CN104139608B - 具有短输墨装置的印刷机的油墨调节方案 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有短输墨装置的印刷机的油墨调节方案，特别是涉及一种用于在印刷机中根据印刷速度(v)和温度(T)控制配色以实现期望的额定着色(F_λ,soll)的方法，其中，所述印刷机具有控制计算机，所述控制计算机控制所述印刷机的印刷速度(v)和/或温度(T)。本发明的特征是：通过所述控制计算机在续刷运行之前或者在续刷运行期间通过自适应调节进行温度(T)或印刷速度(v)的调节。

Description

具有短输墨装置的印刷机的油墨调节方案

技术领域

本发明涉及一种用于在印刷机中根据印刷速度和温度控制配色以达到期望的额定着色的方法，其中所述印刷机具有控制计算机，所述控制计算机控制所述印刷机的印刷速度和/或温度。

背景技术

这种用于在印刷机中控制配色的方法已经由DE 10 2010 046 957 A1公开。在该文件中描述了用于在具有至少一个输墨装置和控制计算机的印刷机中调整额定色值与实际色值之间的色差的方法，其中，当识别到额定色值与实际色值之间存在色差时，为了调整消除该色差，通过控制计算机进行由印刷速度变化和输墨装置中的温度变化组成的组合控制过程。该方法特别是适合在具有所谓短输墨装置的胶版印刷机中使用，在所述短输墨装置中油墨配量不是通过单个的墨区和配属的墨区配量元件进行。所述短输墨装置也经常被称为网纹辊输墨装置并且主要在用于印刷报纸的胶版印刷机中使用。近年来，短输墨装置也越来越多地在单张纸胶版印刷机中使用，因为所述短输墨装置具有许多有利的特性，如在起动时废页阶段短。但是短输墨装置的缺点是：在印刷装置的输墨装置中没有用于配量油墨的油墨配量元件并且因此在印刷原稿和生产出的承印物之间出现的色差必须通过其他方式调整消除。

基本上，短输墨装置中的着色或着墨通过变量即温度和印刷速度来控制。通过改变印刷速度能够相对快地改变着色，而通过改变温度来改变着色需要明显更长的时间间隔。因此，在短输墨装置中只能通过改变印刷速度来快速地改变着色。但是印刷速度的改变具有的缺点是：印刷机的生产速度改变。因此，特别是持久的降低印刷速度对快速生产是不利的。因此文献DE 10 2010 046 957 A1建议：印刷机的控制计算机进行由印刷速度变化和温度变化组成的组合控制步骤。在此，首先改变印刷速度，以便快速改变着色。同时或者紧接着改变输墨装置中的温度，以使得印刷速度可以被尽可能快地回复到初始速度。因此，可以避免为了调整色差而持久地降低印刷速度。

由公开资料DE 10 2011 008 592 A1公开了另一种用于在带有短输墨装置的胶版印刷机中调整和控制配色的方法。所述方法也考虑到在短输墨装置中没有用于调整油墨的油墨配量元件的事实。因此建议：将控制计算机中的调整区域划分成一些子区域，其中，给控制计算机中的子区域分别分配输墨装置或者印刷机的调节变量。然后，所述控制计算机根据由操作者选择的着色确定：应该通过哪些分配配属的调节变量或子区域在输墨装置中调节出所选择的配色。这个方法具有的优点是：操作者不必考虑他必须作用于哪些调节变量以达到期望的配色，相反地，控制计算机自己进行这个选择。

发明内容

本发明的任务是提出一种用于在胶版印刷机中、特别是在具有短输墨装置的印刷机中控制配色的方法，所述方法改善了通过印刷速度或者温度对配色的调节。根据本发明，所述任务通过本发明的用于在印刷机中根据印刷速度和温度控制配色以实现期望的额定着色的方法解决，其中，所述印刷机具有控制计算机，所述控制计算机控制所述印刷机的印刷速度和/或温度，其中，通过所述控制计算机在续刷运行之前或者在续刷运行期间通过自适应式调节进行温度或印刷速度的调节，其中，在固定保持的所述温度的调节器参数的情况下进行所述印刷速度的调节器参数的估计。

在根据本发明的方法中可实现的是：即使在具有短输墨装置、特别是网纹辊输墨装置的胶版印刷机中，在安装调试以及续刷期间都可以进行精确的油墨调节。这通过以下方式实现：即，这种印刷机中的调整和调节回路根据本发明得以大大改善。为此建议，印刷机具有用于调节配色的控制计算机并且具有合适的、连续的或者能够以离散步骤调节的调节变量。所述调节变量例如可以是网纹辊的温度或者可以是印刷速度。根据本发明，现在设置，所述控制计算机具有自适应的调节。所述自适应的调节提供的大优点是：可以考虑尽可能地多的、对于胶版印刷机中的配色有影响的参数并且根据所述参数适应所述调节。除了印刷速度和温度之外，在印刷时特别是承印物、印刷耗用的油墨、空气湿度和类似的环境参数具有影响。这意味着，这些变量也影响着色。为了调节，将所述变量适当地划分成描述参数集的变量组以及干扰变量。可直接地或者间接测得或估计的干扰变量可以像所述调节变量那样被处理。而不可测得的干扰变量必须通过所述调节被补偿。对于每个调节变量和可测量的干扰变量(它们共同地被称为输入变量)，存在影响参数或者被控对象参数(Streckenparameter)并且必要时存在形态函数，所述影响参数或者被控参数说明着色与相应的输入变量的相关性。在此，每个参数集具有自己的参数值，所述参数值能够在建立新参数集时适当地从现存的参数集中估计出。借助于所述自适应的调节也能够实现的是：这样设计带有短输墨装置的胶版印刷机的控制装置，使得所述被控对象参数被学到。以这种方式和方法能够在带有短输墨装置的胶版印刷机中实现配色控制的连续改善。

所述调节的基本任务是，保持或实现给定的额定着色(或着墨)。此外，其他的输入变量的变化应该被补偿。因此，例如在印刷速度改变时不应改变着色。为了尽可能好地实现所述任务，需要准确地掌握被控对象参数，因此这里建议一种自适应方法。

在本发明的第一设计方案中设置，控制计算机为了自适应调节估计所述温度和印刷速度的被控对象参数。在此，使用实际值、也就是说测得的颜色测量值，以便利用确定的算法、例如最小二乘法估计所述参数。在此，在本发明的一个特别有利的设计方案中设置，通过多个印刷任务的平均进行估计。以该方法和方式，将一个印刷任务中的异常测值平均出去。在本发明的一个特别有利的设计方案中设置，所述估计包括一个印刷任务期间的估计和多个印刷任务的估计值的平均。在这种情况下，将一个印刷任务的估计的优点和多个印刷任务的估计值的平均的优点相组合。一方面通过多个印刷任务的估计值的平均防止一个印刷任务的异常测值加强地渗透，另一方面可以由例如仅仅一个任务、例如仅仅一个很短时间之前的任务的估计更好地考虑改变的环境变量例如温度和空气湿度的影响。

因为典型地在不同的调节变量例如温度和印刷速度之间存在大的关联，因此尤其是属于调节变量(所述调节变量并非在每次测量时改变)的被控对象参数、例如印刷速度具有高的方差。因此，有利地设置，所述调节在温度参数固定的情况下估计属于输入变量速度的被控对象参数。因此，虽然估计的参数值一般具有误差，但是在该方法中非常好地估计速度参数和温度参数之间的商。因为在所述调节中仅仅取决于所述商，所以利用该方法实现了非常好的调节行为。

此外，除了速度的被控对象参数之外，还可以从测量数据中确定修正因子，所述修正因子允许速度参数的估计值事后适配于温度参数的更好的估计值。所述修正因子可以像温度和速度参数的估计值那样通过多个印刷任务被平均，从而随着温度参数的估计的每次改善也改善速度参数的误差和方差。所述方法能够被扩展到任意数量的调节变量。

由于参数的学习典型地在闭合调节回路实现的这个事实，因此所述估计不再没有误差。但是所述误差仅仅在小的初始调节偏差中是意义重大的。通过多个任务的估计值的平均，其影响进一步地降低，但是此外也能够实现的是，根据初始调节偏差以及调节器增益来使误差表格化并且因此进行近似补偿。因此，进一步改善了所述估计的质量。

此外，在本发明的另一设计方案中设置，所述估计值经受可信度测试。这个基于随机测试的可信度测试可以与其他测试、例如测得的着色曲线测试、估计的方差的观测和基于调节的决策方法相组合，以便由此可靠地识别异常测值和参数跳跃。因此，防止蠕动的或者越变的调节行为并且禁止严重干扰的测量的估计值的纳入。

例如可以使用简单的I-调节器作为调节器。但是在此如果使用关于温度参数值的固定的调节器增益，则必须在设计时找到高调节器增益和低调节器增益之间的折衷。高的调节器增益具有快速消除额定变量跳跃和跳跃式干扰的优点，但是在噪声抑制方面不足。低的调节器增益将测量噪声降低到最小程度，但是只能缓慢地消除额定变量跳跃和跳跃式干扰。

因此，在本发明的另一设计方案中设置，所述调节通过带有有条件的滤波器的调节回路进行，所述有条件的滤波器被控制计算机的激活逻辑控制。所述有条件的滤波器能够根据需要通过所述控制计算机接通、平整调节器的输出信号并且防止噪音加强。替代所述有条件的滤波器地，也可以根据实际测得的调节偏差选择调节器增益。在这两种情况下建议，在调节偏差的第一次符号改变之后才激活相应的逻辑，以便实现额定着色的尽可能快的调节。

附图说明

下面借助于多个附图更详细地说明本发明。附图中：

图1：示出用于在带有短输墨装置的胶版印刷机中控制配色的调节回路的基本结构；

图2：具有预控制的I调节器的实施例；

图3：调节过程的流程；

图4：考虑到干扰的带有滤波器的调节回路；

图5：依赖于调节偏差的调节器增益的原理曲线图；

图6：自适应调节回路；

图7：调节器参数的参数估计的流程图；

图8：利用遗忘因子的平均的流程图；

图9：可信度测试的流程图；和

图10：总方法的流程图。

具体实施方式

在图1中示出具有短输墨装置的胶版印刷机的油墨调节的调节回路的结构。在此，借助于颜色测量仪测量实际着色(或着墨)所述实际着色由控制装置叠加。测得的实际着色在印刷机的控制计算机中被分析处理并且与额定着色F_λ,soll相比较。在图1中，色密度F_soll的额定值预先确定为200。如果所述分析处理表明颜色实际值F^*具有220的值，则颜色测量仪在被测承印物上求得高了10％的色密度。该差现在必须通过调节器调整。此外，所述调节器具有所述印刷机的印刷速度v作为输入变量，其中，所述调节器借助于设定的印刷速度v计算出并且预给定利用一控制装置叠加的温度T并且将其传送给促动器以调节出网纹辊的期望的温度T。然后在所述印刷装置中通过相应地控制加热-或者冷却元件调节出期望的温度T。

对于下面的说明使用被控对象函数：

F(k)＝F₀+k_T·(T(k)-T₀)+k_v·(v(k)-v₀)。

一般的相关性也是可以的。因此，温度和印刷速度的相关性必须为非仿射的，而是能够使用形态函数和

也可以考虑一般的耦合项。

调节

在这里可简单应用的调节定律通过

给出，其中，前两个加数表示I-调节器并且最后的加数表示印刷速度的补偿。为了避免饱和效应并且实现手动介入，提供公式

其中，和给出了“测得”的温度或者印刷速度，“测得”的温度或者印刷速度由机器控制装置反馈给调节器。该结构在图2中示出。为了尽可能快地消除初始偏差和跳跃式的干扰，设

图2描述了图1中的调节过程的流程。在此可看出，最初以启动温度开始，所述启动温度要么可由操作者预先给出要么可由在之前的任务中被学会的参数计算出。在实施起动之后，通过所述颜色测量仪测量相应的承印物并且检验与期望着色的可能的偏差。当存在偏差时，确定新的温度T_r并且再次测量一页张。当配色正确时，则对于改变后的印刷速度确定新的温度T_r并且又抽出一页张。所述过程被重复，直到印刷机实现期望的着色为止。之后，在续刷运行中同样定期地抽出页张、测量并且当存在偏差时调整着色。以这种方式和方法保证了，尽可能快地实现并且在续刷状态中也保持期望的着色。

在图4中示出了具有滤波器的调节回路，所述调节回路考虑干扰的影响。在现实中总是存在这种干扰，因为存在过程噪音，所述过程噪音在这里概括为n_F。

为此，图4示出了具有有条件的滤波器的调节回路，其中，所述滤波器借助于所述控制计算机的激活逻辑根据预先确定的颜色额定值F_soll和期望的印刷速度v_soll调节。在此，所述滤波器在一定的条件下激活或者灭活。所述滤波器要么设置在所述调节器之前或之后，要么集成到所述调节器中，由此得到另一调节定律，并且相应地设计，从而得到稳定的调节回路。

替代地，可使用与调节偏差相关的调节器增益。图5示出了这种调节器增益的原理曲线图。重要的是，所述调节器增益在小调节偏差的情况下大大地降低。

自适应

图7示出了自适应调节回路，在所述自适应调节回路中，用于温度的调节变量用于印刷速度的调节变量用于色密度的调节变量通过自适应算法从测量值中确定。

上述算法的基础是最小二乘估计。利用输入向量

ψ^T(k)＝[1 T(k)-T₀ v(k)-v₀]

和第k次测量的测量值构造矩阵

和

因此，通过

得出参数的估计值。当所述估计应该在线进行时，那么在每一个扫描步骤中附加新的数据纪录。但是不必在每一个扫描步骤中都计算出总是变大的矩阵的乘积，而是可以迭代地实施计算。所述矩阵Ψ和所述向量在这里仅仅在组合

L＝Ψ^TΨ

和

r＝Ψ^Ty

中使用。所述组合能够迭代地通过

和

计算出。

用于应用给定的估计方程的前提条件是：所述矩阵L＝Ψ^TΨ是可逆的。为此，输入变量必须关于所有参数线性不相关地变化。如果不是这种情况，则可以简单地估计参数的子集。由此得出图7中示出的流程图。只要还不存在印刷速度的变化，则k_v也不能被估计。然后通过两参数估计法进行F₀和k_T的估计。

图7中重要的还在于通过

检验方差。由此实现的是，不将太不精确的估计值用于调节。与初始调节偏差的检验相比，方差的检验例如具有的优点是：一方面也可以应用下述测量，在所述测量中不存在大的初始调节偏差，但是为此存在大量测量。另一方面，在应用初始调节偏差作为判据时产生大的误差。在后面说明所述被控对象参数k_v的两参数估计法。

所述参数F₀的估计值要么可以基于正常的LS估计法(最小二乘估计法)使用，要么如图7所示涉及当前被用来调节的估计值和决定使用哪个方法取决于不同任务之间的预期的波动。

在图7中为了一目了然未示出多个任务的参数的下面描述的平均。

原则上，所述最小二乘算法也以递归的形式实现。但是这里因为需逆反的矩阵仅仅具有小的尺寸，因此不需要转变成递归的形式。

两参数估计

在固定保持的的情况下，所述k_v的估计值通过

确定，其中，由已知的矩阵L＝Ψ^TΨ和r＝Ψ^Ty得出和

附加地，可确定一修正因子作为所述向量的第二输入

其中，如果以后存在更好的估计值则可以将k_v的估计值通过

事后适配于新的也就是说，利用得出的值与如果从一开始就使用得出的值一样。但是在此所述估计不必重复，并且因此也不必存储过去的任务的L矩阵和r矩阵，而是仅仅存储因子以及的对此有效的参考值。如果达成下述协定，即，估计值总是涉及当前的则也可放弃后者。

平均

基于不同的任务l存在估计值连同方差它们能够根据不同的观点被平均。因此，所述平均要么可利用遗忘因子λ实现，从而使得刚发生不久的任务的平均值占多数。替代地，也可以进行方差优化方面的平均，其中，平均值具有尽可能小的方差。此外，也可以实现这些变型方案的组合。所述方法的确定取决于过程的特性。

通常，以形式

或者

得出所述平均的迭代表达，具有适当选择的权重γ(l)或g(l)。为了在当前任务中就能使用经过平均的值，推荐图8中示出的算法，其中，在那里示例性地示出利用简单的遗忘因子λ的平均。

为了尽可能地排除所述平均的不好的估计值，在这里也检验方差，但是在这里如对于所述调节那样使用另一边界

在此，通常

用于k_v的估计值的平均类似地进行。仅仅需要注意的是，以前的平均值和新的估计值涉及同一个值在这种情况下，重要的事实在于：修正因子可以与估计值完全一样地被平均，也就是说，

其中，是涉及当前的平均值

可信度

在图9中示出检查所述估计值的可信度的方法。在此，

带有标准正态分布函数Φ。通过p_H0,min能够调节条件的清晰度。

过程-和测量噪音的方差可通过

被估计。通过估计值和所取的值可表达条件

在此适当选择参数

在图10中示出了整个方法。

附图标记列表：

v 印刷速度

T 网纹辊的温度

F_λ 油墨位置

F^* 颜色实际值

F_λ,soll 颜色额定值

测得的带有干扰的着色

带有干扰的预先确定的温度

T_r 调节器的温度调节值

n_F 过程-和测量噪音

e 调节偏差，e＝F_soll-F

T_r‘ 调节器的经过滤的温度

v_soll 额定印刷速度

调节器参数温度

调节器参数印刷速度

调节器参数色密度

测量噪音的方差

L 估计矩阵和转置估计矩阵的乘积

r 转置估计矩阵和测量向量的乘积

k_I 调节器增益

Claims (10)

1.一种用于在印刷机中根据印刷速度(v)和温度(T)控制配色以实现期望的额定着色(F_λ,soll)的方法，其中所述印刷机具有控制计算机，所述控制计算机控制所述印刷机的印刷速度(v)和/或温度(T)，其特征在于，通过所述控制计算机在续刷运行之前或者在续刷运行期间通过自适应式调节进行温度(T)或印刷速度(v)的调节，其中，在固定保持的所述温度(T)的调节器参数的情况下进行所述印刷速度(v)的调节器参数的估计。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了所述自适应调节，所述控制计算机估计温度(T)或印刷速度(v)的调节器参数

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过一调节回路进行所述调节，所述调节回路具有至少两个用于学习调节器参数的级。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述调节具有一调节回路，所述调节回路具有滤波器或者可适配的调节器增益。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述控制计算机基于颜色测量值估计所述调节的误差。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过多个印刷任务的平均进行估计。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述估计包括仅仅在一个印刷任务期间的估计和多个印刷任务的估计值的平均的组合。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述估计值经受可信度测试。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述调节通过一带有有条件的滤波器的调节回路进行，所述有条件的滤波器通过所述控制计算机的激活逻辑控制。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述印刷速度(v)分别区段地恒定的情况下进行所述温度(T)的调节器参数的估计。