[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufbringen
von Fluidtropfen zur Bildung eines Motivs auf wenigstens einen Teil eines wenigstens
teilweise mit einer dreidimensionalen Struktur versehenen Objektes nach dem Oberbegriff
der Ansprüche 1, 2 bzw. 3 sowie 35 und 36.
[0002] Die Hersteller von Keramikprodukten, insbesondere Fliesen, fordern im Hinblick auf
die heute vorhandenen fortschrittlichen Drucktechnologien eine Möglichkeit, ein gewünschtes
farbiges Bild abhängig von einer Höhenlinienstruktur des jeweiligen Keramikproduktes
auf die Oberfläche eines solchen Erzeugnisses zu drucken. Hierbei soll es möglich
sein, auch beispielsweise Marmorreliefs naturgetreu wiederzugeben.
[0003] Eine dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 entsprechende Vorrichtung zum mehrfarbigen
Bedrucken von Baumaterialien mit unregelmäßiger Oberfläche, wie beispielsweise von
Wandverkleidungselementen, ist in der Japanischen Patentanmeldung
JP 09 - 32 34 34 beschrieben. Bei diesem Drucksystem wird das zu bedruckende Bauteil zunächst mit
einem Anstrich für raue Oberflächen versehen, um anschließend an eine Position mit
einer Vielzahl von Tintenstrahldruckköpfen (mit kontinuierlichem Tintenstrahl) befördert
zu werden, wobei darauffolgend das Drucken des Motivs mit einer niedrigviskosen Tinte
erfolgt, welche einen spezifischen Widerstand von weniger als 10
4 aufweist. Diese Druckschrift liefert jedoch keinerlei Hinweise auf ein gezieltes
Bedrucken eines am Bauteil vorhandenen Reliefs, auch ist dieser Schrift nicht entnehmbar,
wie die Auswahl des zu druckenden Motivs erfolgen soll.
[0004] Ein weiteres Verfahren zum Aufbringen eines Dekors auf Oberflächenelemente ist in
der
DE 600 09 141 T2 beschrieben. Hierbei soll ein zuvor ausgewähltes Dekor auf Oberflächenelemente derart
aufgebracht werden, dass die Dekormuster nebeneinander angeordneter Oberflächenelemente
aufeinander abgestimmt sind. Dies kann beispielsweise eine sich über mehrere nebeneinander
eingebaute Oberflächenelemente erstreckende Holzmaserung sein. Eine Eignung dieser
Vorrichtung für ein Drucken von beispielsweise Marmorreliefs auf ein dreidimensional
strukturiertes Objekt ist dieser Druckschrift jedoch nicht zu entnehmen.
[0005] Ferner offenbart die
US 7,357,959 B2 eine Vorrichtung zur Bedruckung von dreidimensionalen Objekten mit einem Tintenstrahldrucker.
Dabei ist vorgesehen, dass der Abstand zwischen den Farb-sprühdüsen und der Druckbasis
einstellbar ist. Die Druckvorrichtung umfasst daher einen zumindest zweidimensional
verschwenkbaren Druckkopf. Die zu bedruckenden Objekte sind auf einem Förderband abgelegt
und werden von diesem am Druckkopf vorbeibewegt. Sensoren sind vorgesehen, um die
Position der vorderen Kante des zu bedruckenden Objekts, die Seitkanten sowie die
Höhe des zu bedruckenden Panels zu erfassen. Da die gesamte äußere Kontur des zu be-druckenden
Objektes erfasst ist, wird sichergestellt, dass keine Farbe auf das Förderband gelangt,
dass aber die Kantenabschnitte des zu bedruckenden Objektes korrekt bedruckt werden.
Wenn die Geometrie des zu bedruckenden Objektes bekannt ist und das Objekt in einer
bestimmten Relativposition zum Förderband angeordnet ist, ist es lediglich erforderlich,
die Vorderkante zu erfassen, um das gesamte Objekt korrekt zu bedrucken.
[0006] Aus der
US 5,184,152 A ist eine Druckvorrichtung zum Bedrucken eines Rohres bekannt, welches Rohr von einer
Rolle abgewickelt wird, wobei Charakteristiken betreffend das Rohr auf der Rolle vorhanden
sind. Ein Sensor ist vorgesehen, welcher die codierte Information von der Rolle ausliest
und daraus ein Signal generiert, um einen Mikroprozessor, welcher den Drucker steuert,
entsprechend anzusteuern. Das Dokument D2 offenbart ferner, dass als Drucker ein Thermodrucker
verwendet wird. Um Dickenunterschiede des zu bedruckenden Materials auszugleichen
ist vorgesehen, dass der Druckkopf auf einer Tragkonstruktion angeordnet ist, welche
um zumindest eine, bevorzugt um zumindest zwei Drehachsen verschwenkbar ist.
[0007] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Bedrucken von dreidimensional strukturierten Objekten anzugeben, welches zuverlässig
ein qualitativ hochwertiges und präzises Druckmotiv bei möglichst hoher Druckgeschwindigkeit
gewährleistet.
[0008] Diese Aufgabe wird jeweils eigenständig durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1, 2
und 3, und ein Verfahren nach den Ansprüchen 35 und 36 gelöst.
[0009] Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst,
dass die Steuervorrichtung eine der Bilddatenspeichervorrichtung bzw. der Applikationsvorrichtung
zugeordnete Detektorvorrichtung zur Erfassung wenigstens eines teils der dreidimensionalen
Struktur des Objektes aufweist, und das Aufbringen der Fluidtropfen auf das Objekt
entsprechend dem Motiv in Abhängigkeit von der erfassten dreidimensionalen Struktur
steuert. Mit der Erfindung gelingt es, vor dem Bedrucken des Objektes die Geometrie
und/oder den Typ des Objektes durch die Detektorvorrichtung präzise zu erfassen und
zu klassifizieren, wodurch eine zuverlässige Zuordnung eines Druckmotivs möglich ist,
und zuverlässig ein qualitativ hochwertiges und präzises Druckmotiv bei möglichst
hoher Druckgeschwindigkeit erzielt werden kann. Insbesondere in der Keramikindustrie
wird durch die Erfindung im Zusammenhang mit der digitalen Farbgebung an Fliesen die
Möglichkeit geschaffen, ein gewünschtes Bild abhängig von einer Höhenlinienstruktur
auf eine Fliese zu drucken. Damit eröffnet sich die Möglichkeit, auch komplexere Bilder
wie zum Beispiel Marmorreliefs oder Holzmaserungen absolut naturgetreu wiederzugeben.
Neben der Keramikindustrie gibt es in der gesamten Druckindustrie ein breites Anwendungsgebiet
für die erfindungsgemäße Vorrichtung, bzw. das Verfahren. So ist ein Bedrucken von
Objekten aus Holz oder Kunststoffen ist ebenso denkbar wie ein Bedrucken von Metallen.
Die Erfindung stellt für den Produktionsprozess ein vor der Farbgebung durchzuführendes
Strukturerkennungsverfahren zur Verfügung, welches das Höhenlinienrelief des zu dekorierenden
Objektes z.B. einer Fliese exakt aufnimmt und an das Bildwiedergabesystem weiterleitet,
damit das richtige Bild passgenau auf die Fliese gedruckt werden kann.
[0010] Die Erfindung kann eigenständig aber auch bei einer Vorrichtung der eingangs genannten
Art dadurch gelöst werden, dass die Steuervorrichtung eine der Bilddatenspeichervorrichtung
bzw. der Applikationsvorrichtung zugeordnete Detektorvorrichtung zur Eingabe eines,
wenigstens einen Teil der dreidimensionalen Struktur des Objektes und/oder der Ausrichtung
desselben in zumindest zwei unterschiedlichen Raumrichtungen relativ zu einer Sollposition
charakterisierendes Eingabesignal aufweist, und die Steuervorrichtung auf der Grundlage
des Eingabesignals die Applikationsvorrichtung für das Aufbringen der Fluidtropfen
auf das Objekt entsprechend dem vorbestimmbaren Motiv in Abhängigkeit von der dreidimensionalen
Struktur steuert. Diese Lösung schafft nunmehr den Vorteil, dass ein Aufbringen des
Motivs unabhängig von der Lage des zu beschichtenden Objektes erfolgen kann, wobei
alternativ auch gleichzeitig die dreidimensionale Struktur zur Auswahl des richtigen
Motivs zum Aufbringen auf das Objekt erfolgen kann.
[0011] Eine weitere eigenständige Lösung der Aufgabe durch eine Vorrichtung in der eingangs
genannten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung eine der Bildspeichevorrichtungen
bzw. der Applikationsvorrichtung zugeordnete Detektorvorrichtung zum Abtasten oder
Auslesen wenigstens eines Teils einer Codierung aufweist und eine der dreidimensionalen
Struktur des Objektes charakterisierendes Eingabesignals generiert und die Steuervorrichtung
auf der Grundlage des Eingabesignals das Aufbringen der Fluidtropfen auf das Objekt
für das herstellen des Motivs in Abhängigkeit von der dreidimensionalen Struktur und/oder
der Ausrichtung derselben steuert. Vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform, dass
eine spezielle Codierung auf dem Objekt vorgesehen ist, mit diesem Objekt sofort das
richtige Motiv für zum Aufbringen auf eine dreidimensionale Struktur bzw. die Oberfläche
des Objektes ausgewählt werden kann. Vorteilhaft ist hierbei, dass nur geringe Datenmengen
verarbeitet werden müssen, um eine eindeutige Identifizierung des Objektes und des
diesen Objekt zugehörigen Motivs erforderlich ist. Damit kann die Produktionsgeschwindigkeit
solcher Vorrichtungen zusätzlich erhöht werden.
[0012] Vorteilhaft ist es hierbei wenn, die Codierung zusätzlich zur dreidimensionalen Struktur
des Objektes angeordnet ist, da dadurch die aufgebrachte Codierung auch für nachfolgende
Arbeitsvorgänge bzw. die Logistik verwendet werden kann. Gleiches trifft zu wenn,
die Codierung in einen von der dreidimensionalen Struktur des Objektes distanzierten
Bereich der Oberfläche des Objektes angeordnet ist. Für bestimmte Objekte eignet es
sich mit Vorteil, wenn die Codierung des Objektes eine dreidimensionale Struktur aufweist.
Dies trifft vor allem für jene Objekte zu, die beispielsweise durch einen Press- oder
Gussvorgang beispielsweise auch durch eine Spritzguss- oder Druckgussvorgang hergestellt
werden.
[0013] Die Verarbeitung der Objekte wird überraschenderweise dadurch wesentlich vereinfacht,
wenn die Codierung eine die Position der dreidimensionalen Struktur auf dem Objekt
charakterisierende Positionsinformation enthält. Damit kann mit einem Abtastvorgang
nicht nur eine exakte Identifizierung des Objektes sondern auch eine exakte Lageerkennung
des Objektes vorgenommen werden.
[0014] Eine exakte Erfassung der Struktur des Objektes mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht
eine hohe Produktionsgeschwindigkeit und ist erzielbar, wenn die der Bilddatenspeichervorrichtung
bzw. die Applikations- oder Abgabevorrichtung zugeordnete Detektorvorrichtung eine
hochauflösende Kamera zur Erfassung wenigstens eines Teils der dreidimensionalen Struktur
des Objektes aufweist, welche die Daten der gemessenen dreidimensionalen Struktur
an die Bilddatenspeichervorrichtung ausgibt. Vorteilhaft für eine rasche und lagegenaue
Bearbeitung der Objekte ist aber auch erzielbar in dem einer der Steuer- bzw. Bilddatenspeichervorrichtung
und/oder Applikations- bzw. Abgabevorrichtung zugeordnete Detektorvorrichtung eine
hochauflösende Kamera zur Erfassung wenigstens eines Teiles der dreidimensionalen
Struktur der Codierung des Objektes aufweist, welche die dreidimensionale Struktur
und die Ausrichtung der Codierung bzw. deren dreidimensionale Struktur in Relation
zu einer Sollausrichtung erfasst und an die Steuervorrichtung ausgibt.
[0015] Für ein exaktes Erfassen der dreidimensionalen Struktur bzw. der Codierung ist es
vorteilhaft, wenn die hochauflösende Kamera die dreidimensionale Struktur des Objektes
bzw. der Codierung durch eine Relativbewegung zwischen einer Zeilenkamera und der
dreidimensionalen Struktur aufnimmt bzw. wenn die Aufnahme der dreidimensionalen Struktur
des Objektes bzw. der Codierung synchron zur Zufuhrgeschwindigkeit der das Objekt
aufnehmenden Zufuhrvorrichtung erfolgt. Die letzt genannte Ausführungsvariante hat
den Vorteil, dass das Erkennen der Struktur bzw. der Codierung im kontinuierlichen
Durchlauf dem Produktionsprozess, das heißt im Aufbringen des Motivs, vorgeordnet
erfolgen kann. Hierbei ist es von Vorteil, wenn der Zufuhrvorrichtung eine Sensorvorrichtung
für die Erfassung der Zufuhrgeschwindigkeit des dreidimensional strukturierten Objekts
zugeordnet ist, die einen Inkrementalgeber aufweisen kann.
[0016] Eine weitere Ausführungsvarianten die eine verbesserte Erkennung der Struktur bzw.
der Codierung ermöglichen, kann erreicht werden, wenn die Sensorvorrichtung für die
Erfassung der Zufuhrgeschwindigkeit einen Inkrementalgeber und/oder die der Bilddatenspeichervorrichtung
bzw. der Applikations- und/oder Abgabevorrichtung zugeordnete Detektorvorrichtung
ein optisches Lesegerät zum Beispiel einen Barcodesensor aufweist, welches eine am
Objekt aufgebrachte vorbestimmte Text- und/oder Zeichencodierung erfasst und bevorzugt
dem optischen Lesegerät bzw. dem Barcodesensor eine Beleuchtung zugeordnet ist.
[0017] Vor allem bei Produktionsprozessen von keramischen Bauteilen ist es zur Vermeidung
von Lesefehlern und für den störungsfreien Betrieb vorteilhaft, wenn die Detektor-
und/oder Sensorvorrichtung in einem gegen Verschmutzung abgeschirmten Behältnis angeordnet
ist und/oder mit einer automatischen Reinigungsvorrichtung für die Optik des Lesegeräts
versehen ist.
[0018] Zusätzliche Vorteile können auch dadurch erzielt werden, dass das zu bedruckende
dreidimensional strukturierte Objekt eine Länge von 100 cm bis 200 cm und eine Breite
von 50 cm bis 150 cm aufweist, mit einem bevorzugten Verhältnis der Länge zur Breite
von 140 cm zu 80 cm oder 200 cm zu 150 cm und/oder die Detektorvorrichtung eine die
dreidimensionale Struktur optoelektronisch erfassende CCD-Matrix und eine mit einer
optoelektronischen Abtastvorrichtung verbundene Auswerteelektronik zum Beispiel einen
Auswertemikrocontroller aufweist und/oder die Detektorvorrichtung eine optische Messvorrichtung
aufweist, welche wenigstens einen Teil der Oberflächengeometrie und/oder das Höhenrelief
des dreidimensional strukturierten Objektes durch Triangulation von Lichtstrahlen
erfasst und/oder das dreidimensional strukturierte Objekt mit einer vorbestimmten
Codierung versehen ist, welche von der Detektorvorrichtung erfasst und von der Steuervorrichtung
ausgewertet wird und/oder die Codierung einen geometrischen Bildcode mit vorbestimmten
geometrischen und gegebenenfalls strukturierten Bildelementen aufweist, welcher einem
in der Bilddatenspeichervorrichtung abgespeicherten Motiv entspricht, da dadurch Fehlzuordnungen
von Motiven zu Objekten mit hoher Sicherheit ausgeschaltet werden können.
[0019] Vorteilhaft ist aber vor allem die richtige Erkennung der Lage der Objekte bzw. in
welcher Position die Objekte der Applikations- bzw. Abgabevorrichtung zugeführt werden,
da falsch liegende Teile rasch erkannt und gegebenenfalls im Zuge des laufenden Antransportes
korrekt ausgerichtet werden können bzw. die Ansteuerung der Applikations- bzw. Abgabevorrichtung
auf die Lage des Objektes abgestimmt werden kann. Dazu ist es vorteilhaft, wenn die
Bildelemente bevorzugt wenigstens ein Vieleck einer Zentrierungs- und/oder Richtungsmarkierung
aufweisen, mit einer variierenden Anzahl von innerhalb dieses Vielecks liegenden,
unter einem bestimmten Winkel gegenüber einer Seitenkante angeordneten Codelinien
und zum Beispiel der Winkel α der innerhalb des Vielecks angeordneten Codelinien im
Bereich von 20° bis 70° liegt, und vorzugsweise 45° beträgt.
[0020] Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Vorrichtungsansprüchen.
[0021] Die Aufgabe der Erfindung kann aber auch durch ein Verfahren gemäß den Oberbegriffen
der Ansprüche 35 und 36 gelöst werden, in dem das mit einer dreidimensionalen Struktur
versehene Objekt an einer der Steuervorrichtung zugeordneten Detektorvorrichtung oder
Sensorvorrichtung vorbeigeführt wird, wobei das dreidimensionale Objekt durch ein
Erfassen wenigstens eines Teiles der Oberflächengeometrie und/oder der Struktur durch
die Detektorvorrichtung klassifiziert wird und anhand der erfolgten Klassifizierung
ein in der Bilddatenspeichervorrichtung abgespeichertes Motiv dem jeweiligen dreidimensionalen
Objekt zugeordnet wird, und das Objekt der Applikationsvorrichtung zugeführt wird,
wo ein Aufbringen der Fluidtropfen entsprechend dem Motiv stattfindet oder dass die
Steuervorrichtung eine der Bilddatenspeichervorrichtung bzw. der Applikationsvorrichtung
zugeordnete Signaleingabevorrichtung zur Eingabe wenigstens einen Teil der Struktur
des Objektes charakterisierenden Eingabesignals aufweist, welche Steuervorrichtung
auf der Grundlage des Eingabesignals das Bedrucken des Objektes mit dem Motiv in Abhängigkeit
der Struktur bzw. des Höhenreliefs steuert. Diese Verfahren ermöglichen eine zielgerichtete,
rasche Bearbeitung der einzelnen Objekte unter Vermeidung von Ausschuss bzw. eine
erhebliche Verringerung des Ausschusses. Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den
weiteren Verfahrensansprüchen beschrieben.
[0022] Weitere zweckmäßige Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
[0023] Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufbringen von Fluidtropfen zur Bildung eines
Motivs auf einem dreidimensional strukturieren Objekt in stark vereinfachter schematischer
Darstellung und Seitenansicht;
- Fig. 2
- einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 1 in stark vereinfachter schematischer schaubildlicher
Darstellung;
- Fig. 3
- ein Objekt mit einer darauf aufgebrachten Codierung in stark vereinfachter schaubildlicher
Darstellung in Ansicht von unten;
- Fig. 4
- ein Blockschaltbild des Zusammenwirkens der Detektorvorrichtung mit einem Bilddatenspeicher
in vereinfachter schematischer Darstellung;
- Fig. 5
- ein Blockschaltbild des Zusammenwirkens der Sensorvorrichtung und der Detektorvorrichtung
mit der Steuervorrichtung in stark vereinfachter schematischer Darstellung;
- Fig. 6
- ein Objekt mit einer dreidimensionalen Struktur und dem dieser zugeordneten Abgabevorrichtung
für Fluidtropfen und der Sensorvorrichtung bzw. Detektorvorrichtung 19 zum Ablesen
einer Text- und/oder Zeichencodierung in stark vereinfachter schematischer Darstellung;
- Fig. 7
- die Darstellung eines Objekts mit einem auf eine dreidimensionale Struktur des Objekts
aufgebrachten Motiv in Draufsicht und vereinfachter schematischer Darstellung;
- Fig. 8
- das Objekt nach Fig. 7 mit einer auf der Unterseite aufgebrachten Codierung in Seitenansicht
und stark vereinfachter schematischer Darstellung;
- Fig. 9
- das Objekt nach Fig. 7 und 8 in stark vereinfachter schematischer Darstellung und
Ansicht von unten.
[0024] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen
gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen
werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß
auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen
werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben,
unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen
und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters
können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen
unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder
erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
[0025] Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen,
dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe
1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze
1 und der oberen Grenze 10 mitumfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit
einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder
weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.
[0026] Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst
eine Vorrichtung 1, mit der auf eine Oberfläche eines Objektes 2 ein Motiv 3 aufgebracht
werden kann.
[0027] Dazu weist die Vorrichtung 1 zum Erzeugen des Motives 3 eine Abgabevorrichtung 4
auf, mittels der auf zumindest einem Teil 5 einer Oberfläche 6 des Objektes 2 ein
Motiv, wie beispielsweise eine Holzmaserung, eine Steinmaserung, ein Ornament oder
beliebige grafische Elemente oder Verzierungen aufgebracht wird. Das Objekt 2 kann
dabei durch eine MDF-Platte, Melaminplatte, einen Glasbauteil, Sperrholz, Furnier,
Keramik, Grünling, Fliese, Kunststoffplatte, Karton oder dergleichen gebildet sein.
Das Objekt 2 wird auf eine beispielsweise als ein- oder mehrachsige Positioniervorrichtung
7 bzw. eine Zufuhrvorrichtung 8, z.B. eine Doppelgurt-Fördervorrichtung, aufgegeben.
Diese Positioniervorrichtung 7 kann z.B. in der Keramikindustrie zum Transport von
beispielsweise durch als Grünlinge bezeichnete keramische Rohteile, bevor sie dem
Brennvorgang zugeführt werden, oder durch bereits gebrannte Fliesen verwendet werden.
Die Doppelgurt-Fördervorrichtung 8 weist zwei in Transportrichtung - Pfeil 9 - sich
erstreckende Riemen auf, die von einem Motor 10, z.B. einem Asynchronmotor angetrieben
sein können, der beispielsweise über einen Frequenzumrichter geregelt sein kann.
[0028] Zur Steuerung der Vorrichtung 1 ist eine Steuervorrichtung 11 angeordnet, die auch
eine integrierte oder mit diese zB über ein Bus-System verbundene Bilddatenverarbeitungs-
und/oder - erkennungsvorrichtung 12 für ein Motiv 3 umfassen kann.
[0029] Entlang der als Zufuhrvorrichtung 13 ausgebildeten Positioniervorrichtung 7 ist die
Abgabevorrichtung 4 zum Aufbringen des Motivs 3 durch die Abgabe von Fluidtropfen
14, 15 durch ein mit anorganischen Partikeln und/oder Pigmenten vermischtes Fluid
angeordnet. Dieser Abgabevorrichtung 4 kann in Förderrichtung - Pfeil 9 - eine weitere
Abgabevorrichtung 4 nachgeordnet sein. Auch diese nachgeordnete Abgabevorrichtung
4 ist mit einer bevorzugt jedoch mit mehreren Abgabevorrichtungen 16 ausgestattet,
wobei mit diesen Abgabevorrichtungen 4 ebenfalls Tropfen 14, 15 von einem mit anorganischen
Partikeln und/oder Pigmenten versetzten Fluid abgegeben werden können. So können die
Pigmente unterschiedlich sein und zwar jeweils nach den gewünschten Farben wie beispielsweise
weiß, cyan, magenta, usw., sodass ein- oder mehrfarbige Tropfen zur Herstellung eines
ein- oder mehrfärbigen Bildes oder Motivs 3 abgegeben werden können. Dazu wird das
Objekt 2 mittels der Zuführvorrichtung 13 den Abgabevorrichtungen 4 zugeführt bzw.
unter diesen hindurchgeführt.
[0030] Anstelle der Doppelgurt-Fördervorrichtung können bei anders gestalteten Objekten
2 selbstverständlich auch Förderrollenbahnen, ein Transportband oder Mehrachsen-Koordinationstische
mit entsprechenden Elementen zum Halten der Objekte 2, z.B. mittels Vakuum vorgesehen
sein.
[0031] Zum Positionieren des Objektes 2 im Bereich der Abgabevorrichtungen 4 kann das Objekt
2 parallel zur der durch die Auflagefläche der Gurte bzw. Riemen gebildeten Auflagefläche
verlaufenden Ebene in den beiden Raumrichtungen 17, 18 fixiert, bzw. bei entsprechender
Ausbildung der Positioniervorrichtung 7 auch bewegt werden. Vornehmlich erfolgt die
Bewegung in Vorschubrichtung - Pfeil 9 - und wird dadurch das Objekt 2 unter den Abgabevorrichtungen
4 positioniert hindurchbewegt.
[0032] Soll nun mit der Vorrichtung 1 ein Objekt 2 bedruckt werden, welches wenigstens teilweise
mit einer dreidimensional strukturierten Oberfläche 6 bzw. einen Höhenrelief versehen
ist, sind vor dem Aufbringen des Motives durch Aufbringen der einzelnen Fluidtropfen
14, 15 aus mit Pigmenten und/oder Partikel versehenen Fluiden, die für das Aufbringen
der Fluidtropfen 14, 15 auf der Oberfläche 6 des Objektes 2 benötigten Druckdaten
für die Abgabevorrichtung 4 aus der Bilddatenverarbeitungs- und -erkennungsvorrichtung
12 bzw. einem Bilddatenspeicher auszuwählen. Dazu ist der Abgabevorrichtung 4 eine
Detektorvorrichtung 19 bzw. eine Sensorvorrichtung 20 vorgeordnet.
[0033] Mit der Detektorvorrichtung 19 kann zumindest der mit einer dreidimensionalen Struktur
bzw. einem Höhenrelief versehene Teil 5 der Oberfläche 6 des Objektes 2, auf welches
das Motiv 2 durch Abgabe der Tropfen 14, 15 aus Fluiden aufgebracht werden soll, abgetastet
werden. Unabhängig davon ist es jedoch auch möglich anstelle oder zusätzlich zur vorerwähnten
Abtastung der Struktur bzw. des Höhenreliefs eine auf das Objekt 2 aufgebrachte Codierung
21 abzutasten bzw. zu scannen.
[0034] Diese Codierung 21 kann auf der Oberfläche 6 des Objektes 2 beispielsweise der von
einer Auflagefläche 22 der Positioniervorrichtung 7 abgewandten Oberseite 23 oder
der der Auflagefläche 22 zugewandten Unterseite 24 angeordnet sein und beispielsweise
gemäß der Abbildung in Fig. 3 ausgebildet sein.
[0035] Dazu ist es auch möglich, dass dann, wenn die Codierung 21 auf der Unterseite 24
angeordnet ist - wie in Fig. 2 gezeigt - die Detektorvorrichtung 19, wie ebenfalls
in Fig. 2 gezeigt, unterhalb der Auflagefläche 22 der Doppelgurt-Fördervorrichtung
8 angeordnet ist.
[0036] Je nachdem an welcher Stelle des Objektes 2 die Codierung 21 beispielsweise auf der
Oberseite 23 oder der Unterseite 24 bzw. Seitenflächen angeordnet ist, kann die Detektorvorrichtung
19 an einen oder mehreren Stellen entlang der Positioniervorrichtung 7 bzw. der Zufuhrvorrichtung
13 angeordnet sein. Vor allem dann, wenn mit der Detektorvorrichtung 19 zumindest
ein Teil einer dreidimensionalen Struktur 25 bzw. des Höhenreliefs des Objektes 2
und zusätzlich aufgebrachte Codierungen 21 ausgelesen bzw. abgetastet oder gescannt
werden sollen, können jeweils eigene Detektorvorrichtungen 19 und/oder Sensorvorrichtungen
20 in unterschiedlichen technischen Ausführungen, die am besten für den jeweiligen
Zweck geeignet sind, eingesetzt werden.
[0037] Erfindungsgemäß weist die Steuervorrichtung 11 eine der Bilddatenverarbeitungs- und/oder
- erkennungsvorrichtung 12 bzw. der Abgabevorrichtung 4 zugeordnete Detektorvorrichtung
19 zur Erfassung wenigstens eines Teils der Struktur 25 bzw. des Höhenreliefs des
Objektes 2 auf, welche das Bedrucken des Objektes 2 mit dem Motiv 3 in Abhängigkeit
von der Struktur 25 bzw. dem Höhenrelief steuert.
[0038] Die Abgabenvorrichtung 4 kann zB eine Inkjet-Druckvorrichtung für Industrieanwendungen
mit mehreren Druckköpfen zur Abgabe der Tropfen 14, 15 eines Fluides sein. Die zu
bedruckenden Objekte 2, zB die Fliesen oder die noch nicht gebrannten Keramikteile,
können kontinuierlich an der Abgabevorrichtung 4 vorbeigeführt werden.
[0039] Die Steuervorrichtung 11 und die Bilddatenverarbeitungs- und/oder -erkennungsvorrichtung
12 sind über Steuerleitungen 26 mit den Abgabevorrichtungen 4 sowie dem Motor 10 der
Positioniervorrichtung 7 bzw. der Doppelgurt-Fördervorrichtung 8, den Applikationsvorrichtungen
4 bzw. deren Abgabevorrichtungen 16 und die Detektorvorrichtungen 19 bzw. Sensorvorrichtungen
20 über Steuerleitungen 26 verbunden.
[0040] Selbstverständlich können die Steuerleitungen 26 in allen beschriebenen Ausführungsbeispielen
jeweils gesondert für jede Vorrichtung ausgebildet sein, aber es ist natürlich auch
ebenso möglich, ein Bussystem zwischen der Steuervorrichtung 11 und den anderen Vorrichtungen
insbesondere der Positioniervorrichtung 7 bzw. Motor 11 der Bilddatenverarbeitungs-
und/oder -erkennungsvorrichtung 12 und Abgabevorrichtungen 16 bzw. Applikationsvorrichtungen
4 den Detektorvorrichtungen 19 und den Sensorvorrichtungen 20, 27 vorzusehen.
[0041] Für dieses Bussystem und die entsprechenden Buskontroller können die unterschiedlichsten
aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen und Systeme verwendet werden.
[0042] Ebenso ist es möglich, unterschiedlichste internationale Protokolle für die Schnittstellen
zwischen den einzelnen Vorrichtungen und der Steuervorrichtung 11 bzw. der Bilddatenverarbeitungs-
und/oder -erkennungsvorrichtung 12 zu verwenden.
[0043] Die Steuervorrichtung 11 regelt und überwacht auch die Zufuhr der zu bedruckenden
Objekte 2, welche zB in der Keramikindustrie vermittels eines üblichen Bandriemenantriebssystems
transportiert werden. Dieses kann auf +/- 0,5 mm Genauigkeit gegenüber der Applikationsvorrichtungen
4 ausgerichtet werden.
[0044] Als Antrieb dient bevorzugt ein Asynchronmotor, dessen Regelung über einen Frequenzumrichter
erfolgen kann, welche wiederum mit der Steuervorrichtung 11 über Steuerleitungen 26
verbunden sind. Die Bandgeschwindigkeit, und somit auch die Zufuhrgeschwindigkeit
der Objekte 2, wird mit einer Sensorvorrichtung 27 zB einem Inkrementalgeber ermittelt.
Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle eines Intermedialgebers für die Sensorvorrichtung
27 jede andere Vorrichtung zu verwenden und die Bandgeschwindigkeit bzw. die Transportgeschwindigkeit
der Objekte 2 mit der Positioniervorrichtung 7 bzw. Zufuhrvorrichtung 13 zu überwachen,
zu steuern oder bevorzugt zu regeln. Die Transportgeschwindigkeit der Objekte 2 wie
die Zufuhrgeschwindigkeit bzw. die Reaktivgeschwindigkeit zwischen den Abgabevorrichtungen
16 und den Objekten 2 ist für die Exaktheit der Abtastung des Motives 3 bzw. der Codierung
21 mittels der Detektorvorrichtung 19 bzw. Sensorvorrichtung bzw. der Genauigkeit
dieser Abtastung entsprechend zu berücksichtigen. Je höher die Genauigkeit der Zufuhr-
bzw. Relativgeschwindigkeit zwischen den Objekten 2 und den Abgabevorrichtungen 16
ist, umso höher ist die Genauigkeit der Ermittlung des Motivs 3 bzw. der Codierung
21 und umgekehrt die Exaktheit des auf die Objekte 2 aufgebrachten Motives 3 bzw.
dessen Übereinstimmung mit einem Höhenrelief 25 auf dem Objekt 2. In diesem Zusammenhang
ist es daher auch möglich, eine Geschwindigkeitsmessvorrichtung zB die Sensorvorrichtung
20 zu verwenden, mit der die auf der Oberfläche der Objekte 2 vorhandene Struktur
zur exakten Ermittlung der Vorwärtsbewegung bzw. der Relativbewegung zwischen dem
Objekt 2 und den Abgabevorrichtungen 16 an unterschiedlichen Stellen bevorzugt, beispielsweise
unmittelbar im Bereich der Abgabevorrichtung 16 für die Fluidtropfen 14, 15 auf die
Oberfläche des Objektes 2 überwacht, insbesondere halb- oder vollautomatisch gesteuert
werden kann. Dazu eignet sich zB die Verwendung einer Lasermessvorrichtung die die
Unebenheiten oder eine dreidimensionale Struktur 25 auf der Oberfläche des Objektes
2 zur Ermittlung der Geschwindigkeit des Objektes 2 ausnutzt.
[0045] Die Genauigkeit der Geschwindigkeitsmessung ist in vorteilhafter Weise kleiner als
1 % bezogen auf die Nenngeschwindigkeit bzw. Relativgeschwindigkeit zwischen dem Objekt
2 und den Abgabevorrichtungen 16. Auch der Sensorvorrichtung 27 liefert die Messsignal
über Steuerleitungen 26 an die Steuervorrichtung 11.
[0046] Von Vorteil aber nicht zwingend ist eine entsprechend exakte Vorpositionierung der
Objekte 2 auf der Positioniervorrichtung 7 bzw. der Doppelgurt-Fördervorrichtung 8
und/oder der Auflagefläche 22 zumindest in der Raumrichtung 18 bzw. einer Raumrichtung
29 (Z-Achse), das heißt also quer zur Förderrichtung - Pfeil 9 - der Zufuhrvorrichtung
13 und ihn zur Auflagefläche 22 vertikaler Richtung, also in Richtung der Z-Achse.
[0047] Zweckmäßig ist es hierbei, wenn das Objekt 2, insbesondere dann, wenn es sich um
Fliesen oder Grünlinge handelt, auf der Positioniervorrichtung 7 bzw. der Auflagefläche
22 mit einer Genauigkeit von +/- 1mm in zumindest einer der beiden Raumrichtung 18,
28 ausgerichtet und positioniert ist. Zum Feststellen und Ermitteln bzw. Zuordnen
des richtigen mit den Abgabevorrichtungen 16 aufzubringenden Motives 3 auf die Oberfläche
6 des Objektes 2 und bevorzugt vor allem zur Anpassung des aufzubringenden Motives
an das tatsächliche Höhenrelief 25 des Objektes 2, ist es nunmehr vorteilhaft möglich,
mit der Detektorvorrichtung 19 das gesamte Höhenrelief 25 auf der Oberfläche 6 des
Objektes 2 abzutasten bzw. zu erfassen, welches danach mit dem an dieses Höhenrelief
25 angepassten Motiv 3 bedruckt werden soll.
[0048] Es ist aber auch unabhängig davon möglich, nur einen Grobscann durchzuführen oder
nur einzelne Teile dieses Höhenreliefs 25 abzutasten und zu erfassen, welche ausreichen
um Festzustellen, um welche Art oder Typ von Höhenrelief 25 aus einer zuvor eingerichteten
Bibliothek es sich handelt und um diesem Höhenrelief 25 dann das zugehörige entsprechend
datenmäßig vorbereitete Motiv 3 zuzuordnen.
[0049] Wird das gesamte Höhenrelief 25 erfasst, ist es natürlich möglich, anhand der erfassten
Daten, unabhängig von entsprechend exakt zugeordneten Vorgaben, mit einer entsprechenden
Software ein Motiv nach entsprechenden Grundvorgaben beispielsweise in der Bilddatenverarbeitungs-
und/oder -erkennungsvorrichtung 12 zu errechnen und der Ansteuerung der Applikationsvorrichtung
4 bzw. deren Abgabevorrichtungen 16 zugrunde zu legen.
[0050] Wird das gesamte Höhenrelief 25 bzw. das Höhenprofil mit Detektorvorrichtung 19 erfasst,
kann dazu beispielsweise eine hochauflösende Kamera eingesetzt werden. Mit dieser
Kamera bzw. einer entsprechenden Laserabtastvorrichtung kann im kontinuierlichen oder
im intermittierenden Durchlauf des Objektes 2 unter der Detektorvorrichtung 19 die
komplette Oberfläche des Objektes 2 vermessen werden. Die entsprechenden Daten können
an die Steuervorrichtung 11 und/oder an die Bilddatenverarbeitungs- und/oder -erkennungsvorrichtung
12 weitergeleitet werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, über diese genannten
Vorrichtungen diese Daten in einem gesonderten Rechner zu übertragen, der aus diesen
eingegangenen Daten der Detektorvorrichtung 19 das entsprechende exakte Höhenrelief
errechnet und damit die Steuerdaten für die nachfolgenden Arbeitsvorgänge zur Verfügung
stellt.
[0051] Bei Verwendung einer hochauflösenden Kamera können einstückige Objekte mit einer
Größenordnung von zB 200 cm x 150 cm oder kontinuierliche Bahnen von Objekten mit
einer Breite von zB 200 cm oder mehr vermessen werden. Kommt zB eine hochauflösende
Zeilenkamera zum Einsatz, so wird das Höhenrelief 25 synchron zur Fördergeschwindigkeit
des Objektes 2 bzw. zur Relativgeschwindigkeit zwischen dem Objekt 2 und der Detektorvorrichtung
19 ermittelt. Das Höhenrelief 25 wird aus den aufgezeichneten Zeilen der Steuervorrichtung
11 bzw. der Bilddatenverarbeitungs- und/oder -erkennungsvorrichtung 12 zusammengesetzt.
Darauf wird das diesem Höhenrelief 25 entsprechende Motiv 3 bzw. Druckmotiv aus einer
Bilddatenbank, die in der Steuervorrichtung 11 oder der Bilddatenverarbeitungs- und/oder
-erkennungsvorrichtung 12 oder einem anderem diesen zugeordneten Rechner abgespeichert
ist, abgerufen und der Steuervorrichtung 11 zur Ansteuerung der Abgabevorrichtungen
4 übergeben. Wird nun das Objekt 2 den Abgabevorrichtungen 16 bzw. den Applikationsvorrichtungen
4 zugeführt, wird entsprechend den Steuerungsdaten von der Steuervorrichtung 11 die
jeweilige Abgabevorrichtung 16 zur Abgabe der entsprechenden Fluidtropfen 14 und 15
von mit bevorzugter unterschiedlichen Pigmenten oder Partikeln versetzten Fluiden
angesteuert, um damit das Motiv 3, wie dies beispielsweise bei den aus den Industrieanwendungen
bekannten Tintenstrahldruckvorrichtungen bekannt ist, herzustellen.
[0052] Bei der Ermittlung bzw. dem Feststellen oder Scannen des Verlaufs der dreidimensionalen
Struktur 25 bzw. des Höhenreliefs können diese Daten auch dazu herangezogen werden,
um die Ausrichtung der dreidimensionalen Struktur 25 des Objektes 2 relativ zu einer
vordefinierbaren Soll-Position zu ermitteln und je nach Lage der dreidimensionalen
Struktur 25 bzw. des Höhenreliefs und damit des Objektes 2 einige entsprechende Eingabesignale
für die Steuervorrichtung 11 generieren.
[0053] Ebenso können taktile Abtastverfahren wie zum Beispiel das Tastschnittverfahren zum
Einsatz kommen, so kann beispielsweise ein Profilometer verwendet werden.
[0054] Mit diesen Eingabesignalen ist es nunmehr der Steuervorrichtung 11 möglich, die Applikationsvorrichtung
4 bzw. deren Abgabevorrichtungen 16 derart anzusteuern, dass auch bei nicht exakt
ausgerichteter Lage des Objektes 2 beispielsweise mit einer seiner Längsachsen nicht
parallel zur Förderrichtung - Pfeil 9 - das Motiv 3 in der gewünschten Ausrichtung
relativ zur dreidimensionalen Struktur 25 bzw. dem Höhenrelief aufgetragen wird. Eine
derartige Vorgehensweise kann die Geschwindigkeit des Auftragens des Motivs 3 steigern
und ist zum Beispiel auch möglich, gesonderte Führungsvorrichtungen für die Objekte
2 bzw. Ausrichtvorrichtungen wie Positionierachsen oder Roboter zum exakten Ausrichten
der Lage des Objektes 2 auf der Positioniervorrichtung 7 bzw. der Zufuhrvorrichtung
13 einzusparen. Die Steuervorrichtung 11 erhält daher von der ihr zugeordneten Bilddatenspeichervorrichtung
30 für die Applikationsvorrichtung 4 die dieser zugeordneten Abgabevorrichtungen 16
die benötigten Daten die anhand der Signale von der Detektorvorrichtung 19, die zumindest
einen Teil der dreidimensionalen Struktur 25 bzw. des Höhenreliefs des Objektes 2
und/oder die Ausrichtung des Objektes 2 in zumindest zwei unterschiedlichen Raumrichtungen
17, 18 ermittelt bzw. scannt, festgelegt bzw. ausgewählt oder errechnet werden. Von
der Detektorvorrichtung 19 werden der Struktur 25 und die tatsächliche Ausrichtung
der Struktur 25 bzw. des Objekts 2 relativ zu einer Soll-Position charakterisierende
Eingangssignale generiert. Damit ist es der Steuervorrichtung 11 auf Grundlage dieser
Eingangssignale möglich, eine Ausrichtung der Objekte 2 in eine gewünschte Soll-Position
mit entsprechenden Stellmittel anzusteuern und/oder die Applikationsvorrichtung 4
bzw. deren Abgabevorrichtungen 16 für das Aufbringen der Fluidtropfen 14, 15 auf das
Objekt 2 entsprechend dem aufgrund der Ermittlung der dreidimensionalen Struktur 25
ausgewählten, vorbestimmbaren Motiv 3 und gegebenenfalls der Lage des Objektes 2 zu
steuern.
[0055] Die dabei entstehenden Datenmengen sind sehr umfangreich, jedoch können so tatsächlich
nahezu beliebig viele Strukturen erkannt und ebenso viele unterschiedliche Motive
3 passgenau gedruckt werden. Bei Objekten 2 mit niedrigem Reflexionsgrad ist unter
Umständen eine entsprechende Beleuchtung zur sicheren Relieferkennung notwendig.
[0056] Da es heute am Markt Fliesenpressen gibt, die mehrere Fliesen, bevorzugt 6 oder 12
Fliesen gleichzeitig pressen können, sind in einem Produktionsprozess entsprechend
viele verschiedene Strukturen zu erwarten.
[0057] Vorteilhaft ist es nun insbesondere beim Aufbringen von Motiven 3 auf Fliesen bzw.
Grünlinge aber selbstverständlich auch für alle anderen Einsatzzwecke bei welchen
auf Objekte 2 unterschiedlichste Motive 3 nach einem chaotischen System aufgebracht
werden sollen, eine Codierung 21 am Objekt 2 anzuordnen die vor dem Aufbringen des
Motivs 3 auf das Objekt 2 abgetastet wird um dem jeweiligen Höhenrelief 25 das zugehörige
Motiv 3 zuzuordnen bzw. die Applikationsvorrichtungen 4 bzw. Abgabevorrichtungen 16
zum Abgeben der entsprechenden Fluidtropfen 14 und 15 anzusteuern.
[0058] Die Codierung 21 kann dabei beliebig ausgestaltet sein oder die unterschiedlichsten
Formen aufweisen. So ist es beispielsweise möglich, einen aus dem Stand der Technik
bekannten Strichcode oder Barcode beispielsweise auch einen dreidimensionalen Strichcode
zum Kodieren der einzelnen Objekte 2 zu verwenden, sodass diesen die richtigen Motive
3 vollautomatisch zugeordnet werden können. Selbstverständlich kann dieser Strichcode
an jeder beliebigen Stelle des Objekts beispielsweise auf jenen Bereichen aufgetragen
werden auf die anschließend das Motiv 3 aufgebracht wird.
[0059] Bevorzugt ist bei quaderförmigen Objekten 2 die Codierung 21 auf der Unterseite 24
des Objekts 2 oder den die Ober- und Unterseite verbindenden Seitenflächen angeordnet.
[0060] Selbstverständlich ist es auch möglich, dass der Strichcode oder die Codierung 21
unter Tageslicht bzw. normal verwendetem künstlichem Licht unsichtbar ist. Eine derartige
Codierung 21 kann daher auch ohne weiters im Bereich der für den Betrachter beim bestimmungsgemäßen
Einsatz zugewandten Sichtseite des Objekts 2 angeordnet sein, sodass man auch später
mit speziellem Licht beispielsweise Infrarot- oder UV-Licht oder mit einem anderen,
wellenoptischen Verfahren diese Codierung 21 auslesen kann. Dies ist besonders dann
vorteilhaft, wenn mehrere einzelne Objekte 2 zu einem großen Gesamtmotiv zusammengesetzt
werden und eines dieser Objekte 2 beschädigt wird oder bricht, sodass das entsprechend
richtige Objekt 2 exakt nachgefertigt werden kann.
[0061] Elektronische Bauelemente die keine eigene Energiequelle benötigen wie beispielsweise
Microchips oder so genannte RFID können ebenfalls in das Objekt 2 eingebettet oder
auf dessen beim normalen Gebrauch auch auf für den Betrachter nicht sichtbaren Teilen
der Oberfläche angeordnet sein.
[0062] Wie in Fig. 3 dargestellt ist es bei Objekten 2 beispielsweise solchen die durch
entsprechende Verfahren wie Pressen, Spritzgießen, Prägen oder dergleichen hergestellt
werden, auch möglich, eine dreidimensionale Codierung 21 anzuordnen. Dies empfiehlt
sich unter anderem bei der Herstellung von Grünlingen in der Keramikindustrie, da
dort vielfach die Bauteile durch einen Pressvorgang hergestellt werden und im Zuge
dieses Pressvorganges an geeigneter Stelle auch die Codierung 21 als Identifizierungsmerkmal
für das Objekt 2 bzw. das darauf aufgebrachte Höhenrelief 25 eingepresst bzw. geprägt
bzw. eingeformt werden kann.
[0063] Während zum Ablesen von flächig aufgebrachten Strichcodes alle aus dem Stand der
Technik bekannten Lesevorrichtungen wie sie in der Industrieproduktion bzw. bei der
Kommissionierung von Waren verwendet werden eingesetzt werden können, besteht bei
der Anordnung von dreidimensionalen Codierungen auch die Möglichkeit die Detektorvorrichtung
19 zur optoelektronischen Abtastung des Höhenprofils der Codierung 21 als Lasermessvorrichtung
auszubilden, welche zB nach einem optischen Triangulationsverfahren arbeitet, bei
dem der Sendestrahl vom Messobjekt 2 reflektiert wird.
[0064] Eine solche Detektorvorrichtung 19 die beispielsweise als Lasermessvorrichtung ausgebildet
ist, eignet sich vor allem für das Abtasten von Codierungen 21 wie sie beispielsweise
in Fig. 3 und 9 dargestellt sind. Bei der Abtastung einer derartigen Codierung 21
wird der vom Objekt 2 reflektierte Sendestrahl auf einer CCD-Matrix 29 ausgewertet,
und es wird ein dem Messabstand proportionales Signal generiert. Hier nimmt die durch
die Lasermesservorrichtung gebildete Detektorvorrichtung 19 - wie in Fig. 2 gezeigt
- die im Boden des Keramikteils bzw. Grünlings oder der Fliese oder auf die Unterseite
24 des Objektes 2 flächig aufgebrachte oder eingepresste Codierung 21 auf.
[0065] Das mit der Codierung 21 versehene Objekt 2 bzw. der Grünling oder die Fliese wird
zum Abtasten der zum Beispiel in Fig. 3 dargestellten Codierung 21 die auf der Unterseite
24 des Objektes 2 angeordnet sein kann an der Detektorvorrichtung 19 vorbeigeführt,
die von unten die Struktur der Codierung 21 synchron zur Fortbewegungsgeschwindigkeit
des Objektes 2 abtastet.
[0066] Das der Codierung 21 - die unverwechselbar der dreidimensionalen Struktur 25 bzw
dem Höhenrelief des Objektes 2 zugeordnet ist - entsprechende Motiv 3 wird aus der
Bilddatenverarbeitungs- und/oder -erkennungsvorrichtung 12 und/oder einem Bilddatenspeicher
30 abgerufen und den Abgabevorrichtungen 19 zur Verarbeitung übergeben, und es erfolgt
schließlich ein Bedrucken mit dem jeweiligen Motiv 3.
[0067] Die Codierung 21 kann beispielsweise Codelinien 31 aufweisen die entsprechend ihres
Abstand und/oder ihrer Dicke ähnlich wie bei einem ein- oder mehrdimensionalen Barcode
eine unverwechselbare Identifikation des Objektes 2 bzw. der auf diesen angeordneten
Struktur 25 bzw. dem Höhenrelief des Objektes 2 ermöglichen.
[0068] Vorteilhafterweise ist aber zusätzlich zu den Codelinien 31 auch die Anordnung einer
Zentrierungsmarkierung 32 so wie falls gewünscht einer oder mehrerer Richtungsmarkierungen
33 und 34 möglich. Mit der Zentrierungsmarkierung 32 ist es möglich, die Lage der
Seitenkanten 35 bis 38 des Objektes 2 zu definieren, sodass durch Abtastung der Zentrierungsmarkierung
32 die Lage dieser Seitenkanten 35 bis 38 gegenüber einer gewünschten Soll-Position
beispielsweise der Zufuhrrichtung - Pfeil 9 - ermittelt und gegebenenfalls verändert
werden kann. Mit den zusätzlichen Richtungsmarkierungen 33 und 34 ist es bei der nachfolgend
speziell beschriebenen Anordnung auch zusätzlich möglich, jede dieser Seitenkanten
35 bis 38 zu identifizieren. Während der Zufuhr des Objektes 2 zur Applikationsvorrichtung
4 ist es bei Verwendung der Richtungsmarkierungen 33, 34 und der Zentrierungsmarkierung
32 möglich, die in Zufuhrrichtung - Pfeil 9 - vordere Stirnseite 39 des Objektes 2
zu erkennen und zu identifizieren.
[0069] Die vordere Stirnseite 39 bildet also jene mit der das Objekt 2 zuerst in den Bereich
der Applikationsvorrichtung 4 eintritt.
[0070] Im Detail kann diese Codierung 21 nun derart aufgebaut sein, dass im Schnittpunkt
von in strichlierten Linien dargestellten Diagonalen 40 des Objekts 2 ein Mittelpunkt
41 der durch ein Quadrat 42 gebildeten Zentrierungsmarkierung 32 angeordnet ist. Diese
Zentrierungsmarkierung 32 besteht aus einem Quadrat mit Seitenkanten 43 - 46 wovon
die Seitenkanten 44 und 46 parallel zu einer durch den Mittelpunkt 41 verlaufenden
Längsmittelachse 47 ausgerichtet sind und jeweils um den gleichen Abstand y von dieser
Längsmittelachse 47 distanziert angeordnet sind.
[0071] Die senkrecht zu diesen Seitenkanten 44 und 46 verlaufenden Seitenkanten 43 und 45
sind ihrerseits wiederum im gleichen Abstand x von einer Quermittelachse 48 des Objektes
2 angeordnet. Die wiederum durch den Mittelpunkt 41 verläuft. Die Längsmittelachse
47 und die Quermittelachse 48 sind jeweils im gleichen Abstand b bzw. a von den Seitenkanten
35, 37 bzw. 36, 38 des Objektes 2 angeordnet.
[0072] Innerhalb der Zentrierungsmarkierung 32 befinden sich die Codelinien 31 die zum Beispiel
unter einem Winkel α unter 45° geneigt zur Längsmittelachse 47 ausgerichtet sind.
Diese Codelinien 31 bzw. deren Anzahl und gegebenenfalls Dicke bilden eine Codemarkierung
beispielsweise im Sinne eines Barcodes, wobei der Verlauf dieser Codelinien 31 schräg
zu den Seitenkanten 43 bis 46 der Zentrierungsmarkierung 32 ein exaktes Erkennen und
Unterscheiden derselben in einfacher Weise ermöglicht.
[0073] Wird nun diese Zentrierungsmarkierung 32 mit der Detektor- oder Sensorvorrichtung
19, 20 abgetastet, kann sowohl die Lage des Mittelpunktes 41 des Objektes 2 als auch
der Typ des Objektes 2 und damit das zu diesem Objekt 2 gehörende Motiv 3 bestimmt
werden, sodass das das Richtige zum Objekt 2 gehörige Motiv aus der Bilddatenverarbeitungs-
und/oder - erkennungsvorrichtung 12 bzw. dem Bildspeicher 30 zur Ansteuerung der Applikationsvorrichtung
4 ausgewählt bzw. bestimmt werden kann.
[0074] Wenn es sich nun beim Objekt 2 um einen quadratischen Bauteil handelt oder einen
rechteckigen, bei dem durch mechanische Führungsrichtungen sichergestellt ist, dass
er nur mit einer der Seitenkanten 35 oder 37 als Stirnseite 39 der Applikationsvorrichtung
4 zugeführt werden kann, kann die Ausführung der Codierung 21 wie zuvor beschrieben
völlig ausreichend sein.
[0075] Soll jedoch darüber hinaus eine beliebige Lage des Objektes 2 für die Zufuhr zur
Applikationsvorrichtung 4 möglich sein, ist es von Vorteil, wenn mit der Codierung
21 auch erkannt werden kann, welche der Seitenkanten 35 bis 38 bei der Zufuhr mit
der Positioniervorrichtung 7 bzw. der Zufuhrvorrichtung 13 auf der Auflagefläche 22
die Stirnseite 39 bildet. Dazu ist es nun möglich, dass zusätzlich zur Zentrierungsmarkierung
32 zwei Richtungsmarkierungen 33 und 34 angeordnet sein können. Bei diesen handelt
es sich ebenfalls um Quadrate die jedoch nun nicht mehr auf den Mittelpunkt 41 sondern
auf die Zentrierungsmarkierung 32 ausgerichtet sind. Eine Seitenlänge 49 der Richtungsmarkierung
33 ist größer als die Seitenlänge 2x der Zentrierungsmarkierung 32 und eine Seitenlänge
50 der Richtungsmarkierung 34 ist größer als die Seitenlänge 49 der Richtungsmarkierung
33.
[0076] Um nun eine eindeutige Erkennung der jeweiligen Seitenkanten 35 bis 38 des Objektes
2 zu ermöglichen, ist, die Richtungsmarkierung 33 so ausgerichtet, dass sich Seitenkanten
51 und 52 in einer gleichen geringen Distanz 55 von den Seitenkanten 46 und 45 der
Zentrierungsmarkierung 32 befinden. Dadurch ist die durch ein Quadrat gebildete Richtungsmarkierung
33 versetzt gegenüber der Codemarkierung 32 angeordnet, wobei der Mittelpunkt dieser
durch das Quadrat gebildeten Richtungsmarkierung 33 im vorliegenden Ausführungsbeispiel
in Richtung der Seitenkante 36 des Objektes 2 versetzt ist. Die weitere Richtungsmarkierung
34, die ebenfalls durch ein Quadrat gebildet wird, ist nunmehr gegenüber dem Mittelpunkt
der Richtungsmarkierung 33 versetzt angeordnet in dem die zu den Seitenkanten 52 und
53 der Richtungsmarkierung 33 parallel verlaufenden Seiten von der Richtungsmarkierung
34 wieder in der geringen Distanz 55 angeordnet sind, wogegen die parallel zu den
Seitenkanten 51 und 54 verlaufenden Seitenkanten der Richtungsmarkierung 34 wiederum
einen größeren Abstand von diesen aufweisen als die Distanz 55.
[0077] Damit ergibt sich nun beim Durchlauf der Codierung 21 durch den Lesebereich der Detektor-
und/oder Sensorvorrichtung 19, 20 eine unterschiedliche Abfolge und Distanz der einzelnen
Seitenkanten 43-46, 51-54 der Richtungsmarkierung 34, 33 und der Zentrierungsmarkierung
32 und wirken diese Seitenkanten und zwar die Seitenkante 44 sowie die Seitenkante
54 und die zu dieser parallel verlaufende Seitenkante der Richtungsmarkierung 34 wie
die Balken eines Barcodes, der sich von der Aufeinanderfolge und Abstände der Seitenkanten
46 und 51 bzw. der zur Seitenkante 51 parallel verlaufende Seitenkante der Richtungsmarkierung
34 eindeutig unterscheidet, ebenso wie in Richtung der anderen beiden Seitenkanten
36 und 37 des Objektes 2.
[0078] Vor allem für die Herstellung von Keramikteilen bzw. durch einen Pressvorgang hergestellte
Objekte 2 kann die Codierung 21 mit einem Pressenstempel, der im Stempelboden diese
Struktur eingearbeitet hat, auf der Unterseite des Objekts 2 erzeugt werden. Die Stempeldecke
des Pressenstempels erzeugt dabei gleichzeitig das zu bedruckende Höhenrelief 25.
Mit dieser Vorgangsweise die vor allem bei der Produktion von Keramikbauteilen wie
Grünlingen oder Fliesen vorteilhaft ist, können alle möglichen Fliesengrößen verarbeitet
werden, wobei jedoch die Mindestgröße der Fliese 60 mm x 60 mm betragen muss. Eine
Struktur von 1 mm Höhendifferenz kann mit einem Messsignal von 1 V ausreichend genau
aufgelöst werden. Die Abtastfrequenz der Detektor- bzw. Sensorvorrichtung 19, 20 ist
bevorzugt größer als 2 kHz. Der Sensormessbereich beträgt zwischen 5 und 15 zB 10
mm, die Höhenlinienabtastgenauigkeit liegt bei 0,0 bis 0,2 bevorzugt 0,1 µm. Diese
Anwendungsvariante der Codierung ist nahezu unabhängig vom Reflexionsgrad der Oberfläche
des Objektes 2. Die Stempelstrukturtoleranz liegt bei 5% der Vorgabewerte, dies ist
mit Pressen insbesondere Fliesenpressen nach dem heutigen Stand der Technik realisierbar.
[0079] Die dargestellten Abgabe- bzw. Applikationsvorrichtungen 16, 4 können als Single
- Pass Anlage ausgebildet sein, bei denen die Abgabevorrichtungen 16 fix angeordnet
sind. Damit kann ein zu bedruckendes Objekt 2 über die gesamte maximale Druckbreite
durchgehend mit den gewünschten Farben sowie, falls gewünscht, zusätzlich mit der
Farbe WEISS und/oder einer transparenten Farbschicht und/oder einer Schutzschicht
bedruckt werden.
[0080] Selbstverständlich können die Applikationsvorrichtung 4 auch zum scannenden Aufbringen
von Fluidtropfen 14, 15 ausgebildet sein, sodass mit mehreren Abgabevorrichtungen
16 unterschiedliche Farben, sowie gegebenenfalls die Farbe WEISS und/oder transparent
und/oder Schutzschichten aufgetragen werden können, wobei jedoch der oder die Abgabevorrichtungen
16 bzw. Druckköpfe sich nur über einen Teil der Breite des zu bedruckenden Objekts
2 erstrecken und jeweils streifenweise die Farbe, während einer Bewegung quer zur
Längsrichtung des zu bedruckenden Objektes 2, aufgetragen wird und das zu bedruckende
Objekt 2 nach jedem Quervorschub der Applikationsvorrichtung 4 über dessen Breite
mit der Zufuhrvorrichtung 13um ein voreinstellbares Ausmaß in Förderrichtung - Pfeil
9 in Fig. 2 - intermittierend vorwärts bewegt wird.
[0081] Des Weiteren ist es aber auch möglich, eine Abgabevorrichtung 16 einzusetzen, bei
der die Tintentropfen 14, 15 nach dem Austritt aus dieser durch ein elektromagnetisches
Feld so abgelenkt werden, dass sie auf der richtigen Stelle des zu bedruckenden Objektes
2 auftreffen. Bei dem zu bedruckenden Objekt 2 kann es sich um unterschiedliche Materialien,
beispielsweise folienartige Materialien aus Papier, Kunststoff, Metal, Textil, Holz
und dergleichen oder um Vliese, Netze und dergleichen handeln oder es kann aber auch
plattenförmiges Material und bandförmiges Material aus den vorgenannten Materialien
bedruckt werden. Insbesondere ist es möglich, plattenförmiges Material oder Bauteile
oder Folien aus Holz, zum Beispiel auch mit zu diesem Holz unterschiedlichen Holzstruktur,
Keramik wie keramische Bauteile als gebrannte Ware oder als Grünlinge, Natursteine
oder andere Naturmaterialien wie Matten, Netze, Vliese oder Leder und sonstige Baumaterialien
wie beispielsweise Gipskartonplatten, Gipsbauteile oder dergleichen zu bedrucken.
Diese Objekte 2 können aus extrudierten Holzmassen, aus keramischen Massen (Grünlinge
oder gebrannt), aus unterschiedlichsten Werkstoffen wie Metall, Nichteisenmetalle,
Kunststoffe und dergleichen gebildet werden. Überdies sind unterschiedliche Herstellungsverfahren
für die Objekte 2 denkbar, wie beispielsweise Spritzgießen, Extrudieren, Blasformen,
Tiefziehen, Gießen, und auch unterschiedliche spanabhebende Verfahren wie z.B. Fräsen.
[0082] Einer Verschmutzung der Optik der Detektor- und/oder Sensorvorrichtung 19, 20, 27
wird durch Vorschalten einer Reinigungsvorrichtung entgegengewirkt so kann mit einem
Freiblasvorsatz, der gefilterte Luft verwendet, eine klare Optik erzielt werden.
[0083] Durch diese Ausbildung der Codierung 21 kann nun eine vollautomatische exakte Ausrichtung
eines Objektes 2 beispielsweise der Längsmittelachse 47 oder der Quermittelache 48
parallel zur Förderrichtung - Pfeil 9 - durch einen Roboter oder entsprechend angeordnete
Ausrichtorgane erfolgen und jeweils auch eine Lageänderung des Objektes 2 vorgenommen
werden, sodass die für das Aufbringen des Motivs 3 benötigte Stirnseite 39 zuerst
in dem Bereich der Applikationsvorrichtung 4 eintritt.
[0084] Andererseits ist es nunmehr aber auch möglich die Objekte 2 in beliebiger Lage auf
die Positioniervorrichtung 7 bzw. die Zufuhrvorrichtung 13 aufzulegen und kann durch
entsprechende Ansteuerung der Applikationsvorrichtung bzw. -vorrichtungen 4 das Aufbringen
des Motivs 3 an die jeweilige Lage des Objektes 2 exakt angepasst werden. Selbstverständlich
ist es auch bei Objekten 2 die keine geradlinigen Seitenkanten 35-38 aufweisen möglich,
durch die Anordnung der Codierung 21 die Längsmittelachse 47 und Quermittelachse 48
festzulegen und damit auch Objekte 2 mit einer beliebigen Umfangskontur mit dem gewünschten
Motiv 3 lagegenau zu beschichten bzw. dieses aufzubringen.
[0085] Vorteilhaft ist es bei dieser Codierung 21 wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, wenn
eine Nuttiefe 0,5 bis 4 mm bevorzugt 1 mm beträgt und eine Nutbreite und/oder ein
Abstand zwischen den Seitenkanten 42 bis 46 und 51 bis 54 der Zentrierungsmarkierung
32 und der Richtungsmarkierung 33, 34 bzw. der zu der Richtungsmarkierung 33, 34 parallel
verlaufenden Seitenkanten der Richtungsmarkierung 33, 34 1 bis 5 mm bevorzugt 1,5
bis 2,5 mm aufweist. Die Strukturenhöhentoleranz soll bevorzugt +/- 0,1 mm betragen.
Der Abstand der Codelinien 31 kann beliebig gewählt werden, zum Beispiel zwischen
2 und 6 mm, bevorzugt 4 mm betragen. Eine Toleranz dieser Codlinien 31 soll zwischen
+/- 0,1 +/- 0,5 mm, bevorzugt +/- 0,25 mm betragen. Ebenfalls ist ein variabler Strukturlinienabstand
möglich.
[0086] Bei der zentrierten Ausrichtung ist dann, wenn die zusätzlichen Richtungsmarkierungen
33 und 34 vorgesehen sind, keine Richtungsabhängigkeit beim Aufbringen der Motive
3 gegeben.
[0087] Bei einer entsprechenden Anordnung und Ausbildung der Codierung 21 ist es daher möglich,
eine Zentriergenauigkeit des Objektes 2 relativ zu der Codierung 21 zum Beispiel von
+/- 0,1 bis 1 mm bevorzugt +/- 0,5 mm bezogen auf die Zentrierungsmarkierung 32 also
das innere Quadrat zu erzielen.
[0088] Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Teiles der Steuervorrichtung 11
und der Bilddatenspeicherverarbeitungs- und -erkennungsvorrichtung 12 einer beispielhaften
Vorrichtung 1 zum Bedrucken von Objekten 2 wie sie beispielsweise in Fig. 1, 2 und
6 gezeigt ist.
[0089] Die zur Steuervorrichtung 11 gehörende Auswerteelektronik besteht aus einem Auswertemikrocontroller
56 mit Analog/Digital-Wandler, aus Schnittstellenbausteinen 57 zum Aufbau einer zB
proprietären RS-485 Schnittstelle, sowie aus einem Eingang für die Impulse der Sensorvorrichtung
27 bzw. des Inkrementalgebers zur Bandgeschwindigkeitsmessung. Der Auswertemikrocontroller
56 tastet das analoge Ausgangssignal der CCD-Matrix 29 mit einer Abtastrate größer
als 2 kHz bevorzugt größer 4 kHz ab.
[0090] Bei einer Flankensteigung des Signals, die über eine genau definierte Anzahl an Abtastwerten
größer ist als ein einstellbarer Schwellenwert, beginnt der Auswertemikrocontroller
56 mit der Strukturauswertung, indem er die Laufstrecke des Objektes 2 bzw. der Fliese
mittels Encodersignal auswertet. Ist diese Laufstrecke gleich lang wie der Codemarkierungsstartbereich,
so wird von einem Strukturstart ausgegangen.
[0091] Die nachfolgenden Flankensteigungen und Laufstrecken ohne Signalsprünge im Bereich
der gültigen Flankensteigungen legen die gelesenen Codierung 21 fest. Befindet sich
die gelesene Codierung 21 im gültigen Coderaum, so ist die Struktur richtig erkannt
worden. Je nach erkannter Struktur teilt der Auswertemikrocontroller 56 der Applikationsvorrichtung
4 die gelesene Codierung 21 über die Schnittstellenbausteine 57 mit. Die Applikationsvorrichtung
4 fordert basierend auf der gelesenen Codierung 21 das richtige Motiv 3 vom Bilddatenspeicher
30 an. Ein Druckercontroller 58 speichert die von der Detektorvorrichtung 19 erhaltenen
Codierungen 21 in einem Ringspeicher ab und fordert nach jeder Bildausgabe gezielt
das nächste Motiv 26 vom Bilddatenspeicher 30 zur Bildverarbeitung an. Eine Bildpufferung
von beliebigen zB 6 bis 20 Bildern ist möglich.
[0092] Die Strecke zwischen der Detektorvorrichtung 19 und Applikationsvorrichtung 4 ist
mit einem Schutzgehäuse versehen. Damit wird verhindert, dass Objekte 2, deren Codierungen
21 bereits erkannt wurden, vom Band genommen werden und somit die erforderliche Reihenfolge
nicht eingehalten wird, was einen Systemfehler zur Folge hätte.
[0093] Fig. 5 zeigt das Zusammenwirken des der Sensorvorrichtung 27 und der CCD-Matrix 29
mit der Steuervorrichtung 11 für eine exakte Überwachung der Position des Objektes
2 zwischen der CCD-Matrix 29 und der Applikationsvorrichtung 4. Die Zufuhrvorrichtung
13, bzw. die Sensorvorrichtung 27 gibt hierzu das Taktsignal.
[0094] Dadurch wird die Durchlaufzeit des Objektes 2 unter der CCD-Matrix 29 laufend erfasst.
Dies hat den Zweck, dass bei einer Veränderung der Durchlaufzeit des Objektes 2 unter
CCD-Matrix 29 ein Stau von Objekten 2 unter der Applikationsvorrichtung 4 für das
Fluid bzw. zwischen der CCD-Matrix 29 und der Applikationsvorrichtung 4 für das Fluid
bzw. die Fluidtropfen 14, 15 festgestellt werden kann. Auf diese Weise kann auch die
Ablesegenauigkeit der Codierung 21 durch die CCD-Matrix 29 gesteigert werden. Dies
vor allem dann, wenn die Zufuhrgeschwindigkeit bzw. die Relativgeschwindigkeit zwischen
Applikationsvorrichtung 4 und Objekt 2 nicht gesondert mit einer Sensorvorrichtung
20 überwacht wird.
[0095] Die Fig. 6 zeigt eine Darstellung einer beispielhaften Ausführung einer durch eine
Text- und/oder Zeichencodierung 59 gebildeten Codierung 21 an einem Objekt 2. Bei
der Text- und/oder Zeichencodierung 59 handelt es sich um einen Barcode (EAN-8 Industrie-Standardformat)
welcher von einer Sensorvorrichtung 20 zum Beispiel einem Barcodescanner 60 erfasst
wird. Der Barcodescanner 60 liefert das Signal über eine Steuerleitung 26 an die Steuervorrichtung
11. Die Codierung 21 befindet sich an einer die Unterseite 24 mit der Oberseite 23
des Objekts 2 verbindenden Seitenfläche 61. Die Oberseite 23 des Objekts 2 besitzt
eine Struktur 25, also ein Höhenrelief.
[0096] Eine - beispielhaft bewegliche (Pfeil) - Abgabevorrichtung 16 appliziert Fluidtropfen
14 und/oder 15 auf die dreidimensionale Struktur 25 also die strukturierte Oberfläche
des Objektes 2. Diese Abgabevorrichtung 16 kann in eine Richtung beweglich sein, beispielsweise
quer zur Längsmittelachse 47 des Objektes 2. In diesem Fall bewegt sich das Objekt
2 in Längsrichtung - Pfeil 9 - unter der Abgabe- bzw. Applikationsvorrichtung 16,
4 hinweg und sorgt damit für einen Zeilenvorschub. Gleichwohl ist es aber auch alternativ
möglich, dass die Abgabe- bzw. Applikationsvorrichtung 16, 4 in Richtung beider Achsen
beweglich ist und das Objekt 2 während des Applikationsvorganges unbewegt bleibt.
[0097] Die Figuren 7 bis 9 zeigen eine Darstellung in Drauf-, Vorder- und Untersicht eines
beispielhaften Objekts 2 mit Codierung 21 auf der Unterseite 24 und das auf die dreidimensionale
Struktur 25 bzw. das Höhenrelief 25 aufgebrachte Motiv 3 auf der Oberseite 23 des
Objekts 2. Die Codierung 21 wird während der Herstellung des Objekts 2 wie zB anhand
der Fig. 3 beschrieben durch Einpressen hergestellt. Die innerste Zentrierungsmarkierung
32 der Codierung 21 ist zentriert auf den Schnittpunkt der Diagonalen 40 im Objekt
2 angeordnet.
[0098] Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der Vorrichtung 1.
Zum Erzeugen eines Motives 3 auf einem Objekt 2, wobei an dieser Stelle bemerkt sei,
dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben
eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten
untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum
technischen handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen
Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten,
die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante
möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst.
[0099] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis
des Aufbaus der Vorrichtung 1 zum Erzeugen der dreidimensionalen Struktur 2 diese
bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert
dargestellt wurden.
[0100] Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrunde liegende Aufgabe kann der
Beschreibung entnommen werden.
[0101] Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1, 2, 3 und 6 bis 9 gezeigten Ausführungen
den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen,
erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren
zu entnehmen.
[0102]
Bezugszeichenaufstellung
1 |
Vorrichtung zum Bedrucken |
38 |
Seitenkante |
2 |
Objekt |
39 |
Stirnseite |
3 |
Motiv |
40 |
Diagonale |
4 |
Applikationsvorrichtung |
|
|
5 |
Teil |
41 |
Mittelpunkt |
|
|
42 |
Quadrat |
6 |
Oberfläche |
43 |
Seitenkante |
7 |
Positioniervorrichtung |
44 |
Seitenkante |
8 |
Doppelgurt-Fördervorrichtung |
45 |
Seitenkante |
9 |
Pfeil |
|
|
10 |
Motor |
46 |
Seitenkante |
|
|
47 |
Längsmittelachse |
11 |
Steuervorrichtung |
48 |
Quermittelachse |
12 |
Bilddatenverarbeitungs- und/oder -erkennungsvorrichtung |
49 |
Seitenlänge |
|
50 |
Seitenlänge |
13 |
Zufuhrvorrichtung |
|
|
14 |
Fluidtropfen |
51 |
Seitenkante |
15 |
Fluidtropfen |
52 |
Seitenkante |
|
|
53 |
Seitenkante |
16 |
Abgabevorrichtungen |
54 |
Seitenkante |
17 |
Raumrichtung |
55 |
Distanz |
18 |
Raumrichtung |
|
|
19 |
Detektorvorrichtung |
56 |
Auswertemicrocontroler |
20 |
Sensorvorrichtung |
57 |
Schnittstellenbaustein |
|
|
58 |
Druckercontroller |
21 |
Codierung |
59 |
Text- und/oder Zeichencodierung |
22 |
Auflagefläche |
60 |
Barcodescanner |
23 |
Oberseite |
|
|
24 |
Unterseite |
61 |
Seitenfläche |
25 |
Struktur |
|
|
|
|
|
|
26 |
Steuerleitung |
|
|
27 |
Sensorvorrichtung |
|
|
28 |
Raumrichtung |
|
|
29 |
CCD-Matrix |
|
|
30 |
Bilddatenspeicher |
|
|
|
|
|
|
31 |
Codelinie |
|
|
32 |
Zentrierungsmarkierung |
|
|
33 |
Richtungsmarkierung |
|
|
34 |
Richtungsmarkierung |
|
|
35 |
Seitenkante |
|
|
|
|
|
|
36 |
Seitenkante |
|
|
37 |
Seitenkante |
|
|
1. Strukturerkennungsverfahren geeignet für einen Produktionsprozess zur Produktion eines
mit einer dreidimensionalen Struktur (25) versehenen Objektes (2) mit Motiv (3) dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (2) durch ein Erfassen wenigstens eines Teiles der Oberflächengeometrie
und/oder der dreidimensionalen Struktur (25) durch eine Detektorvorrichtung (19) klassifiziert
wird und anhand der erfolgten Klassifizierung das in einer Bilddatenspeichervorrichtung
(30) abgespeicherte Motiv (3) dem jeweiligen, mit der dreidimensionalen Struktur (25)
versehenen Objekt (2) zugeordnet wird, wobei das zuzuordnende Motiv (3) aus der Bilddatenspeicherungsvorrichtung
(30) abgerufen wird und an die Steuervorrichtung (11) zur Steuerung des Produktionsprozesses
übergeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine auf einer Oberseite (23) des Objektes (2) befindliche dreidimensionale Struktur
(25) erfasst wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturerkennungsverfahren vor dem Produktionsprozess durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass eine Signaleingabevorrichtung mit optischem Lesegerät, welches eine am Objekt (2)
aufgebrachte vorbestimmte Text- und / oder Zeichencodierung (59) erfasst.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (2) beim Erfassen der Oberflächengeometrie und/oder der dreidimensionalen
Struktur (25) beleuchtet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächengeometrie und/oder die dreidimensionale Struktur (25) optoelektronisch
vermittels Triangulation von Lichtstrahlen erfasst wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächengeometrie und/oder die dreidimensionale Struktur (25) mit einer Genauigkeit
von 0,1 µm erfasst wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die dreidimensionale Struktur (25) mit einer hochauflösenden Kamera durch eine Relativbewegung
zwischen einer Zeilenkamera und der dreidimensionalen Struktur (25) erfasst wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass im Strukturerkennungsverfahren das Objekt (2) in einem kontinuierlichen oder intermittierenden
Durchlauf unter der Detektorvorrichtung (19) vorbeigeführt wird und/oder nach erfolgter
Klassifizierung vermittels einer Zufuhrvorrichtung (13) einer Applikationsvorrichtung
(4) zugeführt wird.
10. Vorrichtung zur Herstellung eines wenigstens teilweise mit einer dreidimensionalen
Struktur (25) versehenen Objektes (2) mit Motiv (3), wobei die Vorrichtung eine Steuervorrichtung
(11) zur Steuerung einer Applikations- bzw. Abgabevorrichtung (4, 16) zum Aufbringen
von Motiven auf das Objekt (2) umfasst und die Vorrichtung eine Detektorvorrichtung
(19) aufweist dadurch gekennzeichnet ist, dass die Detektorvorrichtung (19) durch Erfassung wenigstens eines Teils (5) der Oberflächengeometrie
und/oder der dreidimensionalen Struktur (25) des Objektes (2) zur Klassifikation des
Objekts (2) ausgebildet ist, und die Vorrichtung anhand der erfolgten Klassifikation
des Objektes (2) zur Zuordnung ein in der Bilddatenspeichervorrichtung (30) abgespeichertes
Motiv (3) dem jeweiligen, mit der dreidimensionalen Struktur (25) versehenen Objektes
(2) ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung ausgelegt ist, das dem Objekt zugeordnete
Motiv (3) aus der Bilddatenspeichervorrichtung (30) abzurufen und an die Steuervorrichtung
(11) zur Ansteuerung der Applikationsvorrichtung (4) bzw. der Abgabevorrichtung (16)
zu übergeben.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Detektorvorrichtung (19) derart ausgelegt ist die auf einer Oberseite (23) des
Objektes (2) befindliche dreidimensionale Struktur (25) zu erfassen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Detektorvorrichtung (19) eine hochauflösende Kamera aufweist, welche derart ausgelegt
ist die dreidimensionale Struktur (25) des Objektes (2) durch eine Relativbewegung
zwischen einer Zeilenkamera und der dreidimensionalen Struktur (25) aufzunehmen.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektorvorrichtung (19) eine die dreidimensionale Struktur (25) optoelektronisch
erfassende CCD-Matrix (29) und eine mit einer optoelektronischen 15 Abtastvorrichtung
verbundene Auswerteelektronik beispielsweise einen Auswertemikrocontroller (56) aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektorvorrichtung (19) eine optische Messvorrichtung aufweist die derart ausgelegt
ist, wenigstens einen Teil der Oberflächengeometrie und/oder das Höhenrelief des dreidimensional
strukturierten Objektes (2) durch Triangulation von Lichtstrahlen zu erfassen.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikations- bzw. Abgabevorrichtung (4, 16) durch eine Tintenstrahldruckvorrichtung
mit mehreren Druckköpfen gebildet ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektorvorrichtung (19) und die Applikations- bzw. Abgabevorrichtung (4, 16)
hintereinander in Förderrichtung (Pfeil 9) einer Zufuhrvorrichtung (13) angeordnet
sind.