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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Druckmaschine bzw. ein Verfahren
zum Betrieb einer Druckmaschine sowie auch auf eine Regelungseinheit
zur Regelung einer Antriebseinheit der Druckmaschine.
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Aus
der Offenlegungsschrift
DE
197 23 059 A1 ist eine Rollenrotationsmaschine als Beispiel
für eine
Druckmaschine offenbart. Bei einer derartigen Rollenrotationsmaschine
erfolgt die registerhaltige Abstimmung eines auf einer Seite einer
Bahn druckenden Druckzylinders mittels Registerreglern. Einem Eingang
des Registerreglers wird eine von einem Sensor, welcher einer Bahnseite
zugeordnet ist, aufgenommene Registerabweichung zugeführt. Über einen
weiteren Eingang ist der Registerregler mit einem Bus einer übergeordneten
Steuerung verbunden. Die übergeordnete
Steuerung umfasst einen Leitstand, Sektionsrechner und über Modens
erreichbare Serviceschnittstellen. Die Sollwerte für eine Antriebsregelung
von Motoren werden mittels der übergeordneten
Steuerung gegeben. In der Offenlegungsschrift
DE 197 23 059 A1 ist insbesondere
darauf hingewiesen, dass ein Farbregister nicht aus einem Toleranzbereich
läuft.
Der Schnelligkeit der Farbregisterregelung kommt eine besondere
Bedeutung zu. Je schneller die Registerregelung erfolgt desto vorteilhafter
ist dies. Im Sinne einer Fehlerlaufzeitminimierung wird vorgeschlagen
unmittelbar hinter jeder Druckstelle einen Sensor anzuordnen.
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Aus
Kostengesichtspunkten heraus ist jedoch darauf verwiesen, dass es
ausreichend ist nur einen Sensor pro Bahnseite vorzusehen und diesen Sensor
so nahe wie möglich
hinter der letzten Druckstelle, die registerhaltig zu einer Referenzfarbe
abzustimmen ist, zu plazieren.
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Für die Registerregelung
werden z.B. von Druckzylindern auf die Bahn Passmarken mitgedruckt,
die mittels einem hinter der letzten Druckeinheit angeordneten Paar
von Sensoren aufgenommen werden. Die auf die Bahn aufgedruckte Passmarken werden
vom Sensor aufgenommen und in einem Messkopf des Sensors ausgewertet.
Von einem Ausgang des Sensors werden die ermittelten Registerabweichungen
der Druckzylinder zu einem Referenzzylinder zu einem Eingang des
Registerreglers geführt.
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Passmarken
sind also gedruckte Markierungen die auch als Druckmarken bekannt
sind und die zur Optimierung eines Druckes heranziehbar sind.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es eine preisgünstige bzw. eine verbesserte
schnellere Verarbeitung von Signalen einer Farbregisterregelung,
d.h. allgemein einer Registerregelung bzw. einer Druckmarke, die
durch einen Sensor, einem Druckmarkentaster, aufgenommen wird, zu
erreichen.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe gelingt durch eine Druckmaschine mit den Merkmalen
nach Anspruch 1 bzw. durch den Einsatz einer Regelungseinheit zur
Regelung einer Antriebseinheit einer Druckmaschine gemäß den Merkmalen
nach Anspruch 7 bzw. durch ein Verfahren zum Betrieb einer Druckmaschine
nach Anspruch 9. Die hierauf verweisenden Unteransprüche 2 bis
6, 8 bzw. 10 sind vorteilhafte nicht selbstverständliche Ausgestaltungen der
Erfindung.
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Eine
erfindungsgemäße Druckmaschine weist
zumindest eine Druckeinheit, eine Antriebseinheit, welche der Druckeinheit
zugeordnet ist, eine Regelungseinheit zumindest zur Regelung einer
Antriebseinheit und eine Druckmarkenmesseinrichtung und/oder eine
Registermesseinrichtung auf. Die Druckmarkenmesseinrichtung bzw.
die Registermesseinrichtung ist durch ein Mittel zur Signalübertragung
mit der Regelungseinheit, welche zumindest zur Regelung einer Antriebseinheit
vorgesehen ist, direkt verbunden. Durch die direkte Verbindung ver kürzt sich
gegenüber
der technischen Lösung
gemäß der oben
genannten Offenlegungsschrift der Signalweg, also die Signallaufzeit.
Auf diese Weise ist es möglich
auf Abweichungen im Druckbild schneller und besser zu reagieren.
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Die
Registermesseinrichtung weist beispielsweise eine CCD-Kamera oder eine
Scanneinrichtung auf. Aus den durch die Registermesseinrichtung
aufgenommenen optischen Signalen lässt sich die Registerhaltigkeit
eines Druckers ermitteln. Bei Farbdrucken handelt es sich dabei
um Farbregister – auch Passen
genannt – bzw.
entsprechend um eine Farb-Registermesseinrichtung. Eine Farbregistermeßeinrichtung
ist sowohl für
Druckmarken als auch für
Drucke ohne Druckmarken unter Verwendung des Druckes selbst einsetzbar.
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Die
Druckmaschine weist beispielsweise eine große Anzahl von Druckwerken auf,
wobei diese für
ein gutes Druckbild sehr genau synchron und lagerichtig zueinander
zu drehen haben. Um dies zu kontrollieren werden, z.B. Druckmarken
auf das zu bedruckende Papier aufgebracht. Zur Auswertung dieser
Druckmarken ist zumindest eine Druckmarkenmesseinrichtung – auch Messtaster
genannt – vorgesehen.
Mit Hilfe der Druckmarkenmesseinrichtung wird die Differenz der
einzelnen Druckwerke gemessen. Eine derartige Differenz lässt sich
auch durch eine Auswertung des Druckbildes mit Hilfe einer (Farb-)Registermesseinrichtung
und einer entsprechenden Auswerteeinheit ermitteln. Vorteilhaft ist
dabei insbesondere eine hochauflösende
Bildanalyseeinrichtung. Die Messung der Differenz dient der Ermittlung
zumindest eines Korrekturwertes für z.B. ein Umfangsregister
des oder der außerhalb
der Toleranz liegenden Druckwerke. Diese Korrekturwerte sind zeitkritisch
und das genaue Ausregeln dieser Korrekturwerte ist für die Güte des Druckbildes
sehr wichtig. Die Druckmarkenmesseinrichtung bzw. die Registermesseinrichtung
ist direkt mit einer Regelungseinheit zur Antriebsregelung eines
Antriebes der Druckmaschine gekoppelt. Zur Koppelung ist ein Mittel
zur Signalübertragung
wie z.B. eine Kabelübertragung
bzw. auch eine Funküber tragung
verwendbar. Durch eine derartige Direkteinkoppelung ergibt sich
eine schnellere Verarbeitung des Korrekturwertes, welcher z.B. in
der Regelungseinheit berechnet wird, und somit auch eine Qualitätsverbesserung
des Druckbildes.
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Im
Gegensatz dazu wird in der Offenlegungsschrift
DE 197 23 059 A1 das Signal
des Sensors an einen zugeordneten Registerregler übermittelt,
wobei der Registerregler mit einem Bus mit einer übergeordneten
Steuerung verbunden ist und ein Korrekturwert zur Verbesserung der
Registerhaltigkeit über
den Leitstand einem Antriebsregler korrigiert als Sollwert der übergeordneten
Steuerung übergeben
werden kann.
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Diese
lange Kette an Kommunikationspartnern ist nun erfindungsgemäß dadurch
verkürzt, dass
die Druckmarkenmesseinrichtung durch ein Mittel zur Signalübertragung
mit der Regelungseinheit, welche zumindest zur Regelung einer Antriebseinheit vorgesehen
ist, direkt verbunden ist.
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Die
Druckmarkenmesseinrichtung wertet in einer vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung das Messsignal der Druckmarkenmesseinrichtung bzw. der
Registermesseinrichtung in einer Auswerteeinheit aus. Die Auswerteeinheit
der Druckmarkenmesseinrichtung ist beispielsweise über eine
serielle Kopplung mit der Regelungseinheit, also einen Antriebsregler
des Druckwerkes, direkt datentechnisch gekoppelt. In der Regelungseinheit
ist eine Software ablauffähig,
welche die Messwerte der Druckmarkenmesseinrichtung auswertet und
die Korrekturwerte berechnet.
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Durch
die Direktankopplung und damit schnellere Verarbeitung der Korrekturwerte
ergibt sich eine qualitative Verbesserung des Druckbildes. Ferner
ergibt sich durch den Wegfall eines bisher benötigten separaten Korrekturrechners
eine Kostenoptimierung. Das Korrektursignal bzw. die Korrektursignale
werden z.B. auch über
ein bereits bestehende Kommunikationsver bindungen innerhalb einer Druckmaschine
der Regelungseinheit an einen Leitstand geschickt.
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Die
Druckmarkenmesseinrichtung, welche eine Auswerteeinheit aufweist,
wobei die Auswerteeinheit die von einer Druckmarkenmesseinrichtung generierten
Signale in z.B. Digitalsignale umwandelt, sendet diese Digitalsignale
z.B. über
ein Bussystem zur Regelungseinheit. Als Mittel zur Signalübertragung
ist vorteilhafter weise ein Bussystem verwendbar, welches bereits
in der Druckmaschine zur Anwendung kommt. Entsprechend ist auch
bei einer Registermesseinrichtung zu verfahren.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Regelungseinheit
die integrierte Auswerteeinheit auf, welche ein von der Druckmarkenmesseinrichtung
bzw. der Registermesseinrichtung generiertes Signal, z.B. ein Analogsignal,
in ein für
die Regelungseinheit verarbeitbares Digitalsignal umwandelt.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Regelungseinheit,
welche zumindest zur Regelung einer Antriebseinheit vorgesehen ist
und mit der Druckmarkenmesseinrichtung bzw. der Registermesseinrichtung
direkt verbunden ist, eine Masterfunktionalität bezüglich weitere Antriebseinheiten
bzw. bezüglich
weitere Regelungseinheiten auf. Eine Antriebseinheit weist dabei
zumindest einen elektrischen Motor und einen Stromrichter auf.
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Die
Lösung
der gestellten Aufgabe gelingt auch durch eine Regelungseinheit
zur Regelung einer Antriebseinheit einer Druckmaschine, wobei die Regelungseinheit
eine Signalschnittstelle zur Eingabe eines Signals einer Druckmarkenmesseinrichtung bzw.
der Registermesseinrichtung aufweist.
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Bei
einem Verfahren zum Betrieb einer Druckmaschine wird von der Druckmarkenmesseinrichtung
ein Druckmarkensignal bzw. von der Registermesseinrichtung ein Registermesssignal
an die Re gelungseinheit übermittelt.
Von der Regelungseinheit wird ein Korrekturwert für die Bewegungsregelung
zumindest einer Antriebseinheit berechnet.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1 eine Druckmaschine,
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2 eine weitere Druckmaschine,
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3 die Kommunikation zwischen
einer Druckmarkenmesseinrichtung und einer Antriebseinheit mit zugeordneter
Regelungseinrichtung und
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4 den Signalpfad eines Druckmarkensignals.
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In
der Darstellung gemäß 1 ist in Form einer Übersichtsdarstellung
der Aufbau einer Druckmaschine DM gezeigt. Von Papierrollen P1 bis
P3 laufen Papierbahnen PB1 bis PB3 durch Druckeinheiten DE, DE1
und DE2, sowie zu einem Falzapparat F. Die Papierbahn PB1 gelangt
nach dem Durchlaufen der Druckeinheiten DEl und DE2 noch zu weiteren
Verarbeitungseinheiten, die jedoch in der Darstellung gemäß 1 nicht dargestellt sind.
Die Papierbahn PB1 läuft
daher in der Zeichnung mit einer gestrichelten Linie aus.
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Die
Druckeinheiten DE, DE1 und DE2 sind in der Darstellung durch eine
annähernd
H-förmige
Außenkontur
dargestellt. In den Druckeinheiten DE, DE1 und DE2 befindet sich
jeweils zehn Zylinder ZY, die in zwei Gruppen G1, G2 je fünf Zylindern
ZY angeordnet sind. Als Zylinder ZY werden hier alle Zylinder oder
räderförmige Maschinenelemente
einer Druckeinheit DE, DE1, DE2, sowie eines Falzapparates F bezeichnet. Über diese
Gruppen G1, G2, die als Druckstellen in den Druckeinheiten DE bezeichnet werden
verlaufen die Papierbahnen PB1 bis PB3.
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Eine
Druckstelle besteht z.B. im wesentlichen aus einem Gummizylinder,
einem Plattenzylinder und einem Farb- und Feucht werk. Mit jeder Druckstelle
kann eine Farbe auf einer Seite gedruckt werden. Alle Druckstellen,
die auf einen Falzapparat F arbeiten, d.h., bei denen die gedruckte
Papierbahnen PB1 bis PB3 auf einen Falzapparat F geführt werden,
gehören
zu einer Rotation. Dabei sind die Druckeinheiten DE, DE1, DE2 üblicherweise
in Drucktürmen
untergebracht.
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Zu
jedem einzelnen angetriebenen Zylinder gehört eine Antriebseinrichtung
A1 bis A29. Der Antriebseinrichtung A1 bis A29 ist eine Regelungseinheit
RE1 bis RE29 zugeordnet. Abhängig
vom Integrationsgrad bei den Antriebseinheiten, weist die Antriebseinheit
beispielsweise einen Motor und einen Stromrichter auf. In einem
höheren
Integrationsgrad weist die Antriebseinheit eine integrierte Regelungseinheit
RE1 bis RE29 auf. Auch für
den Falzapparat F sind Antriebseinheiten A30 bis A34 bzw. zugehörige Regelungseinheiten
RE30 bis RE34 vorgesehen. Die Druckeinheiten DE, DE1 und DE2 bzw.
dem Falzapparat F weisen pro Antriebsgruppe, welche die Antriebseinheiten
aufweist, eine Regelungseinrichtung RE1, RE20, RE21 und RE30 mit
Masterfunktionalität auf.
Die Regelungseinrichtungen RE1 bis RE10 einer Antriebsgruppe sind
untereinander datentechnisch vernetzt. Die Regelungseinheiten RE1,
RE20, RE21 und RE33 bzw. die Antriebseinheiten A1, A20, A21 und
A30, welche eine Leit- bzw. Masterfunktionalität aufweisen sind durch eine
stärker
eingezeichnete Umrandung gekennzeichnet.
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Einer
Gruppe von Antriebseinheiten bzw. Regelungseinheiten ist ein zugehöriger Leitrechner L1
bis L4 zugeordnet und mit diesem datentechnisch verbunden. Auch
die Leitrechner L1 bis L4 sind miteinander mit einer Leitrechnerkommunikation
LK1 bis LK3 verbunden. Dies ist in der Zeichnung durch eine gestrichelte
Linie dargestellt. Auch hier sind weitere Ausführungsformen der Datenvernetzungen möglich.
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Ein
Leitrechner L1 bis L4 übernimmt
einer übergeordnete
Prozessorganisation. Am Ende der Druckeinheiten DE und DE2 ist eine
Druckmarkenmesseinrichtung ME1, ME2 und ME3 angeordnet, welche zur
Aufnahme von Druckmarken auf den Papierbahnen PB1, PB2 und PB3 dient.
Die Druckmarkenmesseinrichtung ME1, ME2 und ME3 ist mit einer Regelungseinrichtung
RE1 bzw. RE21 verbunden. Die Regelungseinrichtung RE1 bzw. RE21
ermittelt den Korrekturwert für
den bzw. die Antriebe der Antriebseinheiten um das Druckbild zu
verbessern. Somit wird die bislang notwendige Vorgehensweise, dass
der Korrekturwert mit einer eigenen Auswerteelektronik berechnet
und z.B. durch ein pulsbreitenmoduliertes Binärsignal an die jeweiligen Antriebseinheiten
der Druckwerke ausgegeben wird, überwunden.
Ein bislang notwendiger langer Weg bezüglich des Übertragens der Korrekturwerte
an einen Leitrechner der Druckmaschine z.B. per serieller Kopplung
oder auch per Profibus nicht mehr notwendig.
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Durch
die Anbindung der Druckmarkenmesseinrichtung ME1, ME2, ME3 z.B.
per serieller Kopplung (DS) direkt an die Regelungseinheit RE1,
RE21 bzw. der Antriebsregler des Druckwerkes ist der Signalweg erheblich
verkürzt,
was der schnelleren Auswertung der Signale zu Gute kommt. Durch
die Direkteinkopplung und damit schnellere Verarbeitung dieser Korrekturwerte
ergibt sich eine Qualitätsverbesserung
des Druckbildes. Durch den Wegfall eines separaten Korrekturrechners
ergibt sich zudem eine Kostenoptimierung. Die Korrektursignale sind über bereits
bestehende Kommunikationsverbindungen von der Regelungseinrichtung
an einem Leitrechner bzw. an einen Leitstand übermittelbar.
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Für die Papierbahn
PB1 ist alternativ bzw. in Kombination mit der Druckmarkenmesseinrichtung ME1
eine Registermesseinrichtung RME vorgesehen, welche datentechnisch
mit der Regelungseinheit RE1 verbunden ist. Ein Registermesssignal RMS,
in der 1 als Pfeil dargestellt,
dient dann der Korrektur des Druckes.
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Die
Darstellung gemäß 2 zeigt eine Druckmaschine
DM, in welcher Druckbahnen DB verlaufen, welche in einem Falzapparat F
falzbar sind. Die Druckmarkenmesseinrichtung ME5 dient als Sensor
für Druckmarken
auf den Druckbahnen und übermitteln
die Sensordaten an eine integrierte Auswerteeinrichtung der Regelungseinheit
RE. Die Regelungseinrichtungen RE sind mit verschiedenen Antriebseinheiten
A einer Druckeinheit DE1, DE2, DE3 und DE4 verknüpft.
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Die
Druckmarkenmesseinrichtung ME4 weist eine Auswerteeinheit AE auf,
wobei über
eine Busverbindung das Druckmarkensignal an die Regelungseinrichtung
RE übermittelbar
ist. Die Regelungseinrichtungen RE sind datentechnisch mit Leitständen LST1,
LST2 und LST3 verknüpft.
Die Leitstände
LST1, LST2 und LST3 sind datentechnisch mit einer Leiteinheit LE
verknüpft.
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Die
Darstellung gemäß 3 zeigt die datentechnische
Verbindung zwischen einer Druckmarkenmesseinrichtung ME und einer
Antriebseinheit A, welcher eine Regelungseinheit RE zugeordnet ist. Die
Regelungseinheit weist eine Schnittstelle SNR auf und die Druckmarkenmesseinrichtung
eine Schnittstelle SNM. Die Verbindung erfolgt mittels eines Buskabels
BK. Abhängig
vom Integrationsgrad ist die Regelungseinrichtung z.B. in die Antriebseinrichtung
integriert, so dass in der Antriebseinrichtung eine Stromregelung
wie auch andere Regelungen wie Momentenregelung bzw. Drehzahlregelung
erfolgen.
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Die
Darstellung gemäß 4 zeigt den Signalverlauf
eines Druckmarkensignals DMS. Von der Druckmarkenmesseinrichtung
ME wird ein Druckmarkensignal DMS generiert, welches an eine Regelungseinheit
RE übertragen
wird. In der Regelungseinheit erfolgt eine Korrekturwertberechnung
KWB, welche einem Korrekturwert KW ausgibt. Dieser Korrekturwert
KW dient als Eingangssignal für
eine Antriebsregelung AR, wobei die Antriebsregelung AR weitere
Eingangssignale ES zur Verfügung
stehen. Das korrigierte Ausgangssignal AS dient dann der präziseren
Regelung der Antriebe, so dass eine Verbesserung der Druckqualität erzielbar
ist. Der Korrekturwert KW ist zusätzlich an einen Leitstand LS
ausgebbar.