CN1045366A - 胶印机中润湿控制的方法 - Google Patents

Abstract

一种控制胶印机印版上的润湿剂层厚的方法，在该方法中，印版上的润湿剂的厚度被检测获知，然后通过调节水斗辊的转数和/或调节类似的参数而将润湿剂的厚度控制在一个预先给定的额定值上，其特征在于，在控制偏差为额定值大于实际值的情况下，控制器以一个较大的放大因数运行，即比控制偏差为额定值小于实际值的情况下的放大因数大。这种方法，能实现优秀的控制特性，特别是具有理想的灵敏性而没有不稳定问题；此外，湿润剂的量在强烈的干扰作用袭击时也能在相当大的程度上保持稳定。

Description

本发明涉及一种控制胶印机印版上润湿剂的量，亦即润湿剂层厚的方法，在该方法中，检测出印版上润湿剂的量，并通过调节水斗辊的转数和/或调节类似的参数将润湿剂的量控制在一个预先给定的额定值上。

在胶印技术中，印刷的质量决定性地取决于润湿剂的输送。由此，存在的问题是，润湿剂的量要与变化的生产条件相适应。此外，润湿剂的量对色调值的增长有一个很大的影响，所以，对润湿剂的量进行理想的、与对应的运转状态相应的调节，具有很大的意义。

在文献资料“德国印刷”（Nr.13，1986    W    235ff）中，已公开了一种胶印机的润湿剂的控制方法，其中，将印版上的润湿剂的量检测出来，然后通过调节水斗辊的转数而将其控制到一个规定的额定值上。这用于润湿的额定值是从一个由经验数据绘制的额定值表中获知的，这个表格是基于对于印版-纸张的不同组合而测知的、特别是从前面的印刷版次中获知的经验数值而制成的。这一公知的控制方法就其程序运行和工作结果来说都是不理想的。

为此，本发明的任务在于，提供一种控制胶印机印版上润湿剂的量，亦即润湿剂层厚的的方法，它能实现优秀的控制特性，特别是具有理想的灵敏性而没有不稳定问题;此外，湿润剂的量在强烈的干扰作用袭击时也能在相当大的程度上保持稳定。

对这一任务，本发明是如此解决的，控制偏差为额定值大于实际值的情况时，控制器以较大的放大因数运行，即放大因数要大于在控制偏差为额定值小于实际值的情况时的放大因数。借助本发明的方法，就能够将润湿剂的量的额定值选定在此较接近所谓的蹭脏边缘附近。所谓蹭脏边缘，人们理解为这样一个润湿剂量的状态，即此时印版上本应无油墨的地方刚刚开始要粘上油墨，如果此处一蹭上油墨就导致产生废品。尽管额定值调整在蹭脏边缘附近，由于本发明的控制方法，也不会运行到所不希望的状态。也不存在水突然增多的危险，这就是说，不存在润湿剂的量过大的状态。通过本发明改变放大因数，一方面可以使控制器由临界状态向着较小的润湿剂量作强烈反应，以使上面所述的蹭脏危险降低了;另一方面，通过应用较小的放大因数，在润湿剂的量过多的情况下，控制回路的不稳定性的危险同样得以避免。应用本发明的控制方法所作的试验已经证明，在接入干扰量的情况下，该控制方法具有极佳的质量。由于采用相对高的放大因数而使控制器很快地反应作用，就不会因接入干扰作用量而导致水膜厚度的减小，超越了程序的界限参数。一旦接入的干扰作用量消失了，由于此时本发明应用了较小的放大因数，一个大致较长的状态过渡也是非临界的，因为此时蹭脏的危险或水突然增多的危险是不存在的。同时，控制器的一个过度反应（过度振荡）也被避免了，亦即持续振荡的危险也被限制了。还有，在额定值为突跃变化（上或下）时，基于本发明的技术方案，控制的运行特性也是非常良好的。总之，本发明的控制方法能够使额定值调节在一个对印刷质量有利的额定值上，同时，该控制过程在临界区域内以明显快速的反应特性这样进行，即调节在稳定的状态上。这种基于较小的放大因数（基本放大因数）而相应的慢控制反应（指对于额定值小于实际值的情况）同样导致一种稳定的非临界工况。

按照本发明的一个改进方案，要如此进行设置，即较大的放大因数大约是基本放大因数的1.2至2倍，最好是1.5倍，这个值证明是特别有利的。

以优选的方式也可以如此采取措施，即，只有当额定值与实际值之间的差值处于规定的公差带以外时才产生一个对调节参数变量起作用的控制过程。根据这样的措施，只有当越过规定的公差带时，该控制器才给出一个控制电压变量。该控制器似乎以滞后方式工作。这一工作方式所具有的优点是，测量信号的随机振动（实际值或者与此值相关的值）可以不考虑，因而不会发生无用的控制作用，此外，调节装置由于负荷较小而得以保护。在前而所提及的对放大因数进行有关正负号的选择的基础上（额定值大于实际值：放大因数大;额定值小于实际值：放大因数小），尽管是这种所描述的公差带控制，也可以实现控制器的及时的和准确计量的反应性能，而不会出现重要数值的不许可的偏移。

这种程序运行还可以如此加以改进，即在控制过程中叠加一个具有公知作用的干扰量进行补偿控制。这种程序方式导致的结果是，具有公知特性的干扰量作用不必通过控制回路在全部的参数上进行补偿，该干扰量或（多个）干扰量所进行的补偿只用于将所有基本的参数调节到一个新的工作状态。同时，要如此进行，即在补偿过程中该控制过程总处于不断反应状态。通过所描述的补偿作用而进行补偿的干扰量可以是印刷速度、油墨输入、温度或空气流等的变量。所称的干扰量补偿作用最好是如此实现，即在控制器输出参量上叠加补偿参量，而该补偿参量是通过测量对润湿剂的输送具有公知作用的干扰量而获知的。

还可以这样进行，即在控制器输出参量上叠加一个补偿参量，该补偿参量是通过只测量一个干扰量而获得的。如果想要用数个干扰量补偿的话，那么就要进行相应数目的测量，随之实现相应数目的补偿参量的叠加。

然而另外的或者两者选一时可能方案是，将补偿参量计算出来或者从储存的表格中以及特性曲线中查找获得，这种类型的表格或特性曲线可以是例如储存在相应的程序运行计算机中，而补偿参量的计算则可通过一个计算机来实现。

为获得优秀的印刷质量，可采用带额定值调节的程序控制，而额定值的调节是在蹭脏边缘附近进行的。

已经证明，应用PI-控制器是特别的有效的。

对于检测实际值来说，已经表明，通过光反射测量来获得光路上的实际值是有利的。该实际值则是衡量润湿剂的量或润湿剂层厚的一个尺度。

下面借助附图对本发明进行详细说明。

图1    是实施本发明方法的调节装置简图;

图2    是调节回路的方块线路图;

图3    是以简图式表明了在蹭脏边缘的范围内额定值和实际值随时间的变化曲线;

图4    表明额定值和实际值在接入干扰量的情况下随时间的变化曲线;

图5    表明在额定值突变情况下的导向特性简图;

图6    是在接入干扰量和考虑额定值和实际值的公差带的情况下的额定值和实际值的简图;

图7    表明一个方块线路图和一个带额定值与实际值公差带的延续简图;

图8    表明在额定值突变时考虑到额定值-实际值公差带的情况下关于导向特性的简图;

图9    表明在通过叠加控制而实现已知干扰量的补偿的情况下额定值和实际值随时间的变化曲线简图。

下面借助图1的结构设置对本发明的控制方法进行详细说明。所描绘的胶印印刷机1具有一个印刷机组2和一个另外的印刷机组3。下面只详细研究印刷组2和此处的控制装置。印刷机组3也同样装备一个相应的控制装置。

与印刷机组2中的具有印版的印版滚筒4相对应设置一定数量的未描绘出的上墨辊和另外的数个润湿辊5。润湿辊5’和一个润湿剂存贮器6协同工作。这为此而作为浸入辊而设置的润湿辊5’的转数可以进行变化。这一点是通过向它们的箭头而表示的。从压印滚筒7通过一个有效的连接装置8就可使转数下降，并传递到一个转速发讯器9上。该压印滚筒7配备一个自动同步发送机10，它可检测转角位置。

此外在图1中还设置了以下的外围装置：一个计值电路11，一个软盘驱动装置12，一个计算机13和一个测量数据解析处理单元14。为了检测润湿剂层的厚度，要用一个传感器15对安装在印版滚筒4上的印版的表面进行光学扫描，该传感器15通过导线16与计值电路11相连接。而计值电路则通过连线17与计算机相连接。计算机通过导线18和19与软盘驱动装置及测量数据解析处理单元相连接。自动同步发送机10是通过导线20与测量数据解析处理单元14连通的，而转速发讯器9通过导线21同样与测量数据解析处理单元14相连接。最后，导线22使测量数据解析处理单元14与未描绘出的润湿辊5’的传动装置相连接。

稍加注意就可得到下面的作用过程：传感器15检测到印版上的润湿剂层厚，然后将其送入计值电路11，该电路11就进行相应的数据处理。润湿剂层厚的实际值被拿来与予先给定的额定值相比较，而额定值是如此选定的，即它比较接近所谓的蹭脏边缘。这个蹭脏边缘标志着相应的润湿剂的量值或者说润湿剂层厚值，当达到这个值时，印版上本应无油墨的地方正好开始接收油墨。这种额定值的初步作用所具有的优点是，可达到特别优秀的印刷效果。胶印印刷机1的这些外围装置目前就构成如此一种控制回路，（这在下面还要详细描述的）：从传感器15获知的润湿剂层厚（实际值）相对于规定的额定值的偏差要导致润湿辊5’的转数进行调节（浸入辊转数的调节nT）。同时，按照发明，在控制方法中要这样进行，即控制器根据状态情况而以不同的放大因数进行工作。此外，如从图1中可看出的那样，设置一种取决于印刷速度的影响措施，这一点可以通过由接在测量数据解析处理单元14上的导线21所输入的来自转速发讯器9的速度电压而得以实现。关于这里的详细情况将在后文中详细解释。当到达某一确定的机器位置时，测量请求信号被发送（以度或脉冲计数），以使测量头在印版上规定的位置处进行测量。该零脉冲只起到使计数器f复位的作用，而脉冲计数则起到确定机器瞬时位置的作用。

图2是前面已述控制回路的方块线路图。润湿剂的量（或者湿润剂层厚）的额定值Swsoll被输送到一个相加位置23。同时，该润湿剂量（或者说湿润剂层厚）的实际值Swixt以负号同样输入到该相加位置23处。由这两个值合成的差值（控制偏差Xd）Swsoll-Swist则输入到一个控制器24中。而控制器输出端通过一个相加位置25与胶印机1的润版装置26相连接。根据控制器24的输出值来对润版装置26的浸入辊转数nT进行调节。在润版装置26旁边画出的方块表示的是印版27，它置于胶印机1的印版滚筒4上。接着是一个另外的相加位置28，它的输出数值体现了印版上的实际润湿剂层厚。这个指向相加位置28的箭头29表示影响润湿剂层厚的干扰量。该干扰量是由于空气的流动、油墨的后输入或温度的变化而产生的。

在印版27上的润湿剂层厚由传感器15测知，并将它的数值输送给计值电路11中，该计值电路在图2中是通过方块30（测量值处理，平均值）来表述的。该测量值处理装置的输出值就是输入到相加位置23上的实际值Swist。

控制偏差Xd被输入到方块32中，它的接入将对控制器24产生影响，其中，放大因数KR受影响。本发明规定，在与实际值Swist相比有一个较大的额定值Swsoll的情况下，要采用较大的放大因数，即比在控制偏差为额定值Swsoll小于实际值Swist的情况下的放大因数要大。最好，这较高的放大因数大约是低放大因数（基本放大因数）的1.5倍。该控制器24最好是设置成PI-控制器。

另外在图2中还有一个补偿电路33。例如它可以进行一个速度补偿，这就是说，通过改变印刷速度来对印刷程序参数产生影响。但是也可以考虑用其他的作为干扰量而出现的参量来进行补偿，所有这些干扰量都是能够测知的，因为它们的作用是公知的，以致于它们可以借助测量、计算而获知或从表格以及特性曲线中根据影响效果而查找出来。再回到图2中的实施例上，在补偿电路33中导入一个在必要时使印刷过程中的速度发生变化的量。这个变化量用Um表示。通过一个润版装置补偿特性曲线，就可查出参量Uk，它表明了一个速度补偿的电压。这个电压被输入到相加位置25处。这样一种安排（指令）就导致印刷速度的变化不必通过控制回路进行控制，而是相反将速度补偿作为控制量叠加到控制回路上。通过这种与所述补偿装置（补偿电路33）的联合控制就可实现一种较稳定的基本不变的润湿剂输送，即比人们不采用控制一干扰相结合的方法而是用这种干扰量进行平衡调节的情况要更稳定。依此本发明就可将相对于额定值的偏移进行相当迅速的调节。在现有技术中公知的补偿装置是作为纯粹的控制装置而进行工作的，其缺点是，附加的干扰参量由于调节装置带有缺陷而不能得以控制。这一缺点在本发明装置中则通过叠加控制而消除了。

按照上述实施例，本发明通过采用不同的放大因数KR而设置了一种用于控制大于0或小于0的偏差的不同控制特性。作为一种控制手段，最好是对上述这样一种控制方法叠加上已描述过的干扰量补偿方法，该干扰参量具有公知的作用。较大的放大因数最好选为基本放大因数的1.5倍。

关于传感器15的结构设置，可从下面的实施例中获知：

它具有一个照明装置，而照明装置通过一个照明光学装置将定向的光线射到印版的表面上。从印版上反射的光线就被一排光电二极管接收。由于应用了这种光电二极管，因而就存在着这样的可能性，即可在这一排的长度上测量全部的散射光的分布。根据在成排二极管中的单个二极管上检测的射线强度，在输出端连接的计值电路11中就计算出一个与润湿剂的量或润湿剂层厚相对应的参数Sw。

图3表明一个简图，在其横坐标上标定时间T，在其纵坐标上标注为润湿剂层厚Sw。点划线表示蹭脏边缘。在该蹭脏边缘的上方标记着润湿剂层厚的额定值Swsoll，该值为本发明所希望的。而润湿剂层厚的实际值Swist则沿着其时间坐标围绕着额定值Swsoll摆动，同时可以看出，例如由于干扰参量的影响，控制偏移出现大于0和小于0的情况，这就是说，在额定值大于实际值的地方，控制偏差是大于0的，此时就应采用一个增大的放大因数，而在额定值于实际值的地方，控制偏差就是一个小于0的值，为此就要应用这样一个放大因数，它小于在前面所述情况中的放大因数。这些不同的状态在图3中都作了表明。另外从图3中还可获知，在额定值Swsoll和蹭脏边缘之间构成了一个临界区，这就是说，在这一区段内所存在的控制器振荡有导致因蹭脏而使印刷结果，毁坏的危险。在额定值Swsoll的上方是所谓的非临界区。如果实际值处在这一区域内，虽然在印版上存在着比所要求的更多的水份，但是这一状态对于印刷结果的变坏来说却不是很严重的。为了尽可能地离开该临界区域，本发明在临界区内设置了一个比基本放大因数更高的控制放大因数。如果进入非临界区域的话，那么对于程序运行来说就允许置入一个较小的放大因数，以便能够较慢地离开非临界区，但是，正如已描述过的，这对印刷并不造成损害作用。

图4表示在接入干扰量的情况下额定值Swsoll和实际值Swist随时间变化的曲线。在时间点t₁处为了进行试验，例如将一股由排风机产生的空气流导送到印版的表面上，这就是说，加速了润湿剂的汽化，水膜厚度随之而降低，这就伴随有进入蹭脏区域的危险。但是，由于按照本发明增大了放大因数，上述这一倾向将很快得以抵制，从而在最短的时间里使实际值Swist又移动到额定值Swsoll上，并在随后的变化曲线中大致平行地靠近到额定值上。在时间点t₂，该干扰量被中断，这就是说，在所描述的这一实验中，空气流的输送被中断。据此，印版上润湿剂膜的层厚首先增加，以致于实际值Swist超过了额定值Swsoll。这样，控制器就工作在非临界区内（对比图3），此时仅仅是基本放大因数KR进入运行。在随后的变化曲线中，实际值Swist就随着相应的时间常数又朝着额定值Swsoll的方向移动。

图5表示实际值和额定值随时间的变化曲线，该曲线图用于描绘控制运行特性。此处着重表明了额定值有突然变化的情况。在额定值Swsoll₁突跃到较大额定值Swsoll₂的情况下，控制器就很迅速地进行跟踪，因为此处是用较大的放大因数进行操作的。然而该区是临界区，在此区内，额定值Swsoll₂又回跳到定值Swsoll₁上。但是此处会出现短暂的额定值小于实际值的情况，这就是说，以放大因数KR运行操作，它（KR）与基本放大因数相对应。依此，该运行过程就相应地较慢了，同时，根据对基本放大因数数值的选择，就能够使不可避免的过度振荡（在图5中以虚线表示的部分）不会达到越过蹭脏界限的程度。在实际中，这种蹭脏的危险还会进一步地减小，其中，人们对于这种类型的额定值变化不是立刻在全部高度上让其有效，而是逐渐地达到全部高度上有效。对此适合的措施是公知的控制技术。

图6到图8对应于本发明的控制装置在应用额定值与实际值的公差带的情况下的一种运行方式。这意味着，该控制器是以一种滞后的方式工作的，因为R有当额定值与实际值之间的差值处于规定的公差带之外时，该控制器的控制电压才改变。这表示，该控制器在越过控制偏差的规定公差时才用调节参数变量起反应。特别是此处不考虑测量信号的随机振动，这就导致整个过程比较均衡。

同时，按照图7是这样进行的，即，在控制器24和相加位置23之间接入一个滞后元件34。在该滞后元件34中输入一个控制偏差Xd作为输入值，而一个修改控制值Xd＊离开该装置作为输出电压。在Xd和Xd＊之间的函数关系可在图7的简图中看出。从坐标原点出发，当Xd为不断变大的正值时，修正的控制偏差Xd＊总处于0值。只有当超越界限值S1时，该修正的控制偏差Xd＊才突跃到一个确定的值上，并从此值开绐与Xd成线性函数关系。如果控制偏差从此处开始变小，那么该修正的控制偏差值Xd＊就沿直线回到0。如果控制偏差Xd越过0值，也就是说，它将变为负值时，那么就将产生一个相应的对称的特性曲线。此时，-Xd＊值只有在越过一个界限值S2时才有突跃。

在这种设置的基础上所产生的总的作用是，不是对于额定值和实际值之间较小的偏差就实行一种控制作用，而是用只有在越过相应的界限值S1或S2才实行该控制作用。这一点就使总体系统为正向作用效应。

图6和图8与图4和图5相对应，这时该控制器以前面描述过的滞后特性而工作。基于这种滞后的运行，与相应的图形进行对比就可看出，对较大的控制偏差只作原则性调整，但尽管如此，这一过程仍是以足够的快速和稳定而进行的，其优点是，该控制器不太经常投入作用，为此，调整装置就较少需要了。

图9表明了前面已描述过的在对控制结构叠加补偿控制时实际值和额定值的作用情况。在t₁时刻，例如印刷速度从每小时4000页提高到6000页，而在t₂时刻印刷效率从6000印/每小时减小到4000印/每小时。通过这种速度的补偿，就会如前面所述，导致实际值Swist围绕额定值Swsoll只有一个比较短的阻尼振荡，此时，该控制器只需要一个很微小的控制作用，因为，基本的参数变化已经通过叠加控制而被拦截限制。总之利用本发明的方法就可实现一个理想的程序运行。

所有在说明书提及的和在附图中描绘的新技术特征都是本发明的基本内容，即使它们未在权利要求书中明确地提出保护。

Claims (9)

1、控制胶印机印版上的润湿剂的量(或湿润剂层厚)的方法，在该方法中，印版上的润湿剂的量被检测获知，然后通过调节水斗辊的转数和/或调节类似的参数而将润湿剂的量控制在一个预先给定的额定值上，其特征在于：在控制偏差(Xd)为额定值(Swsoll)大于实际值(Swist)的情况下，控制器(24)以一个较大的放大因数(KR)运行，即比控制偏差(Xd)为额定值(Swsoll)小于实际值(Swist)的情况下的放大因数(KR)运行，即比控制偏差(Xd)为额定值(Swsoll)小于实际值数(KR)大。

2、按照权利要求1的方法，其特征在于：较大的放大因数（KR）大约选为基本放大因数（KR  grund）的1.2倍至2倍，最好是1.5倍。

3、按前述一个或多个权利要求的方法，其特征在于：一个对调节参数变量起作用的控制过程只有在额定值和实际值的差值处于规定的公差带之外时才发生作用。

4、按前述一个或多个权利要求的方法，其特征在于：在该控制方法中叠加一个控制方法，用于对具有公知作用的干扰量（z）进行补偿。

5、按权利要求4的方法，其特征在于：在控制器输出参量上叠加一个补偿参量，该补偿参量通过测量干扰量（z）而得出的。

6、权利要求4和/或5的方法，其特征在于：该补偿参量可独立地计算出来或从储存的表格中以及特性曲线中查找获知。

7、按前述一个或多个权利要求的方法，其特征在于：额定值（Swsoll）选在印刷过程的蹭脏边缘附近。

8、按前述一个或多个权利要求的方法，其特征在于：采用一个PI-控制器（24）。

9、按前述一个或多个权利要求的方法，其特征在于：所表明的润湿剂量的实际值（Swist）是以光学途径通过光反射测量而获知的。

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