用于处理材料幅的设备和方法与流程

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于处理材料幅的设备。此外，本发明涉及一种根据权利要求24的前序部分所述的用于处理材料幅的方法。另外，本发明涉及一种根据权利要求22的前序部分所述的材料幅和一种借助根据本发明的材料幅制造的卡纸。

背景技术：

wo2017/051146a1描述了一种瓦楞成形机，其中被印刷的卷材或材料幅作为表面被施加到瓦楞纸板上，其中后续剪裁瓦楞纸板。材料幅除了用于光学上构造剪裁部的实际的印刷图像之外也实现具有数字编码的信息的标志，其中所述信息在加工期间可以被读取并且可以用于控制加工。标志尤其根据qr码的类型构成为二维区。与这些标志无关地，在材料幅上设置连续的控制线，所述控制线相对于印刷图像的位置是限定的并且所述控制线在材料幅处理时用作位置辅助部。

技术实现要素：

本发明的任务是提出了一种用于处理材料幅的设备，其中能够实现柔性控制和更少的材料次品。

该任务对于开头所述的设备而言根据本发明通过权利要求1所述的特征部分的特征来解决。

通过将数字代码结构引入到控制线本身中实现了，为材料幅提供了局部的或时间上分辨的信息，而不为此消耗材料幅的附加的表面区域。同时，控制线可以在材料幅处理时保持其侧向定向或侧向位置检查的功能。

本发明的意义下的控制线是任意线性的结构，在材料幅的加工或处理过程中所述结构在功能上用于引导和/或侧向位置检查。优选地，控制线连贯地被印刷并且仅在代码结构的区域中通过间隙中断。但为了节约印刷颜色，控制线不必连贯被印刷。例如，控制线可以以规律方式中断地印刷或也在更长的部段上完全不存在。在一个可能的实施例中，控制线在此意义下也可以由带有数字代码结构的部段构成。这种控制线也可以用于侧向位置检查或定向。

印刷图像优选地或在狭义的意义下是用于设计或光学表面设计的结构或由一种或多种印刷颜色构成的限定的面。但在本发明的意义下，印刷图像视情况而定也可以包括由印刷颜色构成的控制标记或其他结构如边缘等，所述印刷颜色并不或不仅仅用于设计。

材料幅在本发明的意义下理解为由纸张、塑料膜、金属箔、纤维组织、多层的复合材料或其他材料构成的薄的幅面。材料幅具有典型的但非必需的数米的宽度。材料幅的厚度通常但并不必需小于1mm。中断的材料幅的长度通常超过100m并且包括数千米的典型长度。

尤其是，本发明涉及被印刷的材料幅，所述材料幅在加工过程中与卡纸优选瓦楞纸板平面地连接。在剪裁利用材料幅这样覆层的卡纸之后获得个性印刷的包装。对应地，在材料幅上的印刷图像优选是重复的。这种印刷图像在材料幅上的重复长度称作循环长度。

根据本发明，数字代码结构优选以一维形式包含在控制线中，使得仅沿着纵向方向存在控制线的结构改变。但在本发明的可能的改进方案中，控制线也可以在横向方向上附加结构化。例如，控制线可以包括多个平行的、相邻的线，所述线分别具有代码结构。

数字代码结构在本发明的意义下优选可以是二位的或二进制的信息。这例如可以通过状态“存在控制线”和“不存在控制线/控制线中断”示出。但也可以是控制线的两个不同的印刷强度或也是印刷颜色，用于产生代码结构。但替选地也可考虑的是，通过多于两个的亮度值和/或颜色对控制线中的多位的(多于二进制的)数字信息编码。

尤其是，数字代码结构在本发明的意义下也可以包括多个离散符号。通常有利的是，在此可以是纯文本形式的人可读的信息。例如，纯文本或人可读的信息可以包括字母符号，优选拉丁字母符号和/或阿拉伯数字0-9。

基本上理解为，这样的人可读的纯文本可以利用相应的传感器和程序(ocr＝opticalcharacterrecognition(光学字符辨识))也可以机器读取。同样基本上可理解为，原则上人也可以读二进制编码的信息，但这在通常情况下不切实际。“人可读的纯文本”因此在此意义下理解为如下任何编码，其对于通过人快速和有效接受而言最优，譬如常规的人类文字系统。

通常，数字代码结构在本发明的意义下可以同时包括多种类型的数字编码。尤其是，可以是二进制编码的信息和以纯文本编码的信息。

四位的最小信息内容即16个状态仅仅对于简单的控制任务而言是足够的。优选地，至少一个字节还优选至少两个字节即65536个状态在数据组中编码。更有利地，至少四个字节和特别有利地至少6个字节(48位)在数据组中编码。

在本发明的一个优选的实施形式中，控制线通过借助印刷机施加颜色而施加到材料幅上。优选地，施加在此在以与施加印刷图像相同的加工步骤进行。这总体上允许控制线的简单提供。优选地，在此能够实现控制线相对于尤其由颜色构成的印刷图像的固定的相位定位。

根据要求，控制线可以借助相同的印刷机如印刷图像地施加，以便减小部件的数量。对此替选地，控制线也可以借助自己的或独立的印刷机来施加，以便保护用于施加印刷图像的印刷机。

通常有利地，可以设计为，至少一个沿着纵向方向伸展的第二控制线设置在材料幅的另一区域中。以此方式可以检测在加工期间材料幅沿着横向方向的延迟。尤其是，第二控制线也可以完全类似于第一控制线具有数字代码结构。

在一个优选的改进方案中，在此两个控制线与在相同的材料幅上的不同的印刷任务关联。这样，例如可以在相同的材料幅上并排相邻地设置多个不同的印刷任务。印刷任务尤其可以具有不同的印刷图像，所述印刷图像具有不同的循环长度。具有多个并行的印刷任务的运行也称作双道或多道运行。

在本发明的特别优选的改进方案中，在此控制线设置在材料幅的第一边缘区域中，其中第二控制线设置在材料幅的沿着横向方向上对置的第二边缘区域中。这借助对应地使用传感器实现对控制线的间距的和因此材料幅的边缘的控制。由此方式，例如切割刀具位置等等也可以在双道或多道运行中被最优地修正。

通常有利地，设计为，代码结构包括控制线的间隙，其中每个间隙的长度并不超过最大值。为了用于设备定向的控制线的安全功能的需求，相对于通过传感器扫描的分辨率预设间隙的最大大小。间隙的典型的最大大小例如为9mm。在此，通过传感器可靠检测的最小长度单位例如可以为3mm，这限定为特征的块或也限定了特征的最小长度。因此，间隙的最大长度在根据本发明的代码结构中为三个块。

优选地，通过间隙限定控制线的代码分段，其中设置代码分段的至少两个尤其是至少四个不同的离散长度，其每个代码分段对应于至少两个尤其至少四个不同值的数字信息。以此方式，控制线的间隙或未印刷的区域的数量被保持得特别小，使得与代码结构的数据内容无关地确保控制线的引导功能。例如，代码分段可以具有2块、3块、4块或5块的长度，这例如关联有十进制数1至4或也关联有双数00、01、10和11。根据传感器的分辨率，可以限定将不同长度的代码分段转化成数字值的其他系统。

特别优选地在此设计为，数据组包括顺序相继的间隙和代码分段的集合，其中尤其是数据组具有沿着纵向方向与被编码的信息有关的长度，其中所述长度不超过限定的最大长度。因此，例如为每个印刷图像可以关联自己的数据组，所述数据组尤其是在相同的位置上相对于在控制线中的印刷图像编码。为了确保这样的关联，仅仅数据组的原理上的最大长度必须小于印刷图像的循环长度。

在本发明的一种特别有利的实施形式中，该设备包括瓦楞成形机，其中优选地用于瓦楞成形机的控制信息包含在材料幅的数据组中。数据组中的可能的信息例如是材料幅的卷材-id、印刷任务的任务号、印刷图像的连续编号、材料幅的长度的长度计数器、任务数量、循环长度等等。因为控制线优选同时或直接在印刷图像之后被施加，尤其也可以一同编码关于缺陷部位和次品的实时数据。例如，当在材料幅的各个部段中出现印刷图像的任务的问题时，这样的信息是有帮助的。

通过根据本发明的控制线，可以完全类似于数字卷材协议的使用在瓦楞成形机中分类材料幅的缺陷部位。数字卷材协议的使用在需要时可以补充于控制线的根据本发明的代码结构来使用。

通常有利地，材料幅可以构成为数字印刷机的数字预印刷的卷材。现代数字印刷机，例如惠普hpt1100s的模型可以将特别柔软的印刷任务施加到材料幅上。这样的机器尤其产生关于所产生的材料幅的数字卷材协议。不仅在横向方向上而且在纵向方向上可以存在多个不同的印刷任务。特别优选地在此设计为，材料幅具有至少两个不同的并排设置的并且沿着纵向方向重复的印刷图像，其中尤其是印刷图像具有沿着纵向方向不同的循环长度。

高灵活性在原理上甚至允许沿着纵向方向没有重复的印刷图像，而是施加具有不同的循环长度的完全不同的印刷图像。借助控制线的根据本发明的编码能够实现将每个印刷图像与相应的数据组关联。

通常有利地，材料幅与控制线中的数据组的根据本发明的组合确保，例如在数字印刷机的卷材协议中包含的至少主要数据被印刷到材料幅上。此外，本发明允许简单地更新现有的瓦楞成形机。在此，例如可以在外部制造预印本或材料幅。对瓦楞纸板件或包装件的处理于是借助控制线的所读出的数据进行。为此，仅必须使一个(多个)传感器与现有设备相应地匹配并且与过程控制装置耦合。

在本发明的一个有利的实施形式中，控制线的宽度小于4mm，其中针对控制线的每个侧设置宽度小于4mm的自由空间。特别优选地，控制线的宽度大约是3mm，其中侧向的自由空间同样相应为3mm。这样的尺寸设计总体上节约了脚料并且优化了材料幅的有效面。为了实现这种窄的控制线路，传感器的光学分辨率合乎目的地不大于0.25mm，尤其是不仅在纵向方向上而且在横向方向上。

此外有利地，侧向上在控制线旁印刷有剪切标记，其中剪切标记可以作为用于切割机的控制信号读取。在此情况下，其是模拟的信号，其位置尽可能与印刷图像关联。在侧向在控制线旁突出的剪切标记提高了剪切的过程安全性和精度。对此替选地，控制线的代码结构本身也可以用作剪切标记。有利地，剪切标记利用相同的传感器如控制线的代码结构一样读取。

数据组优选地包含一个或多个信息，其选自如下组：印刷图像的连续的编号、印刷任务的标识、关于任务变换的信息或关于缺陷部位的信息。

在本发明的通常优选的实现方式中，传感器记录控制线的二维数字图像，其中所述图像以电子方式来评估。这例如可以借助常用的ccd摄像机进行，所述ccd摄像机至少由连续的材料幅的相关的区域作为行扫描摄像机记录近似无限的2-d图像。数字图像于是不仅可以在控制线的位置或控制/检查功能方面而且在代码结构的数字信息方面被评估。

通常有利地，代码结构以可双向读取的方式来构成。这尤其在如下情况下实现读取：材料幅在可能的中间步骤中不仅沿着其中一个方向而且沿着另一方面开卷。这样的双向的可读取性理想地可与控制线的二维图像记录组合。

在本发明的另一优选的实施形式中，除了数字代码结构之外还将人可读的呈纯文本形式的信息施加到材料幅上。优选地但并不必需，在此人可读的信息与代码结构的信息内容相关。这样例如可以将呈纯文本形式的二进制数字代码结构的信息中的至少一部分重复施加。甚至在高度自动化的制造过程中视情况而定会需要手动介入或检查。对于介入方而言，于是有利的是，通过简单读取纯文本可以检测集成的信息。

通常有利的是，人可读的呈纯文本形式的信息在相同的工作过程中如其余的控制线那样施加。尤其是，施加纯文本可以通过借助印刷机构施加颜色到材料幅上进行。

在一个特别优选的细节设计方案中，在此纯文本与控制线叠合地定位。这样例如可以使用控制线的连续的部分或不带二进制或其他编码的部分，节约空间地设置纯文本。特别在数毫米的控制线的大宽度的情况下(例如5mm)，同时给出了通过人的特别好的可读性。在与人可读的纯文本组合的情况下控制线的根据本发明优选的宽度在3mm到8mm的范围中，特别优选在4mm到6mm的范围中。

在对于此的替选的或补充的实施形式中，纯文本可以定位在控制线之外。优选地，这也可以在印刷图像之内进行。

在本发明的一个替选的实施形式中，数字代码结构包括人可读的呈纯文本形式的信息，其中优选地数字信息仅仅由纯文本构成。这样的代码结构节约空间的布置，同时提供了对人的可读性。此外，机器可读性可以通过合适的传感器和程序(ocr系统)设置。

通常有利地，纯文本包括字母数字的符号，优选拉丁字母和/或阿拉伯数字。当纯文本示例性地是字母数字的拉丁字母和阿拉伯数字时，存在至少36个不同的符号。各个符号因此已经编码多于五位的信息内容。利用所述符号中的四个(36*36*36*36＝1679616种组合)可以编码多于两个字节的信息内容。

此外，本发明的任务通过材料幅来解决，优选用于利用根据本发明的设备来加工，其中在材料幅上不仅构成所施加的尤其重复的印刷图像而且构成沿着纵向方向延伸的控制线，并且其中所述控制线沿着材料幅的横向方向具有限定的位置，并且其中控制线沿其纵向方向具有数字代码结构，其中所述代码结构对至少四位的尤其是至少两个字节的信息内容的数据组编码。

根据本发明的材料幅尤其有利地用作用于制造卡纸或瓦楞纸板的被印刷的表面。

此外，本发明的任务通过卡纸优选瓦楞纸板制造，其通过将根据本发明的材料幅施加到载体上和结合控制线的检测剪裁载体来制造。

此外，本发明的任务对于开头所述的用于加工材料幅的方法利用权利要求19的特征部分的特征来解决。

优选地，根据本发明的方法借助根据权利要求1至16中任一项所述的设备来执行。

本发明的其他优点和特征从后续描述的实施例以及从属权利要求中得到。

附图说明

在下文中描述了本发明的四个优选的实施例并且参照所附的附图更为详细地阐述。

图1从侧面示出了根据本发明的设备的示意图。

图2示出了根据本发明的材料幅的示意性空间视图，其中在材料幅上设置传感器。

图3示出了图2中的材料幅的细节放大的俯视图。

图4示出了根据本发明的带有代码结构的材料幅的控制线的部段的视图。

图5示出了本发明的第二实施例，其中控制线包含在人可读的纯文本中的附加的信息。

图6示出了本发明的第三实施例，其中在控制线之外在人可读的纯文本中设置附加的信息。

图7示出了本发明的第四实施例，其中控制线仅仅包含在人可读的纯文本中的信息。

图8以表格示出了分段起始。

具体实施方式

在图1中所述的设备是瓦楞成形机(wpa)1，其具有多个站2，用于材料的供给、输送和加工。在此，上部的被印刷的材料幅3平面地施加到作为载体的其他幅面4上并且这样整合成被印刷的瓦楞纸板5。

在整合之后，由被印刷的瓦楞纸板5构成的幅面在切割站6中剪裁成各个卡纸或瓦楞纸板件或包装件，其在储放站7中被堆垛。

被印刷的材料幅3在此优选的过程中在外部的印刷机(未示出)上制造。于是，已预印刷的卷材被提供给wpa并且被夹紧。

替选地，材料幅3的印刷直接在借助尤其是数字的印刷机8制造瓦楞纸板期间进行。这样的集成的印刷机并未详细地示出，但在附图标记8的区域中设置在根据图1的设备中。

与材料幅3的制造方式无关，施加到印刷图像9上。印刷图像9沿着材料幅3的纵向方向l以循环长度rl重复。

在材料幅的每个侧上构成控制线10、11。控制线10、11借助印刷颜色通过印刷机8施加到材料幅3上。控制线10、11处于材料幅3的各一个边缘区域中，其中边缘区域沿着横向方向是对置的。

每个控制线10、11具有3mm的宽度b。在每个控制线的至少一个侧上分别设置至少3mm的宽度的自由的未印刷的区域。因此，每个控制线10、11需要在材料幅3上的6mm的宽度的边缘侧的条。

控制线10、11分别具有代码结构12，所述代码结构总体上通过间隙13或未印刷的区域以及在间隙13之间延伸的代码分段14构成。

控制线10、11在此各由一个独立的传感器15、16光学检测。为此，除了传感器15、16之外，在材料幅3之上设置对控制线10、11的限定的照明装置17、18。传感器15、16与控制计算机19连接，所述控制计算机评估传感器的信号。控制计算机19就其而言经由接口20与wpa的过程控制系统21连接。

在此，传感器15、16分别构成作为ccd摄像机，呈行扫描摄像机形式。行扫描摄像机经由速度信号触发地逐行地进行扫描。由此，“连续2d图像”形成控制线10、11。这些图像以电子方式通过控制计算机19来评估。算法提取呈连贯的代码顺序的包含在其中的数据并且评估其内容。

在此，代码结构构成为可双向读取，使得对信息的识别与图像记录的定向和/或材料幅3的穿行方向无关地进行。

通过控制线10、11的跟踪和代码结构12的读取可以控制和监控待完成切割的卡纸或瓦楞纸板件的材料幅的加工。

在现有技术中目前所使用的传感器(扫描器)在分辨率上在此提高了4倍，并且扫描速度(abtastegeschwindigkeit)同样数倍地翻倍。由此，重新评价对所印刷的控制线的要求。如果在现有技术中通过传感器对线宽的分辨率为大约1mm，则根据本发明分辨率为0.25mm。

控制线10、11除了代码结构12之外由在原理上任意的或近似无限长度的连贯或相同形式被印刷的部段构成。这些部段仅仅用于根据模拟控制信号的类型对材料幅的侧向位置检查。通过在材料幅的对置的边缘处设置两个控制线尤其可以精确地检查材料幅的宽度的改变。因外部影响产生的这种宽度改变是在制造瓦楞纸板时可能的缺陷源。

代码结构12的结构在此如下：

控制线的间隙13在控制线10、11的整个宽度上延伸。所述间隙在纵向方向l上具有3mm的最小长度。特征的最小长度即间隙或被印刷的部段在此为3mm并且称作块。根据传感器15、16的分辨率，控制线的宽度或块的长度也可以具有其他值。

控制线10、11的近似无限的部段的端部分别通过三块的长度的间隙13引导。出于冗余性的原因，接着分别是一块长度的被印刷的索引标记22。索引标记22用作起始代码并且也预设读取方向。

由此方式，可靠地通知控制计算机19：现在出现设置有数据内容的序列(也参见图4中的视图)。

序列或所有数据组由一系列代码分段14构成。每个数据组中代码分段14的数量在此是固定的并且为24段。每个代码分段14与后续的代码分段14通过长度为3mm的间隙13或者块来分开。

代码分段14构成为连贯地印刷的部段，所述部段具有四个可能长度中的一个长度：两块、三块、四块或五块。不同的分段代码14例如可以关联有二进制数00、01、10和11，使得代码分段14具有2位的信息内容。由于数据组在此包括24个代码分段14，所以其包含48位或6字节的信息。

数据组的端部又通过三块长度的间隙13来示出。在此，术语“间隙”13不仅用于代码结构12的三块长的起始信号和结束信号而且用于在代码分段14之间的仅仅1块长的中间空间。但原则上，这种间隙是代码结构的不同的分段。不仅在代码结构的被印刷的区域而且自由区域中，该区域的相应的长度具有对应的意义。

总之，在代码结构中不仅存在七个不同的分段起始，分段起始还在图8中汇总地示出。

数据组的绝对长度与要示出的信息内容有关(237mm-453mm)。代码的结构能够实现双向解码(向前读和向后读)。

在图4中示例性地以缩小方式示出了控制线10的数据组。在此出现：在视图中从左向右看，首先三个块宽的间隙13，接着是一块宽的索引标记22。接着是不同长度的前四个代码分段14，即信息位0到7。

由于缩短的示出，后续还示出了后四个代码分段，即信息位40至47。随后跟着是9mm的或3个块长度的端部侧的间隙13。下文中又接着是控制线10的近似无限的分段。

为了控制wpa的横向切割器或切割工具，已经在打印过程期间一同打印特定的剪切标记23。剪切标记23直接在wpa的刀具轴之前利用对应的传感器装置读取。

剪切标记23可以集成到控制线中或印刷到控制线10的内侧上，参见图3。带有代码结构的控制线10、11在边缘裁切中被去除，所述剪切标记23保留并且可以横向于幅面控制切割刀具。

通常，始终每次循环时印刷代码结构的各个数据组和剪切标记23。通过集成到控制线10中，剪切标记23同样可以由在wpa上的相同的传感器(扫描器)15、16检测。由此得到了冗余的评估。

在图5所示的本发明的第二实施例中，除了数字代码结构12之外将呈纯文本24形式的人可读的信息施加到材料幅3上。人可读的信息24与代码结构的信息内容关联。二进制数字代码结构12的信息的至少一个部分以纯文本24形式重复地施加到材料幅3上。

纯文本24包括字母符号，在此为拉丁字母和阿拉伯数字。

第二实施例与附加的纯文本24不同并且控制线的最大宽度不同于第一实施例，使得关于其他特征尤其是二进制代码结构12参考第一示例。

甚至在高度自动化的制造过程中视情况而定会需要手动介入或检查。对于介入方而言，于是有利的是，通过简单读取纯文本可以检测集成的信息。

在根据图5的实施例中，在此纯文本24与控制线10、11叠合地定位。在此，在第一实施例中所描述的、控制线10、11的近似无限的部段作为控制线10、11的连续部分无需二进制或其他编码地使用，以便节约空间地设置纯文本24。纯文本24在此构成为反印刷即作为在整面印刷的控制线的留空部。因此，控制线的足够的连贯的边缘保留以便排除将纯文本24易错地解释为二进制代码结构12。

特别在控制线10、11的数毫米的大宽度b中(在此示例中为5mm)，同时给出了通过人特别清楚的可读性。在与人可读的纯文本24组合时，控制线10、11的根据本发明优选的宽度在3mm到8mm的范围中，特别优选在4mm到6mm的范围中。

纯文本24形式的人可读的信息在与其与控制线10相同的工作过程中施加。施加纯文本同样通过借助印刷机施加到材料幅3上来进行，在此通过印刷机8。

在根据图6的本发明的第三实施例中，与第二实施例不同，纯文本24定位在控制线10、11之外。在此，纯文本分别处于印刷图像9中。

在根据图7的第四实施例中，本发明意义下的数字代码结构包括呈纯文本24形式的人可读的信息，其中数字信息仅由纯本文24构成。这样的代码结构24允许节约空间地布置，同时提供了人的可读性。此外，机器可读性可以通过合适的传感器15、16和程序(ocr系统)来设置。

根据图7的第四实施例也在控制线10、11的宽度方面对应于根据图5的第二实施例，但其中并不存在二进制的代码结构12。纯文本24叠合地各定位在控制线10、11之一上。

换言之，根据图7的示例是常规的连贯的控制线10、11，在所述控制线上存储呈人可读的纯文本24形式的数字代码结构。

由于在此涉及字母数字的拉丁字母和阿拉伯数字，所以存在至少36个不同的字符。各个字母因此已经对大于五个位的信息内容编码。各个符号因此已经编码多于五位的信息内容。利用所述符号中的四个(36*36*36*36＝1679616种组合)可以编码多于两个字节的信息内容。

附图标记表

1瓦楞成形机(wpa)

2wpa的站

3材料幅

4其他幅面、用于材料幅的载体

5被印刷的瓦楞纸板

6切割站、wpa的切割机

7wpa的储放站

8wpa的印刷机

9印刷图像

10第一控制线

11第二控制线

12代码结构

13间隙

14代码分段

15第一传感器

16第二传感器

17第一照明装置

18第二照明装置

19控制计算机

20接口

21过程控制计算机

22索引标记

23剪切标记

24人可读的纯文本(klarschrift)，字母数字符号

rl循环长度

l材料幅的纵向方向

b控制线的宽度