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WO2011072764A1 - Anlage zum bedrucken von behältern - Google Patents

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WO2011072764A1
WO2011072764A1 PCT/EP2010/005872 EP2010005872W WO2011072764A1 WO 2011072764 A1 WO2011072764 A1 WO 2011072764A1 EP 2010005872 W EP2010005872 W EP 2010005872W WO 2011072764 A1 WO2011072764 A1 WO 2011072764A1
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Till Heinz
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    • B41J3/40733—Printing on cylindrical or rotationally symmetrical objects, e. g. on bottles

Definitions

  • the invention relates to a system for printing on containers, such as bottles, with at least one printed image (font and / or image pattern) on at least one printing machine with at least one print head, as well as on a thus executed method.
  • containers such as bottles and other packaging are provided with labels so that consumer information can be attached.
  • inkjet printers markings or other information are applied to the packaging, which allow an individualization that does not allow the label printing.
  • Such printing systems work monochrome and are limited to a few printing dots / lines.
  • the paint For other materials, such as metals, glass or plastic, the paint must either be dried by heat or be cured by UV or electron beams by crosslinking. This procedure is to be used after the printing of each ink, which increases the length of such machines. If one wants to increase the power, then either several pressure systems are to be connected in parallel or else a different arrangement is to be selected.
  • the drying / crosslinking can be done on the transfer between the carousels.
  • the container or the packaging on a belt in each case on the belt in a division, which is equal to the pitch of the machine to fix, clamp autonomous transport unit and thus centered successively to drive through the various successively arranged carousels .
  • This holder would be designed as a pivot bearing, so that drive the container on the carousels and thus let pass on the individual print head of the respective color with the entire surface.
  • each holder rotatably receives the container and displays a marking. tion for the 0 degree angle.
  • the containers are thus transported individually transported and received in successive printing presses with the holder.
  • the holder and the receptacle are designed so that a centering of the holder in the machine is so accurate that the container is aligned to match the print image of the corresponding printhead and by the 0 degree mark accordingly in the axis of rotation.
  • the requirements for centering and the accuracy of the guide so that a high-quality print image is achieved, however, are high and complex, since when pulling and braking different tensile forces act on the belt and also temperature fluctuations could occur, both of which lead to tolerance violations, the are not compensable.
  • Object of the present invention is to propose a system of the type mentioned, with the help of which in a simple way with reliable function and high print quality, a high printing performance can be achieved.
  • the printing machine has at least one robot that the container to be printed picked up by the robot, positioned for printing in front of the at least one printhead by the robot hand and, if appropriate, then without loss of Clamping in a drying or curing plant for the ink used (ink) is transferred.
  • the printing machine has at least one robot that the container to be printed picked up by the robot, positioned for printing in front of the at least one printhead by the robot hand and, if appropriate, then without loss of Clamping in a drying or curing plant for the ink used (ink) is transferred.
  • the ink used ink
  • the positioning of the container to be printed relative to the print head according to altitude, angular position and / or rotation angle by means of the robot takes place.
  • the transfer of the printed container from the print head in the drying or curing system can be done without changing the angle of rotation.
  • the printing of three-dimensionally curved surfaces can be carried out cleanly in particular in that a contour detection of the container first determines which and how many ink outlet nozzles of a print head can be driven to the maximum, without the maximum distance between the ink outlet nozzle and the container surface to be printed, given the printing accuracy exceed.
  • the printing can then take place in several circulations, wherein after a pressure circulation the container is tilted in front of the print head so that the following part of the container surface to be printed again lies in the tolerance field.
  • This process means printing by moving the container in two axes, the axis of rotation and a tilt axis.
  • an oval or rectangular container is to be printed by not two but three axes are controlled according to the surface contour so that the entire surface to be printed is passed in sections with a distance in the tolerance range of the print head and printed in several rounds.
  • Fig. 1 shows schematically the operation of a robot provided for the invention according to the invention for printing on containers
  • Fig. 1 robot 2 a plant for printing on containers, such as bottles, a printing press according to the invention, which has a print head 1, z. B. a rotatable about a vertical axis base 3 and four pivotally adjoining pivot axes 4, which is pivotable about at least one solid angle and the last pivot axis with a robot hand 5 in its joint about its own axis.
  • the container to be printed B is held even around its own axis up to 360 °. In this way, the positioning of the container to be printed B relative to the printhead 1 by altitude, angular position and / or rotation angle by means of the robot 2 programmable feasible.
  • the transfer of the printed container B from the print head 1 in the Trocknungsl. Hardening system can be done without changing the angle of rotation.
  • the contour of the container B to be printed is first detected, for example, by means of sensors and then the maximum possible number of ink outlet nozzles 6 of a print head 1 determined on the basis of the contour so that a predetermined distance a between the ink outlet nozzle 6 and the container surface to be printed is not exceeded.
  • the tolerance range can be seen from FIG. 2, according to which a distance a of the color outlet nozzles 6 from the container surface would still be permissible, given a printing accuracy which is predetermined. the distance A, however, no longer, because the printing accuracy is no longer sufficient.
  • An extreme printing position of the container B relative to the printhead 1 is illustrated in Fig. 2b.
  • the printing of the container B in several rounds can be such that after a pressure circulation of the container B with respect to its axial position relative to the printhead 1 is tilted so that the surface to be printed container under consideration predetermined number of ink outlet nozzles 6 of the print head 1 is again in the tolerance field.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Bedrucken von Behältern (B), wie Flaschen, mit mindestens einem Druckbild auf mindestens einer Druckmaschine mit mindestens einem Druckkopf (1), wobei die Druckmaschine mindestens einen Roboter (2) aufweist, dass der zu bedruckende Behälter (B) von der Roboterhand (5) gegriffen, zum Bedrucken vor den mindestens einen Druckkopf (1) durch die Roboterhand (5) positioniert und ggf. anschliessend ohne Verlust der Einspannung in eine Trocknungs- bzw. Härtungsanlage für die verwendete Druckfarbe (Tinte) überführt wird.

Description

Anlage zum Bedrucken von Behältern
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Bedrucken von Behältern, wie Flaschen, mit mindestens einem Druckbild (Schrift- und/oder Bildmuster) auf mindestens einer Druckmaschine mit mindestens einem Druckkopf, sowie auf ein solchermaßen ausgeführtes Verfahren. Bekannt ist, dass Behälter wie Flaschen und sonstige Verpackungen mit Etiketten versehen werden, damit Verbraucherinformationen angebracht werden können. Bekannt ist auch, dass mit Tintenstrahldruckern Markierungen oder andere Informationen auf die Verpackung aufgebracht werden, welche eine Individualisierung ermöglichen, die der Etikettendruck nicht erlaubt. Solche Drucksysteme arbeiten einfarbig und sind auf wenige Druckpunkte/Zeilen beschränkt.
Bekannt ist weiterhin, dass an Druckverfahren und -Systemen gearbeitet wird, welche mittels Druckköpfen verschiedener Hersteller ein Bedrucken von Breiten bis zu 174 mm per Druckkopf erlauben. Auch diese Druckköpfe arbeiten einfarbig, bei mehreren Farben sind mehrere Druckköpfe nacheinander und entsprechend versetzt so anzuordnen, dass abhängig von der Anzahl der Farben ein immer gleichmäßiger Abstand zwischen den einzelnen Druckpunkten erreicht wird. Dies ist mit einer Justage an einer Maschine mit mehreren fest nacheinan- der angeordneten Druckköpfen möglich. Das Verpackungsmaterial und die Druckköpfe werden dabei mit konstanter Geschwindigkeit relativ aneinander vorbeigeführt. Die Leistung einer solchen Maschine ist daher abhängig von der Druckgeschwindigkeit eines jeweiligen Druckkopfes. Dies ist zwar praktikabel für saugfähige Verpackungsmaterialien. Bei anderen Werkstoffen, wie Metallen, Glas oder Kunststoff muss die Farbe entweder durch Wärme getrocknet oder durch UV- oder Elektronenstrahlen durch Vernetzung gehärtet werden. Dieser Vorgang ist nach dem Druck jeder Druckfarbe anzuwenden, was die Länge solcher Maschinen erhöht. Will man die Leistung erhöhen, so sind entweder mehrere Drucksysteme parallel zu schalten oder aber ist eine andere Anord- nung zu wählen.
Es gibt bereits den Vorschlag, auf einem Karussell mehrere Halterungen für zu bedruckendes Verpackungsmaterial kreisförmig anzuordnen und die einzelne Verpackung auf der individuellen Station während der Rotation des Karussells selbst zu drehen und somit die Oberfläche der Verpackung an mehreren an jeder Station angeordneten und zueinander ausgerichteten Druckköpfen vorbeizuführen. Nachteilig dabei ist, dass bei Oberflächen, welche die Verwendung von UV-härtenden oder durch Elektronenstrahl zu härtenden Tinten brauchen, keine Zwischentrocknung bzw. Vernetzung der einzelnen Druckfarben möglich ist.
Deshalb gibt es weiterhin den Vorschlag, jede Farbe auf einzelnen, nacheinander hintereinander angeordneten Karussells aufzubringen, wobei die Trocknung/Vernetzung auf dem Transfer zwischen den einzelnen Karussells erfolgen kann. Vorgesehen ist bei dieser Ausführung, den Behälter bzw. die Verpackungen auf einem Riemen in einer jeweils an dem Riemen in einer Teilung, welche der Teilung der Maschine gleicht, zu befestigen, eigenständigen Transporteinheit einzuspannen und somit zentriert nacheinander durch die verschiedenen hintereinander angeordneten Karussells zu fahren. Diese Halterung wäre als Drehlagerung auszubilden, so dass sich die Behälter auf den Karussells antreiben und somit an dem individuellen Druckkopf der jeweiligen Farbe mit gesamter Oberfläche vorbeiführen lassen.
Weiterhin wurde vorgeschlagen, Behälter in individuelle Halterungen einzu- spannen, wobei jede Halterung den Behälter drehbar aufnimmt und eine Markie- rung für den 0 Grad-Winkel hat. Die Behälter werden so eingespannt individuell transportiert und in nacheinandergeschalteten Druckmaschinen mit der Halterung aufgenommen. Dabei sind die Halterung und die Aufnahme so konzipiert, dass eine Zentrierung der Halterung in der Maschine so genau erfolgt, dass der Behälter passend zum Druckbild des entsprechenden Druckkopfes und durch die 0 Grad-Markierung entsprechend auch in der Drehachse ausgerichtet wird. Die Anforderungen an die Zentrierung und die Genauigkeit der Führung, damit ein qualitativ hochwertiges Druckbild erreicht wird, sind dabei allerdings hoch und komplex, da beim Anfahren und Abbremsen unterschiedliche Zugkräfte auf den Riemen wirken und außerdem Temperaturschwankungen auftreten könne, die beide zu Toleranzüberschreitungen führen, die nicht kompensierbar sind. Zu berücksichtigen ist weiterhin, dass der Behälter, wenn es sich um eine Flasche handelt, in der Regel schwer ist, da das Bedrucken normalerweise nach dem Füllen stattfindet. Zu diesem Gewicht addiert sich noch die Masse der Halterung selbst. Die Genauigkeit der Zentrieranforderung wird deutlich, wenn man weiß, dass bei üblichen 600 dpi Druckqualität die Druckpunkte 0,042 mm voneinander entfernt sind und die Flaschenhalterung daher dauerhaft auf 1/100 mm ausgerichtet werden muss. Bei Verarbeitungsmengen von z. B. 36.000 Flaschen /h in der Getränkeindustrie laufen somit über 200 Mio. Flaschen pro Jahr durch eine solche Maschine. Der Verschleiß ist dadurch groß und beeinflusst die Druckqualität erheblich.
Es gibt vom Anmelder weiterhin den Vorschlag, bei einer Bedruckung auf nacheinander angeordneten Maschinen die Druckköpfe mittels elektrisch angetriebener Systeme auf die einzeln der Maschine zugeführten Flaschen und der sich ergebenden zufälligen Toleranz ihrer Einspannung in eine Drehvorrichtung auszurichten, um somit die Toleranzen aktiv mittels elektrischer Antriebe auszugleichen. Bei allen bisher diskutierten Anlagen liegen Erfahrungen nur mit Testsystemen vor, welche stationär unter Laborbedingungen arbeiten. Die industrielle Nutzung soll allerdings bei hohen Leistungen, z. B. bei Flaschenabfüllanlagen mit z. B. 36.000 Flaschen/h geschehen. Hierbei werden eine Flasche und damit auch der Druckkopf mit einer Geschwindigkeit von ca. 1 ,5 m/sec transportiert. Dadurch wird der Farbtropfen einer Luftströmung ausgesetzt, welche die Druckqualität beeinträchtigen kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anlage der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit Hilfe welcher auf einfache Weise bei zuverlässiger Funktion und hoher Druckqualität eine hohe Druckleistung erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer Anlage der eingangs genannten Art beispielsweise dadurch gelöst, dass die Druckmaschine mindestens einen Roboter aufweist, dass der zu bedruckende Behälter von dem Roboter ergriffen, zum Bedrucken vor den mindestens einen Druckkopf durch die Roboterhand positioniert und ggf. anschließend ohne Verlust der Einspannung in eine Trocknungs- bzw. Härtungsanlage für die verwendete Druckfarbe (Tinte) überführt wird. Mit Hilfe eines Roboters ist es z. B. in Kleinanlagen bzw. Testsystemen möglich, auch dreidimensional gekrümmte Flächen sauber zu bedrucken.
Dabei erfolgt die Positionierung des zu bedruckenden Behälters relativ zu dem Druckkopf nach Höhenlage, Winkellage und/oder Drehwinkel mittels des Robo- ters.
Die Überführung des bedruckten Behälters von dem Druckkopf in die Trocknungs- bzw. Härtungsanlage kann ohne Veränderung des Drehwinkels erfolgen. Das Bedrucken dreidimensional gekrümmter Flächen kann sauber insbesondere dadurch erfolgen, dass eine Konturerfassung des Behälters zunächst bestimmt, welche und wieviele Farbaustrittsdüsen eines Druckkopfes maximal angesteuert werden können, ohne den - bei vorgegebener Bedruckungsgenauigkeit - erlaub- ten maximalen Abstand zwischen Farbaustrittsdüse und der zu bedruckenden Behälteroberfläche zu überschreiten.
Das Bedrucken kann dann in mehreren Umläufen erfolgen, wobei nach einem Druckumlauf der Behälter vor dem Druckkopf so gekippt wird, dass der nachfol- gende Teil der zu bedruckenden Behälteroberfläche wieder im Toleranzfeld liegt. Dieser Vorgang bedeutet ein Bedrucken durch Bewegen des Behälters in zwei Achsen, der Drehachse und einer Kippachse.
Dadurch wäre auch ein Behälter mit Griff zu bedrucken, indem kein ganzer Druckumlauf, sondern ein Druckumlauf von weniger als 360° erfolgt.
Ebenso ist damit ein ovaler oder eckiger Behälter zu bedrucken, indem nicht zwei sondern drei Achsen entsprechend der Oberflächenkontur so geregelt werden, dass die gesamte zu bedruckende Oberfläche in Teilstücken mit einem im Toleranzbereich liegenden Abstand von dem Druckkopf vorbeigeführt wird und in mehreren Umläufen bedruckt wird.
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung oder deren Rück- beziehung. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch die Funktionsweise eines nach der Erfindung vorgesehenen Roboters zum Bedrucken von Behältern, und
Fig. 2a und 2b beispielsweise das Bedrucken eines Behälters eines Glases mit dreidimensional gekrümmter Oberfläche im Toleranzbereich und in extrem geneigter Druckposition.
Der in Fig. 1 dargestellte Roboter 2 einer Anlage zum Bedrucken von Behältern, wie Flaschen, einer erfindungsgemäßen Druckmaschine, welche einen Druckkopf 1 aufweist, hat z. B. einen um eine senkrechte Achse drehbaren Sockel 3 und vier daran gelenkig anschließende Schwenkachsen 4, welche jeweils um mindestens einen Raumwinkel verschwenkbar und die letzte Schwenkachse mit einer Roboterhand 5 auch in ihrem Gelenk um ihre eigene Achse drehbar ist. Der zu bedruckende Behälter B ist selbst um seine eigene Achse bis zu 360° drehbar gehalten. Auf diese Weise ist die Positionierung des zu bedruckenden Behälters B relativ zu dem Druckkopf 1 nach Höhenlage, Winkellage und/oder Drehwinkel mittels des Roboters 2 programmgesteuert durchführbar. Die Überführung des bedruckten Behälters B von dem Druckkopf 1 in die Trocknungsbzw. Härtungsanlage kann ohne Veränderung des Drehwinkels erfolgen.
Vorzugsweise wird die Kontur des zu bedruckenden Behälters B zunächst z.B. mittels Sensoren erfasst und danach die aufgrund der Kontur maximal mögliche Anzahl der Farbaustrittsdüsen 6 eines Druckkopfes 1 so bestimmt, dass ein vorgegebener Abstand a zwischen Farbaustrittsdüse 6 und der zu bedruckenden Behälteroberfläche nicht überschritten wird. Der Toleranzbereich ist aus Fig. 2 ersichtlich, wonach ein Abstand a der Farbaustrittsdüsen 6 von der Behäl- teroberfläche - bei vorgegebener Bedruckungsgenauigkeit - noch zulässig wäre, der Abstand A jedoch nicht mehr, weil die Bedruckungsgenauigkeit nicht mehr ausreicht. Eine extreme Bedruckungsposition des Behälters B relativ zu dem Druckkopf 1 ist in Fig. 2b veranschaulicht. Um die gesamte zu bedruckende Behälteroberfläche erfassen zu können, kann das Bedrucken des Behälters B in mehreren Umläufen derart erfolgen, dass nach einem Druckumlauf der Behälter B bezüglich seiner axialen Lage relativ zu dem Druckkopf 1 so gekippt wird, dass die zu bedruckende Behälteroberfläche unter Berücksichtigung der vorbestimmten Anzahl der Farbaustrittsdüsen 6 des Druckkopfes 1 wieder im Toleranzfeld liegt.
Bezugszeichenliste:
1 Druckkopf
2 Roboter
3 Sockel
4 Schwenkachsen
5 Roboterhand
6 Farbaustrittsdüsen
B Behälter

Claims

Patentansprüche:
1. Anlage zum Bedrucken von Behältern (B), wie Flaschen, mit mindestens einem Druckbild auf mindestens einer Druckmaschine mit mindestens einem Druckkopf (1 ), dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmaschine mindestens einen Roboter (2) aufweist, dass der zu bedruckende Behälter (B) von der Roboterhand (5) gegriffen, zum Bedrucken vor den mindestens einen Druckkopf (1 ) durch die Roboterhand (5) positioniert und ggf. anschließend ohne Verlust der Einspannung in eine Trocknungs- bzw. Härtungsanlage für die verwendete Druckfarbe (Tinte) überführt wird.
2. Anlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Positionie- rung des zu bedruckenden Behälters (B) relativ zu dem Druckkopf (1 ) nach
Höhenlage, Winkellage und/oder Drehwinkel mittels des Roboters (2) programmiert erfolgt.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überführung des bedruckten Behälters (B) von dem Druckkopf (1 ) in die Trocknungs- bzw. Härteanlage ohne Veränderung des Drehwinkels erfolgt.
4. Verfahren zum Betreiben einer Anlage zum Bedrucken von Behältern (B), wie Flaschen, mit mindestens einem Druckbild auf mindestens einer Druckma- schine mit mindestens einem Druckkopf (1 ), insbesondere einer Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur des zu bedruckenden Behälters (B) erfasst und danach die aufgrund der Kontur maximal mögliche Anzahl der Farbaustrittsdüsen (6) eines Druckkopfes (1 ) so bestimmt wird, dass ein vorgegebener Abstand zwischen Farbaustrittsdüse (6) und der zu bedruckenden Oberfläche des Behälters (B) nicht überschritten wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedrucken des Behälters (B) in mehreren Umläufen derart erfolgt, dass nach einem Druckumlauf der Behälter (B) bezüglich seiner axialen Lage relativ zu dem Druckkopf (1 ) so gekippt wird, dass die zu bedruckende Oberfläche des Behäl- ters (B) unter Berücksichtigung der vorbestimmten Anzahl der Farbaustritts- düsen (6) des Druckkopfes (1 ) wieder im Toleranzfeld liegt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckumlauf weniger als 360° beträgt.
PCT/EP2010/005872 2009-12-15 2010-09-25 Anlage zum bedrucken von behältern Ceased WO2011072764A1 (de)

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DE102009058212.6 2009-12-15

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PCT/EP2010/005872 Ceased WO2011072764A1 (de) 2009-12-15 2010-09-25 Anlage zum bedrucken von behältern

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