DE102007057455A1 - Druckmaschine mit Druckplattmanipulationseinrichtung - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckmaschine (15) mit wenigstens einem Druckwerk, welches einen mit einem Aufzug (16) bespannten Zylinder (6) aufweist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Bildinspektionsgerät (19) zumindest zur geometrischen Vermessung von bedruckten Bedruckstoffen (20) vorhanden ist, welches in Verbindung mit der Maschinensteuerung (18) der Druckmaschine (15) steht und dass die Druckmaschine (15) einen Rechner (18) aufweist, welcher die Messergebnisse des Bildinspektionsgerätes (19) verarbeitet und in der Lage ist, einen Soll-/Istwert-Vergleich durchzuführen und bei festgestellten Abweichungen die Aktuatoren derart anzusteuern, dass die festgestellten Abweichungen minimiert werden.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckmaschine mit wenigstens einem Druckwerk, welches einen mit einem Aufzug bespannten Zylinder aufweist.
- In Bogenrotationsdruckmaschinen sind die Plattenzylinder und Gummituchzylinder in einzelnen Druckwerken der Druckmaschine mit Klemm- und Spannvorrichtungen versehen, welche einen Wechsel der Gummitücher und der Druckplatten erlauben. Bei jedem neuen Druckauftrag können so neue Druckplatten auf den zugehörigen Zylindern in den jeweiligen Druckwerken aufgespannt werden. Gemäß dem Stand der Technik werden die Druckplatten mittels hydraulischer oder pneumatischer Spann- und Klemmeinrichtung auf dem Plattenzylinder fixiert. Eine solche Klemmvorrichtung zum Befestigen von Druckplatten auf einem Zylinder im Druckwerk einer Druckmaschine ist aus der
DE 41 29 831 C3 bekannt. Hier wird die Druckplatte mittels einer fest stehenden oberen Klemmleiste und einer radial dazu verschiebbaren unteren Klemmleiste auf dem Druckzylinder befestigt. Die Stellelemente der unteren Klemmleiste können dabei pneumatisch oder hydraulisch arbeiten. - Aus der
EP 0 530 612 B1 ist außerdem eine elektrische Betätigung von Spannschienen auf dem Plattenzylinder bekannt. Dabei weist wenigstens eine Spannschiene einen Elektromotor mit einem Positionsrückmelder für Passerkorrekturen auf, wobei der Elektromotor fernverstellbar ist. Außerdem werden die elektrischen Antriebe auf dem Plattenzylinder über einen kontaktlosen Übertrager mit elektrischer Energie und Stellbefehlen von außerhalb des Plattenzylinders versorgt. Zugleich können über diesen elektrischen Übertrager Daten des Positionsmelders vom Zylinder an die außerhalb des Zylinders befindliche Steuereinheit übertragen werden. Der Übertrager besteht aus einem zweiteiligen Transformator, wobei mittels des als induktivem Übertrager ausgeführten Elements sowohl elektrische Energie als auch Daten übertragen werden. Zusätzlich befindet sich auf dem Plattenzylinder eine Leistungselektronik zur Ansteuerung ausgewählter Stellmotoren der Spannschiene. Mittels Verstellung der Spannschiene über die Elektromotoren sollen so Passerkorrekturen im Druckbild ausgeführt werden. - Beim Druckvorgang besteht jedoch häufig das Problem, dass die Geometrien des Druckbildes aufgrund von Feuchtigkeit und Beschaffenheit des Papiers leicht verzerrt werden. Diese Geometrieveränderungen sind aufgrund ihrer zum Teil ungleichmäßigen Ortsabhängigkeit über das gesamte Druckbild hinweg nicht mit Stellmitteln an der Spannschiene eines Plattenzylinders zu bewältigen.
- Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Druckmaschine mit einer Vorrichtung zu schaffen, welche eine automatische Korrektur von Geometrieabweichungen im Druckbild erlaubt.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Patentanspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen und den Zeichnungen zu entnehmen. Die vorliegende Erfindung kann im Druckwerk von Offsetdruckmaschinen sowohl auf dem Plattenzylinder als auch auf dem Gummituchzylinder angewandt werden. Es ist auch möglich, dass in einem einzigen Druckwerk sowohl Plattenzylinder als auch Gummituchzylinder mit den erfindungsgemäßen Aktuatoren bestückt sind. Die Aktuatoren auf dem Zylinder sind Stellmittel, mit denen der jeweilige Aufzug auf dem Zylinder in axialer und/oder Umfangsrichtung des Zylinders in seiner Geometrie verändert werden kann. Der Aufzug kann gedehnt, gestreckt oder anderweitig verformt werden. Am Plattenzylinder ist der Aufzug die Druckplatte, während beim Gummituchzylinder das Gummituch den Aufzug darstellt. Mittels der Aktuatoren auf dem jeweiligen Zylinder kann nun der Aufzug so verformt werden, dass etwaige im Druckbild festgestellte Geometrieabweichungen durch die Verformung korrigiert werden können, so dass Geometrieabweichungen entgegengewirkt werden kann. Zweckmäßigerweise sind dazu mehrere Aktuatoren auf dem Zylinder vorhanden, so dass der Aufzug über das gesamte Druckbild hinweg gezielt verformt werden kann.
- Eine solche Verformung des Aufzuges wird auch als Manipulation der Druckplatte oder des Gummituches bezeichnet.
- In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aktuatoren zumindest teilweise elektrisch angetrieben sind. Elektrisch angetriebene Aktuatoren weisen den Vorteil auf, dass die Energieversorgung auf einem rotierenden Bauteil wie dem Plattenzylinder oder Gummituchzylinder relativ unproblematisch durch einen elektrischen Drehübertrager bewerkstelligt werden kann. Insbesondere ist es mittels elektrisch angetriebener Aktuatoren auch möglich, den Aufzug bei rotierenden Zylindern zu verformen. Außerdem können elektrische Aktuatoren präzise angesteuert werden und sind einfach in die Maschinensteuerung einzubinden. Die Aktuatoren werden dabei als rotativ arbeitende Elektromotoren ausgeführt sein, wie sie z. B. als Servoantriebe in Stellmotoren vorkommen. Alternativ ist es auch möglich, piezoelektrische Antriebe für die Aktuatoren einzusetzen. Die piezoelektrischen Antriebe haben den Vorteil, dass sie kaum Verschleißerscheinungen zeigen und außerdem hoch genaue Stellvorgänge erlauben, solange der Stellweg relativ gering ist. Bei den beabsichtigten Verformungen des Plattenzylinders wird es sich jedoch um relativ geringe Wege handeln, so dass hier piezoelektrische Antriebe eingesetzt werden können. Falls ein größerer Verstellweg erforderlich ist, können auch elektromagnetische Hubantriebe eingesetzt werden. Des Weiteren ist auch an den Einsatz von elektrischen Linearmotoren gedacht, wenn größere Verstellwege erforderlich sind. Insbesondere beim Einsatz von rotativen Elektromotoren kann das Drehmoment über ein Getriebe vergrößert werden, was aufgrund der großen Kräfte beim Dehnen einer Druckplatte erforderlich sein kann.
- In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Erfassungseinrichtung zur Rückmeldung der Position der Aktuatoren vorhanden ist. Eine solche Erfassungseinrichtung zur Rückmeldung der Position der Aktuatoren ermöglicht dem Bedienpersonal eine Überprüfung der eingestellten Verformung. Die erreichte Position der Aktuatoren kann zu diesem Zweck auf einem Bildschirm der Druckmaschine angezeigt werden, so dass das Bedienpersonal gegebenenfalls die angezeigte Position noch einmal vor dem Druck korrigieren kann. Als Erfassungseinrichtung kann dabei ein Drehwinkelgeber eingesetzt werden, welcher eine Relativposition des Aktuators zurückmelden kann. Es ist aber auch der Einsatz von absoluten Drehgebern möglich, so dass auch nach einem Stromausfall oder einem Ausfall des Übermittlungssystems immer die absolute Position der Aktuatoren zurückgemeldet werden kann. Des Weiteren ist der Einsatz eines Referenzschalters als Erfassungseinrichtung möglich. Bei diesem Referenzschalter werden die Aktuatoren vor dem Stellvorgang auf einen mechanischen Anschlag gefallen, um so den Null-Punkt zu finden. Bei diesem mechanischen Anschlag muss keine Elektronik zu Erfassung der Position des Aktuators vorhanden sein. Allerdings ist diese Methode nicht so genau, da bei mehreren Umdrehungen eines Motors vom Anschlag weg die Position durch Toleranzen bedingt ungenauer wird.
- In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Positionierelektronik zur Ansteuerung der Aktuatoren vorhanden ist, welche sich auf oder in dem Zylinder der Druckmaschine befindet. Diese Positionierelektronik weist entsprechende Schnittstellen zum Anschluss der Aktuatoren auf. Vorteilhafterweise müssen hier die Rückmeldesignale der Aktuatoren nicht erst aus dem Zylinder herausgeführt werden, sondern können von der Positionierelektronik direkt auf dem Zylinder ausgewertet werden. In diesem Fall kann ein geschlossener Regelkreis innerhalb des Zylinders verwirklicht werden, da die Positionierelektronik die hier von der Druckmaschinensteuerung zugesandten Steuerbefehle unmittelbar vor Ort mit den rückgemeldeten Ist-Positionen der Aktuatoren vergleichen kann und gegebenenfalls festgestellte Abweichungen ausregeln kann. Somit wird der Anteil der Signale geringer, welcher zwischen dem Zylinder und der Druckmaschinensteuerung übertragen werden muss.
- Die elektrische Energie zum Antrieb der Aktuatoren auf dem Zylinder kann über einen elektrischen Drehübertrager auf denselben übertragen werden. Ein solcher Drehübertrager kann nach dem Induktionsprinzip arbeiten, wodurch insbesondere größere Stromstärken zur Versorgung der Aktuatoren möglich sind. Über einen solchen induktiven Übertrager können aber zusätzlich auch aufmodulierte Steuersignale übertragen werden, welche Steuerbefehle für die Aktuatoren enthalten. Es ist des Weiteren möglich, dass der Drehübertrager zur Übertragung der elektrischen Signale mit Funkübertragung oder einer kapazitiven Kopplung arbeitet, hier können auch hochfrequente Steuersignale zuverlässig übertragen werden. Des weiteren ist der Einsatz von optischen Übertragern vorgesehen. Insbesondere zur Energieübertragung kann auch ein Schleifringübertrager genutzt werden, welcher rotationssymmetrisch zur Zylinderachse angeordnet ist. Es ist außerdem möglich, den Drehübertrager in zwei Teile aufzuspalten, wobei ein Teil am einen Ende des Zylinders mit den Aktuatoren elektrische Daten auf den Zylinder überträgt, während der andere Teil des Drehübertragers am anderen Ende des Zylinder elektrische Energie auf den Zylinder überträg. Selbstverständlich kann die Übertragung der elektrischen Energie und insbesondere der elektrischen Daten bidirektional ausgeführt sein, so dass auch elektrische Daten und auch elektrische Energie vom Zylinder in das Steuerungssystem der Druckmaschine zurückfließen können. Durch diese Art der Datenübertragung können die Positionen der Aktuatoren an die Druckmaschinensteuerung zurückgemeldet werden und gegebenenfalls dem Bedienpersonal angezeigt werden.
- In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aktuatoren zumindest teilweise pneumatisch arbeiten. Insbesondere wenn der Aufzug auf dem Zylinder im Stillstand verformt werden soll, kann auch auf den Einsatz pneumatischer Aktuatoren zurückgegriffen werden. Es ist außerdem möglich, die heute für die Klemmung des Aufzugs auf dem Zylinder genutzten pneumatischen Aktuatoren abzuwandeln und auch für das Verformen des Aufzugs zu verwenden. Des Weiteren können sich auf dem Zylinder sowohl elektrische als auch pneumatische Aktuatoren befinden. Damit können etwaige pneumatische Aktuatoren, welche auch für das Klemmen der Platte auf dem Zylinder zuständig sind, durch elektrische Aktuatoren ergänzt werden, welche eine flexible Dehnung des Aufzuges über das gesamte Druckbild hinweg ermöglichen. Es können auch kombinierte Aktuatoren auf dem Zylinder zum Einsatz kommen, welche sowohl elektrische als auch pneumatische Funktionen aufweisen. Diese kombinierten Aktuatoren verfügen sowohl über einen pneumatischen als auch einen elektrischen Antrieb. Insbesondere kann auch hier der pneumatische Antrieb zur Unterstützung der elektrischen Antriebe im Stillstand eingesetzt werden. Mit den pneumatischen Aktuatoren können bei gleicher Baugröße auch größere Kräfte übertragen werden. So ist es auch denkbar, dass der pneumatische Teil der Aktoren den größeren Verstellweg beim Dehnen vornimmt, während die Feineinstellung mit einem geringen Verfahrweg vom elektrischen Teil wahrgenommen wird. Zur Versorgung der pneumatischen Aktuatoren auf dem Zylinder kann die Lagerung des Zylinders mit einer Durchführung versehen werden, welche die pneumatische Druckluftversorgung auf dem Zylinder ermöglicht. Eine solche Durchführung wird bevorzugterweise nur im Stillstand des Zylinders betrieben, da bei einem rotierenden Zylinder die Abdichtung gegen Druckverlust sehr schwierig aber möglich ist. Aus diesem Grund werden die Verstellvorgänge der pneumatischen Aktuatoren auch bevorzugt im Stillstand ausgeführt. Die Integration der Druckluftdurchführung in die Lagerung des Zylinders bietet den großen Vorteil, dass diese Durchführung direkt in der Mitte auf der Achse des Zylinders stattfinden kann, so dass die Übertragung von Druckluft bei jedem Drehwinkel des Zylinders möglich ist. Allerdings ist hier nur ein Luftkanal möglich. Falls sich die Druckluftdurchführung außerhalb des Zentrums befindet, so kann nur in einem sehr geringen Drehwinkelbereich Druckluft auf den Zylinder übertragen werden, da sich die Gegenstücke auf dem Zylinder und der stillstehenden Durchführung in der Seitenwand bei der Druckluftübertragung exakt gegenüberstehen müssen. Dafür können hier mehrere Luftkanäle angeordnet sein.
- In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zylinder sowohl über eine pneumatische Durchführung mit Druckluft als auch über einen elektrischen Drehübertrager mit elektrischer Energie und/oder elektrischen Signalen versorgt wird. Auf diese Art und Weise können sowohl pneumatische Aktuatoren als auch elektrische Aktuatoren oder kombinierte pneumatisch/elektrische Aktuatoren sowohl mit Energie als auch mit Steuersignalen versorgt werden. Eine besonders kompakte Bauform ergibt sich dadurch, dass Druckluftversorgung und Versorgung elektrischer Energie am selben Ende des Zylinders erfolgen. Insbesondere kann die Drehdurchführung zur Versorgung pneumatischer Energie auf dem Zylinder in den elektrischen Übertrager integriert sein. Dazu kann sich die Durchführung für die Pneumatik auf der Rotationsachse des Zylinders befinden, während um diese Rotationsachse herum ein drehsymmetrischer induktiver Übertrager angeordnet ist. Eine solche Anordnung nimmt besonders wenig Bauraum ein und bietet eine hohe Flexibilität, da zu jeder Zeit und bei jeder Drehwinkelstellung des Zylinders pneumatische Luft auf den Zylinder übertragen werden kann und gleichzeitig über den induktiven Drehübertrager elektrische Energie und Signale dorthin gelangen können.
- In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Positionierelektronik der Aktuatoren mit der Maschinensteuerung der Druckmaschine über ein Bus-System verbunden ist. Die an die Positionierelektronik angeschlossenen Aktuatoren können so in das Bus-System der Maschinensteuerung der Druckmaschine eingebunden werden. In diesem Fall findet auch der Datenaustausch über den Drehübertrager oder per Funkübertragung nach dem Protokoll eines solchen Bus-Systems statt. Die mit dem Bus-System auf den Zylinder der Druckmaschine übertragenen Daten werden in der Positionierelektronik für die Ansteuerung der Aktuatoren entsprechend aufbereitet. Umgekehrt werden die Rückmeldesignale der Aktuatoren in der Positionierelektronik gemäß dem Protokoll des Bus-Systems verpackt und über das Bus-System an die Maschinensteuerung der Druckmaschine außerhalb des Zylinders übertragen. Dabei können die üblichen Bus-Systeme wie CAN-Bus, Profibus oder auf Ethernet-Technik basierende Systeme wie Ethercat oder Ethernet-Powerlink eingesetzt werden. Grundsätzlich kann eine synchrone Datenübertragung vorgesehen sein, d. h. es können gleichzeitig in beide Richtungen Daten übertragen werden, wie es z. B. bei der Funkübertragung der Fall ist. Alternativ können die Daten auch asymmetrisch übertragen werden, so dass z. B. abwechselnd immer nur in eine Richtung Daten fließen können. Dafür ist in diesem Fall nur ein Übertragungskanal erforderlich, was die Realisierung mittels eines optischen Übertragers erleichtert. Bei einer speziellen Ausführungsform werden die Daten auch nicht direkt im Protokoll des Bus-Systems über den Drehübertrager geschickt, sondern im Übertrager zunächst in ein anders Protokoll umgewandelt, welches Fehler bei der Drehübertragung besser korrigieren kann. Auf dem Zylinder werden dann die Daten entweder in der gewandelten Form verarbeitet oder wieder in das vorherige Protokoll oder ein anderes Protokoll umgewandelt.
- Neben der Eingabe von Steuerbefehlen durch das Bedienpersonal an die Aktuatoren auf dem Zylinder über eine elektronische Bedieneinrichtung, welche mit der Maschinensteuerung der Druckmaschine in Verbindung steht, ist auch der Einsatz eines geschlossenen Regelkreises möglich. In diesem Fall ist vorgesehen, dass ein Bildinspektionsgerät zumindest zur geometrischen Vermessung von bedruckten Bedruckstoffen vorhanden ist, welches in Verbindung mit der Maschinensteuerung der Druckmaschine steht. Dieses Bildinspektionsgerät kann zum einen zur farblichen Vermessung von fertigen Bedruckstoffen genutzt werden, als auch zur geometrischen Vermessung, um geometrische Fehler im Druckbild zu ermitteln. Diese geometrischen Fehler können dann über die Aktuatoren auf dem Plattenzylinder durch das Verformen der Druckplatte ausgeglichen werden. Bei dieser Ausführungsform ist es von Vorteil, dass die Druckmaschine einen Rechner aufweist, welcher die Messergebnisse des Bildinspektionsgerätes verarbeitet und in der Lage ist, einen Soll-/Istwertvergleich durchzuführen und bei festgestellten Abweichungen die Aktuatoren derart anzusteuern, dass die festgestellten Abweichungen minimiert werden. In diesem Fall werden die Messergebnisse des Bildinspektionsgerät an einen Rechner übertragen, welcher entweder in die Maschinensteuerung integriert ist oder an diese angeschlossen ist. Die übermittelten Messergebnisse werden dann im Rechner mit einer digitalisierten Druckvorlage verglichen. Sollte der Rechner Abweichungen zu der Druckvorlage feststellen, so werden die festgestellten Abweichungen in Verfahrbefehle für die Aktuatoren umgerechnet, um die Druckplatte auf dem Zylinder entsprechend so zu verformen, dass den festgestellten Abweichungen entgegengewirkt wird. Auf diese Art und Weise kann ein geschlossener Regelkreis erreicht werden, welcher messtechnisch erfasste geometrische Abweichungen automatisch mittels Verstellung der Aktuatoren korrigiert. Da auf dem Zylinder relativ viele Aktuatoren vorhanden sind, kann der Rechner die Verstellung eines Aktuators und deren Wirkung auf die Verstellung der anderen Aktuatoren automatisch gegenseitig berücksichtigen, während bei einer Verstellung durch das Bedienpersonal über eine Eingabeeinrichtung dieses die Aktuatoren nach und nach iterativ oder auch intuitiv einstellen müsste. Dadurch wird dem Bedienpersonal die Arbeit erheblich erleichtert.
- Grundsätzlich können die Aktuatoren individuell oder in Gruppen angesteuert werden. Dabei ist es z. B möglich, eine bestimmte Gruppe von Aktuatoren mit den gleichen Steuerbefehlen anzusteuern, während andere Aktuatoren andere Steuerbefehle erhalten. Insbesondere bei der manuellen Einstellung über die Bedieneinrichtung ist es auch möglich, dass das Bedienpersonal über die Bedieneinrichtung jeden Aktuator individuell ansteuert.
- Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch, dass die Positionierelektronik in die Aktuatoren integriert ist. Insbesondere bei kleineren Bogendruckmaschinen in kleineren Formaten ist in den Zylindern relativ wenig Platz. Durch die Integration der Positionierelektronik in der Aktuatoren kann so Bauraum gespart werden. Auf diese Art und Weise kann die Positionierelektronik auch dann in den Zylinder integriert werden, wenn es sich um eine kleinformatige Bogendruckmaschine handelt.
- In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zylinder ein Plattenzylinder oder ein Gummituchzylinder ist, und dass sich die Aktuatoren zumindest teilweise in einem Kanal des Zylinder befinden. Die Klemmleisten zur Befestigung von Druckplatten und Gummitüchern befinden sich meist in einem Kanal des zugehörigen Zylinders. Auf diese Art und Weise wird erreicht, dass die Klemmleisten versenkt angeordnet sind, so dass keine Einwirkung auf benachbarte Zylinder stattfindet, auf welchen der Gummituchzylinder oder Plattenzylinder abrollt. In diesem Kanal können auch zumindest teilweise die Aktuatoren angeordnet werden, so dass sie ebenfalls nicht in den Radius benachbarter Zylinder hereinragen.
- Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass bei einer geometrischen Änderung des Aufzugs auf dem Zylinder in axialer Richtung eine etwaige zuvor vorgenommene Änderung in Umfangsrichtung durch Ansteuerung der Aktuatoren zunächst rückgängig gemacht wird und dass nach Ausführung der axialen Änderung die Änderung in Umfangsrichtung weder hergestellt wird. Durch die Aufhebung der Änderung in Umfangsrichtung wird zunächst Spannung aus dem Aufzug genommen, so dass er sich in axialer Richtung leichter verformen lässt. Damit wird ein Rubbeln des Aufzugs auf dem Zylinder vermieden. Nach Durchführung der axialen Veränderung wird dann die Änderung in Umfangsrichtung wieder hergestellt. Dieser Ablauf bei axialer Veränderung wird durch geeignete Ansteuerung der Aktuatoren durch die Maschinensteuerung automatisch erledigt. Dazu speichert die Maschinensteuerung zunächst die in Umfangsrichtung durchgeführte Änderung ab, um sie nach dem axialen Verstellvorgang wieder herstellen zu können.
- Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Figuren näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
-
1 einen Plattenzylinder in einem Druckwerk einer Bogendruckmaschine mit mehreren Aktuatoren zur Manipulation der Druckplatte, -
2 die Anordnung der Aktuatoren auf dem Plattenzylinder einer Bogendruckmaschine, -
3 den Ablauf eines geschlossenen Regelkreises zur Korrektur von Abweichungen mittels der Aktuatoren auf einem Zylinder einer Bogendruckmaschine und -
4 eine Druckmaschine mit zwei Druckwerken, welche über einen gemeinsamen Stator mit Strom und Signalen versorgt werden. - In
1 ist schematisch ein Ausschnitt eines Druckwerks einer Bogendruckmaschine15 abgebildet. Dieser Ausschnitt umfasst den Plattenzylinder6 , die seitliche Lagerungen8 sowie teilweise die Ansteuerung der Aktuatoren3 . Der Plattenzylinder6 ist beidseitig in der jeweiligen Seitenwand7 der Druckmaschine15 drehbar gelagert. Auf dem Plattenzylinder6 sind mehrere Aktuatoren3 angeordnet, welche jeweils an den Außenkanten einer auf dem Plattenzylinder6 befindlichen Druckplatte angreifen, was in2 näher dargestellt ist. Durch Bewegung der Aktuatoren3 kann die auf dem Plattenzylinder6 befindliche Druckplatte16 sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung verformt werden. Durch die Verformung der Druckplatte16 wird gleichzeitig das Druckbild auf der Platte16 entsprechend verändert. Die Aktuatoren3 arbeiten in1 mit Elektromotoren, welche an eine Positionierelektronik2 angeschlossen sind. Diese Positionierelektronik2 befindet sich im Innern des Plattenzylinders6 und dient der Ansteuerung der Aktuatoren3 . Zusätzlich zu den in1 gezeigten elektrischen Aktuatoren3 können auch hier nicht gezeigte pneumatische Stellglieder auf dem Plattenzylinder6 vorhanden sein, welche an die Pneumatik12 auf dem Zylinder angeschlossen werden können. Dazu weist die Lagerung8 des Plattenzylinders6 auf der linken Seite eine pneumatische Drehdurchführung13 auf, welche es erlaubt, bei Stillstand des Plattenzylinders6 Druckluft auf den Plattenzylinder6 zu bringen. Diese Druckluft wird außerhalb der Seitenwände7 der Druckmaschine15 in einem Kompressor der Druckluftversorgung14 erzeugt. Zur Ansteuerung der Aktuatoren3 müssen diese mit elektrischer Energie versorgt werden. Dies kann auf verschiedene Art und Weise geschehen, wobei die in1 beispielhaft gezeigten Möglichkeiten alternativ oder parallel verwirklicht werden können. Auf der linken Seite erfolgt die Zufuhr elektrischer Energie über einen induktiven Drehübertrager, welcher aus einem Rotor1 und einem Stator9 besteht. Der Rotor1 dreht sich mit dem Plattenzylinder6 , während der Stator9 stillsteht und an die elektrische Energieversorgung10 der Druckmaschine15 angeschlossen ist. Auf diese Art und Weise kann auch bei sich drehendem Plattenzylinder6 elektrische Energie permanent auf den Zylinder6 übertragen werden. Über den induktiven Übertrager können außerdem von der Maschinensteuerung18 kommende und an diese gesendete elektrische Steuersignale11 durch Trägermodulation übertragen werden. Die elektrischen Steuersignale könne aber auch zusätzlich oder alternativ über die auf der rechten Seite gezeigte Funkübertragung5 auf den Zylinder6 übertragen werden. Eine weitere Möglichkeit elektrische Energie und elektrische Steuersignale auf dem Plattenzylinder6 zu übertragen stellt der Ringübertrager4 im Spalt zwischen Plattenzylinder6 und Seitenwand7 der Druckmaschine15 dar. Auch dieser Ringübertrager4 arbeitet nach dem induktiven Prinzip, wobei ein feststehender Ring in einer auf dem Plattenzylinder6 ringförmig angeordneten Nut rotiert und so berührungslos induktiv Energie und Signale in beide Richtungen übertragen kann. - Die Maschinensteuerung
18 der Druckmaschine15 ist an ein Bildinspektionsgerät19 angeschlossen, auf welches fertig produzierte Bedruckstoffe zur Kontrolle aufgelegt werden können. Ein solcher Bogen20 kann von dem Bildinspektionsgerät19 farblich und geometrisch erfasst werden. Die so erzielten Messergebnisse werden dann an den Rechner der Maschinensteuerung18 übertragen, wo die gemessenen Ist-Werte mit den Soll-Werten einer digital abgespeicherten Druckvorlage aus der Druckvorstufe verglichen werden. Falls die Maschinensteuerung18 Abweichungen zwischen Druckvorlage und Messergebnissen des Bogens20 feststellt, welche außerhalb der zulässigen Toleranz liegen, so kann die Maschinensteuerung18 die festgestellten Abweichungen in Stellbefehle für die Aktuatoren3 umsetzten, welche als elektrische Steuersignale11 über den Drehübertrager bestehend aus Stator9 und Rotor1 zur Positionierelektronik2 auf dem Plattenzylinder6 übertragen werden. Die Positionierelektronik2 wiederum bereitet die Steuerbefehle für die Aktuatoren3 auf und positioniert die Aktuatoren3 entsprechend der gesendeten Steuerbefehle. Die tatsächlich angefahrene Position der Aktuatoren3 wird wiederum an die Positionierelektronik2 zurückgemeldet und dort mit den Steuerbefehlen verglichen. Falls Abweichungen zu den Steuerbefehlen festgestellt werden, so werden die Aktuatoren3 entsprechend nachgeregelt, bis die Steuerbefehle der Maschinensteuerung18 punktgenau ausgeführt worden sind. Der genaue Regelablauf wird in3 noch ausführlicher erläutert. Des Weiteren ist an die Maschinensteuerung18 eine Bedieneinrichtung21 angeschlossen, welche aus einem Computer mit Bildschirm und Tastatur besteht. Über den Computer kann das Bedienpersonal die Druckmaschine15 steuern und individuelle Stellbefehle an die Aktuatoren3 eingeben, welche dann ausgeführt werden. Die Wirkung der Stellbefehle auf die Druckplatte16 kann am Bildschirm der Bedieneinrichtung21 zunächst simuliert und nach der Durchführung der Stellbefehle auch als Rückmeldung an das Bedienpersonal angezeigt werden. - In
2 ist zu erkennen, dass der Plattenzylinder6 eine Druckplatte16 trägt, welche das Druckbild enthält. Die Druckplatte16 wird auf dem Plattenzylinder6 durch Klemmvorrichtungen in einem Kanal17 befestigt. Diese Klemmvorrichtung verhindert ein Verrutschen der Druckplatte16 auf dem Plattenzylinder6 und sind bevorzugt im Kanal17 angeordnet, da sie dort nicht in den Bereich benachbarter Zylinder wie den Gummituchzylinder oder das Farbwerk hineinragen. Im Bereich des Kanals17 können über die gesamte Länge auch Aktuatoren3 angeordnet sein, welche an beiden Enden der Druckplatte16 im Kanal17 angreifen und die Druckplatte16 z. B. durch Dehnen verformen können. Die Aktuatoren können die Druckplatte16 sowohl in Umfangsrichtung als auch in Axialrichtung des Plattenzylinders6 dehnen und strecken. Des Weiteren sind in Umfangsrichtung in2 zusätzlich mehrere Aktuatoren3 angeordnet, welche die Druckplatte16 ebenfalls sowohl in Umfangsrichtung als auch in Axialrichtung des Plattenzylinders6 dehnen und strecken können. Auf diese Art und Weise ist eine sehr präzise Manipulation der Druckplatte16 auf dem Plattenzylinder6 in alle Richtungen möglich, da die Druckplatte16 durch die vielen Aktuatoren3 punktgenau manipuliert werden kann. Die Aktuatoren3 greifen seitlich an der Druckplatte16 an und sind im Seitenbereich versenkt angeordnet, so dass sie nicht mit benachbarten umlaufenden Teilen kollidieren können. - In
3 ist der Regelkreis näher dargestellt, welcher bei der Feststellung von Abweichungen des Druckbildes von der Druckvorlage wirksam wird. Ein Bogen20 , welcher außerhalb der zulässigen Toleranzen liegt, wird als Schlechtbogen bezeichnet. In regelmäßigen zeitlichen Abständen entnimmt das Bedienpersonal der Druckmaschine15 einen Bogen20 und unterzieht ihn einer Sichtkontrolle oder einer optischen Kontrolle durch ein Bildinspektionsgerät19 . Die bei einem Schlechtbogen festgestellten Abweichungen von der Druckvorlage erfordern eine Korrektur des Druckbildes auf der Druckplatte16 des Plattenzylinders6 . Dazu müssen entsprechende Korrekturdaten entweder durch den Drucker oder durch die an die Bildinspektionseinrichtung19 angeschlossene Maschinensteuerung18 berechnet werden. Wenn die festgestellten Abweichungen im Bereich der Geometrie außerhalb der Toleranz liegen, muss eine entsprechende Korrektur durchgeführt werden. In diesem Fall werden die notwendigen Korrekturdaten entweder vom Bedienpersonal von Hand in die Maschinensteuerung18 eingegeben oder durch die Maschinensteuerung18 in Kenntnis der digitalen Druckvorlage automatisch berechnet. Die Maschinensteuerung18 setzt die Korrekturdaten außerdem in Verfahrbefehle für die Aktuatoren3 um, wobei die Maschinensteuerung18 genau berechnet, welcher Aktuator3 sich in welche Richtung bewegen muss, und wie groß diese Bewegung ausfallen muss. Auch die Geschwindigkeit der auszuführenden Bewegung kann entsprechend von der Maschinensteuerung18 vorausberechnet werden. Die so berechneten Verfahrbefehle werden dann von der Maschinensteuerung18 als elektrische Steuersignale11 an die Positionierelektronik12 zur Ansteuerung der Aktuatoren3 gesendet. Die jeweils angesteuerten Aktuatoren3 verfahren entsprechend der gesendeten Verfahrbefehle und melden dann ihre Position an die Positionierelektronik2 zurück. Wenn die Positionierelektronik2 festgestellt hat, dass der Aktuator3 den Verfahrbefehl korrekt abgearbeitet hat, so kann eine entsprechende Rückmeldung an die Maschinensteuerung18 abgegeben und dem Bedienpersonal signalisiert werden. Zusätzlich kann die exakte Position des Aktuators3 auf dem Bildschirm der Bedieneinrichtung21 angezeigt werden. Auf diese Art und Weise erfährt das Bedienpersonal genau, wie die Druckplatte16 manipuliert worden ist und wie sich das darauf befindliche Druckbild verändert. Damit ist der Manipulationsvorgang an der Druckplatte16 abgeschlossen und die Maschine15 kann wieder den Druckbetrieb aufnehmen. In diesem Fall beginnt der Regelkreis von vorne, wenn der nächste Probebogen entnommen wurde und sich wiederum als Schlechtbogen erweist. - In
4 ist eine spezielle Ausführungsform mit induktiver Energie- und Signalübertragung abgebildet. Die Besonderheit liegt darin, dass hier mehrere Druckwerke22 einen gemeinsamen Stator9 aufweisen. Der Stator9 ist die Leitung zur Energieversorgung, welche zusätzlich auch aufmodulierte Signale zur Steuerung übertragen kann. Die Leitung durchläuft alle Druckwerke22 hintereinander, wobei sie in den Druckwerken jeweils die Achse des Plattenzylinders6 ringförmig und konzentrisch fast umschließt. Der Ring ist jedoch nicht ganz geschlossen, sondern wird am anderen Ende wieder las Leitung zum nächsten Druckwerk22 geführt, wo ebenfalls eine fast ringförmige Anordnung angeschlossen ist. Gegenüber diesem offenen Ring rotiert auf der Achse des Plattenzylinders6 jeweils ein Rotor1 , welcher dann die Energie und Daten, welche durch die offene Schleife zum nächsten Druckwerk22 fließen, induktiv auf den Zylinder6 überträgt. Da die Druckwerke22 in Reihe geschaltet sind, muss die Energiezufuhr über die Leitung10 entsprechend großzügig dimensioniert werden, so dass für alle Zylinder6 genügend Energie zur Verfügung steht. Die Daten verfügen über eine codierte Adresse, so dass diese nur von der Positionierelektronik2 auf dem jeweils adressierten Zylinder6 verarbeitet werden können. Selbstverständlich kann ein Stellbefehl auch an mehrere Zylinder6 gleichzeitig adressiert und dann von diesen verarbeitet werden. -
- 1
- Rotor
- 2
- Positionierelektronik
- 3
- Aktuatoren
- 4
- Übertragung elektrischer Energie und Signale
- 5
- Funkübertragung
- 6
- Plattenzylinder
- 7
- Seitenwand der Druckmaschine
- 8
- Lager des Druckzylinders
- 9
- Stator
- 10
- elektrische Energieversorgung
- 11
- elektrische Steuersignale
- 12
- Pneumatik auf Zylinder
- 13
- pneumatische Drehdurchführung
- 14
- Druckluftversorgung
- 15
- Druckmaschine
- 16
- Druckplatte
- 17
- Kanal
- 18
- Maschinensteuerung
- 19
- Bildinspektionsgerät
- 20
- Bogen
- 21
- Bedieneinrichtung
- 22
- Druckwerk
Claims (35)
- Druckmaschine (
15 ) mit wenigstens einem Druckwerk, welches einen mit einem Aufzug (16 ) bespannten Zylinder (6 ) aufweist, welcher Aktuatoren (3 ) aufweist, welche dazu vorgesehen sind, den Aufzug (16 ) in axialer und/oder Umfangsrichtung des Zylinders (6 ) in seiner Geometrie zu verändern, wobei die Aktuatoren (3 ) an eine Positionierelektronik (2 ) angeschlossen sind und diese mit einer Maschinensteuerung (18 ) der Druckmaschine (15 ) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bildinspektionsgerät (19 ) zumindest zur geometrischen Vermessung von bedruckten Bedruckstoffen (20 ) vorhanden ist, welches in Verbindung mit der Maschinensteuerung (18 ) der Druckmaschine (15 ) steht und dass die Druckmaschine (15 ) einen Rechner (18 ) aufweist, welcher die Messergebnisse des Bildinspektionsgerätes (19 ) verarbeitet und in der Lage ist, einen Soll-/Istwert-Vergleich durchzuführen und bei festgestellten Abweichungen die Aktuatoren derart anzusteuern, dass die festgestellten Abweichungen minimiert werden. - Druckmaschine (
15 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (3 ) zumindest teilweise elektrisch angetrieben sind. - Druckmaschine (
15 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (3 ) rotativ arbeitende Elektromotoren aufweisen. - Druckmaschine (
15 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (3 ) piezoelektrische Antriebe aufweisen. - Druckmaschine (
15 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (3 ) elektromagnetische Hubantriebe aufweisen. - Druckmaschine (
15 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (3 ) elektrische Linearmotoren aufweisen - Druckmaschine (
15 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (3 ) ein Getriebe aufweisen. - Druckmaschine (
15 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erfassungseinrichtung zur Rückmeldung der Position der Aktuatoren (3 ) vorhanden ist. - Druckmaschine (
15 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung einen Drehwinkelgeber aufweist. - Druckmaschine (
15 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung einen Referenzschalter aufweist. - Druckmaschine (
15 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Positionierelektronik (2 ) zur Ansteuerung der Aktuatoren (3 ) vorhanden ist, welche sich auf oder in dem Zylinder (6 ) der Druckmaschine (15 ) befindet. - Druckmaschine (
15 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehübertrager (1 ,4 ,5 ,9 ) vorhanden ist, welcher elektrische Energie und/oder elektrische Daten auf den Zylinder (6 ) mit den Aktuatoren (3 ) überträgt. - Druckmaschine (
15 ) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehübertrager (1 ,4 ,,5 ,9 ) elektrische Daten auf den Zylinder (6 ) synchron oder asynchron überträgt. - Druckmaschine (
15 ) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehübertrager (1 ,9 ) auf der Drehachse angeordnet oder als ringförmiger Übertrager (4 ) ausgeführt ist. - Druckmaschine (
15 ) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehübertrager (1 ,4 ,9 ) nach dem Induktionsprinzip arbeitet. - Druckmaschine (
15 ) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehübertrager (1 ,4 ,9 ) elektrische Energie und/oder Signale über Schleifringe auf den Zylinder (6 ) überträgt. - Druckmaschine (
15 ) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehübertrager (1 ,9 ) elektrische Signale optisch oder kapazitiv auf den Zylinder (6 ) überträgt. - Druckmaschine (
15 ) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehübertrager (5 ) mit Funkübertragung arbeitet. - Druckmaschine (
15 ) nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehübertrager (4 ,5 ) elektrische Daten oder elektrische Energie zumindest teilweise an beiden Enden des Zylinders (6 ) überträgt. - Druckmaschine (
15 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (3 ) zumindest teilweise pneumatisch arbeiten. - Druckmaschine (
15 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Zylinder (6 ) sowohl elektrische als auch pneumatische Aktuatoren (3 ) angeordnet sind. - Druckmaschine (
15 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (6 ) kombinierte Aktuatoren (3 ) aufweist, welche sowohl elektrische als auch pneumatische Funktionen aufweisen. - Druckmaschine (
15 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmaschine (15 ) eine Lagerung des Zylinders (6 ) mit einer Durchführung (13 ) zur Versorgung pneumatischer Energie auf dem Zylinder (6 ) aufweist. - Druckmaschine (
15 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (6 ) sowohl über eine pneumatische Durchführung (13 ) mit Druckluft als auch über einen elektrischen Drehübertrager (4 ) mit elektrischer Energie und/oder elektrischen Signalen versorgt wird. - Druckmaschine (
15 ) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass Druckluftversorgung (13 ) und Versorgung elektrischer Energie (1 ,4 ,9 ) am selben Ende des Zylinder (6 ) erfolgen. - Druckmaschine (
15 ) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehdurchführung (13 ) zur Versorgung pneumatischer Energie auf dem Zylinder (6 ) in den elektrischen Übertrager (1 ,9 ) integriert ist. - Druckmaschine (
15 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierelektronik (2 ) der Aktuatoren (3 ) mit der Maschinensteuerung (18 ) der Druckmaschine (15 ) über ein Bus-System verbunden ist. - Druckmaschine (
15 ) nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass Daten zur Übertragung über den Drehübertrager (1 ,4 ,5 ,9 ) mittels Bus-System direkt oder durch Protokollumwandlung auf den Zylinder (6 ) übertragen werden. - Druckmaschine (
15 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Bedieneinrichtung (21 ) zur Eingabe von Steuerbefehlen durch Bedienpersonal an die Aktuatoren (3 ) auf dem Zylinder (6 ) vorhanden ist, welche mit der Maschinensteuerung (18 ) der Druckmaschine (15 ) in Verbindung steht. - Druckmaschine (
15 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (3 ) individuell angesteuert werden. - Druckmaschine (
15 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierelektronik (2 ) in die Aktuatoren (3 ) integriert ist. - Druckmaschine (
15 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (6 ) ein Plattenzylinder oder ein Gummituchzylinder ist und dass sich die Aktuatoren (3 ) zumindest teilweise in einem Kanal (17 ) des Zylinders (6 ) befinden. - Druckmaschine (
15 ) nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (3 ) zur Verformung des Aufzugs (16 ) auf dem Zylinder (6 ) zumindest teilweise über einen Mechanismus zur klemmenden Befestigung des Aufzugs (6 ) im Kanal (17 ) verfügen. - Druckmaschine (
15 ) nach einem der Ansprüche 12 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmaschine (15 ) mehrere Druckwerke (22 ) aufweist und dass die Drehübertrager (4 ) über einen gemeinsamen Stator (9 ) mit elektrischer Energie und/oder elektrischen Signalen versorgt werden. - Druckmaschine (
15 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer geometrischen Änderung des Aufzugs (16 ) auf dem Zylinder (6 ) in axialer Richtung eine etwaige zuvor vorgenommene Änderung in Umfangsrichtung durch Ansteuerung der Aktuatoren (3 ) zunächst rückgängig gemacht wird und dass nach Ausführung der axialen Änderung die Änderung in Umfangsrichtung wieder hergestellt wird.
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