專利名稱：用于對板形工件進行印刷的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種按權利要求1和9前序部分所述的用于對板形工件進行印刷的方法和裝置。據此，在一印刷間隙中對工件進行印刷，所述印刷間隙由兩個在其相互間的距離上可調的印刷輥形成。為此，通過一輸送裝置將所述板形工件輸送到所述印刷間隙。形成所述印刷間隙的印刷輥可以是用于直接印刷的印刷滾筒、用于間接印刷的涂布輥/傳墨輥以及對應印刷滾筒。
背景技術：
這種印刷方法和相應的方法長期以來就是已知的。最近一段時間越來越多地通過這種印刷方法還在木材板等上施加裝飾圖案(Dekor)和紋理(Maserung)的印刷圖案，以使所述木材板具有實木的外觀。不僅與實木家具相比，而且與長期以來常用的木材板的薄膜覆層相比，這都是較經濟的。
當然，為了實現盡可能高的品質效果/形象(Qualittsanmutung)，簡單的單色印刷是不夠的。更多地希望，按多色印刷將紋理或裝飾圖案施加到板形工件上。不僅對于木材是這樣；對于其它可通過表面印刷改善品質的材料，例如石材或人造革，或者還有塑料件，也可以通過多色印刷提高應用產品的視覺品質。
但特別是對于質量上高等級的多色印刷必不可少的是，要在非常窄的容差范圍內—通常是以約±0.1mm至±0.25mm的容差范圍—將印刷圖案定位在工件上。只有這樣才能實現與傳統的薄膜覆層相當印刷表面的視覺品質。
但對于目前所加工的板形工件，與傳統的用于紙張和薄膜的印刷機相比，滿足這種要求要難得多。因為工件不是無端地行進穿過印刷機，并且由于所涉及的板形工件的不可屈服性印刷根本不可能以紙張印刷機為樣板進行。同時特別是應該印刷有木材紋理和木材裝飾圖案的板形工件有幾平方米大，而不能改變在印刷時應保持的容差范圍。因此，對參與印刷的印刷輥的精確定向和其制造容差的要求非常高并且在實際中很難正確地預先設定。
此外，困難之處還有，在現有類型的印刷機中，形成印刷間隙的印刷輥在其相互間的距離上是可調的，以便能夠印刷具有不同厚度的板形工件。這里還存在與在紙張和紙帶或薄膜印刷中完全不同的情況。印刷輥的相互調整很難實現要求的平行度，對于大工件和由此較長的印刷輥，這種平行度可確保希望的精度。但印刷輥的高度偏斜(Hhenschrnkung)，即在由印刷輥軸線限定的平面內的不平行度，在印刷中由于在工件表面上滾動的印刷輥的退讓性導致在寬度上不能保持不變的作用半徑。但對于間接印刷和在這里常用的印刷輥，印刷輥作用半徑只改變0.1mm，對于印刷輥的每個卷繞長度(Abwickellnge)，就已經會導致印刷圖案的長度變化約0.6mm。這已經遠遠超出了希望的或者說對于高質量的多色印刷所要求的印刷圖案容差。
因此必須手動對印刷輥的平行度進行補充調節。為此，將一張紙導入印刷間隙中，必要時在印刷間隙中有一板件，并使所述紙在印刷間隙中往復運動。此時，有經驗的印刷工人利用握持在手中的紙張可以感覺出印刷間隙在其整個寬度上是否平行。這種利用感覺進行的測量和相應的微調可實現在十分之一毫米至百分之一毫米范圍內的可用結果。
特別是對于大面積的板形工件仍然可以觀察到，多色印刷看上去不清晰，并且板件在穿過印刷間隙時甚至繞縱軸發生微小的轉動。
發明內容
因此本發明的目的是，建議一種開頭所述類型的方法及裝置，所述方法和裝置使得可以用改進的印刷容差對板形工件進行印刷。
通過具有權利要求1特征的方法和具有權利要求9特征的裝置來實現所述目的。
所述方法的優選改進方案在權利要求2至8中給出；按本發明的裝置的優選實施形式在權利要求10至16中給出。
根據本發明，在分析盡管通過手動對印刷輥進行了精確的布置仍出現不清晰的印刷或過大的印刷圖案容差的問題時，已經認識到，主要問題在于板形工件的厚度容差。特別是大的木材板多數情況下具有略微成楔形的橫截面，這會在結果上相當于印刷輥的高度偏斜。因此當印刷輥平行時，與木材板的較薄側相比，木材板的較厚側導致印刷輥的作用半徑變小，變小程度甚至可有0.1至0.2mm。如上所述，這卻導致對于每個印刷輥的卷繞長度出現約0.65至1.3mm的印刷圖案的長度變化。工件沿縱向輕微的波紋或楔形都會影響印刷質量，并通過分別較高或較低的壓靠高度(Andruckhhe)影響印刷圖案容差，由此導致具有淡的或模糊的印刷圖案的過高壓靠力和過低壓靠力。
由于上述知識，根據本發明建議，在印刷間隙之前，測量每個工件的厚度，如果存在，必要時同時測量傳送帶和其由容差導致的厚度，并借助于調整電機在其支承件上將由印刷輥形成的印刷間隙自動調整到所測量的、工件—必要時還包括傳送帶—的厚度上。如果測得在工件的寬度具有不同的厚度，則相應地通過使兩個印刷輥相互偏斜，即成傾斜角度地改變兩個印刷輥相互間的距離，而將印刷間隙調整成所述楔形，從而印刷輥的作用半徑在工件的整個寬度上保持不變，從而可實現希望的最低圖案容差值。
即，本發明的基本原理在于，根據事先在線測量的工件厚度信號對印刷間隙進行設置在兩側的、相互獨立的機動調整。
合理的是，至少在兩個測量點測量工件的厚度，所述測量點的連線基本上平行于印刷輥的軸線分布。由此，特別是對于具有極小楔形的板件，可非常簡單地實現/得到工件厚度與印刷間隙調整的相關性。
沿傳送方向的厚度測量可以在整個工件長度上進行，從而可測量厚度分布，這樣，就可以根據所述厚度分布在工件穿過時實時地調整印刷間隙。這個措施使得可以在工件的厚度在其長度上變化時與工件在其寬度上的厚度變化無關地調整印刷間隙。當然，理想的是，可以通過相應地調整印刷間隙既補償寬度上的也補償長度上的厚度容差，從而可在板件表面上施加精確的印刷。
此外，在本發明的范圍內，如果印刷間隙的調整不只根據在印刷之前進行的測量進行，而且也測量在印刷時作用在印刷輥并因此作用在其支承件上的力，這可以獲得特別的優點。因為，所測得的支承力的差值表明，或者印刷輥的表面是不平行的，即存在高度偏斜，或者正在印刷的工件不具有平行的表面。此時，在這兩種情況下，操作存在于印刷輥支承件上的調整電機，直至支承力的差值大致為零或在必要時對應于希望的偏差值/補償值(Offset-Wert)。
除此以外或附加地，為了根據所測得的支承力差值直接或間接控制起動調整電機，所述差值也可以用于校正在印刷前測得的厚度和印刷間隙的調整之間的相關性。因為例如完全可能出現這樣的情況，即由于所述兩個印刷輥小的高度偏斜而出現不希望的平行度偏差，這種偏差通過根據工件的厚度測量進行的印刷間隙調整也不能消除。這里所述測得的支承力差值形成一校正環節。
現有類型的印刷機內的情況是復雜的，作為對相應測量值的反饋，實時地對印刷間隙進行調整導致形成一振蕩(schwingungsfhig)系統，從而可以有利地按(一定)時間間隔檢測支承力和其差值，并且這樣就可以進行借助合適的算法算出的傾向校正(Tendenzkorrektur)。即所述測得的支承力差值不是直接對正在測量的工件發生作用，而是按趨勢對于后續的多個工件導致逐漸改善的結果。
如果不只是測量所述支承力的差值，而且還測量其絕對值，則可以由此得到關于工件縱向厚度分布的結論(Rückschlüss)。例如對于工件具有輕微楔形的情況，所測量的支承力的絕對值的變化分布是(衡量)工件沿縱向的楔形的尺度，而支承力的差值—考慮到所述兩個印刷輥可能存在的高度偏斜—是在寬度上的楔形的尺度。
利用用于根據本發明在到達印刷間隙之前測量工件厚度而設置的傳感器系統，同時還可以有利地檢測工件的前棱邊，并利用該信息使工件和/或參與印刷的印刷輥加速或減速，以確保實現工件上位置精確的圖案起始部。這種方法本身是由DE10333626A1已知的。
如果所要求的印刷圖案容差允許，還可以使印刷間隙的兩個印刷輥作為偏移設置(Offset-Einstellung)而以較小的尺度彼此偏斜，從而在工件上作用一橫向于工件的傳送方向定向的力。這種設置可能是期望的，以便沿邊緣限定部，例如側向標尺(Seitenlineal)可靠地引導工件，并由此對于矩形的板材確保位置精確地穿過多色印刷機的整個印刷間隙。
根據本發明提供的、印刷間隙之前的厚度測量裝置可以設計成在工件的上方和下方布置距離傳感器，并通過形成差值測得工件的厚度。
除此以外，厚度測量裝置還可以由兩個形成圖像的傳感器構成，所述傳感器在側向掃描工件的兩個側邊，并由此記錄所述側邊的輪廓。
作為另一種可選方案，所述厚度測量裝置可由一測量壓輥(Kalander)構成，所述測量壓輥設有路程傳感器，以測得工件的厚度。測量壓輥的重要優點在于，即使工件不具有精確的楔形，而是具有一定程度的波紋，由所述測量壓輥測得的數值精確地也對應于必須在印刷輥處調整出的數值，通過校正印刷間隙只能對所述波紋進行平均化(ausmitteln)，因為印刷輥形成為圓柱形的。作為另外的、不應忽視的優點，測量壓輥提供了這樣的可能性，即在其支承件上不僅安裝有路程傳感器，而且安裝有力傳感器，以在工件到達印刷間隙之前就已經可以進行上述力測量或力差值測量。這提供了這樣的可能性，即還在印刷之前就根據力差值的測量來調整印刷間隙。
如開頭所述的那樣，本發明特別適用于多色印刷，從而優選前后順序成行地布置多個印刷間隙。這樣，由于根據力測量進行校正的可能性，這里可以在相互重疊印刷不同的顏色時在所有印刷輥上得到極高的精度，而與工件相關的校正需求可以在到達第一印刷間隙之前通過一次性的厚度測量來完成。與此不同，各印刷輥支承件上的力測量是專門針對每個印刷間隙的。
下面借助于
和解釋本發明的實施例。其中圖1示出根據本發明的印刷裝置的一個實施例的示意性俯視圖；圖2示出圖1中的一個印刷輥的支承件里的圖線；圖3示出用于圖1所示裝置的厚度測量裝置的示意圖；圖4示出厚度測量裝置的另一個實施例的示意圖。
具體實施例方式
在圖1中以俯視圖示意性地示出本發明的裝置的實施例。這種裝置是用于簡單的直接印刷的印刷機或用于多色印刷機的第一印刷站，為了簡化沒有示出所述印刷機的其它印刷站。傳送帶1運行穿過一印刷間隙2，該印刷間隙由一設計成凹版印刷滾筒(Gravurzylinder)的印刷輥3和一在俯視圖中不可見的、布置在傳送帶1下方的對應印刷滾筒形成。可借助一左側的調整電機4和一右側的調整電機5調整凹版印刷滾筒3的高度，其中可相互獨立地操作所述兩個調整電機4和5。板形的工件7鋪放在設置在前面的滾道6上，被沿箭頭8指示的穿行方向引導移向印刷間隙2，在這里將工件轉移到傳送帶1上。此前，工件經過一厚度測量裝置9，該厚度測量裝置在這里分別由兩個布置在工件7上方和下方的右側和左側距離傳感器10形成。因此既在其右側也在其左側對工件7進行測量，以識別可能由于輕微的楔形導致的厚度差。如果存在這種厚度差，則相應地對左側調整電機4和右側調整電機進行不同的調整，從而凹版印刷滾筒3相對于對應印刷滾筒輕微偏斜，以對應工件7的楔形。因此，此時在印刷中，凹版印刷滾筒3的作用半徑在工件7的整個寬度上保持恒定，從而不會出現圖案變形/扭曲。而且這樣在印刷間隙2也不必擔憂工件7的側向偏轉。
此外，在圖1中只是象征性示出的左側和右側調整電機4、5設有力測量傳感器，以直接或間接地測量在對工件7進行印刷時作用在凹版印刷滾筒上的支承力。左側和右側支承力的差值意味著，由于偏差或其它效應，凹版印刷滾筒3和對應印刷滾筒的偏斜沒有在工件的寬度上精確地對應工件7的厚度變化分布，并且因此，盡管由于厚度測量裝置9而調整了調整電機4和5，還是不希望地出現了凹版印刷滾筒3從工件7的左側到右側的作用半徑的差別。這里，這可以用于對記錄在厚度測量裝置9中的值和調整電機4和5的調整之間的關聯關系進行傾向校正，以用于后面的工件7。
圖2示出了由配設給調整電機4和5的兩個力測量傳感器測得的力的圖線。上面在時間(軸)上示出左側的支承力，下面示出右側的支承力，其中，由于所出現的力的接近矩形的(圖線)形狀，可以很好地看出，在記錄時間內，工件7被輸送穿過印刷間隙2。在這里所示的情況下，左側的支承力明顯高于右側的支承力，這就表明，在平均值上工件7的厚度變化分布沒有與凹版印刷滾筒3和對應印刷滾筒的偏斜相協調。較高的左側支承力表明，這里凹版印刷滾筒3的作用半徑比右側的小。
如圖2所示，由于力測量傳感器記錄左側和右側支承力隨時間的變化，可以—也可利用厚度測量裝置9—不僅測量工件7右側和左側之間的厚度差，而且也測量工件沿穿行方向的厚度分布。由此，在工件7穿過印刷間隙2時可以根據已知的厚度分布對左側和右側調整電機4和5進行實時的高度調整，這可以進一步改善印刷圖案容差。
圖3和圖4示出根據本發明的裝置的厚度測量裝置9的兩個不同的實施例。在圖3中設有總共四個用于測量厚度的距離傳感器10，具體是在工件上方沿穿行方向8觀察位于左側的10a和位于右側的10b，以及在工件下方位于左側的10c和位于右側的10d。分別通過兩個左側的距離傳感器10a和10c或兩個右側的距離傳感器10b和10d形成差值而在左側和右側測量工件7的厚度。
在圖3中還附加地可以看到一前棱邊傳感器11，當工件7的前棱邊經過該傳感器時，它發出一信號。這樣如本身已知的那樣，利用該信號可以引發印刷圖案，或在必要時使凹版印刷滾筒3或布置在凹版印刷滾筒和工件7之間的橡皮膠印滾筒這樣地加速或減速，以使印刷圖案起始部與工件7的前棱邊重合并且不會留下(空白的)邊緣。
在圖4中示出厚度測量的另一種原理沿穿行方向8觀察，側向與工件相鄰地布置兩個CCD照相機12，其中左側的CCD照相機12a掃描工件7的左側棱邊，而右側的CCD照相機12b監控工件7的右側棱邊。根據由CCD照相機12記錄的像素和其灰度值可以分別獲得工件7在CCD照相機12旁邊經過的(部分的)厚度。
權利要求
1.用于在一印刷間隙中對板形工件進行印刷的方法，所述印刷間隙由兩個彼此間的距離可調的印刷輥形成，其中，在傳送裝置上將板形的工件輸送至印刷間隙，并在穿過印刷間隙時對工件進行印刷，其特征為在向印刷間隙輸送工件之前或期間，測量每個工件的厚度，并且，在印刷過程之前，根據所測量的工件厚度，通過平行地或成傾斜角度地改變兩個印刷輥相互間的距離來調整所述印刷間隙。
2.按權利要求1的方法，其特征為在至少兩個測量點處測量工件的厚度，其中所述兩個測量點的連線基本上平行于印刷輥軸線分布。
3.按權利要求1或2的方法，其特征為對工件厚度的測量沿傳送方向在整個工件長度上進行，并由此測量厚度分布，其中在工件穿過時根據所測量的厚度分布實時地調整所述印刷間隙。
4.按權利要求1至3中至少一項的方法，其特征為在印刷期間測量作用在印刷輥的支承件上的支承力，并且在所測得的支承力有差值時，相互成傾斜角度地改變兩個印刷輥的距離，直至支承力的差值近似為零或近似等于一希望的偏差值。
5.按權利要求1至4中至少一項的方法，其特征為在印刷期間測量作用在印刷輥的支承件上的支承力，并且所測得的支承力的差值作為校正值輸入根據所測得的工件厚度進行的、印刷間隙的調整過程中，以用于在后面進行印刷的工件。
6.按權利要求4或5的方法，其特征為所述根據測得的支承力對兩個印刷輥彼此間距離的改變或者作為校正值向印刷間隙調整過程的輸入是基于按一定時間間隔測得的支承力的差值進行的，以在總體上實現一種傾向校正。
7.按權利要求1至6中至少一項的方法，其特征為在測量工件厚度的同時檢測工件的前棱邊，并利用該信息使工件和/或一形成圖案的印刷輥加速或減速，以確保工件上位置精確的圖案起始部。
8.按權利要求1至7中至少一項的方法，其特征為作為偏移設置使印刷間隙的兩個印刷輥相互偏斜，從而在工件上作用橫向于傳送方向的力，以沿一邊緣限定部引導工件。
9.用于實施按權利要求1至8中至少一項的方法的裝置，具有兩個相互間的距離可調的印刷輥(3)，所述印刷輥形成一用于對板形工件(7)進行印刷的印刷間隙(2)，還具有一用于向所述印刷間隙(2)輸送工件(7)的傳送裝置(1)，其特征為在所述傳送裝置(1)之前或之上，安裝在所述印刷間隙(2)之前，設置有一用于測量所輸送的工件(7)的厚度的厚度測量裝置(9)，在所述兩個形成印刷間隙(2)的印刷輥(3)中的至少一個上，在兩側在印刷輥支承件的區域內安裝有用于單側和/或雙側地改變所述兩個印刷輥(3)彼此之間的距離的調整電機(4、5)，其中所述厚度測量裝置(9)和調整電機(4、5)與一控制單元相連接，這樣對所述控制單元進行編程，即，所述控制單元根據所測得的工件(7)的厚度通過單側或雙側地調整所述調整電機(4、5)在印刷過程之前平行地或成傾斜角度地改變印刷間隙(2)。
10.按權利要求9的裝置，其特征為所述厚度測量裝置(9)包括設置在工件(7)上方和下方的距離傳感器(10)。
11.按權利要求9的裝置，其特征為所述厚度測量裝置(9)包括至少兩個掃描工件(7)的側邊的、形成圖像的傳感器(12)。
12.按權利要求9的裝置，其特征為所述厚度測量裝置(9)包括一帶有路程和/或力測量傳感器的測量壓輥。
13.按權利要求9至12中至少一項的裝置，其特征為所述傳送裝置(1)主要由一被引導穿過所述印刷間隙(2)的傳送帶組成。
14.按權利要求9至13中至少一項的裝置，其特征為在至少一個印刷輥(3)的支承件上安裝有用于檢測支承力的力測量傳感器，其中所述力測量傳感器與控制單元相連，并且這樣對所述控制單元進行編程，即，在由所述力測量傳感器測得的支承力有差值時，成傾斜角度地改變所述兩個印刷輥(3)之間的距離，直至支承力的差值近似為零或近似等于一希望的偏差值。
15.按權利要求9至14中至少一項的裝置，其特征為所測得的支承力的差值作為校正值輸入根據所測得的工件(7)的厚度進行的、印刷間隙(2)的調整過程中，以用于在后面進行印刷的工件(7)。
16.按權利要求9至15中至少一項的裝置，其特征為前后順序成行地布置有多個印刷間隙(2)。
全文摘要
本發明涉及一種用于在一印刷間隙中對板形工件進行印刷的方法和裝置，所述印刷間隙由兩個彼此間的距離可調的印刷輥形成，其中，在傳送裝置上將板形的工件輸送至印刷間隙，并在穿過印刷間隙時對工件進行印刷。在向印刷間隙輸送工件之前或期間，測量每個工件的厚度，并且，在印刷過程之前，根據所測量的工件厚度，通過平行地或成傾斜角度地改變兩個印刷輥相互間的距離來調整所述印刷間隙。
文檔編號B41F33/06GK101049756SQ2007100910
公開日2007年10月10日 申請日期2007年4月6日 優先權日2006年4月8日
發明者N·達姆, M·波廷格爾, S·萊姆勒 申請人:羅伯特別克勒有限公司