[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Verfahrensanspruchs
zur Kontrolle und Steuerung von Prozessen der Weiterverarbeitung von Druckereierzeugnissen.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung gemäss dem Oberbegriff des entsprechenden,
unabhängigen Patentanspruchs zur Durchführung des Verfahrens.
[0002] Druckereierzeugnisse werden weiterverarbeitet beispielsweise durch Falten, Schneiden,
Zusammentragen, Binden, Heften, Adressieren, Verpacken etc. Im Laufe einer derartigen
Verarbeitung werden bedruckte Erzeugnisse ab Druckmaschine, Zwischenprodukte und Fertigprodukte
möglichst in kontinuierlichen Produkteströmen manipuliert und transportiert. Sowohl
an der Druckmaschine anfallende, verschiedene bedruckte Erzeugnisse als auch aus Weiterverarbeitungsschritten
anfallende, fertige Druckprodukte wie beispielsweise Zeitungen, Zeitschriften, Broschüren
etc. oder entsprechende Zwischenprodukte unterscheiden sich nicht unbedingt in ihrer
Form oder anderen einfach messbaren physikalischen Eigenschaften, wohl aber in der
Bedruckung, das heisst in ihrem optischen Erscheinungsbild. Aus diesem Grunde werden
für die Kontrolle von Druckereierzeugnissen und Druckprodukten vermehrt Kontrollverfahren
auf der Basis der Bildverarbeitung angewendet, insbesondere seit Bildverarbeitungsverfahren
genügend schnell und einfach anwendbar geworden sind. Derartige Kontrollverfahren
sind denn auch beschrieben, beispielsweise in der Patentanmeldung CH-01748/94-8 (F383)
derselben Anmelderin oder in der Publikation US-4953841.
[0003] Für diese beschriebenen Verfahren werden mit Hilfe eines Aufnahmegerätes, beispielsweise
mit Hilfe einer Kamera oder eines Zeilen-lesenden Geräts, in einer getakteten Abfolge
Bilder von nacheinander in den Bereich des Aufnahmegerätes geförderten Produkten aufgenommen,
werden die aufgenommenen Bilder mit einem Sollbild verglichen und werden die Vergleichsresultate
dazu verwendet, entsprechende Signale (Alarmsignale oder Steuersignale) zu erzeugen,
womit üblicherweise eine Reaktion auf ein nicht reguläres Produkt (Bildvergleich zeigt
keine Übereinstimmung) initiiert wird, entweder eine Reaktion durch eine alarmierte,
bedienende Person oder eine Reaktion durch einen oder mehrere, weiter stromabwärts
angeordnete, entsprechend angesteuerte Vorrichtungsteile, beispielsweise Ausschleusweichen.
[0004] Die Anwendung der bekannten Kontrollverfahren auf der Basis der Bildverarbeitung
nehmen in der Weiterverarbeitung von Druckereierzeugnissen immer eine inselhafte Kontrollfunktion
wahr, die, sobald das entstehende Produkt und/oder die Verarbeitungsart wechselt,
entsprechend angepasst werden muss. In Weiterverarbeitungsverfahren, in denen mehrere,
verschiedene Drukkereierzeugnisse gleichzeitig bearbeitet werden, also beispielsweise
beim Zusammentragen von verschiedenen, bedruckten Bogen für die Herstellung einer
Zeitschrift, werden auch mehrere derartige Kontrollfunktionen parallel zueinander
eingesetzt, wobei diese unabhängig voneinander beispielsweise die Zuführungen der
verschiedenen Bogen kontrollieren und wobei diese, ebenfalls unabhängig voneinander,
an die Herstellung jedes bestimmten Produktes angepasst werden müssen. Für die Produktion
häufig wechselnder Produkte und insbesondere für die Herstellung von sogenannten individualisierten
Produkten sind aus den genannten Gründen die bekannten Kontrollverfahren mit Bildverarbeitung
immer noch recht aufwendig, insbesondere, wenn für eine befriedigende Kontrolle der
gesamten Weiterverarbeitung eine Mehrzahl von verschiedenen Bildverarbeitungen notwendig
wird.
[0005] Die Erfindung macht es sich deshalb zur Aufgabe, ein auf Bildverarbeitung basierendes
Kontroll- und Steuerverfahren anwendbar für Prozesse der Weiterverarbeitung von Druckereierzeugnissen
zu schaffen, welches Kontroll- und Steuerverfahren nicht nur bei häufigem Produktewechsel
und/oder bei der Produktion von individualisierten Produkten einfach und sicher anwendbar
ist, sondern das auch als Steuerverfahren für eben solche Produktionswechsel anwendbar
ist. Ferner ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Durchführung des
Verfahrens zu schaffen, welche Anordnung in einfacher Weise an die verschiedensten
Druckprodukte, an die verschiedensten Weiterverarbeitungsschritte und an die verschiedensten
Kombinationen von Weiterverarbeitungsschritten anpassbar ist.
[0006] Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren und die Anordnung, wie sie in den Patentansprüchen
definiert sind.
[0007] Die Erfindung basiert auf der Idee, eine Mehrzahl von Bildverarbeitungsmodulen funktionell
zu einem Kontroll- und Steuersystem für die Kontrolle und Steuerung eines Weiterverarbeitungsprozesses
von Druckereierzeugnissen zu vernetzen. Dabei ist jedes Bildverarbeitungsmodul in
erster Linie eine funktionelle, verfahrensmässige Einheit, nicht gezwungenermassen
eine vorrichtungsmässige Einheit. In jedem Bildverarbeitungsmodul werden im wesentlichen
in einer zeitlichen Abfolge von Vergleichsschritten in das Modul eingelesene Bilder
mit einem gespeicherten Sollbild verglichen und es werden Steuerimpulse erzeugt, nicht
nur abhängig vom entsprechenden Vergleichsresultat sondern auch abhängig davon, in
was für einem momentanen Verarbeitungszustand sich das betreffende Bildverarbeitungsmodul
befindet. Die erzeugten Steuerimpulse werden verwendet zur Steuerung von Verarbeitungs-
und/oder Transportvorrichtungen (z.B. Ausschleusweichen) und zusätzlich dazu, um den
momentanen Verarbeitungszustand des betreffenden Bildverarbeitungsmoduls und/oder
den momentanen Verarbeitungszustand von weiteren Bildverarbeitungsmodulen und/oder
deren gespeicherte Sollbilder zu verändern. Ferner kann das funktionell vernetzte
System von Bildverarbeitungsmodulen auch einer übergeordneten Intelligenz untergeordnet
sein, die ihrerseits auf einzelne oder alle der Bildverarbeitungsmodule wirken, sodass
ihr momentaner Verarbeitungszustand und/oder ihr Sollbild auch durch die übergeordnete
Intelligenz veränderbar ist. Diese übergeordnete Intelligenz kann ferner Zugriff haben
auf eine Bildbibliothek, in der Bilder aus externen Quellen oder aus Bildverarbeitungsmodulen
gespeichert werden. Der momentane Verarbeitungszustand einzelner oder aller Bildverarbeitungsmodule
kann auch über entsprechende Eingabeelemente (Bedienungselemente) durch bedienendes
Personal veränderbar sein.
[0008] Die Funktion der Bildverarbeitungsmodule läuft getaktet ab, wobei der Takt durch
einen zentralen oder individuellen Taktgeber gegeben werden kann, sodass die Funktion
starr und regelmässig getaktet ist, oder der Takt aufgrund der Messung eines entsprechend
angeordneten Sensors gegeben wird, wodurch jedem Produkt eines Produktestromes ein
individueller Takt zugeordnet wird.
[0009] Die Bildverarbeitungsmodule sind derart ausgestaltet, dass sie einerseits mit Bildaufnahmegeräten
und andererseits in verschiedenster Weise miteinander, mit einer übergeordneten Intelligenz,
mit Eingabeelementen und/oder mit zur Weiterverarbeitung der Druckprodukte dienenden
Verarbeitungs- und/oder Transportvorrichtungen funktionell verbindbar sind. Die Bildverarbeitungsmodule
können dabei softwaremässige Einheiten darstellen oder aber teils softwaremässig,
teils hardwaremässig realisiert sein. Eine erfindungsgemässe Anordnung zur Durchführung
des erfindungsgemässen Kontroll- und Steuerverfahrens weist dann eine Mehrzahl von
Bildaufnahmegeräten, beispielsweise Videokameras, und eine Mehrzahl von Bildverarbeitungsmodulen
auf, wobei zwischen den Bildverarbeitungsmodulen Verbindungen realisiert sind, durch
die Steuerimpulse und/oder Bilddaten von Modul zu Modul übermittelbar sind. Für besonders
einfache Anwendungen kann es vorkommen, dass nur ein Bildaufnahmegerät genügt.
[0010] Der in der obigen Beschreibung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendete Ausdruck
"Bild" (auch in Bildaufnahmegerät, Bildverarbeitung, Bildvergleich) ist im weitesten
Sinne zu verstehen als optisch erfassbare Information oder digitalisierte Form einer
optisch erfassten odder optisch erfassbaren Information. Das "Bild" kann also beispielsweise
ein gedrucktes Muster (Graphik, Text), ein Bild im engeren Sinne oder auch ein Code
(z.B. Strichcode) sein. Je nach Art des "Bildes", das verarbeitet werden soll, können
als Bildaufnahmegeräte verschiedene an sich bekannte Geräte wie beispielsweise Videocameras
oder Laser-Leseköpfe eingesetzt werden.
[0011] Das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässe Anordnung zur Durchführung
des Verfahrens, insbesondere das Bildverarbeitungsmodul und mögliche funktionelle
Verbindungen zwischen Bildverarbeitungsmodulen, sowie Anwendungen des erfindungsgemässen
Verfahrens im Bereiche der Weiterverarbeitung von Druckereierzeugnissen sollen nun
anhand der folgenden Figuren im Detail beschrieben werden. Dabei zeigen:
- Figuren 1 bis 3
- Funktionsschemata von beispielhaften Bildverarbeitungsmodulen;
- Figuren 4 und 5
- die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens zum Sortieren von Druckprodukten (Figur
4) und im Detail ein für diese Anwendung eingerichtetes Bildverarbeitungsmodul (Figur
5);
- Figur 6
- die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens zum Sortieren mit Rückführung;
- Figuren 7 und 8
- die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung individualisierter
Druckprodukte durch gesteuertes Zusammentragen verschiedener Teilprodukte (Figur 7)
und im Detail ein für diese Anwendung eingerichtetes Bildverarbeitungsmodul (Figur
8);
- Figur 9
- die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens für eine beispielhafte Kombination
verschiedener Weiterverarbeitungsschritte zur Herstellung von Druckprodukten.
[0012] Figur 1 zeigt ein beispielhaftes Funktionsschema eines Bildverarbeitungsmoduls, auf dem das
erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässe Anordnung im wesentlichen basieren.
[0013] Das zentrale Funktionselement des Bildverarbeitungsmoduls 1 ist eine Vergleichseinheit
(B
i = B
s?) zum Vergleich eines aufgenommenen Bildes (B
i oder Istbild) mit einem Sollbild (B
s) bzw. zum Vergleich von digitalisierten Daten eines Istbildes mit digitalisierten
Daten eines Sollbildes. Das Istbild B
i (bzw. entsprechende digitalisierte Daten) wird von extern, das heisst von einem Bildaufnahmegerät,
von einem weiteren Bildverarbeitungsmodul oder von einer übergeordneten Intelligenz
(in der Figur nicht dargestellt), über einen Istbildeingang I
i in einen Istbildspeicher S
i eingelesen, wobei ein bereits im Istbildspeicher gespeichertes Bild überschrieben
wird. Eine Überschreibung des Istbildspeichers S
i initiiert einen Vergleichsschritt der Vergleichseinheit (B
i = B
s?).
[0014] Das Sollbild B
s (bzw. digitalisierte Bilddaten eines Sollbildes) wird von extern, beispielsweise
aus einem anderen Modul oder durch eine übergeordnete Intelligenz aus einer Bildbibliothek
über einen Sollbildeingang I
s in einen Sollbildspeicher S
s geschrieben, wo es der Vergleichseinheit (B
i = B
s?) zur Verfügung steht. Der Sollbildspeicher S
s kann aber auch mit dem Istbild B
i aus dem Istbildspeicher S
i desselben Moduls überschrieben werden.
[0015] Die Vergleichseinheit (B
i = B
s?) initiiert die Erzeugung von Steuersignalen, die bei Übereinstimmung von Istbild
und Sollbild (Ausgang "yes") an den Ausgängen O₁, bei Nichtübereinstimmen von Istbild
und Sollbild (Ausgang "no") an den Ausgängen O₂ mit verschiedenen Verzögerungen abgreifbar
sind. Das Bildverarbeitungsmodul weist mindestens eine Gruppe von Ausgängen O₁ und
mindestens eine Gruppe von Ausgängen O₂ auf.
[0016] Das Istbild B
i wird nach Überschreiben des Istbildspeichers S
i auch an den Bildausgängen O
i mit verschiedenen Verzögerungen für externen Gebrauch zugänglich.
[0017] Als Schalter A₁ bis A₅ dargestellt sind diejenigen Stellen im Funktionsschema dargestellt,
die je zwei verschiedene Konfigurationen einnehmen können, wobei durch die Summe der
momentanen Konfigurationen dieser konfigurierbaren Stellen der momentane Verarbeitungszustand
des Bildverarbeitungsmoduls definiert ist. Die konfigurierbaren Stellen oder Schalter
A₁ bis A₅ sind über die Eingänge I₁ bis I₅ mittels Steuerimpulsen konfigurierbar,
wobei sie durch einen Steuerimpuls jeweils von einer Konfiguration zur anderen geschaltet
werden. Die Steuerimpulse für die Konfiguration der Schalter A₁ bis A₅ können von
Ausgängen desselben Bildverarbeitungsmoduls oder von Ausgängen anderer Bildverarbeitungsmodule,
von einer übergeordneten Intelligenz oder von entsprechenden Bedienungselementen stammen.
Um beim gewählten Bilde der (funktionellen) Schalter für die konfigurierbaren Stellen
A₁ bis A₅ zu bleiben, werden für deren Kongfigurationen in der folgenden Beschreibung
die Ausdrücke geschlossen (Symbol: ---) und offen (Symbol: - -) benutzt.
[0018] An der Stelle A₁ wird entschieden, ob der Istbildspeicher S
i mit einem am Istbildeingang I
i anstehenden Istbild B
i überschrieben werden soll oder nicht, also auch, ob ein Vergleichsvorgang durchgeführt
wird (A₁ geschlossen) oder nicht (A₁ offen). An der Schaltstelle A₁ wird ebenfalls
entschieden, ob dem Sollbildspeicher S
s und dem Bildausgang O
i das Istbild B
i zur Verfügung stehen soll oder nicht. A₁ ist funktionsmässig der Hauptschalter des
Moduls. Wenn A₁ offen ist, wird im Modul kein Bildvergleich durchgeführt und es wird
kein Steuerimpuls erzeugt.
[0019] An der Stelle A₂ wird entschieden, ob mit dem Istbildspeicher S
i auch der Sollbildspeicher S
s überschrieben werden soll (A₂ geschlossen: ja; A₂ offen: nein).
[0020] An der Stelle A₃ wird entschieden, ob bei Übereinstimmung von Istbild und Sollbild
an den Ausgängen O₁ mit entsprechenden Verzögerungen Steuerimpulse abgreifbar sein
sollen (A₃ geschlossen: ja; A₃ offen: nein). An der Schaltstelle A₄ wird entschieden,
ob bei Nichtübereinstimmen von Istbild und Sollbild an den Ausgängen O₂ mit entsprechenden
Verzögerungen Steuerimpulse abgreifbar sein sollen (A₄ geschlossen: ja; A₄ offen:
nein).
[0021] An der Stelle A₅ wird entschieden, ob mit verschiedenen Verzögerungen an den Bildausgängen
O
i das Istbild nach einer Überschreibung des Istbildspeichers erhältlich ist (A₅ geschlossen)
oder nicht (A₅ offen).
[0022] Die Vorgänge in einem Bildverarbeitungsmodul laufen wie bereits erwähnt getaktet
ab. Dabei werden in jedem Takt die folgenden Routinen, vorausgesetzt, dass sie beim
momentanen Verarbeitungszustand möglich sind, abgearbeitet:
- Konfigurationswechsel von konfigurierbaren Stellen durch auf diesen Takt verzögerte
Steuerimpulse;
- Istbildspeicher mit externem Bild (Istbild) überschreiben, Bildvergleich durchführen
und Steuerimpulse erzeugen;
- Konfigurationswechsel von konfigurierbaren Stellen durch Steuerimpulse ohne Verzögerung;
- Sollbildspeicher mit Istbild überschreiben.
[0023] Für einen Fachmann ist es ohne Schwierigkeiten möglich, eine softwaremässige oder
eine teils hard- teils softwaremässige Ausführungsform des Bildverarbeitungsmoduls
gemäss dem Funktionsschema der Figur 1 und für die obige, getaktete Arbeitsroutine
zu realisieren. Auch wird der Fachmann ohne Schwierigkeiten erkennen, dass das Funktionsschema
in naheliegender Weise variierbar ist, ohne dass seine wesentliche Funktion dadurch
geändert wird. So ist es zum Beispiel leicht einzusehen, dass die Funktion der konfigurierbaren
Stelle A₁ mit einem durch die Überschreibung des Istbildspeichers initiierten Bildvergleich
auch übernommen werden könnte durch eine konfigurierbare Stelle zwischen Istbildspeicher
und Vergleichseinheit (sowie in den anderen Ausgängen des Istbildspeichers). Das dargestellte
Funktionsschema ist also als beispielhaftes Funktionsschema zu verstehen. Für eine
universelle Anwendbarkeit des Bildverarbeitungsmoduls sind die genannten Ein- und
Ausgänge notwendig, für spezifische Anwendungen können sie teilweise fehlen.
[0024] Die Art der Bilddaten, die in der Vergleichseinheit verglichen werden, ist für das
erfindungsgemässe Verfahren nicht von Belang, das heisst mit anderen Worten, es kann
jede Art von Bildaufnahmegerät, die ein automatisch vergleichbares Bild liefert, mit
einer entsprechend ausgerüsteten Vergleichseinheit angewendet werden, wobei eine gegebenenfalls
notwendige Digitalisierung der Bilder im Aufnahmegerät, zwischen Aufnahmegerät und
Bildverarbeitungsmodul oder im Bildverarbeitungsmodul vorgesehen werden kann. Insbesondere
ist es auch möglich, in an sich bekannter Weise als Sollbild nur einen kleinen Bildausschnitt
mit einer gegebenen Position im Gesamtbild zu verwenden und beim Vergleich für einen
Ausgleich von tolerierbaren Positionsdifferenzen der zu kontrollierenden Produkte
das Sollbild innerhalb eines Toleranzbereiches im Istbild zu suchen.
[0025] Für die einfachste Anwendung des Bildverarbeitungsmoduls, nämlich für dessen Anwendung
als inselhaftes Kontrollorgan mit Ansteuerung beispielsweise einer Ausschleusweiche
bei Nichtübereinstimmen von Istbild und Sollbild, ist der Verarbeitungszustand des
Bildverarbeitungsmoduls konstant wie folgt: A₁: --- (geschlossen), A₂: - - (offen),
A₃: - -, A₄: --- und A₅: - -. Der Istbildeingang I
i ist mit einem Bildaufnahmegerät verbunden. Das Steuersignal für die Ausschleusweiche
wird an demjenigen der Ausgänge O₂ abgegriffen, dessen Verzögerung der Distanz (in
Takten) zwischen Kontrollstelle und Ausschleusweiche entspricht.
[0026] Für einen Betrieb mit einer Steuerfunktion bei Übereinstimmen von Istbild und Sollbild
ist der Verarbeitungszustand ebenfalls konstant: A₁: ---, A₂: - -, A₃: ---, A₄: -
- und A₅: - -. Mindestens ein Ausgang der Ausgangsgruppe O₁ist mit einer anzusteuernden
Vorrichtung bzw. mit deren Steuerung verbunden.
[0027] Figur 2 zeigt dasselbe Funktionsschema für ein Bildverarbeitungsmodul wie Figur 1, wobei
aber Aus- und Eingänge intern miteinander derart verschaltet sind, dass das Modul
bei einem Betrieb mit einer Steuerfunktion bei "Istbild gleich Sollbild" zusätzlich
befähigt ist, sich selbst automatisch ein neues Sollbild zu geben.
[0028] Der Betriebszustand ist also, wie dargestellt: A₁: ---; A₂: - -; A₃ ---; A₄: - -;A₅:
- -, sodass bei Übereinstimmen von Istbild und Sollbild durch einen entsprechenden
Anschluss R am Ausgang O₁ ein gegebenenfalls verzögerter Steuerimpuls für eine Steuerfunktion
abgreifbar ist. Durch Schliessen von A₄ mittels eines externen Steuerimpulses (Pfeil
E) wird das Bildverarbeitungsmodul in einen Bereitschaftszustand gebracht, in dem
es auf ein nächstes Produkt, das nicht dem Sollbild entspricht, mit einer entsprechenden
Änderung des Sollbildes reagiert. Bei geschlossenem A₄ wird nämlich aufgrund dieses
Produktes (Istbild nicht gleich Sollbild), durch die unverzögerte Verbindung von O₂
mit I₂, A₂ geschlossen und der Sollbildspeicher mit dem Istbild überschrieben. Mit
einem Takt Verzögerung werden dann, durch die Verbindungen vom O₂ mit I₂ und I₄, A₂
und A₄ wieder geöffnet und damit der Betriebszustand wieder hergestellt. Damit das
erste Produkt der neuen Art, das zur Überschreibung des Sollbildspeichers verwendet
wurde, nicht als "schlechtes" Produkt behandelt wird, ist der Ausgang O₂ unverzögert
auch mit der Verbindung R verbunden, sodass ein Steuerbefehl wie für ein "richtiges"
Produkt weitergeleitet wird.
[0029] Eine weitere Überschreibung des Sollbildspeichers mit dem Istbild ist erst wieder
möglich, wenn das Bildverarbeitungsmodul vorgängig wieder durch Schliessen von A₄
mittels eines externen Steuerimpulses (Pfeil E) in den Bereitschaftszustand geschaltet
wird. In einem vernetzten System, das eine Mehrzahl von Bildverarbeitungselementen
und gegebenenfalls auch noch zusätzliche Elemente aufweist, kann ein derartiger externer
Steuerimpuls beispielsweise von einem anderen Bildverarbeitungsmodul geliefert werden.
[0030] Figur 3 zeigt im wesentlichen dasselbe Funktionsschema für ein Bildverarbeitungsmodul wie
Figur 1, wobei aber zwei funktionsmässig identische Gruppen von Ausgängen O₂ und O'₂
mit zwei konfigurierbaren Stellen A₄ und A'₄ vorgesehen sind und wobei Aus- und Eingänge
intern miteinander derart verschaltet sind, dass das Modul bei einem Betrieb mit einer
Steuerfunktion bei "Istbild ungleich Sollbild" befähigt ist, sich selbst automatisch
ein neues Sollbild zu geben.
[0031] Der Betriebszustand des Bildverarbeitungsmoduls ist: A₁: ---; A₂: - -; A₃: - -; A₄:
---; A'₄: - -; A₅: - -, derart, dass ab Ausgängen O₂ Steuerimpulse für eine Steuerfunktion
(Pfeil R) abgreifbar sind.
[0032] Durch externe Steuerimpulse (Pfeile E und E') wird A₄ geöffnet und A'₄ geschlossen,
womit der Zustand des Moduls ein Bereitschaftszustand wird. Beim nächsten Produkt,
das nicht dem Sollbild entspricht, wird über eine Verschaltung des Ausganges O'₂,
wie sie bereits im Zusammenhang mit der Figur 2 beschrieben wurde, der Sollbildspeicher
mit dem Istbild überschrieben und im folgenden Takt das Modul wieder in den Betriebszustand
geschaltet.
[0033] Figur 4 zeigt nun ein einfaches, vernetztes System von beispielsweise vier Bildverarbeitungsmodulen
1.1 bis 1.4 und einem Bildaufnahmegerät 2. Das System dient zur Steuerung einer Sortierstrecke,
in der aus einem zugespiesenen Strom verschiedenartiger Druckprodukte an vier Weichen
W.1 bis W.4 je eine Art der Produkte ausgeschieden wird, während Produkte anderer
Arten auf der Sortierstrecke F weitergefördert werden. Das System ist dabei befähigt,
sich automatisch auf vier verschiedene Produktearten einzustellen.
[0034] Das Bildaufnahmegerät 2 ist mit dem Istbildeingang I
i des ersten (1.1) der zu einer Funktionsreihe verbundenen Bildverarbeitungsmodule
1.1 bis 1.4 verbunden. Der Bildausgang O
i jedes Moduls ist mit dem Istbildeingang I
i des jeweils folgenden Moduls verbunden. Die Ausgänge O₁ der Module sind mit der Steuerung
der zugeordneten Weichen verbunden und zwar mit einer Verzögerung, die der jeweiligen
Distanz (in Takten) zwischen dem Bildaufnahmegerät 2 und der Weiche entspricht.
[0035] Figur 5 zeigt das Funktionsschema von einem (1.x) der Module 1.1 bis 1.4 der Figur 4. Das
Modul besitzt wie das Modul gemäss Figur 3 zwei Gruppen von Ausgängen O₂ und O'₂ mit
zwei entsprechenden konfigurierbaren Stellen A₄ und A'₄. Der Betriebszustand ist:
A₁: ---; A₂: - -; A₃: ---; A₄: ---; A'₄: - -; A₅: wechselnd. Der Istbildeingang I
i des Moduls ist mit dem Bildausgang O
i des in der Reihe vorderen Moduls 1.x-1 oder mit dem Bildaufnahmegerät 2 verbunden.
Über die Ausgänge O₁ sind Steuerimpulse für die zugeordnete Weiche abgreifbar, womit
die Weiche bei einem Produkt, das dem im Modul gespeicherten Sollbild entspricht,
für eine Ausschleusung des Produktes gestellt und nach der Ausschleusung zurückgestellt
wird. Die Steuerimpulse sind zu verzögern entsprechend der Distanz zwischen Bildaufnahmegerät
und Weiche korrigiert um die Stellung des Moduls in der Reihe (beispielsweise vier
Takte). Durch die Verbindungen zwischen Ausgängen O₂ und Eingängen I₅ und zwischen
Bildausgang O
i und Istbildeingang des nächst folgenden Bildverarbeitungsmoduls (I
i von Modul 1.x + 1) wird erreicht, dass bei Nichtübereinstimmen von Istbild und Sollbild
das Istbild mit einem Takt Verzögerung an den Istbildeingang I
i des folgenden Bildverarbeitungsmoduls 1.x + 1 geliefert wird.
[0036] Die Ausgänge O'₂ sowie die Eingänge I₄ und I'₄ sind in im wesentlichen bereits beschriebener
Art für die Erstellung eines Bereitschaftszustandes (A₄: - -; A'₄: ---), eine darauf
folgende Sollbildüberschreibung und eine Wiedererstellung des Betriebszustandes verschaltet.
[0037] Die Module des vernetzten Systems gemäss Figur 4 sind zu Beginn eines Sortiervorganges
alle in den Bereitschaftszustand geschaltet. Der Sollbildspeicher des Moduls 1.1 wird
mit dem Bild des ersten Produktes überschrieben, der Sollbildspeicher des Moduls 1.2
mit dem Bild des nächsten, andersartigen Produktes und so weiter. Produkte, die zu
fünften oder weiteren Arten gehören werden nicht von der Hauptförderstrecke ausgeschleust.
[0038] Figur 6 zeigt eine Sortiereinrichtung und das dazugehörige Kontroll- und Steuerverfahren
gemäss Figur 4 derart ausgebaut, dass nach einmaligem Durchgang aller zu sortierender
Produkte die nicht sortierten Produkte (fünfte und weitere Arten) in die Sortierung
zurückgeführt werden, wobei die Einrichtung sich automatisch auf die Sortierung der
nächsten vier Arten von Produkten einstellt und diese aussortiert.
[0039] Der Ausbau der Einrichtung betrifft einen Produktepuffer 3 am Ende der Sortierstrecke
F, eine Produkterückführung 4 zur Sortierstrecke F und zwar vor der Kontrollstelle
durch das Bildaufnahmegerät 2 und ein weiteres Bildverarbeitungsmodul 1.5. Das Sollbild
des Moduls 1.5 ist das Bild einer Leerstelle im Zuführungsstrom. Der Betriebszustand
des Moduls 1.5 ist A₁: ---; A₂: - -; A₃: wechselnd; A₄: - -; A₅: - -. Der Istbildeingang
I
i des Moduls ist mit dem Bildaufnahmegerät 2 verbunden. Ausgänge O₁ sind mit entsprechenden
Verzögerungen zur Initialisierung der Rückführung mit einer Steuerung des Ausgangs
des Puffers 3, zur Inaktivierung und Wiederaktivierung der Module 1.1 bis 1.4 zwischen
Sortiervorgang und Rückführung mit deren Eingängen I₁ und zur Versetzung der Module
1.1 bis 1.4 in den Bereitschaftszustand mit deren Eingängen I₄ und I'₄ verbunden.
Mit einer Verzögerung um einen Takt (zum Öffnen von A₃) und mit einer Verzögerung
von sovielen Takten, wie durch die Rückführung Leerstellen im Zuführungsstrom zu erwarten
sind, (zum Wiederschliessen von A₃) ist je ein Ausgang der Ausgangsgruppe O₁ des Moduls
1.5 auch intern mit dem Eingang I₃ verbunden, sodass das für die Öffnung des Pufferausganges
notwendige Steuersignal nur bei der ersten Leerstelle im Zuführungsstrom erzeugt wird
und dass, sobald das erste der rezirkulierten Produkte die Kontrollstelle passiert
hat, das Modul 1.5 wieder in seinen Betriebszustand versetzt wird.
[0040] Figur 7 zeigt eine weitere, beispielhafte Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens und
der erfindungsgemässen Anordnung. Es handelt sich dabei um einen Weiterverarbeitungsprozess,
in dem auf einer Zusammentragstrecke Z verschiedene Druckereierzeugnisse (Bogen) von
Zuführungen Z.6 bis Z.9 zu einer Gruppe zusammengetragen werden und in dem am Ende
der Zusammentragstrecke Z fehlerhafte Gruppen durch eine Weiche W ausgeschleust werden.
Durch eine übergeordnete Intelligenz 5 werden die Zuführungen derart gesteuert, dass
die erzeugten Gruppen individuelle Zusammensetzungen aufweisen, das heisst, dass die
erzeugten Gruppen nur ausgewählte der zuführbaren Bogen enthalten. Der übergeordneten
Intelligenz kann eine Bildbibliothek 51 zugeordnet sein, in der beispielsweise die
Bilder von den Teilen nacheinander produzierter Produkte abgespeichert sind. Eine
derartige Anordnung erlaubt fliegende Produktionswechsel, bei denen durch die übergeordnete
Intelligenz in den entsprechenden Takten die Sollbildspeicher der Module mit den Sollbildern
der folgenden Produktion, die zu diesem Zwecke aus der Bildbibliothek ausgelesen werden,
überschrieben werden.
[0041] Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens sind vier Bildverarbeitungsmodule
1.6 bis 1.9 vorgesehen, wovon jedes mit einem Bildaufnahmegerät 2.6 bis 2.9 verbunden
ist. Die Bildaufnahmegeräte kontrollieren die Zusammentragstrecke je nach einer Zuführung,
das heisst sie kontrollieren die entstehende Gruppe nach dem Zufügen jedes einzelnen
Bogens.
[0042] Figur 8 zeigt eines (1.x) der Module 1.6 bis 1.9 der Figur 7 im Detail. Das Sollbild des
Moduls entspricht dem zu kontrollierenden, zuletzt zugeführten Bogen und stammt beispielsweise
aus der Bildbibliothek 51, aus der es durch die übergeordnete Intelligenz abgerufen
und in den Sollbildspeicher des entsprechenden Moduls geschrieben wird. Der Betriebszustand
des Moduls ist: A₁: wechselnd; A₂: - -; A₃: - -, A₄: ---; A₅: - -. Der Istbildeingang
I
i ist verbunden mit dem zugeordneten Bildaufnahmegerät 2.x. Der Eingang I₁ ist zur
Unterdrückung eines Bildvergleiches, wenn kein Bogen zugeführt wurde (individuelle
Zusammensetzung), mit der übergeordneten Intelligenz 5 verbunden. Die Ausgänge O₂
sind mit entsprechenden Verzögerungen mit den Steuerungen der den folgenden Modulen
zugeordneten Zuführungen Z.x + 1, Zx + 2 etc. verbunden, derart, dass durch deren
Steuerung auf eine fehlerhafte Zuführung keine weitere Zuführung folgt. Ferner sind
Ausgänge O₂ mit denselben Verzögerungen mit den Eingängen I₁ der folgenden Bildverarbeitungsmodule
1.x + 1, 1.x + 2 etc. verbunden, sodass auch die entsprechenden Kontrollschritte unterdrückt
werden.
[0043] Die Figuren 4, 6 und 7 zeigen beispielhafte Anwendungen für das erfindungsgemässe
Verfahren und die erfindungsgemässe Anordnung. Dabei sind die Anwendungen relativ
einfach. Das Funktionsschema des Bildverarbeitungsmoduls erlaubt weitere einfache
Anwendungen und insbesondere auch Kombinationen von Funktionen und Anwendungen.
[0044] Figur 9 zeigt, wiederum als Funktionsschema dargestellt, ein Beispiel einer derartigen Kombination,
die einen komplexeren Anwendungsfall für das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässe
Anordnung betrifft. Es handelt sich dabei um die Kombination einer Zusammentragstrecke
Z mit einer Gruppe G von Stationen zum Verbinden (Heften, Kleben etc.) der zusammengetragenen
Teilprodukte und einer Sortierstrecke F zum Sortieren der Teilprodukte von ausgeschleusten,
fehlerhaften Produkten, wobei die sortierten Produkteteile wieder zu den Zuführungen
der Zusammentragstrekke zurückgeführt werden. Am Beispiel dieses komplexeren Anwendungsfalls
soll insbesondere die Steuerung eines Produktionswechsels durch das erfindungsgemässe
Verfahren beschrieben werden. In der Figur sind die Produktewege ausgezogen und die
Verbindungen zur Übertragung von Daten gestrichelt dargestellt. Um die Figur nicht
unnötig zu überlasten, sind nur die wichstigsten Datenverbindungen zwischen den Bildverarbeitungsmodulen
eingezeichnet und deren Anschlüsse an den Bildverarbeitungsmodulen richten sich nicht
mehr nach den Ein- und Ausgangspositionen der Figuren 1 bis 3.
[0045] Die Zusammentragstrecke Z weist vier Zuführungen Z.1 bis Z.4 auf, wobei auf der Zuführung
Z.1 über einen Puffer 6 in quasi kontinuierlicher Art, beispielsweise ab Druckmaschine,
der Produktehauptteil des herzustellenden Produktes zugeführt wird. An den weiteren
Zuführungen Z.2 bis Z.4 werden drei weitere Teile, beispielsweise ab Wickeln oder
Stapeln zugeführt. Um einen unterbruchslosen Produktionswechsel zu ermöglichen sind
für jede der Zuführungen Z.2 bis Z.3 zwei Zuführungswege mit entsprechenden Wickel-bzw.
Stapelpositionen (Z.20 und Z.21 etc.) vorgesehen. An das Ende der Zusammentragstrecke
Z schliesst eine Ausschleusweiche W an, an der fehlerhafte Produkte ausgeschleust
und einer Vereinzelungsstation 7 zur Vereinzelung der Teile und der daran anschliessenden
Sortierstrecke F mit Sortierweichen W.1 bis W.4 zugeführt werden. Über die Sortierweichen
W.1 bis W.4 und gegebenenfalls darauf folgende, weitere Weichen W.21 bis W.41 werden
die sortierten Produkteteile wieder den entsprechenden Zuführungswegen Z.1, Z.20,
Z.21 etc. zugeführt. In der Zusammentragstrecke Z fehlerfrei zusammengestellte Produkte
werden über die Ausschleusweiche W einer Gruppe G von Verbindungsstationen zugeführt.
Diese Gruppe G umfasst beispielsweise einen Bypass 8 für nicht zu verbindende Produkte,
eine Heftstation 9 und eine Klebestation 10 sowie entsprechende Weichen G.1 und G.2.
[0046] Die Anordnung gemäss Figur 9 weist auch eine übergeordnete Intelligenz 5 und eine
Bildbibliothek 51 auf, die über Daten betreffend Bilder von zu verarbeitenden Produktehauptteilen,
Identifikationsmerkmale von weiteren Produkteteilen in Wickel- und/oder Stapelform,
Zuweisungen von Produkteteilen zu Produktehauptteilen und zu Zuführungen, sowie betreffend
Zuweisung einer bestimmten Verbindungsart zu einem bestimmten Produktehauptteil verfügen.
Die Anordnung umfasst ferner, in im wesentlichen bereits im Zusammenhang mit den Figuren
4, 6 und 7 beschriebener Funktion, für die Kontrolle des Zusammentragens vier Bildverarbeitungsmodule
1.11 bis 1.14 mit zugehörigen Bildaufnahmegeräten 2.11 bis 2.14 und zur Kontrolle
und Steuerung der Sortierstrecke F ein weiteres Bildaufnahmegerät 2.15 und vier weitere
Bildverarbeitungsmodule 1.15 bis 1.18 zusammenarbeitet. Für die Kontrolle der Hauptteilzuführung
Z.1 ist neben dem Bildverarbeitungsmodul 1.11 ein weiteres Bildverarbeitungsmodul
1.19 vorgesehen und für die Kontrolle und Zuordnung der Wickel und/oder Stapel der
weiteren Produkteteile ein Lesegerät 11.
[0047] Das erfindungsgemässe Verfahren in der Anwendung gemäss Figur 9 arbeitet nun in der
folgenden Weise. Im normalen Betrieb, das heisst für die Verarbeitung eines momentan
zugeführten Produktehauptteils kontrollieren die Bildverarbeitungsmodule 1.11 bis
1.14 die Zuführung und steuern die Ausschleusweiche W. Die Module 1.15 bis 1.19 kontrollieren
die Sortierung und steuern die Sortierweichen W.1 bis W.4. Die weiteren Produkteteile
werden in Form von Wickeln oder Stapeln durch das Lesegerät 11 identifiziert und durch
die übergeordnete Intelligenz der Identifikation entsprechenden Zuführungswegen (Z.20,
Z.21 etc.) zugeordnet. Dieser Zuordnung entsprechend sind auch die zusätzlichen Weichen
W.21 bis W.41 gestellt. Das Sollbild des Moduls 1.11 entspricht dem momentan verarbeiteten
Produktehauptteil und stammt aus der Bildbibliothek 51. Die Sollbilder der Module
1.12 bis 1.14 entsprechen den weiteren Produkteteilen, die dem Produktehauptteil zugeordnet
sind. Die Sollbilder der Module 1.15 bis 1.18 sind dieselben wie die Sollbilder der
Module 1.11 bis 1.14.
[0048] Für einen "fliegenden" Produktionswechsel werden vorgängig die bei der momentanen
Produktion nicht verwendeten Zuführungswege für die weiteren Produkteteile (z.B Z.21,
Z.31 und Z.41) entsprechend der Weisung der übergeordneten Intelligenz mit Wickeln
oder Stapel versehen. Das Sollbild des nächsten zu verarbeitenden Produktehauptteiles
wird von der übergeordneten Intelligenz aus der Bildbibliothek in den Sollbildspeicher
des Moduls 1.19 geschrieben. Die nächste Stellung der Weichen G.1 und G.2 werden vorbestimmt.
Das Modul 1.11 kontrolliert weiter die Zuführung Z.1 des Produktehauptteiles, wobei
bei Nichtübereinstimmen von Istbild und Sollbild das Istbild an das Modul 1.19 weitergeleitet
wird. Entspricht das Istbild dem Sollbild des nächsten zu verarbeitenden Produktehauptteils
(Sollbild von Modul 1.19), werden durch das Modul 1.19 mit entsprechenden Verzögerungen
die folgenden Schritte eingeleitet: Überschreiben des Sollbildspeichers des Moduls
1.11 mit dem Bild des neuen Produktehauptteiles, Umstellen der Zuführungswege (z.B
von Z.20 auf Z.21) zu den Zuführungen Z.2 bis Z.4, Erstellen des Bereitschaftszustandes
für eine Überschreibung der Sollbildspeicher der Module 1.12 bis 1.14, Stellen der
Weichen G.1 und G.2 in die vorbestimmte Stellung.
[0049] Die Modulpaare 1.11/1.18, 1.12/1.17, 1.13/1.16 und 1.14/1.15 sind derart miteinander
verbunden, dass die Überschreibung des Sollbildspeichers des Moduls der Zuführungsstrecke
mit einer entsprechenden Verzögerung eine entsprechende Sollbildspeicherüberschreibung
des Moduls der Sortierstrecke initiiert.
[0050] Anhand der vorangehenden Beschreibungen können zahllose weitere Anwendungen für das
erfindungsgemässe Verfahren konzipiert und entsprechende Anordnungen realisiert werden.
Dabei sollte beachtet werden, dass mit dem erfindungsgemässen Verfahren neben Kontrollfunktionen
zur Feststellung von Fehlern und deren Ausmerzung oder Korrektur insbesondere Steuerfunktionen
zur Steuerung von einzelnen Weiterverarbeitungsschritten oder Kombinationen von Weiterverarbeitungsschritten
übernommen werden können. So ist beispielsweise die durch die Figur 4 dargestellte
Anwendung des Verfahrens auch denkbar am Ausgang einer Druckmaschine, die hintereinander
verschiedenste bedruckte Erzeugnisse ausstösst, die auf verschiedenste Weise weiterverarbeitet
werden müssen. Die Weichen W.1 bis W.4 sind dann nicht als simple Ausschleusweichen
zu interpretieren, sondern als Zuweisungen zu verschiedenen Weiterverarbeitungswegen,
wobei für einen derartigen Fall sowohl der Erwerb der Sollbilder als auch die Zuordnung
eines bestimmten Produktes zu einer bestimmten Weiche natürlich nicht einem Lernprozess
übertragen werden können, sondern durch eine übergeordnete Intelligenz zur Verfügung
gestellt werden müssen.
1. Kontroll- und Steuerverfahren für Weiterverarbeitungsprozesse im Bereiche der Herstellung
von Druckprodukten wie Zeitungen, Zeitschriften, Broschüren etc. aus bedruckten Vorprodukten
oder Produkteteilen, in welchem Verfahren in getakteter Weise Bilder (Bi) von Vorprodukten, Zwischenprodukten, Produkteteilen und/oder von fertigen Druckprodukten
aufgenommen, mit Sollbildern (Bs) verglichen und entsprechend den Vergleichsresultaten Steuerimpulse erzeugt werden,
dadurch gekennzeichnet, dass in eine Mehrzahl von Bildverarbeitungsmodulen (1), die sich je in einem momentanen
Verarbeitungszustand befinden, von mindestens einem Bildaufnahmegerät (2) aufgenommene
Bilder (Bi) eingelesen werden, dass die eingelesenen Bilder im Bildverarbeitungsmodul mit einem
gespeicherten Sollbild (Bs) verglichen werden und dass durch das Bildverarbeitungsmodul entsprechend dem Resultat
des Vergleiches und entsprechend dem momentanen Verarbeitungszustand des Bildverarbeitungsmoduls
Steuerimpulse erzeugt werden, wobei die Steuerimpulse zusätzlich zur Steuerung von
Verarbeitungs- und/oder Transportvorrichtungen auch zur Veränderung des gespeicherten
Sollbildes (Bs) oder zur Veränderung des momentanen Verarbeitungszustandes von Bildverarbeitungsmodulen
verwendet werden.
2. Kontroll- und Steuerverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in einem Bildverarbeitungsmodul (1) erzeugten Steuerimpulse gleichzeitig
zur Veränderung des gespeicherten Sollbildes (Bs) und des momentanen Verarbeitungszustandes von Bilverarbeitungsmodulen (1) verwendet
wird.
3. Kontroll- und Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine übergeordnete Intelligenz (5) der momentane Verarbeitungszustand
von Bilverarbeitungsmodulen (1) zusätzlich veränderbar ist.
4. Kontroll- und Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch die übergeordnete Intelligenz (5) Sollbilder von Bildverarbeitungsmodulen
durch Bilder aus einer Bildbibliothek (51) ersetzbar sind.
5. Kontroll- und Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch Bedienungselemente der momentane Verarbeitungszustand von Bildverarbeitungsmodulen
(1) zusätzlich veränderbar ist.
6. Kontroll- und Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der momentane Verarbeitungszustand von Bildverarbeitungsmodulen (1) bestimmt,
ob ein Bildvergleich durchgeführt wird oder nicht, bei welchem Vergleichsresultat
Steuerimpulse erzeugt werden, ob das gespeicherte Sollbild mit dem eingelesenen Bild
oder einem externen Bild überschrieben wird oder nicht und ob das eingelesene Bild
weiteren Bildverarbeitungsmodulen zur Verfügung gestellt wird oder nicht.
7. Kontroll- und Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Bildverarbeitungsmodule (1) erzeugten Steuerimpulse von den Bildverarbeitungsmodulen
mit Verzögerungen, die verschiedenen Anzahlen von Takten entsprechen, für Steuerfunktionen
zur Verfügung gestellt werden.
8. Anordnung zur Durchführung des Kontroll- und Steuerverfahrens nach einem der Ansprüche
1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Bildaufnahmegerät (2) zur Aufnahme von Bildern (Bi) und eine Mehrzahl von Bildverarbeitungsmodulen (1) zum Vergleich der aufgenommenen
Bilder (Bi) mit Sollbildern (Bs) und zur Erzeugung von Steuerimpulsen aufweist und dass die Bildverarbeitungsmodule
(1) mindestens teilweise untereinander derart verbunden sind, dass Steuerimpulse und/oder
Bilddaten von einem Modul zu einem anderen übermittelbar sind.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Bildverarbeitungsmodul (1) zwei Bildspeicher (Si und Ss), eine Vergleichseinheit (Bi = Bs?) und konditionierbare Stellen (A₁ bis A₅) aufweist und dass Bildverarbeitungsmodule
über Ein- und Ausgänge (Ii, Oi) für Bilder, über Ausgänge (O₁, O₂) für erzeugte Steuerimpulse und über Eingänge
(I₁ bis I₅) für Steuerimpulse zur Steuerung der konditionierbaren Stellen (A₁ bis
A₅) miteinander verbindbar sind.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Ein- und Ausgänge von Bildverarbeitungsmodulen intern miteinander verbunden
sind.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Bildverarbeitungsmodule zur gegenseitigen Übermittlung
von Steuerimpulsen und/oder von Bilddaten mit einer übergeordneten Intelligenz (5)
verbunden sind.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die übergeordnete Intelligenz (5) mit einer Bildbibliothek (51) verbunden ist.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Bildverarbeitungsmodule zur Eingabe von Steuerimpulsen
mit Bedienungselementen verbunden sind.