CN101168321B - 在印刷机中补偿基于振动的圆周套准误差的方法和印刷机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于在单张纸印刷机中补偿基于振动的圆周套准误差的方法。滚筒的实际角度位置与给定角度位置的至少一个由振动引起的偏差通过至少一个印刷装置、尤其是滚筒的圆周套准的调整来补偿。为此，确定单张纸印刷机的当前振动状态，计算确定的整数阶的振动对承印页张上的分色的位置的影响并且进行圆周套准的根据计算结果所需的、补偿的调整。

Description

在印刷机中补偿基于振动的圆周套准误差的方法和印刷机

技术领域

本发明涉及一种用于在单张纸印刷机中补偿基于振动的圆周套准误差的方法，其中滚筒的实际角度位置与给定角度位置的至少一个由振动引起的偏差通过调整至少一个印刷装置的圆周套准来补偿。另外本发明涉及一种具有多个印刷装置和一个套准控制装置的单张纸印刷机，该套准控制装置具有用于在各印刷装置中改变滚筒角度位置的调节机构。 

背景技术

为了用单张纸印刷机的多个印刷装置产生高质量品味的多彩印刷品，在承印页张上的各分色的精确适配的或者保持套准的叠印具有特别的意义。为了这个目的，通常的单张纸印刷机具有一个控制装置或者一个套准调节装置，其方式是一个印刷装置内的一个或者多个滚筒的位置可以在多个自由度上通过调节机构、例如通过滚筒的驱动装置来改变。尤其可以对印版滚筒或者引导纸张的滚筒（或者也可以是一个辊）的角度位置施加作用，使得其相位被调节（圆周套准）。在相应地反向的角度位置校正的情况下，通过这种方式可以补偿沿纸张纵向的套准偏差，也被称为对版偏差（Passerabweichung）。 

在此，多个运行参数、例如运行速度、加速和滞后、温度、接收在印版滚筒上的印版和递纸装置的位置对两个彼此跟随的印刷装置的对版偏差的数量值施加影响。但是在单张纸印刷机静态运行时通常也形成静态的对版偏差。 

例如在文献DE 10 2004 031 508 A1中描述了：在不同的运行参值、尤其是在驱动装置的与运行参数相关的不同的转矩流的情况下出现的不同的静态负载与在运行参数为一组确定值的情况下的精确印刷相比，引起静态的对版偏差。该对版偏差可以通过圆周套准的相反的改变来校正，尤其是通过待被套准的滚筒的转角给定值的相应改变来校正。为了这个目的，借助于转矩流模型根据起作用的驱动-和负载力矩和传动系的弹性预测地计算预期的对版偏差。 

另外已知，在单张纸印刷机中能与驱动参数的值相关地激起振动。例如在文献DE 42 18 604 A1中指出：该振动的后果是在印刷图像中可能出现沿纸张纵向的套准偏差。换言之，也可能存在由振动导致的动态的对版偏差。根据文献DE 42 18 604 A1，出现的套准误差直接借助于套准测量仪器或者间接借助于印刷机中的纸张位置探测器来测量，因此可以进行圆周套准的相应校正。 

通常，当激励的、确定频率的干扰力矩与单张纸印刷机或者单张纸印刷机的一部分的固有频率共振时，单张纸印刷机被激起特别显著的振动。在此，各干扰力矩的频率经常与各运行参数相关，尤其是具有相对较强的振幅的干扰力矩可具有与速度相关的频率。首先需在整数阶的频率与非整数阶的频率之间进行区分，所述的整数阶的频率是单张纸印刷机运行频率的整数多倍，所述非整数阶的频率是单张纸印刷机运行频率非整数多倍。整数阶的振动具有对于单张纸印刷机的运行节拍循环固定的相位。 

对于在文献DE 42 18 604 A1中说明的用于套准校正的方案中无关紧要的是，基于何种干扰源——不管是静态或动态性质——都出现待被补偿的对版偏差，因为仅是合成后的总误差被测量和校正。 

发明内容

本发明的目的在于，有目的地在单张纸印刷机中减少或者避免由振动引起的动态对版偏差。 

根据本发明，提出了一种用于在单张纸印刷机中补偿基于振动的圆周套准误差的方法，其中滚筒的实际角度位置与给定角度位置的至 少一个由振动引起的偏差通过调整至少一个印刷装置的圆周套准来补偿，本发明提出：确定单张纸印刷机的当前振动状态，计算确定的整数阶的振动对在承印页张上的分色的位置的影响并且进行圆周套准的按计算结果所需补偿的调整。 

在其它描述中给出本发明的有利的进一步构型。 

在根据本发明的、尤其是用于多色印刷的单张纸印刷机中用于平衡(或者补偿、反作用或者校正)由振动引起的或者基于振动的圆周套准误差的方法中，滚筒(尤其是引导纸张的滚筒)的实际角度位置与给定角度位置的至少一个由于振动引起的偏差通过调整(单张纸印刷机的)至少一个印刷装置的圆周套准来补偿。为此确定单张纸印刷机(在运行期间)的当前振动状态，计算确定的整数阶的振动(也就是说，该振动具有整数多倍于单张纸印刷机运行频率的频率)对承印页张上的分色的位置、尤其是对至少一个滚筒的角度位置的影响并且将圆周套准、尤其是滚筒角度位置的根据计算结果需要补偿的调整作为需要补偿的圆周套准调整。 

振动尤其可以是扭转振动。至少一个印刷装置的圆周套准的调整可以通过滚筒的圆周套准、尤其是滚筒的相位或者角度取向的调整进行。取代上述方案地，待被调整的滚筒也可以是单张纸印刷机的其他印刷装置的一部分，该印刷装置不同于前述的印刷装置。该滚筒尤其可以是一印版滚筒或引导页张的滚筒。该滚筒可以是其圆周套准被调整的印刷装置的一部分。印刷装置的印版滚筒可以是带有圆周套准的滚筒。至少一个印刷装置的圆周套准的调整可以通过印版滚筒的调整或者通过处在穿过印刷机的纸张输送路径上的滚筒、尤其是引导纸张的滚筒(优选)的调整进行。至少一个印刷装置的圆周套准的调整可通过在其上确定(测量、定量地确定)实际角度位置与给定角度位置的偏差的滚筒或者通过其他滚筒进行。偏差的确定、测量或者定量的确定可以在印版滚筒或者引导纸张的滚筒上进行。 

可以以有利的方式校正由振动引起的对版误差、即由振动诱导的动态的对版偏差。本发明利用如下知识，即在静态的运行条件下整数阶的振动动态地导致静态的对版误差。与运行参数、例如机器速度或者在机器中进行的减振相关的对版偏差在单张纸印刷机的振动状态的已获知的情况下通过测量、在模型基础上的计算或者在考虑测量值情况下的计算进行确定，因此圆周套准可以这样反作用地进行预控制，使得在印刷时看不见有干扰的对版偏差。测量和/或计算可以事前或在单张纸印刷机期间(在线)进行。圆周套准的调节优选这样慢地进行，使得避免重叠。 

借助本发明可以通过有利的方式实现单张纸印刷机的圆周套准的精确的预控制。因此能够减少废页并且需要较少的调节干预。本发明的、超越通常的控制的方法步骤可以用简单附加的耗费实现。 

特别有利地是，在这样的单张纸印刷机中采用本发明的方法，该单张纸印刷机具有多个印刷装置、尤其是具有四个、五个、六个、八个、十个或者十二个水平串联结构方式的印刷装置。这种单张纸印刷机在图像工业中也称为长机。所出现的振幅的大小随着印刷装置的增加而增大，因此其直接的克服或者用于避免不利影响(如在此由振动导致的动态的对版偏差)的措施的采取得到特别的意义。 

在本发明方法的一个第一实施形式中，当前的振动状态通过借助于单张纸印刷机上的扭转振动传感器或者力矩传感器的测量并且通过由所测量的振动求得其频率整数多倍于单张纸印刷机运行频率的振动来确定。就当前在单张纸印刷机中出现的振动直接地且个别地量化，而不动用具有需要简化的假设或概括的理论建模而言，该方法是有利的。整数阶的振动份额的求得尤其可以通过具有整数阶的振动的振幅和相位的确定、例如通过所测量的总振动或者总频谱的过滤或者通过垂直的相互关系来进行。 

替代上述方案地，在本发明方法的一个第二实施形式中，当前振 动状态由多个通过单张纸印刷机的运行参数的值参数化地存储在存储器内的振动状态值以运行参数的当前值的函数的形式选择出，所述振动状态值已经根据运行参数的值计算出。运行参数能描述单张纸印刷机的运行状态。对于这种运行参数的有意义的示例在纯正面印刷运行时或者在双面印刷运行时是单张纸印刷机的机器速度、温度或者设定状态。单张纸印刷机的振动模型对于技术人员来说是已知的，在其基础上出现的振动可以以运行状态的函数计算。用于具体的单张纸印刷机的模型必须能够足够精确地描述出现的振动。振动状态值的存储能以各种合适的形式进行：在第一形式(Auspr

gung)中，对于所有滚筒的占优势的振动级的振幅和相位与印刷速度相关地进行存储。在第二形式中，将振动级的时间过程存储在存储器中。 

另外，取代上述方案地，在按本发明方法的一个第三实施形式中，当前振动状态从多个通过单张纸印刷机的运行参数的值参数化地存储在存储器内的振动状态值以运行参数的当前值的函数选出，所述振动状态值与运行参数相关地来测量。 

另外，取代上述方案地，在按本发明方法的一个第四实施形式中，当前振动状态从一个存储在存储器内的振动状态以运行参数的当前值的函数计算，该存储在存储器内的振动状态与运行参数的值组相关地进行测量或者计算。换言之，振动状态的求得可以借助于在印刷运行中的测量与模型的组合进行。在此，运行参数可以在印刷运行期间(在线地)进行监控，因此能用存储的振动状态进行其计算，所述运行参数构成确定振动的参数，但是控制装置并不知晓。该实施形式的有意义的应用在单张纸印刷机的温度方面给出，该温度与阻尼的关系是已知的。 

确定的整数阶的振动的影响的计算在确定的实施形式中不同地进行：一方面确定的整数阶的振动对承印页张上的分色的位置、尤其是至少一个滚筒的角度位置的影响借助于单张纸印刷机的一起运行 的纸张跟踪模型(Bogenverfolgungsmodell)尤其是在印刷运行期间(在线地)计算。另一方面将用于描述确定的整数阶的振动对承印页张上的分色的位置、尤其是对至少一个滚筒的角度位置的影响的关系存储在控制装置内，使得对于运行参数的当前值可确定分色的给定位置、尤其是滚筒的给定角度位置的基于振动的偏差。一个有意义的应用与到双面印刷运行(翻面运行)的转换相关。该关系的存储能特别有利地需要少的计算效率并且从而是经济的。该关系由滚筒位置、若干结构数据、印刷的规格得出并且基于简单的几何观察。具体地能够以表格的形式进行存储。 

在按本发明方法的一个有利的实施形式中，尤其是滚筒的圆周套准的根据计算结果所需补偿的调整借助于用于印版的位置校正的调节机构和用于调整圆周套准的调节算法进行，尤其是在采用相同的跟踪运动的情况下进行。 

已经证实，在正常的印刷运行期间在单张纸印刷机中的振动现象经常可以以足够的精确度借助于线性的模型、例如以耦合的扭转振动器为基础进行描述。对于线性的模型存在许多足够精确的计算方法。前提条件是，模型描述是足够精确的，所以有利的是，本发明的方法中的作为计算当前振动状态的基础的模型是线性的。 

在超出正常印刷运行的情况中也可能产生非线性的振动现象，使得线性的描述不再充分。在本发明方法的有利的进一步构型中，作为计算当前振动状态的基础的模型是非线性的。例如非线性模型可以以有间隙地(spielbehaft)耦合的扭转振动器为基础。 

在本发明方法的一个有利的实施形式中，附加地通过补偿力矩的供给来主动地补偿非整数阶的振动。非整数阶的振动可能具有有理数阶(分数有理数但不是整数的)或者无理数阶，也就是说，具有单张纸印刷机运行频率的有理数或无理数多倍的频率的振动。该振动也可以称为异步振动。 

如已经提及的那样，由振动导致的动态的对版偏差总体上仅构成合成的总对版偏差的一个量。尤其是除了动态的对版偏差之外还出现尤其是基于静态的力矩或扭转的已经谈及的静态的对版偏差。在本发明方法的有利的进一步构型中，尤其是滚筒的圆周套准(用于补偿基于振动的动态的对版偏差)的根据计算结果所需补偿的调整施加给基于静态的其他需要的调整。 

结合本发明的思想，具有多个印刷装置和一个套准控制装置的单张纸印刷机、尤其是单张纸胶印机也是本发明的主题，该套准控制装置具有在各印刷装置内用于改变滚筒角度位置的调节机构。根据本发明，单张纸印刷机的套准控制装置包括一个计算单元和/或一个存储控制程序的存储单元，通过该控制程序可以借助于调节机构实施具有上述特征或特征组合的方法。 

单张纸印刷机可具有多个以模块化的结构方式水平串联地设置的印刷装置。单张纸印刷机可以具有四个、五个、六个、八个、十个或十二个印刷装置。该单张纸印刷机可以是双面印刷机。单张纸印刷机可以具有一个续纸器和一个收纸器。在确定的实施形式中，单张纸印刷机具有一个或多个精制装置、例如冲裁装置、上光装置、膜压装置或切割装置。该单张纸印刷机可以包括根据不同印刷方法工作的印刷装置。该单张纸印刷机尤其是可以具有平版印刷装置。 

附图说明

下面参照附图描述本发明其他的优点和有利的实施形式和进一步方案。其中： 

图1示出六个彼此跟随的滚筒的以转角φ的函数的振幅ψ的示意图， 

图2示出根据本发明的、用于在单纸张印刷机中补偿基于振动的圆周套准误差的方法的有利的实施形式的示意流程图。 

具体实施方式

图1示意性示出彼此跟随的六个滚筒的以转角φ的函数形式的振幅ψ(Schwingungsausschlag)。这六个滚筒具有不同大小的最大振幅。用于计算振动对对版偏差的影响的模型除了需要输入滚筒位置之外尤其是需要对于单张纸印刷机中的所有滚筒输入滚筒相对于无振动的运动、即给定运动的扭转角作为机器角度或者时间的函数。在转角φ的确定的值的时候，进行从一个印刷装置到下一个印刷装置的转移，在此在图1中尤其是进行从一个滚筒到下一个滚筒的转移，该转角在确定的时刻通常在印刷运行期间在不同的循环中实现。在每个时刻上，两个直接地彼此跟随的滚筒具有不同的振幅ψ(实线和虚线)。这些振幅ψ的差是在从一个滚筒至下一个滚筒的各转移中出现的对版误差一更确切地说是动态的对版偏差的份额，如果还存在另外的、通过其他的过程引起的份额的话一如在右半部中对于从一个滚筒到下一个滚筒的每个转移示出的那样。 

取代在图1中示出的情况地，也能够考虑印刷装置中具有相同功能性的滚筒，例如可以是印版滚筒或者引导纸张的滚筒，它们位于单张纸印刷机中的各个模块式地彼此跟随的印刷装置中。换言之，这些滚筒可以不是直接彼此跟随地设置，尤其可以是两个彼此跟随的印刷装置的滚筒。例如可激起一振动(例如低频的第一固有振动)，该振动在单张纸印刷机开始和结束时具有一个强的振幅，而在机器中间附近设置的印刷装置中的滚筒具有小的最大振幅。 

图2是根据本发明的、在单张纸印刷机中用于补偿基于振动的圆周套准误差的方法的有利的实施形式的示意性流程图。单张纸印刷机的运行状态10影响(通过箭头14表示)单张纸印刷机的振动特性12，该振动特性又影响纸张32。可选择的是，一方面可以在单张纸印刷机的运行期间进行振动特性12的测量18(信号流16)或者另一方面根据运行状态10来确定存储的振动状态20(信号流16)。得出当前振 动状态22的描述作为在该替代方案的两个情况中的中间结果。将它用作用于纸张跟踪模型24的输入，其结果就是当前振动状态22的确定的对版影响26。通过该中间结果计算圆周套准调整信号28，因此圆周套准调整装置30可以相应地控制当前振动状态22。然后圆周套准调整装置30间接地对纸张32施加校正措施(影响14)。 

参考标号表 

ψ  振幅 

φ  转角 

10  运行状态 

12  单张纸印刷机的振动特性 

14  影响 

16  信号流 

18  运行期间的测量 

20  存储的振动状态 

22  当前的振动状态 

24  纸张跟踪模型 

26  对版影响 

28  圆周套准调整信号的计算 

30  圆周套准调整装置 

32  纸张 

Claims (16)

1.用于在单张纸印刷机中补偿基于振动的圆周套准误差的方法，其中滚筒的实际角度位置与给定角度位置的至少一个由振动引起的偏差通过至少一个印刷装置的圆周套准的调整来补偿，其特征在于：确定单张纸印刷机的当前振动状态，计算确定的整数阶的振动对承印页张上的分色的位置的影响并且进行圆周套准的根据计算结果所需的、补偿的调整。

2.按权利要求1所述的用于补偿基于振动的圆周套准误差的方法，其特征在于：至少一个印刷装置的圆周套准的调整通过印版滚筒的调整或者通过一个处在穿过印刷机的纸张输送路径上的滚筒的调整来进行。

3.按上述权利要求任一项所述的用于补偿基于振动的圆周套准误差的方法，其特征在于：至少一个印刷装置的圆周套准的调整通过滚筒的调整进行，在该滚筒上确定实际角度位置与给定角度位置的偏差。

4.按权利要求1所述的用于补偿基于振动的圆周套准误差的方法，其特征在于：确定的整数阶的振动对承印页张上的分色的位置的影响被以对至少一个滚筒角度位置的影响的形式计算。

5.按权利要求1所述的用于补偿基于振动的圆周套准误差的方法，其特征在于：当前振动状态通过借助于单张纸印刷机上的扭转振动传感器或者力矩传感器进行的测量并且通过由所测量的振动求得具有整数多倍于单张纸印刷机运行频率的频率的振动来确定。

6.按权利要求1所述的用于补偿基于振动的圆周套准误差的方法，其特征在于：当前振动状态由多个通过单张纸印刷机的运行参数的值参数化地存储在存储器内的振动状态值以运行参数的当前值的函数选出，所述振动状态值已与运行参数的值相关地计算出。

7.按权利要求1所述的用于补偿基于振动的圆周套准误差的方法，其特征在于：当前振动状态由多个通过单张纸印刷机的运行参数的值参数化地存储在存储器内的振动状态值以运行参数的当前值的函数选出，所述振动状态值已与运行参数的值相关地被测量出。

8.按权利要求1所述的用于补偿基于振动的圆周套准误差的方法，其特征在于：当前振动状态被由存储在储存器内的振动状态以运行参数的当前值的函数计算，该振动状态已被与一组运行参数值相关地测量或者计算出。

9.按权利要求1或2所述的用于补偿基于振动的圆周套准误差的方法，其特征在于：确定的整数阶的振动对承印页张上的分色的位置的影响被借助于单张纸印刷机的一起运行的纸张跟踪模型计算。

10.按权利要求1或2所述的用于补偿基于振动的圆周套准误差的方法，其特征在于：存储用于描述确定的整数阶的振动对承印页张上的分色的位置的影响的关系，使得对于运行参数的当前值可确定给定位置的基于振动的偏差。

11.按权利要求1或2所述的用于补偿基于振动的圆周套准误差的方法，其特征在于：圆周套准的根据计算结果所需的、补偿的调整借助于用于印版的位置校正的调节机构和用于调整圆周套准的调节算法进行。

12.按权利要求1或2所述的用于补偿基于振动的圆周套准误差的方法，其特征在于：作为当前振动状态的计算的基础的模型是线性的。

13.按权利要求1或2所述的用于补偿基于振动的圆周套准误差的方法，其特征在于：作为当前振动状态的计算的基础的模型是非线性的。

14.按权利要求1或2所述的用于补偿基于振动的圆周套准误差的方法，其特征在于：非整数阶的振动被通过补偿力矩的供入来补偿。

15.按权利要求1或2所述的用于补偿基于振动的圆周套准误差的方法，其特征在于：圆周套准的根据计算结果所需的、补偿的调整施加给基于静态的所需的调整。

16.单张纸印刷机，具有多个印刷装置和一个具有用于改变各印刷装置内的滚筒角度位置的调节机构的套准控制装置，其特征在于：套准控制装置包括一计算单元和一存储控制程序的存储单元，通过该控制程序可借助于调节机构执行按上述权利要求任一项所述的方法。

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