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Die Erfindung betrifft eine Bogendruckmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Die meisten Bogendruckmaschinen sind ausgelegt, um Bedruckstoffbogen von einem in einem Bogenanlagebereich angeordneten Stapel einzuziehen und zu bedrucken. Für ein passgerechtes Bedrucken ist es wichtig, dass die Bogen exakt ausgerichtet in die Druckwerke der Druckmaschine einlaufen.
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Aus
DE 101 16 980 A1 ist eine Vorrichtung zum Ausrichten von Bogen bekannt, die im Bogenanlagebereich einer Bogendruckmaschine angebracht werden kann, und die einen Sensor zum Erfassen einer in Bogenlaufrichtung orientierten Kante eines Bogens sowie einen Positionierungstisch umfasst, der orthogonal zur Bogenlaufrichtung beweglich ist, um einen auf dem Positionierungstisch fixierten Bogen mit exakt ausgerichteter Kante einem Druckwerk der Druckmaschine zuzuführen.
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Aus
DE 101 03 040 A1 ist eine Bogendruckmaschine bekannt, bei der dem Bogenanlagebereich ein Halter für eine auf einer Rolle aufgewickelte Bedruckstoffbahn und ein Querschneider zum Vereinzeln der von der Rolle abgewickelten Bedruckstoffbahn in Bogen vorgelagert sind. Wenn die Rolle nicht exakt in Bezug auf den Bogenanlagebereich positioniert ist, sind die von der Rolle abgeschnittenen Bogen bei Erreichen des Bogenanlagebereichs systematisch in gleicher Richtung versetzt. Wenn diese Bogen mithilfe des bekannten Positionierungstisches ausgerichtet werden sollen, muss der Positionierungstisch für jeden Bogen in eine erste Richtung verschoben werden, um den eintreffenden Bogen aufzunehmen, und anschließend in entgegengesetzter Richtung verschoben werden, um ihn in Bezug auf das Druckwerk auszurichten. Die Hin- und Her-Bewegung des Positionierungstisches verzögert die Zuführung der Bogen und beeinträchtigt die Produktivität der Druckmaschine.
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Aufgabe der Erfindung ist, eine Bogendruckmaschine zu schaffen, die in der Lage ist, eine auf einer Rolle aufgewickelte Druckstoffbahn zu verarbeiten.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine exakte Ausrichtung der dem Druckwerk zugeführten Bogen ohne Zeitverlust möglich ist. Da die Rolle als Ganzes in axialer Richtung anhand der von dem Sensor gelieferten Informationen ausgerichtet wird, entfällt die Notwendigkeit, die im Bogenanlagebereich eintreffenden Bogen einzeln in einer gleichen Richtung zu verschieben.
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Eine Korrektur der Position der Rolle wirkt sich erst mit Verzögerung auf die Position der am Bogenanlagebereich eintreffenden Bogen aus. Daher kann der Regelkreis ins Schwingen geraten, wenn der Regler auf eine Abweichung zwischen Soll- und Ist-Position der in Bogenlaufrichtung orientierten Kante eines eintreffenden Bogens zu schnell und heftig reagiert. Ein Anschwingen des Regelkreises kann zwar auch durch einen Integralterm in der Transmissionsfunktion des Reglers unterdrückt werden, doch verzögert dieser auch das Erreichen einer korrekten Ausrichtung. Um ohne Anschwingen eine schnelle Korrektur der Position der Rolle zu erzielen, kann der erste Regelkreis eine Vorhersageeinheit zum Vorhersagen einer Änderung der vom ersten Sensor erfassten Position der Bogen in Reaktion auf eine Verstellung der Rolle umfassen, wobei die Ausgabe dieser Vorhersageeinheit als Führungsgröße in den Regler eingeht.
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Die Vorhersageeinheit sollte eingerichtet sein, als Reaktion auf die Ausgabe eines Stellbefehls durch den Regler an den Aktuator ein zu einer aus dem Stellbefehl resultierenden Verstellung der Rolle proportionales Signal während einer begrenzten Zeitspanne auszugeben, um auf diese Weise die Zeitspanne zwischen dem Verstellen der Rolle und einer daraus resultierenden Verlagerung der Bogenkanten am Sensor zu überbrücken.
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Die Zeitspanne, während derer die Vorhersageeinheit das Signal ausgibt, sollte der Laufzeit des Bedruckstoffs vom Halter zum ersten Sensor entsprechen.
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Die Aufgabe wird ferner durch die Merkmale des Anspruchs 5 gelöst.
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Da der zweite Sensor an dem Halter selber vorgesehen ist, kann dieser eine Verstellung der Rolle verzögerungsfrei erfassen.
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Eine Bogendruckmaschine mit lediglich einem Sensor am Halter ist zwar in der Lage, die Position der Rolle schnell auf einen Sollwert zu bringen, nicht jedoch, diesen Sollwert automatisch passend zu den Anforderungen eines nachgeordneten Druckwerks festzulegen. Bevorzugt ist daher, beide Sensoren, den im Bogenanlagebereich und den am Halter, in einer Bogendruckmaschine zu kombinieren.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht des Eingangsbereichs einer erfindungsgemäßen Bogendruckmaschine;
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2 ein Blockdiagramm des Regelkreises eines Regelkreises der Bogendruckmaschine gemäß einer ersten Ausgestaltung;
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3 ein Blockdiagramm eines Regelkreises der Bogendruckmaschine gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung.
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Die erfindungsgemäße Bogendruckmaschine umfasst einen Anlagebereich 01, wenigstens ein, meist mehrere Druckwerke, eventuell ein Lackwerk, ein Trockenwerk oder ein Kalibrierwerk und einen Bogenausleger, die von Bedruckstoffbogen während des Bedruckens der Reihe nach durchlaufen werden. Die diversen Werke und der Bogenausleger sind an sich bekannt. Sie werden deshalb hier nicht weiter beschrieben und sind auch, mit Ausnahme eines ersten Druckwerks 17, in 1 nicht dargestellt, gezeigt ist lediglich am linken Rand der Figur der Anlagebereich 01 und eine Bogenzuführgruppe 02, die anstelle eines gestrichelt dargestellten Bogenstapels 03 am Anlagebereich 01 platzierbar ist, um die Druckwerke mit zu bedruckenden Bogen zu versorgen.
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Der Bogenanlagereich 01 umfasst einen Anlagetisch 04 und eine Taktrolle 05, die in Drehung versetzbar ist, um einen frischen Bogen vom Bogenstapel 03 oder, im hier gezeigten Fall, von einem Förderband 06 der Bogenzuführgruppe 02 aufzunehmen und auf den Anlagetisch 04 zu ziehen. Ein erster Sensor 07 zum Erfassen einer zur Bogenlaufrichtung parallelen Kante der Bogen ist hier über dem Förderband 06 bzw. dem Bogenstapel 03 dargestellt; er könnte auch, in Bogenlaufrichtung hinter der Taktrolle 05, am Anlagetisch 04 vorgesehen sein.
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Das Förderband 06 fördert einen geschuppten Strom von Bogen 08. Dieser Strom wird erhalten, in dem eine Bedruckstoffbahn 19 von einer auf einem Halter 09 quer zur Bogenlaufrichtung verschiebbar gehaltenen Rolle 10 abgewickelt und dabei zunächst durch einen Klemmspalt 11 zwischen zwei Antriebswalzen 12, 13 gezogen und in einem Spalt 14 zwischen einer Messerwalze 15 und einer Widerlagerwalze 16 eines Querschneiders 18 in Bogen zerlegt wird. Das hintere Ende eines jeden Bogens 08 wird mithilfe eines Saugbandes 20 angehoben, um zwischen diesem Bogen und einem sich darunter erstreckenden Förderband 21 einen Spalt 22 zu schaffen. Das Saugband 20 und das Förderband 21 laufen mit niedrigerer Geschwindigkeit als die Walzen 12, 13, 15, 16, so dass der nächstfolgende Bogen in den Spalt 22 eingeschoben wird und so der geschuppte Strom entsteht, der dem Anlagebereich 01 zugeführt wird.
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Am Halter 09 ist ein Stellantrieb 23 vorgesehen, um die Rolle 10 in Richtung ihrer Achse, d.h. senkrecht zur Ebene der 1, zu verschieben. Der Stellantrieb 23 ist zusammen mit dem Sensor 07 Teil eines Regelkreises, von dem eine erste Ausgestaltung in 2 dargestellt ist.
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Der Sensor 07 liefert eines von zwei Eingangssignalen eines Komparators 24, das zweite Eingangssignal, von einer nicht dargestellten übergeordneten Steuerung an einem Eingang 25 eingespeist, bezeichnet eine Sollposition der vom Sensor 07 erfassten Kante der Bogen. Diese Sollposition ist im Allgemeinen während eines Druckauftrags konstant und kann von der Breite der verarbeiteten Bedruckstoffbahn 19 abhängen.
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Die zur Differenz der Eingangssignale proportionale Ausgabe des Komparators 24 bildet das Eingangssignal eines Reglers 26, der seinerseits Stellbefehle an den Stellantrieb 23 ausgibt. Da jede Stellbewegung des Stellantriebs 23 eine gewisse Zeit benötigt, bis die Verstellung der Rolle 10 sich als eine Verlagerung der Bogenkanten am Sensor 07 auswirkt, kann die Übertragungsfunktion des Reglers 26, um ein Oszillieren des Regelkreises zu vermeiden, als bestimmenden Anteil einen Integralterm enthalten. Dieser bewirkt während der Totzeit des Systems, zwischen der Erkennung einer Sollwertabweichung am Komparator 24 und der Rückwirkung einer daraufhin vom Stellantrieb 23 vorgenommenen Korrektur auf die vom Sensor 07 erfasste Position der Bogenkante, eine gleichmäßige Verstellung des Stellantriebs 23 mit zur erfassten Sollwertabweichung proportionaler Geschwindigkeit.
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Bei der Ausgestaltung der 2 werden die vom Regler 26 ausgegebenen Stellbefehle nicht nur vom Stellantrieb 23 empfangen, sondern auch von einer Vorhersageeinheit 27, die den Zusammenhang zwischen Stellbefehlen und daraus resultierender Verlagerung der Rolle 10 zumindest näherungsweise kennt und in der Lage ist, vorherzusagen, wie aus einem gegebenen Stellbefehl resultierende Verlagerung der Bogenkante das Ausgangssignal des Sensors 07 verändert. Indem das Ergebnis der Vorhersage einem der beiden Eingangssignale des Komparators 24 durch einen Addierer 28 vorzeichenrichtig überlagert wird, wirkt ein Stellbefehl des Reglers 26 praktisch verzögerungsfrei auf dessen Eingang zurück. Der Regler 26 kann daher mit kurzen Reaktionszeiten arbeiten, ohne dass dadurch Schwingungen des Regelkreises angeregt werden.
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Die Zeitspanne, während derer die Vorhersageeinheit 27 nach Empfang eines Stellbefehls ein Korrektursignal an den Addierer 28 ausgibt, sollte der Laufzeit des Bedruckstoffs von der Rolle 10 bis zum Sensor 07 entsprechen, so dass, wenn die Verstellung der Rolle 10 sich tatsächlich auf das Erfassungsergebnis des Sensors 07 auszuwirken beginnt, das entsprechende Korrektursignal der Vorhersageeinheit 27 wieder verschwindet.
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Um die Zeitspanne, während derer die Vorhersageeinheit 27 das Korrektursignal ausgibt, trotz eventuell variabler Laufgeschwindigkeit des Bedruckstoffs korrekt zu regeln, hat die Vorhersageeinheit 27 einen Eingang 29 für ein Geschwindigkeitssignal, das die Geschwindigkeit der Antriebswalzen 12, 13 angibt.
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Falls (wie in 1 gestrichelt dargestellt) auf dem Weg der Bedruckstoffbahn 19 von der Rolle 10 zum Querschneider 18 zum Ausgleich von Schwankungen der Bahngeschwindigkeit und -spannung eine bewegliche Tänzerrolle 33 angeordnet ist, dann sollte ein Sensor 34 zum Erfassen der Position der Tänzerrolle 33 mit der Vorhersageeinheit 27 verbunden sein, damit diese die entsprechend der Position der Tänzerrolle 33 veränderliche Laufzeit des Bedruckstoffs berechnen und die Zeitspanne, während derer das Korrektursignal ausgegeben wird, entsprechend anpassen kann.
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So können derselbe Sensor 07 und Regler 26, die im Stapelzufuhrbetrieb der Bogendruckmaschine einen (nicht dargestellten) Stellantrieb des Bogenstapels 03 ansteuern, um dessen Bogen im Bezug auf den Anlagetisch 04 korrekt auszurichten, auch die Position der Rolle 10 korrekt und effizient regeln.
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Der Regelkreis kann abschaltbar sein, um, wenn gewünscht, auch weiterhin eine manuelle Justierung der Position der Bogen am Anlagetisch 04 zu ermöglichen.
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Das Regelsystem der 3 unterscheidet sich von demjenigen der 2 dadurch, dass der Ausgang des Reglers 26 den Stellantrieb 23 nicht direkt anspricht, sondern seinerseits ein Führungsgrößensignal an einen Eingang eines Komparators 30 eines zweiten Regelkreises liefert. Das zweite Eingangssignal des Komparators 30 wird von einem Sensor 31 geliefert, der am Halter 09 angebracht ist, um die Position einer Kante der Rolle 10 zu erfassen. Der Komparator gibt ein für die Differenz der Eingangssignale repräsentatives Ausgangssignal an einen Regler 32 aus, der daraus Stellbefehle für den Stellantrieb 23 ableitet.
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Im Falle der 2 kann eine quantitative Messung durch den Sensor 07 ergeben, dass die Position der Bogenkanten von einer Sollposition um eine Strecke S abweicht, woraufhin der Regler 26 einen voraussichtlich einer Verstellung um diese Strecke S entsprechenden Stellbefehl an den Stellantrieb 23 ausgibt. Wenn allerdings die tatsächliche Bewegung des Stellantriebs 23 von der gewünschten Strecke S um ein Maß s abweicht, dann erfasst nach Ablauf der Totzeit der Sensor 07 die Abweichung s, und eine erneute Korrektur muss vorgenommen werden, so dass die Istposition der Sollposition in einem Zeitraum, der um ein Mehrfaches länger als die Totzeit ist, asymptotisch nähert. Im Gegensatz dazu wird im Falle der 3 eine Abweichung zwischen der vom Regler 26 ausgegebenen Sollposition des Stellantriebs 23 und dessen Istposition vom Komparator 30 erfasst und kann sofort, noch während der Laufzeit der Bogen von der Rolle 10 zum Sensor 07, korrigiert werden.
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Darüber hinaus ist es mit Hilfe des zweiten Regelkreises möglich, nach einem Rollenwechsel, noch vor Wiederaufnahme des Druckbetriebs, die Position der Kante der neu montierten Rolle an die der verbrauchten Rolle anzugleichen, so dass die von der neuen Rolle geschnittenen Bogen von vornherein korrekt positioniert am Sensor 07 ankommen und kein Nachregeln durch den ersten Regelkreis erforderlich wird. Die Wahrscheinlichkeit, dass beim Rollenwechsel Makulatur entsteht, ist daher gering.
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Das Regelsystem der 3 kann neben dem oben beschriebenen Betriebsmodus noch drei weitere unterstützen. Bei einem von diesen ist der zweite Regelkreis deaktiviert, so dass das System sich exakt wie dasjenige der 2 verhält. Wenn beide Regelkreise deaktiviert sind, kann, ebenfalls wie im Falle der 2, die Position der Bogen manuell justiert werden. Denkbar ist aber auch, (insbesondere nach erfolgreicher Justierung der Position der Bogen auf dem Anlagetisch 04) den ersten Regelkreis zu deaktivieren, d.h. das Führungsgrößensignal auf seinem zur Zeit der Deaktivierung aktuellen Wert einzufrieren, den zweiten Regelkreis aber in Betrieb zu lassen, so dass Schwankungen in der Position der Kante der Rolle 10 vom zweiten Regelkreis weiterhin ausgeglichen werden, aber keine Störungen des ersten Regelkreises bewirken können, die längere Zeit zum Abklingen benötigen.
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Einer vereinfachten Variante kann hier, wie auch, wie bereits in Bezug auf 2 beschrieben, die Vorhersageeinheit 27 auch fehlen. Der vom Komparator 30, Sensor 31 und Regler 32 gebildete Regelkreis erlaubt es dann, Schwankungen in der Position der Kante der Rolle 10, die sich während des Abwickelns der Rolle 10 zum Beispiel aufgrund von Unwucht oder einer ungleichmäßigen Aufwicklung der Bedruckstoffbahn 19 auf der Rolle 10 ergeben können, auszugleichen, bevor sich diese bis zum Anlagebereich 01 ausgebreitet haben. So kann die Position der Rolle 10 im Bedarfsfall schnell nachgeregelt werden, ohne dass es zu deutlichen Positionsabweichungen der Bogen 08 am Ort des Sensors 07 kommt.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Anlagebereich
- 02
- Bogenzuführgruppe
- 03
- Bogenstapel
- 04
- Anlagetisch
- 05
- Taktrolle
- 06
- Förderband
- 07
- Sensor
- 08
- Bogen
- 09
- Halter
- 10
- Rolle
- 11
- Klemmspalt
- 12
- Antriebswalze
- 13
- Antriebswalze
- 14
- Spalt
- 15
- Messerwalze
- 16
- Widerlagerwalze
- 17
- Druckwerk
- 18
- Querschneider
- 19
- Bedruckstoffbahn
- 20
- Saugband
- 21
- Förderband
- 22
- Spalt
- 23
- Stellantrieb
- 24
- Komparator
- 25
- Eingang
- 26
- Regler
- 27
- Vorhersageeinheit
- 28
- Addierer
- 29
- Eingang
- 30
- Komparator
- 31
- Sensor
- 32
- Regler
- 33
- Tänzerrolle
- 34
- Sensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10116980 A1 [0003]
- DE 10103040 A1 [0004]
