Ziel der Entwicklung

Das Ziel des Vorhabens war die Entwicklung eines Messsystems für die Passermessung zwischen dem in der Druckmaschine aufgetragenen Lack und dem Druckbild. Der enorme Vorteil eines solchen Systems ist, dass der Lack nicht eingefärbt oder durch andere Beimischungen erst detektierbar gemacht werden muss.
Die Bedienung des Messsystems ist in gleicher Weise komfortabel und so einfach wie bei der herkömmlichen Passermessung. Das heißt, es wurde neben der geänderten Hardware eine Erweiterung der Software um die neuen Funktionen erforderlich, die als Option zusätzlich angeboten werden.
Zusätzlich sollte im Projekt untersucht werden, inwieweit die im Projekt gefundene Lösung zur Detektion der Lage von lackierten Elementen geeignet ist, auch zur Registermessung und -regelung genutzt zu werden. Für diese Anwendung mussten relativ kleine Messelemente schnell erfasst und ausgewertet werden, allerdings mit geringeren Anforderungen an die Messgenauigkeit.

Vorteile und Lösungen

Es wurde eine Messtechnologie erarbeitet, die in der Lage ist, den Passer zwischen Druckbild und Lack mit einer Reproduziergenauigkeit von ±10µm zu messen.
Um das zu erreichen, musste zunächst eine Technologie gefunden werden, die im auszuwertenden Videobild einen hinreichend großen Kontrast sowohl zwischen mit Lack bedruckten Flächen und dem Untergrund (Bedruckstoff) erzeugt, als auch zwischen mit Druckfarbe bedruckten Flächen und dem Untergrund. Eine Recherche ergab zunächst für die Bildtrennung verschiedene beleuchtungs- und betrachtungsgeometrische Möglichkeiten. Nach näheren Untersuchungen erwies sich davon für die Passermessung mit einem Handmesskopf keine als wirklich anwendbar.
Eine Lösung fand sich schließlich in der Beleuchtung des Messobjektes (Druckmuster mit speziellem Messelement) mit UV-Licht und der Auswertung des Videobildes nur im Rotkanal.
Verfahrensbedingt können mit üblichen Lackierwerken keine Bilder übertragen werden, welche in der Auflösung und Konturschärfe im Bereich des Offsetdruckes liegen. Hinzu kommt der vergleichsweise geringe Kontrast zwischen Lackflächen und dem Untergrund. Damit schloss sich eine Anwendung des detailreichen, hochaufgelösten Messelementes der etablierten Farbpassermessung mit dem Passermesssystem LUCHS aus.
Aus Gründen, welche zum einen die Strukturierung der Software betreffen als auch verfahrensbedingt wegen der Ausformung der Lackkante, Ungenauigkeiten erwarten lassen, wurde diese Technologie jedoch verworfen und die Lackpassermessung mit einem speziellen Messelement mit dem LUCHS-Passermesssystem erarbeitet.
Die für die Erprobung notwendige Modifizierung des Messkopfes des Passermesssystems LUCHS wurde erfolgreich durchgeführt. Es entstand ein Prototyp des Messkopfes mit umschaltbarer Beleuchtung (Weißlicht/UV-Licht) mit abnehmbarer Fremdlichtschutzhülse.

Zielgruppe und Zielmarkt

Die entwickelte Messmethode dient der Qualitätskontrolle von Druck- und Weiterverarbeitungsmaschinen sowie bei der Herstellung von Druckerzeugnissen. Die exakte Einhaltung der Position des Druckbildes auf dem Bedruckstoff beziehungsweise zu Verarbeitungsschritten während der Weiterverarbeitung, wie zum Beispiel Falzen, Schneiden oder Stanzen, ist im Zuge immer höherer Qualitätsanforderungen von wachsender Bedeutung. Mit der Zunahme des Automatisierungsgrades der Druckmaschinen und der Weiterverarbeitungsaggregate werden die Ansprüche an die mechanische Justage und die intelligente Steuerung der Maschinen immer größer.
Neben dem Offsetdruck als Hauptdruckverfahren haben alternative Druckverfahren wie Digitaldruck oder Flexodruck in den vergangenen Jahren deutlich an Bedeutung gewonnen. Die heute mit diesen Verfahren erreichbaren Druckqualitäten eröffnen diesen Technologien den Zugang zu Druckprodukten auf hohem und höchstem Qualitätsniveau. Für die verschiedenen Digitaldrucktechnologien ist es eine essentielle Zielstellung, mindestens das Qualitätsniveau des Offsetdrucks zu erreichen und damit in verschiedenen Marktbereichen eine Ablösung dieses klassischen Druckverfahrens zu bewirken. Verbunden mit dieser Entwicklung in Richtung höherer Qualitäten ist gleichzeitig die Notwendigkeit, aus dem Offsetdruckverfahren bekannte Prüf- und Kontrollprozeduren bei diesen alternativen Druckverfahren einzusetzen.
Bisher standen für Digital- und Flexodruck jedoch nur Möglichkeiten zur Farbpassermessung zur Verfügung. Der nächste Schritt zur Einführung und Verbreitung der Passermesstechnologie in diesen Drucktechnologien ist jedoch zwingend mit der Bereitstellung einer technologischen Lösung zur Vermessung des Druckbildes im Bezug zu Schnitt-, Falz-, oder Stanzpositionen verbunden.
Zur Verdeutlichung der Marktpotenziale für die neue Technologie ist darüber hinaus festzuhalten, dass es sich bei den Produkten im Flexodruck vorwiegend um Verpackungen und Etiketten handelt. Bei diesen Erzeugnissen sind grundsätzlich immer Weiterverarbeitungsprozesse nachgeschaltet, um Etiketten zu stanzen, zu schneiden, zu prägen oder um Materialbahnen längs zu schneiden, Beutel daraus zu formen oder Kartonagen auszustanzen. In jedem Fall ist die Genauigkeit der Positionierung der Weiterverarbeitungsprozesse zum Druckbild von außerordentlich großer Bedeutung. Gleiches gilt für Erzeugnisse des Digitaldrucks, der zum Teil auch für Verpackungen und Etiketten eingesetzt wird. Jedoch wird auch eine Vielzahl anderer Erzeugnisse im Digitaldruck produziert, bei denen eine Weiterverarbeitung des Druckproduktes erforderlich wird.
Da die neu entwickelte Messmethode zur hochgenauen Bestimmung der Position des Druckbildes zu einer Bezugskante, insbesondere im Digital- und Flexodruck, Anwendern zur Verfügung steht, die mit der bisherigen im Offsetdruck angewandten Technologie noch nicht vertraut sind, ist es besonders wichtig, dass die Erfassung und Auswertung der Messwerte mit hoher Effektivität und Genauigkeit erfolgt. Die komplexen Auswertealgorithmen laufen im Hintergrund ab, sodass für den Benutzer sofort Vorgaben für entsprechende Eingriffe oder Korrekturen an der Maschineneinstellung erkennbar werden.
Für die neue Messmethode kommen folgende Anwendungsbereiche in Frage:
- Montage und Justage von Druckmaschinen im Werk und beim Endkunden
- Montage und Justage von Weiterverarbeitungsmaschinen oder Weiterverarbeitungsaggregaten im Werk und im Anwenderbetrieb
- FuE-Bereiche im Maschinenbau
- Einsatzmöglichkeiten im Offsetdruck, Flexodruck und Digitaldruck
- Servicedienstleister, die Druckmaschinen oder Weiterverarbeitungsaggregate prüfen, umsetzen, montieren, reparieren, beziehungsweise vorbeugende Wartung und Instandhaltung betreiben
- Sachverständige, die unabhängige Gutachten über die Arbeitsgenauigkeit von Maschinen erstellen
- Forschungsinstitute und Lehreinrichtungen für die Druckbranche