderlichenfalls eingreifen kann, um Fehler noch bei laufender Produktion zu beheben oder, falls ein schwerwiegender Fehler festgestellt wird, der nicht behoben werden kann, den Druckprozess abzubrechen.
In diesem Fall kann das Inspektionssystem auch dazu benutzt werden, den Maschinenführer auf erkannte Fehler hinzuweisen, so dass dieser den Fehler selbst näher begutachten und bewerten kann und erforderlichenfalls entsprechende Maßnahmen zur Abhilfe ergreifen kann. Dabei kann der Maschinenführer auch die von den Fehlererkennungsalgorithmen automatisch vorgenommene Bewertung korrigieren. Es können auch selbstlernende Algorithmen eingesetzt werden, bei denen die Qualitätskriterien automatisch unter Berücksichtigung der vom Personal vorgenommenen Korrekturen angepasst werden.
Die Fehlererkennungsalgorithmen sind vorzugsweise so beschaffen, dass sie die erkannten Fehler automatisch in bestimmte Fehlergruppen klassifizieren. Beispielsweise kann unterschieden werden zwischen streifenförmigen Fehlern (horizontale oder vertikale Streifen wie z.B. Rakelstreifen), Farbfehler, d.h. flächige Abweichungen im Farbton, Passerfehler und sonstigen Störungen, die nicht als Streifen, Farbfehler oder Passerfehler klassifizierbar sind. Zusätzlich kann zwischen sporadisch auftretenden Fehlern und regelmäßig wiederkehrenden Fehlern unterschieden werden, wobei der Wiederholabstand bei regelmäßig wiederkehrenden Fehlern nicht notwendigerweise mit der Formatlänge übereinstimmen muss.
Für die verschiedenen Fehlergruppen können dabei unterschiedliche Qualitätskriterien spezifiziert werden, die bestimmen, ob ein Fehler noch tolerierbar ist oder nicht. Beispielsweise kann für streifenförmige Fehler ein Schwellenwert für den Kontrast und/oder die Breite des Streifens spezifiziert werden. Bei Farbfehlern können Schwellenwerte für die Ausdehnung der betroffenen Bildzone und/oder das Ausmaß der Farbabweichung (Abstand im Farbraum) spezifiziert werden. Registerfehler lassen sich feststellen und bewerten, indem aus dem vom Kamerasystem aufgenommenen Farbbild Kantenbilder für die verschiedenen Farbkomponenten erstellt werden und Grenzwerte für die Positionsabweichungen zwischen den Kanten in den verschiedenen Farbauszügen festgelegt werden. Bei sporadisch auftretenden Fehlern wie Spritzern können Schwellenwerte für den betroffenen Flächenanteil und/oder die Dichte der Spritzer festgelegt werden.
Wenn für eine einzelne Fehlergruppe mehrere Schwellenwerte spezifiziert werden, können diese auch voneinander abhängig sein, so dass beispielsweise bei einem Farbfehler eine größere Farbabweichung toleriert wird, wenn nur ein relativ kleines Gebiet betroffen ist, und umgekehrt. Generell kann die Grenze zwischen tolerierbaren und nicht tolerierbaren Fehlern in einem mehrdimensionalen Kennfeld spezifiziert werden, wobei die Anzahl der Dimensionen der Anzahl der Qualitätskriterien entspricht.
Darüber hinaus können die Qualitätskriterien von der Lage des betreffenden Fehlers im Druckbild abhängig sein. Beispielsweise können Spritzer auf einem strukturreichen Foto eher toleriert werden als auf einer einfarbigen Fläche oder in einem Bar-Code. Umgekehrt werden beispielsweise bei der Wiedergabe eines Firmenlogos besonders hohe Maßstäbe für die Farbtreue gelten. Dem lässt sich dadurch Rechnung tragen, dass für verschiedene Zonen des Druckbildes unterschiedliche Sätze von Qualitätskriterien aufgestellt werden. Gegebenenfalls können weniger wichtige Teile des Druckbildes auch vollständig maskiert werden, so dass hier keine Fehlererkennung stattfindet.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische perspektivische Ansicht eines Bahninspektionssystems an einer Rotationsdruckmaschine;
Fig. 2 und 3: Beispiele für Bildschirmbilder auf einem Monitor eines Steuerpultes;
Fig. 4: ein Beispiel für einen Ausschuss enthaltenen Abschnitt einer bedruckten Bahn; und
Fig. 5: ein Flussdiagramm für das erfindungsgemäße Verfahren.

In Fig. 1 ist ein Abschnitt einer Bahn 10 gezeigt, die in einer Rotationsdruckmaschine bedruckt worden ist und über verschiedene Umlenk- und Führungsrollen 12 zu einer nicht gezeigten Aufwicklung weitergeleitet wird. An der Bahn 10 ist auf der bedruckten Seite eine digitale Zeilenkamera 14 angeordnet, die sich quer zur Bahn 10 über deren gesamte Breite erstreckt und in der Lage ist, zu jedem Zeitpunkt ein komplettes Farbbild einer Zeile des auf die Bahn 10 gedruckten Bildes aufzunehmen.
Die Zeilenkamera 14 ist mit einem leistungsfähigen elektronischen Datenverarbeitungssystem 16 in einem Steuerpult 18 der Vorrichtung verbunden. In dem Datenverarbeitungssystem 16 werden die von der Zeilenkamera 14 gelieferten digitalen Bilddaten Zeile für Zeile gespeichert, so dass sich im Laufe des Druckprozesses ein komplettes Bild der bedruckten Bahn 10 aufnehmen lässt. Dabei erhält das Datenverarbeitungssystem 16 auch Informationen von der Steuereinrichtung der Druckmaschine, insbesondere Information über den Bahntransport, die es erlaubt, jedem Bereich des aufgenommenen und gespeicherten Bildes die zugehörige Längsposition auf der Bahn 10 zuzuordnen. Darüber hinaus enthält das Datenverarbeitungssystem 16 ein leistungsfähiges Bildverarbeitungssystem und Software für eine automatische Fehlererkennung.
Beleuchtungssysteme (Hell- und Dunkelfeldbeleuchtung) zur Ausleuchtung der von der Zeilenkamera 14 aufgenommenen Bildzeile auf der Bahn 10 sind in die Zeilenkamera 14 integriert. Wahlweise kann eine Beleuchtungseinrichtung, beispielsweise eine LED-Zeile, auch gegenüberliegend zu der Zeilenkamera 14 auf der Rückseite der Bahn 10 angeordnet sein, so dass es möglich ist, transparente Bahnen auch im Durchlicht aufzunehmen.
An der Bahn 10 ist außerdem eine Matrixkamera 20 installiert, die dazu eingerichtet ist, einen rechteckigen Ausschnitt des auf die Bahn 10 gedruckten Bildes zu fotografieren. Auch hier sind zugehörige Beleuchtungseinrichtungen direkt in die Kamera integriert.
Die Bahn 10 wird in der Rotationsdruckmaschine mit einem Bild bedruckt, das sich in gewissen Intervallen (dem Repeat) wiederholt, nämlich mindestens nach jeder vollständigen Umdrehung der Druckwalzen. Die Matrixkamera 20 ist nach dem Stroboskop-Prinzip so mit im Repeat synchronisiert, das bei jedem digitalen Einzelfoto, das die Matrixkamera aufnimmt, derselbe Bildausschnitt fotografiert wird, so dass man auf einem Bildschirm, auf dem die nacheinander aufgenommenen Bilder wiedergegeben werden, ein stehendes Bild erhält.
Die Matrixkamera 20 ist auf Schienen 22 in Querrichtung der Bahn 10 verfahrbar, so dass die Querposition des fotografierten Bildausschnittes variiert werden kann. Durch Änderung der Phasenlage der Bildfrequenz relativ zum Repeat lässt sich auch die Längsposition des Bildausschnittes variieren. Weiterhin weist die Matrixkamera 20 einen optischen Zoom auf, der es erlaubt, näher an die Bahn 10 heranzuzoomen, so dass ein kleinerer Bildausschnitt mit entsprechend höherer Auflösung beobachtet werden kann.
Die Matrixkamera 20 ist Kernstück eines Bahnbeobachtungssystems, das dazu dient, das Ergebnis des Druckprozesses bei laufender Produktion stichprobenartig zu überwachen, so dass der Maschinenführer jederzeit eingreifen kann, um etwa auftretende Fehler wie Passerfehler, Farbtonveränderungen und dergleichen zu korrigieren.
Die Zeilenkamera 14 ist dagegen das Kernstück eines Inspektionssystems, das dazu dient, die bedruckte Bahn 10 in ihrer Gesamtheit auf etwaige Fehler im Druckbild zu inspizieren, so dass in einem späteren Schritt schadhafte Bereiche aus der Bahn herausgetrennt werden können.
Bei dem hier gezeigten System ist das Steuerpult 18 ein integriertes Steuerpult, das dazu eingerichtet ist, sowohl das Inspektionssystem (Zeilenkamera 14) als auch das Bahnbeobachtungssystem (Matrixkamera 20) zu steuern und die von diesen Systemen gelieferten Daten elektronisch auszuwerten und dem Bedienungspersonal zu präsentieren. Zu diesem Zweck weist das Steuerpult 18 einen berührungsempfindlichen Bildschirm 24 auf, auf dem wahlweise ein von der Zeilenkamera 14 erzeugtes Bild, ein von der Matrixkamera 20 erzeugtes Bild oder Kombinationen solcher Bilder dargestellt werden können, zusammen mit Darstellungen von Tasten für Bedienungsoperationen. Im gezeigten Beispiel ist auf dem Steuerpult noch ein zusätzlicher Monitor 26 angebracht.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für ein auf dem Bildschirm 24 dargestelltes Anzeigebild. Am unteren Rand und am rechten Rand des Bildschirms sind Tastenfelder 28 (Soft-Keys) für die jeweils benötigten Bedienungsoperationen dargestellt, beispielsweise für die Wahl des Bildwiedergabemodus, für die Positionierung der Matrixkamera 22, und dergleichen. Die Inhalte und Orte der Tastenfelder können je nach Funktion und Betriebszustand dynamisch variieren. Wahlweise können auch Tasten für die Einstellung des Längs- und Seitenregisters, für die Druckbeistellung, etc. der Druckmaschine vorgesehen sein.
In einem Bildfenster 30 wird im gezeigten Beispiel ein Bildausschnitt angezeigt, der für die Bahnbeobachtung ausgewählt wurde. In der rechten unteren Ecke des Bildfensters 30 ist ein kleineres Bild 32 eingeblendet, das einen Abschnitt der Bahn 10, wie er aktuell von der Zeilenkamera 14 aufgenommen wird, in voller Breite wiedergibt. Das auf die Bahn 10 aufgedruckte Bild besteht im gezeigten Beispiel aus vier über die Breite der Bahn verteilten Nutzen 34 mit identischem Bildinhalt. Im gezeigten Beispiel hat der in dem Bild 32 wiedergegebene Bahnabschnitt eine Länge von zwei Formaten 36 (ein Format ist das sich wiederholende Bild, das bei jeder Umdrehung der Druckzylinder gedruckt wird).
Ein Rahmen 38 in dem kleinen Bild 32 gibt die Lage und Größe des Bildausschnittes an, der derzeit für die Bahnbeobachtung verwendet und im Hauptteil des Bildfensters 30 angezeigt wird. Für die Bahnbeobachtung kann je nach Anwendungszweck entweder die Zeilenkamera 14 oder die Matrixkamera 20 eingesetzt werden. Die Verwendung der Zeilenkamera 14 hat den Vorteil, dass die Lage des Bildausschnittes schnell verändert werden kann, da dazu keine Kameraelemente mechanisch bewegt werden müssen, sondern lediglich der Bereich des aufgenommenen Bildes elektronisch ausgewählt zu werden braucht. Zwar verfügt die Zeilenkamera 14 auch über einen digitalen Zoom, der es erlaubt, den ausgewählten Bildausschnitt vergrößert darzustellen, doch ist es Auflösungsvermögen begrenzt, da kein optischer Zoom zur Verfügung steht.
Wenn bestimmte Bereiche des Bildes mit höchster Auflösung begutachtet werden sollen, empfiehlt sich daher der Einsatz der Matrixkamera 20, die es mit ihrem optischen Zoom erlaubt, sehr nahe an den gewünschten Bereich heranzuzoomen.
In dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel wird die Zeilenkamera 14 für die Bahnbeobachtung verwendet. Die Matrixkamera 20 ist jedoch einsatzbereit, und der Bildausschnitt, der im aktuellen Zustand der Matrixkamera 20 (mit geringer Zoomstufe) aufgenommen würde, ist in dem kleinen Bild 32 durch einen Rahmen 40 angegeben.
Wenn das Druckformat beispielsweise zwei besonders kritische Bereiche aufweist, denen bei der Bahnbeobachtung besondere Beachtung geschenkt werden sollte, so besteht die Möglichkeit, den von der Zeilenkamera 14 beobachteten Bildausschnitt (Rahmen 38) auf einen dieser Bereiche auszurichten und den von der Matrixkamera 20 beobachteten Bildausschnitt (Rahmen 40) auf den anderen, so dass bei der Bahnbeobachtung schnell zwischen den beiden Ausschnitten umgeschaltet werden kann, ohne dass dazu mechanische Komponenten bewegt werden müssen. Ebenso ist es möglich, mehrere Bildausschnitte simultan wiederzugeben.
Wenn der Maschinenführer bei der Bahnbeobachtung mit der Zeilenkamera 14 in dem Bild, das im Hauptteil des Bildfensters 30 wiedergegeben wird, eine lokale Unregelmäßigkeit entdeckt, die er gerne mit höherer Auflösung untersuchen möchte, so kann er jederzeit die Matrixkamera 20 auf diese Stelle richten und die Unregelmäßigkeit mit sehr hoher Auflösung untersuchen. Die von der Matrixkamera anzufahrende Position kann dabei einfach durch antippen der interessierenden Stelle auf dem Bildschirm angegeben werden.
Andererseits besteht auch die Möglichkeit, die Matrixkamera 20 für Spezialaufgaben zu verwenden, beispielsweise für eine automatische Qualitätsüberwachung von feststehenden Motiven im Druckbild, für die eine besonders hohe Qualität verlangt wird, beispielsweise für Firmenlogos oder Bar-Codes auf Verpackungen.
Wenn, wie in dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel, die Bahnbeobachtung mit Hilfe der Zeilenkamera 14 erfolgt, so wird der von dieser Zeilenkamera gelieferte Datenstrom automatisch in zwei Teilströme aufgeteilt. Einer dieser Teilströme betrifft den für die Bahnbeobachtung ausgewählten Bildausschnitt und wird im Bildfenster 30 wiedergegeben, während der andere Teilstrom die Bildinformation für die gesamte Breite der Bahn 10 umfasst und zusammen mit der entsprechenden Positionsinformation gespeichert wird.
Während des Druckbetriebs läuft im Datenverarbeitungssystem 16 parallel zu der Bildwiedergabe für die Bahnbeobachtung im Hintergrund eine automatische Fehlererkennung auf der Grundlage der von der Zeilenkamera 14 gelieferten Daten. Wenn sich in einem bestimmten Bereich des auf die Bahn 10 gedruckten Bildes eine Abweichung des aktuell aufgenommenen Bildes von dem in einer Lernphase am Anfang des Drucklaufes aufgenommenen Referenzbild ergibt und die Abweichungen außerhalb bestimmter Toleranzgrenzen liegen, so wird das Bedienungspersonal schon während des Drucklaufes auf diesen Fehler aufmerksam gemacht, beispielsweise durch ein akustisches Signal und durch Anzeige des fehlerhaften Bildbereiches auf dem Bildschirm 24. Um den Aufmerksamkeitswert zu erhöhen, kann ein vergrößertes Bild des fehlerhaften Bereiches animiert in das Bildfenster 30 eingeblendet werden.
In dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel hat der Maschinenführer einen Betriebsmodus gewählt, in dem die automatisch erkannten Fehler lediglich durch geeignete Markierungen 42 in dem kleinen Bild 32 kenntlich gemacht werden. Wenn der Maschinenführer die laufende Bahnbeobachtung unterbrechen möchte, um den durch die Markierung 42 angezeigten Fehler näher zu inspizieren, braucht er lediglich mit dem Finger die entsprechende Markierung auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm 24 anzutippen, und er erhält ein vergrößertes Bild des fehlerhaften Bereiches im Bildfenster 30. Wenn eine besonders hohe Zoomstufe gewünscht ist, kann dieses Detailbild auch von der Matrixkamera 20 erzeugt werden, die dazu automatisch die betreffende Position anfährt.
Fig. 3 illustriert eine Situation, in der der Benutzer einen Wiedergabemodus gewählt hat, in dem der Abschnitt der Bahn 10, der in Fig. 2 in dem kleinen Bild 32 angezeigt wurde, nun als Vollbild im Bildfenster 30 angezeigt wird und in dem zusätzlich als "Bild im Bild" 44 der von der Markierung 42 gekennzeichnete Bereich in starker Vergrößerung wiedergegeben wird. Im gezeigten Beispiel wird dazu die Matrixkamera 20 verwendet, die durch den Rahmen 40 im Hauptbild angezeigt wird. Bei dieser Vergrößerung erkennt der Maschinenführer, dass es sich bei dem automatisch erkannten Fehler in dem gezeigten Beispiel um einen Rakelstreifen 46 handelt. Er kann nun versuchen, diesen Fehler durch geeignete Gegenmaßnahmen zu beheben, beispielsweise durch eine Querverstellung oder Vibration der Rakel, und er kann das Ergebnis am Bildschirm 24 verfolgen. Falls sich der Rakelstreifen 46 nicht beseitigen lässt, kann er entscheiden, den Druckvorgang abzubrechen, um das Rakelmesser zu reinigen.
Im Datenverarbeitungssystem 16 werden die bei der automatischen Fehlererkennung erkannten Fehler protokolliert und als Fehlerbilder gespeichert, so dass die Fehler nach Abschluss des Drucklaufes am Steuerpult 18 gezielt inspiziert werden können. Gegebenenfalls kann vom Steuerpult 18 auch der Umroller angesteuert werden, mit dem die schadhaften Bereiche, die als Ausschuss aus der Bahn 10 herauszutrennen sind, in eine entsprechende Position auf einem Schneidetisch gebracht werden.
Weiterhin werden die Ergebnisse der automatischen Fehlererkennung dazu benutzt, die Menge an Druckerzeugnissen (die Gesamtlänge der bedruckten Bahn) festzulegen, die im aktuellen Drucklauf produziert wird.
Fig. 4 zeigt einen Abschnitt der bedruckten Bahn 10, der sich über sieben Formate 36 mit vier Nutzen 34 erstreckt. Drei der sieben Formate sind schadhaft, weil jeweils einer der Nutzen 34 einen Fehler in der Form eines Rakelstreifens 46 enthält. Der Fehler ist von der Fehlererkennungssoftware erkannt und dem Maschinenführer am Steuerpult 18 gemeldet worden. Weiterhin hat die Fehlererkennungssoftware den Fehler anhand der Breite und des Kontrastes des Rakelstreifens bewertet und als nicht tolerierbar klassifiziert. Auch diese Klassifizierung ist dem Maschinenführer mitgeteilt und ggf. von diesem bestätigt oder abgeändert werden. Im Datenverarbeitungssystem 16 wird daraufhin die Information gespeichert, dass die drei aufeinanderfolgenden Formate, die den Fehler enthalten, als Ausschuss 48 zu betrachten sind (in Fig. 4 schraffiert dargestellt). Die entsprechende Positionsinformation wird gespeichert und dient später zur Ansteuerung des Umrollers, mit dem der Ausschuss aus der Bahn 10 herausgetrennt wird. Außerdem wird im Datenverarbeitungssystem 16 die Information gespeichert, dass die Anzahl der Formate 36, die in diesem Drucklauf insgesamt zu drucken sind, um drei erhöht wird, um den durch den Ausschuss entstandenen Verlust zu ersetzen.
Wenn im weiteren Verlauf des Druckprozesses weitere nicht tolerierbare Fehler erkannt werden, so wird die Produktionsmenge (Anzahl der gedruckten Formate) wiederum um den entsprechenden Ausschuss erhöht, so dass am Ende des Drucklaufes der Ausschuss vollständig durch eine entsprechende Mehrproduktion ausgeglichen wird.
Die wesentlichen Schritte dieses Verfahrens sind in Fig. 5 in einem Flussdiagramm dargestellt.
In Schritt S1 wird vor Beginn des Drucklaufes der Bedarf eingegeben, d.h., die Gesamtlänge der zu bedruckenden Bahn 10 bzw. die Anzahl der fehlerfrei gedruckten Formate 36, die insgesamt benötigt wird.
In Schritt S2 werden dann Daten eingegeben, die ein Qualitätsniveau spezifizieren. Damit wird dem Umstand Rechnung getragen, dass je nach Verwendungszweck der Druckerzeugnisse und/oder nach Inhalt des Druckbildes unterschiedliche Qualitätsanforderungen bestehen können, so dass ein und derselbe Fehler bei einem niedrigen Qualitätsniveau noch toleriert werden kann, während bei einem höheren Qualitätsniveau das Format, das diesen Fehler enthält, als Ausschuss verworfen werden muss. Bei den Fehlern können dabei verschiedene Fehlergruppen unterschieden werden, beispielsweise Farbtonveränderungen (Tonen), Rakelstreifen, Auszieher und Spritzer, und für jede Fehlergruppe wird das Qualitätsniveau durch einen zugehörigen Satz von Parametern und entsprechenden Schwellenwerten spezifiziert. Dabei kann auch für verschiedene Bereiche des in jedem Nutzen 34 enthaltenen Druckbildes jeweils ein anderes Qualitätsniveau vorgesehen sein.
In Schritt S3 wird dann der Drucklauf gestartet und es wird eine gewisse Andruckphase abgewartet, in der die Einstellungen der Druckmaschine optimiert werden.
Danach wird in Schritt S4 ein Referenzbild erstellt, das für die automatische Fehlererkennung benötigt wird. Dazu werden beispielsweise die Bilder von 50 aufeinanderfolgenden Formaten 36 mit der Zeilenkamera 14 aufgenommen, gespeichert und einer statistischen Auswertung unterzogen. Bei dieser statistischen Auswertung werden die Farbwerte (beispielsweise in den drei Grundfarben RGB) jedes Pixels über die fünfzig Formate gemittelt. Die so erhaltenen Mittelwerte bilden dann zusammen das Referenzbild. Außerdem werden die Streuungen der Farbwerte bestimmt, und in Abhängigkeit von den Streuungen werden für jeden Farbwert jedes Pixels Toleranzgrenzen bestimmt, die den Bereich normaler statistischer Schwankungen von signifikanten Abweichungen abgrenzen, die als Fehler zu betrachten sind.
In Schritt S5 wird dann anhand des in Schritt S1 angegebenen Bedarfes und der Produktionsgeschwindigkeit der Druckmaschine (gedruckte Formate pro Sekunde) ein Ausschaltzeitpunkt berechnet, an dem die erforderliche Anzahl von Formaten gedruckt ist und der Drucklauf beendet werden soll.
Anschließend wird während des gesamten Drucklaufes die Bahninspektion mit Hilfe der Zeilenkamera 14 und dem Datenverarbeitungssystem 16 durchgeführt, ggf. ergänzt durch eine Bahnbeobachtung mit Hilfe der Matrixkamera 20. Bei der Bahninspektion werden die fortlaufend von der Zeilenkamera 14 aufgenommenen Bilder mit dem Referenzbild verglichen, d.h., es wird ein Differenzbild erzeugt, indem das Referenzbild von dem aktuell aufgenommenen Bild subtrahiert wird, und es wird Pixel für Pixel geprüft, ob die Differenz außerhalb der gespeicherten Toleranzgrenzen liegt. Wenn dies der Fall ist, so wird ein Fehler erkannt und dem Maschinenführer am Steuerpult 18 gemeldet. Außerdem wird der Fehler in eine der vordefinierten Fehlergruppen klassifiziert, und anhand der in Schritt S2 eingegebenen Qualitätskriterien wird entschieden, ob der Fehler tolerierbar ist oder nicht. In diesen Entscheidungsprozess kann ggf. auch der Maschinenführer interaktiv eingreifen.
Wenn in einem auf diese Weise inspizierten Format ein nicht tolerierbarer Fehler festgestellt wird, so wird dieses Format als Ausschuss erkannt (Schritt S6). Es erfolgt dann ein Rücksprung zu Schritt S5, wo der Ausschaltzeitpunkt erneut berechnet wird, und zwar so, dass der in Schritt S6 erkannte Ausschuss durch eine entsprechende Mehrproduktion ausgeglichen wird. Wenn in Schritt S6 kein Ausschuss erkannt wird, so wird in Schritt S7 geprüft, ob der aktuell geltende Ausschaltzeitpunkt erreicht ist. Wenn nicht, wird der Schritt S6 für das nächste gedruckte Format wiederholt und der Zyklus aus den Schritten S6, ggf. S5 und S7 wird so lange wiederholt, bis der Ausschaltzeitpunkt erreicht ist und der Drucklauf in Schritt S8 beendet wird.
Die Anzahl der gedruckten Formate entspricht dann dem Bedarf zuzüglich des Ausschusses, der bei der laufenden Bahninspektion insgesamt erkannt wurde. Folglich braucht bei der Eingabe des Bedarfes in Schritt S1 kein Zuschlag für erwarteten Ausschuss vorgenommen zu werden, oder es wird allenfalls ein geringer Zuschlag für Ausschuss vorgenommen, der bei der automatischen Bahninspektion nicht erkannt wird.
In dem hier beschriebenen Beispiel erfolgt die Erkennung des Ausschusses formatweise. Bei bestimmten Anwendungen, beispielsweise beim Drucken von Klebeetiketten, die einzeln von der gedruckten Bahn abgelöst werden können, kann die Berechnung und Kompensation des Ausschusses jedoch auch nutzenweise erfolgen.

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Drucklaufes zur Bearbeitung eines Druckauftrages in einer Rotationsdruckmaschine, bei dem eine bedruckte Bahn (10) fortlaufend mit einem Kamerasystem (14) inspiziert wird und Fehler im Druckbild durch elektronische Auswertung der vom Kamerasystem gelieferten Bilddaten automatisch erkannt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die erkannten Fehler noch während des Drucklaufes als tolerierbar oder als Ausschuss (48) bewertet werden und dass die Gesamtlänge der in dem Drucklauf bis zur Erfüllung des Druckauftrages bedruckten Bahn (10) um die als Ausschuss bewertete Bahnlänge erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Bewertung der Fehler als tolerierbar oder als Ausschuss durch digitale Bildverarbeitung anhand vorgegebener Qualitätskriterien erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Fehler bei der Fehlererkennung in verschiedene Fehlergruppen klassifiziert werden und das Qualitätsniveau für jede Fehlergruppe durch einen zugehörigen Satz von Parametern und Schwellenwerten spezifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das Qualitätsniveau für unterschiedliche Bereiche des Druckbildes unterschiedlich spezifiziert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem erkannte Fehler dem Bedienungspersonal gemeldet werden und das Bedienungspersonal interaktiv in die Bewertung der Fehler als tolerierbar oder als Ausschuss eingreift.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Positionen von als Ausschuss (48) bewerteten Abschnitten der Bahn (10) gespeichert und zur Ansteuerung einer Umroll- und Schneideinrichtung benutzt werden, mit der der Ausschuss aus der Bahn herausgetrennt wird.