Método para detectar la aparición de errores de impresión en sustratos impresos durante el procesamiento de los mismos en una prensa de imprenta.

Un método para la detección de aparición de errores de impresión en sustratos impresos durante el procesamiento de los mismos en una prensa de imprenta (1) que comprende los pasos de proporcionar múltiples sensores en componentes funcionales de la prensa de imprenta (1) para monitorizar el comportamiento de la prensa de imprenta durante el procesamiento de los sustratos impresos y realizar un análisis en línea del comportamiento de la prensa de imprenta (1) para determinar la aparición de un comportamiento característico de la prensa de imprenta (1) que conduce o es probable que conduzca a la aparición de errores de impresión en los sustratos impresos o que conduce o es probable que conduzca a una buena calidad de impresión de los sustratos impresos

Método para detectar la aparición de errores de impresión en sustratos impresos durante el procesamiento de los mismos en una prensa de imprenta

Campo técnico

La presente invención se refiere de manera general a inspección de la calidad de sustratos impresos que se procesan en prensas de imprenta. Más específicamente, la presente invención se refiere a inspección en línea de sustratos impresos, tales como bobinas de papel continuo u hojas impresas, es decir métodos de detección de aparición de errores de impresión en sustratos impresos durante el procesamiento de los mismos en una prensa de imprenta. La presente invención se dirige en particular a detección de aparición de errores de impresión en sustratos impresos para la producción de documentos de seguridad, especialmente billetes de banco.

Antecedentes de la invención

Durante la fabricación de productos impresos, típicamente se toman medidas para asegurar un cierto nivel de cualidad de impresión. Esto es particularmente cierto en el campo de impresión de seguridad donde los estándares de calidad que se deben alcanzar por los productos finales, es decir billetes de banco, documentos de seguridad y similares, son muy altos. La inspección de calidad de productos impresos se limita convencionalmente a la inspección óptica del producto impreso. Tal inspección óptica se puede realizar como un proceso fuera de línea, es decir después de que los productos impresos se han procesado en la prensa de imprenta, o, más frecuentemente, como un proceso en línea, es decir en la prensa de imprenta donde se lleva a cabo la operación de impresión.

Los sistemas de inspección óptica que se adaptan básicamente para inspeccionar para inspeccionar productos impresos en su conjunto ya están disponibles en el mercado. Estos sistemas de inspección típicamente trabajan en el dominio RGB en base a los que van a ser ahora designados como métodos clásicos de inspección basados en umbral. Tales métodos de inspección se describen por ejemplo en las Patentes de EE.UU. N° 5.384.859 y N° 5.317.39. Estas publicaciones describen los denominados métodos de inspección de umbral o diferencia de pixeles ¡cónica, es decir métodos de inspección que se basan en el análisis de diferencias de densidad de pixeles entre imágenes de muestra de los productos impresos e imágenes de referencia. Los parámetros umbral se definen normalmente en base a una comparación de varias imágenes maestras, por las cuales se determinan valores medios o desviaciones estándar en regiones locales de las imágenes y se atribuyen los umbrales o tolerancias correspondientes. Estos valores y tolerancias se comparan entonces con los valores de imagen actuales medidos en imágenes de muestra del material inspeccionado.

Los métodos de inspección de umbral anteriores presentan un cierto número de desventajas como se describe en detalle en lo sucesivo. Estos métodos de inspección se pueden adaptar para inspección de documentos de seguridad, pero bajo ciertas condiciones. Los métodos de inspección basados en umbral no son directamente adecuados para la inspección de documentos de seguridad, ya que los documentos de seguridad se imprimen usando procesos de impresión específicos (tales como impresión de huecograbado por ejemplo) que no se usan comúnmente en impresión comercial. Los métodos convencionales de inspección basados en umbral se deben adaptar por consiguiente a los rasgos de impresión específicos de los documentos de seguridad. El documento DE 1132266 A1 describe un método de inspección en una prensa de imprenta.

Según el estado actual de la técnica, se usan normalmente técnicas de procesamiento de imágenes por umbral ¡cónico (se describen en las Patentes de EE.UU. mencionadas anteriormente N° 5.384.859 y N° 5.317.39) debido a las tasas de producción altas. Estos métodos no obstante tienen la desventaja de que fluctuaciones altas, pero sin embargo tolerables durante el proceso de producción pueden conducir a detección de seudo-errores en regiones de las imágenes inspeccionadas donde está presente un cambio abrupto de contraste. A fin de impedir que ocurran tales seudo-errores, las citadas regiones que se caracterizan por cambios abruptos de contraste se representan típicamente insensibles a detección de errores (es decir atribuyendo tolerancias altas a estas regiones) de manera que se puede estabilizar el proceso de inspección. La detección de errores en las regiones que tienen cambios abruptos de contraste se hace de esta manera casi imposible.

Otros métodos de inspección óptica son conocidos en la técnica. Las patentes europeas EP 73 959 y EP 985 531 por ejemplo describen métodos de inspección que se basan en modelos elásticos que tienen en cuenta posibles deformaciones de los sustratos impresos. Los métodos de inspección perceptiva que simulan de una forma rudimentaria la percepción de la visión humana también son conocidos a partir de la solicitud de patente internacional WO 24/1734 y a partir de la solicitud de patente alemana DE 12 8 285. También son conocidos en la técnica métodos estadísticos basados en un análisis estadístico de patrones de imagen pero no han mostrado un rendimiento suficientemente satisfactorio.

Los métodos de inspección óptica anteriores están por definición limitados a inspección de la calidad óptica de los productos impresos, tales como si se ha aplicado demasiada o poca tinta sobre el material impreso, si la densidad de la tinta aplicada es aceptable, si la distribución espacial de la tinta aplicada es correcta, etc. Mientras que estos sistemas están adaptados para detectar tales errores de impresión de una manera relativamente eficiente, los

sistemas de inspección conocidos son incapaces no obstante de realizar una detección temprana de errores de impresión de creación progresiva. Tales errores de impresión no ocurren de una manera abrupta, sino más bien de de una manera progresiva y acumulativa. Estos errores de impresión típicamente ocurren debido a una degradación o desviación gradual del comportamiento de la prensa de imprenta. Como los sistemas de inspección óptica presentan inherentemente tolerancias de inspección, los errores de impresión solamente se detectarán después de un cierto periodo de tiempo, cuando se exceden las tolerancias del sistema de inspección óptica.

Los operadores de prensas de imprenta experimentados pueden ser capaces de identificar la degradación o desviación en el comportamiento de la prensa de imprenta que podría conducir a la aparición de errores de impresión, por ejemplo en base a los ruidos característicos producidos por la prensa de imprenta. Esta capacidad no obstante es altamente dependiente en la experiencia real, saber hacer y atención del personal técnico que opera la prensa de imprenta. Adicionalmente, la capacidad de detectar tales cambios en el comportamiento de la prensa de imprenta es intrínsecamente dependiente de las fluctuaciones de personal, tales como reorganización del personal, marcha o jubilación de personal clave, etc. Además, como esta experiencia técnica está basada en lo humano hay un alto riesgo de que este conocimiento se perderá con el tiempo, el único remedio disponible que consiste en asegurar el almacenamiento en una forma u otra del conocimiento técnico relevante y la formación adecuada del personal técnico.

Compendio de la invención

Hay por lo tanto una necesidad de un sistema de inspección mejorado que no esté meramente restringido a la inspección óptica del producto final impreso, sino que pueda tener en cuenta otros factores distintos de los criterios de calidad óptica.

Un objeto general de la presente invención es de esta manera mejorar las técnicas de inspección conocidas y proponer una metodología de inspección que puede asegurar un control exhaustivo de la calidad de los sustratos impresos procesados por prensas de imprenta, especialmente prensas de imprenta que se diseñan para procesar sustratos usados en el curso de la producción de billetes de banco, documentos de seguridad y similares.

Adicionalmente, un objeto de la presente invención es proponer un método que es adecuado para ser implementado como un sistema experto diseñado para facilitar la operación de la prensa de imprenta. En este contexto, es particularmente deseado proponer una metodología que se pueda implementar en un sistema experto adaptado para predecir la aparición de errores de impresión y/o proporcionar una explicación de la causa probable de los errores de impresión, en caso de que estos ocurran.

Estos objetos se logran por los métodos y el sistema experto definido en las reivindicaciones anexas. También se reivindica una prensa de imprenta equipada con el... [Seguir leyendo]

1. Un método para la detección de aparición de errores de impresión en sustratos impresos durante el procesamiento de los mismos en una prensa de imprenta (1) que comprende los pasos de proporcionar múltiples sensores en componentes funcionales de la prensa de imprenta (1) para monitorizar el comportamiento de la prensa de Imprenta durante el procesamiento de los sustratos impresos y realizar un análisis en linea del comportamiento de la prensa de imprenta (1) para determinar la aparición de un comportamiento característico de la prensa de Imprenta (1) que conduce o es probable que conduzca a la aparición de errores de impresión en los sustratos impresos o que conduce o es probable que conduzca a una buena calidad de impresión de los sustratos impresos.

2. El método según la reivindicación 1, en donde dicho análisis en línea del comportamiento de la prensa de Imprenta (1) incluye realizar un análisis de tendencia del comportamiento de la prensa de imprenta (1) durante el procesamiento de varios sustratos Impresos sucesivos.

3. El método según la reivindicación 1 o 2, en donde dicho análisis en línea del comportamiento de la prensa de imprenta incluye realizar una clasificación de patrón difuso del comportamiento de la prensa de imprenta (1).

4. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que además comprende acoplar el análisis en línea del comportamiento de la prensa de imprenta (1) con una inspección óptica en línea de los sustratos impresos.

5. El método según la reivindicación 4, en donde dicha inspección óptica en línea de los sustratos impresos

incluye:

(i) adquirir ópticamente imágenes de los sustratos impresos procesados en la prensa de imprenta (1); y

(ii) procesar las imágenes adquiridas de los sustratos impresos a fin de identificar la posible aparición de errores de impresión en dichos sustratos impresos,

y en donde dicho análisis en línea del comportamiento de la prensa de imprenta (1) se acopla a dicha inspección óptica en línea de los sustratos impresos de tal manera para:

- emitir una alerta temprana de la probable aparición de errores de impresión tras la determinación de un comportamiento defectuoso o anormal de la prensa de imprenta (1) mientras que las imágenes adquiridas aún se determina que están desprovistas de errores de impresión; o

- proporcionar una Indicación de la causa probable de la aparición de los errores de impresión detectados mediante la Inspección óptica de los sustratos impresos.

6. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho análisis en línea del comportamiento de la prensa de imprenta (1) comprende los pasos de:

(a-i) detectar parámetros de operación de los componentes funcionales de la prensa de imprenta (1) durante el procesamiento de los sustratos impresos en la prensa de imprenta (1), cuyos parámetros de operación son representativos del comportamiento de la prensa de imprenta (1) durante el procesamiento de los sustratos impresos; y

(a2) determinar si los parámetros de operación detectados de los componentes funcionales de la prensa de imprenta (1) son indicativos de un comportamiento defectuoso o anormal de la prensa de imprenta (1) que es probable que conduzca a errores de impresión.

7. El método según la reivindicación 6, que además comprende el paso preliminar (a) de modelar comportamientos característicos de la prensa de imprenta (1) usando los parámetros de operación de los componentes funcionales de la prensa de imprenta como parámetros representativos de dichos comportamientos característicos, dichos comportamientos característicos que comprenden:

- comportamientos defectuosos o anormales de la prensa de imprenta (1) que conducen o es probable que conduzcan a la aparición de errores de impresión; y/o

- comportamientos normales de la prensa de imprenta (1) que conducen o es probable que conduzcan a buena calidad de impresión de los sustratos impresos,

en donde dicho paso de determinación (a2) incluye:

(a2i) monitorizar los parámetros de operación de los componentes funcionales de la prensa de imprenta (1) durante el procesamiento de los sustratos impresos en la prensa de imprenta (1); y

(a22) determinar si los parámetros de operación monitorizados son indicativos de cualquiera de los comportamientos característicos modelados de la prensa de imprenta (1).

8. El método según la reivindicación 7, en donde dicho paso preliminar (ao) incluye modelar comportamientos defectuosos o anormales de la prensa de imprenta (1) que conducen o es probable que conduzcan a la aparición de errores de impresión y comprende los siguientes pasos:

(aoi) definir una pluralidad de clases de errores de impresión que pueden ocurrir en dicha prensa de imprenta (1);

(ao2) para cada clase de errores de impresión, determinar los parámetros de operación de la prensa de imprenta (1) que caracterizan un comportamiento defectuoso o anormal de la prensa de imprenta (1) que conduce o probablemente conduzca a la aparición de errores de impresión; y

(ao3> para cada clase de errores de impresión, definir un modelo correspondiente del comportamiento defectuoso o anormal de la prensa de imprenta (1) en base a los parámetros de impresión que se determinan que son caracterizadores de dicho comportamiento defectuoso o anormal,

y en donde dicho paso de determinación (a22) incluye determinar si los parámetros de operación monitorizados muestran una correspondencia con cualquiera de los modelos definidos de los comportamientos defectuosos o anormales de la prensa de imprenta (1).

9. El método según la reivindicación 7 u 8, en donde dicho modelado de comportamientos característicos de la prensa de imprenta (1) incluye el modelado de dichos comportamientos característicos por medio de conjuntos de reglas de lógica difusa.

1. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde los sensores se proporcionan en la prensa de imprenta a fin de detectar cualquier combinación de los siguientes parámetros de operación:

-velocidad de procesamiento de la prensa de imprenta (1);

-velocidad de rotación de un cilindro o rodillo de la prensa de imprenta (1);

- corriente consumida por un motor eléctrico que acciona los cilindros de la prensa de imprenta (1);

- temperatura de un cilindro o rodillo de la prensa de imprenta (1);

- presión entre dos cilindros o rodillos de la prensa de imprenta (1);

- restricciones en los rodamientos de un cilindro o rodillo de la prensa de imprenta (1);

- consumo de tintas o fluidos en la prensa de imprenta (1); y/o

- posición o presencia de los sustratos impresos en la prensa de imprenta (1).

11. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde los sensores se proporcionan en la prensa de imprenta (1) para detectar los parámetros de operación de los componentes funcionales de la prensa de imprenta que están tan descorrelacionados entre sí como sea posible.

12. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, llevado a cabo en una prensa de imprenta de huecograbado (1) que comprende al menos un cilindro de impresión (7), un cilindro de plancha (8) que contacta el cilindro de impresión (7), un sistema de entintado (9) para entintar la superficie del cilindro de plancha (8), y una unidad de limpieza (1) para limpiar la superficie entintada del cilindro de plancha (8) anteriora imprimir.

13. El método según la reivindicación 12, en donde los sensores se proporcionan en la prensa de imprenta de huecograbado (1) a fin de detectar cualquier combinación de los siguientes parámetros de operación:

-velocidad de procesamiento de la prensa de imprenta de huecograbado (1);

- corriente consumida por un motor eléctrico usado como medio de accionamiento de la prensa de imprenta de huecograbado (1);

- velocidad de rotación del cilindro de impresión (7), del cilindro de plancha (8) y/o de un cilindro o rodillo del sistema de entintado (9) o unidad de limpieza (1);

- temperatura del cilindro de impresión (7), del cilindro de plancha (8) y/o de un cilindro o rodillo del sistema de entintado (9) o unidad de limpieza (1);

- presión de impresión entre el cilindro de plancha (8) y el cilindro de impresión (7);

- presión de limpieza entre el cilindro de plancha (8) y la unidad de limpieza (1);

- presión de contacto entre el cilindro de plancha (8) y el sistema de entintado (9);

- parámetros de operación de la unidad de limpieza (1); y/o

- parámetros de operación del sistema de entintado (9).

14. El método según la reivindicación 12 o 13, llevado a cabo para detectar errores de impresión en los sustratos impresos que son debidos a disfunción en la operación de la unidad de limpieza (1).

15. El método según la reivindicación 14, en donde dicha unidad de limpieza (1) incluye un depósito de limpieza (1.1), un cilindro de limpieza (1.2) dispuesto en el depósito de limpieza (1.1) y que contacta el cilindro de plancha (8), una cuchilla seca (1.3) que contacta la superficie del cilindro de limpieza (1.2) para eliminar los residuos de tinta limpiados de la superficie del cilindro de limpieza (1.2), medios de limpieza (1.4) para aplicar una solución de limpieza sobre la superficie del cilindro de limpieza (1.2), y una cuchilla de secado (1.5) que contacta la superficie del cilindro de limpieza (1.2) para eliminar los residuos de la solución de limpieza de la superficie del cilindro de limpieza (1.2),

y en donde los sensores se proporcionan a fin de detectar:

- presión de limpieza entre el cilindro de limpieza (1.2) y el cilindro de plancha (8);

- flujo de solución de limpieza en dicha unidad de limpieza (1);

- propiedades físico-químicas de la solución de limpieza;

- presión de cuchilla entre la cuchilla seca (1.3) y el cilindro de limpieza (1.2) o entre la cuchilla de secado (1.5) y el cilindro de limpieza (1.2);

- la posición de cuchilla de la cuchilla seca (1.3) o de la cuchilla de secado (1.5) con respecto al cilindro de limpieza (1.2); y/o

- restricciones en los rodamientos del cilindro de limpieza (1.2).

16. El método según la reivindicación 15, en donde la presión de limpieza, la presión de cuchilla, la posición de cuchilla y/o las restricciones de los rodamientos del cilindro de limpieza (1.2) se detectan en cada extremidad del cilindro de limpieza (1.2).

17. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la monitorización del comportamiento de la prensa de imprenta incluye monitorizar ruidos y/o vibraciones generados por dicha prensa de imprenta durante el procesamiento de los sustratos impresos, cuyos ruidos y/o vibraciones se pueden detectar mediante sensores acústicos, sensores de aceleración, o sensores sensibles a la presión y se detectan preferiblemente en los rodamientos de un cilindro de la prensa de imprenta.

18. El método según de la reivindicación 17, llevado a cabo en una prensa de imprenta de huecograbado (1) que comprende al menos un cilindro de impresión (7), un cilindro de plancha (8) que contacta el cilindro de impresión (7), un sistema de entintado (9) para entintar la superficie del cilindro de plancha (8), y una unidad de limpieza (1) con un cilindro de limpieza (1.2) que contacta el cilindro de plancha (8) para limpiarla superficie entintada del cilindro de plancha (8) anterior a imprimir, en donde los ruidos y/o vibraciones producidas por dicha prensa de imprenta de huecograbado (1) se detectan en los rodamientos de dicho cilindro de limpieza (1.2).

19. El método según de la reivindicación 17 o 18, en donde los ruidos y/o vibraciones producidos por dicha prensa de imprenta se detectan mediante al menos dos sensores (51a, 51b, 52a, 52b) colocados en los rodamientos (11, 12) del cilindro y los cuales son sensibles a los ruidos o vibraciones transmitidos a lo largo de al menos dos direcciones distintas perpendiculares al eje de rotación del cilindro.

2. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que además incluye procesar previamente las señales sacadas por los sensores, preferiblemente realizando un denominado análisis cepstrum de las señales sacadas por los sensores.

21. Un sistema experto de detección de aparición de errores de impresión en sustratos impresos durante el procesamiento de los mismos en una prensa de imprenta, dicho sistema experto que comprende múltiples sensores acoplados a componentes funcionales de la prensa de imprenta para monitorizar el comportamiento de la prensa de imprenta durante el procesamiento de los sustratos impresos, y un sistema de procesamiento acoplado a dichos sensores para realizar un análisis en línea del comportamiento de la prensa de imprenta, dicho sistema de procesamiento que se adapta para llevara cabo el método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

22. Una prensa de imprenta equipada con un sistema experto según la reivindicación 21.