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Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 oder 27.
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Durch die
DE 37 30 625 A1 ist eine
Antriebsvorrichtung bekannt, wobei jeder Druckeinheit bzw. dem Falzapparat
einer Druckmaschine eine Primärstation
zugeordnet ist, welche Bediensollwerte von einer übergeordneten
Steuerung empfängt
und an die Sekundärstationen
betreffender Baugruppen weiterleitet.
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Die
DE
42 14 394 C2 offenbart eine Antriebsvorrichtung für eine längswellenlose
Druckmaschine, wobei der Falzapparat datentechnisch über einen Bus
mit Druckstellengruppen verbunden ist. Der Falzapparat liefert seine
Positionsreferenz an die Druckstellengruppen. Eine für die Antriebe
einer einzelnen Druckstellengruppe gemeinsame Antriebssteuerung
nimmt die Feinjustierung dieser Antriebe untereinander sowie in
Relation zum Falzapparat vor.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Antriebsverbindung zu schaffen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 oder 27 gelöst.
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Die mit der Erfindung erzielbaren
Vorteile bestehen insbesondere darin, dass mit der Positionsreferenz
aus der elektronischen Leitachse sowohl für die Druckeinheiten als auch
für den
Falzapparat auftretende Fehler in Meß- und oder mechanischen Antriebssystemen
besser handhabbar sind. Durch die Entkopplung und den Bezug auf
eine gemeinsame Leitachse sind sowohl für die Antriebe der Druckeinheiten
als auch für
den Falzapparat Offsetwerte gegenüber der Leitachse einstellbar
und in einer vorteilhaften Ausführung
für eine
bestimmte Produktion (Bahnführung)
vorgebbar. Von Vorteil ist eine Ausführung, wobei jedem rotatonischen
Antrieb der Druckeinheiten (zumindest den Antrieben der unabhängig von
anderen Formzylindern angetriebenen Formzylinder) und des Falzapparates
ein Offsetwert gegenüber
der Leitachse einstellbzw. vorgebbar ist. Diese Offsetwerte sind
vorzugsweise im jeweiligen Antriebsregler des Antriebes eingestellt
bzw. dort als Offset gespeichert. Die Vorgabe eines bestimmten Offsetwertes
kann z. B. in einem Leitstand eingegeben bzw. verändert werden
und/oder für
eine bestimmte Produktion dort gespeichert und entsprechend abgerufen
und anschließend
den Antriebsreglern bzw. untergeordneten Antriebssteuerungen übermittelt
werden.
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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 ein
erstes Ausführungsbeispiel
für die Antriebsvorrichtung;
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2 ein
zweites Ausführungsbeispiel
für die
Antriebsvorrichtung;
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3 ein
drittes Ausführungsbeispiel
für die Antriebsvorrichtung;
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4 eine
schematische Darstellung eines Antriebes;
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5 eine
schematische Darstellung der relativen Lage während des Betriebs.
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Eine Bearbeitungsmaschine für bahnförmige Materialien,
z. B. eine Druckmaschine, insbesondere eine Rollenrotationsdruckmaschine,
weist mehrere, mechanisch voneinander unabhängig jeweils durch einen Antriebsmotor
M angetriebene Einheiten auf.
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Diese unabhängig voneinander angetriebene
Einheiten können
z. B. direkt oder indirekt mit einer die Druckmaschine durchlaufenden
Bahn, z. B. Bedruckstoffbahn, zusammen wirken und müssen daher
in ihrer relativen Lage zur Bahn bzw. zueinander ausgerichtet sein.
Derartige Einheiten können Drucktürme 01,
einzelne Druckeinheiten 02, einzelne Druckwerke 03 oder
einzelne Zylinder 04, insbesondere einzelne Formzylinder 04,
von Druckwerken 03 sein. Ebenso kann eine derartige Einheit
z. B. eine die Bahn nach dem Bedrucken weiterverarbeitende Einheit 06,
insbesondere ein Falzapparat 06, oder aber z. B. Perforiereinrichtungen,
Stanzen, Sammeleinrichtungen, Schneideinrichtungen etc., darstellen. Des
weiteren kann eine derartig unabhängig angetriebene Einheit auch
ein oder mehrere Leitelemente 07, wie z. B. Zugwalzen,
Skipslitter, Registerwalzen etc., sein.
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1 zeigt
drei derartig mechanisch voneinander unabhängig durch Antriebsmotoren
M angetriebene Einheiten. Die beiden links dargestellten Einheiten
können
beispielsweise Drucktürme 01, Druckeinheiten 02,
Druckwerke 03 oder Zylinder 04 sein. Die mittlere
oder eine weitere, nicht dargestellte Einheit kann aber auch ein
Leitelement 07 sein. Die rechte Einheit stellt z. B. eine
weiterverarbeitende Einheit 06, insbesondere den Falzapparat 06 dar.
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Die Antriebsmotoren M weisen jeweils
einen Antrieb 08 mit Antriebsregelung auf, welche jeweils über mindestens
eine Signalleitung 09 miteinander und mit einer Rechen-
und Datenverarbeitungseinheit 11, z. B. einen Rechner 11,
verbunden sind. Die Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 kann
zusätzlich
eine Bedieneinheit aufweisen oder mit einer Bedieneinheit 10,
z. B. einem Leitstand 10, in Verbindung stehen. Die Antriebe 08 (bzw.
Regler) können prinzipiell
in Serie (nicht dargestellt) direkt in Ring- oder Busstruktur oder
aber wie dargestellt in einer Baumstruktur durch Signalleitungen 12 mit
der Signalleitung 09 verbunden sein.
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Die mindestens eine Signalleitung 09 führt Signale
einer Leitachsposition Φ,
welche durch eine Recheneinheit 13, z. B. eine übergeordnete
Antriebssteuerung 13, vorgegeben wird.
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Die Signalleitung 09 stellt
zusammen mit der Recheneinheit 13 die sog. virtuelle Leitachse 09, 13 (elektronische
Welle) für
die mit ihr verbundenen Einheiten dar, an welcher sich die Einheiten
in ihrer Lage bzw. Position orientieren. Diese Leitachsposition Φ wird an
die Antriebe 08 als Vorgabe (Führungsgröße) weitergegeben.
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Die Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 liefert
Vorgaben zur gewünschten
Produktionsgeschwindigkeit an die übergeordnete Antriebssteuerung 13,
und steht somit über
die übergeordnete
Antriebssteuerung 13, die Signalleitung 09 (Quer-Kommunikation)
und die Signalleitungen 12 in Verbindung zu den Antrieben 08.
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Jedem der Regler 08 ist
ein spezifischer Offset ΔΦi, z. B. Winkelversatz ΔΦi,
vorgebbar, welcher eine permanente aber veränderbare Verschiebung gegenüber der
Leitachsposition Φ festlegt.
Dieser Offset ΔΦi ist z. B. direkt am Regler 08 und/oder über Rechen-
und Datenverarbeitungseinheit 11 eingebbar und/oder für spezifische
Betriebssituationen, insbesondere spezifische Bahnführungen
in einem Speicher in der Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 abgelegt
und abrufbar. Ist die Signalleitung 09 entsprechend, beispielsweise
als breitbandiger Bus oder breitbandiges Netzwerk, ausgeführt, so
kann die Information über
den jeweils vorgegebenen und festgelegten Offset ΔΦ; sowie
die „rotierende" Leitachsposition Φ ggf. über die
gemeinsame Signalleitung 09 erfolgen. Die Signalleitung 09 kann
auch zusätzlich
jeweils mit einem Steuersystem 24 verbunden sein, welches
beispielsweise die von den Antriebsmotoren M verschiedenen Stellglieder
und Antriebe der Druckeinheiten 02 bzw. Druckwerke 03 bzw.
Falzapparate 06, z. B. Farbzuführung, Stellbewegungen von
Walzen und/oder Zylindern, Feuchtwerk, Positionen etc. steuert und/oder
regelt (Verbindung strichliert dargestellt).
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Der jeweilige Offset ΔΦi wird z. B. vor Produktionsbeginn vom Leitstand 10 oder
von der Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 an die
Antriebe 08 überführt und
dort gespeichert. In vorteilhafter Ausführung ist der Offset ΔΦi während
des Betriebes bzw. der Produktion am Antrieb 08 selbst,
insbesondere aber über
die Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 veränderbar.
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Die Offsetwerte ΔΦi für die verschiedenen Antriebe 08 können in
einer Variante auch in der übergeordneten
Antriebssteuerung 13 gespeichert werden. In diesem Fall
erhält
jeder Antrieb 08 über die
Signalleitungen 09; 12 (bzw. in Serie: nur 09)
als Vorgabe die Summe aus der rotierenden Leitachsposition Φ und dem
spezifischen, gespeicherten Offsetwert ΔΦi des
jeweiligen Antriebes 08.
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So folgen alle Antriebe 08,
beispielsweise die Antriebe 08 der beiden ersten z. B.
als Drucktürme 01 ausgeführten Einheiten
sowie der Antrieb 08 der als Falzapparat 06 ausgeführten Einheit
jeweils der rotierenden Leitachsposition Φ aus der übergeordneten Antriebssteuerung 13 mit
jeweils einem festgelegten Offsetwerte ΔΦi relativ
zur absoluten Lage der Leitachsposition Φ.
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Im Unterschied zu 1 ist in 2 für die Übermittlung
des jeweiligen Offset ΔΦi (und ggf. sonstiger relevanter Daten) eine
von der Signalleitung 09 verschiedene Signalleitung 14 vorgesehen. Des
weiteren ist für
die Verbindung zwischen der Signalleitung 09 und der Signalleitung 12 jeweils
ein Kommunikationsknoten 17, z. B. eine untergeordnete Antriebssteuerung 17,
vorgesehen.
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Die Recheneinheit 13 für die Vorgabe
der Leitachsposition Φ ist
z. B. über
die Signalleitung 14 mit der Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 verbunden,
von welcher sie beispielsweise wieder Vorgaben im Hinblick auf Produktionsgeschwindigkeit
bzw. aktuelle Solldrehzahl erhält.
Die jeweils aktuelle Leitachsposition Φ wird nun durch die übergeordnete
Antriebssteuerung 13 vorgegeben und in die Signalleitung 09 eingespeist.
Von dort wird die Information über
die umlaufende Leitachsposition Φ jeweils über die
Kommunikationsknoten 17, an die Signalleitung 12 gegeben
und dort direkt den für
die aktuelle Produktion relevanten Antrieben 08 zugeführt. Ein
Kommunikationsknoten
17 kann, wie in 2 dargestellt, über die Signalleitung 12,
z. B. ein Netzwerk 12 in Ring- oder Bustopologie, mit mehreren, jeweils
durch einen Antriebsmotor M angetriebene untergeordnete Einheiten,
wie z. B. Druckeinheiten 02, Druckwerken 03 oder
Zylindern 04, verbunden sein. Die in der Weise über einen
Kommunikationsknoten 17 zusammen gefaßten untergeordneten Einheiten werden
im folgenden als Gruppe 18 von mechanisch unabhängig voneinander
angetriebenen Einheiten bzw. Aggregaten bezeichnet. Die Kommunikationsknoten 17 gibt
in diesem Fall z. B. die Leitachsposition Φ aus der Signalleitung 09 an
die Antriebe 08 aller (im Rahmen der Produktion beteiligten)
nachgeordneter Einheiten, z. B. Druckeinheiten 02 oder
Druckwerke 03, dieser Gruppe 18 weiter.
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Die mittlere Einheit stellt im Beispiel
der 2 eine derartige
Gruppe 18 von mehreren Untereinheiten, z. B. zwei Druckeinheiten 02,
zwei Druckwerken 03 oder zwei Leitelementen 07 etc.
dar, deren Antriebe 08 beide über den Kommunikationsknoten 17 die
Leitachsposition Φ erhalten.
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In einer ersten Ausführung erfolgt
die Übergabe
der produktionsspezifischen Offsetwerte ΔΦi von
der Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 her bzw. vom
Leitstand 10 her an die einzelnen Antriebe 08 der
Einheiten, wo sie gespeichert und mit der Leitachsposition Φ zusammen
weiterverarbeitet werden. Die Übermittlung
erfolgt hier z. B. in Baumstruktur von der Signalleitung 14 über eine
gemeinsame Signalleitung 16 je Aggregat (oder sternförmig über mehrere
getrennte Signalleitungen 16 je Aggregat) zu den Antrieben 08 hin
(durchgezogene Linien).
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In einer zweiten Ausführung (strichliert)
erfolgt die Übermittlung
des Offset ΔΦi von der Signalleitung 14 über logische
Verbindungen 16' direkt
oder indirekt zu den jeweiligen Kommunikationsknoten 17. Die
physikalische Ausführung
der logischen Verbindungen 16' kann direkt oder indirekt über weitere
Verbindungen wie Buskoppler, Bridges etc., oder z. B. über ein
in 1 oder 3 dargestelltes Steuersystem 24,
erfolgen. Die Signalleitungen) 16 können hierbei entfallen. In
einer ersten Variante dieser Ausführung wird der spezifische
Offset ΔΦi vom Kommunikationsknoten 17 lediglich über die
Signalleitung 12 dem entsprechenden Antrieb 08 zugeführt und
dort gespeichert wird.
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In einer zweiten, vorteilhaften Variante
ist der Kommunikationsknoten 17 als untergeordnete Antriebssteuerung 17 mit
einem Speicher und einer eigenen Intelligenz in der Weise ausgeführt, dass
dort die für
die zugeordneten Antriebe 08 und die spezifische Produktion
vorgegebenen Offsetwerte ΔΦi gespeichert werden, und dass den an der
Produktion beteiligten Antrieben 08 jeweils an diese adressierte spezifische
Leitachspositionen Φi' (Φi' = Φ + ΔΦi ), z. B. als Soll-Winkellage Φi' durch
die untergeordnete Antriebssteuerung 17 zugeführt werden.
Der angegebene Zusammenhang soll hier und im folgenden lediglich
das Prinzip verdeutlichen. Selbstverständlich sind beim Folgen der
spezifischen Leitachsposition Φi' die
Umfänge
der anzutreibenden Aggregate etc. zu berücksichtigen, so dass ein realer
Zusammenhang z. B. weitere aggregatspezifische Faktoren aufweist.
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Die Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11-steht
somit einerseits über
die übergeordnete
Antriebssteuerung 13, die Signalleitung 09 (Quer-Kommunikation),
den jeweiligen Kommunikationsknoten 17 sowie die Signalleitungen 12,
z. B. Busse 12 in Verbindung zu den Antrieben 08.
Auch Informationen über
die Konfiguration (Zukupplung von Druckeinheiten 02 und/oder
Druckwerken 03) oder die gemeinsame Produktionsgeschwindigkeit
können
auf diesem Weg ausgetauscht werden.
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Die Rechen übergeordneten Antriebssteuerungen 13 steht
zur Übermittlung
der Information zum spezifischen Offset ΔΦi wie
oben beschrieben entweder über
die Signalleitung 14 und die Signalleitungen 16 oder
aber über
die Signalleitung 14, die logische Verbindung 16', die Kommunikationsknoten 17 und die
Signalleitungen 12 mit den entsprechenden Antrieben 08 in
Verbindung.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind die Antriebsmotoren
M der Gruppe 18 untereinander und mit der untergeordneten
Steuerung 17 verbunden. Die untergeordneten Steuerungen 17 der
Gruppen 18 oder Einheiten sind über mindestens eine Signalleitung 09 miteinander
und mit der übergeordneten
Antriebssteuerung 13 verbunden. Zusätzlich ist hier die Rechen-
und Datenverarbeitungseinheit 11 zur Übermittlung der spezifischen
Offsetwerte ΔΦi über
mindestens eine Signalleitung 14 mit den Antrieben 08 bzw.
den Kommunikationsknoten 17 verbunden.
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Die Signalleitung 09 ist
in vorteilhafter Ausführung
als echtzeitfähige
Verbindung 09 mit festem Zeitrahmen für echtzeitrelevante Daten und
deterministischem Zeitverhalten ausgebildet. Die Verbindung 09 kann
zusätzlich
einen Kanal aufweisen, in welchem beispielsweise nicht echtzeitrelevante
Daten, wie z. B. die Übermittlung
der spezifischen Offsetwerte ΔΦi gemäß der Ausführung nach 1 und/oder Informationen über die
Konfiguration, Produktionsgeschwindigkeit etc. gemäß der Ausführung nach 1 übertragen werden.
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Auch die Signalleitung 1-2 ist
in vorteilhafter Ausführung
als echtzeitfähige
Verbindung 12 mit festem Zeitrahmen für echtzeitrelevante Daten und
deterministischem Zeitverhalten ausgeführt. Die Verbindung 12 kann
zusätzlich
einen Kanal aufweisen, in welchem beispielsweise nicht echtzeitrelevante
Daten, wie z. B. die Übermittlung
des Offset ΔΦi und/oder Informationen über die Konfiguration, Produktionsgeschwindigkeit
etc. übertragen
werden.
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Die Signalleitung 14 und 16 ist
vorzugsweise als Netzwerk 14 oder als Teil eines Netzwerkes 14 ausgebildet.
Dieses Netzwerk 14 kann in vorteilhafter Ausführung als
Netzwerk 14 nach einem stochastischem Zugriffsverfahren
arbeiten. Die Datenübertragung
sollte jedoch zumindest im Halb-Duplex-Betrieb möglich sein.
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3 zeigt
ein Beispiel für
den Antrieb einer Druckmaschine mit mehreren, hier drei, Drucktürmen 01,
welche jeweils mehrere Druckwerke 03, hier Doppeldruckwerke 03,
aufweisen. Die Druckwerke 03 eines Druckturms 01 bilden
zusammen mit ihren Antrieben 08 und den Motoren M eine
Gruppe 18, insbesondere eine Druckstellengruppe 18,
welche über die
untergeordnete Antriebssteuerung 17 dieser Gruppe 18 mit
der Signalleitung 09 verbunden ist. Die Antriebssteuerung 13 kann
jedoch auch Untergruppen 02 von Druckwerken 03,
z. B. Druckeinheiten 02 oder andere Teilungen mit zugeordneten
Antrieben 08 verwalten. Mit dieser Signalleitung 09 sind
auch weitere, eine eigene untergeordnete Antriebssteuerung 17 aufweisende
Einheiten, z. B. ein oder mehrere Leitelemente 07 und/oder
ein oder mehrere Falzapparate 06 verbunden. Die Signalleitung 09 ist
hier vorteilhaft in Ringtopologie, insbesondere als Doppelring,
ausgeführt
und weist eine oder mehrere der oben zu 2 genannten Eigenschaften auf.
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Die Signalleitung 09 ist
mit mehreren, hier zwei, übergeordneten
Antriebssteuerungen 13 verbunden, welche jeweils voneinander
verschiedene Signale einer jeweiligen Leitachsposition Φa; Φb einer
Leitachse a; b in die Signalleitung 09 einspeisen können. Dies
ist beispielsweise von Vorteil, wenn die Druckmaschine bzw. deren
Drucktürme 01 und/oder Druckeinheiten 02 und/oder
Druckwerke 03' und
die zugehörigen
Falzapparate 06 sowie Leitelemente 07 mehreren,
getrennt oder gemeinsam betreibbaren Sektionen 21; 22 zuordenbar
sein sollen. Es können jedoch
Produktionen und Bahnführungen
die in 3 durch eine
strichlierte Linie angedeutete Sektionstrennung überschreiten und aus Druckeinheiten 03 der
einen, in Druckeinheiten 03 der anderen und/oder den Falzapparat 06 der
anderen Sektion 21; 22 geführt werden. Die einzelnen Drucktürme 01 sind
beispielsweise verschiedenen Falzapparaten 06 zuordenbar.
Auch innerhalb eines Druckturmes 01 sind Untergruppen,
z. B. Druckeinheiten 03, verschiedenen Bahnen mit unterschiedlichen
Bahnführungen
zuordenbar, welche auf einen gemeinsamen oder gar auf verschiedene
Falzapparate 06 geführt werden
können.
Die Sektionen 21; 22 sind logisch somit nicht
als starre Einheiten zu verstehen Die übergeordneten Antriebssteuerungen 13 beziehen ihre
Vorgaben bezüglich Ausgangspunkt
und Produktionsgeschwindigkeiten der jeweiligen Sektion 21; 22 und/oder
Bahnführung
von einer jeweils zugeordneten Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11, welche
wiederum mit mindestens einem Leitstand 10 verbunden sind.
In einer vorteilhaften Ausführung sind
die beiden Rechen- und Datenverarbeitungseinheiten 11 über die
Signalleitung 14 miteinander und mit einer weiteren Signalleitung 23 verbunden,
welche mehrere, hier zwei, Leitstände 10 miteinander verbindet.
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Die für die einzelnen Antriebe 08 relevanten Offsetwerte ΔΦi werden für die betreffende Produktion
von der Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 bzw. den
Rechen- und Datenverarbeitungseinheiten 11 über die
Signalleitung 14 den dem jeweiligen Antrieb 08 zugeordneten
untergeordneten Antriebssteuerungen 17 zugeleitet und in
vorteilhafter Ausführung
wie zu 2 beschrieben
dort gespeichert und mit der Leitachsposition Φa; Φb zu den Leitachspositionen Φ;' verarbeitet. Sind
Untergruppen, z. B. Druckeinheiten 03, einer Gruppe 18,
z. B. eines Druckturms 01, zwei verschiedenen Bahnen zugeordnet,
so verarbeitet die untergeordnete Antriebssteuerung 17 jeweils
die für
den betreffenden Antrieb 08 zugeordnete Leitachsposition Φa; Φb der Leitachse
a oder b, je nach Zugehörigkeit
der betreffenden Druckstelle zu der einen oder anderen Bahn, mit
dem für
diese Bahnführung
vorgegebenen Offsetwert ΔΦi.
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Die Übermittlung an die untergeordneten
Antriebssteuerungen 17 erfolgt in diesem Beispiel jedoch
nicht direkt, sondern über
ein Steuersystem 24, welches der jeweiligen Gruppe 18 bzw.
der eine eigene untergeordnete Antriebssteuerung 17 aufweisende
Einheit (z. B. Falzapparat 06) zugeordnet ist. Das Steuersystem 24 steuert
und/oder regelt beispielsweise die von den Antriebsmotoren M verschiedenen Stellglieder
und Antriebe der Druckeinheiten 02 bzw. Druckstellengruppen 18 bzw.
Druckwerke 03 bzw. Falzapparate 06, z. B. Farbzuführung, Stellbewegungen
von Walzen und/oder Zylindern, Feuchtwerk, Positionen etc. Das Steuersystem 24 weist
eine oder mehrere (insbesondere speicherprogrammierbare) Steuereinheiten 26 auf.
Diese Steuereinheit 26 ist über eine Signalleitung 27 mit
der untergeordneten Antriebssteuerung 17 verbunden. Im
Fall mehrerer Steuereinheiten 26 sind diese durch die Signalleitung 27 auch
untereinander verbunden.
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Das Steuersystem 24 bzw.
deren Steuereinheiten) 26 ist/sind in vorteilhafter Ausführung durch nicht
dargestellte Koppler, z. B. Buskoppler, lösbar mit der Signalleitung 14 verbunden.
Hierdurch ist die Gruppe 18 prinzipiell für sich abgeschlossen
betreibbar, wobei die Steuerung der Antriebe 08 über den Strang
der untergeordneten Antriebssteuerung 17 mit Signalleitung 12 und
die Steuerung der weiteren Funktionen der Gruppe 18 über den
Strang des Steuersystems 24 erfolgt. Sollwerte sowie Istwerte
und Abweichungen sind über
den Koppler ein- bzw. ausgebbar. Die untergeordnete Antriebssteuerung 17 übernimmt
in diesem Fall die Vorgabe einer Leitachsposition Φ. Aus diesem
Grund und aus Gründen
der Redundanz ist es vorteilhaft, wenn alle untergeordneten Antriebssteuerungen 17 mit
der Möglichkeit zur
Erzeugung und Vorgabe einer Leitachsposition Φ ausgebildet sind.
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Die Offsetwerte ΔΦi werden
in der Ausführung
nach 3 somit von der
Signalleitung 14 über das
jeweilige Steuersystem 24 der betreffenden untergeordneten
Antriebssteuerung 17 zugeführt. Wie im Ausführungsbeispiel
gemäß 2 beschrieben, können die
Offsetwerte ΔΦi alternativ von dort an die Antriebe 08 gegeben
und dort gespeichert und verarbeitet werden.
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Bei den Ausführungsbeispielen nach 2 und 3 kann die übergeordnete Antriebssteuerung 13 entfallen,
wenn z. B. eine oder mehrere Gruppen 18 bzw. eine der eine
eigene untergeordnete Antriebssteuerung 17 aufweisenden
Einheiten (z. B. Falzapparat 06) eine untergeordnete Antriebssteuerung 17 aufweist.
Die virtuelle Leitachse bzw. Leitachsposition Φ ist dann z. B. von einer der
Antriebssteuerungen 17 vorgebbar.
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Für
alle beschriebenen Ausführungen
wird mindestens eine Leitachsposition Φ; Φa; Φb durch mindestens eine Antriebssteuerung 13; 17 vorgegeben,
an welcher bzw. an welchen sich die Antriebe 08 der verschiedenen
mechanisch voneinander unabhängig
angetriebenen Einheiten in ihrer Lage orientieren. Jedem dieser
Antriebe 08 ist ein spezifischer Offsetwerte ΔΦi zuordenbar, welcher jeweils die relative
Soll-Lage zur Leitachsposition Φ; Φa; Φb der zugewiesenen
Leitachse a; b ausdrückt.
So werden beispielsweise für
eine bestimmte Produktion sämtlichen
mechanisch voneinander unabhängigen
Antrieben 08 der Drucktürme 01 (bzw.
Druckeinheiten 02 bzw. Druckwerke 03) sowie dem
zugeordneten Antrieb 08 des Falzapparates 06 und
ggf. Leiteinrichtungen 07 jeweils spezifische Offsetwerte ΔΦ; im Bezug auf
die für
die Produktion relevante Leitachse a; b zugeordnet.
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Diese Oftsetwerte ΔΦi beruhen im wesentlichen auf rein geometrischen
Verhältnissen.
Zum einen sind sie von der gewählten
Bahnführung,
d. h. vom Bahnweg zwischen den einzelnen Einheiten abhängig. Zum
können
sie von einer zufälligen
oder gewählten
Nullage des einzelnen Antriebs 08 abhängen. Letzteres entfällt für den einzelnen
Antrieb 08, wenn dessen definierte Nullage mit der Nullage
der Leitachse a; b zusammen fällt.
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4 stellt
schematisch Bestandteile eines Antriebes 08 mit Antriebsmotor
M dar. Der Antrieb 08 weist zumindest einen Regler 28 sowie
z. B. ein Leistungsteil 29 zur Einspeisung der Energie
auf. Der Antrieb 08 steht mit einem Sensor 31,
insbesondere einem Winkelimpulsgeber 31, in Verbindung,
welcher dem Regler 28 die aktuelle Drehwinkellage des Antriebsmotors
M bzw. der anzutreibenden Einheit rückmeldet. Der Winkelimpulsgeber 31 ist
mit einer nicht dargestellten Welle des Antriebsmotors M verbunden und
folgt deren Drehbewegung (1 : 1 oder in anderer definierter Weise).
Der Winkelimpulsgeber 31 kann auch an der durch den Antriebsmotor
M anzutreibenden Einheit angeordnet sein.
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Eine Grundeinstellung der Antriebe 08 bzw. die
Ermittlung und Festlegung der Oftsetwerte ΔΦi erfolgt
nun beispielsweise folgendermaßen: Vor
der Erst-Inbetriebnahme ist an den Druckeinheiten 02 bzw.
Druckwerken 03 und am Falzapparat 06 eine sog.
Registergrundstellung (0-Stellung) als Referenzstellung anzufahren.
Das selbe gilt nach Austausch eines oder mehrerer Antriebe 08 für die davon betroffenen
Einheiten bzw. Aggregate. Diese Referenzstellung ist die Stellung,
in der Falzapparat 06 zur Druckeinheit 02 (bzw.
zum Druckwerk 03) bzw. der Formzylinder 04 (und
der Gegendruckzylinder innerhalb eines Druckwerks 03) registerhaltig
zueinander stehen. Die Referenzstellung ist in vorteilhafter Ausführung an
zumindest den Formzylindern 04 (und den Gegendruckzylindern)
der Druckwerke 03 und an einem zumindest einem der Zylinder
bzw. Walzen des Falzapparates 06, insbesondere am Schneidzylinder,
durch eine mechanische Sichtmarke festgelegt.
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Der zu referenzierende Antrieb 08 bzw.
Antriebsmotor M wird hierzu mechanisch oder im elektrischen Rückbetrieb
auf die mechanische Sichtmarke gestellt. Am Antrieb 08 bzw.
dessen Regler 28 wird der Wert des Winkelimpulsgebers 31z.
B. manuell oder mittels eines Sevice-PC als Null-Position eingespeichert.
Alternativ kann die Einspeicherung über den Befehl „Referenzstellung übernehmen" am Leitstand 10 erfolgen,
wobei der Wert des angeschlossenen Winkelimpulsgebers ebenfalls
als Null-Position im Antrieb 08 bzw. dessen Regler 28 gespeichert wird.
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Da die von der mechanischen Sichtmarke übernommene
Null-Position i. d. R. lediglich einen groben Wert darstellt, wird
nun, abhängig
von der Bahnführung
und weiteren Faktoren, der tatsächliche Offsetwert ΔΦi bzw. Winkelversatz ΔΦi zur
Leitachsposition Φ; Φa; Φb entsprechend
dem Druckbild bzw. des Schnittes nach dem ersten Druck z. B. manuell oder
durch entsprechende Messvorrichtungen ermittelt. I. d. R. erfolgt
die Ermittlung der Offsetwerte ΔΦi nicht im Winkelmaß sondern als Länge, z.
B. in mm. Dies ändert
jedoch nichts am grundsätzlichen
Prinzip der Ermittlung und Speicherung sondern lediglich in der
weiteren Verarbeitung, da das Längenmaß mit Kenntnis
des Umfangs der betreffenden, mit der Bahn zusammenwirkender Einheiten
in ein Winkelmaß umrechenbar
ist und umgekehrt.
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Die z. B. in mm ermittelte Wert für den Offset ΔΦ; der einzelnen
Antriebe 08 der Druckwerke 03 und des Falzapparates 06 werden
am Leitstand 10 oder in der Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 abgespeichert.
Zusätzlich
ist es von Vorteil, wenn dieser Satz von Offsetwerten ΔΦi (z. B. in mm) mit Bezug zu Daten für die spezifische
Bahnführung
abgespeichert werden bzw. umgekehrt.
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Die Eingabe der Offsetwerten ΔΦi (z. B. in mm) erfolgt beispielsweise über eine
Eingabemaske für
die sog. Druckregistereingabe bzw. den Druckversatz. Diese Offsetwerte ΔΦi (z. B. in mm) werden über die Signalleitung 14 (und
falls vorhanden die Signalleitung 23) wie oben beschrieben
an die Antriebe 08 oder an die untergeordneten Antriebssteuerungen 17 weitergegeben.
Falls die Eingabe in mm erfolgt ist werden die Werte ins Winkelmaß umgerechnet.
So werden die z. B. in mm vorliegenden Offsetwerte ΔΦ; wenn sie über die
Steuersysteme 24 (gemäß 3) übermittelt werden, dort auf
die entsprechenden Offsetwerte ΔΦi als Winkelwert umgerechnet. Diese in Winkel
umgerechnete Offsetwerte ΔΦi werden wiederum von dem Steuersystem 24 bzw.
den Steuereinrichtungen 26 dem zugeordneten untergeordneten
Antriebsregler 17 weitergegeben und dort als Offsetwerte ΔΦi (im Winkelmaß) gespeichert.
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In gleicher Weise wird der Offset ΔΦi für
den Antrieb 08 des Falzapparates 06 am Leitstand 10 und/oder
an der Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 über den
sog. Falz-Druckversatz eingegeben, die Speicherung dieses Offsetwertes ΔΦi erfolgt im Antrieb 08 des Falzapparates 06.
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Offsetwerte ΔΦi können grundsätzlich beliebige,
sich aus dem Versatz zur Leitachse a; b ergebende Werte einnehmen.
Für einzelne
Antriebe 08 der Druckwerke 03 oder des Falzapparates 06 kann der
Offsetwert ΔΦt auch Null sein, d. h. kein Versatz vorliegt.
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Zur Automatisierung können die
manuell ermittelten Offsetwerte ΔΦi abhängig
von der Bahnführung über den
Leitstand 10 gespeichert und bei Wiederholung dieser Produktion
abgerufen und erneut über
den o. g. Weg an die Antriebe 08 weitergeleitet werden.
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Wird die Druckmaschine bzw. die betreffende
Einheit nun gefahren, so folgt der Antrieb 08 mit seiner
Null-Position plus addiertem Offset ΔΦi der Leitachsposition Φ; Φa; Φb und hat
somit immer die richtige Lage. 5 stellt
schematisch diesen Sachverhalt dar, mit der dem Druckwerk 03 und
dem Falzapparat 06 gemeinsame Leitachse a; b und der Leitachsposition Φ; Φa; Φb. Das Druckwerk 03 bzw. der
dieses antreibende Antrieb 08 erhält die Lage Φ + ΔΦDWj, also der Summe aus der Leitachsposition Φ; Φa; Φb und dem
für das
j-te Druckwerk 03 spezifischen Offset ΔΦDWi (bei
dieser Bahnführung),
und der Falzapparat 06 bzw. dessen Antrieb 08 die
Lage Φ + ΔΦFA
k, also der Summe
aus der Leitachsposition Φ; Φa; Φb und dem
für den
k-ten Falzapparat 06 spezifischen Offset ΔΦFAk (bei dieser Bahnführung). Die Zusammenhänge stellen
wie oben bereits erläutert das
vereinfachte Prinzip ohne weitere aggregatspezifische Faktoren dar.
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In vorteilhafter Ausführung ist
eine Korrektur des jeweiligen Offset ΔΦi auch
im Fortdruck bzw. bei laufender Maschine am Leitstand 10 oder/und
der Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 möglich.
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Ein Anfahren bzw. Fahren der Druckmaschine
erfolgt z. B. folgendermaßen:
Zur Vorbereitung einer bestimmten Produktion werden nun über den Leitstand 10 manuell
oder über
vorgehaltene (abgespeicherte) oder über ein übergeordnetes Produktionssystem
eingelesene Daten alle für
diese Produktion erforderlichen Einheiten bzw. Aggregate konfiguriert
und deren Antriebe 08 somit an die betreffende Leitachse
a; b angekoppelt.
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Anschließend ist beispielsweise ein
Einziehen der Bahn bzw. der Bahnen möglich. Hierzu erfolgt beispielsweise
auf ein Kommando „Einziehen" (ggf. nach Vorwarnung
des Systems, dass die Netzschütze
der Antriebe 08 an sind, und ein ggf. erneutes Kommando)
die Freigabe der Bewegung Leitachse a; b.
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In gleicher oder ähnlicher Weise kann ein Anfahren
bei bereits eingezogener Bahn bzw. eingezogenen Bahnen erfolgen.
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Die Leitachsposition Φ; Φa; Φb startet
beim Anfahren oder Neustart der Produktion in vorteilhafter Ausführung z.
B. von einer definierten Stillstandsposition (Winkellage Null oder
ein anderer fester vorgegebener Wert) oder in vorteilhafter Ausführung von der
in z. B. einem Permanentspeicher abgespeicherten letzten Position
(letzter Zählerstand
bzw. Winkel vor Wiederaufnahme der Bewegung). Alle gekoppelten Antriebe 08 mit
Anforderung an Registerhaltigkeit haben sich im Folgernden entsprechend
ihrer Vorgaben (Offsetwerte ΔΦi) an diese Vorgabe auszurichten.
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Periodisch nach verstreichen eines
Zeitintervalls, z. B. 2 bis 5 ms, wird eine neue Leitachsposition Φ; Φa; Φb von der übergeordneten
Antriebssteuerung 13 an alle die Produktion betreffenden
Antriebe 08 bzw. die untergeordneten Antriebssteuerungen 17 über die
Signalleitung 09 vorgegeben. Beim Anfahren dreht die Leitachse
a; b beispielsweise mit einer verminderten Geschwindigkeit bzw.
Drehzahl, z. B. entsprechend 1 m/min. Die verschiedenen Antriebe 08 können zu
Beginn u. U. beliebig „verdreht" zur Leitachse a;
b stehen.
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Die Antriebe 08 folgen nun
alle dieser Leitachsposition Φ; Φa; Φb bzw. den
spezifische Leitachspositionen Φi',
d. h. die Maschine dreht. Weisen Antriebe 08, an welche
die Anforderung an Registerhaltigkeit gestellt ist (z. B. der Druckwerke 03 und
des Falzapparates 06), noch Abweichungen von den jeweils
spezifische Leitachspositionen Φi' auf,
so drehen diese schneller oder langsamer, bis sie die spezifische
Leitachspositionen Φi
' erreicht haben, d. h. sie synchronisieren.
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Alle an der Bahn befindlichen Leitelemente 07,
z. B. Zugelemente, synchronisieren sich zumindest bezüglich ihrer
Umfangsgeschwindigkeit auf die Leitachsposition Φ; Φa; Φb bzw. deren Winkelgeschwindigkeit.
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In vorteilhafter Ausführung wird
die Produktionsgeschwindigkeit erst nach Rückmeldung des Synchronlaufs
(Lage- bzw. Geschwindigkeitsynchronität) aller Antriebe 08 erhöht, z. B.
auf eine Drehzahl entsprechend einem Bahnlauf von 5 m/min.
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Die Leitachsposition Φ; Φa; Φb wird bei
konstanter Geschwindigkeit beispielsweise von der übergeordneten
Antriebssteuerung 13 alle 2 bis 5 ms an die Antriebe 08 bzw.
die untergeordneten Antriebssteuerungen 17 weitergegeben.
Ein Kommando „Schneller" ergibt eine größere Winkeldifferenz
von alt zu neu, ein Kommando „Langsamer" ergibt eine kleinere
Winkeldifferenz von alt zu neu. Bei Betätigung von „Halt" und/oder „Sperren" fahren alle durch die Leitachse a;
b geführten
Antriebe 08 über
z. B. eine Rampe zurück
auf Drehzahl Null und die Netzschütze der Antriebe 08 schalten
beispielsweise ab, eine Falzapparat-Bremse wird in vorteilhafter
Ausführung
aktiv.
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Durch die beschriebene Betriebsweise
gibt die Leitachse a; b zu jedem Zeitpunkt (abgesehen von der o.
g. Taktfrequenz der Positionsübermittlung) immer
die Position vor und alle gekuppelten Antriebe 08 folgen
dieser Position.
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Die für diese Produktion bzw. Bahnführung ermittelten
(und ggf. nachgestellten) Offsetwert ΔΦi werden
beispielsweise in der Rechen- und Datenverarbeitungseinheit 11 oder
dem Leitstand 10 abgespeichert und vorgehalten. Soll zu
einem späteren Zeitpunkt
die gleiche Produktion bzw. Bahnführung gefahren werden, so können diese
Offsetwerte ΔΦi abgerufen und über die oben beschriebenen
Wege den Antrieben 08 bzw. den Antriebssteuerungen 13 oder
insbesondere Antriebssteuerung 17 zugeführt werden. Dies kann beispielsweise
automatisch mit dem Abrufen einer bereits gespeicherten oder durch ein übergeordnetes
Druckereiverwaltungssystem an den Leitstand 10 übermittelte Konfigurierung
erfolgen.
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In einer Variante wird beim Anfahren
bzw. Neustart der Produktion die Leitachsposition Φ; Φa; Φb aus der
momentanen Winkellage eines Antriebes 08 eine der Einheiten
bzw. Aggregate übernommen. In
diesem Fall liegt zumindest zu Beginn ein Offsetwert ΔΦi von Null zwischen diesem Antrieb 08 und der
Leitachsposition Φ; Φa; Φb vor. Die übrigen gekoppelten
Antriebe 08 mit Anforderung an Registerhaltigkeit haben
sich im weiteren Verlauf entsprechend ihrer Vorgaben (Offsetwerte ΔΦi) wie oben beschrieben an der Leitachsposition Φ; Φa; Φb auszurichten.
Hierbei gibt die Leitachse a; b wieder zu jedem Zeitpunkt die Position
vor und alle gekuppelten Antriebe 08 (auch z. B. der zur
Ausrichtung der Leitachse a; b herangezogene Antrieb 08)
folgen dieser Position. Der zur Ausrichtung herangezogene Antrieb 08 kann
dann im weiteren Verlauf des Anfahrens und/oder der Produktion zur
Korrektur mit einem Offsetwert ΔΦi ungleich Null beaufschlagt werden, da nach
der Ausrichtung der Leitachse a; b im Stillstand alle gekoppelten
Antriebe 08 sich nur noch an der Leitachse a; b orientieren.
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Dieser zur Ausrichtung herangezogene
Antrieb 08 kann prinzipiell jeder Antrieb 08 mit
Anforderung an Registerhaltigkeit, z. B. ein Antrieb 08 eines Druckwerks 03,
sein. In vorteilhafter Ausführung
wird zur Ausrichtung jedoch der Antrieb 08 des Falzapparates 06 bzw.
die Lage eines Zylinders des Falzapparates, z. B. des Schneidzylinders,
herangezogen. Nach Ausrichtung, d. h. z. B. während des Betriebs erhält nun der
Antrieb des Falzapparates 06 jedoch die Vorgabe wieder
von der gemeinsamen Leitachse a; b.
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In einer dritten Variante für die Ausrichtung und
den Betrieb der Leitachse a; b wird die Leitachse a; b nicht nur
zur Ausrichtung mit der Winkellage der zur Ausrichtung herangezogenen
Aggregats bzw. Einheit, z. B. dem Falzapparates 06 bzw.
dessen Antriebes 08, synchronisiert, sondern erhält ihre
Lage auch im Betrieb permanent oder zyklisch von der Lage dieser
Einheit bzw. dieses Aggregates, z. B. vom Falzapparates. In dieser
Variante wird die Lage aller übrigen
Antriebe 08 über
die Lage dieser Einheit bzw.
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dieses Aggregates vorgegeben, der
Offsetwert ΔΦi zwischen diesem Aggregat und der Leitachse
a; b ist immer Null.
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Das Längsregister (Umfangs- und/oder Schnittregister)
betreffend kann prinzipiell zwischen mindestens drei Fehlerarten
unterschieden werden: Die Drucke (Bilder) verschiedener Bahnen sind
z. B. untereinander nicht registerhaltig, aber der Schnitt paßt zumindest
mit einem Druck bzw. einer Bahn. Hier gleicht der Drucker z. B.
entweder den Registerfehler durch Veränderung der Wegvorgaben, z.
B. Veränderung
beispielsweise einer Längsregisterwalze
zwischen der letzten Druckstelle der betreffenden Bahn und dem Falzapparat 06 von
Hand am Leitstand, aus. Es kann aber auch eine Änderung der Oftsetwerte ΔΦi für
die Antriebe 08 der Druckwerke 03 dieser Bahn
erfolgen. Beide Varianten können auch
automatisch mit einer Registerregelung erfolgen.
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Stimmen die Drucke untereinander,
aber der Schnitt paßt
nicht zum Druck, so ist eine Korrektur über den sog. Falz-Druckversatz,
d. h. über
eine Änderung
des Offset ΔΦi für
den Antrieb 08 des Falzapparates 06, am Leitstand
möglich.
Der Offset ΔΦi des wird auf einen entsprechenden Wert
verändert.
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Stimmt in einem Druck die Lage der
Farben zueinander in Umfangsrichtung nicht, so kann – am Leitstand 10 manuell
oder unterstützt
durch ein entsprechendes Regelsystem mit Sensor – der Offsetwert ΔΦi einer oder mehrere betreffenden Druckwerke 03 geändert, und
deren relative Lage zueinander verändert werden.
-
- 01
- Druckturm
- 02
- Druckeinheit,
Untergruppe
- 03
- Druckwerk.
Doppeldruckwerk
- 04
- Zylinder,
Formzylinder
- 05
- -
- 06
- weiterverarbeitende
Einheit, Falzapparat
- 07
- Leitelement
- 08
- Antrieb
- 09
- Signalleitung,
Verbindung
- 10
- Bedieneinheit,
Leitstand
- 11
- Rechen-
und Datenverarbeitungseinheit, Rechner
- 12
- Signalleitung,
Netzwerk, Busse
- 13
- Recheneinheit, übergeordnete
Antriebssteuerung
- 14
- Signalleitung,
Netzwerk
- 15
- –
- 16
- Signalleitung,
Verbindung
- 17
- Kommunikationsknoten,
untergeordnete Antriebssteuerung
- 18
- Gruppe,
Druckstellengruppe
- 19
- –
- 20
- –
- 21
- Sektion
- 22
- Sektion
- 23
- Signalleitung
- 24
- Steuersystem
- 25
- –
- 26
- Steuereinheit
- 27
- Signalleitung
- 28
- Regler
- 29
- Leistungsteil
- 30
- –
- 31
- Sensor,
Winkelimpulsgeber
- 16'
- logisch
Verbindung
- Φ
- Leitachsposition
- Φa
- Leitachsposition
- Φb
- Leitachsposition
- ΔΦi
- Offset,
Offsetwert, Winkelversatz
- ΔΦDWj
- Offset,
j-tes Druckwerk
- ΔΦF
A
j
- Offset,
k-ter Falzapparat
- Φi
- spezifische
Leitachsposition
- Φi'
- Leitachsposition,
Soll-Winkellage
- M
- Antriebsmotor