DE102008049952A1

DE102008049952A1 - Lernende Geschwindigkeitskompensation

Info

Publication number: DE102008049952A1
Application number: DE200810049952
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. Elter; Nikolaus Pfeiffer
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2010-04-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lernen von Kennlinien zur Geschwindigkeitskompensation bei Duktorwalzen in Farbwerken (16, 17) oder Feuchtwerken (18, 19) in Druckmaschinen (1) mit einem Rechner (5). Die Erfindung zeichnet sich durch die folgenden Verfahrensschritte aus: - Ermittlung eines Korrekturwertes (Deltan(vH)) für die Drehzahl des Duktors in Abhängigkeit der Druckgeschwindigkeit (vN) vor einer Geschwindigkeitsänderung und der Druckgeschwindigkeit (vH) nach einer Geschwindigkeitsänderung im Rechner (5) und - Anpassen einer im Rechner (5) abgespeicherten Drehzahlkennlinie des Duktors zur Geschwindigkeitskompensation mittels des berechneten Korrekturwertes (Deltan(vH)).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lernen von Kennlinien zur Geschwindigkeitskompensation bei Duktorwalzen in Farbwerken oder Feuchtwerken in Druckmaschinen mit einem Rechner.
Aus der DE 10 2004 033 056 A1 ist die automatisierte Bedienung mittels Bedienagenten in Druckmaschinen bekannt. Bei dieser Technik ermittelt ein Rechner aus den Betriebszuständen der Druckmaschine und den auf der Druckmaschine laufenden Druckaufträgen die für die Abwicklung des jeweiligen Druckauftrags benötigten Einstellungen der Druckmaschine und weist das Bedienpersonal auf manuelle Eingreife zum richtigen Zeitpunkt hin. Dabei wird auch die Optimierung von Kennlinien anhand von protokollierten Daten der durchgeführten Druckaufträge vorgeschlagen. Dabei erfasst die Steuerungseinrichtung der Druckmaschine häufige Änderungen der Kennlinien insbesondere eines Farbwerks in der Druckmaschine und merkt sich diese Änderungen, um bei wiederholter Bedienung der Druckmaschine durch den gleichen Bediener die von dieser Bedienperson bevorzugten Kennlinien auszuwählen. Außerdem kann die Steuerungseinrichtung dem Bedienpersonal die Übernahme von Kennlinien aus ähnlichen Druckaufträgen anbieten, welche anderes Bedienpersonals an derselben Druckmaschine verwendet hat, so dass jeder, welcher die Druckmaschine bedient, von den Erfahrungen anderer Nutzer profitieren kann. Die DE 10 2004 033 056 A1 trifft allerdings keine Aussagen darüber, wie Kennlinien zur Geschwindigkeitskompensation in Farbwerk und Feuchtwerk einer Druckmaschine bei sich ändernder Druckgeschwindigkeit gelernt werden.
Das Kennlinienlernen ist grundsätzlich auch aus mehreren Bereichen einer Druckmaschine bekannt. So können z. B. Kennlinien für Saugluft und Blasluft zu geeigneten Zeitpunkten gelernt werden. Ebenso ist das Lernen von Farbvoreinstellkennlinien bekannt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Ermittlung optimierter Geschwindigkeitskompensationskennlinien zur Steuerung von Farbwerken und Feuchtwerken in Druckmaschinen bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird die vorliegende Aufgabe durch Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen und den Zeichnungen zu entnehmen. Die Geschwindigkeitskompensation sorgt dafür, dass die gewünschte Färbung auch bei Änderungen der Druckgeschwindigkeit der Druckmaschine 1 beibehalten wird. Bei Änderungen der Druckgeschwindigkeit müssen Kompensationsmaßnahmen erfolgen, so dass die Färbung auf dem Bogen konstant bleibt. Diese Kompensation erfolgt kennliniengesteuert. Die Kennlinien wiederum müssen prozessabhängig manuell eingestellt und gepflegt werden. Idealerweise passen sich die Kennlinien zur Geschwindigkeitskompensation automatisch während der Produktion im Hintergrund an die jeweiligen Prozessbedingungen an, ohne dass ein Benutzereingriff erfolgen muss.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
1: eine Bogenrotationsdruckmaschine mit einem erfindungsgemäß programmierten Rechner sowie einer Anzeigevorrichtung,
2: zeigt die Änderung der Druckgeschwindigkeit,
3: geänderte Kennlinie mit geänderter Stützstelle,
4: unstetige geänderte Kennlinie,
5: geänderte Kennlinie mit neuer Steigung und
6: geändertes Kennlinienfeld.
Die in 1 gezeigte Druckmaschine 1 verfügt über zwei Druckwerke 3, 4, welche jeweils ein Farbwerk 16, 17 und ein Feuchtwerk 18, 19 aufweisen. Die Farbwerke 16, 17 dienen zur Farbdosierung und verfügen über elektrische Stellmotoren, welcher an einen Steuerungsrechner 5 der Druckmaschine 1 angebunden sind. Mit den Feuchtwerken 18, 19 kann die in den Farbwerken 16, 17 dosierte Farbe angefeuchtet werden. Auch die Feuchtmitteldosierung in den Feuchtwerken 18, 19 ist durch den Steuerungsrechner 5 kontrollierbar. Die dosierte und angefeuchtete Farbe wird in den Druckwerken 3, 4 zunächst auf die Plattenzylinder 11, 12 mit der Druckplatte übertragen und von dort auf die Gummituchzylinder 13, 26. Von dort aus wird dann das Druckbild im Druckspalt zwischen den Gummituchzylindern 13, 26 und den Gegendruckzylindern 10, 28 auf die in der Druckmaschine 1 befindlichen Druckbogen 9 übertragen. Zwischen den beiden Druckwerken 3, 4 werden die Bedruckstoffe 9 mittels eines Transportzylinders 14 übergeben. Die benötigten neuen Druckbogen 9 werden im Anleger 2 mittels einer Saugvorrichtung von einem Anlegerstapel 8 abgehoben und über einen Saugbändertisch dem ersten Druckwerk 3 zugeführt. Im Anschluss an das zweite Druckwerk 4 werden die fertigen Bedruckstoffe 9 an Greiferketten im Ausleger 6 übergeben und auf dem Auslegerstapel 7 abgelegt. Der Steuerungsrechner 5 der Druckmaschine 1 ist über Kommunikationsverbindungen 22 mit sämtlichen elektrischen Verstellmotoren der Druckmaschine 1 verbunden, um die gewünschten Verstellvorgänge vornehmen zu können. Insbesondere kann der Steuerungsrechner 5 einzelne Farbzonen in den Farbwerken 16, 17 zur Dosierung der Farbe oder Feuchtwerken 18, 19 zur Dosierung der Feuchte verstellen.
An den Steuerungsrechner 5 ist außerdem ein Bildschirm 15 angeschlossen, auf welchem der Betriebszustand der Druckmaschine 1 dargestellt wird und über den Eingaben des Bedienpersonals möglich sind. Des weiteren ist über eine Kommunikationsverbindung 22 ein externes Farbmessgerät 20 an den Steuerungsrechner 5 angeschlossen, mit dem im Auslegerstapel 7 abgelegte fertigproduzierte Druckbogen 9 farblich vermessen werden können. Dazu müssen die Druckbogen 9 vom Bedienpersonal dem Auslegerstapel 7 entnommen und unter das Farbmessgerät 20 gelegt werden. Des Weiteren verfügt die Druckmaschine 1 ausgangs des zweiten Druckwerkes 4 über eine Inlinefarbmess-Einrichtung 21, welche die Druckbogen 9 ebenfalls farblich vermessen kann. Mit der Inlinefarbmess-Einrichtung 21 können die produzierten Druckbogen 9 ständig farblich vermessen werden, so dass dem Steuerungsrechner 5 vom Inline-Farbmessgerät 21 ständig Farbmesswerte übermittelt werden können. Die so erfassten Farbmesswerte werden im Steuerungsrechner 5 mit einer vom Bedienpersonal vorgegebenen Soll-Färbung, welche vom jeweiligen Druckauftrag und der dazugehörigen Druckvorlage abhängig ist, verglichen. Diese Färbung soll auch bei Änderung der Druckgeschwindigkeit der Druckmaschine 1 beibehalten werden.
Die Geschwindigkeitskompensation Farbe kompensiert Färbungsänderungen bei Druckgeschwindigkeitsänderungen. In der Regel muss bei steigender Druckgeschwindigkeit v der Farbduktor n schneller drehen, um die Färbung auf dem Bogen konstant zu halten. Da bei höheren Duktoreinstellungen mit größeren Farbstreifenbreiten bf typischerweise weniger stark kompensiert werden muss als bei niedrigeren Farbstreifenbreiten bf, gibt es ein duktorabhängiges Kennlinienfeld. Die Geschwindigkeitskompensation arbeitet im Hintergrund, d. h. bei einer vom Drucker vorgegeben Farbstreifenbreite bf und einer Druckgeschwindigkeitsänderung bleibt in der Software des Rechners 5 der aktuelle Anzeigewert der Farbstreifenbreite bf_akt erhalten, die reale Duktordrehzahl n ändert sich aber entsprechend der Kennlinie. Die Geschwindigkeitskompensationskennlinien sind ausgelegt auf die Einrichtgeschwindigkeit und werden auf den Wert v_VE = 9000 Dr/h festgelegt. An diesem x-Wert sollte die Kennlinie nicht verändert werden, da sich ansonsten die Farbvoreinstellung ändert.
In 2 wird eine Geschwindigkeitsänderung vorgenommen. Zum Zeitpunkt t_N vor einer Geschwindigkeitsänderung stehen die Öffnungen Farbzonen (gemittelt) in den Farbwerken 16, 17 auf DIO_N. Die gemessene Färbungsabweichung beträgt (gemittelt) ΔF_N, der Farbduktor steht auf bf_N und dreht mit der Drehzahl n(v_N). Danach wird die Maschine auf eine andere Geschwindigkeit v_H gebracht. Zum Zeitpunkt t_H wird dann eine Messung durchgeführt mit einer neuen Färbung ΔF_H, der Farbduktor steht auf bf_H und dreht mit der geschwindigkeitskompensierten Drehzahl n(v_H).
Um den Korrekturwert Δn zu ermitteln, gibt es drei Möglichkeiten. Es kann ein Farbmessgerät 20, 21 benutzt werden. Die Farbzonenstellung DIO_H sind vor der Nachführung t_H unverändert, d. h. DIO_H = DIO_N. Gleiches gilt für den Farbduktor: bf_N = bf_H. Dann gilt für die Anpassung der Geschwindigkeitskompensationskennlinie: Δn(vH) = ΔFH – ΔFN.
Idealerweise ist ΔF_N = 0. D. h. der Druckjob wurde auf den Sollwert geregelt und der Drucker möchte mit der Produktion bei höherer Druckgeschwindigkeit beginnen. Dann gilt: n(vH)Neu = [1 + Δn(vH)]·n(vH)Alt
Optional werden die zonalen Mittelwerte ΔF_H und ΔF_N nicht gleichmäßig gemittelt sondern gewichtet, z. B. so dass die Färbungsabweichungen von Zonen mit niedriger Flächendeckung ein höheres Gewicht erhalten als andere Zonen, oder dass Randzonen nicht mit berücksichtigt werden.
Wenn kein Farbmessgerät in Verwendung ist, kann bei Geschwindigkeitsänderungen die Kennlinie zur Geschwindigkeitskompensation wie folgt angepasst werden: Δn(vH) = (DIOH·bfH)/(DION·bfN) n(vH)Neu = [1 + Δn(vH)]·n(vH)Alt
Dabei wird implizit davon ausgegangen, dass die Färbung bei (DIO_H·bf_H) und bei (DIO_N·bf_N) identisch ist. Die Software der Steuerung 5 muss daher detektieren, dass DIO_H und bf_H keine Zwischeneinstellungen des Druckers, sondern valide, stabile Werte sind. Dies ist der implizit der Fall, wenn der Drucker für x Bögen mit beispielsweise x = 800 Bogen an den Farbzonen und am Duktor nichts ändert.
Auch in diesem Fall werden wie bei der Variante mit Farbmessgerät 20, 21 optional die zonalen Mittelwerte DIO_H und DIO_L nicht gleichmäßig gemittelt sondern gewichtet.
In erster Näherung können die beiden genannten Verfahren auch superponiert werden: Δn(vH) = (ΔFH – ΔFN)·(DIOH·bfH)/(DION·bfN) nn(vH)Neu = [1 + Δn(vH)]·n(vH)Alt
Wie in 3 abgebildet kann mit dem neuen Wert n(v_H)_Neu die aktuelle Geschwindigkeitskompensationskennlinie n_bf,akt angepasst werden. Allerdings kann nicht einfach eine neue lineare Kennlinie durch n(v_N) und n(v_H)_Neu gezogen werden, weil dann die Stützstelle bei v_VE = 9000 Dr/h geändert würde. Es müssen daher andere Möglichkeiten der Anpassung der Kennlinien zur Geschwindigkeitskompensation gesucht werden. Eine erste praktikable Möglichkeit geht aus 4 hervor. Hier werden alle Drehzahl-Werte mit v >= v_N, sofern v_N >= v_VE linear/prozentual gewichtetet geändert. Die Kennlinienänderung erfolgt erst ab einer gewissen Druckgeschwindigkeit z. B. ab v_VE = 9000 Dr/h.
In der Variante gemäß 5 wird die alte Kennlinie um v_VE als Fixpunkt n(v_VE)_Neu n(v_VE)_Alt mit einer neuen Steigung m gedreht, so dass die Kurvenform der alten Kennlinie erhalten bleibt: m = [n(vH)Neu – n(vN)]/[vH – vN]
Die Kennlinienänderung erfolgt auch hier erst ab einer gewissen Druckgeschwindigkeit z. B. ab v_VE = 9000 Dr/h.
6 zeigt die Anpassung des gesamten Kennlinienfeldes. Beim ersten Lernvorgang i des Kennlinienfelds werden die Stützstellen der Grenzkennlinien n_bf2 und n_bf1 linear/prozentual auf Basis der Änderungen der aktuellen Kennlinie b_ft,akt geändert: nbf2(v)Neu = nbf,akt(v)Neu/nbf,akt(v)Alt·nbf2(v)Alt nbf1(v)Neu = nbf,akt(v)Neu/nbf,akt(v)Alt·nbf1(v)Alt
Beim zweiten Lernvorgang i + 1 wird das Kennlinienfeld mitgelernt, sofern sich der Farbduktor bf_i+1 im Vergleich zum vorangegangen Lernschritt bf_i deutlich geändert hat:

• Berechnung einer neuen Geschwindigkeitskompensationskennlinie n_bf,i+1,Neu
• Mit der vorangegangenen gelernten Geschwindigkeitskompensationskennlinie n_bf,i,Neu werden die beiden Grenzkennlinien n_bf2 und n_bf1 extrapoliert.

Bei zu geringen Geschwindigkeitsänderungen dv ist es nicht sinnvoll, die Kennlinie direkt neu zu lernen. In diesen Fällen wird der Korrekturwert Δn(v_H) in der Steuerung 5 so lange aufsummiert, bis die Geschwindigkeitsänderung größer als eine gewisse Schwelle ist. Dann wird der Korrekturfaktor übernommen und der Fehlerspeicher wieder auf Null gesetzt. Die Geschwindigkeitskompensationskennlinien können druckauftragspezifisch gelernt werden in Abhängigkeit von Farbe, Papier, Flächendeckung etc. und beim Laden eines Druckauftrags prozessabhängig automatisch von der Software der Steuerung 5 zugewiesen werden. Bei der Flächendeckungsabhängigkeit können Cluster-Kennlinien gebildet werden, z. B. Kennlinien für niedrige, mittlere, und hohen Flächendeckungen. Oder die Geschwindigkeitskompensation erfolgt flächendeckungsabhängig über Farbzonenöffnungsänderungen.
Es gibt zwei bevorzugte Anpasszeitpunkte der Kennlinien zur Geschwindigkeitskompensation. Das Lernen wird am Ende des Auftrags und für den nächsten Druckauftrag angewendet. Es ist aber auch ein Lernen direkt während es Druckauftrags möglich, wenn ΔF_H eine gewisse Toleranzschwelle unterschritten hat. Beim Lernen der Kennlinie muss aber beachtet werden, dass sich die aktuelle Farbduktordrehzahl n_H und damit die Färbung nicht ändert. Das hat zur Folge, dass sich der Farbduktoranzeigewert bf auf dem Bildschirm 15 ändern muss. Dies erfolgt automatisch in der Software, ggf. mit Hinweis an den Drucker.
Wenn während des Lernzeitraums zwischen t_N und t_H + x Bogen außer Farbduktor- und Farbzonenänderungen weitere färbungsrelevante Änderungen erfolgen, wie z. B. Feuchtmittelverstellungen, Änderung der Druckbeistellung/Druckverfahren o. ä., wird nicht gelernt. Wenn die Maschinengeschwindigkeit mehrfach geändert wird, z. B. v_H1, v_H2 und es hierzu gültige Färbungswerte DIO, bf und/oder ΔF gibt, so werden für jede Maschinengeschwindigkeitsänderung Korrekturwerte Δn_H1 und Δn_H2 berechnet, um daraus einen entsprechend gewichteten Gesamtkorrekturwert Δn zu erhalten.

1: Druckmaschine
2: Anleger
3, 4: Druckwerk
5: Steuerungsrechner
6: Ausleger
7: Auslegerstapel
8: Anlegerstapel
9: Druckbogen
10, 28: Gegendruckzylinder
11, 12: Plattenzylinder
13, 26: Gummituchzylinder
14: Transportzylinder
15: Bildschirm
16, 17: Farbwerk
18, 19: Feuchtwerk
20: Farbmessgerät
21: Inlinefarbmess-Einrichtung
22: Kommunikationsverbindung
t_N: Zeitpunkt Beginn Geschwindigkeitsänderung
t_H: Zeitpunkt Abschluss Geschwindigkeitsänderung
DioN: Farbzoneneinstellung Beginn Geschwindigkeitsänderung
DioH: Farbzoneneinstellung Ende Geschwindigkeitsänderung
ΔF_N: Färbungsabweichung vor Geschwindigkeitsänderung
ΔF_H: Färbungsabweichung nach Geschwindigkeitsänderung
bf_N: Farbstreifenbreite vor Geschwindigkeitsänderung
bf_H: Farbstreifenbreite nach Geschwindigkeitsänderung
n(v_N): Drehzahl vor Geschwindigkeitsänderung
n(v_H): Drehzahl nach Geschwindigkeitsänderung
Δn(v_H): Korrekturwert
v_N: Druckgeschwindigkeit vor Geschwindigkeitsänderung
v_H: Druckgeschwindigkeit nach Geschwindigkeitsänderung
v_VE: vorgegebene, nicht zu verändernde Stützstelle
n_{bf,akt alt}: alte Geschwindigkeitskompensationskennlinie
n_{bf,akt neu}: neue Geschwindigkeitskompensationskennlinie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102004033056 A1 [0002, 0002]

Claims

Verfahren zum Lernen von Kennlinien zur Geschwindigkeitskompensation bei Duktorwalzen in Farbwerken (16, 17) oder Feuchtwerken (18, 19) in Druckmaschinen (1) mit einem Rechner (5) umfassend die folgenden Verfahrensschritte: – Ermittlung eines Korrekturwertes (Δn(v_H)) für die Drehzahl des Duktors in Abhängigkeit der Druckgeschwindigkeit (v_N) vor einer Geschwindigkeitsänderung und der Druckgeschwindigkeit (v_H) nach einer Geschwindigkeitsänderung im Rechner (5) und – Anpassen einer im Rechner (5) abgespeicherten Drehzahlkennlinie des Duktors zur Geschwindigkeitskompensation mittels des berechneten Korrekturwertes (Δn(v_H)).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Färbung auf Bedruckstoffen (9) in der Druckmaschine (1) vor der Geschwindigkeitsänderung und die Färbung nach der Geschwindigkeitsänderung gleich sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Färbung nach der Geschwindigkeitsänderung mittels eines Farbmessgeräts (20) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Farbwerk (16, 17) oder das Feuchtwerk (18, 19) Zonen aufweist und auftretende Färbungsabweichungen bei der Ermittlung des Korrekturwerts (Δn(v_H)) über die Zonen hinweg unterschiedlich gewichtet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kennlinien nur gelernt werden, wenn sich die Farbstreifenbreite (bf_H) des Duktors im Vergleich zu einem vorangegangenen Lernschritt wesentlich verändert hat.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei geringen Geschwindigkeitsänderungen keine neue Kennlinie gelernt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lernen der Kennlinien erst dann erfolgt, wenn sich geringe Abweichungen zu einem Wert oberhalb einer vorgegebenen Schwelle aufsummiert haben.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gelernte Kennlinie stetig verläuft.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kennlinien zur Geschwindigkeitskompensation nur gelernt werden, wenn in der Druckmaschine (1) außer den Verstellvorgängen zur Geschwindigkeitskompensation keine weiteren Veränderungen ablaufen.