DE102004048151A1 - Method for optimizing drive controllers on sheet-fed printing machines comprises determining control parameters depending on the printing machine configuration and the movement and oscillation behavior of the printing machine - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung von Antriebsreglern an Bogenrotationsdruckmaschinen.The The invention relates to a method for optimizing drive controllers on sheet-fed rotary printing machines.
Ein Antriebsregler hat die Aufgabe, von einem vorgegebenen Sollwert abweichende Bewegungsungleichförmigkeiten in der Rotationsbewegung der von einem Antriebsmotor angetriebenen Rotationskörper auszugleichen. Diese Abweichungen können unterschiedlicher Herkunft sein und sich dementsprechend in ihrer Charakteristik unterscheiden. Die Charakteristik der Bewegungsungleichförmigkeiten wird durch die Bauweise der Druckmaschine und durch die Druckbedingungen, die vom Drucker durch seine Einstellungen an der Druckmaschine für die Abarbeitung eines Druckauftrages geschaffen werden, vorgegeben (druckauftragsbezogene Konfiguration der Druckmaschine). Bei unterschiedlichen Druckbedingungen sind jeweils verschiedene Bewegungsungleichförmigkeiten die Ursache für die größten Ungleichmäßigkeiten im Druck.One The controller has the task of a preset setpoint deviant motion irregularities to compensate in the rotational movement of the rotational body driven by a drive motor. These deviations can be of different origin and, accordingly, in theirs Distinguish characteristic. The characteristic of the motion irregularities is determined by the design of the press and by the pressure conditions, by the printer through its settings on the press for processing a print job are created, given (print job related Configuration of the printing press). At different pressure conditions Different motion nonuniformities are the cause of the largest irregularities in print.
Moderne Bogenoffset-Rotationsdruckmaschinen weisen beispielsweise eine Vielzahl von Druck-, Lack- und Trockenwerken auf und erreichen aufgrund der Reihenbauweise eine beträchtliche Länge. Sie werden von mindestens einem Hauptantriebsmotor über einen durchgehenden Antriebsräderzug angetrieben, der die Rotationsbewegungen der farbund bogenführenden Zylinder, Trommeln und Walzen mechanisch synchronisiert.modern Sheetfed rotary printing presses have, for example, a variety of printing, varnishing and drying plants and reach due to the Series construction a considerable length. she are driven by at least one main drive motor via a continuous drive wheel train, the rotational movements of the ink and sheet-guiding cylinders, drums and mechanically synchronized rollers.
Für die Erzielung einer hohen Druckqualität ist die Lagegenauigkeit der in den einzelnen Druckwerken aufgebrachten Farbauszüge bzw. Teildruckbilder auf dem Druckbogen ein wesentliches Kriterium. Die Druckbilder müssen zur Erzielung einer hohen Detailschärfe mit möglichst geringen relativen Lageabweichungen zueinander übereinandergedruckt werden.For the achievement a high print quality the positional accuracy of the applied in the individual printing units color separations or partial printing images on the printed sheet a key criterion. The printed images must to achieve a high level of detail with the least possible relative positional deviations printed on each other become.
Die Lagegenauigkeit wird durch die Passerdifferenz zwischen den Teildruckbildern, die in den einzelnen Druckwerken auf den Druckbogen aufgedruckt werden, charakterisiert. Passerdifferenzen entstehen durch zufällige und/oder systematische Abweichungen in der Synchronität der Rotationsbewegungen der Druckform- bzw. Platten-, Gummituch- oder Gegendruckzylinder in den Druckwerken, die zu relativen Verschiebungen der Teildruckbilder auf dem Bogen führen.The Positional accuracy is determined by the registration difference between the partial print images, printed in the individual printing units on the sheet be characterized. Register differences arise through accidental and / or systematic deviations in the synchronicity of the rotational movements of the Printing plate or plate, blanket or impression cylinder in the printing units, the relative displacements of the partial print images on the sheet to lead.
Charakteristisch sind dabei systematische Passerdifferenzen infolge der Veränderung der Drehzahl der Druckmaschine. Eine Beschleunigung bedeutet beispielsweise eine höhere Drehmomentbelastung im Antriebsräderzug. Dies führt aufgrund der Elastizität der belasteten Zahnräder zu einer Verdrehung der Zylinder bzw. Trommeln zueinander, die sich so äußert, dass sich die Druckanfangslinie mit jedem Folgedruckwerk zunehmend von der Greiferkante weg bewegt (die Abweichung der Druckanfangslinie der Druckbilder von der Nulllage ist die Passerdifferenz). Dieser Effekt wird als "Registerspreizen" bezeichnet. Mit Erreichen der höheren Drehzahl sinkt die Drehmomentbelastung des Antriebsräderzuges wieder und der Registerspreizbetrag reduziert sich. Nach einer anschließenden Verringerung der Drehzahl auf die Anfangsdrehzahl ist die Differenz zwischen den Druckanfangslinien nicht mehr vorhanden. Betrag und Richtung der durch Drehzahländerungen verursachten Passerabweichungen sind bei gleichen Druckrandbedingungen (Druckauftragsdaten) reproduzierbar.Characteristic are thereby systematic passport differences as a result of the change the speed of the printing press. An acceleration means for example a higher one Torque load in the drive wheel train. this leads to due to the elasticity the loaded gears to a rotation of the cylinder or drums to each other, which is so states that the print start line with each successive printing increasingly from the gripper edge moves away (the deviation of the print start line the print images of the zero position is the registration difference). This Effect is called "register spreader". With Reaching the higher speed the torque load of the drive wheel train decreases again and the register spread amount decreases is reduced. After a subsequent reduction in the speed to the initial speed is the difference between the initial pressure lines not available anymore. Amount and direction of the speed changes caused registration errors are at the same print marginal conditions (print order data) reproducible.
In neuerer Zeit werden Druckmaschinen mit Einzelantrieben ausgestattet, wobei die separat angetriebenen Zylinder, Walzen oder Trommeln (Rotationskörper) aus dem Antriebräderzug herausgelöst sind. Jeder Einzelantrieb wird mit Hilfe eines Antriebsreglers in seiner Drehzahl geregelt. Der Drehzahlregelung ist eine Drehwinkellageregelung vorgeordnet. Beide Regelkreise synchronisieren die Drehbewegung des Einzelantriebes mit dem Antriebsräderzug zur Vermeidung von Passerdifferenzen. Dazu werden die Drehbewegung des Antriebsräderzuges mit einem Drehwinkelgeber am Antriebsräderzug erfasst, mit der Drehwinkelposition des Einzelantriebes verglichen und daraus Korrektursignale für den Antriebsregler gebildet. Mit der Drehwinkellage- und Drehzahlregelung der Einzelantriebe sollen Drehbewegungen und alle überlagerten Bewegungsungleichförmigkeiten des Antriebsräderzuges unabhängig von ihrer Ursache möglichst verzögerungsfrei von den Einzelantrieben nachvollzogen werden.In more recently, printing presses are equipped with single drives, wherein the separately driven cylinders, rollers or drums (rotary body) made the drive train are dissolved out. Each individual drive is controlled by a drive controller Speed regulated. The speed control is an angular position control upstream. Both control loops synchronize the rotary motion the single drive with the drive wheel to avoid Passerdifferenzen. These are the rotational movement of the drive wheel train with a rotary encoder on the drive wheel train detected, compared with the rotational angle position of the single drive and from this correction signals for formed the drive controller. With the angular position and speed control The individual drives are rotational movements and all superimposed Bewegungsungleichförmigkeiten of the drive wheel train independently as possible of its cause delay be followed by the individual drives.
An Bogendruckmaschinen werden insbesondere Druckform- bzw. Plattenzylinder mit Einzelantrieben ausgestattet. Der dem einzeln angetriebenen Druckformzylinder zugeordnete Antriebsregler hat dabei zusammen mit der zugeordneten Drehwinkellage- und Drehzahlregelung die Aufgabe, die aktuelle relative Drehwinkellage des Druckformzylinders gegenüber dem Gummizylinder (Umfangsregister) zu jedem Zeitpunkt konstant zu halten, um das Teildruckbild vom Druckformzylinder in korrekter Drehwinkel-Solllage auf den Gummituchzylinder und danach auf den Bogen zu übertragen. Zur Umfangsregisterkorrektur gegenüber dem Gummituchzylinder wird dem Drehzahl-Sollwert für den Antriebsregler des Druckformzylinders ein Korrektursignal für eine Beschleunigung oder Bremsung des Druckformzylinders überlagert. Das kurzzeitige Vor- oder Nacheilen der Rotationsbewegung des Druckformzylinders führt zur einer relativen Verdrehung des Druckformzylinders gegenüber dem benachbarten Gummituchzylinder bis die Drehwinkel-Solllage erreicht ist.At Sheet-fed presses are in particular printing plate or plate cylinder equipped with individual drives. The single-driven printing form cylinder assigned drive controller has here together with the assigned Drehwinkellage- and speed control task, the current relative Angular position of the plate cylinder relative to the blanket cylinder (circumferential register) to keep constant at all times to the partial print image of Printing forme cylinder in the correct angle of rotation desired position on the blanket cylinder and then transfer to the bow. For circumferential register correction against the blanket cylinder is the speed setpoint for the drive controller of the plate cylinder a correction signal for acceleration or braking of the plate cylinder superimposed. The short-term Pre- or lagging the rotational movement of the plate cylinder leads to a relative rotation of the plate cylinder relative to the adjacent blanket cylinder reaches the rotational angle target position is.
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Nachteilig an diesen Lösungen ist, dass es sich um Steuerungs- bzw. Regelungskonzepte handelt, die lediglich systematische vorherbestimmbare Bewegungsungleichförmigkeiten berücksichtigen und druckauftragsabhängige Änderungen im dynamischen Verhalten der Druckmaschine nur unzureichend beachten.adversely at these solutions is that these are control concepts, consider only systematic predictable immobility of motion and Print job dependent changes in the dynamic behavior of the printing press only insufficient attention.
Die bisher bekannten Regelungskonzepte von Einzelantrieben sind für die Vermeidung nichtsystematischer Passerdifferenzen nicht geeignet.The previously known control concepts of individual drives are for the avoidance non-systematic register differences not suitable.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend von den genannten Nachteilen das dynamische Verhalten der Druckmaschine und dessen Abhängigkeit von druckauftragsbedingten Randbedingungen bei der Antriebsregelung zu berücksichtigen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des ersten Anspruchs gelöst.Of the Invention is therefore based on the object, starting from the above Disadvantage the dynamic behavior of the printing press and its dependence Pressure-related boundary conditions in the drive control to take into account. According to the invention Task by a method having the features of the first claim solved.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass das dynamische Verhalten der Druckmaschine nicht als druckwerks- und druckauftragsunabhängige konstante Größe in die Regelung einbezogen wird, sondern dass das lokal differenzierte Bewegungs- und Schwingungsverhalten der angetriebenen Druckmaschinenbaugruppen und einzelnen Rotationskörper in Abhängigkeit von den Druckbedingungen Berücksichtigung findet, so dass die Wahl der Regelparameter für die vorhandenen Antriebsregler nicht mehr pauschal an der ungünstigsten Druckwerkskonfiguration, d.h. am Druckwerk mit der höchsten Schwingungsneigung, ausgerichtet werden muss, sondern die Regelparameter jedes einzelnen Antriebsreglers individuell auf den abzuarbeitenden Druckauftrag und das Druckwerk bzw. das Aggregat, in dem sich der Einzelantrieb befindet, abstimmbar sind.The inventive method has the advantage that the dynamic behavior of the printing press not as a printing unit and print order independent constant size in the Regulation is included, but that the locally differentiated Movement and vibration behavior of the driven printing machine assemblies and single rotation body dependent on considering the pressure conditions so that the choice of control parameters for the existing drive controller no longer flat rate at the most unfavorable printing unit configuration, i.e. on the printing unit with the highest Vibration tendency, must be aligned, but the control parameters each individual drive controller individually to the print job to be processed and the printing unit or the unit in which the single drive is, are tunable.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll an einer Bogenoffset-Rotationsdruckmaschine mit Einzelantrieben an den Plattenzylindern näher erläutert werden.The inventive method shall be on a sheet-fed rotary press with single drives closer to the plate cylinders be explained.
Dazu zeigtTo shows
Bogenoffset-Rotationsdruckmaschinen bestehen üblicherweise aus mehreren Aggregaten in Reihenbauweise, einem Anleger, mehreren Druckwerken und einer Auslage. Jedes Druckwerk weist Funktionsgruppen auf, die mit druckauftragsspezifischen Einstellungen betrieben werden: einen bogenführenden Gegendruckzylinder DZ1, DZ2, einen das Teildruckbild auf den Bogen übertragenden Gummituchzylinder GZ1, GZ2, einen eine Druckplatte mit dem Teildruckbild auf seiner Mantelfläche tragenden Plattenzylinder PZ1, PZ2 und je ein Farb- und Feuchtwerk FaW1, FaW2, FeW1, FeW2 mit mehreren Walzen zur Einfärbung der Druckplatte. Mit Ausnahme des Plattenzylinders PZ und der Farbwerkswalzen FaW werden alle Rotationskörper im Druckwerk von einem die Aggregate der Druckmaschine verbindenden Antriebsräderzug ARZ angetrieben, dem mindestens ein Hauptantriebsmotor HM zugeordnet ist. Farb- und Feuchtwerkwalzen FaW, FeW, Platten-, Gummituch- und Gegendruckzylinder PZ, GZ, DZ stehen in reibschlüssigem Oberflächenkontakt.Sheet-fed rotary printing presses usually consist of several units in Row construction, one feeder, several printing units and a display. Each printing unit has function groups which are operated with print job-specific settings: a sheet-guiding impression cylinder DZ1, DZ2, a partial image on the sheet transferring blanket cylinder GZ1, GZ2, a plate with a plate with the partial image on its outer surface bearing plate cylinder PZ1, PZ2 and one color and dampening unit FaW1, FaW2, FeW1, FeW2 with several rollers for coloring the printing plate. With the exception of the plate cylinder PZ and the ink fountain rollers FaW all rotational body in the printing unit are driven by a drive wheel train ARZ connecting the aggregates of the printing press, which is assigned at least one main drive motor HM. Color and dampening rollers FaW, FeW, plate, blanket and impression cylinders PZ, GZ, DZ are in frictional surface contact.
Für einen gleichzeitigen Plattenwechsel weisen die Plattenzylinder PZ1, PZ2 jeweils Einzelantriebe M1, R1, M2, R2 auf, die im Druckbetrieb die Rotationsbewegungen der benachbarten Gummituchzylinder GZ1, GZ2 synchron nachvollziehen, um Passerdifferenzen durch Relativbewegungen zwischen den das Druckteilbild übertragenden Zylinderoberflächen zu vermeiden.For one simultaneous plate changes are made by the plate cylinders PZ1, PZ2 each individual drives M1, R1, M2, R2, which in the printing operation, the rotational movements the neighboring blanket cylinder GZ1, GZ2 synchronously, to Passerdifferenzen by relative movements between the partial print image transmitted cylinder surfaces to avoid.
Jedem Einzelantriebsmotor M1, M2 ist dazu ein Antriebsregler R1, R2 mit kaskadierter Drehwinkellage- und Drehzahlregelung zugeordnet. Die Kaskadenregelungen arbeiten mit Drehwinkelgebern W1, W2 am Antriebsräderzug ARZ, vorzugsweise an den Gummituchzylindern GZ1, GZ2, zusammen, von denen sie die Drehwinkel-Sollwertsignale erhalten. Die Drehwinkel- und daraus gebildeten Drehzahl-Sollwertsignale werden von der Kaskadenregelung mit den von den Drehwinkelgebern W1, W2 der Einzelantriebsmotoren M1, M2 abgeleiteten Drehwinkel- und Drehzahl-Istsignalen verglichen und daraus Drehzahlkorrektursignale für den Antriebsregler R1, R2 gebildet. Die Drehwinkellage- und Drehzahlregelung kann im Antriebsregler R integriert sein oder eine separate Einrichtung innerhalb der Aggregatsteuerung bilden. Die Regelcharakteristik der Drehwinkellage- und Drehzahlregelung weist in bekannter Weise Proportional-, Integral- und Differentialregelungsanteile (PID-Regler) mit programmierbaren Regelparametern auf. Den Antriebsreglern R1, R2 sind Speichermittel S1, S2 für die Speicherung von Regler-Voreinstelldaten zugeordnet.Each Single drive motor M1, M2 is a drive controller R1, R2 with Cascaded Drehwinkellage- and speed control assigned. The Cascade controls work with rotary encoders W1, W2 on the drive wheel train ARZ, preferably on the blanket cylinders GZ1, GZ2, together, of which they receive the rotation angle command signals. The rotation angle and The speed reference signals formed therefrom are derived from the cascade control with the of the rotary encoders W1, W2 of the single drive motors M1, M2 derived rotational angle and actual speed signals compared and from this speed correction signals for the drive controller R1, R2 educated. The angular position and speed control can be used in the controller R be integrated or a separate device within the aggregate control form. The control characteristic of the angular position and speed control shows in a known manner proportional, integral and differential control shares (PID controller) with programmable control parameters. The drive controllers R1, R2 are storage means S1, S2 for storing regulator preset data assigned.
Zur
Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens:
Der
Antriebsregler R des Einzelantriebes M, R hat die Aufgabe, im Antriebsräderzug ARZ
auftretende Bewegungsungleichförmigkeiten
unterschiedlicher Herkunft, die sich auf die Rotationsbewegung des
jeweiligen Gummituchzylinders GZ auswirken, mit dem der Plattenzylinder-Einzelantriebsmotor
M synchronisiert ist, möglichst
verzögerungsfrei
am Plattenzylinder PZ nachzuvollziehen, damit die Synchronität der Drehbewegungen
beider Rotationskörper
PZ, GZ gewahrt bleibt.For the mode of action of the method according to the invention:
The drive controller R of the single drive M, R has the task occurring in the drive wheel ARZ motion irregularities of different origin, which affect the rotational movement of the respective blanket cylinder GZ, with which the plate cylinder single drive motor M is synchronized, as quickly as possible on the plate cylinder PZ retrace, so that the Synchronicity of the rotational movements of both rotating body PZ, GZ is maintained.
Die Regelparameter für die Synchronisierung der Einzelantriebe M, R an den Plattenzylindern PZ werden nun erfindungsgemäß so ermittelt und für nachfolgende Druckaufträge voreingestellt, dass die Korrekturbewegungen der Plattenzylinder PZ in Winkelgeschwin digkeit, Beschleunigung und Phasenlage so optimal erfolgen, dass sie einerseits Umfangsregisterabweichungen des Plattenzylinders PZ möglichst vollständig kompensieren und andererseits nicht neue Schwingungen initiieren, die über den Oberflächenkontakt auf den Gummituchzylinder GZ und auf den Antriebsräderzug ARZ übertragen werden.The Control parameters for the synchronization of the individual drives M, R on the plate cylinders PZ are now determined according to the invention and for subsequent ones print jobs Preset that the corrective movements of the plate cylinder PZ in Winkelgeschwin speed, acceleration and phase angle so optimal carried out that they on the one hand Umfangsregisterabweichungen the plate cylinder PZ possible Completely on the other hand do not initiate new vibrations, the above the surface contact transferred to the blanket cylinder GZ and the drive wheel train ARZ become.
Mit einer optimalen Regelcharakteristik werden unerwünschte Drehmomentrückwirkungen und Schwingungen innerhalb der Druckmaschinenaggregate bis hin zu Resonanzüberhöhungen, die sich in unerwünscht hohen Passerdifferenzen äußern, zuverlässig vermieden.With an optimal control characteristic will undesirable torque effects and vibrations within the printing press units up to Resonance increases, which is undesirable express high register differences, reliably avoided.
Im Gegensatz zu den bekannten Einzelantriebsregelungen berücksichtigt das vorgeschlagene Verfahren bei der Parametrierung der Antriebsregler R dabei Unterschiede in der aggregat- bzw. druckwerksspezifischen Dynamik der Regelkreise, die wiederum von der Konfiguration der einzelnen Aggregate/Druckwerke und letztlich von der Bauweise der Druckmaschine und vom konkreten Druckauftrag abhängen.in the Contrary to the known single drive regulations considered the proposed procedure for the parameterization of the drive controller R there are differences in the unit or printing unit specific Dynamics of the control circuits, in turn, from the configuration of individual aggregates / printing units and ultimately the construction of the printing press and depend on the specific print job.
Die Regelkreise für die Synchronisierung der Plattenzylinder PZ umfassen jeweils den Einzelantriebsmotor M mit einem Drehwinkelgeber zur Lageregelung, den damit angetriebenen Plattenzylinder PZ, den in Abrollkontakt stehenden Gummituchzylinder GZ und den am Gummituchzylinder GZ angeordneten Drehwinkelgeber W für die Drehwinkel-Sollwertvorgabe.The Control circuits for the synchronization of the plate cylinders PZ each include the Single drive motor M with a rotary encoder for position control, the thus driven plate cylinder PZ, the in rolling contact standing blanket cylinder GZ and arranged on the blanket cylinder GZ Rotary encoder W for the rotation angle setpoint.
Die mit dem Antriebsregler R und dem Einzelantriebsmotor M nachzuvollziehenden Bewegungsungleichförmigkeiten des Gummituchzylinders GZ werden durch druckwerk- oder aggregatspezifische Rotationsschwingungen im Antriebsräderzug ARZ verursacht.The to be traced with the drive controller R and the single drive motor M. Bewegungsungleichförmigkeiten of the blanket cylinder GZ are printed or unit-specific Rotation vibrations caused in the drive wheel ARZ.
Das Schwingungsverhalten des Antriebsräderzuges ARZ in und zwischen den einzelnen Druckwerken wird durch eine Vielzahl von fördernden oder dämpfenden Faktoren beeinflusst.The Vibration behavior of the drive wheel train ARZ in and between The individual printing units is supported by a variety of promotional or steaming Factors influenced.
Infolge der wachsenden Zahl von Druck-, Lack- und Trockenwerken in modernen Druckmaschinen und der dadurch zunehmenden Länge der Antriebsräderzüge nimmt auch deren Elastizität zu. Im Zusammenhang mit der Steigerung der Druckgeschwindigkeiten wächst dadurch die Schwingungsneigung der Druckmaschine und damit der Einfluss von Rotationsschwingungen im Antriebsräderzug ARZ und dadurch verursachten Schwankungen in den Drehwinkelrelativlagen zwischen den Rotationskörpern innerhalb der Druckmaschine, die sich in örtlich unterschiedlichen, nichtsystematischen Passerdifferenzen äußern.As a result of the growing number of print, Paint and drying plants in modern printing machines and the resulting increasing length of the drive wheel trains also increases their elasticity. In connection with the increase of the printing speeds thereby increases the tendency of the printing machine to vibrate and thus the influence of rotational oscillations in the drive wheel train ARZ and thus caused fluctuations in the rotational angle relative positions between the rotational bodies within the printing press, which manifest themselves in locally different, non-systematic register differences.
Rotationsschwingungen im Antriebsräderzug werden angeregt durch Kanalstöße von Zylindern mit Kanälen für Spannelemente oder Greifer, taktgebundene oszillierende Bewegungen von Bogentransportelementen in der Bogenanlage, Bogenauslage oder Bogenwendeeinrichtung, die vom Antriebsräderzug mit angetrieben werden.rotational vibration in the drive wheel train are excited by channel joints of cylinders with channels for clamping elements or gripper, clock-bound oscillating movements of sheet transport elements in sheetfed, sheet display or sheet turning device, the from the drive wheel train be driven with.
Schwingungsquellen sind beispielsweise die bei einem Kanaldurchgang sprunghaft abfallenden und wieder ansteigenden Anstell- und Lagerkräfte, oszillierende Bewegungen eines Schwingsystems oder einer Stopptrommel am Bogenanleger, Bogenbremsen oder Nachgreiferbewegungen in der Bogenauslage oder das Abbremsen und Beschleunigen der Bogen bei der Ein-Trommel-Wendung. Die Schwingungsintensität wird u.a. von der Aggregatbauweise, der Druckgeschwindigkeit, dem Bogenmaterial und dem Bogenformat bestimmt, die weitgehend durch die Druckmaschine und den Druckauftrag festgelegt sind. Der Grad des Einflusses der Schwingungserreger auf das Schwingungsverhalten am Ort des Einzelantriebes ist von dessen Entfernung zu den Schwingungsquellen abhängig und bei der einzelantriebsbezogenen Ermittlung der Regelparameter zu berücksichtigen.vibration sources are, for example, in a channel passage suddenly sloping and again increasing positioning and bearing forces, oscillating movements a vibration system or a stop drum at the sheet feeder, sheet brakes or Nachgreiferbewegungen in the sheet delivery or braking and accelerate the bow in the one-drum turn. The vibration intensity is i.a. from the aggregate construction, the printing speed, the sheet material and the sheet format determined largely by the printing press and the print job are set. The degree of influence of the vibration exciters on the vibration behavior at the location of the single drive is from its distance to the vibration sources dependent and in the single drive related Determination of the control parameters to be considered.
Schwingungsdämpfend wirken reibungsbehaftete Bewegungsabläufe wie beispielsweise die Walzenreibung in den Farb- und Feuchtwerken FaW, FeW, Delta-Antriebsmodi an Farb- oder Feuchtwerken FaW, FeW, die Walkreibung zwischen Plattenzylinder PZ und Gummituchzylinder GZ bei eingestellter Druckpressung oder unterschiedliche Verspannungen im Antriebsräderzug ARZ durch Bremsmomente eines zweiten Hauptantriebes oder eines dezentralen Antriebs.Vibration-damping effect frictional movements such as the roller friction in the inking and dampening FaW, FeW, Delta Drive Modes for Ink and Dampening Systems FaW, FeW, the rolling friction between plate cylinder PZ and blanket cylinder GZ with set pressure pressure or different tension in the drive wheel train ARZ by braking torques of a second main drive or a decentralized one Drive.
Die Dämpfung wird dementsprechend von der Viskosität und der Filmdicke der übertragenen Druckfarbe und des Feuchtmittels, der Zuschaltung von Delta-Antrieben, den Eigenschaften der Aufzüge oder der Stärke der Druckpressung beeinflusst. Diese drucktechnischen Randbedingungen variieren zwischen den Druckwerken und sind ebenfalls an den konkreten Druckauftrag gekoppelt.The damping accordingly, the viscosity and film thickness of the transferred ink and dampening solution, the connection of delta drives, the Features of the lifts or the strength the pressure pressure influences. These printing conditions vary between the printing units and are also on the concrete Print job coupled.
Die druckauftragsspezifischen Einstellungen an den vom Antriebsräderzug ARZ angetriebenen Rotationskörpern geben die zur Auftragsabarbeitung erforderlichen lokalen Druckwerkskonfigurationen vor und bestimmen damit die lokale Schwingungsneigung am Ort des jeweiligen Einzelantriebes M, R im Antriebsräderzug ARZ.The job-specific settings to that of the drive wheel train ARZ driven bodies of revolution specify the local print engine configurations required for order processing and thus determine the local tendency to oscillate at the location of the respective Single drive M, R in the drive wheel train ARZ.
Die Lage des jeweiligen Einzelantriebes M, R innerhalb der Druckmaschine relativ zu den Schwingungsquellen (Anlage, Auslage, Wendeeinrichtung) bestimmt die lokalen Schwingungsintensitäten im Drehwinkel-Sollwert für den Regelkreis des Einzelantriebes M, R. Somit müssen zunächst Betrag und Frequenz der lokalen Sollwertschwingungen bei der Optimierung der Regeldynamik für die Einzelantriebsregelung berücksichtigt werden.The Position of the respective individual drive M, R within the printing press determined relative to the vibration sources (system, display, turning device) the local vibration intensities in the rotation angle setpoint for The control circuit of the single drive M, R. Thus, first the amount and frequency of local setpoint oscillations in the optimization of the control dynamics for the Single drive control considered become.
Die Dynamik der Einzelantriebs-Regelstrecke ist weiterhin von druckauftrags- und druckwerksspezifischen Einstellungen bzw. Anpassungsmaßnahmen an den Rotationskörpern in den einzelnen Aggregaten abhängig, die insbesondere die schwingungsdämpfenden Eigenschaften der Druckwerkskonfigurationen beeinflussen.The Dynamics of the single-drive controlled system continue to depend on pressure and printing unit-specific settings or adaptation measures on the rotating bodies depending on the individual units, in particular the vibration damping properties of Affect print engine configurations.
Die Regelungscharakteristik, die sich aus den durch die Regelparameter quantifizierten Anteilen von Proportional-, Integral- und Differentialregelung ergibt, wird daher erfin dungsgemäß auf die druckwerkspezifische Regelstreckendynamik abgestimmt. Nur auf diese Weise können Regelabweichungen (Passerdifferenzen) schnellstmöglich ausgeregelt werden ohne gleichzeitig Instabilitäten des Regelkreises und damit neue Störungen zu erzeugen. Die Ermittlung der geeigneten Regelparameter richtet sich dabei nach den bekannten Stabilitätskriterien von Regelkreisen und erfolgt auf der Basis mathematischer Drehmomenten-, Schwingungs- und Regelkreismodelle oder empirisch im Druckbetrieb nach Auswertung der örtlichen Passerdifferenzen.The Control characteristic, resulting from the by the control parameters quantified proportions of proportional, integral and differential control results, therefore inven tion according to the printing unit specific Tuned control line dynamics. Only in this way can deviations (Register differences) as fast as possible be corrected without at the same time instabilities of the control loop and thus new disorders to create. Determining the appropriate control parameters itself according to the known stability criteria of control loops and is based on mathematical torque, vibration and control loop models or empirically in the printing operation after evaluation the local Register differences.
Bei der Optimierung der Antriebsregelcharakteristik werden neben den dynamischen Eigenschaften des Einzelantriebsmotors M und des Druckwerkes/Aggregates in einem weiteren Schritt die Regeldynamik einschränkende Faktoren, wie die Elastizität der Kopplungselemente zwischen Einzelantriebsmotor M und Plattenzylinder PZ berücksichtigt. Kopplungselemente können Kupplungen, Wellen, Getriebe sein.at the optimization of the drive control characteristic are in addition to the dynamic properties of the single drive motor M and the printing unit / unit in a further step, the control dynamics limiting factors, like the elasticity the coupling elements between the single drive motor M and plate cylinder PZ considered. coupling elements can Clutches, shafts, gears.
Weiterhin sind die vom einzeln angetriebenen Plattenzylinder PZ selbst hervorgerufenen Schwingungen durch Kanalschläge und deren Rückwirkung auf die Rotationsbewegung des in Abrollkontakt stehenden Gummituchzylinders GZ bei der Regelparameteroptimierung zu berücksichtigen.Farther are the self-driven plate cylinder PZ itself caused vibrations through channel beats and their repercussion on the rotational movement of standing in rolling contact blanket cylinder GZ to take into account in the control parameter optimization.
Die vorstehend dargestellte Komplexität der Zusammenhänge stellt hohe Anforderungen an eine Berechnung der Regelparameter auf der Basis mechanischer Ersatzmodelle der Regelkreise, so dass eine empirische Bestimmung der optimalen Regelparameter für die einzelnen Antriebsregler R im Rahmen von Vorversuchen, Testläufen oder Probedrucken unter den praxisnahen Randbedingungen konkreter Druckaufträge bevorzugt wird.The above-described complexity of Relationships make high demands on a calculation of the control parameters on the basis of mechanical replacement models of the control loops, so that an empirical determination of the optimal control parameters for the individual drive controller R in the context of preliminary tests, test runs or proofs under the practical constraints of specific print jobs is preferred.
Es ist dabei vorteilhaft, die Regelparameter für ausgewählte, für die jeweilige Druckmaschine charakteristische Druckbedingungen, die für die Mehrzahl der zu erwartenden Druckaufträge geschaffen werden müssen, und für darüber definierte Druckwerkskonfigurationen in Testläufen empirisch zu optimieren. Dazu sind die Korrelationen zwischen den gemessenen Passerdifferenzen in den Druckwerken und den variierten Regelparametern der Einzelantriebe R, M antriebbezogen zu ermitteln. Die ermittelten Regelparametersätze werden gemeinsam mit den Druckauftragsdaten und dafür gewählten Druckwerkskonfigurationen in Speichermitteln S für Voreinstelldaten abgelegt. Geeignete Speichermittel sind RAM-Speicherbereiche innerhalb der Antriebsregler R, der Aggregatsteuerung, der zentralen Maschinensteuerung MS oder des übergeordneten Druckmanagementsystems. Die gespeicherten Regelparametersätze können bei der Abarbeitung von Druckaufträgen fortlaufend für neue Druckbedingungen oder andere Druckwerkskonfigurationen angepasst bzw. optimiert werden.It is advantageous, the control parameters for selected, characteristic of the particular printing press Printing conditions for the majority of expected print jobs must be created, and for printing unit configurations defined above in test runs to optimize empirically. These are the correlations between the measured register differences in the printing units and the varied Control parameters of the individual drives R, M drive-related to determine. The determined control parameter sets are shared with the print job data and selected print engine configurations in storage means S for preset data stored. Suitable storage means are RAM storage areas within the drive controller R, the aggregate control, the central machine control MS or the higher-level print management system. The stored control parameter sets can be used continuously during the processing of print jobs for new ones Adjusted printing conditions or other printing unit configurations or optimized.
Es hat sich gezeigt, dass sich die für die einzelnen Druckwerke ermittelten Voreinstelldatensätze primär in Bezug auf die Regelverstärkung, d.h. den Proportionalregelanteil, un terscheiden. Daher erscheint es zweckmäßig, den Schwerpunkt der Optimierung auf die Regelverstärkung zu legen. Dementsprechend könnten vereinfachend die Antriebsregler R in den Druckwerken einer Druckmaschine mit annähernd konstanten Differenzial- und Integralregelparametern betrieben werden und primär die Regelverstärkung ist druckwerkbzw. aggregatspezifisch zu optimieren, woraus sich eine Verringerung des Aufwandes für die empirische Ermittlung der optimalen Regelparameter ergibt.It It has been shown that for the individual printing units determined Preset records primarily in relation on the rule gain, i.e. the proportional control component, differentiate. Therefore, appears it is expedient to Focus of optimization on the control gain. Accordingly could simplifying the drive controller R in the printing units of a printing press with approximate constant differential and integral control parameters are operated and primarily the control gain is druckwerkbzw. To optimize unit specific, resulting a reduction of the effort for the empirical determination the optimal control parameter results.
Soll nun ein neuer Druckauftrag abgearbeitet werden, werden die dazu verfügbaren Druckauftrags- und Druckmaschinenkonfigurationsdaten an die Maschinensteuerung MS übergeben und mit gespeicherten auftragsbezogenen Datensätzen verglichen. Nach vorgebbaren Auswahlkriterien wird daraufhin ein geeigneter abgespeicherter Datensatz ausgewählt und die zugeordneten Regelparameter antriebsbezogen an die Antriebsregler R übergeben. Sollte kein geeigneter Datensatz zur Verfügung stehen, ist aus Datensätzen für ähnliche Druckauftragsdaten zu interpolieren.Should now a new print job will be processed, which will be available Print job and press configuration data to the machine control MS handed over and compared with stored order related records. According to specifiable Selection criteria is then selected a suitable stored record and The assigned control parameters are drive-related to the drive controllers R handed over. Should No suitable record is available from records for similar ones Interpolate print job data.
Globales Auswahlkriterium ist die Ähnlichkeit der druckauftragsbezogenen aktivierten Aggregate und der Druckmaschineneinstellungen, d.h. die Druckmaschinenkonfiguration. Dieses Kriterium kann druckmaschinenspezifisch auf schwingungskritische Aggregate eingeschränkt werden. Die Auswahl kann durch den Drucker erfolgen, ist aber ebenso auf die Maschinensteuerung MS übertragbar. In diesem Fall werden die druckauftragsspezifischen Einstellungen, die der Drucker bei der Druckmaschineneinrichtung an den einzelnen Aggregaten der Druckmaschine vorgenommen hat, von der Maschinensteuerung MS erfasst und mit gespeicherten Voreinstelldatensätzen verglichen. Entsprechend den vorgebbaren und programmierten Auswahlfunktionen wird ein geeigneter Voreinstelldatensatz von der Maschinensteuerung MS selektiert und die einzelnen Regelparametersätze einzelantriebsbezogen an die Antriebsregler R übermittelt.global Selection criterion is the similarity of the print job-related enabled aggregates and press settings, i.e. the press configuration. This criterion may be specific to presses be limited to vibration critical aggregates. The selection can done by the printer, but is also on the machine control MS transferable. In this case, the print job-specific settings, the printer at the printing machine device to the individual Aggregates of the printing machine has been made by the machine control MS and compared with stored presetting data sets. According to the predefinable and programmed selection functions becomes a suitable presetting data record from the machine control MS selects and the individual control parameter sets based on individual drives the drive controller R transmits.
Für die Abarbeitung des aktuellen Druckauftrages kommen damit voroptimierte Regelparameter-Datensätze zum Einsatz, die es durch ihre Anpassung an die Druckbedingungen insbesondere gestatten, mit höherer Regelverstärkung wiederholgenauer und mit geringeren Passerdifferenzen im Vergleich zu nicht optimierten Antriebsregelungen M, R, die zur Vermeidung von Regelkreisinstabilitäten an der ungünstigsten Regelkreiskonstellation ausgerichtet sein müssen, zu drucken.For the processing In the current print job, pre-optimized control parameter data sets are added Use it by adapting it to the pressure conditions in particular allow, with higher Control gain repeatable and with fewer register differences compared to non-optimized drive controls M, R, to avoid Loop instabilities at the worst Control loop constellation must be aligned to print.
Somit kann eine deutliche Verbesserung des Druckergebnisses durch druckauftrags- und druckwerksbezogene Optimierung der Regelparameter erzielt werden, wobei durch die Berücksichtigung der Druckbedingungen in einem Druckwerk auch die Druckgenauigkeit in einem benachbarten Druckwerk verbessert wird infolge der Reduzierung der über den Oberflächenkontakt der einzeln angetriebenen Rotationskörper PZ auf den Antriebsräderzug ARZ übertragenen Regelkreisschwingungen.Consequently can significantly improve the printing result by printing and printing-related optimization of the control parameters are achieved, being taken by consideration the printing conditions in a printing unit also the printing accuracy is improved in an adjacent printing unit due to the reduction the over the surface contact the individually driven rotary body PZ transmitted to the drive wheel train ARZ Loop oscillations.
Das vorgeschlagene Verfahren ist ebenso für die Regelparameteroptimierung von Antriebsreglern R geeignet, die Antriebsmotoren für mehrere Rotationskörper, d.h. Zylindergruppen, Druckmaschinenaggregaten oder Hauptantrieben HM für durchgehende Antriebsräderzüge ARZ, zugeordnet sind.The proposed method is also for the control parameter optimization suitable for drive controllers R, the drive motors for several Rotating body, i.e. Cylinder groups, printing press units or main drives HM for continuous drive wheel arches ARZ, assigned.
Durch eine druckauftragsbezogene Optimierung der Regelverstärkung für einen Druckmaschinenhauptantrieb können beispielsweise Drehzahlkorrekturen so erfolgen, dass die dabei auftretenden Beschleunigungs- oder Bremsmomente durch die Wahl geeigneter Regelverstärkungen für den Hauptantrieb HM auf Maximalwerte begrenzt werden, bei denen unzulässig hohes Registerspreizen nicht mehr auftritt. Die Drehmomente, die bei einer Drehzahlkorrektur auf die einzelnen Druckwerke übertragen werden und druckwerkspezifische Passerdifferenzen bewirken, sind von der jeweiligen druckauftragsbezogenen Druckmaschinenkonfigurationen abhängig.By a print job-related optimization of the control gain for a press main drive, for example, speed corrections can be made so that the occurring acceleration or braking torques are limited by the choice of suitable control gains for the main drive HM to maximum values at which unacceptably high register spreader no longer occurs. The torques that are transmitted to the individual printing units during a speed correction and are printer specific passer differences be are dependent on the particular print job-related press configurations.
Beispielsweise erhöht der vom Drucker zugeschaltete Delta-Betriebsmodus eines zentral angetriebenen Feuchtwerkes FeW (Feuchtauftragswalze rotiert mit geringerer Oberflächengeschwindigkeit als der Plattenzylinder PZ) den Lastmoment eines Druckwerkes und somit den vom Antriebsräderzug ARZ auf das Druckwerk übertragenen Drehmoment, so dass die elastische Verformung des Antriebsräderzuges ARZ zunimmt und dementsprechend höhere Passerdifferenzen auftreten. In diesem Fall ist die Regelverstärkung für den Hauptantrieb HM zu reduzieren, sobald der Delta-Antrieb für ein oder mehrere Feuchtwerk(e) FeW zugeschaltet wird.For example elevated the delta mode of operation of a printer connected by the printer driven dampening unit FeW (dampening roller rotates with lower surface speed as the plate cylinder PZ) the load torque of a printing unit and thus the drive wheel ARZ transferred to the printing unit Torque, so that the elastic deformation of the drive wheel train ARZ increases and accordingly higher register differences occur. In this case, reduce the control gain for the main drive HM, as soon as the delta drive for one or more dampening unit (s) FeW is switched on.
- ARZARZ
- Antriebsräderzugdrive wheel
- DZ, DZ1, DZ2DZ, DZ1, DZ2
- GegendruckzylinderImpression cylinder
- FaW, FaW1, FaW2FaW, FaW1, FaW2
- Farbwerkinking
- FeW, FeW1, FeW2FeW, FeW1, FeW2
- Feuchtwerkdampening
- GZ, GZ1, GZ2GZ, GZ1, GZ2
- GummituchzylinderBlanket cylinder
- HMHM
- HauptantriebsmotorMain drive motor
- M, M1, M2M, M1, M2
- EinzelantriebsmotorSingle drive motor
- PZ, PZ1, PZ2PZ, PZ1, PZ2
- Plattenzylinderplate cylinder
- R, R1, R2R R1, R2
- Antriebsreglerdrive controller
- S, S1, S2S, S1, S2
- Speichermittel für Voreinstelldatenstorage means for presetting data
- MSMS
- Maschinensteuerungmachine control
- W, W1, W2W W1, W2
- DrehwinkelgeberRotary encoder
- ÜTUT
- ÜbergabetrommelTransfer drum
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