CN102909950B - 在印刷速度变化时输墨装置的控制 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制印刷机（1）的印刷速度（V）和温度（T）以达到预给定的调节参量的方法，该印刷机（1）具有控制计算机（15）。具有以下方法步骤：通过控制计算机（15）计算应有温度（T_Soll）以便在希望的印刷速度（V）下达到预给定的调节参量并且开始调整过程以便达到该应有温度（T_Soll）；以第一加速度（a）在围绕预给定的调节参量的波动的误差极限以内改变实际印刷速度（V_Ist）；如果达到希望的印刷速度（V）则中断第一加速度过程；如果达到误差极限并且还未达到希望的印刷速度（V），则改变第一加速度（a）以及以变化了的第二加速度（a）沿着误差极限控制印刷速度（V）直到达到希望的印刷速度（V）。

Description

在印刷速度变化时输墨装置的控制

技术领域

本发明涉及一种用于控制印刷机的印刷速度和温度的方法，以便达到给定的调节参量，其中，该印刷机具有控制计算机。

背景技术

在胶印机中一般通过具有多个墨区的输墨装置进行印刷机构中的油墨配量，其中，每个墨区具有用于调整所需的开口并由此调整油墨配量的墨区滑块。但是也存在所谓的短输墨装置，尤其是网纹辊输墨装置，它们没有墨区和用于分区配量的墨区滑块。因此在具有短输墨装置的印刷机中不能通过分区配量元件的打开和关闭来达到墨量，而是必须影响其它调节参量。已知，在胶印机中油墨配量和调整的着色取决于印刷机的温度和印刷速度。因此能够通过改变温度和印刷速度来在具有网纹辊输墨装置的印刷机中调整着色。但是印刷工一般想要调整一定的印刷速度，以便能够在希望的时间内生产期望数量的承印物。因此必须对于希望的印刷速度计算并达到希望的应有温度。但是对于调整输墨装置温度是有问题的，输墨装置对于温度变化的反应非常迟钝，由此温度跟踪与印刷速度变化相比慢得多。

由德国公开文献DE10254501A1已知温度与印刷速度的关系。在那里公开的用于运行轮转印刷机的方法中，根据印刷速度调整输墨装置的温度。

对比文件DE102008001309A1公开了一种方法，它要负责使印刷产品上的色密度保持恒定，其方式是，相互匹配地控制印刷速度和输墨装置中的温度。这要使得转速变化的动态与温度变化的动态更好地匹配，由此即使在动态的情况下也得到静态的油墨曲线关系。

由专利US7,884,926B2，US7,894,065B2和US7,515,267B2已知油墨测量装置。

但是在现有技术中的解决方案有问题的是，由于温度的缓慢变化，只能非常缓慢地改变印刷速度，以使着色近似保持恒定。同样有问题的是，分级地启动速度。由此产生驱动力的正负符号变换，这对印刷图像产生负面影响。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种用于在胶印机中具有短输墨装置情况下控制印刷速度的方法，它允许在尽可能小地影响着色的情况下尽可能快地改变速度。

按照本发明，该目的通过本发明提出的一种用于控制印刷机的印刷速度和温度以达到预给定的调节参量的方法来实现，其中，该印刷机具有控制计算机，包括下面的方法步骤：通过控制计算机计算应有温度以便在希望的印刷速度下达到所述预给定的调节参量并且开始调整过程以便达到所述应有温度，以第一加速度在围绕所述预给定的调节参量的波动的误差极限以内改变实际印刷速度，如果此时达到希望的印刷速度，则中断第一加速度过程，如果达到误差极限并且还未达到希望的印刷速度，则改变第一加速度，以及沿着误差极限以变化了的第二加速度控制印刷速度直到达到所述希望的印刷速度。

本发明方法尤其适合于控制具有网纹辊输墨装置的胶印机，这些网纹辊输墨装置没有分区的油墨配量装置，但是也可以在具有分区的输墨装置的印刷机中使用。在此，印刷速度变化时的过程全自动地由控制计算机实现，该控制计算机也控制印刷机的温度调节。希望的调节参量优选涉及应有着色，但也可以是印刷机的其它与温度相关的调节参量，或者也可以是温度本身作为调节参量。所有这些与温度相关的调节参量都存在这样的问题：温度变化只非常缓慢地发生并且因此与温度相关的调节参量快速地导致机器状态的变化。尤其是在调整希望的应有着色以便在印刷机中生产具有与印刷原稿相同的着墨的承印物时是这种情况。按照本发明规定，控制计算机首先计算所需的应有温度，该应有温度为了在希望的印刷速度下达到预给定的调节参量而必需。因此，在希望的着墨和希望的印刷速度情况下计算印刷机的输墨装置中的与此匹配的应有温度。然后控制计算机控制在印刷机中的必要调整过程，以便从调节参量的实际值达到调节参量的计算出的预给定应有值。在调整应有着色时在此例如要这样进行：使得着色的变化是不可见的或者刚好还是允许的，因为否则在调整过程期间印刷出不可销售的废品。为此在印刷机的控制计算机中寄存相应的误差极限。直到达到该误差极限之前，印刷机可以以加速度最大值运行。如果在加速时已经达到希望的印刷速度，则中断加速过程并且以所达到的希望的印刷速度继续印刷运行。但如果在达到希望的印刷速度之前达到了误差极限，则使加速度值这样多地减小，以致调节参量、尤其应有着色在误差极限内不改变。印刷机然后因此沿着误差极限加速到希望的印刷速度上，具体说这样长时间：直到达到希望的印刷速度。

这种方法的主要优点是，始终以最大可能的加速度值工作并由此尽可能快地达到希望的印刷速度，但不会使希望的调节参量位于允许的误差极限以外，使得例如不离开希望的应有着色并且即使在速度变化时也不产生废品。该应有着色最好是应有色密度，它出自来自印刷前级的数字印刷原稿。

在本发明的一扩展方案中规定，为了计算加速度和希望的印刷速度，由控制计算机考虑印刷机的特性和所使用的印刷油墨和印刷材料的特性。尤其为了调整应有着色重要的是，考虑所使用的印刷油墨的特性如延性和粘度。同样要考虑印刷机的特性如温度敏感性。尤其在确定误差极限时，温度阈值与印刷油墨的特性和印刷机的特性并且也与印刷材料的特性相关。

在本发明的另一扩展方案中规定，加速度是恒定的。替换地可以规定，加速度分别分级地通过控制计算机改变。在具有恒定加速度的实施方式中，首先以最大加速度值加速到误差极限，然后再以最大可能的加速度值沿着误差极限运行。在两种情况下加速度都是恒定的。在本发明的一替换方案中，由控制计算机计算加速度等级，使得印刷机在误差极限以内分级地加速，其中，误差极限是加速度等级的上限，使得加速度等级不位于允许的误差极限以外。

在本发明的另一扩展方案中规定，这样选择误差极限，使得产生刚好还允许的颜色波动。这是在达到误差极限时刚好还未出现可看见的着色波动的误差极限选择的一个替换方案。在有些印刷产品中允许小的可见的着墨波动，因为在这里不要求高的印刷质量。因此，对于这些印刷产品，具有刚好还允许的颜色波动的印刷成果也可以销售，使得可以选择较大的误差极限并因此提高加速度，由此也能更快地达到希望的印刷速度。

在本发明的另一扩展方案中规定，在调整过程期间不是预给定应有转速，而是根据印刷机温度预给定应有加速度。在印刷机驱动电机的控制中，在加速过程期间不是传送应有转速，而是对驱动电机预给定针对应有加速度的转矩并且电动机以该应有加速度运行。

附图说明

下面借助多个附图详细描述和解释本发明。附图示出：

图1具有短输墨装置和控制计算机的多色胶印轮转印刷机，

图2胶印机中的速度补偿原理，

图3关于时间的温度变化曲线以及对应的着色温度误差极限，

图4印刷速度与温度的关系以及对应的油墨误差极限，

图5以相同的油墨情况下印刷速度从6000提高到12000印张/小时，

图6在相同着色情况下印刷速度从6000提高到12000印张/小时的情况下的与时间相关的印刷速度变化曲线，

图7在相同着色情况下印刷速度从6000提高到8000印张/小时的情况下温度与印刷速度的关系，

图8在相同着色情况下印刷速度从6000提高到8000印张/小时的情况下与时间相关的速度变化曲线，

图9印刷速度从6000提高到12000印张/小时并且着色降低，

图10在着色降低情况下印刷速度从6000提高到12000印张/小时的情况下与时间相关的速度变化曲线，

图11在印刷速度从6000提高到12000印张/小时并且着色提高的情况下温度与印刷速度的关系，

图12在着色提高情况下印刷速度从每小时6000提高到12000印张/小时情况下印刷速度与时间的关系，

图13在印刷速度从10000变化到18000印张/小时情况下印刷速度关于时间和加速度关于时间的变化曲线，

图14在印刷速度从10000提高到12000印张/小时情况下与时间相关的速度和加速度，

图15在最大允许的dT为6％情况下在印刷速度变化时与时间相关的温度变化曲线。

具体实施方式

本发明尤其适用于在具有网纹辊短输墨装置14的无分区的胶印机1中控制着色。该网纹辊短输墨装置14不仅使用在单张纸胶印机1中，而且使用在轮转印刷机中，尤其在报纸领域中。在图1中示例示出四色网纹辊单张纸胶印机1，它具有四个印刷机构2。原理上所有印刷机构2相同形式地构造，使得每个印刷机构2具有一个带有对应分色印版的印版滚筒5、一个用于将油墨从印版滚筒转移到承印物7上的橡皮滚筒4以及一个印刷滚筒3，它与橡皮滚筒3一起形成印刷缝隙。每个印刷机构2同样地具有一个输墨装置14，它设计成网纹辊短输墨装置。因此该输墨装置14主要由网纹辊和输墨辊组成。每个印刷机构2附加地具有一个温度调节回路16，由此在每个输墨装置14中可以独立地调节印刷油墨的温度。

温度调节回路16与所有其它可电调节的印刷机部件一样连接在控制计算机15上。所有的印刷机构2通过未示出的机械齿轮系连接并且由公共的驱动电机13驱动。页张式的承印物7被从给纸器6取出并输送给单张纸胶印机1的第一印刷机构。在印张7在四个印刷机构2中连续地被印刷以四种分色黑、青、品红和黄之后，完成的印张7被收在收纸器11中。除了印刷机1以外，控制计算机15也通过通讯连接8与颜色测量仪10连接。在该颜色测量仪10上可以放置从收纸器11中取出的样张7并且测量颜色。由此获得的实际色值通过通讯连接8传递到控制计算机15并且与来自印刷前级的印刷原稿样的应有色值比较。如果控制计算机15确定在实际色值与应有色值之间有不允许的偏差，则存在必须调节掉的着色差。为此控制计算机15计算对于每个输墨装置14所需的温度变化以及所需的速度变化，以便尽可能快速地调节消除掉所确定的着色差。

为了实施速度变化，控制计算机15通过通讯连接8对单张纸胶印机1的驱动电机13给出相应的控制信号。因为单张纸胶印机1只具有一个驱动电机13，通过速度变化只能在所有的印刷机构2中同时改变着色。在温度变化时则操作余地更大，因为在这里每个印刷机构2具有自身的温度调节回路16，它可以由控制计算机15个别地控制。因此可以对每个网纹辊输墨装置14单独地调节温度。印刷机1通过设计成触摸屏的显示屏12操作，该显示屏又连接在控制计算机15上。通过该触摸屏12，印刷机1的操作者也可以手动进行着色改变，如果希望的话。

在图2中给出希望的应有温度T_Soll(百分值)与印刷速度V(印张/小时)的关系。应有温度T_Soll以百分值给出意味着，与最低温度和最高温度的关系以百分比给出。在图2中，在印刷速度v恒定时，对应的温度值T_Soll相应于印张7的一个希望的着色(百分值)。在图2中可以看出，在印刷速度V＝3000印张/小时时，20％的应有温度相应于希望的、最大着色的30％的应有着色。在印刷速度V＝6000印张/小时并且期望应有着色30％时，应有温度已经为25％，在印刷速度V＝9000印张/小时并且应有着色30％时，应有温度为30％，在印刷速度V＝12000印张/小时并且应有着色30％时，应有温度为35％，在印刷速度V＝15000印张/小时并且应有着色30％时，应有温度为40％。此外在图2中以另一直线表示出针对70％着色的、应有温度T与印刷速度V的关系，其中，在印刷速度V＝3000印张/小时时应有温度为60％，在印刷速度V＝15000印张/小时时该直线与80％应有温度的值相交。

对于每个应有温度T_Soll存在一些温度阈值，在这些温度阈值以下，当印刷速度变化时不出现可见的颜色波动，还存在一些温度阈值，在这些温度阈值以下出现尽管可见但刚好还允许的颜色波动。这两种温度阈值可以通过印刷试验或通过模型计算获得。温度阈值与油墨和材料相关，但是它们也可以作为一类油墨和材料的平均值给出。

在图3中以平均曲线图给出希望的温度T_Soll变化。在该曲线图以上和以下还标出误差极限，它们相应于值T+dT和T-dT，它们分别是上限温度和下极限温度，它们指示刚好还允许的着色变化。在图3中假定dT为5％。这样启动印刷机1，使得印刷速度V只这样变化：使温度T_Soll在温度极限T+dT和T-dT以内变化。偏差dT基于应有温度T_Soll和希望的印刷速度V_Soll在控制计算机15中计算出。

在图4中一方面给出与印刷速度V和所调节的温度值T(以％表示)相关的30％着色线走向以及上极限T_PLUS和下极限T_MINUS。由这些温度极限推导得出后面的用于速度变化的调节。如果希望的印刷速度V_Soll在允许的、对应于温度极限T_PLUS和T_MINUS的极限V_min和V_max之间，则可以使印刷机1立即以希望的印刷速度V_Soll运行。如果此时的印刷速度V_Ist位于上极限V_max以下，该上极限又位于希望的印刷速度V_Soll以下，则将印刷机首先加速到V_max，然后缓慢加速到V_Soll。如果不仅实际的印刷速度V_Ist而且希望的速度V_Soll都位于速度V_max以上，则以此时的印刷速度V_Ist继续运行，直到着色又位于误差极限内。

如果此时的印刷速度V_Ist高于V_min且高于V_Soll，则制动到印刷速度V_min。如果印刷速度V_min高于V_Ist且高于V_Soll，则使印刷机以速度V_Ist继续运行，直到着色又位于误差极限内。在所有这些调整之后，如果还必要，则分别使印刷速度V在温度极限和速度极限以内与温度T相关地缓慢地向应有速度V_Soll的方向加速。其结果是，印刷机1被尽可能快地带到应有速度V_Soll，但着色偏差在允许的着色偏差以内变化。在此，速度V坚持在实际速度V_Ist上这样长时间：直到产生的温度T_Ist允许印刷速度向应有速度V_Soll方向继续变化。除了缓慢且均匀地跟踪引导印刷速度V以外，也可以分级地跟踪引导印刷速度V，例如以1000印张/小时的速度等级。替换地也可以，从开始较缓慢地加速，但这导致动态状态延长。

在图5中示出温度T(以％表示)随印刷速度V的第一示例性变化，其中，印刷速度V从6000提高到12000印张/小时。在此，着色应有值不应变化并且在开始时和结束时位于30％，在V_Ist＝6000印张/小时情况下初始温度位于T_Ist＝25％并且温度误差极限为5％。这意味着，下温度极限T_min相应于20％，这相应于在相同的30％着色的情况下速度V＝3000印张/小时。因此，上温度极限T_PLUS位于30％，这相应于在30％着色情况下应有速度V_Soll＝9000印张/小时。由此得出最低允许的速度V_min＝3000印张/小时和V_max＝9000印张/小时。实际速度V_Ist为6000印张/小时，应有速度V_Soll＝12000印张/小时。由此，控制计算机15可以使印刷机1立即加速到V＝9000印张/小时，然后沿着误差极限T＝30％缓慢地加速到V＝12000印张/小时。如果应有速度达到V_Soll＝12000印张/小时，则输墨装置14通过温度调节回路16被继续加热，直到在V＝12000印张/小时情况下达到最佳的温度T＝35％。

在此，图6示出在印刷机1从6000加速到12000印张/小时情况下关于时间的速度变化曲线V_Ist。在此可以看出，印刷机1首先很快地加速到9000印张/小时，然后沿着误差极限缓慢地以第二加速度加速到12000印张/小时。

在图7中示出第二示例。在这里，印刷机1从印刷速度V_Ist＝6000印张/小时提高到V_Soll＝8000印张/小时。在这里应有着色仍然以30％给定，温度T_Ist在V_Ist情况下等于25％，温度T的误差极限又为5％。这意味着，下极限T_minus为20％并且由此V_min为3000印张/小时。上极限T_plus为30％，这相应于最大速度V_max＝9000印张/小时。因为在这里应有速度V_Soll＝8000印张/小时低于V_max＝9000印张/小时所以，印刷机1可以立即加速到V_Soll＝8000印张/小时。在达到V_Soll＝8000印张/小时后，继续加热输墨装置14，直到达到T_Soll＝28.5％。在图8中又示出关于时间t的速度变化曲线V，可以看出，印刷机1可以立即且在一个步骤中快速地从6000加速到8000印张/小时。

在图9中示出速度变化的另一示例。在此应将印刷速度V_Ist＝6000印张/小时提高到V_Soll＝12000印张/小时。在此，在V_Ist＝6000印张/小时情况下着色实际值为30％，但是要在V_Soll＝12000印张/小时情况下下降到25％。在30％应有着色情况下温度T_Ist为25％，误差极限又为5％。由图9中的曲线看出，下极限T_minus＝20％导致在25％目标着色时V_min＝6000印张/小时。上极限T_plus＝30％相应于在25％目标着色时V_max＝12000印张/小时。这意味着，V_max＝V_Soll＝12000印张/小时，由此在该示例中又可以立即加速到V＝12000印张/小时。因此，由于目标着色变化到一个降低的值，在所示情况下即使在印刷速度V翻倍的情况下也能够在一个快的步骤中加速。在达到V_Soll＝12000印张/小时时继续加热输墨装置14，直到达到T＝30％。

图11示出速度变化的另一示例，其中，印刷速度也是又要从V_Ist＝6000印张/小时提高到V_Soll＝12000印张/小时。在V_Ist＝6000印张/小时情况下应有着色应为30％，而在V_Soll＝12000印张/小时情况下应有着色应为40％。T_Ist在V_Ist＝6000印张/小时情况下又为25％，误差极限dT又为5％。从图11得出，在下误差极限T_minus＝20％时在40％目标着色情况下V_min为0。在上极限T_plus＝30％时V_max为3000印张/小时。这意味着，印刷机1必须首先这样长时间地保持速度V＝6000印张/小时：直到输墨装置14加热到T＝30％。然后将印刷速度V缓慢地提高并且使印刷机沿着误差极限加速到V＝12000印张/小时。在达到V_Soll＝12000印张/小时时必须再继续加热，直到T＝T_Soll＝45％。在图12中示出对应的速度变化曲线V(t)。

图13示出印刷速度V(t)和加速度a(t)在预给定恒定的加速度a的情况下的变化曲线。图14示出印刷速度V(t)和加速度a(t)的变化曲线，其中可以看出，在改变加速度a时，为了保持在误差极限以下，在达到印刷速度V_Ist＝10000印张/小时时必须改变加速度a。在图15中示出温度T、应有温度T(V)和温度差dT的变化曲线。可以看出，误差极限dT为6％并且在温度T改变时总是遵守该误差极限。

附图标记列表

1胶印机

2印刷机构

3印刷滚筒

4橡皮滚筒

5印版滚筒

6给纸器

7印张

8通讯连接

9操作台

10颜色测量仪

11收纸器

12显示屏

13驱动电机

14网纹辊输墨装置

15控制计算机

16温度调节回路

T温度

V印刷速度

T_Soll应有温度

dT温度差

T_plus向上的温度差

T_minus向下的温度偏差

t时间

V_Ist实际的印刷速度

a印刷机在速度变化时的加速度

V_min在没有不允许的着色变化的情况下的最低允许印刷速度

V_max在没有不允许的着色变化的情况下的最高允许印刷速度

Claims (11)

1.一种用于控制印刷机(1)的印刷速度(V)和温度(T)以达到预给定的调节参量的方法，其中，该印刷机(1)具有控制计算机(15)，包括下面的方法步骤：

通过控制计算机(15)计算应有温度(T_Soll)以便在希望的印刷速度(V)下达到所述预给定的调节参量并且开始调整过程以便达到所述应有温度(T_Soll)，

以第一加速度(a)在围绕所述预给定的调节参量的波动的误差极限以内改变实际印刷速度(V_Ist)，

如果此时达到希望的印刷速度(V)，则中断第一加速度过程，

如果达到误差极限并且还未达到希望的印刷速度(V)，则改变第一加速度(a)，以及

沿着误差极限以变化了的第二加速度(a)控制印刷速度(V)直到达到所述希望的印刷速度(V)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据实际值与预给定的调节参量的当前偏差来计算所述第二加速度(a)。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，使第二加速度(a)持续地匹配于实际值与预给定的调节参量之间的差值。

4.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果在印刷速度开始变化时误差极限已经被超过，则由控制计算机(15)首先一直保持该印刷速度(V)，直到误差极限又被遵守，然后才实施印刷速度(V)的改变。

5.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述调节参量是预给定的应有着色并且所述波动是着色波动。

6.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，为了计算加速度(a)和希望的印刷速度(V)，由控制计算机(15)考虑印刷机(1)的特性和所使用的印刷油墨和承印材料的特性。

7.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一和第二加速度(a)总是恒定的。

8.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一和第二加速度总是分级地通过控制计算机(15)改变。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，这样选择所述误差极限，使得在达到所述误差极限时刚好还未出现可见的着色波动。

10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，这样选择所述误差极限，使得出现刚好还允许的颜色波动。

11.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在调整过程期间不是预给定应有转速，而是根据印刷机(1)的温度(T)预给定应有加速度(a)。