DE19781048B4

DE19781048B4 - Druckeinrichtung

Info

Publication number: DE19781048B4
Application number: DE19781048T
Authority: DE
Inventors: Ian John Preston Costin; Howard Stephen Thorton Cleveleys Carsley; Peter Andrew Preston Donaldson
Original assignee: Goss International LLC
Current assignee: Goss International LLC
Priority date: 1996-10-12
Filing date: 1997-10-10
Publication date: 2011-04-28
Anticipated expiration: 2017-10-11
Also published as: GB2321638B; GB9621324D0; WO1998016384A1; CH693172A5; GB9809637D0; AU4632097A; DE19781048T1; GB2321638A; JP2001502258A; US6446553B1

Abstract

Antriebseinrichtung für eine Druckeinrichtung derjenigen Art, die eine Mehrzahl von Bearbeitungseinheiten beinhaltet, jede zur Ausführung einer betreffenden Folgetätigkeit an Bogenmaterial, das längs einer Zuführbahn zugeführt wird, die zumindest teilweise durch die genannten Bearbeitungseinheiten definiert ist, wobei die genannte Antriebseinrichtung einen elektrisch betriebenen Antriebsmotor, eigens für eines oder mehrere drehbare Elemente innerhalb einer der Bearbeitungseinheiten sowie ein Steuermittel aufweist, das eingerichtet ist, um eine Drehzahl und winkelmäßige Phasenlage jedes genannten Antriebsmotors individuell in Beziehung zu einem vorbestimmten Hauptstandard zu steuern, der in dem Steuermittel programmiert ist, wobei das Steuermittel eingerichtet ist, die relevanten Phasenwinkel eines oder mehrerer Abtriebe des Antriebsmotors um einen vorgewählten Faktor zu verändern, der mit einer Gesamtlaufgeschwindigkeit der Antriebseinrichtung in Beziehung steht, um ein genaues Register von jeder Bearbeitungseinheit relativ zu dem Bogenmaterial über einen beträchtlichen Bereich von Arbeitsgeschwindigkeiten aufrecht zu erhalten.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung für eine Druckeinrichtung sowie auf/ein Verfahren zum Betreiben einer Druckeinrichtung.
Es ist bekannt, Druckeinrichtungen mit einzelnen Bearbeitungseinheiten vorzusehen, von denen jede mechanisch unabhängig durch ihren eigenen Elektromotor angetrieben ist, anstatt die Einheiten miteinander über Wellen, Getriebe usw. so zu kuppeln, daß sie in Synchronisation von einem gemeinsamen Motor angetrieben sind. Die einzelnen Motoren gehören zu einem Typ, der elektrisch äußerst genau hinsichtlich der Drehzahl und der Winkelposition ihres Abtriebes gesteuert werden kann, um die Synchronisation der verschiedenen Einheiten und einen genauen Register ihrer betreffenden Tätigkeiten am Band zu bewirken. Diese Art Antriebseinrichtung wird üblicherweise als ”wellenloser Antrieb” bezeichnet, und viele Beispiele sind in der Technik wohlbekannt, beispielsweise aus unserer GB 2 149 149 A .
Ferner ist aus der DE 2 046 131 A1 eine längswellenlose Druckmaschine bekannt. Diese umfaßt eine Einrichtung zum Regeln der Einzelantriebe von registerhaltig arbeitenden Druckmaschinenelementen einer Druckmaschine. Hier ist jeweils einer digitalen Gleichlaufwinkelregelung von Einzelantrieben eine Registerregelung überlagert. Sie sieht eine Registerregelung vor, mit der Registerabweichungen auf der Druckbahn feststellbar sind.
Die DE 44 30 693 A1 offenbart eine längswellenlose Offset-Druckmaschine, insbesondere deren Antrieb. Dabei werden beispielsweise sämtliche Formzylinder von jeweils einem separaten Elektromotor angetrieben und stehen miteinander nicht in mechanischer Antriebsverbindung. Sie verwendet sogenannte Register- und Passermarken, deren Position von Messwertgebern erfasst wird. Sofern Registerfehler vorliegen, werden diese über eine Drehzahlanpassung der Elektromotoren korrigiert.
Weiter offenbart die DE 44 34 843 A1 ein Verfahren zur Vermeidung von Passerdifferenzen bei einer Druckmaschine mit mehreren Druckwerken, insbesondere Bogenoffset-Druckmaschinen. Ein Hauptantrieb steuert einen Gleichstromantrieb, der über einen Räderzug die einzelnen Druckwerke antreibt. Zur Vermeidung der druckgeschwindigkeitsabhängigen Passerdifferenzen werden die bei unterschiedlichen Druckgeschwindigkeiten auftretenden Passerdifferenzen ermittelt, daraus notwendige Registerkorrekturen errechnet und diese während des Druckbetriebes in Abhängigkeit des aktuellen Wertes der Druckgeschwindigkeit zur Einstellung gebracht. Diese Registerkorrekturen werden an Hand von Bremseinrichtungen mit einstellbaren Bremsmoment an den einzelnen Druckwerken, über die Variation der Pressung zwischen den Druckwerkszylindern, der Stärke von Zylinderaufzügen oder der Viskosität der Druckfarbe vorgenommen.
Obgleich ein wellenloser Antrieb hinsichtlich des Erreichens genauer und dauerhafter Ergebnisse erfolgreich ist, wenn die Druckeinrichtung mit ihrer Arbeitsgeschwindigkeit läuft, treten bislang ungelöste Probleme während Änderungen der Arbeitsgeschwindigkeit der Einrichtung als Ganzes und folglich der Lineargeschwindigkeit des Bandes auf, hauptsächlich aufgrund einer Streckung oder anderen Verformung des Bandes infolge der Geschwindigkeitsänderung. Dies hat zur Folge, daß die von den verschiedenen Einheiten ausgeführten Tätigkeiten außer Register kommen, beispielsweise der Passer verschiedener Farben beim Mehrfarbendruck verlorengeht, was zu beträchtlichem Ausschuß und Verlust an Produktionszeit führt.
Die Einrichtung muß bei der Inbetriebnahme auf die Arbeitsgeschwindigkeit hochgefahren und muß für das Betriebsende wieder heruntergefahren werden, was am Anfang und am Ende jedes Druckdurchlaufes zu Ausschuß führt. Das Ziel der Erfindung ist es, eine Druckeinrichtung, welche einen wellenlosen Antrieb besitzt, und ein Druckverfahren mit sämtlichen ihren entsprechenden Vorteilen zur Verfügung zu stellen, die in der Lage sind, eine genaue Synchronisierung und Registerung über wesentliche Änderungen der Gesamtlaufgeschwindigkeit beizubehalten.
Dieses Ziel wird mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 2 erreicht.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Antriebseinrichtung für eine Druckeinrichtung vorgesehen, die eine Mehrzahl von Bearbeitungseinheiten beinhaltet, jede für die Durchführung einer betreffenden Folgetätigkeit an einem Bogenmaterial, das längs einer Transportbahn zugeführt wird, die zumindest teilweise durch die besagten Bearbeitungseinheiten definiert ist, wobei genannte Antriebseinrichtung einen elektrisch betriebenen Antriebsmotor, eigens für eines oder mehrere drehbare Elemente innerhalb einer der Bearbeitungseinheiten sowie ein Steuermittel aufweist, das eingerichtet ist, um die Drehzahl und winkelmäßige Phasenlage jedes genannten Antriebsmotors individuell in Beziehung zu einem vorbestimmten Hauptstandard zu steuern, der in dem Steuermittel programmiert ist, wobei das Steuermittel eingerichtet ist, die relativen Phasenwinkel eines oder mehrerer Abtriebe der Antriebsmotoren um einen vorgewählten Faktor zu verändern, der mit einer Gesamtlaufgeschwindigkeit der Antriebseinrichtung in Beziehung steht, um ein genaues Register von jeder Bearbeitungseinheit relativ zu dem Bogenmaterial über einen beträchtlichen Bereich von Arbeitsgeschwindigkeiten aufrechtzuerhalten.
Die Erfindung beruht ferner in einem Verfahren zum Betreiben einer Druckeinrichtung mit einem wellenlosen Antrieb, einschließlich der Schritte Ermitteln eines Ausmaßes eines Registerfehlers, der durch Änderungen einer Gesamtarbeitsgeschwindigkeit verursacht ist, die ohne jedwede Einstellung der relativen Drehzahl von mehreren Antriebsmotoren, von denen jeder mit einem Drehelement innerhalb einer Bearbeitungseinheit verbunden ist, oder Änderungen der relativen Winkelphasenlage der mehreren Antriebsmotoren stattfinden, zur Verfügung stellen eines Algorithmus, der den Registerfehler als Funktion der genannten Arbeitsgeschwindigkeit darstellt, und Anwenden dieses Algorithmus, um automatisch relative Phasenwinkel der mehreren Motorantriebe um einen gewählten Faktor zu verändern, der mit der Gesamtarbeitsgeschwindigkeit der Druckeinrichtung in Beziehung steht, wodurch das Register über einen beträchtlichen Bereich von Arbeitsgeschwindigkeiten genau beibehalten wird.
Ein Beispiel der Erfindung wird nun näher unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben, die eine Blockdarstellung einer Mehrfarben-Offset-Druckeinrichtung für fortlaufendes Band ist.
Die Einrichtung beinhaltet eine Vierfarbendruckstrecke 10 für Bandzufuhr und einen stromabwärts davon angeordneten Falzapparat 12, somit besteht die gezeigte Einrichtung grundsätzlich aus fünf Bearbeitungseinheiten, vier aufeinander folgende Farbeinheiten 14, 16, 18, 20 und einer Falzeinheit 12.
Das ununterbrochene Band 22 läuft von einer Rolle oder einer anderen Quelle 24 längs der Druckstelle 10 und sodann in üblicher Weise zur Falzeinheit 12.
Die Farbeinheiten 14–20 sind von üblicher Bauart und enthalten Platten- und Tuchzylinder sowie Dämpfer- und Farbwalzenzüge, was in der Technik wohlbekannt und daher in der Zeichnung nicht im einzelnen dargestellt ist.
Jedoch ist jede der Einheiten unabhängig durch betreffende Elektromotoren bekannter Art angetrieben, die in der Lage sind, ihre Drehzahl und die Winkelposition ihrer Abtriebe sehr genau elektrisch zu steuern, wobei diese wellenlose Antriebseinrichtung den Bedarf an einer mechanischen Koppelung der einzelnen Einheiten überflüssig macht.
Die Falzeinheit 12 ist durch einen der besagten Motoren 25 unabhängig angetrieben.
Bei diesem speziellen Beispiel beinhaltet jede Farbeinheit 14–20 zwei der besagten Antriebsmotoren. Die Eingangseinheit 14 weist einen Antriebsmotor 26, der eine erste Walzen- oder Zylindereinheit 14a antreibt, sowie einen weiteren Antriebsmotor 28 auf, der die Einheit 14b antreibt.
In gleicher Weise weist die Einheit 16 Motoren 30 und 32 auf, die Einheiten 16a bzw. 16b antreiben; die Einheit 18 weist Motoren 34 und 36 auf, die Einheiten 18a bzw. 18b antreiben, und die Einheit 20 weist Motoren 38 und 40 auf, die Einheiten 20a bzw. 20b antreiben.
Jeder der neun Antriebsmotoren 24–40 ist über eine Steuerschaltung 44 mit einer elektronischen Steuereinheit 42 in Verbindung. Die Einheit 42 bewirkt die Steuerung der Drehzahl und relativen Winkelphasenlage der Motoren in der Weise, daß die Tätigkeiten der verschiedenen Einheiten so synchronisiert sind, daß eine genaue Farbregisterung und eine genaue Positionierung der Falzbildung am Band 22 gewährleistet ist, wenn die Einrichtung als Ganzes mit ihrer normalen Arbeitsgeschwindigkeit läuft.
Die Steuereineinheit 42 ist mit einem Hauptstandard vorprogrammiert, nach dem sämtliche Motoren gesteuert und in Synchronisation gehalten werden, eine Anordnung, die praktisch als elektrische Verbindungswelle angesehen werden kann, die dem mechanischen Zusammenkoppeln der verschiedenen Antriebsseiten der Motore gleichwertig ist, d. h. jeder Motor ist als Tochter von der Haupt-Steuereinheit 42 gesteuert. Dies vermeidet es, sich auf eine Servoregelung mittels geschlossener Schleife oder einer anderen Rückkoppelung aus der Abtastung von Betriebsparametern verlassen zu müssen, beispielsweise Wellendrehzahl und/oder Bandgeschwindigkeit an gegebener Stelle oder an Stellen, weil in der Praxis gefunden wurde, daß auf der Grundlage solcher Servosteuersysteme kein ausreichend schnelles Ansprechen für Erzeugnisse hoher Güte bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten erreicht wird.
Versuche haben überraschend gezeigt, daß Änderungen der Gesamtarbeitsgeschwindigkeit, etwa beim Anfahren oder Herunterfahren einer Druckpartie, eine konstante und daher voraussehbare Auswirkung auf den Register haben. Wiederholte Testläufe und genaue Messung des Ausmaßes beispielsweise ungenauer Farbregisterung relativ zu Änderungen der Gesamtdruckgeschwindigkeit ermöglichen es, einen Algorithmus abzuleiten, um die Steuereinheit 42 mit Daten für selbsttätige Kompensation relativ zur Gesamtlaufgeschwindigkeit der Einrichtung zu programmieren, um die relativen Phasenwinkel der Abtriebe der Motoren 25–40 automatisch individuell um vorgewählte Faktoren zu verschieben.
Die Korrektur variiert in Abhängigkeit von dem Betriebsverhältnis der verschiedenen Einheiten und der Zylindereinheiten oder anderer einzeln angetriebener rotierender Elemente innerhalb einer Einheit, so daß beispielsweise das Paar der Antriebsmotoren 26 und 28 einer Einzeleinheit, beispielsweise 14, normalerweise miteinander in Synchronisation gehalten Wird, jedoch der relative Phasenwinkel zwischen diesen Motoren und den Motoren der anderen Einheiten 16–20 und 12 als Funktion der Gesamtgeschwindigkeit verändert wird und auch relativ zueinander verändert wird.
Unterwarteterweise wird, wenn der Algorithmus und die erforderlichen Korrekturfaktoren festgelegt sind, die Genauigkeit des Registers aufrecht erhalten, selbst bei aufeinanderfolgenden Druckpartien, mit wenig oder keinerlei Einstellarbeiten, was zu einer wesentlichen Ersparnis an Zeit und Mühe führt, beispielsweise beim Bereitmachen, sowie zu einer sehr beachtlichen Verringerung von Ausschuß, weil Kopien, die während Geschwindigkeitsänderungen erzielt werden, etwa beim Hochfahren oder Herunterfahren, weitgehend von annehmbarer Güte sind.
Es versteht sich daß die Erfindung auf verschiedene wellenlose Antriebsanordnungen anwendbar ist, wobei bei einigen Anwendungen ein Motor eine einzelne Walze oder einen Zylinder entweder unmittelbar oder über Getriebe, Zahnriemen oder andere Übertragungsmittel antreiben kann, in anderen Anwendungen der einzelne Motor eine Folge von Walzen oder Zylindern oder sogar eine gesamte Farbeinheit antreiben kann oder eine andere Band- oder Bogenbearbeitungseinheit, anstelle einer Einheit, wie sie oben beschrieben ist, antreiben kann.

Claims

Antriebseinrichtung für eine Druckeinrichtung derjenigen Art, die eine Mehrzahl von Bearbeitungseinheiten beinhaltet, jede zur Ausführung einer betreffenden Folgetätigkeit an Bogenmaterial, das längs einer Zuführbahn zugeführt wird, die zumindest teilweise durch die genannten Bearbeitungseinheiten definiert ist, wobei die genannte Antriebseinrichtung einen elektrisch betriebenen Antriebsmotor, eigens für eines oder mehrere drehbare Elemente innerhalb einer der Bearbeitungseinheiten sowie ein Steuermittel aufweist, das eingerichtet ist, um eine Drehzahl und winkelmäßige Phasenlage jedes genannten Antriebsmotors individuell in Beziehung zu einem vorbestimmten Hauptstandard zu steuern, der in dem Steuermittel programmiert ist, wobei das Steuermittel eingerichtet ist, die relevanten Phasenwinkel eines oder mehrerer Abtriebe des Antriebsmotors um einen vorgewählten Faktor zu verändern, der mit einer Gesamtlaufgeschwindigkeit der Antriebseinrichtung in Beziehung steht, um ein genaues Register von jeder Bearbeitungseinheit relativ zu dem Bogenmaterial über einen beträchtlichen Bereich von Arbeitsgeschwindigkeiten aufrecht zu erhalten.
Antriebseinrichtung wie in Anspruch 1 beansprucht, bei der die Antriebseinrichtung zumindest zwei Antriebsmotoren für jede Bearbeitungseinheit aufweist, in jeder Bearbeitungseinheit zumindest einer der Antriebsmotoren eines der drehbaren Elemente auf einer Seite der Zuführbahn antreibt und zumindest einer der Antriebsmotoren eines der drehbaren Elemente auf der anderen Seite der Zuführbahn antreibt.
Verfahren zum Betreiben einer Druckeinrichtung mit einem wellenlosen Antrieb, einschließlich der Schritte – Ermitteln eines Ausmaßes eines Registerfehlers, der durch Änderungen einer Gesamtarbeitsgeschwindigkeit verursacht ist, die ohne jedwede Einstellung einer relativen Drehzahl von mehreren Motoren, von denen jeder mit einem Drehelement innerhalb einer Bearbeitungseinheit verbunden ist, oder Änderungen von relativen Winkelphasenlagen der mehreren Antriebsmotoren stattfinden, – zur Verfügung Stellen eines Algorithmus, der den Registerfehler als Funktion der genannten Arbeitsgeschwindigkeit darstellt, und – Anwenden dieses Algorithmus, um automatisch relative Phasenwinkel eines der mehreren Motorantriebe um einen vorgewählten Faktor zu ändern, der mit der Gesamtarbeitsgeschwindigkeit der Druckeinrichtung in Beziehung steht, wodurch das Register über einen beträchtlichen Bereich von Arbeitsgeschwindigkeiten genau beibehalten wird.