DE19613084A1

DE19613084A1 - Saugkasten zum Führen von Bogen

Info

Publication number: DE19613084A1
Application number: DE19613084A
Authority: DE
Inventors: Gerald Reinhard; Johannes Schaede
Original assignee: Koenig and Bauer Albert AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 1996-04-02
Filing date: 1996-04-02
Publication date: 1997-10-09
Also published as: JPH11509506A; EP0892754A1; ES2142678T3; WO1997036813A1; US6176482B1; EP0892754B1; DE59701042D1

Description

Die Erfindung betrifft einen Saugkasten zum Führen von Bogen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Saugkasten zum Führen von Bogen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 gelöst.

In vorteilhafter Weise kann der erfindungsgemäße Saugkasten auf das Format von Bogen angepaßt werden. Dadurch werden Falschlufteinflüsse vermieden und es wird eine gleichbleibende Saugkraft auch bei unterschiedlich großen Formaten erreicht. Bei großen Formaten neigen häufig Ecken und Kanten stärker zum Flattern. Um Flattern der Ecken zu vermeiden, sind dort unabhängig steuerbare Saugkammern vorgesehen.

Besonders vorteilhaft ist es, diesen Saugkasten bei Inspektionssystemen anzuwenden, denn es ist bei Inspektionssystemen notwendig zu inspizierende Bogen zumindest während der Bildaufnahme ruhig und flatterfrei zu führen. Im verbleibenden Bereichen einer Bogentransportstrecke ist dies nicht zwingend notwendig, so daß der zum flatterfreien Führen erhöhte technische Aufwand vermieden werden kann.

Mittels eines integrierten, in Transportrichtung verschiebbaren Sensors ist es möglich die Bildaufnahme so auszulösen, daß sich der Bogen während der Aufnahme mittig zu einer CCD-Flächenkamera des Inspektionssystemes befindet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum qualitativen Beurteilen von bedruckten Bogen;

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum qualitativen Beurteilen in Transportrichtung der bedruckten Bogen;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf einen Saugkasten der Vorrichtung zum qualitativen Beurteilen von bedruckten Bogen;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung.

Eine Vorrichtung zur qualitativen Beurteilung von bearbeiteten Material 1 besteht im wesentlichen aus einer Führung 2, einer Beleuchtungseinrichtung 3, mindestens einem Sensor 4 und einer nachgeschalteten Auswerteeinrichtung.

Dieses Qualitätskontrollsystem kann zur Überwachung sowohl von Bahnen als auch von Bogen 1 in einer Rotationsdruckmaschine oder einer Weiterverarbeitungsmaschine eingesetzt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Qualitätskontrollsystem in einer Bogenrotationsdruckmaschine für Wertpapiere, insbesondere für Banknoten, verwendet.

Zu inspizierende Bogen 1 werden beispielsweise mittels Greifersystemen 6 in einer Bogentransportebene 7 transportiert. Diese Greifersysteme 6 sind an umlaufenden Ketten 8 eines an sich bekannten Kettenförderers befestigt. Oberhalb der Bogentransportebene 7 ist die Führung 2 angeordnet. Diese Führung 2 weist beispielsweise an ihrer den Bogen 1 zugewandten Führungsfläche 9 eine in Transportrichtung T gekrümmte Form auf. Diese Führungsfläche 9 ist also in Transportrichtung T konkav gebogen und weist einen Krümmungsradius R9, z. B. R9 = 800 mm, auf. Die Führung 2 ist beispielsweise als Saugkasten 2 ausgebildet. Dazu ist die Führungsfläche 9 mit einer Vielzahl von Lochungen 11 versehen, d. h. die Führungsfläche 9 wird von einem Lochblech gebildet. Die Lochungen 11 weisen beispielsweise einen Durchmesser von 2 mm auf und sind in einem Raster mit einem Abstand von 3 mm beabstandet. Diese Führungsfläche 9 ist austauschbar (mit verschiedenen Lochungen) und zu Wartungsarbeiten aufklappbar angeordnet.

Innerhalb des Saugkastens 2 sind Trennwände angeordnet, so daß eine Anzahl von unabhängig wirkenden, getrennt regelbaren Saugkammern 12 bis 23 gebildet wird. In der Mitte des Saugkastens 2 ist ein annähernd dem kleinsten Format der zu bearbeitenden Bogen 1 entsprechender Bereich in Transportrichtung T in eine vordere 12 und hintere Saugkammer 13 unterteilt. An die vier Seiten dieses rechteckigen Bereiches schließt sich jeweils eine weitere Saugkammer 14, 16, 17, 18 an. Auch neben diesen Saugkammern 14, 16, 17, 18 sind in Richtung außen liegender Kanten des Bogens 1 nochmals vier Saugkammern 19, 21, 22, 23 angeordnet, wobei die in Transportrichtung T verlaufenden äußeren Saugkammern 21, 23 nochmals unterteilt sein können.

Ein Unterdruck in den einzelnen Saugkammern 12 bis 23 ist individuell, z. B. mittels Bypass-Regelung, einstellbar. Somit kann eine auf die Bogen 1 wirkende Haltekraft auf z. B. Format, Material oder Bearbeitungsart der Bogen 1 angepaßt werden.

Dem Saugkasten 2 gegenüberliegend ist die Beleuchtungseinrichtung 3 und der Sensor 4 angeordnet. Die Beleuchtungseinrichtung 3 weist in Transportrichtung T einen V-förmigen Querschnitt auf, d. h. sie ist als V-förmiger Kasten 24 ausgebildet. Dieser Kasten 24 weist zwei Schenkel 26, 27 mit ebenen, den zu inspizierenden Bogen 1 zugewandten Lichtaustrittsflächen 28, 29 auf. Diese Schenkel 26, 27 schließen einen Öffnungswinkel alpha von beispielsweise 122° ein. Dieser Öffnungswinkel alpha weist vorzugsweise einen Bereich von 90° bis 150° auf. Jede der beiden Lichtaustrittsflächen 28, 29 ist trapezförmig ausgebildet. Dabei stoßen die kürzeren von beiden Grundseiten 31, 32 aneinander und verlaufen parallel zur Transportrichtung T. Die beiden kurzen Grundseiten 31 weisen eine Länge l31 von z. B. 350 mm auf. Die beiden größeren Grundseiten 32 mit einer Länge l32, z. B. l32 = 560 mm verlaufen ebenfalls parallel zur Transportrichtung T und sind quer zur Transportrichtung T in einem Abstand a32, z. B. a32 = 1220 mm, beabstandet, der einer Breite b3 der Beleuchtungseinrichtung 3 entspricht. Dieser Abstand a32 ist größer als eine größte Breite b1, z. B. 840 mm, der zu inspizierenden Bogen 1.

Die Größe und Form der Beleuchtungseinrichtung ist also auf das Format der zu inspizierenden Bogen angepaßt. Die Lichtaustrittsflächen 28, 29 bestehen beispielsweise aus Milchglasscheiben. Unter diesen Milchglasscheiben sind jeweils eine Mehrzahl von diffus strahlender Lichtquellen angeordnet. Diese Lichtquellen sind beispielsweise als Einzelblitzröhren ausgebildet. Durch diese Anordnung von Lichtquellen und Milchglasscheiben wird eine besonders gleichmäßige Ausleuchtung der zu inspizierenden Bogen 1 erreicht.

Die Beleuchtungseinrichtung 3 kann anstelle des V-förmigen Querschnitts auch einen gekrümmten beispielsweise kreisbogenförmigen Querschnitt aufweisen.

Auf die Milchglasscheibe aufgesetzt können auch eine Mehrzahl von parallel in Transportrichtung T verlaufender Leitstege 33 ("Shutter") sein. Diese Leitstege 33 können beispielsweise aus Blech oder ebenfalls aus Milchglas gefertigt sein. Ein Neigungswinkel dieser Leitstege 33 bezüglich der Lichtaustrittsflächen 28, 29 bzw. Bogentransportebene 7 ist annähernd parallel zu einem Lichtstrahl verlaufend angepaßt, wobei ein solcher zwischen zwei Leitstegen 33 gerichteter Lichtstrahl auf einen reflektierenden Bereich des Bogens 1 nach dortiger Reflexion auf den Sensor 4 trifft.

Diese Leitstege 33 weisen zueinander einen Abstand a33, z. B. a33 = 20 mm auf.

Die Beleuchtungseinrichtung kann auch aus mehreren einzeln angeordneter Lichtquellen bestehen.

In einem Zentrum dieser Beleuchtungseinrichtung 3 ist der Sensor 4 angeordnet. Als Sensor 4 ist im vorliegenden Beispiel eine CCD-Flächenkamera 4 mit vorgeschaltetem Objektiv vorgesehen. Die Objektiv ist im vorliegenden Beispiel derart ausgelegt, daß der gesamte zu inspizierende Bogen 1 erfaßt wird, d. h. ein Abstand zwischen der CCD-Flächenkamera 4 und der Bogentransportebene 7 ist auf das Objektiv der CCD-Flächenkamera 4 angepaßt. Es ist aber auch möglich mehrere Teile einzeln nacheinander zu erfassen und zu einem Gesamtbild zusammenzufügen. Der zu inspizierende Bogen 1 befindet sich in der optischen Achse des Objektives der CCD-Flächenkamera 4.

In dem Saugkasten ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein nichtdargestellter als Trigger wirkender Sensor eingebaut. Dieser Sensor erfaßt die Vorderkante des zu inspizierenden Bogens 1 und löst den Inspektionsvorgang aus. Dieser Sensor ist in Transportrichtung T verstellbar angeordnet, um die Position des Bogens bei verschieden großen Bogenformaten derart auszurichten, daß die Inspektion annähernd mittig zum Objektiv der CCD-Flächenkamera 4 erfolgt.

Der CCD-Flächenkamera 4 ist eine Auswerteeinrichtung nachgeschaltet.

Ein Bild des zu inspizierenden Bogens 1 ist in eine Matrix bestehend aus einer Vielzahl von kleinen Bildelementen, d. h. Pixeln, unterteilt. Jedem dieser Pixel ist eine genaue Lage durch die Angabe dessen Koordinaten in X und Y Richtung eines kartesischen Koordinatensystems zugeordnet. Zudem wird seinem Remissionswert, z. B. seinem Grauwert, ein diesen bestimmenden Wert Z zugeordnet. Jeder Pixel P_i (X_i, Y_i, Z_i) ist somit durch die Angabe der Werte X_i, Y_i, Z_i in Lage und Größe genau bestimmt.

Das auf die einzelnen Pixel P_i vom Bogen 1 remittierte Licht wird von der CCD-Flächenkamera 4 entsprechend seiner Menge in ein elektrisches Analogsignal umgewandelt. Dieses Analogsignal wird einem A/D Wandler zugeführt, der daraus die digitalen Werte Z_i bildet. Üblicherweise wird dafür der Wertebereich in 0 bis 255 diskrete Werte aufgelöst. Dabei bedeutet der Wert 0 keinerlei auf den entsprechenden Pixel P_i der CCD-Flächenkamera 4 treffende Remission, während 255 maximaler Remission entspricht.

In dem hier vorliegenden Anwendungsfall weist der zu inspizierende Bogen 1 reflektierende Flächen auf. Unter "reflektierend" ist diesem Zusammenhang zu verstehen, daß auf die Flächen auftreffende, gerichtete Lichtstrahlen mit schwacher Streuung und merklich gerichtetem Anteil reflektiert werden. Solche Flächen können insbesondere Silberfäden einer Banknote oder beispielsweise Hologramme bzw. Kinegramme sein. Diese reflektierenden Flächen müssen als solche erkannt werden.

Den Werten der Pixel P_i eines solchen Bogens 1 wird nun ein Wertebereich derart zugeordnet, daß der auftretende Wertebereich außerhalb der reflektierenden Flächen deutlich innerhalb der Grenzen 0 und 255 liegt. In der Praxis wird dann beispielsweise der Farbe "weiß" ein Wert Z_i von 180 bis 200 und der Farbe "schwarz" ein Wert Z_i von 10 bis 30 zugeordnet.

Diese Zuordnung erfolgt beispielsweise mittels Einstellung der Helligkeit der Beleuchtungseinrichtung 3, der Verstärkung des Kamerasignals in der Auswerteelektronik oder einer Blende des Objektives der CCD-Flächenkamera 4.

Der Bogen 1 wird mittels der Beleuchtungseinrichtung 3 derart gleichmäßig beleuchtet, daß jede an einer beliebigen Stelle des Bogens 1 befindliche Fläche, die nahezu ideal reflektierende Eigenschaften aufweist, einen einfallenden Lichtstrahl direkt in die CCD-Flächenkamera 4 reflektiert. Dazu werden zumindest teilweise gerichtete Lichtstrahlen verwendet. Der zugehörige Wert Z_i eines Pixels P_i nimmt bei Reflexion einen Wert an, der sich deutlich von einem der Farbe "weiß" zugeordneten Wert unterscheidet. Beispielsweise erreicht dann der Wert Z_i eines einer reflektierenden Fläche zugeordneten Pixels P_i 230 bis 255.

Somit sind Bereiche mit reflektierenden Flächen über die Zuordnung extremer Werte Z_i eindeutig festgelegt, d. h. Bereiche, die schwach streuen, mit merklich gerichteten Anteil werden von diffus reflektierenden Bereichen unterschieden.

Die den spiegelnden Flächen zugeordnete Pixel werden dann von der Auswerteelektronik als solche erkannt und dementsprechend weiterverarbeitet.

Bezugszeichenliste

1 Bogen, Material
2 Saugkasten, Führung
3 Beleuchtungseinrichtung
4 CCD-Flächenkamera, Sensor
5
6 Greifersystem
7 Bogentransportebene
8 Kette
9 Führungsfläche (2)
10
11 Lochung
12 Saugkammer
13 Saugkammer
14 Saugkammer
15
16 Saugkammer
17 Saugkammer
18 Saugkammer
19 Saugkammer
20
21 Saugkammer
22 Saugkammer
23 Saugkammer
24 Kasten
25
26 Schenkel (24)
27 Schenkel (24)
28 Lichtaustrittsfläche (3)
29 Lichtaustrittsfläche (3)
30
31 Grundseite
32 Grundseite
33 Leitsteg
a32 Abstand der Grundseiten (32)
a33 Abstand der Leitstege (33)
b1 Breite der Bogen (1)
b3 Breite der Beleuchtungseinrichtung (3)
R9 Krümmungsradius der Führungsfläche (9)
l31 Länge der Grundseite (31)
l32 Länge der Grundseite (32)
alpha Öffnungswinkel.

Claims

1. Saugkasten (2) zum Führen von Bogen (1) mit einer Mehrzahl von unabhängig wirkenden Saugkammern (12 bis 23), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine zentrale Saugkammer (12, 13) angeordnet ist und daß deren Erstreckung kleiner ist als das kleinste Format eines zu führenden Bogens (1).

2. Saugkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei unabhängig wirkende Saugkammern (12; 13) die zentrale Saugkammer (12, 13) bildend vorgesehen sind.

3. Saugkasten (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine ebene Projektion einer Führungsfläche (9) im Bereich der zentralen Saugkammer (12, 13) rechteckig ausgebildet ist.

4. Saugkasten (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an beide in Transportrichtung T erstreckende Seiten der zentralen Saugkammer (12, 13) mindestens jeweils eine weitere Saugkammer (16; 18; 21; 23) anschließend angeordnet ist.

5. Saugkasten (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an beide quer zur Transportrichtung T erstreckende Seiten der zentralen Saugkammer (12, 13) mindestens jeweils eine weitere Saugkammer (14; 17; 19; 22) anschließend angeordnet ist.

6. Saugkasten (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkasten (2) eine in Transportrichtung T gekrümmte Führungsfläche (9) aufweist.

7. Saugkasten (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (9) des Saugkastens (2) einer Vorrichtung (3, 4) zur qualitativen Beurteilung von Bogen (1) gegenüberliegend angeordnet ist.