EP4240590A1 - Verfahren zum automatischen fehlermanagement an einer druckmaschine - Google Patents

Verfahren zum automatischen fehlermanagement an einer druckmaschine

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EP4240590A1
EP4240590A1 EP21806702.3A EP21806702A EP4240590A1 EP 4240590 A1 EP4240590 A1 EP 4240590A1 EP 21806702 A EP21806702 A EP 21806702A EP 4240590 A1 EP4240590 A1 EP 4240590A1
Authority
EP
European Patent Office
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web
printing
printing machine
camera
error
Prior art date
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Pending
Application number
EP21806702.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Guido Averdiek
Thomas RIETMANN
Martin Krümpelmann
Holger Delere
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.)
Windmoeller and Hoelscher KG
Original Assignee
Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Windmoeller and Hoelscher KG filed Critical Windmoeller and Hoelscher KG
Publication of EP4240590A1 publication Critical patent/EP4240590A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J11/00—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
    • B41J11/0095—Detecting means for copy material, e.g. for detecting or sensing presence of copy material or its leading or trailing end
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F19/00—Apparatus or machines for carrying out printing operations combined with other operations
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41F33/02—Arrangements of indicating devices, e.g. counters
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    • B41J15/00—Devices or arrangements of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, specially adapted for supporting or handling copy material in continuous form, e.g. webs
    • B41J15/04—Supporting, feeding, or guiding devices; Mountings for web rolls or spindles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F33/00—Indicating, counting, warning, control or safety devices
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41P—INDEXING SCHEME RELATING TO PRINTING, LINING MACHINES, TYPEWRITERS, AND TO STAMPS
    • B41P2233/00—Arrangements for the operation of printing presses
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G01N2021/8854—Grading and classifying of flaws
    • G01N2021/888—Marking defects

Definitions

  • the invention relates to a method for automatic error management on a printing press, in which a repetitive print image is printed on a running web of material.
  • the invention also relates to a printing press with a system for automatic error management for printing a running material web with a repetitive print image.
  • error management refers to the entirety of the actions with which printing errors on the printing machine are handled during the printing process. Error management usually consists of three phases, namely error detection (i.e. determining that an error is present), error diagnosis (i.e. assignment to a specific cause) and the actual error correction.
  • automatic error management in this context means that the operator of the printing press is automatically supported in all three phases of error management. Ideally, the automatic error management even automatically takes over all actions that are required in relation to a specific error on the printing press.
  • So-called inspection systems are used to carry out error management on a printing press. If a repetitive print image is printed on a running web of material, such inspection systems are basically set up so that the operator can observe and monitor the print image as a stationary image on a monitor during the ongoing printing process.
  • the print image is usually recorded with a line scan camera. In contrast to an area scan camera, the line scan camera only ever takes one individual image line, since in this way the entire print area can be recorded with high resolution and, at the same time, high web speed compared to an area scan camera.
  • the two-dimensional image is then created due to the movement of the web. Since this movement is subject to constant fluctuations, the feed is also synchronized with the help of an encoder to prevent image distortions.
  • the inspection system can also be equipped with an area camera (also known as a matrix camera), which records a section of the printed image on the moving web of material.
  • an area camera also known as a matrix camera
  • the operator is shown a stationary image on a monitor in the control station, which reproduces the selected section of the print image.
  • the selected section is preferably a prominent area of the printed image in which printing errors have a particularly strong effect.
  • the area scan camera is zoomable so that defective or problematic areas of the printed image can be examined with high resolution. If the operator detects printing errors in the displayed section (e.g. errors in color tone or register errors), he can readjust the machine parameters (e.g. the print position, the longitudinal register or the side register) in order to correct the printing errors.
  • the inspection system can also be equipped with an optical spectrometer.
  • An optical spectrometer breaks down the recorded light into its spectral components and evaluates the result in a computer system.
  • Miniature spectrometers which are installed in a compact housing and can be placed at a suitable location within the printing press, are particularly suitable for the applications presented here.
  • Such miniature spectrometers regularly consist of an aperture (ie an entrance slit), an optical grating and an optical sensor.
  • the grating is located behind the aperture and scatters the spectral components of the incident light at slightly different angles, so that the scattered light can be evaluated by the optical sensor as light intensity over the wavelength of the respective light components.
  • the color components of a pixel within the printed image can be monitored during the printing process and deviations from a desired color result can be determined.
  • error detection algorithms are also known, which automatically detect certain errors in the printed image and then support the operator in further troubleshooting.
  • an error detection algorithm can be based on a reference image captured at the beginning of the print job.
  • the reference image can, for example, be recorded at the beginning of the printing process on the basis of the first print images (e.g. the first 50 images) using the line scan camera, the area scan camera and/or the optical spectrometer, these first images being used to create the reference image (also called the "golden image"). to be integrated.
  • the fluctuation range of the image information can be determined for each individual pixel so that tolerance limits for error detection can be defined.
  • the currently recorded image is then subtracted from the reference image. If the difference obtained is outside the error tolerances, an error signal is generated and the defective image area is displayed on the control panel monitor.
  • the desired print result can also be specified by the so-called digital proof, which is provided by the pre-press department.
  • digital proof which is provided by the pre-press department.
  • the image supplied by the inspection system is compared with the digital proof.
  • the digital image processing techniques already described in connection with the reference image can also be used for this comparison.
  • the positions of the faults detected on the running web of material are stored in the inspection system in a so-called roll log. After completion of the printing process, it is then possible, for example with the help of a rewinder, to move to the defective area of the printed material web and cut it out. It is also possible that the defective areas on the material web are already marked during printing and then ejected in subsequent further processing.
  • EP 3 132 936 A1 it is known from EP 3 132 936 A1 to provide the end of the material web with a label after the end of the printing process, which serves to define a zero mark when the tape is reinserted.
  • a sensor detects the further processing machine the label as a zero mark. Since the distances between the individual printing errors are stored in the roll log, each printing error can be localized with reference to the zero mark.
  • the object of the invention is therefore to improve the detection of printing errors on a printed web of material.
  • the solution according to the invention consists of a printing machine with a system for automatic error management for printing a running material web with a repetitive print image, with a control unit, with a camera connected to the control unit for carrying out an inspection of the printed material web to detect printing errors, with a web marking unit for applying web markings to the running material web, and with a function switch for releasing the web marking unit, with a web marking being applied to the material web by the web marking unit as soon as a printing error has been detected by the control unit and the web marking unit has been released by the operator.
  • the solution according to the invention consists of a corresponding method for automatic error management on a printing press, in which a repetitive print image is printed on a running material web, in which a control unit and a camera connected to the control unit carry out an inspection of the printed material web to detect printing errors is carried out, in which a web marking unit for applying web markings to the running material web and a function switch for enabling the web marking unit are provided, with a web marking being applied to the material web by the web marking unit as soon as a printing error has been detected by the control unit and the web marking unit from has been released to the operator.
  • An essential advantage of the solution according to the invention is that several web markings can also be applied to the running material web during the printing process, with the application of an uncontrolled number of markings being able to be avoided at the same time due to the existing function switch. Especially with so-called 100% inspection systems, it can happen that the inspection system detects a large number of errors within a very short time (e.g. if an inking unit fails). In such a case it is important that the operator is able to attribute the failure to a single mark on the web and that an uncontrolled number of marks are not automatically applied to the web because of the failure.
  • the marking can consist of a bar code or a QR code, for example.
  • the QR code (Quick Response) is a two-dimensional code that is described in EP 0672 994 A1, for example.
  • the QR code consists of a square matrix with black and white squares that represent the encoded data in binary form. A special marking in three of the four corners of the square provides orientation.
  • the data in the QR code is enhanced with an error-correcting code. This tolerates the loss of up to 30% of the code. Further developments are the micro QR code, the secure QR code (SQRC), the iQR code and the frame QR code.
  • the marking is assigned further information in addition to the location of the error, for example the type of error, the relative distance of the error to the marking, the extent of the error in running meters and/or other remarks or comments by the operator .
  • a first marking could mark the beginning of the error using appropriate information, and another marking could mark the end in a corresponding manner. It is also possible for the information from a number of errors to be summarized on the marking.
  • the information can be integrated as a whole in the QR code or it can also be stored in a separate database, in which case the QR code only contains the database entry for the relevant information.
  • the camera consists of a line camera for seamless inspection.
  • a zoomable area camera for the inspection of certain areas of the printed image.
  • the solution according to the invention can in principle be used for all types of printing presses.
  • Preferred applications are flexographic printing machines, gravure printing machines or digital printing machines.
  • Flexographic printing machines and gravure printing machines are equipped with fixed printing forms, so that only the repetitive print image can be printed with these printing forms.
  • digital printing machines on the other hand, it is possible to print both repetitive print images and changing motifs.
  • the combination of repetitive print images and individual motifs is also possible. In practical terms, this means that with a digital printing machine, the web marking can be printed directly with the repetitive print image. If the track marking is a QR code, you do not need an additional QR printer, for example.
  • FIG. 1 shows an overall view of the printing machine according to the invention using the example of a flexographic printing machine
  • FIG. 2 shows a detailed view of FIG. 1 with a line camera and a running material web in a first printing state
  • FIG. 3 shows a detailed view of FIG. 1 with a line camera and a running material web in a second printing state.
  • Fig. 1 shows an overall view of the printing machine according to the invention using the example of a flexographic printing machine 101 with a camera 102, a prepress stage 103, a control unit 104 and a control station 106.
  • the control unit is installed at position 105 in the flexographic printing machine 101 and is separate for reasons of clarity shown.
  • the flexographic printing machine 101 is a so-called central cylinder machine and accordingly has a central cylinder 107 around which the eight inking units are arranged in a star shape.
  • Each of these inking units has a pressure roller, a Anilox roller and a blade chamber, which are each mounted on machine-side anchors.
  • inking unit 108 is designated as an example.
  • the material web 109 In order to print the material web 109, it is pulled off the material roll 111 in the unwinding station 110 and guided to the pressure roller 112 via a plurality of deflection rollers.
  • the pressure roller 112 applies the material web 109 to the central cylinder 107 for onward transport, so that the material web 109 is guided past the inking units and the intermediate inking unit dryers (not shown in more detail) with register accuracy.
  • a web marking unit 121 which is designed here as a QR printer for optionally printing web markings in the form of QR codes.
  • the material web 109 After leaving the QR printer 121, the material web 109 reaches the bridge dryer 113 for the printing ink to dry and is then wound up onto the material roll 115 in the winding station 114.
  • the camera 102 is equipped in such a way that the control unit can operate it both as a line camera and as a zoomable area camera. In order to operate the camera 102 , it is connected to the control unit 104 via the line 116 . Alternatively, it is of course also possible for two separate cameras to be provided in the form of a line camera and an area camera, with the two cameras being able to be operated either together or individually.
  • the monitor of the control station 106 is designed as a touchscreen, so that the operator can execute specific commands for controlling the flexographic printing machine 101 directly on the monitor, guided by menus.
  • the prepress stage 103 transmits the digital proof to the control unit 104 via the line 117 in a data container 118.
  • error detection algorithms run on the control unit 104, which detect printing errors due to target/actual print image deviations.
  • the associated actions between the control unit 104 and the control center 106 are transmitted via the lines 119 and 120 and are described in more detail with reference to the following FIGS. 2 and 3.
  • FIG. FIG. 2 shows a detailed view of FIG. 1 with a line camera and a running material web in a first printing state.
  • the corresponding reference numbers from FIG. 1 have been adopted, so that reference is made to the description of FIG. 1 in this respect.
  • reference numeral 201 designates a repetitive print image that is printed onto material web 107 by one or more inking units 108 .
  • the print image 201 and the print error 202 are recorded by the camera 102 as an actual print image and forwarded to the control unit 104 via the line 116 .
  • the actual print image is subjected to an error detection algorithm. If, as in this case, a printing error is detected, a function switch in the form of a software button is displayed on the control station 106, which is shown as a button 203 in FIG. At this point, the operator has the option of assessing the printing error and optionally adding additional information, such as remarks or comments.
  • the QR printer 121 is activated and prints a QR code on the material web 107 to mark the printing error 202.
  • the previously collected information on the printing error (position, type of error, comments on the operator, etc.) are saved as part of the QR code.
  • a link is stored in the QR code, which, when called up, refers to the information on the printing error (position, error type, operator comments, etc.).
  • FIG. 3 shows a detailed view of FIG. 1 with a line camera and a running material web in a second printing state.
  • the corresponding reference symbols from FIGS. 1 and 2 have been adopted, so that reference is made to the description of FIGS. 1 and 2 in this respect.
  • reference numeral 301 designates a subsequent print image compared to the first print state.
  • reference numeral 302 shows a QR code which was printed by the QR printer 121 in the first printing state according to FIG. 2 and which now appears in the recorded image of the camera 102 .
  • Position information between the typographical error 202 and the QR code 302 be detected automatically, since both the position of the printing error 202 and the position of the subsequent QR code can be detected with the camera 102 .
  • the distance between printing error 201 and QR code 302 is not relevant for this assignment.
  • the distance chosen by the operator should not be too great in order to avoid errors in recognition due to different web tensions and web elongations.
  • the recognition then runs in reverse order.
  • the QR code 302 is therefore first recognized by a QR code reader before the printing error 202 then appears on the unwound web of material.
  • an action can then be started during further processing that was previously assigned to the printing error 202 in the roll log, such as ejecting the faulty section of the material web from further processing.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckmaschine (101) mit einem System zum automatischen Fehlermanagement zum Bedrucken einer laufenden Materialbahn (109) mit einem sich wiederholenden Druckbild, mit einer Steuereinheit (104) und mit einer mit der Steuereinheit (104) verbundenen Kamera (102) zur Durchführung einer Inspektion der bedruckten Materialbahn (109) zum Erkennen von Druckfehlern. Um das Wiederauffinden von Druckfehlern (202) auf einer bedruckten Materialbahn (109) zu verbessern, sind eine Bahnmarkierungseinheit (121) zum Aufbringen von Bahnmarkierungen auf die laufende Materialbahn (109) und ein Funktionsschalter zum Freischalten der Bahnmarkierungseinheit (121) vorgesehen, wobei von der Bahnmarkierungseinheit (121) eine Bahnmarkierung auf die Materialbahn (109) aufgebracht wird, sobald von der Steuereinheit (104) ein Druckfehler erkannt wurde und die Bahnmarkierungseinheit (121) von dem Bediener freigeschaltet wurde.

Description

Verfahren zum automatischen Fehlermanagement an einer Druckmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Fehlermanagement an einer Druckmaschine, bei dem ein sich wiederholendes Druckbild auf eine laufende Materialbahn gedruckt wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Druckmaschine mit einem System zum automatischen Fehlermanagement zum Bedrucken einer laufenden Materialbahn mit einem sich wiederholenden Druckbild.
Unter Fehlermanagement wird in diesem Zusammenhang die Gesamtheit der Aktionen bezeichnet, mit denen Druckfehler an der Druckmaschine während des Druckprozesses behandelt werden. Bestandteil des Fehlermanagements sind in der Regel drei Phasen, nämlich die Fehlererkennung (d. h. die Feststellung, dass ein Fehler vorliegt), die Fehlerdiagnose (d. h. die Zuordnung zu einer bestimmten Ursache) und die eigentliche Fehlerbebung.
Weiterhin bedeutet automatisches Fehlermanagement in diesem Zusammenhang, dass der Bediener der Druckmaschine in allen drei Phasen des Fehlermanagements automatisch unterstützt wird. Im Idealfall übernimmt das automatische Fehlermanagement sogar sämtliche Aktionen selbsttätig, die mit Bezug auf einen bestimmten Fehler an der Druckmaschine erforderlich sind.
Zur Durchführung des Fehlermanagements an einer Druckmaschine werden sogenannte Inspektionssysteme eingesetzt. Wenn ein sich wiederholendes Druckbild auf eine laufende Materialbahn gedruckt wird, sind derartige Inspektionssysteme grundsätzlich dafür eingerichtet, dass der Bediener das Druckbild im laufenden Druckprozess als stehendes Bild auf einem Monitor beobachten und überwachen kann. Die Aufnahme des Druckbilds erfolgt dabei in der Regel mit einer Zeilenkamera. Im Gegensatz zu einer Flächenkamera nimmt die Zeilenkamera immer nur eine einzelne Bildzeile auf, da sich auf diese Weise im Vergleich zu einer Flächenkamera der gesamte Druckbereich mit hoher Auflösung und gleichzeitig hoher Bahngeschwindigkeit erfassen lässt. Das zweidimensionale Bild entsteht dann aufgrund der Bewegung Bahn. Da diese Bewegung ständigen Schwankungen unterliegt, wird der Vorschub zusätzlich mit Hilfe eines Encoders synchronisiert, damit keine Bildverzerrungen entstehen.
Alternativ oder zusätzlich zu der Zeilenkamera kann das Inspektionssystem auch mit einer Flächenkamera (andere Bezeichnung: Matrixkamera) ausgestattet sein, die einen Ausschnitt des gedruckten Bildes auf der laufenden Mate rial bahn aufnimmt. Durch die Synchronisation der Flächenkamera mit dem sich wiederholenden Druckbild wird erreicht, dass dem Bediener auf einem Monitor des Leitstands ein stehendes Bild angezeigt wird, das den gewählten Ausschnitt des Druckbildes wiedergibt. Vorzugsweise ist der gewählte Ausschnitt dabei ein markanter Bereich des Druckbilds, in dem Druckfehler sich besonders stark auswirken. Typischerweise ist die Flächenkamera zoomfähig, sodass fehlerhafte oder problematische Bereiche des Druckbildes mit hoher Auflösung begutachtet werden können. Wenn der Bediener in dem dargestellten Ausschnitt Druckfehler feststellt (beispielsweise Fehler im Farbton oder Registerfehler), kann dieser die Maschinenparameter (beispielsweise die Druckbeistellung, das Längsregister oder das Seitenregister) nachjustieren, um die Druckfehler zu korrigieren.
Alternativ oder zusätzlich zur Zeilenkamera und zur Flächenkamera kann das Inspektionssystem weiterhin auch mit einem optischen Spektrometer ausgestattet sein. Ein optisches Spektrometer zerlegt das aufgenommene Licht in seine spektralen Anteile und wertet das Ergebnis in einem Rechnersystem aus. Für die hier vorliegenden Anwendungen eigenen sich vor allem Miniatur-Spektrometer, die in einem kompakten Gehäuse verbaut sind und die innerhalb der Druckmaschine an geeigneter Stelle platziert werden können. Derartige Miniatur-Spektrometer bestehen regelmäßig aus einer Apertur (d. h. einem Eintrittsspalt), einem optischen Gitter und einem optischen Sensor. Das Gitter befindet sich hinter der Apertur und streut die spektralen Anteile des einfallenden Lichts in leicht unterschiedlichen Winkeln, sodass das gestreute Licht von dem optischen Sensor als Lichtintensität über der Wellenlänge der jeweiligen Lichtbestandteile ausgewertet werden kann. Mit einem derartigen optischen Spektrometer können somit während des Druckprozesses die Farbbestandteile eines Bildpunktes innerhalb des Druckbilds überwacht werden und Abweichungen zu einem gewünschten Farbergebnis bestimmt werden. Darüber hinaus sind auch Fehlererkennungs-Algorithmen bekannt, die bestimmte Fehler im Druckbild automatisch erkennen und den Bediener dann bei der weiteren Fehlerbehebung unterstützen.
Beispielsweise kann ein Fehlererkennungs-Algorithmus auf einem Referenzbild basieren, das zu Beginn des Druckauftrags aufgenommen wird. Das Referenzbild kann beispielsweise zu Beginn des Druckprozesses aufgrund der ersten Druckbilder (beispielsweise die ersten 50 Bilder) mit der Zeilenkamera, der Flächenkamera und/oder dem optischen Spektrometer aufgenommen werden, wobei diese ersten Bilder zur Erstellung des Referenzbilds (auch "Golden Image" genannt) aufintegriert werden. In der Integrationsphase lässt sich beispielsweise die Schwankungsbreite der Bildinformation für jedes einzelne Pixel bestimmen, sodass sich Toleranzgrenzen für die Fehlererkennung festlegen lassen. Während des Druckprozesses wird dann das aktuell aufgenommene Bild vom Referenzbild subtrahiert. Wenn die erhaltene Differenz außerhalb der Fehlertoleranzen liegt, so wird ein Fehlersignal erzeugt, und der fehlerhafte Bildbereich wird auf dem Monitor des Steuerpults dargestellt.
Das gewünschte Druckergebnis kann alternativ oder ergänzend auch durch den sogenannten digitalen Proof spezifiziert werden, der von der Druckvorstufe bereitgestellt wird. Um festzustellen, ob das Druckergebnis den Vorgaben entspricht, wird das vom Inspektionssystem gelieferte Bild mit dem digitalen Proof verglichen. Auch für diesen Vergleich können die im Zusammenhang mit dem Referenzbild bereits beschriebenen digitalen Bildverarbeitungstechniken eingesetzt werden.
Die Positionen der auf der laufenden Materialbahn festgestellten Fehler werden im Inspektionssystem in einem sogenannten Rollenprotokoll abgespeichert. Nach Abschluss des Druckprozesses ist es dann beispielsweise mit Hilfe eines Umrollers möglich, den fehlerhaften Bereich der bedruckten Materialbahn anzufahren und herauszutrennen. Ebenso ist es möglich, dass bereits während des Drucks die fehlerhaften Bereiche auf der Materialbahn markiert und dann in der späteren Weiterverarbeitung ausgeschleust werden.
Aus EP 3 132 936 A1 ist es in diesem Zusammenhang bekannt, nach Abschluss des Druckprozesses das Ende der Materialbahn mit einem Etikett zu versehen, das beim Wiedereinlegen des Bandes zur Festlegung einer Nullmarke dient. Wenn nun die bedruckte Materialbahn der Weiterverarbeitung zugeführt wird, erfasst ein Sensor der Weiterverarbeitungsmaschine das Etikett als Nullmarke. Da im Rollenprotokoll die Abstände der einzelnen Druckfehler abgespeichert sind, ist somit jeder Druckfehler mit Bezug auf die Nullmarke lokalisierbar.
Mit dem Verfahren aus EP 3 132 936 A1 kann somit grundsätzlich auf einen Umroller verzichtet werden. Problematisch hierbei ist allerdings hier die Tatsache, dass die Länge der Materialbahn aufgrund deren Dehnbarkeit Schwankungen unterworfen ist, die mitunter so groß sind, dass die einzelnen Druckfehler mit Bezug auf die Nullmarke bei der Weiterverarbeitung nicht mehr auffindbar sind. Dieses Problem verstärkt sich zudem mit zunehmender Länge der Materialbahn.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Wiederauffinden von Druckfehlern auf einer bedruckten Materialbahn zu verbessern.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht aus einer Druckmaschine mit einem System zum automatischen Fehlermanagement zum Bedrucken einer laufenden Materialbahn mit einem sich wiederholenden Druckbild, mit einer Steuereinheit, mit einer mit der Steuereinheit verbundenen Kamera zur Durchführung einer Inspektion der bedruckten Materialbahn zum Erkennen von Druckfehlern, mit einer Bahnmarkierungseinheit zum Aufbringen von Bahnmarkierungen auf die laufende Materialbahn, und mit einem Funktionsschalter zum Freischalten der Bahnmarkierungseinheit, wobei von der Bahnmarkierungseinheit eine Bahnmarkierung auf die Materialbahn aufgebracht wird, sobald von der Steuereinheit ein Druckfehler erkannt wurde und die Bahnmarkierungseinheit von dem Bediener freigeschaltet wurde.
Außerdem besteht die erfindungsgemäße Lösung aus einem entsprechenden Verfahren zum automatischen Fehlermanagement an einer Druckmaschine, bei dem ein sich wiederholendes Druckbild auf eine laufende Materialbahn gedruckt wird, bei dem mit einer Steuereinheit und mit einer mit der Steuereinheit verbundenen Kamera eine Inspektion der bedruckten Materialbahn zum Erkennen von Druckfehlern durchgeführt wird, bei dem eine Bahnmarkierungseinheit zum Aufbringen von Bahnmarkierungen auf die laufende Materialbahn und ein Funktionsschalter zum Freischalten der Bahnmarkierungseinheit vorgesehen sind, wobei von der Bahnmarkierungseinheit eine Bahnmarkierung auf die Materialbahn aufgebracht wird, sobald von der Steuereinheit ein Druckfehler erkannt wurde und die Bahnmarkierungseinheit von dem Bediener freigeschaltet wurde. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass mehrere Bahnmarkierungen auch während des Druckprozesses auf die laufenden Materialbahn aufgebracht werden können, wobei das Aufbringen einer unkontrollierten Anzahl von Markierungen aufgrund des vorhandenen Funktionsschalters gleichzeitig vermieden werden kann. Gerade bei sogenannten 100 %-Inspektionssystemen kann es nämlich vorkommen, dass das Inspektionssystem innerhalb kürzester Zeit eine Vielzahl von Fehlern detektiert (z. B. wenn ein Farbwerk ausfällt). In so einem Falle ist es wichtig, dass der Bediener in der Lage ist, dem Ausfall eine einzelne Markierung auf der Bahn zuzuordnen und dass nicht wegen des Ausfalls aufgrund einer Automatik eine unkontrollierte Vielzahl von Markierungen auf die Bahn aufgebracht werden.
Die Markierung kann beispielsweise aus einem Strich-Code oder aus einem QR-Code bestehen. Der QR-Code (englisch Quick Response) ist ein zweidimensionaler Code, der beispielsweise in EP 0672 994 A1 beschrieben ist. Der QR-Code besteht aus einer quadratischen Matrix mit schwarzen und weißen Quadraten, die die kodierten Daten binär darstellen. Eine spezielle Markierung in drei der vier Ecken des Quadrats gibt die Orientierung vor. Die Daten im QR-Code sind durch einen fehlerkorrigierenden Code erweitert. Dadurch wird der Verlust von bis zu 30 % des Codes toleriert. Weiterentwicklungen sind der Micro-QR-Code, der Secure-QR-Code (SQRC), der iQR- Code und der Frame-QR-Code.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Markierung neben dem Ort des Fehlers weitere Informationen zugeordnet werden, beispielsweise die Art des Fehlers, der relative Abstand des Fehlers zur Markierung, die Ausdehnung des Fehlers in Laufmetern und/oder weitere Bemerkungen bzw. Kommentare des Bedieners. Alternativ könnte eine erste Markierung durch entsprechende Informationen den Anfang des Fehlers markieren und eine andere Markierung in entsprechender Weise das Ende. Ebenso ist es möglich, dass auf der Markierung die Information von mehreren Fehlern zusammengefasst werden.
Je nach Menge der Information können die Informationen als Ganzes in dem QR-Code integriert sein oder aber auch in einer getrennten Datenbank abgelegt sein, wobei dann der QR-Code lediglich den Datenbank-Eintrag der betreffenden Information enthält.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht die Kamera aus einer Zeilenkamera zur lückenlosen Inspektion. Alternativ oder zusätzlich kann eine zoomfähige Flächenkamera zur Inspektion von bestimmten Bereichen des Druckbilds vorgesehen sein.
Die erfindungsgemäße Lösung kann grundsätzlich für alle Arten von Druckmaschinen eingesetzt werden. Bevorzugte Anwendungen sind Flexodruckmaschinen, Tiefdruckmaschinen oder Digitaldruckmaschinen. In diesem Zusammenhang ist zu unterscheiden: Flexodruckmaschinen und Tiefdruckmaschinen sind mit festen Druckformen bestückt, sodass mit diesen Druckformen ausschließlich das sich wiederholende Druckbild gedruckt werden kann. Mit Digitaldruckmaschinen ist es dagegen möglich, sowohl sich wiederholende Druckbilder als auch wechselnde Motive zu drucken. Auch die Kombination von sich wiederholenden Druckbildern und individuellen Motiven ist möglich. Praktisch bedeutet dies, dass man bei einer Digitaldruckmaschine die Bahnmarkierung direkt mit dem sich wiederholenden Druckbild aufdrucken kann. Handelt es sich bei der Bahnmarkierung um einen QR- Code, benötigt man so zum Beispiel keinen weiteren QR-Printer.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Druckmaschine am Beispiel einer Flexodruckmaschine,
Fig. 2 zeigt eine Detailansicht von Fig. 1 mit einer Zeilenkamera und einer laufenden Materialbahn in einem ersten Druckzustand, und
Fig. 3 zeigt eine Detailansicht von Fig. 1 mit einer Zeilenkamera und einer laufenden Materialbahn in einem zweiten Druckzustand.
Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Druckmaschine am Beispiel einer Flexodruckmaschine 101 mit einer Kamera 102, einer Druckvorstufe 103, einer Steuereinheit 104 und einem Leitstand 106. Die Steuereinheit ist an der Position 105 in der Flexodruckmaschine 101 verbaut und ist aus Gründen der Übersichtlichkeit getrennt dargestellt.
Die Flexodruckmaschine 101 ist eine sogenannte Zentralzylindermaschine und weist demgemäß einen Zentralzylinder 107 auf, um den herum die acht Farbwerke sternförmig angeordnet sind. Jedes dieser Farbwerke weist eine Druckwalze, eine Rasterwalze und eine Rakelkammer auf, die jeweils an maschinenseitigen Verankerungen montiert sind. Von diesen acht Farbwerken mit den beschriebenen Komponenten ist das Farbwerk 108 exemplarisch bezeichnet.
Um die Materialbahn 109 zu bedrucken, wird diese in der Abwickelstation 110 von der Materialrolle 111 abgezogen und über mehrere Umlenkwalzen an die Anpresswalze 112 geführt. Die Anpresswalze 112 legt die Materialbahn 109 zum Weitertransport an den Zentralzylinder 107 an, sodass die Materialbahn 109 registergenau an den Farbwerken und den nicht näher dargestellten Zwischenfarbwerkstrocknern vorbeigeführt wird.
Nachdem die Materialbahn 109 den Zentralzylinder 107 verlassen hat, wird diese durch eine Bahnmarkierungseinheit 121 geführt, die hier als QR-Printer zum wahlweisen Aufdrucken von Bahnmarkierungen in Form von QR-Codes ausgeführt ist.
Nach Verlassen des QR-Printers 121 gelangt die Materialbahn 109 zum Abtrocknen der Druckfarbe zum Brückentrockner 113 und wird dann in der Aufwickelstation 114 auf die Materialrolle 115 aufgewickelt.
Die Kamera 102 ist derart ausgestattet, dass diese sowohl als Zeilenkamera als auch als zoomfähige Flächenkamera seitens der Steuereinheit betrieben werden kann. Zum Betreiben der Kamera 102 ist diese über die Leitung 116 mit der Steuereinheit 104 verbunden. Alternativ ist es selbstverständlich auch möglich, dass zwei separate Kameras in Form eine Zeilenkamera und einer Flächenkamera vorgesehen sind, wobei beiden Kameras wahlweise zusammen oder einzeln betrieben werden können.
Der Monitor des Leitstands 106 ist als Touchscreen ausgeführt, sodass der Bediener bestimmte Befehle zur Steuerung der Flexodruckmaschine 101 menügeführt direkt am Monitor ausführen kann.
Die Druckvorstufe 103 übermittelt über die Leitung 117 in einem Daten-Container 118 den digitalen Proof an die Steuereinheit 104. Auf der Basis des digitalen Proofs laufen auf der Steuereinheit 104 Fehlererkennungs-Algorithmen ab, die Druckfehler aufgrund von Soll-Ist-Druckbildabweichungen erkennen. Die damit zusammenhängenden Aktionen zwischen der Steuereinheit 104 und dem Leitstand 106 werden über die Leitungen 119 und 120 übertragen und werden anhand der folgenden Fig. 2 und Fig. 3 näher beschrieben. Fig. 2 zeigt eine Detailansicht von Fig. 1 mit einer Zeilenkamera und einer laufenden Materialbahn in einem ersten Druckzustand. Die entsprechenden Bezugszeichen aus Fig. 1 wurden übernommen, sodass insoweit auf die Beschreibung von Fig. 1 verwiesen wird. Darüber hinaus ist mit Bezugszeichen 201 ein sich wiederholendes Druckbild bezeichnet, das von einem oder mehreren Farbwerken 108 auf die Materialbahn 107 gedruckt wird.
In diesem ersten Druckzustand sei nun angenommen, dass eines der Druckbilder mit einem Druckfehler 202 gedruckt wurde. Das Druckbild 201 und der Druckfehler 202 werden von der Kamera 102 als Ist-Druckbild aufgenommen und über die Leitung 116 an die Steuereinheit 104 weitergeleitet. In der Steuereinheit 104 wird das Ist-Druckbild einem Fehlererkennungs-Algorithmus unterworfen. Wenn wie in diesem Fall ein Druckfehler festgestellt wird, wird auf dem Leitstand 106 ein Funktionsschalter in Form eines Software-Button angezeigt, der in Fig. 2 als Taster 203 dargestellt ist. Der Bediener hat an dieser Stelle die Möglichkeit, den Druckfehler zu beurteilen und optional auch noch mit zusätzlichen Informationen, wie zum Beispiel Bemerkungen oder Kommentare, zu versehen. Sobald der Bediener dann den Software-Button 203 drückt bzw. anklickt, wird der QR-Printer 121 freigeschaltet und druckt als Markierung des Druckfehlers 202 einen QR-Code auf die Materialbahn 107. Die zuvor aufgesammelten Informationen zum Druckfehler (Position, Fehlerart, Kommentare des Bedieners, etc.) werden hierbei als Bestandteil des QR-Codes abgespeichert. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass im QR-Code ein Link hinterlegt ist, bei dessen Aufruf auf die Informationen zum Druckfehler (Position, Fehlerart, Kommentare des Bedieners, etc.) verwiesen wird.
Fig. 3 zeigt eine Detailansicht von Fig. 1 mit einer Zeilenkamera und einer laufenden Materialbahn in einem zweiten Druckzustand. Die entsprechenden Bezugszeichen aus Fig. 1 und Fig. 2 wurden übernommen, sodass insoweit auf die Beschreibung von Fig. 1 und Fig. 2 verwiesen wird. Darüber hinaus ist mit Bezugszeichen 301 ein gegenüber dem ersten Druckzustand nachfolgendes Druckbild bezeichnet. Außerdem zeigt Bezugszeichen 302 einen QR-Code, der in dem ersten Druckzustand gemäß Fig. 2 von dem QR-Printer 121 gedruckt wurde und der nunmehr im Aufnahmebild der Kamera 102 erscheint.
In dem zweiten Druckzustand gemäß Fig. 3 kann nunmehr die exakte
Positionsinformation zwischen dem Druckfehler 202 und dem QR-Code 302 automatisch festgestellt werden, da mit der Kamera 102 sowohl die Position des Druckfehlers 202 als auch die Position des nachfolgenden QR-Codes erfassbar ist. Grundsätzlich ist für diese Zuordnung der Abstand zwischen Druckfehler 201 und QR- Code 302 nicht maßgeblich. Allerdings sollte der Abstand vom Bediener nicht zu groß gewählt werden, um Fehler bei der Wiedererkennung aufgrund unterschiedlicher Bahnspannungen und Bahndehnungen zu vermeiden.
Bei der Weiterverarbeitung läuft die Wiedererkennung dann in umgekehrter Reihenfolge ab. Beim Abwickeln der bedruckten Mate rial bahn wird von einem QR- Code-Leser demnach zuerst der QR-Code 302 erkannt, bevor dann der Druckfehler 202 auf der abgewickelten Materialbahn erscheint. Nachdem der QR-Code 302 erkannt wurde, kann dann bei der Weiterverarbeitung eine Aktion gestartet werden, die dem Druckfehler 202 vorher im Rollenprotokoll zugewiesen wurde, wie beispielsweise das Ausschleusen des fehlerhaften Abschnitts der Materialbahn aus der Weiterverarbeitung.

Claims

Patentansprüche Druckmaschine mit einem System zum automatischen Fehlermanagement zum Bedrucken einer laufenden Materialbahn mit einem sich wiederholenden Druckbild, mit einer Steuereinheit, mit einer mit der Steuereinheit verbundenen Kamera zur Durchführung einer Inspektion der bedruckten Materialbahn zum Erkennen von Druckfehlern, mit einer Bahnmarkierungseinheit zum Aufbringen von Bahnmarkierungen auf die laufende Materialbahn, und mit einem Funktionsschalter zum Freischalten der Bahnmarkierungseinheit, wobei von der Bahnmarkierungseinheit eine Bahnmarkierung auf die Materialbahn aufgebracht wird, sobald von der Steuereinheit ein Druckfehler erkannt wurde und die Bahnmarkierungseinheit von dem Bediener freigeschaltet wurde. Druckmaschine nach Anspruch 1 , wobei in der Bahnmarkierung Informationen zum Druckfehler integriert sind. Druckmaschine nach Anspruch 1 - 2, wobei die Kamera aus einer Zeilenkamera zur lückenlosen Inspektion der Druckbilder besteht. Druckmaschine nach einem der Ansprüche 1 - 3, wobei die Kamera aus einer zoomfähigen Flächenkamera zur Inspektion von bestimmten Bereichen eines Druckbilds besteht. Druckmaschine nach einem der Ansprüche 1 - 4, wobei die Druckmaschine eine Flexodruckmaschine, eine Tiefdruckmaschine oder eine Digitaldruckmaschine ist. Verfahren zum automatischen Fehlermanagement an einer Druckmaschine, bei dem ein sich wiederholendes Druckbild auf eine laufende Materialbahn gedruckt wird, bei dem mit einer Steuereinheit und mit einer mit der Steuereinheit verbundenen Kamera eine Inspektion der bedruckten Materialbahn zum Erkennen von Druckfehlern durchgeführt wird, bei dem eine Bahnmarkierungseinheit zum Aufbringen von Bahnmarkierungen auf die laufende Materialbahn vorgesehen ist, und bei dem ein Funktionsschalter zum Freischalten der Bahnmarkierungseinheit vorgesehen ist, wobei von der Bahnmarkierungseinheit eine Bahnmarkierung auf die Materialbahn aufgebracht wird, sobald von der Steuereinheit ein Druckfehler erkannt wurde und die Bahnmarkierungseinheit von dem Bediener freigeschaltet wurde. Verfahren nach Anspruch 6, wobei in der Bahnmarkierung Informationen zum Druckfehler integriert werden. Verfahren nach Anspruch 6 - 7, wobei die Kamera aus einer Zeilenkamera zur lückenlosen Inspektion der Druckbilder besteht. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 - 8, wobei die Kamera aus einer zoomfähigen Flächenkamera zur Inspektion von bestimmten Bereichen eines Druckbilds besteht. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 - 9, wobei die Druckmaschine eine Flexodruckmaschine, eine Tiefdruckmaschine oder eine Digitaldruckmaschine ist.
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