CN107672291A - 具有被单独驱动的滚筒的印刷机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种承印材料处理机器，其具有被单独驱动的滚筒，其中，各单独驱动装置的电动机包括至少两个子系统，并且该承印材料处理机器的特征在于：所述至少两个子系统包括至少两个被电隔离的并联双绕组；设有用于所述两个子系统的至少一个电流调节器；所述两个子系统具有自身控制器并且可由计算机支持的监测和控制逻辑单元加权地控制。

Description

具有被单独驱动的滚筒的印刷机
技术领域
本发明涉及一种具有被单独驱动的滚筒的页张印刷机，其中，为了更好地避免这些被单独驱动的滚筒之间的碰撞，所使用的单独驱动装置(Einzelantrieb)具有被电隔离(galvanisch getrennt)的双绕组。
本发明处于页张印刷机的技术领域。
背景技术
为了驱动印刷机中引导纸的滚筒，现有技术中公开了不同的驱动技术。在此，典型的驱动类型在于一个共同的马达，该共同的马达驱动多个滚筒，其中，这些滚筒通过相应的齿轮传动链相互耦合，用以保障从马达到单个滚筒上的均匀力传递。在这种实施方式中，需要高制造成本以实现相应的、确保单个滚筒被相应地同步被驱动的角度准确性。
因此，对于所涉及的制造成本而言，明显更简单的是：被单独驱动的滚筒，这些滚筒分别具有独立的驱动器。然而，被单独驱动的滚筒的这类解决方案弊端在于：由于相应多倍存在的驱动器所导致的成本提高。此外，这种驱动类型中存在可能碰撞的问题，尤其是通过如下方式：这些被单独驱动的滚筒不再直接以物理方式相互连接。在现有技术中，这个问题目前为止通过以下方式解决：这些单独驱动装置通过用于避免碰撞的紧急齿轮(Notzahnrad)在故障情况下仍相互连接。然而，这又限制了通过单独驱动装置所实现的灵活性并且同样导致了附加的成本。
因此，欧洲专利EP 1 609 598B1公开了：在具有单独驱动装置的印刷机中，在出现同步偏差的情况下，单个滚筒的叼取器系统被干预，用以避免可能的碰撞。然而，在处理页张的印刷机中，碰撞损失不只是在叼取器相互遇上的情况下、而是在任意角位置(尤其是当处理比较刚性的材料、譬如纸板时)都有可能会出现。也就是说，只有当可忽略由承印材料所造成的损坏时，这种解决方案才是实际可行。由于大多数情况下并非如此，因此这种解决方案不适合用于解决在印刷机中被单独驱动的滚筒可能会发生碰撞的原则性问题。
欧洲专利EP 0 904 934B1还公开了：在故障情况下，将传送滚筒带入无碰撞的位置。然而，在此存在根本的问题：在这类故障情况下，传送滚筒已不再能够由其故障的驱动器进行充分地控制。如果叼取器中还存在纸页张，则滚筒的摆离可能会带来其它问题。因此，将传送滚筒摆离也不能用作应对可能碰撞这一问题的根本解决方案。
因此，德国专利文件DE 101 22 906C1公开了：在故障情况下，将结构切换用于调节转速。在这种方法中设置：将故障的驱动器用作关断印刷机用的引导值 (Leitwert)。也就是说，故障驱动器的实际值被用作关断其它单独驱动装置用的额定值。在此弊端在于：受干扰的转轴(Achse)在识别到故障之后被关断，由此无法预见更准确的运转路径走向(Wegeverlauf des Auslaufens)。在页张印刷机中，由此也可能由于页张夹住而导致碰撞。此外，在功率电子器件中出现短路的情况下可能会产生形成力矩的电流，这些电流会不受控制地影响到马达。在此存在的危险是：功能正常的驱动器无法跟随故障驱动器，由此产生额外的角偏差和碰撞可能。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提出一种具有被单独驱动的滚筒的承印材料处理机器，该承印材料处理机器具有安全可靠的、用于避免这些被单独驱动的滚筒之间发生碰撞的系统，并且该系统克服了现有技术中已知的弊端。
该任务根据本发明的一种解决方案在于一种具有被单独驱动的滚筒的承印材料处理机器，其中，各单独驱动装置的电动机包括至少两个子系统，并且该承印材料处理机器的特征在于：所述至少两个子系统包括至少两个被电隔离的并联双绕组；设有用于所述两个子系统的至少一个电流调节器；所述两个子系统具有自身控制器并且可被计算机支持的监测和控制逻辑单元(rechnergestützte überwachungs-und Steuerungslogik)加权地控制。也就是说，所提出的任务的解决方案由此实现：用于相应滚筒的每个单独驱动装置包括至少两个子系统。这些子系统分别具有自身控制器进而能够被计算机支持的监测逻辑单元以分开的方式控制。在此，这些单独子系统之间的电流分布的加权由所述监测和控制逻辑单元执行，其中，所述至少一个电流调节器对所有子系统用的全电流进行调节，然而分布或加权则由所述监测和控制逻辑单元进行接管。为了不必针对单独驱动装置应用两个完全独立的马达，因此限于：这些子系统通过被电隔离的并联双绕组实现。不同于现有技术的是：在此设有单独驱动装置的至少两个子系统，这些子系统的相应故障反应也在电流实际值的层面上(auf Strom-Istwert-Ebene)得以监测，其中，始终有至少一个子系统保持功能正常，并且由此能够相应地补偿了故障的子系统。
与现有技术的另一区别在于：所述被单独驱动的滚筒通过至少两个在力矩层面上(auf der Momentenebene)并联且角度同步的驱动器进行驱动。由此一来，在一驱动器或者一功率电子器件停止作业的情况下，所述滚筒保持可被控制。在此，对驱动器的监测分别在转矩层面上(auf der Drehmomentebene)进行，从而避免对滚筒的转速或角位置的影响。
本发明有利的进而优选的改进方案由从属权利要求以及说明书和附图得出。
在此，根据本发明的印刷机的一种优选的改进方案是：涉及到如下两个子系统，它们具有共同的电流调节器，或者分别具有自身的电流调节器。对于根据本发明的印刷机而言优选的是：两个子系统借助于两个被电隔离的双绕组进行使用。在此，既存在一个共同的电流调节器调节所述两个子系统的可能性，也存在每个子系统具有其自身的、独立的电流调节器的可能性。
在此，根据本发明的印刷机的另一种优选的改进方案是：所述两个子系统包括在一轴线上的两个独立的定子组，而这两个独立的定子组具有共同的转子。具有两个子系统的单独驱动马达的一种替换于所述两个被电隔离的并联双绕组的设计是：具有两个独立的定子组的设计。尽管制造成本由此增加，然而提高了所述两个绕组之间电压过载的安全性。
在此，根据本发明的印刷机的另一种优选的改进方案是：所述两个子系统包括一轴线上的两个独立的驱动器。使用一轴线上两个单独且独立的驱动器的优势在于：这样一来，所述两个子系统能够几乎完全彼此无关地工作，因为它们基本上不再有共同的组成部分。因此，在这种实施方式中，所述两个子系统具有分开的转子。
在此，根据本发明的印刷机的另一种优选的改进方案是：通过所述监测和控制逻辑单元在所述两个子系统之间促成转矩的对称性分布。
通过所述两个子系统之间转矩的对称性分布，能够对驱动曲线(Antriebsverlauf)进行更准确地监测。
在此，根据本发明的印刷机的另一种优选的改进方案是：在此，计算机支持的监测和控制逻辑单元通过将电流值进行比较从而确保了电流对称性。在此确保了所述两个子系统之间转矩的对称性分布，其方式是，电流调节器将其固定预设的电流额定值在所述两个子系统上实现。在此，预设的电流额定值可譬如由计算机支持的监测逻辑单元预先给定。同时且附加地，将两个子系统上的两个电流实际值进行比较，用以能够在故障情况下(也就是电流实际值存在偏差时)进行干预。这由有源的构件(譬如计算机支持的监测逻辑单元)执行。
在此，根据本发明的印刷机的另一种优选的改进方案是：所述计算机支持的监测和控制逻辑单元这样地设计，使得它附加地将电流实际值与参考值进行比较并且关断如下子系统：该子系统输出与参考值存在偏差的值。在此，所述计算机支持的监测逻辑单元的任务不仅仅是确保电流对称性，而且还在于：在故障情况下(也就是当两个电流实际值彼此或与预先给定的参考值之间存在偏差时)相应地关断给出存在偏差的电流实际值的故障子系统。
在此，根据本发明的印刷机的另一种优选的改进方案是：在第二子系统上，借助于偏移(Offset)针对由旋转角实际值测量器具所求取到的马达位置角进行相位修正。因为所述两个子系统借助于不同的、无法绝对准确地彼此定向的双绕组实现，因此需要通过偏移从而均衡由此产生的马达相位角偏差。在此，这种偏移以数字方式被添加至由旋转角实际值测量器具所确定的测量值的值。
所提出的任务的根据本发明的另一解决方案是一种用于在根据权利要求1至8 任一项所述的承印材料处理机器中避免碰撞的方法，该方法的特征在于：所述计算机支持的监测和控制逻辑单元对单独驱动装置的子系统进行监测，并且，在一子驱动器出现故障的情况下，将单独驱动装置通过自身控制器借助功能仍正常的子驱动的共同电流调节器进行有序地关断。也就是说，如果监测逻辑单元求取到一子驱动器输出与参考值存在偏差的电流实际值并由此故障性地工作，则计算机支持的监测逻辑单元借助于功能仍正常的至少一个另外的子驱动器的独立控制器将整个单独驱动装置有序地关断。功能仍正常的至少一个子驱动以及故障的子驱动器的控制器在此必须这样地相互协调，从而实现将相应滚筒的单独驱动装置进行无碰撞地关断。
在此，所提出的任务的另一解决方案是一种用于在根据权利要求1至9任一项所述的承印材料处理机器中避免碰撞的方法，该方法的特征在于，计算机支持的监测和控制逻辑单元对单独驱动装置的子系统进行监测，并且，在一子驱动器出现故障的情况下，计算机支持的监测和控制逻辑单元借助关于受干扰的子驱动器的信息进行电流分布的重新计算，并且由此通过另外的、功能仍正常的至少一个子驱动器对受干扰的子驱动器的故障进行补偿。如果单独驱动装置的子系统之一的干扰的没有严重到必须有序地关断，则也可行的是：监测逻辑单元将电流分布进而将这些子系统之间的转矩分布进行重新计算，由此于是通过这种方式使功能仍正常的至少一个子驱动器借助这些子驱动器之间转矩不再对称地分布从而对受干扰的子驱动器的故障进行补偿，并且由此使单独驱动装置能够继续运行。
附图说明
接下来参考附图基于至少一个优选的实施例进一步描述本发明以及本发明结构和功能上有利的改进方案。在附图中，相互对应的元件分别采用相同的附图标记表示。附图示出了：
图1：印刷机的单独驱动装置中的防碰撞系统的结构性构造的概图；
图2a至2d：单独驱动装置的马达子系统的三种可行的实施方式。
具体实施方式
图1描述了根据本发明的印刷机的防碰撞系统的结构性构造。如图右侧部分示意性地示出：在此，单独驱动装置的马达12驱动相应配属的滚筒13，其中，滚筒13的角位置通过旋转角实际值测量器具反馈至系统。
在中间部分示出：电动机12包括具有被电隔离的并联双绕组9,10的设计。这些双绕组9,10以通过两个分开的整流器7,8彼此分开的方式被独立地控制。
在示图左侧部分示意性地示出了驱动控制器。将转矩对称地分布到单独驱动装置的两个子系统6,19上，这在此通过共同的电流调节器2执行，该电流调节器 2既控制了形成转矩的电流份额Iq，也控制了磁化电流份额Id。在此，根据由旋转角实际值测量器具所给出的滚筒当前角位置，转速控制器1预先给定了待驱动的滚筒13的电动机12用的目标转速值。与此相关的、两个子系统用的电流额定值于是被共同的电流调节器2对称地分布到单独驱动装置的两个子系统6,19上。两个电流测量器具4,5测量出施加的电流实际值并且将其反馈至共同的电流调节器 2。
此外还存在相位修正(Phasenkorrektur)，所述相位修正可影响到所述两个子系统6,19之一，用以由此附加地促成对滚筒13通过旋转角实际值测量器具所求取的角位置进行修正。
此外，计算机支持的监测逻辑单元3通过所述两个电流测量器具4,5控制：所述两个子系统6,19的电流实际值是否根据对称性分布以大致各自50％均匀地分布。如果这些与所追求的平均分布之间存在偏差，或与各自预先确定的参考值之间存在偏差，则监测逻辑单元3触发单独驱动装置的产生偏差值的子系统有序地关断。如果故障子系统已关断，则印刷机的全部相关的单独驱动装置的整个驱动系统被缓慢无碰撞地关断。在此，故障的子驱动器被相应地封锁，并且，在关断整个系统之前，功能正常的子驱动器以相应适配的方式被继续运行。
在一种替换的运行方式中，在识别到所述两个子系统6,19之一出现故障之后，另一功能正常的子系统被监测逻辑单元3这样地控制，使得能够由此补偿了受干扰的子系统的故障。为此需要：调取关于不仅功能正常的子系统的而且受干扰的子系统的电流分布信息，并且将这些信息纳入到用于补偿所需的电流分布重新计算中。这通过电流指示器的重新计算得以执行，这些电流指示器在所述两个系统的情况下在未受干扰的系统中分别是一致的。在这种运行方式中，全部单独驱动装置的总系统于是继续运行，并且印刷机不关断。
图2a示出了将防碰撞系统的电动机12应用于根据本发明的具有两个被电隔离的并联双绕组9,10的印刷机，所述两个双绕组w1和w2处于槽14上；而图2b 示出了分开的驱动器在一轴线上使用两个独立的定子组16,17的情况下的替换实施方式。在此，也存在两个相应于定子组的双绕组w1和w2，然而却是共同的轴线以及共同的转子15。
图2c示出了单独驱动装置的另一种替换实施方式，该单独驱动装置包括两个子系统6,19。在此，不仅将定子组划分成两个半部，而且将转子15也划分成两个半部。也就是说，这种实施方式相应于在一轴线上使用两个独立的驱动器的情况。其优势在于：可使用标准组件。然而，在此弊端在于：两个驱动器、也就是转子 15和定子16,17必须被准确地相互定向，因为存在仅一个共同的致动系统用于转子位置的反馈。
附图标记列表
1 转速控制器
2 共同的电流调节器Iq,d
3 计算机支持的监测逻辑单元
4 第一电流测量器具
5 第二电流测量器具
6 第一马达子系统
7 第一整流器
8 第二整流器
9 第一并联双绕组
10 第二并联双绕组
11 旋转角实际值测量器具
12 电动机
13 滚筒
14 绕组、槽
15 转子
16 第一定子组
17 第二定子组
18 相位修正
19 第二马达子系统

Claims (10)

1.一种承印材料处理机器，其具有被单独驱动的滚筒(13)，其中，各单独驱动装置的电动机(12)包括至少两个子系统(6,19)，
其特征在于：
所述至少两个子系统(6,19)包括至少两个被电隔离的并联双绕组(9,10)；
设有用于所述两个子系统(6,19)的至少一个电流调节器(2)；
所述两个子系统(6,19)具有自身控制器并且能够由计算机支持的监测和控制逻辑单元(3)加权地控制。
2.根据权利要求1所述的承印材料处理机器，
其特征在于，
涉及到如下两个子系统(6,19)：这两个子系统具有共同的电流调节器(2)或者分别具有自身的电流调节器。
3.根据权利要求2所述的承印材料处理机器，
其特征在于，
所述两个子系统(6,19)包括一轴线上的两个独立的定子组(16,17)，而这两个独立的定子组具有共同的转子(15)。
4.根据权利要求2所述的承印材料处理机器，
其特征在于，
所述两个子系统(6,19)包括一轴线上的两个独立的驱动器。
5.根据前述权利要求2至4任一项所述的承印材料处理机器，
其特征在于，
通过所述监测和控制逻辑单元(3)引起所述两个子系统(6,19)之间转矩的对称分布。
6.根据权利要求5所述的承印材料处理机器，
其特征在于，
所述计算机支持的监测和控制逻辑单元(3)通过将电流实际值进行比较从而确保电流对称性。
7.根据权利要求6所述的承印材料处理机器，
其特征在于，
所述计算机支持的监测和控制逻辑单元(3)设置成附加地将电流实际值与参考值进行比较并且关断如下子系统：该子系统输出与参考值存在偏差的值。
8.根据前述权利要求2至7任一项所述的承印材料处理机器，
其特征在于，
在第二子系统上，借助偏移从而对由旋转角实际值测量器具(11)求取到的马达相位角进行相位修正(18)。
9.一种用于在根据权利要求1至8任一项所述的承印材料处理机器中避免碰撞的方法，
其特征在于，
所述计算机支持的监测和控制逻辑单元(3)对单独驱动装置的子系统(6,19)进行监测，并且，在子驱动器之一出现故障的情况下，所述计算机支持的监测和控制逻辑单元通过功能仍正常的至少一个子驱动器的自身控制器将单独驱动装置进行有序地关断。
10.一种用于在根据权利要求1至8任一项所述的承印材料处理机器中避免碰撞的方法，
其特征在于，
所述计算机支持的监测和控制逻辑单元(3)对单独驱动装置的子系统(6,19)进行监测，并且，在一子驱动器出现故障的情况下，所述计算机支持的监测和控制逻辑单元(3)借助关于受干扰的子驱动器的信息进行电流分布的重新计算，并由此通过另外的、功能仍正常的至少一个子驱动器对受干扰的子驱动器的故障进行补偿。
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