EP0488092B1

EP0488092B1 - Siebdruckmaschine

Info

Publication number: EP0488092B1
Application number: EP91120012A
Authority: EP
Inventors: Gerhard Klemm
Original assignee: Gerhard Klemm Maschinenfabrik & Co Firma GmbH
Current assignee: Gerhard Klemm Maschinenfabrik & Co Firma GmbH
Priority date: 1990-11-27
Filing date: 1991-11-23
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2011-11-23
Also published as: DE59105713D1; DE4037678A1; ATE123697T1; RU2053128C1; EP0488092A1; US5245922A

Description

Die Erfindung betrifft eine Rollensiebdruckmaschine mit mindestens einem einstellbar gelagerten Sieb, die Auftragsvorrichtungen und Gegendruckvorrichtungen sowie Transportmittel zur Bahnführung und Überwachungskameras für die Ablesung von Passermarken oder dergleichen aufweist, wobei Stellmotoren zur Einstellung des mindestens einen Siebs in Längs- und Querrichtung vorgesehen sind und die Stellmotoren ihrerseits elektrisch mit mindestens einer Überwachungskamera für die Ablesung von Passermarken oder dergleichen verbunden sind, deren Impulsgeber über einen Rechner oder dergleichen die Stellmotoren steuert.
Siebdruckmaschinen, die eine derartige Verstellmöglichkeit der Siebe aufweisen, sind bekannt (EP-A 0 126 723). Bei derartigen bekannten Siebdruckmaschinen erfolgt eine Einstellung der Siebe in Abhängigkeit von einer entsprechenden Vorgabe. Durch die gegebenenfalls paarweise am Einlauf zu einer Druckstation vorgesehenen Kameras wird die Passergenauigkeit gesteigert. Es werden die Soll- und Ist-Positionen des zu bedruckenden Materials am Eingang einer Druckstation ermittelt und daraus die Sollposition der Stellmotoren bestimmt. Entsprechend den festgestellten Werten erfolgt über die Stellmotoren eine Einstellung des Siebes zur Steigerung der Passergenauigkeit.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rollensiebdruckmaschine der als bekannt vorausgesetzten Art so auszubilden, daß sie eine Feststellung der Genauigkeit möglich macht, mit der in jeder Druckstation gedruckt wird.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß in jeder Druckstation ein Paar von Kameras zur Abfrage der Markierungen vor dem Druckvorgang und ein weiteres Paar von Kameras zur Abfrage der Markierungen nach dem Druck vorgesehen sind.
Eine derartige Anordnung von vier Kameras erlaubt das Feststellen der Druckgenauigkeit in jeder Druckstation. Es wird möglich, Toleranzen pro Druckstation vorzugeben und bei Überschreitung entsprechende Signale oder Markierungen vorzusehen. Es wird damit möglich, die Druckqualität in jeder einzelnen Druckstation getrennt zu kontrollieren und nicht erst am Abschluß des gesamten Druckvorgangs. Weiterhin wird mit einer derartigen Rollensiebdruckmaschine ein automatisch erfolgendes Einrichten der Siebe in jeder Station möglich.
Ferner besteht ein Gedanke der Erfindung darin, daß alle Schlitten, in denen die einzustellenden Schablonen liegen, miteinander, vorzw. über eine Schiebstange, verbunden sind, wobei die gesamte Einheit von Schlitten und Schablonen durch einen gemeinsamen vor- und rückführbaren, vorzw. als Kurbelantrieb ausgebildeten Antrieb bewegbar sind.
Das hat den Vorteil der Berechenbarkeit des gesamten Systems, wobei jede Einheit ihre spezielle Einstellung der Schablone mit ihrem Schlitten per Rechner erhält.
Die gesamte Vorrichtung kann variabel arbeiten, je nachdem, welches Computersystem verwendet wird und welche Genauigkeit schon im ersten Auftrag gewünscht wird, bzw. wieviele Farbaufträge hintereinander gefahren werden.
Wichtig ist es, daß durch die Zusammenarbeit von einer oder mehreren Kameras, verbunden mit 1 plus x Stellmotoren,-zur Fixierung der Lage der Schablone(n),- unter Einsatz eines oder mehrerer Rechner, das Druckergebnis in einem Genauigkeitsbereich erzielbar ist, der weit von vorbekannten Ergebnissen entfernt liegt. Dabei werden Unwägbarkeiten vom Warentransport und von der Ware selbst ausgeschlossen, bzw. ausgeglichen oder kompensiert.
Ferner ist wesentlich, daß nicht nur der jeweils zulaufende Strang der Warenbahn, der vor dem Auftragsbereich liegt kontrolliert wird, sondern daß der nach dem Auftrag liegende Ablaufschenkel mit zwei Kontrollkameras abgefragt wird. Dann ist zwar der Druck durch die Schablone schon aufgesetzt, aber die weiteren Aufträge in der eigenen und nächsten Schablone können sofort korrigiert werden.
Größere Ausfälle werden vermieden. Z.B. brauchte die letzte Schablone im Grunde keine Auslaufkameras. Sie sollen aber rückwirkend arbeiten, d.h. die eigene Schablone überwachen und gegebenenfalls steuern, bzw. Das Gesamtergebnis auswerten.
Weiterhin ist wichtig, daß Grundfehler vorab berücksichtigt werden, nämlich Abwicklungsfehler der Gegendruckwalze, die zum Bereich des "Differenzwertes" gehören, und die von vornherein verhindert werden müssen.
Unter "Differenzwert" wird die Längenabweichung zwischen Vorlage und tatsächlichem Druck verstanden. Dieser wird in + oder - Richtung dem Rechner eingegeben. Der Impulsgeber dient der gleichmäßigen Verteilung des Differenzwertes auf das gesamte Druckbild. Ist der Differenzwert z.B.im Plus 0,10 und der Impulsgeber liefert 10 Impulse für ein Druckbild, so beträgt jede Korrektur 0,01mm / Impuls.
Die Erfindung wird in der vollautomatischen Druckregistrierung gesehen, die zwei oder mehrere Schablonen auf die bei der Schablonenherstellung erzielten Lagegenauigkeiten für den jeweiligen Druckauftrag einstellt.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt; es zeigen:

Fig.1: die Seitenansicht einer Siebdruckstation,
Fig.2: die Draufsicht auf eine Schablone,
Fig.3: den Computer in Vorderansicht,
Fig.4: eine Draufsicht auf eine der Schablonen,im Einstellrahmen mit Stellmotoren und Kameras,
Fig.5: ein Antriebsschema in Draufsicht.

Die vollautomatische Registrierung in der dargestellten Maschine 1, soll in der Lage sein, mindestens zwei Farben so zueinander in Auftrag zu bringen, daß die verwendeten Registermarken mit einer Genauigkeit von z.B. +/- 0,05mm zueinander stehen. Werden keine Registermarken verwendet, was in Sonderfällen vielleicht geschieht, soll die Einzelpunkt-Abfrage auch keine größere Differenz zeigen.
Um das zu erzielen, muß die Position der ersten Druckfarbe erkannt und das Sieb der als nächstes aufzusetzenden Farbe korrigiert werden, bevor die weitere Druckfarbe aufgetragen wird.
Die dargestellte Druckstation 2, in der nur teilweise in Fig.1 gezeigten Siebdruckmaschine 1, weist im Zulauf der Warenbahn 3, unterhalb des Siebes 4, vorzugsweise zwei parallel zueinander liegende Kameras 5,5' auf. Diese liegen, beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig.1 vor einem Gegendruckzylinder 6, der Sauglöcher 16 aufweist.
Ein Siebrahmen 4' trägt das Sieb 4, und liegt in einem längs- und querbeweglichen Schlitten 44. Dieser Schlitten 44 ist seinerseits in einem Tragrahmen 40 gelagert, der die den Schlitten 44 bewegenden Stellmotore 9,9',9''trägt.
Um jeweils zu kontrollieren, ob der durchgeführte Druckauftrag auch exakt aufgesetzt ist, wird im Bereich des ablaufenden Stranges der Warenbahn 3, also hinter dem Gegendruckzylinder 6, erneut kontrolliert und zwar durch zwei, weitere Kameras 7.7' die nebeneinander, vorzw.in gleicher Höhe,der ablaufenden Bahn zugeordnet sind.
Wenn die Korrektur nicht stimmt, wird über den Rechner oder Computer 8 das Korrektursystem aktiviert, damit beim nächsten Druck das Aufsetzen der Farbe od.dgl.exakt erfolgt.
Es sind somit, im dargestellten Ausführungsbeispiel, jeweils zwei Paare von Kontrollkameras vorhanden und zwar im Zulauf ein Kamerapaar 5,5' und im Ablauf der Bahn 3 das zweite Kamerapaar 7,7'. (Siehe Fig. 3 und 4)
Somit besteht das Registriersystem aus

a) den Kameras 5,5' zur Abfrage der Markierungen vor dem Druck, z.B. beim 2.od.x. Durchgang, und
b) den Kameras 7,7' zur Abfragung der Markierungen nach dem Druck, als Kontrollangabe.

a) zwei Stellmotore 9,9' zur Einstellung der Siebes in oder entgegen der Laufrichtung der Bahn, (A-B)
b) einem Stellmotor 9''zur Einstellung des Siebes quer zur Laufrichtung der Bahn, somit siehe (C-D)

Wie im Fig. 1 ersichtlich, kann die Verbindung zwischen Siebdruckmaschine 1 und Rechner 8 über Kabel 18 erfolgen, wenn man nicht eine Funkverbindung vorzieht.
Ferner ist in Fig.1 die Lagerung der Siebschablone 4 mit ihrem Siebrahmen 4' gezeigt, wobei der Sieb- oder Schablonenrahmen 4' seinerseits in einen Schlitten 44 eingepaßt ist, der an den Stellmotoren 9,9',9'' anliegt.
Die Stellmotore 9,9',9'' sind als Schrittmotore ausgebildet.
Die Anzahl der Schritte / Umdrehung kann z.B. 1000 / 1U sein, sodaß eine exakte Korrektur der Lage der Siebschablone vorgenommen werden kann und zwar in Längs- und/oder Querrichtung. Die Stellmotore 9,9',9'' sind fest am Tragrahmen 40 befestigt.Je nach Vorgabe des Rechners 8 und der Ablesemodalitäten der Kamerapaare 5,5',und 7,7' werden sie betätigt, um die exakte Einstellung der Siebdruckschablone für jeden einzelnen Druck zu gewährleisten.
Die Impulse für die Stellmotore 9,9',9'' kommen dabei aus dem Rechner 8, dessen eingegebene Parameter und die durch die Kameras ermittelten Daten über die Abweichungen, die zwei Achsen für die Einstellung der Schablone festlegen. Die Stell- bzw. Schrittmotore arbeiten genau.
Dabei ist der Schablonenrahmen 4' in den Schlitten 44 eingelegt. Federn 11 sorgen für den gleichmäßigen Andruck einer Querleiste 41 des Schlittens 44 an die Stellmotore.
Das ist eine Gewährleistung dafür, daß die Arbeit, der als Schrittmotore ausgebildeten Stellmotore,sich genau auf die Schablone überträgt, und ihre Stellung beim Druck garantiert ist.
Die Schritt- bzw. Stellmotore 9 und 9'ziehen die Schablone in Laufrichtung der zu bedruckenden Bahn 3 und zwar evtl. ungleich stark zur geringen Winkelstellung, wenn es erforderlich ist und der Schritt- oder Stellmotor 9'' ist an einem vorstehenden Finger 14 des Schlitten 44 befestigt und zieht oder schiebt die Schablone 4, bezw. deren Rahmen 4' in Querrichtung zur Bahnführung.
Eine andere Korrekturmöglichkeit, als die Ablesung von Passermarken od.dgl. ist die erwähnte Korrektur für den "Differenzweg", was schon beschrieben wurde. Dieser Ausgleich kann dann auch durch die Steuerung der Siebschablone erfolgen, aber nicht durch die jeweiligen Impulse der Kameraeingabe auf die Schrittmotore, sondern wird, wie erwähnt, direkt vorab in den Rechner oder Computer als Wert eingegeben. Dieser Rechner oder Computer steuert dann ständig mit dem eingegebenen Wert das Sieb, indem es in der Druckphase, dem Wert entsprechend, in Druckrichtung oder auch gegen die Druckrichtung verschoben wird. Auch der Gegendruckzylinder macht die entsprechend größere oder auch kleinere Winkelverstellung in Transportrichtung der Warenbahn. Damit werden Fehler ausgeglichen, die z.B. durch Schrumpfung oder Dehnung des zu bedruckenden Materials hervorgerufen sind. Das erfolgt bei jedem Druckhub eines Auftrages immer gleich.
Die Fig 2 zeigt ein Beispiel für den Ausgleich des Differenzweges:
Der Bereich "a", in der gezeichneten Siebdruckschablone 4, entspricht dem tatsächlichen Druck,z.B.299 mm.
Die Vorlage ist z.B. 1 mm größer, also 300 mm und somit ist der Bereich "b" der Abwicklungsfehler oder der "Differenzwert" von 1 mm.
Dieser Wert wird einmal ausgemessen und eingegeben.
Der Druckzylinder 6, ist an einen Impulsgeber 16 angeschlossen, der z.B. 1 Impuls / 10 mm abgibt.
Der Druckzylinder dreht also weiter und das Sieb muß immer um z.B. 1 mm zusätzlich in oder gegen die Druckrichtung verschoben werden, jeweils nach

$10 mm um 1/300 x 10 = 0,033mm$

Solche Zusatzbewegungen mit dieser Präzision sind nur über die Rechner- bzw. Computersteuerung möglich. Dies ist die Vorabeingabe jeder Druckfolge und wichtig, insbesondere wenn hochqualifizierte Drucke, z.B Leiterplatten gedruckt werden sollen, was vielfach geschieht.
In der Fig. 4 ist die Lagerung der Siebschablone 4 mit ihrem -rahmen 4' und dem Einstellrahmen bzw.Schlitten 44 dargestellt. Wie erwähnt, liegt der Schabonenrahmen 4' in dem Schlitten 44 und durch Bewegung desselben mittels der Stell- bzw. Schrittmotore 9,9',9'' wird die seitliche Einstellung bzw. Verschiebung und auch die Vor- und Rückstellung bewirkt, wobei die Schrittmotore, wie erwähnt, vom Rechner 8 gesteuert werden. Dieser wird selbst von den Kamerapaaren 5,5' und 7,7' mit Daten versorgt.
Die Ermittlung der Daten erfolgt somit vor dem Einlauf und nach dem Farbauftrag.
Beim ersten Druck erfolgt nur die Kontrolle der Passermarken und die Berücksichtigung des Differenzwertes. Der zweite und folgende Druck, wird in den Stationen durch die Verschiebung der Schlitten in denen die Schablonen liegen, auf Grund der ermittelten Kamerawerte exakt durch die vom Rechner 8 gesteuerten Stellmotore 9,9',9'' vorgenommen.
Evtl. Fehler werden sofort entdeckt und sofort vermieden, ohne daß laufend Ausschußdrucke produziert werden.
Dieser Gedanke der vollautomatischen Druckregistrierung läßt sich an Einstationendruckern, bei denen der Durchlauf der Bahn mehrfach erfolgt und auch bei Mehrfarbensiebdruckmaschinen verwirklichen.
Wenn in dem Beispiel je zwei Kameras 5,5', und 7,7' dargestellt sind, so ist dies sehr vorteilhaft, bei nur einer Kamera im Zulauf- und einer im Ablaufschenkel der Bahn fehlt die Erkennung evtl. Winkelfehler.
In Fig 5 ist ein Antriebsschema für drei Stationen dargestellt. Eine über eine Schwinge 12 bewegte Schubstange 13 nimmt alle gewünschten Stationen gleichmäßig mit, in jeder Station wird die Lage der Schablone gesondert von den Kameras und dem Rechner 8 vorzw. über die Verschiebung der Schlitten 44 geregelt.
Der Gedanke der Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, so sind Variationen denkbar und möglich.
Die unterschiedlichen Merkmale sind somit variabel.
So kann die Siebdruckmaschine nur eine Station aufweisen, durch die mehrmals gefahren wird, oder eine Anzahl von Stationen, gegebenenfalls mit Zwischentrocknung.
Das muß den Gegebenheiten überlassen bleiben.
Vorteilhaft ist es jede Station mit der geschilderten Überwachungseinrichtung auszustatten, bzw. den Gegebenheiten entsprechend.
Auch der Rechner oder Computer ist freiwählbar, mit oder ohne Bildschirme 8',8'', sowie mit oder ohne eine Anzeige 81, die eine Kontrolle der Aktivierung der Kameras und der Motore überwacht, bzw. andere Funktionen der Maschine überwacht.

Bezugszeichenliste

1: Siebdruckmaschine
2: Druckstation
3: Warenbahn, Bahn
4: Siebschablone
4': Siebrahmen
40: Tragrahmen
41: Querleiste des Schlittens
44: Schlitten
5,5': Kamerapaar
6: Gegendruckzylinder
7,7': Kamerapaar
8: Rechner, bezw. Computer
8',8'': Bildschirme
80: Eingabe- und Korrekturtastatur
81: Anzeige des Rechners
9,9',9'': Stellmotore
11: Federn, Federzug für Schlitten
12: Schwinge für Kurbelantrieb
13: Schubstange,
14: Finger für Stellmotor 9''
16: Sauglöcher
18: Verbindungsmittel, wie Kabel od.dgl.

Claims

Rollensiebdruckmaschine mit mindestens einem einstellbar gelagerten Sieb, die Auftragsvorrichtungen und Gegendruckvorrichtungen sowie Transportmittel zur Bahnführung und Überwachungskameras für die Ablesung von Passermarken oder dergleichen aufweist, wobei Stellmotoren zur Einstellung des mindestens einen Siebs in Längs- und Querrichtung vorgesehen sind und die Stellmotoren ihrerseits elektrisch mit mindestens einer Überwachungskamera für die Ablesung von Passermarken oder dergleichen verbunden sind, deren Impulsgeber über einen Rechner oder dergleichen die Stellmotoren steuert,
dadurch gekennzeichnet,
daß in jeder Druckstation (2) jeweils ein Paar von Kameras (5; 5') zur Abfrage der Markierungen vor dem Druckvorgang und ein weiteres Paar von Kameras (7, 7') zur Abfrage der Markierungen nach dem Druck vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Siebschablone(n) (4) mit ihrem Schablonenrahmen (4') in einem Einstellrahmen bezw. in einem Schlitten (44) liegen und in diesem kontrolliert, rechnergesteuert verschiebbar angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Siebschablonen (4) vozw. in ihren Schlitten (44) od.dgl. liegend, miteinander über eine Schiebstange (13) verbunden sind und die gesamte Einheit über eine Schwinge (12) bzw.einen Kurbelantrieb bewegbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Kamera derart angeordnet und mit dem Rechner (8) verbunden ist, daß ein vor oder nach dem Auftragsbereich liegender Zu- oder Ablaufschenkel der Bahnführung von der Kamera erfaßbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4 dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellrahmen oder Schiffen (44) mit den Stellmotoren (9, 9' 9'') verbunden ist ist, zur Bewegung mit der Schablone (4) in Längs- und / oder Querrichtung.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verschiebung der Siebschablone vorgesehenen Stellmotore derart angeordnet sind, daß zwei getrennt arbeitende Stellmotore (9,9') die Siebschablone in Laufrichtung (A-B) der Bahn und zurück, bezw. in Schrägstellung und mindestens ein Stellmotor (9'') in Querrichtung (C-D) steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Siebschablone (4'), bzw. ihrem Schlitten (44) ein Finger (14) vorgesehen ist, mit dem der Stellmotor (9'') zur Quersteuerung der Schablone befestigt ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Computer oder Rechner (8) eine Differenzwertzuschaltung für die Stellmotore (9,9') vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet daß der Schiffen (44) unter Federzug (11) an den Stellmotoren (9,9') anliegt und in der Siebebene verkanntbar ist.