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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Farbwerks einer
Druckmaschine mit wenigstens einem Farbdosierelement und einer Steuerungseinheit,
wobei das Farbdosierelement von einer ersten Farbmengendosierung
auf eine zweite Farbmengendosierung für eine zu erreichende Sollfärbung umgestellt
und das Farbdosierelement während
der instationären
Phase des Farbwerks vor Erreichen der Sollfärbung wenigstens für einen
Zeitabschnitt auf eine temporäre
dritte Farbmengendosierung von der Steuerungseinheit eingestellt
wird.
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Farbwerke
als Teile von Druckwerken von Druckmaschinen, insbesondere Flachdruckmaschinen
oder Offsetdruckmaschinen, weisen eine gewisse Reaktionszeit auf,
wenn sie von einem ersten stationären Zustand, in welchem eine
erste Färbung
eines Bedruckstoffs erreicht wird, in einen zweiten stationären Zustand,
in welchem eine erste Färbung
eines Bedruckstoffs erreicht wird, überführt oder umgestellt werden.
Mit anderen Worten, ausgehend von einem alten stationären Zustand
ist ein neuer stationärer
Zustand nicht instantan, sondern nur nach einem gewissen transienten
Zeitintervall oder einer instationären Phase des Farbwerks erreichbar.
Um die Farbwerksreaktion zu beschleunigen – das heißt, die Reaktionszeit zu verkürzen – ist es
bekannt, kurzfristig, insbesondere während der instationären Phase,
eine verstärkte
Verstellung des oder der Farbdosierelemente des Farbwerks vorzunehmen,
so dass temporär
eine andere Farbmenge als im ersten und auch als im zweiten Zustand
ins Farbwerk eingebracht wird. Die verstärkte Verstellung ist dabei
je nach zu erreichendem Ziel eine deutliche Überhöhung oder eine deutliche Unterschreitung
der erforderlichen Farbmengenzufuhr im zweiten stationären Zustand. Auf
diese Weise zum Erreichen eines zweiten stationären Zustands mit höherem Farbauftrag
wird ins Farbwerk eine zusätzliche
Farbmenge eingebracht, oder zum Erreichen eines zweiten stationären Zustands
mit verringertem Farbauftrag verlässt eine überschüssige Farbmenge das Farbwerk
aufgrund reduzierter Zufuhr.
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Beispielsweise
aus dem Dokument
DE
100 56 247 A1 ist ein Verfahren zum Steuern der Farbmenge
in einem zonalen Farbwerk einer Druckmaschine bekannt. Für jede der Farbzonen
werden Korrektur-Farbmengenströme
während
eines Übergangszeitintervalls
eingebracht, wenn der Sollwert der abzugebenden Farbmenge der Farbzone
von einem ersten auf einen zweiten Wert verändert wird. Aufgrund einer
Verreibung der ins Farbwerk eingebrachten Farbmenge sind die Farbmengen
in den einzelnen Farbzonen nicht voneinander unabhängig. Es
sind deshalb weitere Korrektur-Farbmengenströme vorgesehen, welche den lateralen
Farbfluss zwischen benachbarten Farbzonen im Übergangszeitintervall ausgleichen.
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Des
Weiteren ist aus dem Dokument
DE 101 09 198 A1 eine Druckfarben-Regelvorrichtung
bekannt. Entsprechend dem Dichteunterschied zwischen einer Solldichte
der Färbung
einer Drucksache oder einer Referenzdichte und der gemessenen Dichte
wird ein Referenzkorrekturwert für
die Veränderung
des Öffnungsgrades
der Druckfarbenzufuhr bestimmt. Während einer vorbestimmten Anzahl
wird der Öffnungsgrad
um einen Korrekturwert, der sich durch Multiplikation des Referenzkorrekturwerts
mit einem Koeffizienten größer als
1 ergibt, verändert. Auf
diese Weise ist während
eines Übergangszeitintervalls
der Öffnungsgrad
größer als
der an die Solldichte angepasste, wenn die Solldichte größer als
die gemessene Dichte ist, und kleiner als der an die Solldichte
angepasste, wenn die Solldichte kleiner als die gemessene Dichte
ist.
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Bei
manchen in der Praxis auftretenden Parameterkombinationen, insbesondere
wenn der erste Zustand nicht hinreichend stationär ist, kann die beschriebene
Vorgehensweise nicht zum gewünschten Ergebnis
führen.
In ungünstigen
Situationen kann sogar eine verlängerte
Reaktionszeit des Farbwerks gegenüber einer Umstellung auftreten.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung eines
Farbwerks zu schaffen, so dass die Farbwerksreaktion beschleunigt
wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren zur Steuerung eines Farbwerks einer Druckmaschine mit
den Merkmalen gemäß Anspruch 1
gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen charakterisiert.
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Im
erfindungsgemäßen Verfahren
zur Steuerung eines Farbwerks einer Druckmaschine, insbesondere
einer Offsetdruckmaschine, mit wenigstens einem Farbdosierelement
und einer Steuerungseinheit, wird das Farbdosierelement von einer
ersten Farbmengendosierung, insbesondere einer ersten Größe der Öffnung des
Farbdosierelements, auf eine zweite Farbmengendosierung, insbesondere
einer zweiten Größe der Öffnung des
Farbdosierelements, für
eine zu erreichende Sollfärbung
umgestellt. Das Farbdosierelement wird während der instationären Phase
des Farbwerks vor Erreichen der Sollfärbung wenigstens für einen
Zeitabschnitt auf eine temporäre
dritte Farbmengendosierung von der Steuerungseinheit eingestellt.
Die Steuerungseinheit verarbeitet wenigstens einen Wert einer aktuellen
Istfärbung während der
instationären
Phase des Farbwerks für die
Bestimmung der temporären
dritten Farbmengendosierung.
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Die
Erfindung ermöglicht
eine Regelung auf Grundlage einer instationären Färbung. Die temporäre dritte
Farbmengendosierung soll eine vorzeichenbehaftete Differenz (Mengenüberschreitung
oder Mengenunterschreitung) zwischen der Istfarbmenge und der Sollfarbmenge
im Farbwerk ausgleichen. Es wird die Farbmenge im Farbwerk gesteuert.
Insbesondere ist die Steuerung für
den Fortdruck geeignet. Das Farbwerk kann mehrere Farbdosierelemente aufweisen.
Ein Farbdosierelement kann insbesondere ein Farbmesser, ein Farbschieber,
eine Kartusche, eine Dosierexzenter oder ein Dosierzylinder sein.
Die aktuelle Istfärbung
kann instationär
sein. Die dritte Farbmengendosierung erfolgt in Konsequenz einer verstärkten Verstellung
des Farbdosierelements, genauer einer verstärkte Verstellung der Größe der Öffnung des
Farbdosierelements. Die dritte Farbmengendosierung kann auch als
dynamische Farbmengendosierung bezeichnet werden.
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Der
aktuelle Zustand im Farbwerk kann sich von Messwerten, die ein Maß für die Istfärbung darstellt,
unterscheiden. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Steuerung eines Farbwerks einer Druckmaschine ist daher der
Wert der aktuellen Istfärbung
ein korrigierter Wert einer gemessenen instationären Istfärbung, insbesondere kann der
korrigierte Wert ein in der Zeitentwicklung der aktuellen Istfärbung in
die Zukunft extrapolierter Wert oder ein vorhergesagter Wert sein.
Es ist besonders vorteilhaft in einer Ausprägung der bevorzugten Ausführungsform,
wenn die Korrektur die Reaktionszeit und/oder die Totzeit der Messeinrichtung
und der Steuerungseinheit, insbesondere die Systemtotzeit, berücksichtigt.
Die Korrektur kann damit der Tatsache Rechnung tragen, dass eine
Messung der Färbung
eines Bedruckstoffes der Einwirkung des Farbwerks nachgeordnet erfolgt,
während das
Stellglied, das Farbdosierelement, im Farbwerk wirkt, genauer zunächst auf
die Farbverteilung im Farbwerk einwirkt. Die verstärkte Verstellung
kann damit auf Grundlage von korrigierten Istwerten und Sollwerten
für die
Färbung
erfolgen.
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Im
erfindungsgemäßen Verfahren
zur Steuerung eines Farbwerks kann die aktuelle Istfärbung auf
Basis einer Messung der Farbschichtdicke, einer Messung der Remission
oder einer Spektralmessung bestimmt werden. Eine für ein spezielles
adäquates Messverfahren
geeignete Messeinrichtung kann mit der im erfindungsgemäßen Verfahren
eingesetzten Steuerungseinheit verknüpft oder verbunden sein. Die
Färbung
kann somit auch im Maß der
Dichte ausgedrückt
werden (Istdichte, Solldichte für
eine bestimmte Farbe).
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Des
Weiteren oder alternativ dazu können sich
im erfindungsgemäße Verfahren
die dritte Farbmengendosierung und die zweite Farbmengendosierung
durch eine vorzeichenbehaftete Differenz (eine Soll-Ist-Differenz)
unterscheiden, welche in Abhängigkeit
der zu erreichenden Sollfärbung
und der zu Beginn des Zeitabschnitts aktuellen Istfärbung bestimmt
ist. Anders ausgedrückt,
die Größe der verstärkten Verstellung,
genauer die Größe und/oder
die Dauer der Öffnung
des Farbdosierelements, sind bevorzugt in Funktion der aktuellen
Istfärbung
und der zu erreichenden Sollfärbung
bestimmt.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das erfindungsgemäße Verfahren
in einem Farbwerk durchgeführt,
welches in lateraler Richtung eine Mehrzahl von Farbzonen aufweist.
Ein derartiges Farbwerk kann auch als zonales Farbwerk bezeichnet
werden. Für
jedes Farbdosierelement in jeder der Farbzonen werden die in dieser
Darstellung beschriebenen Verfahrensschritte oder Kombinationen der
Verfahrensschritte durchgeführt.
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Dabei
können
die einzelnen Farbmengendosierungen, insbesondere die dritte Farbmengendosierung
in Größe und/oder
Dauer (beispielsweise eine bestimmte Anzahl von zu druckenden Exemplaren,
Abzügen
oder Bogen) während
der instationären Phase,
unterschiedlich sein.
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Die
Druckmaschine, in welcher das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz gelangt,
kann eine direkte oder eine indirekte Flachdruckmaschine, insbesondere
eine Offsetdruckmaschine sein. Die Druckmaschine kann insbesondere
eine Bogen verarbeitende Maschine sein. Bevorzugt ist die Druckmaschine
eine Bogen verarbeitende Offsetdruckmaschine. Als Bedruckstoffe
können
insbesondere Papier, Pappe, Karton oder organische Polymerfolie verarbeitet
werden. Die Druckmaschine kann einen Anleger, eine Mehrzahl von
Druckwerken, insbesondere vier, sechs, acht, zehn oder zwölf Offsetdruckwerke,
und einen Ausleger umfassen. Die Druckmaschine kann darüber hinaus
auch noch weitere Aggregate, wie beispielsweise ein Stanzwerk oder
ein Lackwerk, aufweisen.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen
und Weiterbildungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden
Darstellung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es
zeigt im Einzelnen:
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1 ein
Diagramm von Färbungsgrößen in Funktion
der Zeit bei Umstellung von einer ersten Farbmengendosierung auf
eine zweite Farbmengendosierung ohne temporäre verstärkte Verstellung des Farbdosierelements
in einer beispielhaften Parameterkombination,
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2 ein
Diagramm von Färbungsgrößen in Funktion
der Zeit bei Umstellung von einer ersten Farbmengendosierung auf
eine zweite Farbmengendosierung mit temporärer verstärkter Verstellung des Farbdosierelements
gemäß dem Stand
der Technik für
die in der 1 gezeigte Parameterkombination, und
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3 ein
Diagramm von Färbungsgrößen in Funktion
der Zeit bei Umstellung von einer ersten Farbmengendosierung auf
eine zweite Farbmengendosierung mit erfindungsgemäßer temporärer verstärkter Verstellung
des Farbdosierelements für
die in der 1 gezeigte Parameterkombination.
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Ohne
Einschränkung
des bereits dargestellten erfinderischen Bezuges auf zonale Farbwerke werden
bei der Bezugnahme auf die Figuren zur Vereinfachung der Darstellung
nur Färbungsgrößen, die aus
der Wirkung eines Farbdosierelementes resultieren, betrachtet.
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Die 1 zeigt
ein Diagramm von Färbungsgrößen in Funktion
der Zeit bei Umstellung von einer ersten Farbmengendosierung auf
eine zweite Farbmengendosierung ohne temporäre verstärkte Verstellung des Farbdosierelements
in einer beispielhaften Parameterkombination. Eine Sollfärbung 10,
ein berechneter stationärer
Endwert, ist durch die Umstellung zu erreichen. Dazu wird ein Farbdosierelement
von einer ersten Farbmengendosierung 14 auf eine zweite
Farbmengendosierung 16 in einem bestimmten Zeitpunkt verstellt.
Die aktuelle Istfärbung 12 weist
einen zeitlichen Verlauf derart auf, dass sie gegen den Sollwert 10 in
einer bestimmten Reaktionszeit des Farbwerks monoton konvergiert.
Eine hinreichende Konvergenz ist in diesem Beispiel bei etwa drei
Zeiteinheiten erreicht.
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Die 2 ist
ein Diagramm von Färbungsgrößen in Funktion
der Zeit bei Umstellung von einer ersten Farbmengendosierung auf
eine zweite Farbmengendosierung mit temporärer verstärkter Verstellung des Farbdosierelements
gemäß dem Stand
der Technik für
die in der 1 gezeigte Parameterkombination.
Um die Reaktionszeit des Farbwerks zu beeinflussen, wird gemäß dem Stand
der Technik eine temporäre
verstärkte
Verstellung 18, nach dem bestimmten Zeitpunkt der Verstellung
von der ersten Farbmengendosierung 14 bis zu einem anderen
bestimmten Zeitpunkt, an dem auf die zweite Farbmengendosierung 16 verstellt
wird, vorgenommen. Gemäß dem Stand
der Technik beruhen die Stärke
und das Vorzeichen der temporären
Verstellung auf den Anfangs- und Endwerten der Farbmengendosierung und
der Richtung der Änderung,
hier also eine Verringerung von einer größeren ersten Farbmengendosierung 14 auf
eine kleinere zweite Farbmengendosierung 16. Der zeitliche
Verlauf der aktuelle Istfärbung 12 erhält bei dieser
Parameterkombination einen ersten Knick beim bestimmten Zeitpunkt
und einen zweiten Knick beim anderen bestimmten Zeitpunkt. Die temporäre verstärkte Verstellung 18 gemäß dem Stand
der Technik ist in dieser gezeigten Parameterkombination kontraproduktiv:
Die Verstellung 18 führt die
aktuelle Istfärbung 12 von
der zu erreichenden Sollfärbung 10 weg,
erst nach erfolgter Verstellung auf die zweite Farbmengendosierung 14 konvergiert die
aktuelle Istfärbung 12 stetig
und monoton gegen die Sollfärbung 10.
Eine hinreichende Konvergenz ist in diesem Beispiel erst bei etwa
vier Zeiteinheiten, also zu einem Zeitpunkt, der nach demjenigen
ohne verstärkte
Verstellung 18 liegt, erreicht.
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Die 3 zeigt
schließlich
ein Diagramm von Färbungsgrößen in Funktion
der Zeit bei Umstellung von einer ersten Farbmengendosierung 14 auf eine
zweite Farbmengendosierung 16 mit erfindungsgemäßer temporärer verstärkter Verstellung des
Farbdosierelements auf eine dritte Farbmengendosierung 20 für die in
der 1 gezeigte Parameterkombination. Um die Reaktionszeit
des Farbwerks zu verkürzen,
wird erfindungsgemäß eine temporäre dritte
Farbmengendosierung 20, nach dem bestimmten Zeitpunkt der
Verstellung von der ersten Farbmengendosierung 14 bis zu
einem anderen bestimmten Zeitpunkt, an dem auf die zweite Farbmengendosierung 16 verstellt
wird, vorgenommen. Erfindungsgemäß beruhen
die Stärke
und das Vorzeichen der temporären
Verstellung auf die dritte Farbmengendosierung 20 auf der
aktuellen Istfärbung 12 und
der Sollfärbung 10.
Im konkret gezeigten Fall ist die Richtung der Änderung auf die dritte Farbmengendosierung 20 positiv,
da die aktuelle Istfärbung 12 unter
der zu erreichenden Sollfärbung 10 liegt.
Grundlage für die
Stärke
dieser temporären
Verstellung ist aber nicht die gemessene instationäre Istfärbung 22 am bestimmten
Zeitpunkt, sondern ein korrigierter Wert 24, welcher einen
totzeitbereinigten Wert für
die Istfärbung 12 darstellt.
Der korrigierte Wert 24 wird später als der gemessene Wert
für die
instationäre
Istfärbung 12 erreicht.
Der zeitliche Verlauf der aktuelle Istfärbung 12 verläuft bei
dieser Parameterkombination ab dem Zeitpunkt, an dem der korrigierte
Wert 24 erreicht wird, steiler monoton und damit schneller
auf die Sollfärbung 10 zu.
Die erfindungsgemäße temporäre verstärkte Verstellung
auf die dritte Farbmengendosierung 20 ist in dieser gezeigten
Parameterkombination effektiv wirksam: Die aktuelle Istfärbung 12 konvergiert schneller
stetig und monoton gegen die Sollfärbung 10. Eine hinreichende
Konvergenz ist in diesem Beispiel in vorteilhafter Konsequenz schon nach
etwa dreiviertel Zeiteinheiten, also zu einem Zeitpunkt, der deutlich
vor denjenigen ohne verstärkte
Verstellung 18 und mit verstärkter Verstellung 18 gemäß dem Stand
der Technik liegt, erreicht. Während
die Farbmengendosierungen kein gutes Maß für die tatsächlichen Farbmengenverhältnisse
im Farbwerk darstellen, kann erfindungsgemäß auf Grundlage der aktuellen
Färbung 12 eine
Beschleunigung der Reaktion des Farbwerks und der Konvergenz der Farbwerkseinstellung
auf eine Sollfärbung
erreicht werden.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
wird erfindungsgemäß das Verfahren
zur Einstellung der Farbzonenöffnungen
für den
Fortdruck in einer Offsetdruckmaschine mit einem zonalen Farbwerk
und einem Steuerungsrechner eingesetzt. Der aktuelle Istfarbschichtmesswert
wird erfasst und dem Steuerungsrechner zugeleitet. Der aktuelle
Istfarbschichtmesswert wird korrigiert, die Farbzonenöffnung für den Sollschichtendwert
werden berechnet. Ein Verstärkungsfaktor
in Abhängigkeit
des Sollschichtendwerts und des aktuellen korrigierten Istfarbschichtmesswerts
wird berechnet. Für
eine bestimmte Anzahl von Druckbogen werden die Farbzonenöffnungen
mit dem Verstärkungsfaktor
beaufschlagt.
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Erfindungsgemäß wird in
bevorzugter Ausführung
bei der Berechnung einer Farbzonenverstellung für eine verstärkte Verstellung
die aktuelle, instationäre
Istschichtdicke/Istdichte verwendet. Die Werte werden entsprechend
der Systemtotzeit korrigiert. Anders ausgedrückt Berücksichtigung der Systemtotzeit
inklusive Messtotzeit wird bei der Berechnung der dynamischen Farbzonenverstellung
berücksichtigt.
Eine verstärkte
Verstellung, auf welcher das Übersteuern
der Farbzonenverstellung basiert, wird aus korrigierten Ist- und
Sollwerten berechnet. Der Endwert der Farbzonenverstellung basiert
auf der Farbregelung. Die dynamische Farbzonenverstellung ist separat
von der berechneten statischen Farbzonenverstellung.
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- 10
- Sollfärbung
- 12
- aktuelle
Istfärbung
- 14
- erste
Farbmengendosierung
- 16
- zweite
Farbmengendosierung
- 18
- verstärkte Farbmengenverstellung
- 20
- dritte
Farbmengendosierung
- 22
- gemessene
instationäre
Istfärbung
- 24
- korrigierter
Wert