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DE102021000095A1 - Mobile device for capturing and processing 2-D matrix codes on flexographic printing plates - Google Patents

Mobile device for capturing and processing 2-D matrix codes on flexographic printing plates Download PDF

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DE102021000095A1
DE102021000095A1 DE102021000095.1A DE102021000095A DE102021000095A1 DE 102021000095 A1 DE102021000095 A1 DE 102021000095A1 DE 102021000095 A DE102021000095 A DE 102021000095A DE 102021000095 A1 DE102021000095 A1 DE 102021000095A1
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Germany
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flexographic printing
printing plates
relief
processing device
touchscreen
Prior art date
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Pending
Application number
DE102021000095.1A
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German (de)
Inventor
Martin Kaufmann
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Grey Elephant oHG
Original Assignee
Grey Elephant oHG
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Publication date
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Priority to PCT/EP2022/050553 priority patent/WO2022152755A1/en
Priority to EP22703543.3A priority patent/EP4278294A1/en
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Abstract

KurzfassungTechnische Aufgabe der ErfindungIn der Druckindustrie eingesetzte Flexodruckplatten sind stark lichtdurchlässig und bieten keinen Lesekontrast zum optischen Erkennen von reliefartigen Elementen. 2D-Matrixcodes, als Relief während der Herstellung des Druckbildes auf die Flexodruckplatten aufgebracht, bieten die Möglichkeit, Flexodruckplatten eindeutig zu identifizieren. Es ist eine tragbare, kabelungebundene Vorrichtung in der Größe einer menschlichen Hand zu entwickeln, die über eine Lichtquelle und Sensortechnik verfügt, mit der diese kontrastarmen Reliefe durch eine Software eindeutig identifiziert werden können.LösungDie Vorrichtung besteht aus einem Touchscreen zur Softwarebenutzung und Ausrichtung des Gerätes auf den zu lesenden Scanbereich auf der Flexodruckplatte. Eine Lichtquelle mit parallelem Licht erzeugt einen ausreichenden Lesekontrast des Reliefs des 2D-Matrixcodes, der durch eine Kamera fotografiert und per Software decodiert wird. Der Scanvorgang kann jederzeit per Live-Bild auf dem Touchscreen kontrolliert werden. Das decodierte Ergebnis wird per WLAN mit der zentralen Datenbank abgeglichen.AnwendungsgebietMobiles, eindeutiges Identifizieren von Flexodruckplatten in der Druckindustrie.Summary Technical problem of the invention Flexographic printing plates used in the printing industry are highly translucent and do not offer any reading contrast for the optical recognition of relief-like elements. 2D matrix codes, applied as a relief to the flexographic printing plates during the production of the print image, offer the possibility of clearly identifying flexographic printing plates. A portable, cable-free device the size of a human hand is to be developed, which has a light source and sensor technology with which these low-contrast reliefs can be clearly identified by software.SolutionThe device consists of a touchscreen for using the software and aligning the device the scan area to be read on the flexographic printing plate. A light source with parallel light creates a sufficient reading contrast of the relief of the 2D matrix code, which is photographed by a camera and decoded by software. The scanning process can be checked at any time via a live image on the touchscreen. The decoded result is compared with the central database via WLAN. Area of application Mobile, clear identification of flexographic printing plates in the printing industry.

Description

Für einen mobil einsetzbaren Scanner, der in der Lage ist, einen 2D Matrixcode mit einer Größe zwischen 1 mm2 und 16mm2 auf Flexodruckplatten zu erfassen, zu verarbeiten und dabei dauerhaften Akku- Betrieb zu gewährleistenFor a mobile scanner that is capable of capturing and processing a 2D matrix code with a size between 1 mm 2 and 16 mm 2 on flexographic printing plates while ensuring permanent battery operation

Das mit diesem Antrag zur Erlangung eines Patents eingereichte Gerät soll

  1. 1. Über längere Zeit (1 Arbeitstag) ohne Netzstrom- Zufuhr mobil einsetzbar sein
  2. 2. Leicht trag- und bedienbar
  3. 3. einen 2D-Matrixcode verarbeiten kann
  4. 4. Mit einer Größe von minimal 1 × 1 mm bis maximal 4 × 4 mm
  5. 5. Auf in der Druckindustrie eingesetzten Flexodruckplatten erfassen und verarbeiten können
  6. 6. Erreicht durch optimierte und Parallelisierung der Beleuchtung
  7. 7. Mit integriertem Mikroprozessor
  8. 8. Und Funk-Netzwerkanbindungsmöglichkeit
  9. 9. Optischer Eingabemöglichkeit
  10. 10. Optischer Ausgabemöglichkeit
  11. 11. Und optimierter Stromleistung
The device submitted with this application for a patent is intended to
  1. 1. Mobile use for a longer period (1 working day) without mains power supply
  2. 2. Easily portable and easy to use
  3. 3. Can process a 2D matrix code
  4. 4. With a size from a minimum of 1 × 1 mm to a maximum of 4 × 4 mm
  5. 5. Capturing and processing on flexographic printing plates used in the printing industry
  6. 6. Achieved through optimized and parallel lighting
  7. 7. With integrated microprocessor
  8. 8. And wireless network connectivity
  9. 9. Optical input option
  10. 10. Optical output option
  11. 11. And optimized power performance

Beschreibungdescription

In der Druckindustrie werden Druckplatten aus Polymer- Materialien verwendet (sogenannte Flexodruckplatten), um beispielsweise Etiketten herzustellen. Hierbei werden allein für 1 Etikett bis zu 10 Druckplatten benötigt. Bei mehreren zu druckenden Erzeugnissen kommt so schnell eine Menge von mehreren hunderten bis Tausenden Platten zusammen.In the printing industry, printing plates made of polymer materials (so-called flexographic printing plates) are used to produce labels, for example. Up to 10 printing plates are required for 1 label alone. With several products to be printed, a quantity of several hundred to thousands of plates quickly comes together.

Aufgrund der Menge ist in der Produktion die Gefahr des Vertauschens sehr groß. Bisher wird diese Tätigkeit durch starke Fokussierung auf die menschliche Urteilskraft ausgeführt. Und führt zu relativ hohen Fehlerquoten. Daraus resultiert ein im Verhältnis hoher Anteil an Mehrfachproduktionen, die sich in erhöhten Produktionskosten niederschlägt. Hieraus erwuchs der Gedanke, diese Fehlerquote nun auf technischem Weg zu minimieren.Due to the quantity, the risk of mix-ups is very high in production. So far, this activity has been carried out with a strong focus on human judgment. And leads to relatively high error rates. This results in a relatively high proportion of multiple productions, which is reflected in increased production costs. This gave rise to the idea of using technology to minimize this error rate.

Zusätzlich soll der Prozessablauf gestrafft werden. Der verantwortliche Mitarbeiter soll das Gerät bei sich führen können. Damit wird der Zeitaufwand für das Suchen der Druckplatte, sowie die Kontrolle auf Richtigkeit verringert werden. Als zusätzliche Maßgabe wird die leichte Erlernbarkeit und Bedienbarkeit des Gerätes zugrunde gelegt.In addition, the process flow is to be streamlined. The responsible employee should be able to carry the device with him. This reduces the time spent searching for the printing plate and checking for correctness. As an additional requirement, the ease of learning and operability of the device is taken as a basis.

Daraus ergeben sich direkte Vorteile für die Produktionsbetriebe:

  1. 1. Verringerung des Ausschusses
  2. 2. Verringerung des Materialbedarfes
  3. 3. Verringerung der Produktionskosten
  4. 4. Verkleinerung des ökologischen Fußabdrucks
  5. 5. Verringerung der Produktdurchlaufzeiten
  6. 6. Erhöhung des Produktausstoßes im gleichen Zeitraum
This results in direct advantages for the production companies:
  1. 1. Reduction of scrap
  2. 2. Reduction of material requirements
  3. 3. Reduction of production costs
  4. 4. Reducing the ecological footprint
  5. 5. Reduced product throughput times
  6. 6. Increase in product output over the same period

Derzeit gibt es keine technisch adäquate Lösung, die diese Anforderungen und Ansprüche in Gänze erfüllt.There is currently no technically adequate solution that fully meets these requirements and demands.

Entscheidung für den Matrix- Code als Verweis- TrägerDecision for the matrix code as reference carrier

Ein Matrix-Code an sich ist ein optisches Element, das darauf ausgerichtet ist, einen eindeutigen Verweis auf einen rechentechnischen Datenbankeintrag zu gewährleisten. Im Gegensatz zu einem Strich- Code wie er beispielsweise auf Kassenbons zu finden ist, benötigt er zudem wesentlich weniger Fläche. Dies ist für die gewünschte Anwendung von Vorteil. Aus diesem Grund fiel die Entscheidung auf den Matrix-Code als Datenträger. Allerdings gibt es zu Auslesen von Codes jeglicher Art auf Flexodruckplatten keine mobilen Lösungen.A matrix code itself is a visual element designed to provide a unique reference to a computational database entry. In contrast to a bar code, such as that found on receipts, for example, it also requires significantly less space. This is advantageous for the desired application. For this reason, the decision was made to use the matrix code as the data carrier. However, there are no mobile solutions for reading codes of any kind on flexographic printing plates.

Die technische HerausforderungThe technical challenge

Der Scan- Vorgang an sich ist ein optoelektronisches Verfahren, bei dem Licht ausgesendet wird und aus der Reflexion ein Abbild entsteht, welches rechentechnisch verarbeitet werden kann. Das Trägermaterial (die Druckplatte) ist hoch transparent. Somit ist die Reflexionsfähigkeit durch den Materialträger stark vermindert. Hinzu kommt als weitere Anforderung, dass der in der Produktion eingesetzte Matrix- Code im Endprodukt nicht bzw. kaum erkennbar sein soll. Somit wurde eine Größe von 1 x 1mm als minimale Abmessung und 4 x 4 mm als maximale Abmessung definiert, die nicht überschritten werden dürfen. Daraus resultierten folgende Anforderungen:

  1. 1. Eine Lichtquelle mit bedarfsgerechtem Wellen- Spektrum
  2. 2. Ein Spiegelsystem mit optimierter Lichtausrichtung zur Erzeugung eines Lesekontrastes auf der kontrastlosen Flexodruckplatte
  3. 3. Ausreichend Energie- Leistungsvorrat in Form eines Akkus
  4. 4. Eine Transformationsmöglichkeit, um die Lichtquelle mit ausreichend Strom versorgen zu können
The scanning process itself is an optoelectronic process in which light is emitted and the reflection creates an image that can be processed by computers. The carrier material (the printing plate) is highly transparent. Thus, the reflectivity is greatly reduced by the material carrier. Another requirement is that the matrix code used in production should not be recognizable or hardly recognizable in the end product. Thus, a size of 1 x 1mm was defined as the minimum dimension and 4 x 4mm as the maximum dimension that must not be exceeded. This resulted in the following requirements:
  1. 1. A light source with a needs-based wave spectrum
  2. 2. A mirror system with optimized light alignment to create a reading contrast on the non-contrast flexographic printing plate
  3. 3. Sufficient energy power reserve in the form of a battery
  4. 4. A transformation option to be able to supply the light source with sufficient power

Die LösungThe solution

In diesem zum Patent anzumeldenden Gerät wird eine Lichtquelle verwendet, deren Lichtausrichtung einen Hell-Dunkel-Trennung zwischen den zwei Ebenen, Druckbarer und nicht druckbarer Bereich, einer Flexodruckplatte erzeugt. Das Aufgenommene Bild wird durch den Bildprozessor soweit bearbeitet, das eine Dekodierung des Matrixcodes durch die Software erfolgen kann.In this patent-pending device, a light source is used whose light alignment creates a light-dark separation between the two planes, printable and non-printable area, of a flexographic printing plate. The recorded image is processed by the image processor to such an extent that the software can decode the matrix code.

Die Energieversorgung erfolgt über einen Hochleistungs- Akku, wie er auch in Smartphones eingesetzt wird. Damit die Lichtquelle einsatzfähig ist, wurde hier eine Transformation des gelieferten Stroms auf 24 V benötigt. Die Lichtstrahlen werden über das spezielle Spiegelsystem ausgesendet und durch eine Optik mittels einer CMOS Kamera empfangen und in dem integrierten Mini- Computer verarbeitet. Ausgegeben werden die Daten über einen integrierten Touchscreen- Bildschirm. Der gleichzeitig auch Bedienelement für den Anwender ist.Power is supplied by a high-performance battery, as used in smartphones. In order for the light source to be operational, the supplied current had to be transformed to 24 V. The light beams are sent out via the special mirror system and received by an optic using a CMOS camera and processed in the integrated mini-computer. The data is output via an integrated touch screen. Which is also a control element for the user.

Durch die Kombination der eingesetzten Bauelemente ist es zudem gelungen, das Gesamtgewicht auf ca. 800g zu beschränken. Somit ist das Gerät kaum schwerer als ein handelsübliches Smartphone. Vom Kompaktheitsgrad ist es in denselben Größenverhältnissen. Somit leicht für den Anwender handhabbar.By combining the components used, it has also been possible to limit the total weight to around 800g. Thus, the device is hardly heavier than a standard smartphone. From the degree of compactness, it is in the same proportions. Thus easy to handle for the user.

Die Anwendungsdauer kann durch die Gesamtheit der eingesetzten Elemente auf die Dauer eines durchschnittlichen Arbeitstages gewährleistet werden. Somit konnten die Anforderungen auf den mobilen Einsatz und die zuvor benannten daraus resultierenden Vorteile aus den weiteren Anforderungen erfüllt werden.The duration of use can be guaranteed by the entirety of the elements used for the duration of an average working day. Thus, the requirements for mobile use and the previously mentioned advantages resulting from the other requirements could be met.

Erklärung der Funktionsweise des hier zum Patent anzumeldenden GerätesExplanation of the functionality of the device to be patented here

Der Mitarbeiter kann das Gerät bedingt durch seine Leichtigkeit fortwährend bei sich führen. Um eine Flexodruckplatte auszuwählen, scannt er den Matrix- Code, der auf der Flexodruckplatte aufgebracht ist. Das Gerät justiert sich optisch auf die Größe des Matrix- Codes ein. Und gibt direkte Rückmeldung. Es gibt eine sofortige Rückmeldung über die Richtigkeit der zuvor datenbankseitig eingepflegten Elemente durch eine WLAN Verbindung zur Datenbank. Durch zusätzliche Sichtkontrolle des Mitarbeiters können hierbei eventuell aufgetretene Fehler sofort korrigiert werden. Die Druckplatte kann hiernach direkt in die Maschine eingelegt und angelaufen werden.Due to its lightness, the employee can carry the device with them at all times. To select a flexographic printing plate, he scans the matrix code that is printed on the flexographic printing plate. The device adjusts itself optically to the size of the matrix code. And gives direct feedback. There is immediate feedback on the correctness of the elements previously entered in the database via a WLAN connection to the database. Any errors that may have occurred can be corrected immediately by means of an additional visual check by the employee. The printing plate can then be placed directly in the machine and started.

Hierdurch:

  1. 1. Wird ein „4- Augen- Prinzip“ zur Qualitätskontrolle gewährleistet
  2. 2. Zusätzliche Wege werden erspart
  3. 3. Die Fehlerquote verringert
As a result:
  1. 1. A “4-eyes principle” is guaranteed for quality control
  2. 2. Additional paths are saved
  3. 3. Reduced the error rate

Stand der TechnikState of the art

  1. 1. In der Druckindustrie eingesetzte Flexodruckplatten sind in Hohem Maße lichtdurchlässig1. Flexographic printing plates used in the printing industry are highly translucent
  2. 2. Grafische Elemente werden im Herstellungsprozess als Relief erzeugt2. Graphic elements are created as a relief in the manufacturing process
  3. 3. Eindeutige rechnergestützte Kennzeichnung kann nur mittels eines universellen Alphanumerischen Codes erzeugt werden3. Unique computerized identification can only be generated using a universal alphanumeric code
  4. 4. Code muss mit der Platte unlösbar verbunden sein4. Code must be inextricably linked to the plate
  5. 5. Code wird als Relief auf die Druckplatte aufgebracht5. Code is applied to the printing plate as a relief
  6. 6. Code darf nicht im späteren Druckbild erscheinen6. Code must not appear in the later printed image
  7. 7. Muss deswegen sehr klein sein.
    • 7.1. Darf die maximale Größe von 16mm2 nicht überschreiten
    7. Must therefore be very small.
    • 7.1. Must not exceed the maximum size of 16mm2
  8. 8. Alle verfügbaren mobilen Scanner benötigen einen Hell-Dunkel-Lesekontrast für eine Erfassung von Matrix- Codes
    • 8.1. Das Relief bietet diesen Hell-Dunkel-Kontrast auf Grund des in hohem Maße lichtdurchlässigen (transparenten) Materials der Flexodruckplatte nicht
    8. All available mobile scanners require a light-dark reading contrast for capturing matrix codes
    • 8.1. The relief does not offer this light-dark contrast due to the highly translucent (transparent) material of the flexographic printing plate
  9. 9. Die Erzeugung des notwendigen Kontrastes ist nur durch eine spezielle Lichtausrichtung der Beleuchtung möglich, die es aktuell nicht in Form von mobilen Scannern gibt.9. The generation of the necessary contrast is only possible through a special light alignment of the lighting, which currently does not exist in the form of mobile scanners.

BezugszeichenlisteReference List

1.1.
Mobiler Matrix- Code Scanner für Flexodruckplatten.Mobile matrix code scanner for flexographic printing plates.
1.1.1.1.
Enthält einen großen Energieträger für lange Verwendungsdauer (> 8 Sunden im Dauerbetrieb)Contains a large energy carrier for long periods of use (> 8 hours of continuous use)
1.2.1.2.
Ermöglicht realen langfristigen mobilen EinsatzEnables real long-term mobile use
1.3.1.3.
Optik und Lichtsystem sind auf den Mobilen Einsatz ausgerichtetOptics and lighting system are designed for mobile use
1.4.1.4.
Optik ist fokussierbarOptics are focusable
1.5.1.5.
Benutzereingabe erfolgt über einen TouchscreenUser input is via a touch screen
1.6.1.6.
Datenausgabe erfolgt über einen TouchscreenData is output via a touchscreen
2.2.
Eindeutige Kennzeichnung von Flexodruckplatten mittels Matrix- CodeClear identification of flexographic printing plates using a matrix code
2.1.2.1.
Matrix- Code-Code ist bis auf 1mm2 miniaturisierbarMatrix code code can be miniaturized down to 1mm 2
2.2.2.2.
Matrix- Code wird durch den Druckplatten- Herstellungsprozess als Relief auf der Druckplatte erzeugtMatrix code is created as a relief on the printing plate by the printing plate manufacturing process
2.3.2.3.
Das Relief des Matrix- Codes bietet unter normaler Beleuchtung keinen Hell-Dunkel-Kontrast für eine Phototechnische AuswertungUnder normal lighting, the relief of the matrix code does not offer any light-dark contrast for a photo-technical evaluation
2.4.2.4.
Unterbringung in nichtdruckenden Bereichen der FlexodruckplatteAccommodation in non-printing areas of the flexographic printing plate
3.3.
Erzeugung eines hohen Lesekontrastes über parallele Lichtausrichtung der BeleuchtungGeneration of a high reading contrast via parallel light alignment of the lighting
4.4.
Beleuchtung erzeugt ein Kontrastreiches Abbild des Reliefartigen CodesIllumination creates a high-contrast image of the relief-like code
5.5.
Das beleuchtete Abbild wird mittels einer Hochauflösenden Kamera erfasstThe illuminated image is captured using a high-resolution camera
6.6.
Ein Live-Videobild dient dem Benutzer zur Ausrichtung des ScannersA live video image is used to help the user align the scanner
7.7.
Integrierte Bildbearbeitungssoftware verstärkt das aufgenommene BildIntegrated image processing software enhances the captured image
8.8th.
Während der Vorschau des Live-Videobild erfasst eine Dekodierungssoftware den 2D-CodeWhile previewing the live video image, decoding software captures the 2D code
8.1.8.1.
Gibt das dekodierte Ergebnis des Codes an die VerarbeitungssoftwareGives the decoded result of the code to the processing software
8.2.8.2.
Mit jederzeitiger Änderungsmöglichkeit durch den AnwenderThe user can change it at any time
8.3.8.3.
Durch integrierten Touch- ScreenWith an integrated touch screen

Claims (9)

Mobiles Scan- und Verarbeitungsgerät für die Erfassung von 2D-Matrixcodes auf FlexodruckplattenMobile scanning and processing device for capturing 2D matrix codes on flexographic printing plates Mobiles Scan- und Verarbeitungsgerät nach Anspruch 1, das eine quadratische Codegröße zwischen 1mm2 und 16mm2 fehlerfrei erkennen kannMobile scanning and processing device claim 1 , which can correctly recognize a square code size between 1mm 2 and 16mm 2 Mobiles Scan- und Verarbeitungsgerät nach Anspruch 1, bei dem durch eine Lichtsystem paralleles Licht erzeugt und somit der ausreichende Bildkontrast in dem Relief der Flexodruckplatte möglich wird.Mobile scanning and processing device claim 1 , in which parallel light is generated by a lighting system, thus enabling sufficient image contrast in the relief of the flexographic printing plate. Mobiles Scan- und Verarbeitungsgerät nach Anspruch 1, das eine Ortsunabhängige Benutzung durch folgende Merkmale ermöglichtMobile scanning and processing device claim 1 , which enables location-independent use thanks to the following features Datenaustausch mittels WLAN zum weiterverarbeitenden Datenlieferanten (Server)Data exchange via WLAN to the further processing data supplier (server) Fest installierter Akku als EnergiespeicherPermanently installed battery as energy storage Mobiles Scan- und Verarbeitungsgerät nach Anspruch 1, das ein Benutzerbedienung direkt am Gerät ermöglicht durch folgende MerkmaleMobile scanning and processing device claim 1 , which enables user operation directly on the device thanks to the following features Eingabe der Programmbedienung über einen TouchscreenInput of the program operation via a touchscreen Visuelle Kontrolle des Scanvorgangs sowie der Datenauswertung über den TouchscreenVisual control of the scanning process and the data evaluation via the touchscreen
DE102021000095.1A 2021-01-12 2021-01-12 Mobile device for capturing and processing 2-D matrix codes on flexographic printing plates Pending DE102021000095A1 (en)

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