EP2620289A2 - Vorrichtung und Verfahren zum Aufbringen von Fluidtropfen - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Aufbringen von Fluidtropfen Download PDF

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EP2620289A2
EP2620289A2 EP13165542.5A EP13165542A EP2620289A2 EP 2620289 A2 EP2620289 A2 EP 2620289A2 EP 13165542 A EP13165542 A EP 13165542A EP 2620289 A2 EP2620289 A2 EP 2620289A2
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EP
European Patent Office
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dimensional structure
motif
detector
application
coding
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13165542.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2620289A3 (de
Inventor
Thomas Stoll
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Durst Phototechnik Digital Technology GmbH
Original Assignee
Durst Phototechnik Digital Technology GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Durst Phototechnik Digital Technology GmbH filed Critical Durst Phototechnik Digital Technology GmbH
Publication of EP2620289A2 publication Critical patent/EP2620289A2/de
Publication of EP2620289A3 publication Critical patent/EP2620289A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B41J3/4073—Printing on three-dimensional objects not being in sheet or web form, e.g. spherical or cubic objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/001—Applying decorations on shaped articles, e.g. by painting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/0041—Digital printing on surfaces other than ordinary paper
    • B41M5/0047—Digital printing on surfaces other than ordinary paper by ink-jet printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/0041—Digital printing on surfaces other than ordinary paper
    • B41M5/007—Digital printing on surfaces other than ordinary paper on glass, ceramic, tiles, concrete, stones, etc.
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/0082—Digital printing on bodies of particular shapes
    • B41M5/0088—Digital printing on bodies of particular shapes by ink-jet printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2203/00—Embodiments of or processes related to the control of the printing process
    • B41J2203/01—Inspecting a printed medium or a medium to be printed using a sensing device
    • B41J2203/011—Inspecting the shape or condition, e.g. wrinkled or warped, of a medium to be printed before printing on it

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for applying fluid drops to form a motif on at least a part of an object provided at least partially with a three-dimensional structure according to the preamble of claims 1, 2 or 3 and 35 and 36.
  • a corresponding to the preamble of claim 1 apparatus for multicolor printing on building materials with irregular surface, such as wall cladding elements, is in the Japanese patent application JP 09-323434 described.
  • the component to be printed is first provided with a rough-surface coating to be subsequently conveyed to a position with a plurality of (continuous-ink-jet) ink-jet printheads, followed by printing of the motif with a low-viscosity ink containing a has a resistivity of less than 10 4 .
  • this document provides no evidence of targeted printing on existing relief on the component, this font is not removable, as the selection of the motif to be printed should be made.
  • a decoration is in DE 600 09 141 T2 described.
  • a previously selected decor is to be applied to surface elements such that the decorative patterns of juxtaposed surface elements are coordinated.
  • This can be, for example, a wood grain extending over several surface elements installed next to one another.
  • a suitability of this device for printing, for example marble reliefs on a three-dimensionally structured object is not apparent from this document.
  • the US 7,357,959 B2 a device for printing three-dimensional objects with an inkjet printer. It is envisaged that the distance between the color spray nozzles and the pressure base is adjustable.
  • the printing device therefore comprises an at least two-dimensionally pivotable print head.
  • the objects to be printed are placed on a conveyor belt and are moved past the print head. Sensors are provided to detect the position of the leading edge of the object to be printed, the side edges, and the height of the panel to be printed. Since the entire outer contour of the object to be printed is detected, it is ensured that no color gets on the conveyor belt, but that the edge sections of the object to be printed are printed correctly. If the geometry of the object to be printed is known and the object is arranged in a certain relative position to the conveyor belt, it is only necessary to detect the leading edge in order to print the entire object correctly.
  • a printing apparatus for printing on a pipe which pipe is unwound from a roll, wherein characteristics concerning the pipe are present on the roll.
  • a sensor is provided which reads the encoded information from the reel and generates a signal therefrom to drive a microprocessor controlling the printer accordingly.
  • the document D2 further discloses that a thermal printer is used as the printer.
  • the print head is arranged on a support structure, which is pivotable about at least one, preferably about at least two axes of rotation.
  • the present invention has for its object to provide an apparatus and a method for printing three-dimensionally structured objects, which reliably ensures a high-quality and precise print motif at the highest possible printing speed.
  • the object is achieved in a device of the type mentioned above in that the control device of the image data storage device or the application device associated detector device for detecting at least a part of the three-dimensional Having structure of the object, and controls the application of the fluid drops on the object according to the motif in dependence on the detected three-dimensional structure.
  • the control device of the image data storage device or the application device associated detector device for detecting at least a part of the three-dimensional Having structure of the object, and controls the application of the fluid drops on the object according to the motif in dependence on the detected three-dimensional structure.
  • the invention provides a structure recognition method to be carried out before coloring, which precisely picks up the contour relief of the object to be decorated, for example a tile, and forwards it to the image reproduction system so that the correct image can be printed accurately on the tile.
  • the invention can be solved independently but also in a device of the type mentioned above in that the control device of the image data storage device or the application device associated detector device for inputting one, at least part of the three-dimensional structure of the object and / or the alignment thereof in at least two
  • the input device controls the application device for applying the fluid drops to the object in accordance with the predeterminable motif in dependence on the three-dimensional structure, based on the input signal.
  • a further independent solution of the problem by a device in the aforementioned type is characterized in that the control device has a detector device associated with the image storage devices or the application device for scanning or reading at least part of a coding and generates an input signal characterizing the three-dimensional structure of the object and the controller controls, based on the input signal, the application of the fluid drops to the object for producing the motif depending on the three-dimensional structure and / or the orientation thereof.
  • a special coding is provided on the object, with this object immediately the right motif for applying to a three-dimensional structure or the surface of the object can be selected.
  • the advantage here is that only small amounts of data must be processed in order to uniquely identify the object and the object associated with this object is required. Thus, the production speed of such devices can be additionally increased.
  • the coding is arranged in addition to the three-dimensional structure of the object, since thereby the applied coding can also be used for subsequent operations or logistics.
  • the coding is arranged in a region of the surface of the object which is distanced from the three-dimensional structure of the object.
  • the coding of the object has a three-dimensional structure. This is especially true for those objects that are made for example by a pressing or casting process, for example, by an injection molding or die casting process.
  • the processing of the objects is surprisingly considerably simplified if the coding contains a position information characterizing the position of the three-dimensional structure on the object.
  • the coding contains a position information characterizing the position of the three-dimensional structure on the object.
  • Exact detection of the structure of the object at high speed enables a high production speed and can be achieved if the detector device associated with the image data storage device or the application or dispensing device has a high-resolution camera for detecting at least part of the three-dimensional structure of the object which outputs the data of the measured three-dimensional structure to the image data storage device.
  • a high-resolution camera for detecting at least a part of the three-dimensional structure of the coding of the object which is obtainable in a detector device assigned to the control or image data storage device and / or application or dispensing device detects the three-dimensional structure and the orientation of the coding or their three-dimensional structure in relation to a desired orientation and outputs to the control device.
  • the high-resolution camera records the three-dimensional structure of the object or the coding by a relative movement between a line camera and the three-dimensional structure or if the recording of the three-dimensional structure of the object or the coding takes place in synchronism with the feed rate of the receiving device receiving the object.
  • the last-mentioned embodiment variant has the advantage that the recognition of the structure or the coding in the continuous pass can occur upstream of the production process, that is to say in the application of the motif.
  • the supply device is associated with a sensor device for detecting the supply speed of the three-dimensionally structured object, which may have an incremental encoder.
  • a further embodiment variant which makes possible an improved recognition of the structure or coding can be achieved if the sensor device for detecting the feed speed has an incremental encoder and / or the detector device associated with the image data storage device or the application and / or dispensing device is an optical reading device for Example, a bar code sensor which detects a applied to the object predetermined text and / or character encoding and preferably the optical reader or the bar code sensor is associated with a lighting.
  • the detector device has a three-dimensional structure optoelectronically detecting CCD matrix and connected to an optoelectronic scanning device evaluation, for example, a Ausretemikrocontroller and / or the detector device comprises an optical measuring device which at least part of the surface geometry and / or the height relief of the three-dimensionally structured object is detected by triangulation of light beams and / or the three-dimensionally structured object is provided with a predetermined coding which is detected by the detector device and evaluated by the control device and / or the coding e a geometric image code having predetermined geometric and optionally structured picture elements, which corresponds to a stored in the image data storage device motif, as this misallocation of subjects to objects can be turned off with high security.
  • the picture elements preferably have at least one polygon of a centering and / or direction marking, with a varying number of lying within this polygon, at a certain angle to a side edge arranged code lines and, for example, the angle ⁇ within the polygon arranged code lines is in the range of 20 ° to 70 °, and preferably 45 °.
  • the object of the invention can also be achieved by a method according to the preambles of claims 35 and 36, in which the object provided with a three-dimensional structure is guided past a detector device or sensor device associated with the control device, wherein the three-dimensional object is detected by detecting at least one Part of the surface geometry and / or the structure is classified by the detector device and based on the classification carried out a motif stored in the image data storage device is assigned to the respective three-dimensional object, and the object is supplied to the application device, where application of the fluid drops takes place according to the subject or the control device has a signal input device assigned to the image data storage device or the application device for inputting at least one input signal characterizing part of the structure of the object which control device controls the printing of the object with the motif as a function of the structure or the height relief on the basis of the input signal.
  • These methods allow a targeted, rapid processing of the individual objects while avoiding waste or a considerable reduction of the Committee. Further advantageous measures are described in the further method claims.
  • FIG. 1 and 2 illustrated embodiment of the invention comprises a device 1, with a motif 3 can be applied to a surface of an object 2.
  • the device 1 for generating the motif 3 has a dispenser 4, by means of which a motif, such as a wood grain, a stone grain, an ornament or any graphic elements or ornaments is applied to at least a part 5 of a surface 6 of the object 2.
  • the object 2 can be formed by an MDF board, melamine board, a glass component, plywood, veneer, ceramics, greenware, tile, plastic board, cardboard or the like.
  • the object 2 is placed on a single or multi-axis positioning device 7 or a feeding device 8, e.g. a double belt conveyor, abandoned.
  • This positioning device 7 may e.g. in the ceramic industry for transporting, for example, ceramic greenware called greenware before being fed to the firing process or used by already fired ceramic tiles.
  • the double belt conveyor 8 has two belts extending in the direction of transport - arrow 9 - which are driven by a motor 10, e.g. an asynchronous motor can be driven, which can be controlled for example via a frequency converter.
  • a control device 11 is arranged, which may also comprise an integrated image data processing or / and recognition device 12 for a motif 3, which is integrated or connected to it, for example via a bus system.
  • the dispensing device 4 for applying the motif 3 by dispensing fluid drops 14, 15 is arranged by a fluid mixed with inorganic particles and / or pigments.
  • This Dispensing device 4 may be arranged downstream of another dispensing device 4 in the conveying direction - arrow 9.
  • This subordinate dispensing device 4 is also equipped with a dispensing device 16, which is preferably, however, and with these dispensing devices 4 drops 14, 15 can also be dispensed from a fluid mixed with inorganic particles and / or pigments.
  • the pigments can be different and in each case according to the desired colors such as white, cyan, magenta, etc., so that single or multi-colored drops for producing a single or multi-colored image or motif 3 can be delivered.
  • the object 2 is supplied by means of the feed device 13 to the dispensing devices 4 or passed under them.
  • the object 2 can be fixed in the two spatial directions 17, 18 parallel to the plane running through the support surface of the straps or straps, or also moved with appropriate design of the positioning device 7. Notably, the movement takes place in the feed direction - arrow 9 - and is thereby moved through the object 2 positioned below the dispensers 4.
  • the individual drops of fluid 14, 15 are provided with pigments and / or particles before application of the motif Fluids to select for the application of the fluid drops 14, 15 on the surface 6 of the object 2 required pressure data for the dispenser 4 from the image data processing and detection device 12 and an image data storage.
  • the dispensing device 4 is preceded by a detector device 19 or a sensor device 20.
  • This coding 21 may be arranged on the surface 6 of the object 2, for example, facing away from a support surface 22 of the positioning device 7 top 23 or the support surface 22 facing bottom 24 and, for example, as shown in FIG Fig. 3 be educated.
  • the coding 21 is arranged, for example, on the upper side 23 or the lower side 24 or side surfaces, the detector device 19 can be arranged at one or more locations along the positioning device 7 or the feed device 13. Especially if at least part of a three-dimensional structure 25 or the height relief of the object 2 and additionally applied codings 21 are to be read out or scanned or scanned with the detector device 19, separate own detector devices 19 and / or sensor devices 20 in different technical Designs that are best suited to the purpose are used.
  • control device 11 has a detector device 19 assigned to the image data processing and / or recognition device 12 or the dispensing device 4 for detecting at least part of the structure 25 or the height relief of the object 2, which prints the object 2 with the motif 3 depending on the structure 25 and the height relief controls.
  • the dispenser 4 may be, for example, an inkjet printing device for industrial applications with multiple printheads for dispensing drops 14, 15 of a fluid.
  • the to be printed Objects 2, for example the tiles or the not yet fired ceramic parts, can be continuously guided past the dispensing device 4.
  • control device 11 and the image data processing and / or recognition device 12 are connected via control lines 26 to the dispensing devices 4 and the motor 10 of the positioning device 7 or the double belt conveyor 8, the application devices 4 and their dispensing devices 16 and the detector devices 19 and 19, respectively.
  • Sensor devices 20 connected via control lines 26.
  • control lines 26 may be formed separately for each device in each of the described embodiments, but it is of course also possible to connect a bus system between the control device 11 and the other devices, in particular the positioning device 7 or motor 11 of Schmelf kaus- and / or Detection device 12 and dispensing devices 16 and application devices 4 the detector devices 19 and the sensor devices 20, 27 provide.
  • bus system and the corresponding bus controllers, a variety of known from the prior art devices and systems can be used.
  • the control device 11 also controls and monitors the supply of the objects to be printed 2, which are transported, for example, in the ceramic industry by means of a conventional belt belt drive system. This can be aligned with +/- 0.5 mm accuracy relative to the application devices 4.
  • the drive is preferably an asynchronous motor, whose control can be done via a frequency converter, which in turn are connected to the control device 11 via control lines 26.
  • the belt speed, and thus also the feed speed of the objects 2 is determined with a sensor device 27, for example an incremental encoder.
  • a sensor device 27 for example an incremental encoder.
  • the transport speed of the objects 2, such as the feed rate or the reactive speed between the dispensers 16 and the objects 2, must be taken into account for the accuracy of the scanning of the motif 3 or the coding 21 by means of the detector device 19 or sensor device or the accuracy of this scan ,
  • a speed measuring device for example the sensor device 20, with which the structure present on the surface of the objects 2 for the exact determination of the forward movement or the relative movement between the Object 2 and the dispensers 16 preferably at different locations, for example, monitored directly in the area of the dispenser 16 for the fluid droplets 14, 15 on the surface of the object 2, in particular semi or fully automatically controlled.
  • a laser measuring device which exploits the unevenness or a three-dimensional structure 25 on the surface of the object 2 for determining the speed of the object 2 is suitable.
  • the accuracy of the speed measurement is advantageously less than 1% relative to the rated speed or relative speed between the object 2 and the dispensing devices 16.
  • the sensor device 27 also supplies the measuring signal via control lines 26 to the control device 11.
  • Z-axis a spatial direction 29
  • the object 2 in particular when it comes to tiles or green compacts, aligned on the positioning device 7 or the support surface 22 with an accuracy of +/- 1mm in at least one of the two spatial directions 18, 28 and is positioned.
  • the detector device 19 For determining and determining or assigning the correct to be applied with the dispensers 16 Motives 3 on the surface 6 of the object 2 and preferably especially for adapting the applied motif to the actual height relief 25 of the object 2, it is now advantageously possible with the detector device 19 to scan the entire height relief 25 on the surface 6 of the object 2 or to capture, which is then to be printed with the adapted to this height relief 25 motif 3.
  • a high-resolution camera for example, can be used for this purpose. With this camera or a corresponding laser scanning device, the complete surface of the object 2 can be measured under continuous or intermittent passage of the object 2 under the detector device 19.
  • the corresponding data can be forwarded to the control device 11 and / or to the image data processing and / or recognition device 12. Of course, it is also possible to transfer these data in a separate computer via these devices, which calculates the corresponding exact height relief from these received data of the detector device 19 and thus provides the control data for the subsequent operations available.
  • the height relief 25 is determined synchronously to the conveying speed of the object 2 or to the relative speed between the object 2 and the detector device 19.
  • the height relief 25 is composed of the recorded lines of the control device 11 and the image data processing and / or recognition device 12, respectively.
  • the motif 3 or print motif corresponding to this height relief 25 is retrieved from an image database stored in the control device 11 or the image data processing and / or recognition device 12 or another computer associated therewith, and the control device 11 for controlling the dispensing devices 4 to hand over.
  • the respective dispensing device 16 is actuated by the control device 11 to deliver the corresponding fluid droplets 14 and 15 by fluids added with more preferably different pigments or particles in order to apply the motif 3, as is known, for example, in the known from industrial applications inkjet printing devices to produce.
  • these data can also be used to determine the orientation of the three-dimensional structure 25 of the object 2 relative to a predefinable desired position and depending on the position the three-dimensional structure 25 and the height relief and thus of the object 2 generate some corresponding input signals for the control device 11.
  • tactile scanning methods such as the stylus method can be used, so for example a profilometer can be used.
  • control device 11 With these input signals, it is now possible for the control device 11 to control the application device 4 or its dispensing devices 16 in such a way that, even if the position of the object 2 is not exactly aligned, for example with one of its longitudinal axes not parallel to the conveying direction - arrow 9 - the motif 3 in FIG desired orientation relative to the three-dimensional structure 25 and the height relief is applied.
  • Such an approach can increase the speed of application of the motif 3 and, for example, it is also possible to save separate guiding devices for the objects 2 or alignment devices such as positioning axes or robots for exact alignment of the position of the object 2 on the positioning device 7 or the feeding device 13.
  • the control device 11 therefore receives from its associated image data storage device 30 for the application device 4, the data associated therewith the required data based on the signals from the detector device 19, the at least part of the three-dimensional structure 25 and the height relief of the object 2 and / or the orientation of the object 2 in at least two different spatial directions 17, 18 is determined or scanned, set or selected or calculated.
  • the detector device 19 generates the structure 25 and the actual alignment of the structure 25 or of the object 2 relative to a desired position characterizing input signals.
  • control device 11 On the basis of these input signals, it is thus possible for the control device 11 to actuate an alignment of the objects 2 in a desired desired position with corresponding actuating means and / or the application device 4 or its dispensing devices 16 for applying the fluid drops 14, 15 to the object 2 in accordance with the preselectable motif 3 selected on the basis of the determination of the three-dimensional structure 25 and, if appropriate, the position of the object 2.
  • tile presses on the market today that can press several tiles, preferably 6 or 12 tiles at the same time, many different structures can be expected in a single production process.
  • the coding 21 can be configured as desired or have the most varied forms.
  • a bar code or bar code known from the prior art for example also a three-dimensional bar code for coding the individual objects 2, so that the correct motifs 3 can be assigned to them fully automatically.
  • this bar code can be applied at any point of the object, for example, those areas on which the motif 3 is then applied.
  • the coding 21 on the underside 24 of the object 2 or the side surfaces connecting the top and bottom sides is preferably arranged.
  • the bar code or the coding 21 is invisible under daylight or normally used artificial light.
  • Such encoding 21 can therefore be arranged without further in the range of the viewer for the intended use facing visible side of the object 2, so that later with special light such as infrared or UV light or with another wave-optical method this encoding 21st can read. This is particularly advantageous if several individual objects 2 are combined to form a large overall motif and one of these objects 2 is damaged or breaks, so that the correspondingly correct object 2 can be accurately reproduced.
  • Electronic components that do not require their own energy source such as microchips or so-called RFID can also be embedded in the object 2 or arranged on the normal use of the non-visible to the viewer parts of the surface.
  • Fig. 3 it is also possible for objects 2, for example those which are produced by corresponding methods such as pressing, injection molding, embossing or the like, to arrange a three-dimensional coding 21.
  • objects 2 for example those which are produced by corresponding methods such as pressing, injection molding, embossing or the like, to arrange a three-dimensional coding 21.
  • This is recommended, inter alia, in the production of green compacts in the ceramics industry, since there often the components through a pressing process can be produced and in the course of this pressing process at a suitable location, the coding 21 as an identifying feature for the object 2 and the applied thereon height relief 25 can be pressed or stamped or formed.
  • Such a detector device 19 which is designed, for example, as a laser measuring device, is suitable, above all, for the scanning of codes 21, as used, for example, in US Pat Fig. 3 and 9 are shown.
  • the detector device 19 formed by the laser measuring device takes - as in FIG Fig. 2 shown - in the bottom of the ceramic part or green body or the tile or on the bottom 24 of the object 2 applied or pressed surface coding 21.
  • the object 2 provided with the coding 21 or the green body or the tile is used for scanning, for example, in FIG Fig. 3 illustrated coding 21 which may be arranged on the underside 24 of the object 2 is guided past the detector device 19, which scans from below the structure of the coding 21 synchronously to the speed of movement of the object 2.
  • the motif 3 corresponding to the coding 21 - which is unmistakably associated with the three-dimensional structure 25 or the height relief of the object 2 - is retrieved from the image data processing and / or recognition device 12 and / or an image data memory 30 and transferred to the dispensers 19 for processing, and Finally, a printing with the respective motif 3 takes place.
  • the coding 21 may have, for example, code lines 31 which, in accordance with their spacing and / or their thickness, allow a distinctive identification of the object 2 or of the structure 25 arranged thereon or the height relief of the object 2, similar to a one-dimensional or multidimensional barcode.
  • the front end face 39 thus forms the one with which the object 2 first enters the region of the application device 4.
  • this coding 21 can now be constructed in such a way that a center 41 of the centering mark 32 formed by a square 42 is arranged at the intersection of diagonals 40 of the object 2 shown in dotted lines.
  • This centering mark 32 consists of a square with side edges 43-46 of which the side edges 44 and 46 are aligned parallel to a longitudinal center axis 47 extending through the center 41 and are each spaced by the same distance y from this longitudinal central axis 47.
  • the perpendicular to these side edges 44 and 46 extending side edges 43 and 45 are in turn arranged at the same distance x from a transverse central axis 48 of the object 2. Which in turn passes through the center 41.
  • the longitudinal center axis 47 and the Transverse central axis 48 are each arranged at the same distance b or a from the side edges 35, 37 and 36, 38 of the object 2.
  • the code lines 31 which are, for example, at an angle ⁇ at 45 ° inclined to the central longitudinal axis 47 aligned. These code lines 31 or their number and optionally thickness form a code marking, for example in the sense of a bar code, wherein the course of these code lines 31 obliquely to the side edges 43 to 46 of the Zentriansmark réelle 32 allows a precise detection and discrimination of the same in a simple manner.
  • this centering marker 32 is scanned with the detector or sensor device 19, 20, both the position of the center 41 of the object 2 and the type of the object 2 and thus the object 2 belonging to this motif 3 can be determined, so that the right thing to the object 2 associated motif from the image data processing and / or - recognition device 12 and the image memory 30 for controlling the application device 4 can be selected or determined.
  • the object 2 is a square component or a rectangular one in which it is ensured by mechanical guide directions that it can only be supplied with one of the side edges 35 or 37 as end face 39 of the application device 4, the execution of the coding 21 be completely sufficient as described above.
  • the direction marking 33 is aligned such that side edges 51 and 52 are located at the same small distance 55 from the side edges 46 and 45 of the centering mark 32.
  • the direction mark 33 formed by a square is arranged offset relative to the code mark 32, the center of this direction marking 33 formed by the square being offset in the direction of the side edge 36 of the object 2 in the present exemplary embodiment.
  • the further direction marking 34 which is likewise formed by a square, is now offset relative to the center of the direction marking 33 in which the sides running parallel to the side edges 52 and 53 of the direction marking 33 are again arranged at the small distance 55 by the direction marking 34 whereas the side edges of the direction marking 34, which extend parallel to the side edges 51 and 54, again have a greater distance therefrom than the distance 55.
  • the coding 21 can be produced on the underside of the object 2 with a press die which has incorporated this structure in the stamp base.
  • a press die which has incorporated this structure in the stamp base.
  • all possible tile sizes can be processed, but the minimum size of the tile 60 mm x 60 mm got to.
  • a structure of 1 mm height difference can be resolved with a measurement signal of 1 V with sufficient accuracy.
  • the sampling frequency of the detector or sensor device 19, 20 is preferably greater than 2 kHz.
  • the Sensor measuring range is between 5 and 15, for example, 10 mm, the contour scanning accuracy is 0.0 to 0.2, preferably 0.1 microns.
  • This application variant of the coding is almost independent of the reflectance of the surface of the object 2.
  • the stamp structure tolerance is 5% of the default values, this can be realized with presses especially tile presses according to the current state of the art.
  • the illustrated dispensing or application devices 16, 4 may be formed as a single-pass system, in which the dispensing devices 16 are arranged fixed.
  • the application device 4 can also be designed for the scanning application of fluid droplets 14, 15, so that with a plurality of dispensers 16 different colors, and optionally the color WHITE and / or transparent and / or protective layers can be applied, but with the dispenser or dispensers 16 resp Printheads extend over only a portion of the width of the object to be printed 2 and in each case the color strip is applied during a movement transverse to the longitudinal direction of the object to be printed 2, and the object to be printed 2 after each cross feed of the application device 4 over its width with the supply device 13 by a presettable amount in the conveying direction - arrow 9 in FIG Fig. 2 - is moved forward intermittently.
  • a dispensing device 16 in which the ink drops 14, 15 are deflected after emerging from this by an electromagnetic field so that they impinge on the correct location of the object to be printed 2.
  • the object 2 to be printed may be different materials, for example film-like materials made of paper, plastic, metal, textile, wood and the like, or nonwovens, nets and the like, or it may also be plate-shaped material and band-shaped material of the aforementioned materials be printed.
  • ceramics such as ceramic components as fired goods or as greenware, natural stones or other natural materials such Mats, nets, nonwovens or leather and other building materials such as plasterboard, plasterboard or the like to print.
  • These objects 2 can be formed from extruded wood masses, from ceramic masses (green bodies or fired), from very different materials such as metal, non-ferrous metals, plastics and the like.
  • different manufacturing methods for the objects 2 are conceivable, such as, for example, injection molding, extrusion, blow molding, deep drawing, casting, and also different machining methods, such as milling.
  • Contamination of the optics of the detector and / or sensor device 19, 20, 27 is counteracted by connecting a cleaning device upstream, so that a clear optics can be achieved with a blow-off attachment that uses filtered air.
  • a groove depth of 0.5 to 4 mm is preferably 1 mm and a groove width and / or a distance between the side edges 42 to 46 and 51 to 54 of the Zentri mecanicsmark ist 32 and the direction marker 33, 34 or to the direction marker 33rd , 34 parallel side edges of the direction marker 33, 34 1 to 5 mm, preferably 1.5 to 2.5 mm.
  • the Structural height tolerance should preferably be +/- 0.1 mm.
  • the spacing of the code lines 31 can be chosen arbitrarily, for example between 2 and 6 mm, preferably 4 mm. A tolerance of these code lines 31 should be between +/- 0.1 +/- 0.5 mm, preferably +/- 0.25 mm. Also, a variable structure line spacing is possible.
  • a centering accuracy of the object 2 relative to the coding 21, for example, from +/- 0.1 to 1 mm, preferably +/- 0.5 mm with respect to the Zentrianssmark ist 32 so to achieve the inner square.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of a part of the control device 11 and the image data storage processing and recognition device 12 of an exemplary device 1 for printing objects 2 as shown for example in FIG Fig. 1, 2 and 6 is shown.
  • the evaluation electronics belonging to the control device 11 comprise an evaluation microcontroller 56 with an analog / digital converter, interface modules 57 for setting up a proprietary RS-485 interface, and an input for the pulses of the sensor device 27 or the incremental encoder for measuring the belt speed.
  • the evaluation microcontroller 56 samples the analog output signal of the CCD matrix 29 at a sampling rate greater than 2 kHz, preferably greater than 4 kHz.
  • the evaluation microcontroller 56 starts the structure evaluation by evaluating the path of the object 2 or the tile by means of an encoder signal. If this running distance is the same length as the code marking start area, then a structure start is assumed.
  • the subsequent edge slopes and running distances without signal jumps in the range of the valid edge slopes define the read coding 21. If the read coding 21 is in the valid code space, then the structure has been recognized correctly. Depending on the structure detected, the evaluation microcontroller 56 of the application device 4 communicates the read coding 21 via the interface modules 57. The application device 4 requests the correct motif 3 from the image data memory 30 based on the read encoding 21.
  • a printer controller 58 stores the codings 21 received from the detector device 19 in a ring memory and, after each image output, selectively requests the next motif 26 from the image data memory 30 for image processing. Image buffering of any desired eg 6 to 20 images is possible.
  • the distance between the detector device 19 and application device 4 is provided with a protective housing. This prevents objects 2 whose codes 21 have already been recognized from being taken off the conveyor belt and thus the required sequence is not adhered to, which would result in a system error.
  • Fig. 5 shows the interaction of the sensor device 27 and the CCD matrix 29 with the control device 11 for an exact monitoring of the position of the object 2 between the CCD matrix 29 and the application device 4.
  • the transit time of the object 2 under the CCD matrix 29 is detected continuously.
  • the reading accuracy of the coding 21 can be increased by the CCD matrix 29. This is especially true if the supply speed or the relative speed between application device 4 and object 2 is not monitored separately with a sensor device 20.
  • the Fig. 6 1 shows a representation of an exemplary embodiment of an encoding 21 formed by a text and / or character coding 59 on an object 2.
  • the text and / or character coding 59 is a barcode (EAN-8 industrial standard format) which is assigned by a Sensor device 20, for example, a bar code scanner 60 is detected.
  • the bar code scanner 60 delivers the signal to the control device 11 via a control line 26.
  • the coding 21 is located on a side surface 61 connecting the lower side 24 with the upper side 23 of the object 2.
  • the upper side 23 of the object 2 has a structure 25, ie a height relief ,
  • An exemplary (arrow) dispensing device 16 applies fluid drops 14 and / or 15 to the three-dimensional structure 25, ie the structured surface of the object 2.
  • This dispensing device 16 can be movable in one direction, for example transversely to the longitudinal central axis 47 of the object 2 In this case, the object 2 moves in the longitudinal direction - arrow 9 - under the dispensing or application device 16, 4 and thus ensures a line feed.
  • the dispensing or application device 16, 4 is movable in the direction of both axes and the object 2 remains immobile during the application process.
  • FIGS. 7 to 9 show a representation in plan, front and bottom view of an exemplary object 2 with coding 21 on the bottom 24 and on the three-dimensional structure 25 and the height relief 25 applied motif 3 on the top 23 of the object 2.
  • the coding 21 is during the production of the object 2 such as based on the Fig. 3 described by pressing.
  • the innermost centering mark 32 of the coding 21 is centered on the intersection of the diagonals 40 in the object 2.
  • REFERENCE NUMBERS 1 Apparatus for printing 38 side edge 2 object 39 front 3 motive 40 diagonal 4 applicator 5 part 41 Focus 42 square 6 surface 43 side edge 7 positioning 44 side edge 8th Twin belt conveyor 45 side edge 9 arrow 10 engine 46 side edge 47 Longitudinal central axis 11 control device 48 Transverse centerline 12 Image data processing and / or recognition device 49 page length 50 page length 13 feeding apparatus 14 fluid droplets 51 side edge 15 fluid droplets 52 side edge 53 side edge 16 dispensers 54 side edge 17 spatial direction 55 distance 18 spatial direction 19 detecting device 56 Ausncemicrocontroler 20 sensor device 57 Interface module 58 printer controller 21 encoding 59 Text and / or character encoding 22 bearing surface 60 barcode scanner 23 top 24 bottom 61 side surface 25 structure 26 control line 27 sensor device 28 spatial direction 29 CCD matrix 30 Image data storage 31 code line 32 center mark 33 direction mark 34 direction mark 35 side edge 36 side edge 37 side edge

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen von Fluidtropfen (14,15) zur Bildung eines Motivs (3) auf wenigstens einen Teil (5) eines wenigstens teilweise mit einer dreidimensionalen Struktur (25) versehenen Objektes (2). Die Vorrichtung weist eine Applikationsvorrichtung (4) für Fluidtropfen (14,15) auf das Objekt (2) entsprechend dem auf einer Bilddatenspeichervorrichtung (30) abgespeicherten Motiv (3), eine Zufuhrvorrichtung (13) für die Zufuhr des Objektes (2) zur Applikationsvorrichtung (4) und eine Steuervorrichtung (5) zur Steuerung der Zufuhrvorrichtung (4), der Bildspeichervorrichtung (30) und der Applikationsvorrichtung (4) auf. Die Steuervorrichtung (11) umfasst eine der Bilddatenspeichervorrichtung (30) bzw. der Applikationsvorrichtung (4) zugeordnete Detektorvorrichtung (19) zur Erfassung wenigstens eines Teils (5) der dreidimensionalen Struktur (25) des Objektes (2). Weiters steuert sie das Aufbringen der Fluidtropfen (14, 15) auf das Objekt (2) entsprechend dem Motiv (3) in Abhängigkeit von der erfassten dreidimensionalen Struktur (25).

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufbringen von Fluidtropfen zur Bildung eines Motivs auf wenigstens einen Teil eines wenigstens teilweise mit einer dreidimensionalen Struktur versehenen Objektes nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 2 bzw. 3 sowie 35 und 36.
  • Die Hersteller von Keramikprodukten, insbesondere Fliesen, fordern im Hinblick auf die heute vorhandenen fortschrittlichen Drucktechnologien eine Möglichkeit, ein gewünschtes farbiges Bild abhängig von einer Höhenlinienstruktur des jeweiligen Keramikproduktes auf die Oberfläche eines solchen Erzeugnisses zu drucken. Hierbei soll es möglich sein, auch beispielsweise Marmorreliefs naturgetreu wiederzugeben.
  • Eine dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 entsprechende Vorrichtung zum mehrfarbigen Bedrucken von Baumaterialien mit unregelmäßiger Oberfläche, wie beispielsweise von Wandverkleidungselementen, ist in der Japanischen Patentanmeldung JP 09 - 32 34 34 beschrieben. Bei diesem Drucksystem wird das zu bedruckende Bauteil zunächst mit einem Anstrich für raue Oberflächen versehen, um anschließend an eine Position mit einer Vielzahl von Tintenstrahldruckköpfen (mit kontinuierlichem Tintenstrahl) befördert zu werden, wobei darauffolgend das Drucken des Motivs mit einer niedrigviskosen Tinte erfolgt, welche einen spezifischen Widerstand von weniger als 104 aufweist. Diese Druckschrift liefert jedoch keinerlei Hinweise auf ein gezieltes Bedrucken eines am Bauteil vorhandenen Reliefs, auch ist dieser Schrift nicht entnehmbar, wie die Auswahl des zu druckenden Motivs erfolgen soll.
  • Ein weiteres Verfahren zum Aufbringen eines Dekors auf Oberflächenelemente ist in der DE 600 09 141 T2 beschrieben. Hierbei soll ein zuvor ausgewähltes Dekor auf Oberflächenelemente derart aufgebracht werden, dass die Dekormuster nebeneinander angeordneter Oberflächenelemente aufeinander abgestimmt sind. Dies kann beispielsweise eine sich über mehrere nebeneinander eingebaute Oberflächenelemente erstreckende Holzmaserung sein. Eine Eignung dieser Vorrichtung für ein Drucken von beispielsweise Marmorreliefs auf ein dreidimensional strukturiertes Objekt ist dieser Druckschrift jedoch nicht zu entnehmen.
  • Ferner offenbart die US 7,357,959 B2 eine Vorrichtung zur Bedruckung von dreidimensionalen Objekten mit einem Tintenstrahldrucker. Dabei ist vorgesehen, dass der Abstand zwischen den Farb-sprühdüsen und der Druckbasis einstellbar ist. Die Druckvorrichtung umfasst daher einen zumindest zweidimensional verschwenkbaren Druckkopf. Die zu bedruckenden Objekte sind auf einem Förderband abgelegt und werden von diesem am Druckkopf vorbeibewegt. Sensoren sind vorgesehen, um die Position der vorderen Kante des zu bedruckenden Objekts, die Seitkanten sowie die Höhe des zu bedruckenden Panels zu erfassen. Da die gesamte äußere Kontur des zu be-druckenden Objektes erfasst ist, wird sichergestellt, dass keine Farbe auf das Förderband gelangt, dass aber die Kantenabschnitte des zu bedruckenden Objektes korrekt bedruckt werden. Wenn die Geometrie des zu bedruckenden Objektes bekannt ist und das Objekt in einer bestimmten Relativposition zum Förderband angeordnet ist, ist es lediglich erforderlich, die Vorderkante zu erfassen, um das gesamte Objekt korrekt zu bedrucken.
  • Aus der US 5,184,152 A ist eine Druckvorrichtung zum Bedrucken eines Rohres bekannt, welches Rohr von einer Rolle abgewickelt wird, wobei Charakteristiken betreffend das Rohr auf der Rolle vorhanden sind. Ein Sensor ist vorgesehen, welcher die codierte Information von der Rolle ausliest und daraus ein Signal generiert, um einen Mikroprozessor, welcher den Drucker steuert, entsprechend anzusteuern. Das Dokument D2 offenbart ferner, dass als Drucker ein Thermodrucker verwendet wird. Um Dickenunterschiede des zu bedruckenden Materials auszugleichen ist vorgesehen, dass der Druckkopf auf einer Tragkonstruktion angeordnet ist, welche um zumindest eine, bevorzugt um zumindest zwei Drehachsen verschwenkbar ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bedrucken von dreidimensional strukturierten Objekten anzugeben, welches zuverlässig ein qualitativ hochwertiges und präzises Druckmotiv bei möglichst hoher Druckgeschwindigkeit gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird jeweils eigenständig durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, und ein Verfahren nach den Ansprüchen 35 und 36 gelöst.
  • Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Steuervorrichtung eine der Bilddatenspeichervorrichtung bzw. der Applikationsvorrichtung zugeordnete Detektorvorrichtung zur Erfassung wenigstens eines teils der dreidimensionalen Struktur des Objektes aufweist, und das Aufbringen der Fluidtropfen auf das Objekt entsprechend dem Motiv in Abhängigkeit von der erfassten dreidimensionalen Struktur steuert. Mit der Erfindung gelingt es, vor dem Bedrucken des Objektes die Geometrie und/oder den Typ des Objektes durch die Detektorvorrichtung präzise zu erfassen und zu klassifizieren, wodurch eine zuverlässige Zuordnung eines Druckmotivs möglich ist, und zuverlässig ein qualitativ hochwertiges und präzises Druckmotiv bei möglichst hoher Druckgeschwindigkeit erzielt werden kann. Insbesondere in der Keramikindustrie wird durch die Erfindung im Zusammenhang mit der digitalen Farbgebung an Fliesen die Möglichkeit geschaffen, ein gewünschtes Bild abhängig von einer Höhenlinienstruktur auf eine Fliese zu drucken. Damit eröffnet sich die Möglichkeit, auch komplexere Bilder wie zum Beispiel Marmorreliefs oder Holzmaserungen absolut naturgetreu wiederzugeben. Neben der Keramikindustrie gibt es in der gesamten Druckindustrie ein breites Anwendungsgebiet für die erfindungsgemäße Vorrichtung, bzw. das Verfahren. So ist ein Bedrucken von Objekten aus Holz oder Kunststoffen ist ebenso denkbar wie ein Bedrucken von Metallen. Die Erfindung stellt für den Produktionsprozess ein vor der Farbgebung durchzuführendes Strukturerkennungsverfahren zur Verfügung, welches das Höhenlinienrelief des zu dekorierenden Objektes z.B. einer Fliese exakt aufnimmt und an das Bildwiedergabesystem weiterleitet, damit das richtige Bild passgenau auf die Fliese gedruckt werden kann.
  • Die Erfindung kann eigenständig aber auch bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst werden, dass die Steuervorrichtung eine der Bilddatenspeichervorrichtung bzw. der Applikationsvorrichtung zugeordnete Detektorvorrichtung zur Eingabe eines, wenigstens einen Teil der dreidimensionalen Struktur des Objektes und/oder der Ausrichtung desselben in zumindest zwei unterschiedlichen Raumrichtungen relativ zu einer Sollposition charakterisierendes Eingabesignal aufweist, und die Steuervorrichtung auf der Grundlage des Eingabesignals die Applikationsvorrichtung für das Aufbringen der Fluidtropfen auf das Objekt entsprechend dem vorbestimmbaren Motiv in Abhängigkeit von der dreidimensionalen Struktur steuert. Diese Lösung schafft nunmehr den Vorteil, dass ein Aufbringen des Motivs unabhängig von der Lage des zu beschichtenden Objektes erfolgen kann, wobei alternativ auch gleichzeitig die dreidimensionale Struktur zur Auswahl des richtigen Motivs zum Aufbringen auf das Objekt erfolgen kann.
  • Eine weitere eigenständige Lösung der Aufgabe durch eine Vorrichtung in der eingangs genannten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung eine der Bildspeichevorrichtungen bzw. der Applikationsvorrichtung zugeordnete Detektorvorrichtung zum Abtasten oder Auslesen wenigstens eines Teils einer Codierung aufweist und eine der dreidimensionalen Struktur des Objektes charakterisierendes Eingabesignals generiert und die Steuervorrichtung auf der Grundlage des Eingabesignals das Aufbringen der Fluidtropfen auf das Objekt für das herstellen des Motivs in Abhängigkeit von der dreidimensionalen Struktur und/oder der Ausrichtung derselben steuert. Vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform, dass eine spezielle Codierung auf dem Objekt vorgesehen ist, mit diesem Objekt sofort das richtige Motiv für zum Aufbringen auf eine dreidimensionale Struktur bzw. die Oberfläche des Objektes ausgewählt werden kann. Vorteilhaft ist hierbei, dass nur geringe Datenmengen verarbeitet werden müssen, um eine eindeutige Identifizierung des Objektes und des diesen Objekt zugehörigen Motivs erforderlich ist. Damit kann die Produktionsgeschwindigkeit solcher Vorrichtungen zusätzlich erhöht werden.
  • Vorteilhaft ist es hierbei wenn, die Codierung zusätzlich zur dreidimensionalen Struktur des Objektes angeordnet ist, da dadurch die aufgebrachte Codierung auch für nachfolgende Arbeitsvorgänge bzw. die Logistik verwendet werden kann. Gleiches trifft zu wenn, die Codierung in einen von der dreidimensionalen Struktur des Objektes distanzierten Bereich der Oberfläche des Objektes angeordnet ist. Für bestimmte Objekte eignet es sich mit Vorteil, wenn die Codierung des Objektes eine dreidimensionale Struktur aufweist. Dies trifft vor allem für jene Objekte zu, die beispielsweise durch einen Press- oder Gussvorgang beispielsweise auch durch eine Spritzguss- oder Druckgussvorgang hergestellt werden.
  • Die Verarbeitung der Objekte wird überraschenderweise dadurch wesentlich vereinfacht, wenn die Codierung eine die Position der dreidimensionalen Struktur auf dem Objekt charakterisierende Positionsinformation enthält. Damit kann mit einem Abtastvorgang nicht nur eine exakte Identifizierung des Objektes sondern auch eine exakte Lageerkennung des Objektes vorgenommen werden.
  • Eine exakte Erfassung der Struktur des Objektes mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht eine hohe Produktionsgeschwindigkeit und ist erzielbar, wenn die der Bilddatenspeichervorrichtung bzw. die Applikations- oder Abgabevorrichtung zugeordnete Detektorvorrichtung eine hochauflösende Kamera zur Erfassung wenigstens eines Teils der dreidimensionalen Struktur des Objektes aufweist, welche die Daten der gemessenen dreidimensionalen Struktur an die Bilddatenspeichervorrichtung ausgibt. Vorteilhaft für eine rasche und lagegenaue Bearbeitung der Objekte ist aber auch erzielbar in dem einer der Steuer- bzw. Bilddatenspeichervorrichtung und/oder Applikations- bzw. Abgabevorrichtung zugeordnete Detektorvorrichtung eine hochauflösende Kamera zur Erfassung wenigstens eines Teiles der dreidimensionalen Struktur der Codierung des Objektes aufweist, welche die dreidimensionale Struktur und die Ausrichtung der Codierung bzw. deren dreidimensionale Struktur in Relation zu einer Sollausrichtung erfasst und an die Steuervorrichtung ausgibt.
  • Für ein exaktes Erfassen der dreidimensionalen Struktur bzw. der Codierung ist es vorteilhaft, wenn die hochauflösende Kamera die dreidimensionale Struktur des Objektes bzw. der Codierung durch eine Relativbewegung zwischen einer Zeilenkamera und der dreidimensionalen Struktur aufnimmt bzw. wenn die Aufnahme der dreidimensionalen Struktur des Objektes bzw. der Codierung synchron zur Zufuhrgeschwindigkeit der das Objekt aufnehmenden Zufuhrvorrichtung erfolgt. Die letzt genannte Ausführungsvariante hat den Vorteil, dass das Erkennen der Struktur bzw. der Codierung im kontinuierlichen Durchlauf dem Produktionsprozess, das heißt im Aufbringen des Motivs, vorgeordnet erfolgen kann. Hierbei ist es von Vorteil, wenn der Zufuhrvorrichtung eine Sensorvorrichtung für die Erfassung der Zufuhrgeschwindigkeit des dreidimensional strukturierten Objekts zugeordnet ist, die einen Inkrementalgeber aufweisen kann.
  • Eine weitere Ausführungsvarianten die eine verbesserte Erkennung der Struktur bzw. der Codierung ermöglichen, kann erreicht werden, wenn die Sensorvorrichtung für die Erfassung der Zufuhrgeschwindigkeit einen Inkrementalgeber und/oder die der Bilddatenspeichervorrichtung bzw. der Applikations- und/oder Abgabevorrichtung zugeordnete Detektorvorrichtung ein optisches Lesegerät zum Beispiel einen Barcodesensor aufweist, welches eine am Objekt aufgebrachte vorbestimmte Text- und/oder Zeichencodierung erfasst und bevorzugt dem optischen Lesegerät bzw. dem Barcodesensor eine Beleuchtung zugeordnet ist.
  • Vor allem bei Produktionsprozessen von keramischen Bauteilen ist es zur Vermeidung von Lesefehlern und für den störungsfreien Betrieb vorteilhaft, wenn die Detektor- und/oder Sensorvorrichtung in einem gegen Verschmutzung abgeschirmten Behältnis angeordnet ist und/oder mit einer automatischen Reinigungsvorrichtung für die Optik des Lesegeräts versehen ist.
  • Zusätzliche Vorteile können auch dadurch erzielt werden, dass das zu bedruckende dreidimensional strukturierte Objekt eine Länge von 100 cm bis 200 cm und eine Breite von 50 cm bis 150 cm aufweist, mit einem bevorzugten Verhältnis der Länge zur Breite von 140 cm zu 80 cm oder 200 cm zu 150 cm und/oder die Detektorvorrichtung eine die dreidimensionale Struktur optoelektronisch erfassende CCD-Matrix und eine mit einer optoelektronischen Abtastvorrichtung verbundene Auswerteelektronik zum Beispiel einen Auswertemikrocontroller aufweist und/oder die Detektorvorrichtung eine optische Messvorrichtung aufweist, welche wenigstens einen Teil der Oberflächengeometrie und/oder das Höhenrelief des dreidimensional strukturierten Objektes durch Triangulation von Lichtstrahlen erfasst und/oder das dreidimensional strukturierte Objekt mit einer vorbestimmten Codierung versehen ist, welche von der Detektorvorrichtung erfasst und von der Steuervorrichtung ausgewertet wird und/oder die Codierung einen geometrischen Bildcode mit vorbestimmten geometrischen und gegebenenfalls strukturierten Bildelementen aufweist, welcher einem in der Bilddatenspeichervorrichtung abgespeicherten Motiv entspricht, da dadurch Fehlzuordnungen von Motiven zu Objekten mit hoher Sicherheit ausgeschaltet werden können.
  • Vorteilhaft ist aber vor allem die richtige Erkennung der Lage der Objekte bzw. in welcher Position die Objekte der Applikations- bzw. Abgabevorrichtung zugeführt werden, da falsch liegende Teile rasch erkannt und gegebenenfalls im Zuge des laufenden Antransportes korrekt ausgerichtet werden können bzw. die Ansteuerung der Applikations- bzw. Abgabevorrichtung auf die Lage des Objektes abgestimmt werden kann. Dazu ist es vorteilhaft, wenn die Bildelemente bevorzugt wenigstens ein Vieleck einer Zentrierungs- und/oder Richtungsmarkierung aufweisen, mit einer variierenden Anzahl von innerhalb dieses Vielecks liegenden, unter einem bestimmten Winkel gegenüber einer Seitenkante angeordneten Codelinien und zum Beispiel der Winkel α der innerhalb des Vielecks angeordneten Codelinien im Bereich von 20° bis 70° liegt, und vorzugsweise 45° beträgt.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Vorrichtungsansprüchen.
  • Die Aufgabe der Erfindung kann aber auch durch ein Verfahren gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 35 und 36 gelöst werden, in dem das mit einer dreidimensionalen Struktur versehene Objekt an einer der Steuervorrichtung zugeordneten Detektorvorrichtung oder Sensorvorrichtung vorbeigeführt wird, wobei das dreidimensionale Objekt durch ein Erfassen wenigstens eines Teiles der Oberflächengeometrie und/oder der Struktur durch die Detektorvorrichtung klassifiziert wird und anhand der erfolgten Klassifizierung ein in der Bilddatenspeichervorrichtung abgespeichertes Motiv dem jeweiligen dreidimensionalen Objekt zugeordnet wird, und das Objekt der Applikationsvorrichtung zugeführt wird, wo ein Aufbringen der Fluidtropfen entsprechend dem Motiv stattfindet oder dass die Steuervorrichtung eine der Bilddatenspeichervorrichtung bzw. der Applikationsvorrichtung zugeordnete Signaleingabevorrichtung zur Eingabe wenigstens einen Teil der Struktur des Objektes charakterisierenden Eingabesignals aufweist, welche Steuervorrichtung auf der Grundlage des Eingabesignals das Bedrucken des Objektes mit dem Motiv in Abhängigkeit der Struktur bzw. des Höhenreliefs steuert. Diese Verfahren ermöglichen eine zielgerichtete, rasche Bearbeitung der einzelnen Objekte unter Vermeidung von Ausschuss bzw. eine erhebliche Verringerung des Ausschusses. Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den weiteren Verfahrensansprüchen beschrieben.
  • Weitere zweckmäßige Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufbringen von Fluidtropfen zur Bildung eines Motivs auf einem dreidimensional strukturieren Objekt in stark vereinfachter schematischer Darstellung und Seitenansicht;
    Fig. 2
    einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 1 in stark vereinfachter schematischer schaubildlicher Darstellung;
    Fig. 3
    ein Objekt mit einer darauf aufgebrachten Codierung in stark vereinfachter schaubildlicher Darstellung in Ansicht von unten;
    Fig. 4
    ein Blockschaltbild des Zusammenwirkens der Detektorvorrichtung mit einem Bilddatenspeicher in vereinfachter schematischer Darstellung;
    Fig. 5
    ein Blockschaltbild des Zusammenwirkens der Sensorvorrichtung und der Detektorvorrichtung mit der Steuervorrichtung in stark vereinfachter schematischer Darstellung;
    Fig. 6
    ein Objekt mit einer dreidimensionalen Struktur und dem dieser zugeordneten Abgabevorrichtung für Fluidtropfen und der Sensorvorrichtung bzw. Detektorvorrichtung 19 zum Ablesen einer Text- und/oder Zeichencodierung in stark vereinfachter schematischer Darstellung;
    Fig. 7
    die Darstellung eines Objekts mit einem auf eine dreidimensionale Struktur des Objekts aufgebrachten Motiv in Draufsicht und vereinfachter schematischer Darstellung;
    Fig. 8
    das Objekt nach Fig. 7 mit einer auf der Unterseite aufgebrachten Codierung in Seitenansicht und stark vereinfachter schematischer Darstellung;
    Fig. 9
    das Objekt nach Fig. 7 und 8 in stark vereinfachter schematischer Darstellung und Ansicht von unten.
  • Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
  • Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mitumfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.
  • Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst eine Vorrichtung 1, mit der auf eine Oberfläche eines Objektes 2 ein Motiv 3 aufgebracht werden kann.
  • Dazu weist die Vorrichtung 1 zum Erzeugen des Motives 3 eine Abgabevorrichtung 4 auf, mittels der auf zumindest einem Teil 5 einer Oberfläche 6 des Objektes 2 ein Motiv, wie beispielsweise eine Holzmaserung, eine Steinmaserung, ein Ornament oder beliebige grafische Elemente oder Verzierungen aufgebracht wird. Das Objekt 2 kann dabei durch eine MDF-Platte, Melaminplatte, einen Glasbauteil, Sperrholz, Furnier, Keramik, Grünling, Fliese, Kunststoffplatte, Karton oder dergleichen gebildet sein. Das Objekt 2 wird auf eine beispielsweise als ein- oder mehrachsige Positioniervorrichtung 7 bzw. eine Zufuhrvorrichtung 8, z.B. eine Doppelgurt-Fördervorrichtung, aufgegeben. Diese Positioniervorrichtung 7 kann z.B. in der Keramikindustrie zum Transport von beispielsweise durch als Grünlinge bezeichnete keramische Rohteile, bevor sie dem Brennvorgang zugeführt werden, oder durch bereits gebrannte Fliesen verwendet werden. Die Doppelgurt-Fördervorrichtung 8 weist zwei in Transportrichtung - Pfeil 9 - sich erstreckende Riemen auf, die von einem Motor 10, z.B. einem Asynchronmotor angetrieben sein können, der beispielsweise über einen Frequenzumrichter geregelt sein kann.
  • Zur Steuerung der Vorrichtung 1 ist eine Steuervorrichtung 11 angeordnet, die auch eine integrierte oder mit diese zB über ein Bus-System verbundene Bilddatenverarbeitungs- und/oder - erkennungsvorrichtung 12 für ein Motiv 3 umfassen kann.
  • Entlang der als Zufuhrvorrichtung 13 ausgebildeten Positioniervorrichtung 7 ist die Abgabevorrichtung 4 zum Aufbringen des Motivs 3 durch die Abgabe von Fluidtropfen 14, 15 durch ein mit anorganischen Partikeln und/oder Pigmenten vermischtes Fluid angeordnet. Dieser Abgabevorrichtung 4 kann in Förderrichtung - Pfeil 9 - eine weitere Abgabevorrichtung 4 nachgeordnet sein. Auch diese nachgeordnete Abgabevorrichtung 4 ist mit einer bevorzugt jedoch mit mehreren Abgabevorrichtungen 16 ausgestattet, wobei mit diesen Abgabevorrichtungen 4 ebenfalls Tropfen 14, 15 von einem mit anorganischen Partikeln und/oder Pigmenten versetzten Fluid abgegeben werden können. So können die Pigmente unterschiedlich sein und zwar jeweils nach den gewünschten Farben wie beispielsweise weiß, cyan, magenta, usw., sodass ein- oder mehrfarbige Tropfen zur Herstellung eines ein- oder mehrfärbigen Bildes oder Motivs 3 abgegeben werden können. Dazu wird das Objekt 2 mittels der Zuführvorrichtung 13 den Abgabevorrichtungen 4 zugeführt bzw. unter diesen hindurchgeführt.
  • Anstelle der Doppelgurt-Fördervorrichtung können bei anders gestalteten Objekten 2 selbstverständlich auch Förderrollenbahnen, ein Transportband oder Mehrachsen-Koordinationstische mit entsprechenden Elementen zum Halten der Objekte 2, z.B. mittels Vakuum vorgesehen sein.
  • Zum Positionieren des Objektes 2 im Bereich der Abgabevorrichtungen 4 kann das Objekt 2 parallel zur der durch die Auflagefläche der Gurte bzw. Riemen gebildeten Auflagefläche verlaufenden Ebene in den beiden Raumrichtungen 17, 18 fixiert, bzw. bei entsprechender Ausbildung der Positioniervorrichtung 7 auch bewegt werden. Vornehmlich erfolgt die Bewegung in Vorschubrichtung - Pfeil 9 - und wird dadurch das Objekt 2 unter den Abgabevorrichtungen 4 positioniert hindurchbewegt.
  • Soll nun mit der Vorrichtung 1 ein Objekt 2 bedruckt werden, welches wenigstens teilweise mit einer dreidimensional strukturierten Oberfläche 6 bzw. einen Höhenrelief versehen ist, sind vor dem Aufbringen des Motives durch Aufbringen der einzelnen Fluidtropfen 14, 15 aus mit Pigmenten und/oder Partikel versehenen Fluiden, die für das Aufbringen der Fluidtropfen 14, 15 auf der Oberfläche 6 des Objektes 2 benötigten Druckdaten für die Abgabevorrichtung 4 aus der Bilddatenverarbeitungs- und -erkennungsvorrichtung 12 bzw. einem Bilddatenspeicher auszuwählen. Dazu ist der Abgabevorrichtung 4 eine Detektorvorrichtung 19 bzw. eine Sensorvorrichtung 20 vorgeordnet.
  • Mit der Detektorvorrichtung 19 kann zumindest der mit einer dreidimensionalen Struktur bzw. einem Höhenrelief versehene Teil 5 der Oberfläche 6 des Objektes 2, auf welches das Motiv 2 durch Abgabe der Tropfen 14, 15 aus Fluiden aufgebracht werden soll, abgetastet werden. Unabhängig davon ist es jedoch auch möglich anstelle oder zusätzlich zur vorerwähnten Abtastung der Struktur bzw. des Höhenreliefs eine auf das Objekt 2 aufgebrachte Codierung 21 abzutasten bzw. zu scannen.
  • Diese Codierung 21 kann auf der Oberfläche 6 des Objektes 2 beispielsweise der von einer Auflagefläche 22 der Positioniervorrichtung 7 abgewandten Oberseite 23 oder der der Auflagefläche 22 zugewandten Unterseite 24 angeordnet sein und beispielsweise gemäß der Abbildung in Fig. 3 ausgebildet sein.
  • Dazu ist es auch möglich, dass dann, wenn die Codierung 21 auf der Unterseite 24 angeordnet ist - wie in Fig. 2 gezeigt - die Detektorvorrichtung 19, wie ebenfalls in Fig. 2 gezeigt, unterhalb der Auflagefläche 22 der Doppelgurt-Fördervorrichtung 8 angeordnet ist.
  • Je nachdem an welcher Stelle des Objektes 2 die Codierung 21 beispielsweise auf der Oberseite 23 oder der Unterseite 24 bzw. Seitenflächen angeordnet ist, kann die Detektorvorrichtung 19 an einen oder mehreren Stellen entlang der Positioniervorrichtung 7 bzw. der Zufuhrvorrichtung 13 angeordnet sein. Vor allem dann, wenn mit der Detektorvorrichtung 19 zumindest ein Teil einer dreidimensionalen Struktur 25 bzw. des Höhenreliefs des Objektes 2 und zusätzlich aufgebrachte Codierungen 21 ausgelesen bzw. abgetastet oder gescannt werden sollen, können jeweils eigene Detektorvorrichtungen 19 und/oder Sensorvorrichtungen 20 in unterschiedlichen technischen Ausführungen, die am besten für den jeweiligen Zweck geeignet sind, eingesetzt werden.
  • Erfindungsgemäß weist die Steuervorrichtung 11 eine der Bilddatenverarbeitungs- und/oder - erkennungsvorrichtung 12 bzw. der Abgabevorrichtung 4 zugeordnete Detektorvorrichtung 19 zur Erfassung wenigstens eines Teils der Struktur 25 bzw. des Höhenreliefs des Objektes 2 auf, welche das Bedrucken des Objektes 2 mit dem Motiv 3 in Abhängigkeit von der Struktur 25 bzw. dem Höhenrelief steuert.
  • Die Abgabenvorrichtung 4 kann zB eine Inkjet-Druckvorrichtung für Industrieanwendungen mit mehreren Druckköpfen zur Abgabe der Tropfen 14, 15 eines Fluides sein. Die zu bedruckenden Objekte 2, zB die Fliesen oder die noch nicht gebrannten Keramikteile, können kontinuierlich an der Abgabevorrichtung 4 vorbeigeführt werden.
  • Die Steuervorrichtung 11 und die Bilddatenverarbeitungs- und/oder -erkennungsvorrichtung 12 sind über Steuerleitungen 26 mit den Abgabevorrichtungen 4 sowie dem Motor 10 der Positioniervorrichtung 7 bzw. der Doppelgurt-Fördervorrichtung 8, den Applikationsvorrichtungen 4 bzw. deren Abgabevorrichtungen 16 und die Detektorvorrichtungen 19 bzw. Sensorvorrichtungen 20 über Steuerleitungen 26 verbunden.
  • Selbstverständlich können die Steuerleitungen 26 in allen beschriebenen Ausführungsbeispielen jeweils gesondert für jede Vorrichtung ausgebildet sein, aber es ist natürlich auch ebenso möglich, ein Bussystem zwischen der Steuervorrichtung 11 und den anderen Vorrichtungen insbesondere der Positioniervorrichtung 7 bzw. Motor 11 der Bilddatenverarbeitungs- und/oder -erkennungsvorrichtung 12 und Abgabevorrichtungen 16 bzw. Applikationsvorrichtungen 4 den Detektorvorrichtungen 19 und den Sensorvorrichtungen 20, 27 vorzusehen.
  • Für dieses Bussystem und die entsprechenden Buskontroller können die unterschiedlichsten aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen und Systeme verwendet werden.
  • Ebenso ist es möglich, unterschiedlichste internationale Protokolle für die Schnittstellen zwischen den einzelnen Vorrichtungen und der Steuervorrichtung 11 bzw. der Bilddatenverarbeitungs- und/oder -erkennungsvorrichtung 12 zu verwenden.
  • Die Steuervorrichtung 11 regelt und überwacht auch die Zufuhr der zu bedruckenden Objekte 2, welche zB in der Keramikindustrie vermittels eines üblichen Bandriemenantriebssystems transportiert werden. Dieses kann auf +/- 0,5 mm Genauigkeit gegenüber der Applikationsvorrichtungen 4 ausgerichtet werden.
  • Als Antrieb dient bevorzugt ein Asynchronmotor, dessen Regelung über einen Frequenzumrichter erfolgen kann, welche wiederum mit der Steuervorrichtung 11 über Steuerleitungen 26 verbunden sind. Die Bandgeschwindigkeit, und somit auch die Zufuhrgeschwindigkeit der Objekte 2, wird mit einer Sensorvorrichtung 27 zB einem Inkrementalgeber ermittelt. Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle eines Intermedialgebers für die Sensorvorrichtung 27 jede andere Vorrichtung zu verwenden und die Bandgeschwindigkeit bzw. die Transportgeschwindigkeit der Objekte 2 mit der Positioniervorrichtung 7 bzw. Zufuhrvorrichtung 13 zu überwachen, zu steuern oder bevorzugt zu regeln. Die Transportgeschwindigkeit der Objekte 2 wie die Zufuhrgeschwindigkeit bzw. die Reaktivgeschwindigkeit zwischen den Abgabevorrichtungen 16 und den Objekten 2 ist für die Exaktheit der Abtastung des Motives 3 bzw. der Codierung 21 mittels der Detektorvorrichtung 19 bzw. Sensorvorrichtung bzw. der Genauigkeit dieser Abtastung entsprechend zu berücksichtigen. Je höher die Genauigkeit der Zufuhr- bzw. Relativgeschwindigkeit zwischen den Objekten 2 und den Abgabevorrichtungen 16 ist, umso höher ist die Genauigkeit der Ermittlung des Motivs 3 bzw. der Codierung 21 und umgekehrt die Exaktheit des auf die Objekte 2 aufgebrachten Motives 3 bzw. dessen Übereinstimmung mit einem Höhenrelief 25 auf dem Objekt 2. In diesem Zusammenhang ist es daher auch möglich, eine Geschwindigkeitsmessvorrichtung zB die Sensorvorrichtung 20 zu verwenden, mit der die auf der Oberfläche der Objekte 2 vorhandene Struktur zur exakten Ermittlung der Vorwärtsbewegung bzw. der Relativbewegung zwischen dem Objekt 2 und den Abgabevorrichtungen 16 an unterschiedlichen Stellen bevorzugt, beispielsweise unmittelbar im Bereich der Abgabevorrichtung 16 für die Fluidtropfen 14, 15 auf die Oberfläche des Objektes 2 überwacht, insbesondere halb- oder vollautomatisch gesteuert werden kann. Dazu eignet sich zB die Verwendung einer Lasermessvorrichtung die die Unebenheiten oder eine dreidimensionale Struktur 25 auf der Oberfläche des Objektes 2 zur Ermittlung der Geschwindigkeit des Objektes 2 ausnutzt.
  • Die Genauigkeit der Geschwindigkeitsmessung ist in vorteilhafter Weise kleiner als 1 % bezogen auf die Nenngeschwindigkeit bzw. Relativgeschwindigkeit zwischen dem Objekt 2 und den Abgabevorrichtungen 16. Auch der Sensorvorrichtung 27 liefert die Messsignal über Steuerleitungen 26 an die Steuervorrichtung 11.
  • Von Vorteil aber nicht zwingend ist eine entsprechend exakte Vorpositionierung der Objekte 2 auf der Positioniervorrichtung 7 bzw. der Doppelgurt-Fördervorrichtung 8 und/oder der Auflagefläche 22 zumindest in der Raumrichtung 18 bzw. einer Raumrichtung 29 (Z-Achse), das heißt also quer zur Förderrichtung - Pfeil 9 - der Zufuhrvorrichtung 13 und ihn zur Auflagefläche 22 vertikaler Richtung, also in Richtung der Z-Achse.
  • Zweckmäßig ist es hierbei, wenn das Objekt 2, insbesondere dann, wenn es sich um Fliesen oder Grünlinge handelt, auf der Positioniervorrichtung 7 bzw. der Auflagefläche 22 mit einer Genauigkeit von +/- 1mm in zumindest einer der beiden Raumrichtung 18, 28 ausgerichtet und positioniert ist. Zum Feststellen und Ermitteln bzw. Zuordnen des richtigen mit den Abgabevorrichtungen 16 aufzubringenden Motives 3 auf die Oberfläche 6 des Objektes 2 und bevorzugt vor allem zur Anpassung des aufzubringenden Motives an das tatsächliche Höhenrelief 25 des Objektes 2, ist es nunmehr vorteilhaft möglich, mit der Detektorvorrichtung 19 das gesamte Höhenrelief 25 auf der Oberfläche 6 des Objektes 2 abzutasten bzw. zu erfassen, welches danach mit dem an dieses Höhenrelief 25 angepassten Motiv 3 bedruckt werden soll.
  • Es ist aber auch unabhängig davon möglich, nur einen Grobscann durchzuführen oder nur einzelne Teile dieses Höhenreliefs 25 abzutasten und zu erfassen, welche ausreichen um Festzustellen, um welche Art oder Typ von Höhenrelief 25 aus einer zuvor eingerichteten Bibliothek es sich handelt und um diesem Höhenrelief 25 dann das zugehörige entsprechend datenmäßig vorbereitete Motiv 3 zuzuordnen.
  • Wird das gesamte Höhenrelief 25 erfasst, ist es natürlich möglich, anhand der erfassten Daten, unabhängig von entsprechend exakt zugeordneten Vorgaben, mit einer entsprechenden Software ein Motiv nach entsprechenden Grundvorgaben beispielsweise in der Bilddatenverarbeitungs- und/oder -erkennungsvorrichtung 12 zu errechnen und der Ansteuerung der Applikationsvorrichtung 4 bzw. deren Abgabevorrichtungen 16 zugrunde zu legen.
  • Wird das gesamte Höhenrelief 25 bzw. das Höhenprofil mit Detektorvorrichtung 19 erfasst, kann dazu beispielsweise eine hochauflösende Kamera eingesetzt werden. Mit dieser Kamera bzw. einer entsprechenden Laserabtastvorrichtung kann im kontinuierlichen oder im intermittierenden Durchlauf des Objektes 2 unter der Detektorvorrichtung 19 die komplette Oberfläche des Objektes 2 vermessen werden. Die entsprechenden Daten können an die Steuervorrichtung 11 und/oder an die Bilddatenverarbeitungs- und/oder -erkennungsvorrichtung 12 weitergeleitet werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, über diese genannten Vorrichtungen diese Daten in einem gesonderten Rechner zu übertragen, der aus diesen eingegangenen Daten der Detektorvorrichtung 19 das entsprechende exakte Höhenrelief errechnet und damit die Steuerdaten für die nachfolgenden Arbeitsvorgänge zur Verfügung stellt.
  • Bei Verwendung einer hochauflösenden Kamera können einstückige Objekte mit einer Größenordnung von zB 200 cm x 150 cm oder kontinuierliche Bahnen von Objekten mit einer Breite von zB 200 cm oder mehr vermessen werden. Kommt zB eine hochauflösende Zeilenkamera zum Einsatz, so wird das Höhenrelief 25 synchron zur Fördergeschwindigkeit des Objektes 2 bzw. zur Relativgeschwindigkeit zwischen dem Objekt 2 und der Detektorvorrichtung 19 ermittelt. Das Höhenrelief 25 wird aus den aufgezeichneten Zeilen der Steuervorrichtung 11 bzw. der Bilddatenverarbeitungs- und/oder -erkennungsvorrichtung 12 zusammengesetzt. Darauf wird das diesem Höhenrelief 25 entsprechende Motiv 3 bzw. Druckmotiv aus einer Bilddatenbank, die in der Steuervorrichtung 11 oder der Bilddatenverarbeitungs- und/oder -erkennungsvorrichtung 12 oder einem anderem diesen zugeordneten Rechner abgespeichert ist, abgerufen und der Steuervorrichtung 11 zur Ansteuerung der Abgabevorrichtungen 4 übergeben. Wird nun das Objekt 2 den Abgabevorrichtungen 16 bzw. den Applikationsvorrichtungen 4 zugeführt, wird entsprechend den Steuerungsdaten von der Steuervorrichtung 11 die jeweilige Abgabevorrichtung 16 zur Abgabe der entsprechenden Fluidtropfen 14 und 15 von mit bevorzugter unterschiedlichen Pigmenten oder Partikeln versetzten Fluiden angesteuert, um damit das Motiv 3, wie dies beispielsweise bei den aus den Industrieanwendungen bekannten Tintenstrahldruckvorrichtungen bekannt ist, herzustellen.
  • Bei der Ermittlung bzw. dem Feststellen oder Scannen des Verlaufs der dreidimensionalen Struktur 25 bzw. des Höhenreliefs können diese Daten auch dazu herangezogen werden, um die Ausrichtung der dreidimensionalen Struktur 25 des Objektes 2 relativ zu einer vordefinierbaren Soll-Position zu ermitteln und je nach Lage der dreidimensionalen Struktur 25 bzw. des Höhenreliefs und damit des Objektes 2 einige entsprechende Eingabesignale für die Steuervorrichtung 11 generieren.
  • Ebenso können taktile Abtastverfahren wie zum Beispiel das Tastschnittverfahren zum Einsatz kommen, so kann beispielsweise ein Profilometer verwendet werden.
  • Mit diesen Eingabesignalen ist es nunmehr der Steuervorrichtung 11 möglich, die Applikationsvorrichtung 4 bzw. deren Abgabevorrichtungen 16 derart anzusteuern, dass auch bei nicht exakt ausgerichteter Lage des Objektes 2 beispielsweise mit einer seiner Längsachsen nicht parallel zur Förderrichtung - Pfeil 9 - das Motiv 3 in der gewünschten Ausrichtung relativ zur dreidimensionalen Struktur 25 bzw. dem Höhenrelief aufgetragen wird. Eine derartige Vorgehensweise kann die Geschwindigkeit des Auftragens des Motivs 3 steigern und ist zum Beispiel auch möglich, gesonderte Führungsvorrichtungen für die Objekte 2 bzw. Ausrichtvorrichtungen wie Positionierachsen oder Roboter zum exakten Ausrichten der Lage des Objektes 2 auf der Positioniervorrichtung 7 bzw. der Zufuhrvorrichtung 13 einzusparen. Die Steuervorrichtung 11 erhält daher von der ihr zugeordneten Bilddatenspeichervorrichtung 30 für die Applikationsvorrichtung 4 die dieser zugeordneten Abgabevorrichtungen 16 die benötigten Daten die anhand der Signale von der Detektorvorrichtung 19, die zumindest einen Teil der dreidimensionalen Struktur 25 bzw. des Höhenreliefs des Objektes 2 und/oder die Ausrichtung des Objektes 2 in zumindest zwei unterschiedlichen Raumrichtungen 17, 18 ermittelt bzw. scannt, festgelegt bzw. ausgewählt oder errechnet werden. Von der Detektorvorrichtung 19 werden der Struktur 25 und die tatsächliche Ausrichtung der Struktur 25 bzw. des Objekts 2 relativ zu einer Soll-Position charakterisierende Eingangssignale generiert. Damit ist es der Steuervorrichtung 11 auf Grundlage dieser Eingangssignale möglich, eine Ausrichtung der Objekte 2 in eine gewünschte Soll-Position mit entsprechenden Stellmittel anzusteuern und/oder die Applikationsvorrichtung 4 bzw. deren Abgabevorrichtungen 16 für das Aufbringen der Fluidtropfen 14, 15 auf das Objekt 2 entsprechend dem aufgrund der Ermittlung der dreidimensionalen Struktur 25 ausgewählten, vorbestimmbaren Motiv 3 und gegebenenfalls der Lage des Objektes 2 zu steuern.
  • Die dabei entstehenden Datenmengen sind sehr umfangreich, jedoch können so tatsächlich nahezu beliebig viele Strukturen erkannt und ebenso viele unterschiedliche Motive 3 passgenau gedruckt werden. Bei Objekten 2 mit niedrigem Reflexionsgrad ist unter Umständen eine entsprechende Beleuchtung zur sicheren Relieferkennung notwendig.
  • Da es heute am Markt Fliesenpressen gibt, die mehrere Fliesen, bevorzugt 6 oder 12 Fliesen gleichzeitig pressen können, sind in einem Produktionsprozess entsprechend viele verschiedene Strukturen zu erwarten.
  • Vorteilhaft ist es nun insbesondere beim Aufbringen von Motiven 3 auf Fliesen bzw. Grünlinge aber selbstverständlich auch für alle anderen Einsatzzwecke bei welchen auf Objekte 2 unterschiedlichste Motive 3 nach einem chaotischen System aufgebracht werden sollen, eine Codierung 21 am Objekt 2 anzuordnen die vor dem Aufbringen des Motivs 3 auf das Objekt 2 abgetastet wird um dem jeweiligen Höhenrelief 25 das zugehörige Motiv 3 zuzuordnen bzw. die Applikationsvorrichtungen 4 bzw. Abgabevorrichtungen 16 zum Abgeben der entsprechenden Fluidtropfen 14 und 15 anzusteuern.
  • Die Codierung 21 kann dabei beliebig ausgestaltet sein oder die unterschiedlichsten Formen aufweisen. So ist es beispielsweise möglich, einen aus dem Stand der Technik bekannten Strichcode oder Barcode beispielsweise auch einen dreidimensionalen Strichcode zum Kodieren der einzelnen Objekte 2 zu verwenden, sodass diesen die richtigen Motive 3 vollautomatisch zugeordnet werden können. Selbstverständlich kann dieser Strichcode an jeder beliebigen Stelle des Objekts beispielsweise auf jenen Bereichen aufgetragen werden auf die anschließend das Motiv 3 aufgebracht wird.
  • Bevorzugt ist bei quaderförmigen Objekten 2 die Codierung 21 auf der Unterseite 24 des Objekts 2 oder den die Ober- und Unterseite verbindenden Seitenflächen angeordnet.
  • Selbstverständlich ist es auch möglich, dass der Strichcode oder die Codierung 21 unter Tageslicht bzw. normal verwendetem künstlichem Licht unsichtbar ist. Eine derartige Codierung 21 kann daher auch ohne weiters im Bereich der für den Betrachter beim bestimmungsgemäßen Einsatz zugewandten Sichtseite des Objekts 2 angeordnet sein, sodass man auch später mit speziellem Licht beispielsweise Infrarot- oder UV-Licht oder mit einem anderen, wellenoptischen Verfahren diese Codierung 21 auslesen kann. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn mehrere einzelne Objekte 2 zu einem großen Gesamtmotiv zusammengesetzt werden und eines dieser Objekte 2 beschädigt wird oder bricht, sodass das entsprechend richtige Objekt 2 exakt nachgefertigt werden kann.
  • Elektronische Bauelemente die keine eigene Energiequelle benötigen wie beispielsweise Microchips oder so genannte RFID können ebenfalls in das Objekt 2 eingebettet oder auf dessen beim normalen Gebrauch auch auf für den Betrachter nicht sichtbaren Teilen der Oberfläche angeordnet sein.
  • Wie in Fig. 3 dargestellt ist es bei Objekten 2 beispielsweise solchen die durch entsprechende Verfahren wie Pressen, Spritzgießen, Prägen oder dergleichen hergestellt werden, auch möglich, eine dreidimensionale Codierung 21 anzuordnen. Dies empfiehlt sich unter anderem bei der Herstellung von Grünlingen in der Keramikindustrie, da dort vielfach die Bauteile durch einen Pressvorgang hergestellt werden und im Zuge dieses Pressvorganges an geeigneter Stelle auch die Codierung 21 als Identifizierungsmerkmal für das Objekt 2 bzw. das darauf aufgebrachte Höhenrelief 25 eingepresst bzw. geprägt bzw. eingeformt werden kann.
  • Während zum Ablesen von flächig aufgebrachten Strichcodes alle aus dem Stand der Technik bekannten Lesevorrichtungen wie sie in der Industrieproduktion bzw. bei der Kommissionierung von Waren verwendet werden eingesetzt werden können, besteht bei der Anordnung von dreidimensionalen Codierungen auch die Möglichkeit die Detektorvorrichtung 19 zur optoelektronischen Abtastung des Höhenprofils der Codierung 21 als Lasermessvorrichtung auszubilden, welche zB nach einem optischen Triangulationsverfahren arbeitet, bei dem der Sendestrahl vom Messobjekt 2 reflektiert wird.
  • Eine solche Detektorvorrichtung 19 die beispielsweise als Lasermessvorrichtung ausgebildet ist, eignet sich vor allem für das Abtasten von Codierungen 21 wie sie beispielsweise in Fig. 3 und 9 dargestellt sind. Bei der Abtastung einer derartigen Codierung 21 wird der vom Objekt 2 reflektierte Sendestrahl auf einer CCD-Matrix 29 ausgewertet, und es wird ein dem Messabstand proportionales Signal generiert. Hier nimmt die durch die Lasermesservorrichtung gebildete Detektorvorrichtung 19 - wie in Fig. 2 gezeigt - die im Boden des Keramikteils bzw. Grünlings oder der Fliese oder auf die Unterseite 24 des Objektes 2 flächig aufgebrachte oder eingepresste Codierung 21 auf.
  • Das mit der Codierung 21 versehene Objekt 2 bzw. der Grünling oder die Fliese wird zum Abtasten der zum Beispiel in Fig. 3 dargestellten Codierung 21 die auf der Unterseite 24 des Objektes 2 angeordnet sein kann an der Detektorvorrichtung 19 vorbeigeführt, die von unten die Struktur der Codierung 21 synchron zur Fortbewegungsgeschwindigkeit des Objektes 2 abtastet.
  • Das der Codierung 21 - die unverwechselbar der dreidimensionalen Struktur 25 bzw dem Höhenrelief des Objektes 2 zugeordnet ist - entsprechende Motiv 3 wird aus der Bilddatenverarbeitungs- und/oder -erkennungsvorrichtung 12 und/oder einem Bilddatenspeicher 30 abgerufen und den Abgabevorrichtungen 19 zur Verarbeitung übergeben, und es erfolgt schließlich ein Bedrucken mit dem jeweiligen Motiv 3.
  • Die Codierung 21 kann beispielsweise Codelinien 31 aufweisen die entsprechend ihres Abstand und/oder ihrer Dicke ähnlich wie bei einem ein- oder mehrdimensionalen Barcode eine unverwechselbare Identifikation des Objektes 2 bzw. der auf diesen angeordneten Struktur 25 bzw. dem Höhenrelief des Objektes 2 ermöglichen.
  • Vorteilhafterweise ist aber zusätzlich zu den Codelinien 31 auch die Anordnung einer Zentrierungsmarkierung 32 so wie falls gewünscht einer oder mehrerer Richtungsmarkierungen 33 und 34 möglich. Mit der Zentrierungsmarkierung 32 ist es möglich, die Lage der Seitenkanten 35 bis 38 des Objektes 2 zu definieren, sodass durch Abtastung der Zentrierungsmarkierung 32 die Lage dieser Seitenkanten 35 bis 38 gegenüber einer gewünschten Soll-Position beispielsweise der Zufuhrrichtung - Pfeil 9 - ermittelt und gegebenenfalls verändert werden kann. Mit den zusätzlichen Richtungsmarkierungen 33 und 34 ist es bei der nachfolgend speziell beschriebenen Anordnung auch zusätzlich möglich, jede dieser Seitenkanten 35 bis 38 zu identifizieren. Während der Zufuhr des Objektes 2 zur Applikationsvorrichtung 4 ist es bei Verwendung der Richtungsmarkierungen 33, 34 und der Zentrierungsmarkierung 32 möglich, die in Zufuhrrichtung - Pfeil 9 - vordere Stirnseite 39 des Objektes 2 zu erkennen und zu identifizieren.
  • Die vordere Stirnseite 39 bildet also jene mit der das Objekt 2 zuerst in den Bereich der Applikationsvorrichtung 4 eintritt.
  • Im Detail kann diese Codierung 21 nun derart aufgebaut sein, dass im Schnittpunkt von in strichlierten Linien dargestellten Diagonalen 40 des Objekts 2 ein Mittelpunkt 41 der durch ein Quadrat 42 gebildeten Zentrierungsmarkierung 32 angeordnet ist. Diese Zentrierungsmarkierung 32 besteht aus einem Quadrat mit Seitenkanten 43 - 46 wovon die Seitenkanten 44 und 46 parallel zu einer durch den Mittelpunkt 41 verlaufenden Längsmittelachse 47 ausgerichtet sind und jeweils um den gleichen Abstand y von dieser Längsmittelachse 47 distanziert angeordnet sind.
  • Die senkrecht zu diesen Seitenkanten 44 und 46 verlaufenden Seitenkanten 43 und 45 sind ihrerseits wiederum im gleichen Abstand x von einer Quermittelachse 48 des Objektes 2 angeordnet. Die wiederum durch den Mittelpunkt 41 verläuft. Die Längsmittelachse 47 und die Quermittelachse 48 sind jeweils im gleichen Abstand b bzw. a von den Seitenkanten 35, 37 bzw. 36, 38 des Objektes 2 angeordnet.
  • Innerhalb der Zentrierungsmarkierung 32 befinden sich die Codelinien 31 die zum Beispiel unter einem Winkel α unter 45° geneigt zur Längsmittelachse 47 ausgerichtet sind. Diese Codelinien 31 bzw. deren Anzahl und gegebenenfalls Dicke bilden eine Codemarkierung beispielsweise im Sinne eines Barcodes, wobei der Verlauf dieser Codelinien 31 schräg zu den Seitenkanten 43 bis 46 der Zentrierungsmarkierung 32 ein exaktes Erkennen und Unterscheiden derselben in einfacher Weise ermöglicht.
  • Wird nun diese Zentrierungsmarkierung 32 mit der Detektor- oder Sensorvorrichtung 19, 20 abgetastet, kann sowohl die Lage des Mittelpunktes 41 des Objektes 2 als auch der Typ des Objektes 2 und damit das zu diesem Objekt 2 gehörende Motiv 3 bestimmt werden, sodass das das Richtige zum Objekt 2 gehörige Motiv aus der Bilddatenverarbeitungs- und/oder - erkennungsvorrichtung 12 bzw. dem Bildspeicher 30 zur Ansteuerung der Applikationsvorrichtung 4 ausgewählt bzw. bestimmt werden kann.
  • Wenn es sich nun beim Objekt 2 um einen quadratischen Bauteil handelt oder einen rechteckigen, bei dem durch mechanische Führungsrichtungen sichergestellt ist, dass er nur mit einer der Seitenkanten 35 oder 37 als Stirnseite 39 der Applikationsvorrichtung 4 zugeführt werden kann, kann die Ausführung der Codierung 21 wie zuvor beschrieben völlig ausreichend sein.
  • Soll jedoch darüber hinaus eine beliebige Lage des Objektes 2 für die Zufuhr zur Applikationsvorrichtung 4 möglich sein, ist es von Vorteil, wenn mit der Codierung 21 auch erkannt werden kann, welche der Seitenkanten 35 bis 38 bei der Zufuhr mit der Positioniervorrichtung 7 bzw. der Zufuhrvorrichtung 13 auf der Auflagefläche 22 die Stirnseite 39 bildet. Dazu ist es nun möglich, dass zusätzlich zur Zentrierungsmarkierung 32 zwei Richtungsmarkierungen 33 und 34 angeordnet sein können. Bei diesen handelt es sich ebenfalls um Quadrate die jedoch nun nicht mehr auf den Mittelpunkt 41 sondern auf die Zentrierungsmarkierung 32 ausgerichtet sind. Eine Seitenlänge 49 der Richtungsmarkierung 33 ist größer als die Seitenlänge 2x der Zentrierungsmarkierung 32 und eine Seitenlänge 50 der Richtungsmarkierung 34 ist größer als die Seitenlänge 49 der Richtungsmarkierung 33.
  • Um nun eine eindeutige Erkennung der jeweiligen Seitenkanten 35 bis 38 des Objektes 2 zu ermöglichen, ist, die Richtungsmarkierung 33 so ausgerichtet, dass sich Seitenkanten 51 und 52 in einer gleichen geringen Distanz 55 von den Seitenkanten 46 und 45 der Zentrierungsmarkierung 32 befinden. Dadurch ist die durch ein Quadrat gebildete Richtungsmarkierung 33 versetzt gegenüber der Codemarkierung 32 angeordnet, wobei der Mittelpunkt dieser durch das Quadrat gebildeten Richtungsmarkierung 33 im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Richtung der Seitenkante 36 des Objektes 2 versetzt ist. Die weitere Richtungsmarkierung 34, die ebenfalls durch ein Quadrat gebildet wird, ist nunmehr gegenüber dem Mittelpunkt der Richtungsmarkierung 33 versetzt angeordnet in dem die zu den Seitenkanten 52 und 53 der Richtungsmarkierung 33 parallel verlaufenden Seiten von der Richtungsmarkierung 34 wieder in der geringen Distanz 55 angeordnet sind, wogegen die parallel zu den Seitenkanten 51 und 54 verlaufenden Seitenkanten der Richtungsmarkierung 34 wiederum einen größeren Abstand von diesen aufweisen als die Distanz 55.
  • Damit ergibt sich nun beim Durchlauf der Codierung 21 durch den Lesebereich der Detektor- und/oder Sensorvorrichtung 19, 20 eine unterschiedliche Abfolge und Distanz der einzelnen Seitenkanten 43-46, 51-54 der Richtungsmarkierung 34, 33 und der Zentrierungsmarkierung 32 und wirken diese Seitenkanten und zwar die Seitenkante 44 sowie die Seitenkante 54 und die zu dieser parallel verlaufende Seitenkante der Richtungsmarkierung 34 wie die Balken eines Barcodes, der sich von der Aufeinanderfolge und Abstände der Seitenkanten 46 und 51 bzw. der zur Seitenkante 51 parallel verlaufende Seitenkante der Richtungsmarkierung 34 eindeutig unterscheidet, ebenso wie in Richtung der anderen beiden Seitenkanten 36 und 37 des Objektes 2.
  • Vor allem für die Herstellung von Keramikteilen bzw. durch einen Pressvorgang hergestellte Objekte 2 kann die Codierung 21 mit einem Pressenstempel, der im Stempelboden diese Struktur eingearbeitet hat, auf der Unterseite des Objekts 2 erzeugt werden. Die Stempeldecke des Pressenstempels erzeugt dabei gleichzeitig das zu bedruckende Höhenrelief 25. Mit dieser Vorgangsweise die vor allem bei der Produktion von Keramikbauteilen wie Grünlingen oder Fliesen vorteilhaft ist, können alle möglichen Fliesengrößen verarbeitet werden, wobei jedoch die Mindestgröße der Fliese 60 mm x 60 mm betragen muss. Eine Struktur von 1 mm Höhendifferenz kann mit einem Messsignal von 1 V ausreichend genau aufgelöst werden. Die Abtastfrequenz der Detektor- bzw. Sensorvorrichtung 19, 20 ist bevorzugt größer als 2 kHz. Der Sensormessbereich beträgt zwischen 5 und 15 zB 10 mm, die Höhenlinienabtastgenauigkeit liegt bei 0,0 bis 0,2 bevorzugt 0,1 µm. Diese Anwendungsvariante der Codierung ist nahezu unabhängig vom Reflexionsgrad der Oberfläche des Objektes 2. Die Stempelstrukturtoleranz liegt bei 5% der Vorgabewerte, dies ist mit Pressen insbesondere Fliesenpressen nach dem heutigen Stand der Technik realisierbar.
  • Die dargestellten Abgabe- bzw. Applikationsvorrichtungen 16, 4 können als Single - Pass Anlage ausgebildet sein, bei denen die Abgabevorrichtungen 16 fix angeordnet sind. Damit kann ein zu bedruckendes Objekt 2 über die gesamte maximale Druckbreite durchgehend mit den gewünschten Farben sowie, falls gewünscht, zusätzlich mit der Farbe WEISS und/oder einer transparenten Farbschicht und/oder einer Schutzschicht bedruckt werden.
  • Selbstverständlich können die Applikationsvorrichtung 4 auch zum scannenden Aufbringen von Fluidtropfen 14, 15 ausgebildet sein, sodass mit mehreren Abgabevorrichtungen 16 unterschiedliche Farben, sowie gegebenenfalls die Farbe WEISS und/oder transparent und/oder Schutzschichten aufgetragen werden können, wobei jedoch der oder die Abgabevorrichtungen 16 bzw. Druckköpfe sich nur über einen Teil der Breite des zu bedruckenden Objekts 2 erstrecken und jeweils streifenweise die Farbe, während einer Bewegung quer zur Längsrichtung des zu bedruckenden Objektes 2, aufgetragen wird und das zu bedruckende Objekt 2 nach jedem Quervorschub der Applikationsvorrichtung 4 über dessen Breite mit der Zufuhrvorrichtung 13um ein voreinstellbares Ausmaß in Förderrichtung - Pfeil 9 in Fig. 2 - intermittierend vorwärts bewegt wird.
  • Des Weiteren ist es aber auch möglich, eine Abgabevorrichtung 16 einzusetzen, bei der die Tintentropfen 14, 15 nach dem Austritt aus dieser durch ein elektromagnetisches Feld so abgelenkt werden, dass sie auf der richtigen Stelle des zu bedruckenden Objektes 2 auftreffen. Bei dem zu bedruckenden Objekt 2 kann es sich um unterschiedliche Materialien, beispielsweise folienartige Materialien aus Papier, Kunststoff, Metal, Textil, Holz und dergleichen oder um Vliese, Netze und dergleichen handeln oder es kann aber auch plattenförmiges Material und bandförmiges Material aus den vorgenannten Materialien bedruckt werden. Insbesondere ist es möglich, plattenförmiges Material oder Bauteile oder Folien aus Holz, zum Beispiel auch mit zu diesem Holz unterschiedlichen Holzstruktur, Keramik wie keramische Bauteile als gebrannte Ware oder als Grünlinge, Natursteine oder andere Naturmaterialien wie Matten, Netze, Vliese oder Leder und sonstige Baumaterialien wie beispielsweise Gipskartonplatten, Gipsbauteile oder dergleichen zu bedrucken. Diese Objekte 2 können aus extrudierten Holzmassen, aus keramischen Massen (Grünlinge oder gebrannt), aus unterschiedlichsten Werkstoffen wie Metall, Nichteisenmetalle, Kunststoffe und dergleichen gebildet werden. Überdies sind unterschiedliche Herstellungsverfahren für die Objekte 2 denkbar, wie beispielsweise Spritzgießen, Extrudieren, Blasformen, Tiefziehen, Gießen, und auch unterschiedliche spanabhebende Verfahren wie z.B. Fräsen.
  • Einer Verschmutzung der Optik der Detektor- und/oder Sensorvorrichtung 19, 20, 27 wird durch Vorschalten einer Reinigungsvorrichtung entgegengewirkt so kann mit einem Freiblasvorsatz, der gefilterte Luft verwendet, eine klare Optik erzielt werden.
  • Durch diese Ausbildung der Codierung 21 kann nun eine vollautomatische exakte Ausrichtung eines Objektes 2 beispielsweise der Längsmittelachse 47 oder der Quermittelache 48 parallel zur Förderrichtung - Pfeil 9 - durch einen Roboter oder entsprechend angeordnete Ausrichtorgane erfolgen und jeweils auch eine Lageänderung des Objektes 2 vorgenommen werden, sodass die für das Aufbringen des Motivs 3 benötigte Stirnseite 39 zuerst in dem Bereich der Applikationsvorrichtung 4 eintritt.
  • Andererseits ist es nunmehr aber auch möglich die Objekte 2 in beliebiger Lage auf die Positioniervorrichtung 7 bzw. die Zufuhrvorrichtung 13 aufzulegen und kann durch entsprechende Ansteuerung der Applikationsvorrichtung bzw. -vorrichtungen 4 das Aufbringen des Motivs 3 an die jeweilige Lage des Objektes 2 exakt angepasst werden. Selbstverständlich ist es auch bei Objekten 2 die keine geradlinigen Seitenkanten 35-38 aufweisen möglich, durch die Anordnung der Codierung 21 die Längsmittelachse 47 und Quermittelachse 48 festzulegen und damit auch Objekte 2 mit einer beliebigen Umfangskontur mit dem gewünschten Motiv 3 lagegenau zu beschichten bzw. dieses aufzubringen.
  • Vorteilhaft ist es bei dieser Codierung 21 wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, wenn eine Nuttiefe 0,5 bis 4 mm bevorzugt 1 mm beträgt und eine Nutbreite und/oder ein Abstand zwischen den Seitenkanten 42 bis 46 und 51 bis 54 der Zentrierungsmarkierung 32 und der Richtungsmarkierung 33, 34 bzw. der zu der Richtungsmarkierung 33, 34 parallel verlaufenden Seitenkanten der Richtungsmarkierung 33, 34 1 bis 5 mm bevorzugt 1,5 bis 2,5 mm aufweist. Die Strukturenhöhentoleranz soll bevorzugt +/- 0,1 mm betragen. Der Abstand der Codelinien 31 kann beliebig gewählt werden, zum Beispiel zwischen 2 und 6 mm, bevorzugt 4 mm betragen. Eine Toleranz dieser Codlinien 31 soll zwischen +/- 0,1 +/- 0,5 mm, bevorzugt +/- 0,25 mm betragen. Ebenfalls ist ein variabler Strukturlinienabstand möglich.
  • Bei der zentrierten Ausrichtung ist dann, wenn die zusätzlichen Richtungsmarkierungen 33 und 34 vorgesehen sind, keine Richtungsabhängigkeit beim Aufbringen der Motive 3 gegeben.
  • Bei einer entsprechenden Anordnung und Ausbildung der Codierung 21 ist es daher möglich, eine Zentriergenauigkeit des Objektes 2 relativ zu der Codierung 21 zum Beispiel von +/- 0,1 bis 1 mm bevorzugt +/- 0,5 mm bezogen auf die Zentrierungsmarkierung 32 also das innere Quadrat zu erzielen.
  • Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Teiles der Steuervorrichtung 11 und der Bilddatenspeicherverarbeitungs- und -erkennungsvorrichtung 12 einer beispielhaften Vorrichtung 1 zum Bedrucken von Objekten 2 wie sie beispielsweise in Fig. 1, 2 und 6 gezeigt ist.
  • Die zur Steuervorrichtung 11 gehörende Auswerteelektronik besteht aus einem Auswertemikrocontroller 56 mit Analog/Digital-Wandler, aus Schnittstellenbausteinen 57 zum Aufbau einer zB proprietären RS-485 Schnittstelle, sowie aus einem Eingang für die Impulse der Sensorvorrichtung 27 bzw. des Inkrementalgebers zur Bandgeschwindigkeitsmessung. Der Auswertemikrocontroller 56 tastet das analoge Ausgangssignal der CCD-Matrix 29 mit einer Abtastrate größer als 2 kHz bevorzugt größer 4 kHz ab.
  • Bei einer Flankensteigung des Signals, die über eine genau definierte Anzahl an Abtastwerten größer ist als ein einstellbarer Schwellenwert, beginnt der Auswertemikrocontroller 56 mit der Strukturauswertung, indem er die Laufstrecke des Objektes 2 bzw. der Fliese mittels Encodersignal auswertet. Ist diese Laufstrecke gleich lang wie der Codemarkierungsstartbereich, so wird von einem Strukturstart ausgegangen.
  • Die nachfolgenden Flankensteigungen und Laufstrecken ohne Signalsprünge im Bereich der gültigen Flankensteigungen legen die gelesenen Codierung 21 fest. Befindet sich die gelesene Codierung 21 im gültigen Coderaum, so ist die Struktur richtig erkannt worden. Je nach erkannter Struktur teilt der Auswertemikrocontroller 56 der Applikationsvorrichtung 4 die gelesene Codierung 21 über die Schnittstellenbausteine 57 mit. Die Applikationsvorrichtung 4 fordert basierend auf der gelesenen Codierung 21 das richtige Motiv 3 vom Bilddatenspeicher 30 an. Ein Druckercontroller 58 speichert die von der Detektorvorrichtung 19 erhaltenen Codierungen 21 in einem Ringspeicher ab und fordert nach jeder Bildausgabe gezielt das nächste Motiv 26 vom Bilddatenspeicher 30 zur Bildverarbeitung an. Eine Bildpufferung von beliebigen zB 6 bis 20 Bildern ist möglich.
  • Die Strecke zwischen der Detektorvorrichtung 19 und Applikationsvorrichtung 4 ist mit einem Schutzgehäuse versehen. Damit wird verhindert, dass Objekte 2, deren Codierungen 21 bereits erkannt wurden, vom Band genommen werden und somit die erforderliche Reihenfolge nicht eingehalten wird, was einen Systemfehler zur Folge hätte.
  • Fig. 5 zeigt das Zusammenwirken des der Sensorvorrichtung 27 und der CCD-Matrix 29 mit der Steuervorrichtung 11 für eine exakte Überwachung der Position des Objektes 2 zwischen der CCD-Matrix 29 und der Applikationsvorrichtung 4. Die Zufuhrvorrichtung 13, bzw. die Sensorvorrichtung 27 gibt hierzu das Taktsignal.
  • Dadurch wird die Durchlaufzeit des Objektes 2 unter der CCD-Matrix 29 laufend erfasst. Dies hat den Zweck, dass bei einer Veränderung der Durchlaufzeit des Objektes 2 unter CCD-Matrix 29 ein Stau von Objekten 2 unter der Applikationsvorrichtung 4 für das Fluid bzw. zwischen der CCD-Matrix 29 und der Applikationsvorrichtung 4 für das Fluid bzw. die Fluidtropfen 14, 15 festgestellt werden kann. Auf diese Weise kann auch die Ablesegenauigkeit der Codierung 21 durch die CCD-Matrix 29 gesteigert werden. Dies vor allem dann, wenn die Zufuhrgeschwindigkeit bzw. die Relativgeschwindigkeit zwischen Applikationsvorrichtung 4 und Objekt 2 nicht gesondert mit einer Sensorvorrichtung 20 überwacht wird.
  • Die Fig. 6 zeigt eine Darstellung einer beispielhaften Ausführung einer durch eine Text- und/oder Zeichencodierung 59 gebildeten Codierung 21 an einem Objekt 2. Bei der Text- und/oder Zeichencodierung 59 handelt es sich um einen Barcode (EAN-8 Industrie-Standardformat) welcher von einer Sensorvorrichtung 20 zum Beispiel einem Barcodescanner 60 erfasst wird. Der Barcodescanner 60 liefert das Signal über eine Steuerleitung 26 an die Steuervorrichtung 11. Die Codierung 21 befindet sich an einer die Unterseite 24 mit der Oberseite 23 des Objekts 2 verbindenden Seitenfläche 61. Die Oberseite 23 des Objekts 2 besitzt eine Struktur 25, also ein Höhenrelief.
  • Eine - beispielhaft bewegliche (Pfeil) - Abgabevorrichtung 16 appliziert Fluidtropfen 14 und/oder 15 auf die dreidimensionale Struktur 25 also die strukturierte Oberfläche des Objektes 2. Diese Abgabevorrichtung 16 kann in eine Richtung beweglich sein, beispielsweise quer zur Längsmittelachse 47 des Objektes 2. In diesem Fall bewegt sich das Objekt 2 in Längsrichtung - Pfeil 9 - unter der Abgabe- bzw. Applikationsvorrichtung 16, 4 hinweg und sorgt damit für einen Zeilenvorschub. Gleichwohl ist es aber auch alternativ möglich, dass die Abgabe- bzw. Applikationsvorrichtung 16, 4 in Richtung beider Achsen beweglich ist und das Objekt 2 während des Applikationsvorganges unbewegt bleibt.
  • Die Figuren 7 bis 9 zeigen eine Darstellung in Drauf-, Vorder- und Untersicht eines beispielhaften Objekts 2 mit Codierung 21 auf der Unterseite 24 und das auf die dreidimensionale Struktur 25 bzw. das Höhenrelief 25 aufgebrachte Motiv 3 auf der Oberseite 23 des Objekts 2. Die Codierung 21 wird während der Herstellung des Objekts 2 wie zB anhand der Fig. 3 beschrieben durch Einpressen hergestellt. Die innerste Zentrierungsmarkierung 32 der Codierung 21 ist zentriert auf den Schnittpunkt der Diagonalen 40 im Objekt 2 angeordnet.
  • Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der Vorrichtung 1. Zum Erzeugen eines Motives 3 auf einem Objekt 2, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst.
  • Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Vorrichtung 1 zum Erzeugen der dreidimensionalen Struktur 2 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
  • Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrunde liegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
  • Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1, 2, 3 und 6 bis 9 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
  • Bezugszeichenaufstellung
    1 Vorrichtung zum Bedrucken 38 Seitenkante
    2 Objekt 39 Stirnseite
    3 Motiv 40 Diagonale
    4 Applikationsvorrichtung
    5 Teil 41 Mittelpunkt
    42 Quadrat
    6 Oberfläche 43 Seitenkante
    7 Positioniervorrichtung 44 Seitenkante
    8 Doppelgurt-Fördervorrichtung 45 Seitenkante
    9 Pfeil
    10 Motor 46 Seitenkante
    47 Längsmittelachse
    11 Steuervorrichtung 48 Quermittelachse
    12 Bilddatenverarbeitungs- und/oder -erkennungsvorrichtung 49 Seitenlänge
    50 Seitenlänge
    13 Zufuhrvorrichtung
    14 Fluidtropfen 51 Seitenkante
    15 Fluidtropfen 52 Seitenkante
    53 Seitenkante
    16 Abgabevorrichtungen 54 Seitenkante
    17 Raumrichtung 55 Distanz
    18 Raumrichtung
    19 Detektorvorrichtung 56 Auswertemicrocontroler
    20 Sensorvorrichtung 57 Schnittstellenbaustein
    58 Druckercontroller
    21 Codierung 59 Text- und/oder Zeichencodierung
    22 Auflagefläche 60 Barcodescanner
    23 Oberseite
    24 Unterseite 61 Seitenfläche
    25 Struktur
    26 Steuerleitung
    27 Sensorvorrichtung
    28 Raumrichtung
    29 CCD-Matrix
    30 Bilddatenspeicher
    31 Codelinie
    32 Zentrierungsmarkierung
    33 Richtungsmarkierung
    34 Richtungsmarkierung
    35 Seitenkante
    36 Seitenkante
    37 Seitenkante

Claims (16)

  1. Strukturerkennungsverfahren geeignet für einen Produktionsprozess zur Produktion eines mit einer dreidimensionalen Struktur (25) versehenen Objektes (2) mit Motiv (3) dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (2) durch ein Erfassen wenigstens eines Teiles der Oberflächengeometrie und/oder der dreidimensionalen Struktur (25) durch eine Detektorvorrichtung (19) klassifiziert wird und anhand der erfolgten Klassifizierung das in einer Bilddatenspeichervorrichtung (30) abgespeicherte Motiv (3) dem jeweiligen, mit der dreidimensionalen Struktur (25) versehenen Objekt (2) zugeordnet wird, wobei das zuzuordnende Motiv (3) aus der Bilddatenspeicherungsvorrichtung (30) abgerufen wird und an die Steuervorrichtung (11) zur Steuerung des Produktionsprozesses übergeben wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine auf einer Oberseite (23) des Objektes (2) befindliche dreidimensionale Struktur (25) erfasst wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturerkennungsverfahren vor dem Produktionsprozess durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass eine Signaleingabevorrichtung mit optischem Lesegerät, welches eine am Objekt (2) aufgebrachte vorbestimmte Text- und / oder Zeichencodierung (59) erfasst.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (2) beim Erfassen der Oberflächengeometrie und/oder der dreidimensionalen Struktur (25) beleuchtet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächengeometrie und/oder die dreidimensionale Struktur (25) optoelektronisch vermittels Triangulation von Lichtstrahlen erfasst wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächengeometrie und/oder die dreidimensionale Struktur (25) mit einer Genauigkeit von 0,1 µm erfasst wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die dreidimensionale Struktur (25) mit einer hochauflösenden Kamera durch eine Relativbewegung zwischen einer Zeilenkamera und der dreidimensionalen Struktur (25) erfasst wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass im Strukturerkennungsverfahren das Objekt (2) in einem kontinuierlichen oder intermittierenden Durchlauf unter der Detektorvorrichtung (19) vorbeigeführt wird und/oder nach erfolgter Klassifizierung vermittels einer Zufuhrvorrichtung (13) einer Applikationsvorrichtung (4) zugeführt wird.
  10. Vorrichtung zur Herstellung eines wenigstens teilweise mit einer dreidimensionalen Struktur (25) versehenen Objektes (2) mit Motiv (3), wobei die Vorrichtung eine Steuervorrichtung (11) zur Steuerung einer Applikations- bzw. Abgabevorrichtung (4, 16) zum Aufbringen von Motiven auf das Objekt (2) umfasst und die Vorrichtung eine Detektorvorrichtung (19) aufweist dadurch gekennzeichnet ist, dass die Detektorvorrichtung (19) durch Erfassung wenigstens eines Teils (5) der Oberflächengeometrie und/oder der dreidimensionalen Struktur (25) des Objektes (2) zur Klassifikation des Objekts (2) ausgebildet ist, und die Vorrichtung anhand der erfolgten Klassifikation des Objektes (2) zur Zuordnung ein in der Bilddatenspeichervorrichtung (30) abgespeichertes Motiv (3) dem jeweiligen, mit der dreidimensionalen Struktur (25) versehenen Objektes (2) ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung ausgelegt ist, das dem Objekt zugeordnete Motiv (3) aus der Bilddatenspeichervorrichtung (30) abzurufen und an die Steuervorrichtung (11) zur Ansteuerung der Applikationsvorrichtung (4) bzw. der Abgabevorrichtung (16) zu übergeben.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Detektorvorrichtung (19) derart ausgelegt ist die auf einer Oberseite (23) des Objektes (2) befindliche dreidimensionale Struktur (25) zu erfassen.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Detektorvorrichtung (19) eine hochauflösende Kamera aufweist, welche derart ausgelegt ist die dreidimensionale Struktur (25) des Objektes (2) durch eine Relativbewegung zwischen einer Zeilenkamera und der dreidimensionalen Struktur (25) aufzunehmen.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektorvorrichtung (19) eine die dreidimensionale Struktur (25) optoelektronisch erfassende CCD-Matrix (29) und eine mit einer optoelektronischen 15 Abtastvorrichtung verbundene Auswerteelektronik beispielsweise einen Auswertemikrocontroller (56) aufweist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektorvorrichtung (19) eine optische Messvorrichtung aufweist die derart ausgelegt ist, wenigstens einen Teil der Oberflächengeometrie und/oder das Höhenrelief des dreidimensional strukturierten Objektes (2) durch Triangulation von Lichtstrahlen zu erfassen.
  15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikations- bzw. Abgabevorrichtung (4, 16) durch eine Tintenstrahldruckvorrichtung mit mehreren Druckköpfen gebildet ist.
  16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektorvorrichtung (19) und die Applikations- bzw. Abgabevorrichtung (4, 16) hintereinander in Förderrichtung (Pfeil 9) einer Zufuhrvorrichtung (13) angeordnet sind.
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