DE10115546A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Druckmaschine, insbesondere eine Bogenoffset-Druckmaschine - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Druckmaschine, insbesondere eine Bogenoffset-DruckmaschineInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Druckmaschine, insbesondere einer Bogenoffsetdruckmaschine, bei welchem zwei unabhängig voneinander betriebene, lageregelbare Einzelantriebe in einen durchgehenden Räderzug einspeisen, wodurch die mit dem Räderzug gekoppelten Teileinheiten der Druckmaschine angetrieben werden und eine Verdrehung des Räderzuges zwischen den Eintriebsstellen der Einzelantriebe erzeugt wird. DOLLAR A Um trotz der starren winkelsynchronen Drehung an den Eintriebstellen der Einzelantriebe ein Abheben der Zahnflanken des Räderzuges sicher zu verhindern, wird die Drehwinkelstellung des Räderzuges an zwei Positionen gemessen, wobei die Lage eines Einzelantriebes in Abhängigkeit von der sich aus diesen Drehwinkelstellungen ergebenden Differenz eingestellt wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Druckmaschine,
insbesondere einer Bogenoffsetdruckmaschine, bei welchem zwei unabhängig
voneinander betriebene, lageregelbare Einzelantriebe in einen durchgehenden
Räderzug einspeisen, wodurch die mit dem Räderzug gekoppelten Teileinheiten
der Druckmaschine angetrieben werden und eine Verdrehung des Räderzuges
zwischen den Eintriebsstellen der Einzelantriebe erzeugt wird sowie einen Antrieb
zur Durchführung des Verfahrens.
Bei Bogenoffsetdruckmaschinen werden die Zylinder der Druckwerke sowie die
dem Bogentransport dienenden Zylinder und Trommeln über einen
durchgehenden Räderzug angetrieben. In diesem Räderzug entstehen
insbesondere bei einer hohen Anzahl von Druckwerken sehr große Lastmomente,
die eine Torsion des Räderzuges zwischen den einzelnen Druckwerken bewirken.
Um lastabhängige Druckfehler der Druckmaschine zu verringern, ist gemäß der
DE 42 10 988 A1 eine Einrichtung zum Regeln eines Mehrmotorantriebs einer
Druckmaschine bekannt, bei welchem die Druckmaschine einen durchgehenden
Zahnräderzug und mehrere elektromotorische Einzelantriebe aufweist, die in den
Räderzug einspeisen. An jedem leistungseinspeisenden Einzelantrieb wird die
augenblickliche Stellung des Elektromotors in Form eines Drehwinkels gemessen
und einer Regeleinrichtung zugeführt, welche aus den Drehwinkeldifferenzen
zweier jeweils im Leistungsfluss benachbarter Motoren auf deren Leistungsflüsse
schließt. In Abhängigkeit von der ermittelten Drehwinkeldifferenz werden die
Stellglieder der Elektromotoren derart angesteuert, dass die elastische
Verdrehung im Zahnräderzug des Antriebs der Druckmaschine und somit auch die
Leistungsflüsse konstant gehalten werden.
Trotz der Leistungsüberwachung und -bewertung der Einzelantriebe kann es auf
Grund der Elastizität und Trägheit des Räderzuges immer wieder zum Abheben
der Zahnflanken der Zahnräder innerhalb des Räderzuges kommen, was zu
Passerfehlern und zum Doublieren des Druckbildes auf dem zu bedruckenden
Stoff führt.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Betreiben einer Druckmaschine anzugeben, bei welchem trotz
der starren, winkelsynchronen Drehung an den Eintriebsstellen der
elektromotorischen Einzelantriebe ein Abheben der Zahnflanken des
Zahnräderzuges sicher verhindert wird.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Drehwinkelstellung
des Räderwerkes an zwei Positionen des Räderwerkes gemessen wird, wobei die
Lage eines Einzelantriebes in Abhängigkeit von der sich aus diesen
Drehwinkelstellungen ergebenden Differenz eingestellt wird.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die tatsächliche Verdrehung im
Räderwerk der Druckmaschine gemessen und zur Einstellung einer Vorspannung
eines der Einzelantriebe gegenüber dem zweiten Einzelantrieb genutzt wird.
Dadurch wird sichergestellt, dass alle ineinander greifenden Zahnflanken der
Zahnräder des Räderzuges gerade aneinander anliegen und somit immer eine
minimale positive Last auf den Räderzug übertragen wird. Ein unnötig starkes
Verspannen der Zahnräder gegeneinander wird zuverlässig vermieden und ein
erhöhter Verschleiß im Zahnradgetriebe unterbunden.
In einer Ausgestaltung wird die Drehwinkeldifferenz des Räderzuges vor Beginn
des Druckprozesses in Abhängigkeit eines vorgegebenen Betriebszustandes der
Druckmaschine ermittelt und der Einzelantrieb während des Druckprozesses um
diese Drehwinkeldifferenz vorgespannt.
Vorteilhafterweise wird nach Einstellung des vorgegebenen Betriebszustandes der
Druckmaschine der Räderzug durch den Einzelantrieb in eine vorgegebene
Drehrichtung bewegt, wobei die Differenz der Drehwinkelstellung innerhalb des
Räderzuges bestimmt wird, indem der Räderzug solange bewegt wird, bis bei
mehrfacher Messung eine konstante Drehwinkeldifferenz ermittelt wird.
Durch diesen Initialisierungsvorgang wird automatisch für jeden Betriebsfall der
Druckmaschine eine konstante Winkeldifferenz in Abhängigkeit von einem
bestimmten Lastzustand der Druckmaschine erreicht. Der Lastzustand wird dabei
insbesondere durch die Maschinendrehzahl der Druckmaschine, der Farbe in den
Farbwerken und dem Druckzustand der Druckwerke charakterisiert. Für jede
Belastungssituation der Druckmaschine ist somit einfach eine Vorspannung des
Einzelantriebes ermittelbar.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Stellung des lageregelbaren
Einzelantriebes vor der Bewegung des Räderzuges und nach Erreichen der
konstanten Drehwinkeldifferenz des Einzelantriebes ermittelt, wobei aus den
beiden Stellungen eine Drehwinkeldifferenz des Einzelantriebes bestimmt wird,
wobei aus der Summe der Drehwinkeldifferenz des Räderzuges und der
Drehwinkeldifferenz des Einzelantriebes die Verspannung ermittelt wird, um
welche der Einzelantrieb während des Druckprozesses vorgespannt wird.
Auf Grund der Vorspannungseinstellung des lageregelbaren Einzelantriebes
kommt es infolge der Elastizität des Zahnradzuges sowie der vorliegenden
Toleranzen zu einer definierten Verspannung des Räderzuges, bei welcher das
Zahnflankenspiel des Räderzuges bei jeder Winkelstellung herausgefahren ist.
Die Genauigkeit der Verdrehungsvoreinstellung des Räderzuges wird verbessert,
wenn eine zusätzliche Drehwinkeldifferenz eingestellt wird, welche aus einer
vorgegebenen Betriebslast und/oder der Räderzugsteifigkeit ermittelt wird.
In einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind zwei einzeln beaufschlagbare
Einzelantriebe mit einer Steuereinheit verbunden, wobei die Einzelantriebe an
zwei verschiedenen Stellen der Druckmaschine in einen durchgehenden
Räderzug einspeisen, welcher mit den Teileinheiten der Druckmaschine gekoppelt
ist, wobei ein lageregelbarer Einzelantrieb durch die Steuereinheit mit einem
Sollwert beaufschlagbar ist, wodurch der Räderzug zwischen den beiden
Einzelantrieben um einen vorgegebenen Winkelbetrag vorspannbar ist. Zur
Verbesserung der Zahnflankenanlage der Zahnräder des Räderzuges sind an
zwei verschiedenen Positionen innerhalb des Räderzuges Lagesensoren
angeordnet, die mit der Steuereinheit verbunden sind und der Winkelstellung des
Räderzuges in diesen Positionen entsprechende Signale an die Steuereinheit
liefern, welche in Abhängigkeit von diesen Winkelstellungen einen Lagesollwert
bestimmt, mit welchem ein Einzelantrieb während des Druckprozesses
beaufschlagbar ist.
In einer Ausgestaltung werden besonders genaue Ergebnisse über die
Verdrehung des Räderwerkes erzielt, wenn die Winkelstellung zweier im
Räderzug benachbart angeordneter Zahnräder detektiert wird, wobei jeder
Lagesensor pro Zahnradumdrehung ein Signal abgibt, aus welchen die
Steuereinheit bei vorgegebenen Betriebsbedingungen eine Drehwinkeldifferenz
berechnet.
Der Spiel der Zahnflanken der Zahnräder wird sicher dann unterbunden, wenn die
Steuereinheit den Einzelantrieb mit einem Sollwert beaufschlagt, der aus der
Drehwinkeldifferenz des Räderzuges und einer Drehwinkeldifferenz des
Einzelantriebes ermittelbar ist.
Durch diese Vorgehensweise ist es möglich, dass alle Komponenten der
Druckmaschine nur von zwei Einzelantrieben gespeist werden, wobei jeder
Einzelantrieb über den Räderzug eine vorgegebene Anzahl der Teileinheiten der
Druckmaschine antreibt.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass jeder Antrieb für
einen Elektromotor einen eigenen, unabhängigen Drehzahlregelkreis besitzt.
Diesen Drehzahlregelkreisen werden identische Drehzahl-Grundsollwerte
zugeführt. Mit Ausnahme eines Leitantriebes erhält jeder Folgeantrieb einen
weiteren Sollwert, den Drehzahl-Zusatzsollwert, der durch einen dem Folgeantrieb
zugeordneten Differenzwinkelregler gebildet wird.
Als Istwert jedes dieser Differenzwinkelregler kann die aus den Istwinkeln des
betreffenden Folgeantriebs und eines benachbarten Folgeantriebs gebildete
Differenz oder die aus den Istwinkeln des betreffenden Folgeantriebs und des
Leitantriebs gebildete Differenz herangezogen werden. Dabei muss der Leitantrieb
nicht notwendigerweise dem betrachteten Folgeantrieb benachbart sein. Alternativ
kann die Differenz der Istwinkel auch anhand einer Differenzbildung von
Istdrehzahlen zweier Antriebe mit nachfolgender Integration zur Ermittlung eines
Differenzwinkels realisiert werden. Auch hier können wahlweise die Istdrehzahlen
des betreffenden und eines benachbarten Folgeantriebs oder des betreffenden
Folgeantriebs und des Leitantriebs zur Differenzbildung herangezogen werden.
Das Regelungskonzept kann im Bedarfsfall um eine Strom- bzw.
Drehmomentenvorsteuerung in jedem oder nur in einzelnen Regelkreisen
erweitert werden. Dazu werden aus den Stellgrößen der Differenzwinkelregler
Vorsteuerströme bzw. -drehmomente berechnet. Diese Vorsteuergrößen werden
als Zusatzsollwerte den Strom- bzw. Drehmomentreglern der jeweiligen
Folgeantriebe aufgeschaltet.
Basis für die Erfassung der Istgrößen (Istwinkel und/oder Istdrehzahlen) sind
Absolutgeber (Winkelcodierer) oder inkrementell arbeitende Geber mit
Referenzsignal zur Bestimmung der Absolutposition.
Zur Ermittlung von fest eingestellten Werten zur Sollwertvorgabe für die
Differenzwinkelregler können im Räderzug an verschiedenen Positionen
mindestens zwei Sensoren angeordnet sein, die in Abhängigkeit von variablen
Betriebszuständen der Druckmaschine (z. B. abhängig von Drehzahl, Temperatur
etc.) Winkelinformationen liefern. Mit Hilfe einer Vielzahl von temporär variierten
Soll-Differenzwinkeln können Basiswerte für die Differenzwinkeleinstellung der
einzelnen Antriebsachsen relativ zueinander ermittelt und als statische
Sollwertvorgabe in den Differenzwinkelreglern hinterlegt werden.
Die Ermittlung einer Sollwertvorgabe für die Differenzwinkelregler kann auch auf
Basis von weiteren unterschiedlichen Grundlagen erfolgen, z. B.: durch weitere
festeingestellte Werte oder durch beliebige Bewegungsgrößen
(Winkelgeschwindigkeiten oder -beschleunigungen) oder durch Kraftgrößen
(Antriebs- und Schnittmomente) oder durch elektrische Größen (Antriebsströme,
-spannungen) sowie Kombinationen dieser Größen. Dadurch lässt sich eine
dynamische Veränderung des Differenzwinkel-Sollwertes erreichen, um
beispielsweise die Passerdifferenzen zwischen den einzelnen Druckwerken bei
Maschinengeschwindigkeitsänderungen optimieren zu können.
Dadurch ergeben sich gegenüber dem Stand der Technik folgende Vorteile:
- - Durch den Einsatz von Längswellen im Antriebsstrang einer Druckmaschine wird lediglich eine feste, unveränderbare Versteifung durch einen fest eingestellten Differenzwinkel erreicht. Demgegenüber bietet die Differenzwinkelregelung die Möglichkeit, veränderliche, dem Druckauftrag angepasste Steifigkeiten nachzubilden. Diese Veränderungen können während des Druckbetriebs durch entsprechende Algorithmen, die in der Differenzwinkel-Sollwertvorgabe hinterlegt sind, vorgenommen werden.
- - Durch die Mehrmotoren-Antriebstechnik ist die Anzahl der Units innerhalb einer Bogen-Druckmaschine nicht begrenzt. Bei der Längswellentechnik nimmt mit zunehmender Unit-Anzahl die Grenzfrequenz stetig ab, so dass die maximal mögliche Maschinendrehzahl sinkt.
- - Mit Hilfe der Mehrmotoren-Antriebstechnik lässt sich eine automatisierte Zahnspielausstellung bei beliebigen Betriebszuständen verwirklichen.
- - Auf Grund der Weiterentwicklungen der Mehrmotoren-Antriebstechnik ergibt sich eine höhere Wirtschaftlichkeit gegenüber der momentan eingesetzten Längswellentechnik.
Diesen Drehzahlregelkreisen werden identische Drehzahl-Grundsollwerte
zugeführt. Mit Ausnahme eines Leitantriebes erhält jeder Folgeantrieb einen
weiteren Sollwert, den Drehzahl-Zusatzsollwert, der durch einen dem Folgeantrieb
zugeordneten Differenzwinkelregler gebildet wird.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der
in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigt:
Fig. 1 erfindungsgemäße Vorrichtung
Fig. 2 Impulsverlauf pro Zahnradumdrehung
Fig. 1 zeigt eine Druckmaschine 1, welche aus einem Anleger 2, mehreren als
Druckwerke ausgebildeten Teileinheiten 3 bis 6 sowie einem Ausleger 7 besteht.
Der Antrieb der Druckmaschine 1 vom Anleger 2 über die Druckwerke 3 bis 6 zum
Ausleger 7 erfolgt über einen geschlossenen Räderzug 8, welcher durch
ineinander greifende Zahnräder 8a bis 8h gebildet wird. Über diesen
mechanischen Räderzug 8 sind in den einzelnen Druckwerken 3 bis 6 nicht weiter
beschriebene Gummituchzylinder, die mit Gegendruckzylindern zusammenwirken
und den Gegendruckzylindern nachgeordnete Transfertrommeln gekoppelt.
Der Weg des Bedruckstoffes bei der in der Fig. 1 dargestellten Konfiguration
erfolgt in Richtung des Pfeiles von rechts nach links.
An zwei Stellen des Räderwerkes 8 greifen zwei lageregelbare Einzelantriebe 9
und 10 ein. Jeder lageregelbare Einzelantrieb 9 und 10 ist als Elektromotor
ausgebildet, wobei der Einzelantrieb 9 die Teileinheiten 3 und 4 und der
Einzelantrieb 10 die Teileinheiten 5 und 6 sowie den Ausleger 7 antreibt.
Ein Impulsgeber 11 ist gegenüberliegend der Welle 17 des Zahnrades 8d und ein
weiterer Impulsgeber 12 ist gegenüber der Welle 16 des Zahnrades 8c
angeordnet. Jede Welle 16 bzw. 17 weist einen Vorsprung 18 bzw. 19 auf.
Beide Impulsgeber 11, 12 sind so ausgebildet, dass sie in je einer genau
definierten Winkelstellung der beiden Zahnräder 8c, 8d beim Vorbeilaufen des
Vorsprungs 18 bzw. 19 je einen elektrischen Impuls pro Zahnradumdrehung
ausgeben. In Fig. 2 zeigt die obere Darstellung den Impulsverlauf am
Impulsgeber 11 und die untere Darstellung den Impulsverlauf am Impulsgeber 12,
wie er von einer mit den Impulsgebern 11 und 12 verbundenen Steuereinheit 13
detektiert wird.
Darüber hinaus ist die Steuereinheit 13 direkt mit den Einzelantrieben 9 und 10
verbunden und wirkt über jeweils ein Stellglied 14 bzw. 15 auf die Einzelantriebe 9
und 10 ein.
Im Betrieb der Druckmaschine greift die Steuereinheit 13 auf die Einzelantriebe 9
und 10 zu und erzwingt einen drehwinkelsynchronen Lauf der Antriebselemente 9
und 10 an den Eintriebsstellen. Dabei ermittelt die Steuereinheit 13 die
tatsächliche Lage jedes Einzelantriebes 9, 10 und vergleicht diese mit in der
Steuereinheit abgespeicherten Sollwerten. Ausgehend von diesem Vergleich wird
jeder Einzelantrieb 9, 10 von der Steuereinheit 13 individuell über das Stellglied
14, 15 angesteuert. Der Einzelantrieb 9 wird dabei um den Winkel ϕ1 und der
Einzelantrieb 10 um den Winkel ϕ2 verdreht.
Durch eine erfindungsgemäß ermittelte Sollwertvorgabe sollen die Einzelantriebe
9 und 10 derart angesteuert werden, dass zusätzlich eine vorgegebene konstante
Verdrehung Δϕ des Räderzuges zwischen den Eintriebsstellen der Einzelantriebe
9, 10 gewährleistet wird. Indikator für das Vorhandensein einer solchen
Verdrehung Δϕ ist, dass sich die Zahnflanken zweier benachbart angeordneter,
ineinander greifender Zahnräder am Zahneingriff a unter Betriebsbedingungen
gerade berühren und eventuell noch eine geringe Last übertragen.
Der sich aus den Impulsverläufen ergebende zeitliche Abstand Δt der an den
Impulsgebern 11, 12 gemessenen Impulse und seine zeitlichen Änderungen wird
durch die Steuereinheit 13 gemessen und bei konstanter Maschinendrehzahl in
eine proportionale Drehwinkeldifferenz umgerechnet.
Zur richtigen Bestimmung der Drehwinkeldifferenz Δϕ zwischen den Eintriebs
stellen der Einzelantriebe 9, 10 werden bei abgeschalteter Regelung der
Einzelantriebe 9, 10 die von den Impulsgebern 11, 12 gelieferten Impulse
ausgewertet.
Dazu wird die Druckmaschine 1 zunächst zur Erzeugung bestimmter
Lastverhältnisse in einen vorgegebenen Betriebszustand gebracht, in dem die
Farben in den Druckwerken bereitgestellt sowie die Druckwerke eingeschaltet
werden. Außerdem wird eine Maschinendrehzahl eingestellt. Anschließend wird
am Einzelantrieb 9 durch die Steuereinheit 13 eine Nacheilung gegenüber dem
Einzelantrieb 10 erzeugt und solange gesteigert, bis die Zeitdifferenz Δt1
zwischen den von den Impulsgebern 11 und 12 erzeugten Impulsen konstant
bleibt. Die konstante Zeitdifferenz Δt1 wird in der Steuereinheit 13 gespeichert.
Danach steuert die Steuereinheit 13 den Einzelantrieb 9 in die entgegengesetzte
Richtung, so das sich eine Voreilung am Eintrieb des Einzelantriebs 9 gegenüber
dem Eintrieb des Einzelantriebes 10 einstellt. Auch diese Nacheilung wird solange
gesteigert, bis die zeitliche Differenz zwischen den von den Impulsgebern 11, 12
abgegebenen Impulsen konstant ist. Die so ermittelte konstante Zeitdifferenz Δt2
wird im Speicher der Steuereinheit 13 abgelegt. Außerdem wird die Lage des
Elektromotors nach Einstellung der Voreilung bestimmt und zur Ermittlung der
Drehwinkeldifferenz Δϕ2 analog zur Voreilung genutzt.
Die Steuereinheit 13 subtrahiert sodann die Zeitdifferenz Δt2 und berechnet
daraus eine Winkeldifferenz Δϕ2, zu der die Winkeldifferenz Δϕ2 addiert wird.
Die so bestimmte Winkeldifferenz Δϕ wird als Sollwert unter
Produktionsbedingungen der Regelung des Einzelantriebs 9 durch die
Steuereinheit 13 zugrunde gelegt. Damit wird immer eine leichtberührende Anlage
der Zahnflanken in eine vorgegebene Bewegungsrichtung des Räderzuges 8
gewährleistet.
Zusätzlich zu der empirisch ermittelten Voreilung wird eine weitere Voreilung Δϕ3
für den Eintrieb des Einzelantriebes 9 durch die Steuereinheit 13 erzeugt. Diese
Voreilung Δϕ3 bestimmt sich aus der gewünschten Betriebslast der
Druckmaschine im Zahneingriff und der Räderzugsteifigkeit. Vorteilhafterweise ist
die Voreilung Δϕ3 einem in der Steuereinheit 13 abgespeicherten Kennfeld zu
entnehmen. Diese Voreilung Δϕ3 wird zu der Voreilung Δϕ addiert und bei der
Regelung des Einzelantriebes 9 als Sollwert mit berücksichtigt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist für verschiedene Ausgestaltungen der
Druckmaschine anwendbar. So ist Anzahl und Ausbildung der Teileinheiten 3 bis 6
variabel und kann von Druckmaschine zu Druckmaschine unterschiedlich sein.
Zur Ermittlung einer Sollwertvorgabe, also der Verdrehung Δϕ zwischen den
Eintriebsstellen der Einzelantriebe 9, 10 kann auch vorgesehen sein, das
Antriebsmoment des ersten und des zweiten Einzelantriebes 9, 10 zu variieren
bzw. dass zur Bestimmung der Sollwerte für die Lageregelung eine bei einem
bestimmten Verhältnis der von den Einzelantrieben einzuspeisenden
Drehmomente sich im Räderzug ergebende Verdrehung Δϕ ermittelt wird.
Bei Versuchsläufen der Maschine wird dazu die Momentaufnahme der
Einzelantriebe durch spezielle Sensoren gemessen oder über die Stromwerte der
Antriebsmotoren indirekt ermittelt.
Dazu wird vorzugsweise das über den ersten Antrieb 9 in den Räderzug 8a-8h
eingespeiste Antriebsmoment erhöht, so dass zur Aufrechterhaltung einer
vorgegebenen Drehzahl das über den zweiten Antrieb 10 einzuspeisende Moment
kleiner wird. Die über den ersten und den zweiten Motor 9, 10 eingespeisten
Momente werden miteinander verglichen und zur Bestimmung eines Sollwertes für
die Lageregelung der beiden Einzelantriebe, also für die Verdrehung Δϕ des
Räderzuges 8a-8h herangezogen. So ist ein Winkelwert Δϕ bestimmbar, der
einem bestimmten Momentenverhältnis entspricht. Weiterbildend kann auch
vorgesehen sein, die Bestimmung von Verdrehwinkeln Δϕ bei verschiedenen
Drehzahlen und/oder verschiedenen Lastsituationen durchzuführen.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung zur Bestimmung einer
Sollwertvorgabe (Bestimmung des Verdrehwinkels Δϕ) ist vorgesehen, zunächst
über den ersten Antriebsmotor 9 die Maschine anzutreiben, so dass garantiert
eine Flankenanlage im gesamten Räderzug vorliegt. Daraufhin wird bei stromfrei
geschalteten Motor 9 der zweite Antriebsmotor 10 angesteuert und die vom
Räderzug ausgeführten Bewegungen werden über die Lagegeber (Impuls- bzw.
Winkelgeber) 11, 12 erfasst. So ist insbesondere der vom zweiten Motor 10
auszuführende Winkelbetrag ermittelbar, bis die durch die Umkehr der
Flankenanlage im Räderzug 8a-8h bewirkte Lose herausgefahren wird. Der so
bestimmte Winkelbetrag kann dann als Verdrehwinkel Δϕ der Sollwerte zur
Lageregelung der Einzelantriebe 9, 10 verwendet werden.
1
Druckmaschine
2
Anleger
3
Druckwerk
4
Druckwerk
5
Druckwerk
6
Druckwerk
7
Ausleger
8
Räderzug
8
a-
8
h Zahnräder
9
Einzelantrieb
10
Einzelantrieb
11
Impulsgeber
12
Impulsgeber
13
Steuereinheit
14
Stellglied
15
Stellglied
16
Welle
17
Welle
18
Vorsprung
19
Vorsprung
Claims (20)
1. Verfahren zum Betreiben einer Druckmaschine, insbesondere einer
Bogenoffsetdruckmaschine, bei welchem zwei unabhängig voneinander
betriebene, lageregelbare Einzelantriebe in einen durchgehenden Räderzug
einspeisen, wodurch die mit dem Räderzug gekoppelten Teileinheiten der
Druckmaschine angetrieben werden und eine Verdrehung des Räderzuges
zwischen den Eintriebsstellen der Einzelantriebe erzeugt wird, dadurch
gekennzeichnet, dass die Drehwinkelstellung des Räderzuges an zwei
verschiedenen Positionen gemessen wird, wobei die Lage eines
Einzelantriebes in Abhängigkeit von der sich aus diesen Drehwinkelstellungen
ergebenden Differenz eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Drehwinkeldifferenz des Räderzuges vor Beginn des Druckprozesses in
Abhängigkeit eines vorgegebenen Betriebszustandes der Druckmaschine
ermittelt wird und der Einzelantrieb während des Druckprozesses um diese
Drehwinkeldifferenz vorgespannt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach Einstellung
des vorgegebenen Betriebszustandes der Druckmaschine der Räderzug durch
den Einzelantrieb in eine vorgegebene Drehrichtung bewegt wird, wobei die
Differenz der Drehwinkelstellungen innerhalb des Räderzuges bestimmt wird,
indem der Räderzug solange bewegt wird, bis bei mehrfacher Messung eine
konstante Drehwinkeldifferenz des Räderzuges ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung des
lageregelbaren Einzelantriebes vor der Bewegung des Räderzuges und nach
Erreichen der konstanten Drehwinkeldifferenz des Räderzuges ermittelt wird,
wobei aus den beiden Stellungen eine Drehwinkeldifferenz des Einzelantriebes
bestimmt wird und aus der Summe der Drehwinkeldifferenz des Räderzuges
und der Drehwinkeldifferenz des Einzelantriebs die Verspannung ermittelt wird,
um welche der Einzelantrieb während des Druckprozesses vorgespannt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass während des
Druckprozesses an dem Einzelantrieb eine weitere Drehwinkeldifferenz
eingestellt wird, welche aus einer vorgegebenen Betriebslast und/oder der
Räderzugsteifigkeit ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl-
Sollwerte für die Einzelantriebe als Summe aus einem Drehzahl-Grundsollwert
und Drehzahl-Zusatzsollwerten gebildet werden, wobei letztere aus den
Differenzwinkelreglern generiert werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Differenzwinkel-Sollwerte in Abhängigkeit von:
Bewegungsgrößen,
Kraftgrößen (Drehmomente),
elektrischen Größen,
sowie deren Kombination generiert werden.
Bewegungsgrößen,
Kraftgrößen (Drehmomente),
elektrischen Größen,
sowie deren Kombination generiert werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Differenzwinkel-Sollwertvorgaben maschinenindividuell ermittelt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung
der Istwerte für die Differenzwinkelregler zwischen beliebigen, nicht
notwendigerweise benachbarten Antriebsachsen mittels Differenzbildung von
den zugehörigen Istwinkel-Signalen oder mittels Differenzbildung der
Istdrehzahl-Signale mit anschließender Integration erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 2 an
verschiedenen Positionen des Räderzuges angeordnete Sensoren
Winkelinformationen in Abhängigkeit von variablen Betriebszuständen der
Druckmaschine (z. B. Drehzahl, Temperatur) liefern und mit Hilfe einer Vielzahl
von temporär variierten Soll-Differenzwinkeln Basis-Sollwerte für die
Differenzwinkelregelung der einzelnen Antriebsachsen relativ zueinander
ermittelt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende
Verfahrensschritte ausgeführt an einem Mehrmotorenantrieb mit 2 Antrieben:
- - die Maschine in einen relevanten Betriebszustand bringen (z. B. Farbe in den Farbwerken, Druck an, Maschinendrehzahl ungleich Null)
- - am Eintrieb eine Voreilung erzwingen und so lange steigern, bis Δt sich nicht ändert, der erreichte Endwert Δt1 wird gespeichert
- - am Eintrieb eine Nacheilung erzwingen und so lange steigern, bis Δt sich nicht mehr ändert, die Endwerte Δt2 und Δϕ2 werden gespeichert
- - aus Δt1-Δt2 eine Winkelverdrehung Δϕ2* errechnen
- - am Eintrieb eine Voreilung gemäß Δϕ2 + Δϕ2* (Differenzwinkel-Sollwert) erzwingen bzw. diesen Wert als potenziellen Basis-Differenzwinkel-Sollwert zum Rückgriff auf den betreffenden Betriebszustand abspeichern.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung
der Sollwerte für die Lageregelung eine bei einem bestimmten Verhältnis der
von den Einzelantrieben einzuspeisenden Drehmomente sich im Räderzug
ergebende Verdrehung Δϕ ermittelt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Verdrehungen
Δϕ für verschiedene Last- und/oder Drehzahlsituationen der Druckmaschine
bestimmt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung
der Sollwerte für die Lageregelung eine Verdrehung Δϕ ermittelt wird, welche
einem durch Zahnflankenwechsel bedingten Verdrehweg des Räderzuges
zwischen den Einzelantrieben entspricht.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem ersten
Antriebsmotor zunächst eine definierte Zahnflankenanlage im Räderzug
erzeugt wird, dass der erste Antrieb stromlos geschaltet wird, dass der zweite
Antrieb angesteuert wird, und dass die dadurch bedingten Bewegungen im
Räderzug ermittelt und zur Bestimmung eines Verdrehwinkels Δϕ
herangezogen werden.
16. Antrieb für eine Druckmaschine, insbesondere einer Bogenoffsetdruck
maschine, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei welchem
eine Steuereinheit mit zwei unabhängig voneinander beaufschlagbaren,
lageregelbaren Einzelantrieben verbunden ist und die Einzelantriebe an zwei
verschiedenen Stellen in einen durchgehenden Räderzug einspeisen, welcher
mit den Teileinheiten der Druckmaschine gekoppelt ist, wobei ein
lageregelbarer Einzelantrieb durch die Steuereinheit mit einen Sollwert
beaufschlagbar ist, wodurch der Räderzug zwischen den beiden
Einzelantrieben um einen vorgegebenen Winkelbetrag vorspannbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass zwei an verschiedenen Positionen innerhalb
des Räderzuges (8) angeordnete Lagesensoren (11, 12) mit der Steuereinheit
(13) verbunden sind und die Lagesensoren (11, 12) der Winkelstellung des
Räderzuges (8) in diesen Positionen entsprechende Signale an die
Steuereinheit (13) liefern, welche in Abhängigkeit von diesen Winkelstellungen
einen Lagesollwert bestimmt, mit welchem ein Einzelantrieb (9) während des
Druckprozesses beaufschlagbar ist.
17. Antrieb nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagesensoren
(11, 12) die Winkelstellung zweier benachbart angeordneter Zahnräder (8c,
8d) des Räderzuges (8) detektieren, wobei jeder Lagesensor (11, 12) pro
Zahnradumdrehung ein Signal abgibt, aus welchen die Steuereinheit (13) bei
vorgegebenen Betriebsbedingungen eine Drehwinkeldifferenz zur Bestimmung
des Sollwertes berechnet.
18. Antrieb nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass die
Steuereinheit (13) den Einzelantrieb (9) mit einem Sollwert beaufschlagt, der
aus der Drehwinkeldifferenz des Räderzuges (8) und einer
Drehwinkeldifferenz des Einzelantriebes (9) ermittelbar ist.
19. Antrieb nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Einzelantrieb
(9, 10) über den Räderzug (8) eine vorgegebene Anzahl der Teileinheiten (3,
4, 5, 6, 7) der Druckmaschine (1) antreibt.
20. Antrieb nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass jedem
Einzelantrieb (9) eine Drehzahl-Regelkreiskaskade, bestehend aus
Drehzahlreglern und unterlagerten Strom- bzw. Momentenregelkreisen
zugeordnet ist mit einem eine Verkopplung der Einzelantriebe bewirkenden
Differenzwinkelregler.
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