VERFAHREN ZUR STEUERUNG BZW. REGELUNG EINES PRODUKTIONSPROZESSES IN DRUCKANLAGEN

Abstract

 In einem Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung eines Produktionsprozesses bei der Herstellung von Druckprodukten aus einem Bedruckstoff mit einer Anzahl von Druckseiten in einer Druckanlage sollen eine Vielzahl von Druckinformationen für die Steuerung bzw. Regelung eines Produktionsprozesses auf dem Bedruckstoff hinterlegt werden können. Dazu umfasst das Verfahren folgende Schritte: a. Drucken eines 2D-Codes, insbesondere eines Matrix-Codes, mit darin enthaltenen Druckinformationen für die Steuerung bzw. Regelung des Produktionsprozesses auf den Bedruckstoff, b. Erfassen des 2D-Codes mittels einer Erfassungseinrichtung, c. Auswertung der im 2D-Code enthaltenen Druckinformationen mittels einer Auswerteeinheit, d. Ausführen der Steuer-bzw. Regelaktionen auf Basis der ermittelten Druckinformationen durch die Druckanlage.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung eines Produktionsprozesses bei der Herstellung von Druckprodukten aus einem Bedruckstoff mit einer Anzahl von Druckseiten in einer Druckanlage.

[0002] Ein weitverbreitetes Verfahren zur Kontrolle von Druckprodukten und Steuerung des Druckvorganges ist das Aufbringen und Detektieren von sogenannten Druckmarken, über deren Positionierung oder Ausgestaltung entsprechende Steuerbefehle für üblicherweise nachfolgende Bearbeitungseinheiten der Druckanlage übergeben werden können. Eine Ausprägung derartiger Druckmarken sind beispielsweise Kontrastmarken, die für den Schnitt des Bedruckstoffs und die weitere Verarbeitung verwendet werden. Über die Position der ersten Flanke dieser Kontrastmarken kann der richtige Zeitpunkt für einen Schnitt an eine Schneidvorrichtung übergeben werden, so dass dieser wunschgemäß angesetzt werden kann. Weiterhin sind über die Länge der Kontrastmarken in Laufrichtung des Bedruckstoffs eine Codierung von ein paar wenigen, weiteren Informationen möglich, über die beispielsweise Sammel- und Heftinformationen für die weitere Verarbeitung hinterlegt und abgerufen werden können.

[0003] Für die freie Detektion derartiger Kontrastmarken über entsprechende Sensoreinrichtungen ist es allerdings notwendig, dass sich diese Kontrastmarken optisch deutlich von der Umgebung abheben. Diese Kontrastmarken werden daher bislang in einer druckfreien Spur aufgetragen, und können so mittels eines Kontrastlesers detektiert werden. Damit sich im Wesentlichen keine Einschränkungen in der Codierung der Sammel- und Heftinformationen über die Länge der Kontrastmarke ergeben, sind derartige Kontrastmarken üblicherweise im Randbereich des Bedruckstoffs angeordnet. Dies führt allerdings dazu, dass die Bedruckstoffbahn deutlich breiter ausgeführt sein muss, als durch das eigentliche Druckbild bzw. Endprodukt vorgegeben wäre. Weiterhin muss dieser Randbereich mit den Kontrastmarken in einem zusätzlichen Bearbeitungsschritt entfernt werden. In derartigen Kontrastmarken können zudem nur sehr wenige Informationen und Steuerbefehle hinterlegt werden, sodass der Anwendungsbereich sehr beschränkt ist.

[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren anzugeben, in der eine Vielzahl von Druckinformationen für die Steuerung bzw. Regelung eines Produktionsprozesses in einer Druckanlage auf dem Bedruckstoff hinterlegt und abgerufen werden können.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß erfüllt, indem das Verfahren folgende Schritte umfasst:

a. Drucken eines 2D-Codes, insbesondere eines Matrix-Codes, mit darin enthaltenen Druckinformationen für die Steuerung bzw. Regelung des Produktionsprozesses auf den Bedruckstoff,

b. Erfassen des 2D-codes mittels einer Erfassungseinrichtung,

c. Auswertung der im 2D-Code enthaltenen Druckinformationen mittels einer Auswerteeinheit,

d. Ausführen der Steuer-bzw. Regelaktionen auf Basis der ermittelten Druckinformationen durch die Druckanlage.

[0006] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0007] Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass die Menge der Informationen dadurch gesteigert werden kann, dass nicht nur in einer Ausrichtung über die Position und Länge des Codes Druckinformationen abgelegt werden, sondern auch die Ebene quer hierzu genutzt wird. Aus diesem Grund wird ein 2D-Code auf den Bedruckstoff aufgetragen, der die entsprechenden Druckinformationen enthält. Als 2D-Code wird dabei ein Code bezeichnet, der aus verschieden breiten Strichen oder Punkten und dazwischen liegenden Lücken mit möglichst hohem Kontrast besteht. Im Gegensatz zu den eindimensionalen Strichcodes sind die Daten nicht nur in einer Richtung (eindimensional) codiert, sondern in Form einer Fläche über zwei Dimensionen. Eine Form von 2D-Codes sind die Matrix-Codes (beispielsweise der QR-Code, der DataMatrix-Code, der MaxiCode oder der Aztec-Code), die eine zweidimensionale Matrix als Grundform haben.

[0008] Als Druckinformationen können dabei alle Informationen zum Druckauftrag und zur weiteren Verarbeitung und Endverarbeitung der Druckprodukte in den 2D-Code hinterlegt werden. Insbesondere ist es möglich in den 2D-Code Informationen zu der Positionierung der Druckbilder, zur Reihenfolge der Druckbilder- bzw. Druckseiten, zur Falz- und Schnittreihenfolge aufzunehmen.

[0009] Um besonders hohe Anforderungen an die Prozesssicherheit erfüllen zu können und auch um eine besonders gute Lesbarkeit des 2D-Codes trotz Beschädigung oder ungenauem Druckbild zu ermöglichen, ist in vorteilhafter Ausgestaltung der 2D-Code als QR-Code oder DataMatrix-Code ausgeführt. Mit diesen beiden Code-Formen kann einerseits eine besonders hohe Informationsdichte und andererseits eine besonders hohe Fehlerkorrektur der Druckinformationen erreicht werden.

[0010] Während man bei der Verwendung von klassischen Kontrastmarken zur Steuerung der Schneidvorrichtung aufgrund der Detektionsmöglichkeiten und der Informationsaufnahme über die Länge der Kontrastmarke noch auf die Positionierung im Randbereich angewiesen war, bieten sich durch die Aufnahme von mehreren Druckinformationen in den 2D-Code vielfältigere Möglichkeiten. Um einen zusätzlichen Randbereich für die Druckmarken zu vermeiden, wird der 2D-Code in bevorzugter Ausführung in einem druckfreien Bereich einer vorlaufenden oder nachlaufenden Kante einer Druckseite gedruckt. Hierbei bietet sich insbesondere im Digitaldruck die Spitbar an, die ohnehin in einem späteren Arbeitsschritt entfernt wird.

[0011] Informationen und Steuerbefehle für die Schneidvorrichtung können ebenfalls im 2D-Code hinterlegt werden. Für einen besonders genauen Schnitt sind in besonders vorteilhafter Ausgestaltung zusätzliche Druckmarken vorgesehen, die wie die bislang bekannten Kontrastmarken über die vorlaufende Flanke die Schneidvorrichtung steuern. Vorteilhaft in der Kombination eines 2D-Codes mit den bereits bekannten Kontrastmarken ist dabei, dass diese Kontrastmarken keine weiteren Informationen über ihre Länge bereitstellen müssen, da diese Informationen in dem 2D-Code hinterlegt werden können. Daher ist die Verwendung von wesentlich kürzeren und möglicherweise einheitlichen Druckmarken möglich. In vorteilhafter Ausführung ist dabei die Position der Druckmarke in dem 2D-Code hinterlegt, sodass die Sensoreinrichtung für die Druckmarke gezielt darauf ausgerichtet werden kann. Dies hat den weiteren Vorteil, dass die Druckmarken nicht wie bisher in einem eigens für die Detektion druckfrei gehaltenen Randbereich angeordnet werden müssen, sondern auch im Druckbild oder in anderen Bereichen des Bedruckstoffes angeordnet sein können.

[0012] In vorteilhafter Ausgestaltung sind dabei die Angaben zur Positionierung der Druckmarken in Relation zur Position des 2D-Codes im 2D-Code hinterlegt, sodass eine entsprechende Sensoreinrichtung ausgehend von der Lage des 2D-Codes die Position der Druckmarken bestimmen kann. Die Druckmarke kann dabei in bevorzugter Ausführung sogar im 2D-Code hinterlegt werden, um das Druckbild nicht zu stören und keine weiteren Arbeitsschritte bei der Entfernung der Druckmarke aufwenden zu müssen.

[0013] Zur Rekonstruktion des 2D-Codes bei Beschädigungen, Druckfehlern oder ungenauem Druckbild durch die Auswerteeinheit werden im 2D-Code die Druckinformationen in besonders bevorzugter Ausführung mehrfach bzw. in redundanter Weise hinterlegt. Sodass durch die Auswertung eines Bereiches des 2D-Codes die gesamten im 2D-Code hinterlegten Druckinformationen der Auswerteeinheit zur Verfügung stehen.

[0014] In besonders vorteilhafter Ausgestaltung wird der 2D-Code auch hinsichtlich der Druckqualität ausgewertet und diese Ergebnisse im Rahmen einer Bewertung über die Druckqualität des Druckbildes verwendet. Dadurch können entsprechende Regelbefehle an die Druckeinheiten gegeben werden. So kann das Druckbild über den 2D-Code im laufenden Druck- und Verarbeitungsprozess kontrolliert und gegebenenfalls geregelt werden, um eine möglichst hohe Druckqualität im Bereich des Druckbildes zu erhalten.

[0015] Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Erweiterung auf zweidimensionale Marken wesentlich mehr Druckinformationen hinterlegt werden können. Diese zweidimensionalen Codes setzen sich dabei wesentlich besser von ihrem Umfeld ab, sodass diese einfacher detektiert werden können und nicht mehr ein großer nichtbedruckter Bereich um diese Marken freigehalten werden muss. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit diese 2D-Codes im Digitaldruck auch im Bereich der Spitbar anzuordnen, die ohnehin im Laufe des weiteren Verarbeitungsprozesses entfernt wird. Ein zusätzlicher Arbeitsschritt für die Entfernung der 2D-Codes, wie er bisher bei gängigen Kontrastmarken nötig war, entfällt dadurch. Der Materialausschuss bei der Produktion wird dadurch ebenfalls erheblich reduziert. Auch besteht die Möglichkeit durch die Verwendung von mehreren Graustufen im 2D-Code die Informationsdichte weiter zu erhöhen.

[0016] In den 2D-Codes sind die Daten in Form einer Fläche über zwei Dimensionen codiert, die somit eine zweidimensionale Matrix als Grundform haben. Ferner besteht bei derartigen zweidimensionalen Codes (2D-Codes) auch die Möglichkeit, die Informationsdichte durch die Verwendung von mehreren Graustufen oder Farben der ausgefüllten und somit belegten Felder der Matrix und/oder durch Verwendung unterschiedlicher Formen in den belegten Feldern weiter zu erhöhen. Am Beispiel eines DataMatrix-Codes würde dies bedeuten, dass die im DataMatrix-Code schwarz ausgefüllten Felder auch in einer anderen Graustufe oder Farbe ausgefüllt würden. Auch könnten anstelle oder in Ergänzung zu den im DataMatrix-Code bislang schwarz ausgefüllten Quadraten der ausgefüllten Felder auch andere Formen wie beispielsweise Kreise, Dreiecke oder sonstige Formen verwendet werden. In einem entsprechenden zweidimensionalen Code müsste dann lediglich hinterlegt sein, wie die Graustufen oder Farben und/oder die Formen der befüllten Felder in der Codierung oder Decodierung zu werten sind.

[0017] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Figur 1

ein Blockdiagramm der einzelnen Verfahrensschritte,

Figur 2

einen schematischen Aufbau einer Druckanlage zur Durchführung des Verfahrens.

[0018] Ein mögliches Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung eines Produktionsprozesses bei der Herstellung von Druckprodukten aus einem Bedruckstoff mit einer Anzahl von Druckseiten in einer Druckanlage ist im Blockdiagramm nach Figur 1 dargestellt.

[0019] In einem ersten Verfahrensschritt 100 werden durch die Druckeinheiten der 2D-Code und eine Kontrastmarke für im Wesentlichen jede Signatur einzeln auf den Bedruckstoff aufgetragen. Der 2D-Code wird dabei im Digitaldruck gezielt in die Spitbar des Bedruckstoffs gedruckt, also in den Bereich, der üblicherweise zur Reinigung der Druckdüsen verwendet wird. Die im 2D-Code hinterlegten Druckinformationen sind dabei vielfältig und reichen von Informationen zum aktuellen Druckbereich bis hin zu Steuerinformationen für die Weiter- und Endverarbeitung des Druckproduktes. Zusätzlich umfassen die Druckinformationen aber auch die relative Lage der gedruckten Kontrastmarke zu dem 2D-Code. Dies hat den Vorteil, dass die Kontrastmarke gezielt durch einen Kontrastleser gefunden werden kann und sie daher nicht in einer druckfreien Umgebung angeordnet sein muss bzw. gesucht werden muss.

[0020] In einem nächsten Verfahrensschritt 110 wird die Position des 2D-Code innerhalb einer ersten Signatur bestimmt. Dazu wird eine entsprechende Erfassungseinrichtung in Form einer Kamera in einem Suchlauf-Modus betrieben, die in einer Art Panoramaaufnahme Bilder über die gesamte Breite des Bedruckstoffs erstellt. Die aufgenommenen Bilder überlagern sich dabei um mindestens eine Codegröße, sodass mindestens ein Bild den kompletten 2D-Code enthält und dieser somit vollständig erkannt werden kann. Auf Basis dieses gefundenen ersten 2D-Codes kann die Kamera zur Erkennung und Auswertung der folgenden 2D-Codes ausgerichtet werden.

[0021] Eine Auswerteeinheit wertet im Verfahrensschritt 120 den durch die Kamera detektierten 2D-Code hinsichtlich der Druckinformationen und insbesondere auch hinsichtlich der Positionierung der zugeordneten Kontrastmarke derselben Signatur aus. Die Informationen zur Positionierung der Kontrastmarke werden an eine Steuereinheit eines Kontrastlesers übergeben, sodass dieser entsprechend positioniert werden kann.

[0022] Die Auswerteeinheit wertet in einem weiteren Verfahrensschritt 130 auch die zusätzlichen Druckinformationen aus und sendet gegebenenfalls weitere Steuer- und Regelsignale an weitere Einheiten der Druckanlage zur Herstellung und Verarbeitung des Druckproduktes. Es ist ebenfalls möglich, dass die Auswerteeinheit die Druckqualität des 2D-Codes bestimmt und entsprechende Regelsignale an die Druckeinheiten übergibt, um die Druckqualität zu erhöhen.

[0023] Der Kontrastleser kann in Kenntnis der Position der Kontrastmarke diese besonders leicht im Verfahrensschritt 140 erkennen und die zur Kontrastmarke korrespondierenden Verfahrensschritte initiieren. Dazu kann insbesondere die Triggerung des Schneidvorgangs zählen.

[0024] Da die Positionierung des 2D-Codes innerhalb einer Signatur bereits durch den Verfahrensschritt 110 im Wesentlichen bekannt ist, ist die Kamera zur Detektion des 2D-Codes nach der ersten Signatur in einem Betriebsmodus, in dem neben dem Auslesen der Druckinformationen die Position des 2D-Codes nur noch kontrolliert wird, um Veränderungen auch in Hinblick auf die Ausrichtung des Kontrastsensors feststellen zu können. Dies wird in Verfahrensschritt 150 dargestellt.

[0025] Die ermittelten Daten werden dann wieder, wie in Verfahrensschritt 130 und 140 bereits erläutert, für die nächste Signatur ausgewertet und weiter verarbeitet.

[0026] Eine Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens ist in Figur 2 dargestellt. Ein Bedruckstoff 1, der als Bedruckstoffbahn dargestellt ist, wurde durch eine nicht dargestellte Druckeinheit in mehreren Bereichen 2 bedruckt. Zwischen diesen Druckbereichen, also an der vorlaufenden oder nachlaufenden Kante einer Druckseite ist ein 2D-Code 4 in Form eines DataMatrix- oder QR-Codes aufgetragen. Dieser 2D-Code 4 enthält Informationen zum aktuellen Druckauftrag bzw. zu der ihm zugeordneten Druckseite und zur weiteren Verarbeitung dieser Druckseite. Weiterhin enthält er Informationen zur Positionierung einer Kontrastmarke 6 in Form von Koordinaten x, y in Relation zur Position des 2D-Codes 4.

[0027] An einer Traverse 8, die quer zur Bahnlaufrichtung B ausgerichtet ist und über die gesamte Breite der Bedruckstoffbahn verläuft, ist eine Erfassungseinrichtung 10 in Form einer Kamera und ein Kontrastsensor 12 in Form eines Kontrastlesers angeordnet. Die Erfassungseinrichtung 10 ist dazu ausgebildet in einem Panoramamodus die gesamte Breite des Bedruckstoffs 1 zu erfassen und so die Position des 2D-Codes 4 zu bestimmen. Die Erfassungseinrichtung sendet das Bild des detektierten 2D-Codes 4 an eine nicht dargestellte Auswerteeinheit, die aus dem 2D-Code 4 die entsprechenden Druckinformationen und insbesondere auch die Positionierung der Kontrastmarke 6 ermittelt. Diese ermittelten Koordinaten für die Kontrastmarke 6 leitet die Auswerteeinheit zusammen mit entsprechenden Steuerbefehlen zur Positionierung des Kontrastsensors 12 an diesen weiter. Der Kontrastsensor 12 kann daraufhin auf besonders einfache und sichere Art und Weise die Kontrastmarke 6 bzw. die steigende Flanke der Kontrastmarke 6 finden und die entsprechende Triggerung von Steuerbefehlen auf Basis der Kontrastmarke 6 veranlassen, wie beispielsweise den Querschnitt durch die Schneidvorrichtung 14. Aufgrund der Kenntnis der Position der Kontrastmarke 6 und der Aufnahme von weiteren Informationen in de 2D-Code, kann die Kontrastmarke 6 nicht nur sehr klein gehalten werden, sie kann auch im Druckbereich 2 versteckt werden. Alternativ ist aber auch eine Anordnung der Kontrastmarke 6 im Bereich zwischen den Druckbereichen 2 denkbar.

Bezugszeichenliste

[0028] 

1

Bedruckstoffbahn

2

Druckbereich

4

2D-Code

6

Kontrastmarke

8

Traverse

10

Erfassungseinrichtung

12

Kontrastsensor

14

Schneidvorrichtung

x, y

Koordinaten

B

Bahnlaufrichtung

100

Verfahrensschritt

110

Verfahrensschritt

120

Verfahrensschritt

130

Verfahrensschritt

140

Verfahrensschritt

150

Verfahrensschritt

Ansprüche

1. Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung eines Produktionsprozesses bei der Herstellung von Druckprodukten aus einem Bedruckstoff (1) mit einer Anzahl von Druckseiten (2) in einer Druckanlage, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

a. Drucken eines 2D-Codes (4), insbesondere eines MatrixCodes mit darin enthaltenen Druckinformationen für die Steuerung bzw. Regelung des Produktionsprozesses auf den Bedruckstoff (1),

b. Erfassen des 2D-Codes (4) mittels einer Erfassungseinrichtung (10),

c. Auswertung der im 2D-Code (4) enthaltenen Druckinformationen mittels einer Auswerteeinheit,

d. Ausführen der Steuer- bzw. Regelaktionen auf Basis der ermittelten Druckinformationen durch die Druckanlage.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der 2D-Code als zweidimensionaler Code mit mehreren Graustufen oder Farben der belegten Felder und/oder unterschiedlichen Formen in den belegten Feldern ausgeführt wird.

3. Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung eines Produktionsprozesses nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als 2D-Code (4) ein DataMatrix-Code oder ein QR-Code verwendet wird.

4. Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung eines Produktionsprozesses nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der 2D-Code (4) in einen druckfreien Bereich quer zur Laufrichtung des Bedruckstoffs (1) an der vorlaufenden oder nachlaufenden Kante einer Druckseite (2) gedruckt wird.

5. Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung eines Produktionsprozesses nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass über die Druckinformationen Daten über die Positionierung von gedruckten Druckmarken (6) ermittelt werden.

6. Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung eines Produktionsprozesses nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten zur Positionierung der Druckmarken (6) in Relation zur Position des 2D-Codes (4) angegeben werden.

7. Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung eines Produktionsprozesses nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmarken (6) in den 2D-Code (4) gedruckt werden

8. Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung eines Produktionsprozesses nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass redundante Druckinformationen in den 2D-Code (4) gedruckt werden.

9. Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung eines Produktionsprozesses nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der 2D-Code (4) mittels der Auswerteeinheit hinsichtlich der Druckqualität des Druckbildes (2) ausgewertet wird

Zeichnung