Ziel der Entwicklung
Ziel des Projektes war eine Neuentwicklung des Messkopfes für das Passermesssystem LUCHS. Aufbauend auf einer neuen Kamera mit USB3.0-Standard und neuen Optikkomponenten war eine vollständige Neukonstruktion geplant. Damit soll insbesondere eine Optimierung der Messung hinsichtlich der Ausleuchtung des Messfeldes und der Justage der optischen Komponenten erreicht werden, um die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse zu verbessern und die Abweichungen zwischen einzelnen Geräten zu verringern. Dabei soll bei allen Messvarianten (normale Passermessung, Sondermessung, dublierfreie Messelemente sowie Lackpasser) die Lichtausbeute mit identischen Hardwareeinstellungen mindestens 90 % betragen. Außerdem wird angestrebt, mit einheitlichen Voreinstellungen eine optimale Fokussierung des Messbereichs, eine ausreichende Schärfentiefe und eine weitgehend verzerrungsfreie Abbildung zu erreichen. Die Einflüsse wie sphärische Aberrationen, Bildfeldwölbungen, Astigmatismus, Komaverzerrungen und Verzeichnungen müssen durch entsprechende Kalibrierungen im µm-Bereich korrigierbar sein.
Vorteile und Lösungen
Die Neuentwicklung des Messkopfes wurde vollständig umgesetzt. Die Neukonstruktion besteht aus einem neuen Kameratyp mit USB3.0-Standard, die mit einer vom Hersteller bereitgestellten Treiberschnittstelle betrieben wird, und einen geringeren Stromverbrauch als andere getestete Kameras hat.
Zur Erprobung geeigneter Objektive wurde ein Versuchsstand aufgebaut, der die geometrischen Verhältnisse im Passermesskopf nachbildet. Damit wurde der optimale Arbeitsabstand zum Erreichen einer bildscharfen Abbildung und der sich daraus ergebende Abbildungsmaßstab ermittelt. Im Ergebnis wurde ein Makroobjektiv ausgewählt, das bezüglich der Baugröße gut für den Einbau in den Messkopf geeignet ist, und eine scharfe und nahezu verzeichnungsfreie Abbildung bei hoher Lichtausbeute ermöglicht.
Um die Einstellbarkeit des Strahlengangs hinsichtlich Schärfe und Lage des Bildes zu gewährleisten, wurde die Kamera- und Umlenkoptikaufhängung neu konzipiert. Dabei wurden die Freiheitsgrade der Gesamtkonstruktion reduziert. Die neue Konstruktion besteht im Wesentlichen aus 2 komplexen Bauteilen, was insgesamt zu einer höheren Steifigkeit führt.
Eine homogene Sichtfeldbeleuchtung wird durch eine Ringbeleuchtung mit 12 LEDs, die einzeln in ihrer Leuchtstärke mittels individuell einstellbarer Pulsweitenmodulation regelbar sind, garantiert. Dabei wurde eine Verringerung des Grauwertumfangs auf neutralweißer Unterlage auf weniger als die Hälfte der ursprünglichen Werte erreicht.
Die für die Messoption Lackpassermessung notwendige Sichtfeldbeleuchtung mit UV-Licht wurde auf Industriestandard gehoben und sicherheitstechnische Maßnahmen (UV-Strahlungsschutz) in der Konstruktion umgesetzt.
Softwareseitig erfolgte eine Anpassung auf den neuen Messkopf mit anderen Controllern und die Erarbeitung einer interaktiven Hilfe in englischer und deutscher Sprache.
Zielgruppe und Zielmarkt
Hersteller von Druckmaschinen sowie Dienstleister, die Druckmaschinen überprüfen, warten und instandhalten.
