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Beschreibung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines
Detektionssignals und eine Erfassungseinrichtung.
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Obwohl
nachfolgend hauptsächlich auf Druckmaschinen Bezug genommen
wird, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern
vielmehr auf alle Arten von Bearbeitungsmaschinen gerichtet, bei
denen eine Warenbahn bzw. Materialbahn bearbeitet wird. Die Erfindung
ist aber insbesondere bei Druckmaschinen wie z. B. Zeitungsdruckmaschinen, Akzidenzdruckmaschinen,
Tiefdruckmaschinen, Verpackungsdruckmaschinen oder Wertpapierdruckmaschinen
sowie bei Verarbeitungsmaschinen wie z. B. Beutelmaschinen, Briefumschlagsmaschinen
oder Verpackungsmaschinen einsetzbar. Die Warenbahn kann aus Papier,
Stoff, Pappe, Kunststoff, Metall, Gummi, in Folienform usw. ausgebildet
sein.
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Stand der Technik
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Beim
Mehrfarbendruck bspw. in Rotationsdruckmaschinen erfolgt der Auftrag
der einzelnen Farbauszüge, insbesondere für Cyan,
Magenta, Gelb und Schwarz, in aufeinander folgenden Druckwerken.
Der Bedruckstoff wird dabei als Rollenmaterial bereitgestellt und
endlos durch die Druckeinheit geführt. Maßgeblich
für die erreichte Druckqualität ist, dass die
Druckbilder der einzelnen Farben exakt übereinander liegen.
Das Übereinanderliegen der Druckbilder wird dabei als Register
bezeichnet. Zur gegenseitigen Ausrichtung der einzelnen Druckwerke
werden zusätzlich zu dem eigentlichen Druckbild von jedem
Druckwerk Registermessmarken, zum Beispiel in Form von Passerkreuzen,
Dreiecken usw., aufgedruckt. Anhand dieser Marken kann ein Versatz zwischen
den einzelnen Druckbildern durch ein optisches Messsystem online
erfasst werden. Bei Rotationsdrucksystemen ist dieses Messsystem
im Allgemeinen Bestandteil eines Regelsystems, der sogenannten Registerregelung.
Die Registerregelung greift dabei über geeignete Stellglieder
in den Druckprozess ein und gleicht von dem optischen Messsystem
(Erfassungseinrichtung; Registersensor) erkannte Registerabweichungen
aus. Insbesondere können die Stellglieder die Bahnlänge
des Bedruckstoffes zwischen aufeinander folgenden Druckwerken so verändern,
dass die Druckbilder aufeinander folgender Druckeinheiten übereinander
liegen.
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Als
Erfassungseinrichtungen kommen Kontrastsensoren, Farbsensoren oder
Kameras zum Einsatz, welche typischerweise in Reflexion arbeiten. Die
Materialbahn wird konstant oder gepulst mit einer geeigneten Lichtquelle
(Weiß- oder Farblicht) beleuchtet und das reflektierte
Licht wird vom Sensor erfasst und ausgewertet.
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Vor
einer Abtastung durch Kontrast- oder Farbsensoren erfolgt üblicherweise
ein Teach-Vorgang, bei dem eine Signalschwelle erlernt wird, mit Hilfe
derer zwischen ”Marke” und ”keine Marke” unterschieden
wird. Der Zeitpunkt derjenigen Abtastung, bei der das auszuwertende
Signal die Signalschwelle über- bzw. unterschreitet wird
als Zeitpunkt des Kontrastübergangs angenommen.
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Bekannte
Kontrastsensoren sind als reine Gesamtintensitätssensoren
ausgebildet und somit ”farbenblind”. Üblicherweise
wird die Warenbahn mit Weißlicht bestrahlt und die reflektierte
Intensität mit einer Photodiode gemessen. Ein derartiger
Sensor ist in der
DE
10 2004 021 597 A1 gezeigt. Moderne Sensoren bzw. Erfassungseinrichtungen
sind in der Lage, in einem Teach-Vorgang die Warenbahn mit unterschiedlicher
Farbe zu beleuchten (z. B. rot, grün, blau usw.), um je
nach Farbe der Druckmarken einen optimalen Kontrast zu erhalten.
Problematisch ist jedoch in diesem Zusammenhang, dass es oftmals
nicht möglich ist, eine Beleuchtungsfarbe zu finden, die
für alle auf dem Material vorhandenen Marken ein optimalen
Kontrast liefert. In diesem Fall ist es nötig, mehrere
Sensoren einzusetzen, was die Kosten erhöht, oder auf Farbsensoren
auszuweichen, die jedoch auch teurer als reine Kontrastsensoren
sind und andere Nachteile zeigen.
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Bekannte
Farbsensoren sind typischerweise dazu ausgelegt, Druckmarken unterschiedlicher
Farben auszuwerten. Diese Sensoren beinhalten meist eine Weißlichtquelle
zur Beleuchtung der Warenbahn. Das reflektierte Licht wird erfasst
und in spektrale Anteile zerlegt, üblicherweise mittels
geeigneter Farbfilter. Alternativ ist auch eine aufeinanderfolgende
Beleuchtung und Erfassung mit Licht unterschiedlicher Farben (meist
rot, grün, blau) bekannt. Es stehen drei Ausgangssignale
zur Verfügung, die jeweils der Intensität eines
Farbkanals entsprechen. Bei dem Teach-Verfahren wird das Ausgangssignal
zur Markendetektion ausgewählt, das die größte
Intensitätsdifferenz zwischen ”Marke” und ”keine
Marke” liefert. Dies hat jedoch den Nachteil, dass bei
bestimmten Kombinationen zwischen Registermarken- und Hintergrundfarbe
nur ein schlechtes Signal-Rausch-Verhältnis erzielbar ist.
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Es
ist daher ein Anliegen, ein Verfahren zur Erzeugung eines Detektionssignals
und eine Erfassungseinrichtung zu schaffen, welche eine zuverlässige
optische Erkennung von Registermessmarken ermöglichen.
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Vor
diesem Hintergrund werden mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren
zur Erzeugung eines Detektionssignals und eine Erfassungseinrichtung
mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche
vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der
Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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Vorteile der Erfindung
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung kann eine
Erfassungseinrichtung bzw. ein Farbsensor bereitgestellt werden,
der mit wenigen Rechenoperationen ein farblich hochauflösendes
Detektionssignal bereitstellen kann. Der Farbsensor kann insbesondere
als True-Colour-XYZ Sensor realisiert sein. Auf diese Weise lässt
sich insbesondere ein farblich hochauflösendes Farb- und
Intensitätssignal als xyY-Signal erzeugen. Auf diese Weise
kann insbesondere ein kontinuierlicher Farbfehler zum Hintergrund
angegeben werden.
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Auf
das Detektionssignal können Suchalgorithmen angewandt werden,
um die Registermessmarken zunächst grob zu lokali sieren
und sie dann anschließend präzise zu interpolieren.
Es ist möglich, dem menschlichen Auge weitestgehend entsprechende
Filterkennlinien zu verwenden, was durch die Verwendung des XYZ-Farbraums
erzielt werden kann. Durch die Verwendung von wenigstens zwei, vorzugsweise
drei Farbsignalen zur Erzeugung des Detektionssignals kann das Detektionssignal
optimal auf die zu detektierende Registermessmarke eingestellt werden.
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Die
Erfindung ist besonders vorteilhaft zur Erfassung bzw. Erkennung
von Registermessmarken in Druckmaschinen verwendbar.
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Vorteilhafterweise
werden zum Erzeugen des Detektionssignals basierend auf den wenigstens zwei
ersten Farbsignalen zunächst wenigstens zwei zweite Farbsignale
durch Transformation der wenigstens zwei ersten Farbsignale erzeugt
und anschließend wird das Detektionssignal basierend auf
den wenigstens zwei zweiten Farbsignalen erzeugt. Zweckmäßigerweise
sind die ersten und/oder die zweiten Farbsignale und/oder das Detektionssignal ausgebbar,
wobei beispielsweise analoge Ausgänge oder digitale Ausgänge
wie z. B. Feldbus-Schnittstellen verwendet werden können.
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Zweckmäßigerweise
wird das Detektionssignal in Form eines analogen Spannungsverlaufs
erzeugt. Es handelt sich hierbei insbesondere um einen zeitdiskreten
Messwertverlauf, bei dem zeitlich beabstandete Detektionswerte erzeugt
und beispielsweise an einer Schnittstelle oder einem Ausgang ausgegeben
werden. Es bietet sich in diesem Zusammenhang an, eine auf dem Bearbeitungsmaterial,
insbesondere Bedruckmaterial, befindliche Registermessmarke durch
Vergleich des Detektionssignals mit einem vorgebbaren Schwellwert
zu er kennen, wobei in der Folge insbesondere ein Schaltsignal ausgebbar ist,
das eine Flanke zu dem Zeitpunkt aufweist, zu dem das Detektionssignal
den vorgebbaren Schwellwert über- oder unterschreitet (je
nach Voreinstellung).
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Zweckmäßigerweise
sind der Erfassungseinrichtung mehrere Schwellwerte zur Erfassung mehrerer
auf dem Bearbeitungsmaterial befindlicher Registermessmarken vorgebbar.
Es ist insbesondere möglich, für jede unterschiedliche
Registermessmarke (unterschiedliche Farbe oder Kontrast) einen eigenen,
angepassten Schwellwert auszuwählen. Ebenso ist es vorteilhaft,
wenn die wenigstens zwei ersten bzw. zweiten Farbsignale in einer
vorgebbaren Gewichtung in das Detektionssignal eingehen. Ebenso von
Vorteil ist, wenn der Erfassungseinrichtung mehrere Gewichtungen
zur Erfassung mehrer auf dem Bearbeitungsmaterial befindlicher Registermessmarken
vorgebbar sind.
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Der
eine oder die mehreren Schwellwerte und/oder die eine oder die mehreren
Gewichtungen können insbesondere extern mittels Parametern durch
den Anwender oder – insbesondere auch automatisch – durch
eine übergeordnete Steuerung vorgebbar oder änderbar
sein. Ebenso kann eine automatische Vorgabe durch geeignete Mittel
wie z. B. eine Recheneinheit innerhalb der Erfassungseinrichtung
selbst erfolgen. Eine automatische oder manuelle Vorgabe kann insbesondere
wiederholt durchgeführt werden, um das Detektionssignal
während der gesamten Materialbahnbearbeitung möglichst
optimal zu erhalten. Eine automatische oder manuelle Vorgabe des
einen oder der mehreren Schwellwerte und/oder der einen oder der
mehreren Gewichtungen kann vorzugsweise unter Berücksichtigung
oder Maximierung eines Signal-Rausch- Verhältnisses oder anhand
einer Maximierung der Amplitude des Detektionssignals durchgeführt
werden.
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Die
Gewichtungsfaktoren der Verknüpfungsregeln sind für
vorzugsweise jede Marke getrennt einstellbar. Sind beispielsweise
eine schwarze und eine Farbmarke mit schwachem Kontrast auf weißem Hintergrund
zu erkennen, so wird die Gewichtung der schwarzen Farbmarke stärker
auf Intensität (Y) und die Gewichtung der schwachkontrastigen
Farbmarke stärker auf Farberkennung (xy) ausgerichtet werden.
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Ebenso
ist es zweckmäßig, die Faktoren anhand von Signal-Rauschabständen
(insbesondere auch automatisch) zu bestimmen (selbständig
durch den Sensor oder automatisiert über eine Steuerung oder
ein. Registerregelsystem). Je nach Rauschanteil der jeweiligen Marke
kann es vorteilhaft sein, die Gewichtungsfaktoren so zu optimieren,
dass sich ein möglichst großer Signal-/Rauschabstand
ergibt. Hierdurch wird die nachfolgende Bestimmung der Markenflanke
erleichtert bzw. robuster.
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Weiterhin
können die Faktoren anhand der Höhe des jeweiligen
Pegels des kombinierten Signals der jeweiligen Marke optimiert werden.
Ziel der Optimierung ist dabei ein möglichst hoher Pegelunterschied
zwischen Hintergrund und Marke.
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Es
bietet sich an, das Detektionssignal, die wenigstens zwei ersten
und/oder die wenigstens zwei zweiten Farbsignale zeitlich zu interpolieren, wenn
diese als zeitdiskrete Detektionswertfolge vorliegen. Auf diese
Weise kann ein genauer Vergleich mit dem vorgegebenen Schwellwert
durchgeführt werden, wodurch die Registermarke genauer
ermittelbar ist. Die zeitliche Interpolation kann beispielsweise
linear, kubisch, sinoid, polynomisch, Gauß-förmig
o. ä. durchgeführt werden. Neben dem Vergleich mit
einem Schwellwert ist es ebenso möglich, die Registermessmarke
anhand eines ermittelten Wendepunktes zu bestimmen. Im Stand der
Technik wird der Vergleich des Messsignals mit dem Schwellwert immer
nur zum Zeitpunkt der Messung durchgeführt. Die Auflösung
von Registermessmarken hängt somit direkt von der Abtastfrequenz
ab. Durch die bevorzugte Interpolation kann diese Abhängigkeit
entfallen, so dass eine genauere Abtastung und eine Erhöhung
der zeitlichen Auflösung möglich wird. Anhand des
ausgewerteten Signals wird vom Sensor ein Zeitpunkt des Auftretens
der Marke (nflanke) ermittelt. Dieses kann im Sensor oder im Regleralgorithmus
in eine Registerabweichung umgerechnet werden. Die Genauigkeit bzw.
Auflösung der zeitlichen Erfassung beeinflusst die Qualität
des Regelvorgangs und ist vorzugsweise zu maximieren. Durch Interpolations- bzw.
Filtermechanismen kann ein möglicherweise verrauschtes
Gesamtsignal entsprechend zur Auswertung verbessert werden. Da vom
Gesamtsignal prinzipiell nur die Signalflanken (Markenflanken) interessieren,
kann das Gesamtsignal im Bereich der aufgetretenen Flanke in einem
Auswerteschritt genauer untersucht werden. Beispielsweise kann mittels
best-fit Algorithmen oder Methode der kleinsten Fehlerquadrate eine
Funktion in die Messwerte hineingelegt werden. Wenn die Markenqualität
sich nun im Verlaufe des Prozesses ändert, ändert
sich aufgrund der hohen Auflösung des XYZ-Sensors auch das
Detektionssignal (z. B. durch abnehmende Amplitude). Das Profil,
das durch den zeitlichen Verlauf des Detektionssignals beschrieben
wird, bleibt aber weitestgehend gleich.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das erfasste
Licht in drei Spektralbereiche, beispielsweise RGB oder XYZ, zerlegt.
Auf diese Weise kann eine besonders vorteilhafte Vollfarbinformation
bereitgestellt werden. Im Stand der Technik werden überwiegend
die sogenannten RGB-Sensoren eingesetzt. Bei diesen wird auch von
Rot-, Grün- und Blaukanal gesprochen. Die implementierten
(Farb-)Filterfunktionen sind herstellerspezifisch und teilen das
sichtbare Spektrum des Lichtes in drei Bereiche auf. In diesem Zusammenhang
darf der Begriff (gerätespezifisches) ”RGB” nicht
mit einem der definierten RGB-Farbräume, bspw. sRGB, verwechselt
werden. Vielmehr handelt es sich um eine hersteller- bzw. sensorspezifische Spektralzerlegung.
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Zweckmäßigerweise
sind die drei zweiten Farbsignale XYZ-Signale oder xyY-Signale.
Da, wie eben erwähnt, RGB-Sensoren herstellerspezifische RGB-Werte
liefern, ist für Anwendungen, die eine definierte Farbbestimmung
benötigen (wie bspw. bei bestimmten Druckvorgängen),
eine normierte Farbwertausgabe vorteilhaft. Dies kann insbesondere
mit einer Umrechung der ersten (sensorspezifischen RGB-)Farbsignale
in zweite (normierte CIE-)Farbsignale, insbesondere der CIE-genormten
theoretischen Grundfarben X (rot), Y (grün) und Z (blau),
erfolgen.
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Der
XYZ-Farbraum ist geräteunabhängig. In der CIE1931
sind Filterkennlinien beschrieben, die weitestgehend dem menschlichen
Auge entsprechen sollen. Eine Vielzahl anderer Farbräume
können direkt auf den XYZ-Farbraum zurückgeführt
werden bzw. ergeben sich daraus mathematisch. Einer dieser Farbräume
ist der xyY-Farbraum (zweidimensionale CIE-Normfarbtafel) der sich
aus XYZ berechnen lässt. Ein weite rer Farbraum ist der
CIELab-Farbraum. Dieser ist komplexer in der Umrechnung, hat aber
den großen Vorteil, eine einzelne Zahl ΔE zu liefern,
die einen Farbfehler beschreibt, der auch dem menschlichen Sehempfinden
entspricht. ΔE kann somit insbesondere als Detektionssignal
verwendet werden. Eine Umrechnung in XYZ, xyY usw. erfolgt auf bekannte
Weise über Matrix- bzw. Tensor-Multiplikation. Die CIE-Normfarbtafel
enthält in einem xy-Koordinatensystem schild-förmig
alle möglichen Farben. Als dritte Komponente zur Definition
der Farbe wird die Intensität Y (hell-dunkel) verwendet.
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Während
somit bei bekannten RGB-Farbsensoren in einer übergeordneten
Steuerung eine sensorspezifische Korrekturmatrix auf die Sensorwerte
angewandt wird, um XYZ-Signale zu erhalten, werden diese vorteilhafterweise
von dieser Ausführungsform der Erfindung direkt ausgegeben.
Damit ist es möglich, Rechenzeit in der Steuerung einzusparen.
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Es
bietet sich an, die drei Informationen x, y, und Y zu dem Detektionssignal
zu kombinieren, insbesondere anhand der oben erläuterten
Gewichtung. Für eine Marke kann dabei eine einzelne kombinierte Zahl
aus den beiden Werten x und y gebildet werden. Dies könnte
beispielsweise die Wurzel aus der Summe der quadratischen Werte
x und y sein. Diese kombinierte Farbinformation kann zur Auswertung
der Druckmarke herangezogen werden (Farbauswertung). Daneben wird
vorzugsweise auch noch der Wert Y (Intensität) zur Druckmarkenauswertung
herangezogen. Werden nur x und y verwendet, so erhält man
faktisch nur eine Farbauswertung. Wird nur Y verwendet, so erhält
man faktisch nur eine Kontrastauswertung. Nachteilig an einer reinen
Farbauswertung ist beispielsweise, dass diese schwarz, grau und weiß nicht
un terscheiden kann. Im xy-Farbraum sind schwarz, grau und weiß auf
demselben Punkt, besitzen nur unterschiedliche Intensität
Y. Nachteilig an einer reinen Kontrastauswertung ist, dass diese
bei heutigen verfügbaren Sensoren relativ stark verrauscht
ist und sehr kontrastschwache Marken (z. B. gelbe Marke auf goldenem
Hintergrund) kaum erkannt werden können. Durch die Kombination
der beiden Elemente ”Farbinformation” und ”Kontrastinformation” können
diese Nachteile vermieden werden. Die Kombination der beiden Informationen
zu einer einzigen Gesamtinformation wird dabei durch die Gewichtung
beeinflusst. Die Gewichtung kann beispielsweise derart geschehen,
dass beide Werte mit einem Faktor versehen werden, wobei die Summe der
beiden Faktoren 1 ergibt. Hierdurch kann ein einfach veränderbarer
Regelbereich zwischen ”Kontrastauswertung” und ”Farbauswertung” mit
beliebigen Zwischenwerten bereitgestellt werden.
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Vorzugsweise
wird mittels der drei ersten bzw. zweiten Farbsignale eine Plausibilitätsprüfung der
Farbe der erfassten Registermessmarke durchgeführt. Insbesondere
kann überprüft werden, ob die Markenfarbe jeweils
korrekt ist oder ob eine Veränderung an der Farbe aufgetreten
ist. In der Folge kann eine Fehlermeldung oder Warnung ausgegeben
werden.
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Zweckmäßigerweise
wird der Erfassungseinrichtung eine Information über die
Position der Warenbahn zugeführt und anhand dieser Information und
des Detektionssignals ein Längenwert der Registermessmarke
auf der Warenbahn bestimmt wird. Der Längenwert kann eine
Lage der Marke oder einen Registerfehler beschreiben. Auf diese
Weise ist eine intelligente Erfassungseinrichtung bereitstellbar, die
eine übergeordnete Steuerung entlastet und bereits selbst
eine Registerlage oder -abweichung bestimmt. Der bestimmte Längenwert
ist bspw. über eine Feldbusschnittstelle ausgebbar. Ebenso
ist die Information über die Position der Warenbahn über eine
Feldbusschnittstelle zuführbar, wobei in diesem Fall ein
echtzeitfähiger, insbesondere auf Ethernet basierender
Feldbus, beispielsweise SERCOS-III, eingesetzt werden sollte.
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Eine
erfindungsgemäße Erfassungseinrichtung weist Mittel
auf, um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
Ausgänge können insbesondere analog oder digital,
bspw. als Feldbusschnittstelle, ausgebildet sein. Die Erfindung
bevorzugt den Einsatz von als Farbsensor ausgebildeten Erfassungseinrichtungen,
welche vorteilhaft dann eingesetzt werden, wenn relativ viele Druckwerke
mit vielen unterschiedlichen Farben verwendet werden. Der Inhalt der
Erfindung kann aber auch grundsätzlich auf den Einsatz
von Farbkameras ausgedehnt werden, ohne den Umfang der Erfindung
zu verlassen. Die Erfassungseinrichtung weist zweckmäßigerweise
eine Schnittstelle für einen Feldbus, zweckmäßigerweise ein
echtzeitfähiger, insbesondere auf Ethernet basierender
Feldbus, beispielsweise SERCOS-III, auf. Die Erfassungseinrichtung
kann dann mittels Feldbus in ein Maschinensteuerungssystem, insbesondere
einer Druckmaschine, eingebunden sein.
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Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Die
Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung
schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf
die Zeichnung ausführlich beschrieben.
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Figurenbeschreibung
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1 zeigt
schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Erfassungseinrichtung,
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2 zeigt
eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Verfahrens als Flussdiagramm.
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In 1 ist
eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen
Erfassungseinrichtung schematisch dargestellt und insgesamt mit 200 bezeichnet.
Die Erfassungseinrichtung 200 ist hier als Registermarkensensor
ausgebildet und wird eingesetzt, um auf einer Warenbahn 101 befindliche
Registermarken bzw. Registermessmarken 102 zu erfassen.
Die Warenbahn 101 wird in Richtung R relativ zum Registermarkensensor 200 bewegt.
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Der
Registermarkensensor 200 weist eine hier als Weißlicht-LED 201 ausgebildete
Lichtquelle zum Beleuchten des Bearbeitungsmaterials 101 auf. Es
versteht sich, dass zum Beleuchten des Bearbeitungsmaterials ebenso
eine Lichtquelle verwendet werden kann, die nicht Bestandteil der
Erfassungseinrichtung 200 ist. Das Licht wird von der Warenbahn 101 reflektiert
und tritt als Lichtstrahl 202 in die Erfassungseinrichtung 200 ein.
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Die
Erfassungseinrichtung 200 weist weiterhin hier als halbdurchlässige
Spiegel 203 ausgebildete Strahlteiler bzw. Umlenkelemente
auf, die den Lichtstrahl 202 auf drei hier als Fotodioden 204 ausgebildete
optische Sensoreinrichtungen umlenken. Die Fotodioden 204 sind
in der gezeigten Abbildung jeweils mit einem Farbfilter 205 versehen,
um das reflektierte Licht in drei spektrale Anteile rot, grün
und blau zu zerlegen.
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Die
Fotodioden 204 sind als Mittel zum Erzeugen je eines ersten
Farbsignals R, G, B für die Spektralbereiche ausgebildet.
Die drei ersten Farbsignale R, G, B werden hier als Recheneinheit 206 ausgebildeten
Mitteln zum Erzeugen eines Detektionssignals S zugeführt.
Die Recheneinheit 206 ist gleichzeitig als Mittel zum Erzeugen
von drei zweiten Farbsignalen x, y, Y ausgebildet, die in der gezeigten Darstellung über
einen hier als Feldbusschnittstelle 207 ausgebildeten Ausgang
von der Erfassungseinrichtung 200 ausgeben werden. Über
die Feldbusschnittstelle 207 sind der Erfassungseinrichtung 200 weiterhin
bevorzugterweise Parameter a, b, c zuführbar, um das Detektionssignal
S einzustellen. Die Recheneinheit 206 berechnet unter Berücksichtigung der
zugeführten Parameter das Detektionssignal S, das als zeitdiskrete
Messwertfolge über einen Analogausgang 208 ausgebbar
ist. Weiterhin kann das Detektionssignal S über die Feldbusschnittstelle 207 ausgegeben
werden.
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Die
Erfassungseinrichtung kann auch dergestalt ausgebildet sein, dass
die Fotodioden 204 mit den Farbfiltern 205 nebeneinander
angeordnet bzw. in einem Chip integriert sind und in der Folge ohne Strahlteiler
vom reflektierten Licht beleuchtet werden. Es versteht sich, dass
dazu ebenso ein farbsensitives Array aus Photodioden oder ein farbsensitiver CCD-Sensor
Verwendung finden kann Die Erfassungseinrichtung 200 ist
in der gezeigten Darstellung zur Aufnahme von Positionsdaten P betreffend
die Warenbahn 101 über die Feldbusschnittstelle 207 oder über
eine weitere eigene Positionsschnittstelle, wie bspw. einen Impulsgebereingang,
ausgebildet. Auf Grundlage der empfangenen Positionsdaten P, welche
beispielsweise die Soll-Winkellage und/oder Ist-Winkellage von Druckzylindern
und/oder Maschinenwinkeln (sog. Leitachspositionen) und damit die Soll-Position
der Registermessmarken 102 auf der Warenbahn 101 enthalten,
kann die Erfassungseinrichtung 200 nach Erfassung der Registermessmarken 102 eine
Ist-Position der Registermessmarken und/oder eine Registerabweichung
L bestimmen und über die Feldbusschnittstelle 207 bereitstellen.
Auf diese Weise kann eine übergeordnete Steuerung von der
Berechnung der Registerabweichung entlastet werden.
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In 2 ist
eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens als Flussdiagramm abgebildet. Das Verfahren beginnt in
einem Schritt 300. In einem Schritt 301 wird ein
Bearbeitungsmaterial beleuchtet. Die Beleuchtung kann insbesondere
kontinuierlich oder gepulst erfolgen. In einem Schritt 302 wird
das von dem Bearbeitungsmaterial reflektierte Licht von einer optischen
Sensoreinrichtung erfasst. Es versteht sich, dass ebenso in Transmission
gearbeitet werden kann, d. h. dass die optische Sensoreinrichtung
transmittiertes Licht erfasst.
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In
einem folgenden Schritt 303 wird das erfasste Licht in
drei Spektralbereiche, insbesondere Rot, Blau und Grün,
zerlegt. Anschließend werden in einem Schritt 304 die
In tensitäten der drei Spektralbereiche als erste Farbsignale
bestimmt. Gemäß der abgebildeten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung werden dann in einem Schritt 305 xyY-Signale
als zweite Farbsignale erzeugt.
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In
einem Schritt 306 werden die zweiten Farbsignale kombiniert,
um ein Detektionssignal zu erzeugen. Die Kombination der zweiten
Farbsignale kann insbesondere anhand von drei extern vorgebbaren
Parametern a, b, c erfolgen, wobei das Detektionssignal beispielsweise
als (ax2 + by2)1/2 + cY erzeugt werden kann. Ebenso ist
es möglich, die Parameter a, b, c automatisch innerhalb
der Erfassungseinrichtung oder einer übergeordneten Steuerung
zu berechnen, so dass beispielsweise ein optimales Signal-Rausch-Verhältnis
des Detektionssignals bereitgestellt werden kann. Das Detektionssignal
wird zur Erkennung von Registermessmarken auf dem Bearbeitungsmaterial
verwendet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004021597
A1 [0006]