DE19936291A1 - Bestimmung von Schnittlagen von Bahnsträngen in einer Rotationsdruckmaschine - Google Patents
Bestimmung von Schnittlagen von Bahnsträngen in einer RotationsdruckmaschineInfo
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Abstract
Verfahren zur Bestimmung von Schnittlagen von Bahnsträngen (B1, B2), die in einer Rotationsdruckmaschine zu einem Heftstrang (H1) zusammengeführt und quergeschnitten werden, wobei ein Messwert für die Schnittlage der Bahnstränge (B1, B2) in dem Heftstrang (H1) aufgenommen und je ein Einzelstrangmesswert für die Schnittlagen der Bahnstränge (B1, B2) vor dem Zusammenführen für jeder der Bahnstränge (B1, B2) aufgenommen wird. Die Schnittlagen der Bahnstränge (B1, B2) werden bestimmt aus den Einzelstrangmesswerten und dem für die Bahnstränge (B1, B2) des Heftstrangs (H1) in dem Heftstrang (H1) aufgenommenen gemeinsamen Messwert.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung von Schnittlagen von
Bahnsträngen, die in einer Rotationsdruckmaschine, insbesondere einer
Rollenrotationsdruckmaschine, zu einem Heftstrang zusammengeführt und quergeschnitten
werden. Ein Messwert für die Schnittlage der Bahnstränge wird dabei im Heftstrang aufgenommen
und zur Bestimmung der Schnittlagen der Bahnstränge verwendet. Ferner betrifft die Erfindung
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Schnittlagen der Bahnstränge.
Nach dem Bedrucken von Bedruckstoffbahnen in einer Rotationsdruckmaschine, werden die
einzelnen Bahnstränge an einer Sammelwalze zu einem oder mehreren Heftsträngen
zusammengeführt. Ein Heftstrang läuft über einen Falztrichter in einen Falzapparat, in dem der
Heftstrang quer zur Förderrichtung durch einen Messerzylinder geschnitten wird. Die Position
dieses Schnittes relativ zu dem Druckbild auf der Bedruckstoffbahn ist eine wichtige Größe bei
der Produktion eines Druckerzeugnisses. Die messbare Lage des Druckbilds relativ zur Lage des
Messerzylinders wird als Schnittlage bezeichnet. Die Schnittlage wird üblicherweise zu Beginn
einer Fertigung eingestellt, muss dann jedoch während der laufenden Produktion ständig
nachgeregelt werden. Verändert wird die Schnittlage durch ein sogenanntes Registerwerk, welches
vor der Zusammenführung der Bahnstränge angeordnet ist. Typischerweise besteht das
Registerwek aus Haupt- und Nebenregister. Es kann auch zusätzlich ein Heftstrangregister zum
Einsatz kommen, welches nach dem Zusammenführen der einzelnen Bahnstränge angeordnet ist.
Durch die Veränderung der Länge des Bahnwegs wird die Schnittlage für einen Bahnstrang
eingestellt. Um die Registermittel zu regeln, werden Messwerte für die Schnittlagen der
Bahnstränge aufgenommen und regelungstechnisch verwertet.
Es ist bekannt, Messwerte für die Schnittlagen der Bahnstränge mit Hilfe von optischen Sensoren
aufzunehmen. Üblicherweise wird das Schnittregister vom Drucker am Leitstand zuerst richtig
eingestellt, dann die Regelung eingeschaltet und beim ersten Umlauf die Schnittlage beim Sensor
ermittelt und abgespeichert. Die Regelung prüft anschließend bei jedem Umlauf, ob die Schnittlage
gegenüber der beim ersten Umlauf gespeicherten Lage verschoben wurde. Ist dies der Fall,
errechnet die Regelung ein Korrektursignal, welches die Schnittlage beim Sensor wieder in
Richtung der gespeicherten Solllage verschiebt.
Die verwendeten optischen Sensoren für die Erfassung der Messwerte für die Schnittlagen der
Bahnstränge werden vor dem Zusammenführen der einzelnen Bahnstränge angeordnet. Von dieser
Messstelle bis zum Messerzylinder legen die Bedruckstoffbahnen in der Regel jedoch noch
erhebliche Weglängen zurück. Dies wiederum bedingt ein erhebliches Störpotential der Schnittlage
jedes einzelnen Bahnstrangs. Im allgemeinen ist der Bahnweg vom Messort bis zum
Messerzylinder so lang, dass im üblichen Druckbetrieb Schnittlageabweichungen im
Millimeterbereich resultieren. Beispielsweise führt eine Änderung der Bahndehnung während der
Produktion zwischen Messort und Messerzylinder im Falzapparat, zu einer Veränderung der
Schnittlage, weil vom Regler die Schnittlage beim Sensor konstant gehalten wird und sich nun eine
nicht mehr passende Anzahl Bilder zwischen Sensor und Messerzylinder befindet. Die
Bahndehnung kann sich dabei aufgrund unterschiedlichen Farbauftrags verändern, außerdem ist
sie von der umgebenden Luftfeuchtigkeit abhängig. Ein weiteres Problem sind Stellorgane, die,
in Laufrichtung der Papierbahn gesehen, nach dem Sensor angeordnet sind, wie zum Beispiel ein
Heftstrangregister. Verstellungen mit solchen Stellorganen werden im Messsignal nicht sichtbar,
verändern aber die Schnittlage. In der Praxis stören allerdings vor allem der Wechsel von einer
Drehzahl auf eine andere die Schnittlage. Dies tritt zum Beispiel beim Anfahren einer Maschine,
oder nach einem Papierriß ein. Je weiter die Sensoren vom Messerzylinder entfernt sind, desto
mehr machen sich solche Einflüsse als Schnittlageabweichungen bemerkbar.
Aus der DE 195 06 774 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem Sensoren kurz vor dem
Messerzylinder angebracht werden können. Die Messung der Schnittlagen der Bahnstränge erfolgt
somit im Heftstrang, also nach dem Zusammenführen der einzelnen Bahnstränge. Während dem
Druckvorgang wird auf jede einzelne Bedruckstoffbahn eine Referenzmarke aus einer
magnetisierbaren Spezialfarbe aufgebracht. Bei Durchlaufen eines äußeren Magnetfelds werden
diese Referenzmarken selbst magnetisiert und können anschließend von einem Magnetsensor
erkannt werden. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, dass Messwerte für die Schnittlagen
der Bahnstränge auch in den Bahnsträngen erfasst werden können, die nach dem Zusammenführen
von anderen Bahnsträngen überdeckt werden und so für optische Sensoren unsichtbar sind. Die
Magnetfelder der Referenzmarken müssen nur so stark sein, dass sie die darüberliegenden
Bahnstränge durchdringen. Die Magnetsensoren können, seitlich versetzt, direkt vor dem
Messerzylinder angebracht werden und erkennen somit jede Änderung der Schnittlage. Zum
Aufbringen einer Referenzmarken sind eine Markierungseinrichtung, sowie eine
Magnetisierungseinrichtung für die aufgebrachten Referenzmarken notwendig. Kurz vor dem
Messerzylinder muss für eine Vielzahl von Sensoren Einbauraum vorhanden sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schnittlagen von Bahnsträngen zu bestimmen und,
im Vergleich zum oben beschriebenen Stand der Technik, den hierfür zu betreibenden Aufwand
zu verringern ohne die Präzision wesentlich zu mindern. Dies wird durch die unabhängigen
Ansprüche gelöst.
Für die Erfindung bedeutend ist die Erkenntnis, dass ab der letzten für optische Sensoren
möglichen Messstelle vor einer Bahnzusammenführung Änderungen bzw. Störungen, die
Schnittlagen von Bahnsträngen betreffend, alle Bahnstränge gleichermaßen gemeinsam treffen. Ab
der Stelle, an der die Bahnstränge zusammengeführt werden und dann aufeinanderliegen,
verschieben sich die Bahnstränge nur noch in einem praktisch vernachlässigbaren Ausmaß
gegeneinander. Störungen der Schnittlage treffen alle Bahnstränge gleichermaßen. Um eine
Abweichung der Schnittlage der Bahnstränge zu bestimmen, die sich auf der Strecke zwischen der
Messung der Schnittlagen vor dem Zusammenführen und dem Messerzylinder ergibt, genügt es,
die Schnittlage eines einzelnen Bahnstrangs im Heftstrang zu bestimmen. Bevorzugterweise wird
die Schnittlage eines äußersten Bahnstrangs bestimmt bzw. ermittelt.
Diese grundsätzliche Annahme gibt den tatsächlichen Sachverhalt vereinfacht wieder. Ändert sich
zum Beispiel die Bahnspannung eines ersten Bahnstrangs und damit die Dehnung dieses
einlaufenden Bahnstrangs, so kann sich daraus eine Versetzung gegenüber eines zweiten
Bahnstrangs ergeben. Die Reibung der einzelnen Bahnstränge untereinander, die sich nach dem
Zusammenführen ergibt, dämpft unter anderem solche Einflüsse. Die Praxis hat gezeigt, dass diese
Abweichungen vernachlässigbar für die Schnittlagen sind weshalb man ohne großen Fehler
annehmen kann, dass sich die einzelnen Bahnstränge nach dem Zusammenführen untereinander
nicht mehr verschieben.
Zur Bestimmung von Schnittlagen von Bahnsträngen, die in einer Rotationsdruckmaschine zu
einem Heftstrang zusammengeführt und quergeschnitten werden, wird ein Messwert für die
Schnittlage der Bahnstränge im Heftstrang aufgenommen und zur Bestimmung der Schnittlagen
der Bahnstränge verwendet. Bevorzugterweise wird ein Messwert für die Schnittlage des äußersten
Bahnstrangs im Heftstrang kurz vor dem Messerzylinder aufgenommen. Dieser Messwert
repräsentiert die gemeinsame Abweichung der Schnittlage aller Bahnstränge im Heftstrang. Dieser
Messwert kann mittels eines optischen Sensors erfasst werden.
Damit die einzelnen Bahnstränge untereinander die gleichen Schnittlagen bezüglich des
Messerzylinders aufweisen, wird je ein Einzelmesswert für die Schnittlagen der Bahnstränge vor
dem Zusammenführen für jeden der Bahnstränge aufgenommen. Auch hierfür können optische
Sensoren verwendet werden, die das Druckbild oder gegebenenfalls eine optische Referenzmarke
erfassen, und somit nicht auf spezielle Referenzmarken, wie beispielsweise Magnetmarken,
angewiesen sind. Zur Bestimmung der Schnittlagen der Bahnstränge werden die Einzelmesswerte
und der im Heftstrang aufgenommene gemeinsame Messwert verwendet. Die Erfindung verbindet
somit die Verwendung von optischen Sensoren, die eine spezielle Referenzmarke überflüssig
macht, mit der Möglichkeit, Änderungen der Schnittlage bis kurz vor den Messerzylinder zu
erfassen. Da an einer Stelle des Bahnwegs jeweils nur ein Sensor benötigt wird, treten keine
konstruktiven Platzprobleme auf. Die bei Sensoren oft notwendige Wartung bleibt einfach und
übersichtlich.
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zwei oder mehr Heftstränge
zusammengeführt werden. Jede der Schnittlagen der Bahnstränge der Heftstränge wird dabei
gemäß des vorher beschriebenen Verfahrens bestimmt. Unterschiedlich lange Bahnwege, die sich
in der Praxis beim Zusammenführen von zwei oder mehr Heftsträngen ergeben, führen zu
unterschiedlichen Störungen der Schnittlage, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
berücksichtigt werden. Vorzugsweise kann wiederum deren gemeinsame Schnittlage bestimmt
werden aus den einzelnen Messwerten für die Schnittlage der Heftstränge vor dem
Zusammenführen, und einem gemeinsamen Messwert für die Schnittlage der Heftstränge nach dem
Zusammenführen. Dies bedeutet, dass das Verfahren zur Bestimmung von Schnittlagen von
Bahnsträngen die zu einem Heftstrang zusammengeführt werden, analog angewendet werden kann
auf meherere Heftstränge die zu einer Einheit zusammengeführt werden.
Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, dass ein Heftstrang oder mehrere Heftstränge mit einem
einzelnen Bahnstrang oder mehreren Bahnsträngen zusammengeführt wird bzw. werden. Die
Bestimmung der Schnittlagen der Bahnstränge erfolgt auf analoge Weise.
Vorzugsweise werden nur Schnittregisterstellglieder eingesetzt, die vor dem Zusammenführen der
einzelnen Bahnstränge die Schnittlagen der Bahnstränge verändern können. Abweichungen von
der gemeinsamen Schnittlage aller zu einem Heftstrang zusammengeführten Bahnstränge, die kurz
vor dem Messerzylinder gemessen werden, werden für eine synchrone Regelung der Stellglieder
in den einzelnen Bahnsträngen verwendet. Eine gemeinsame Abweichung der Schnittlagen der
Bahnstränge, gemessen im Heftstrang, wird somit jeweils einzeln in den Bahnsträngen korrigiert.
Zum Anfahren der Rotationsdruckmaschine werden vorzugsweise die Schnittlagen manuell
eingestellt. Die Schnittlagen der Bahnstränge untereinander und die Schnittlage der Bahnstränge
im Heftstrang können gleichzeitig eingestellt werden. Der Drucker misst aus einem fertigen
Produkt, welches er hinter dem Messerzylinder entnimmt, die einzelnen Abweichungen der
Schnittlagen der Bahnstränge. Aus diesen Messwerten werden Steuerwerte für die
Registerstellglieder der einzelnen Bahnstränge ermittelt und manuell vorgegeben. Unter
Umständen muss diese Vorgehensweise mehrmals wiederholt werden um das gewünschte Resultat
zu erhalten. Liegen die Schnittlagen der Bahnstränge und die Schnittlage des gesamten Heftstrangs
innerhalb der geforderten Toleranz, so wird die Regelung eingeschaltet.
Die Sensoren sprechen entweder auf das Druckbild oder auf spezielle Marken, beispielsweise
Passermarken oder Schnittregistermarken, an. Ein Sensor misst bevorzugterweise einen Hell-
Dunkel-Verlauf der Druckbilder, die periodisch an dem Sensor vorbeilaufen.
Während der ersten Umdrehung des Falzapparates nach dem Einschalten wird bei jedem
Winkelinkrement eines am Falzapparat montierten Inkrementalgebers vom Sensor ein
Helligkeitswert gemessen. Diese Folge von Helligkeitswerten dient als Referenz und wird
abgespeichert. Während jedem weiteren Umlauf des Falzapparates wird wiederum während des
Umlaufs bei jedem Winkelinkrement der Helligkeitswert gemessen. Die neu aufgenommene Folge
von Helligkeitswerten wird mit der als Referenz dienenden Folge verglichen. Hat sich die
Schnittlage der Bilder auf der Papierbahn beim Sensor inzwischen nicht verschoben, so stimmt die
neu aufgenommene Folge genau mit der als Referenz dienenden Folge überein. Falls doch, so wird
ermittelt, wieviel die neu aufgenommene Folge gegenüber der als Referenz dienenden Folge
verschoben werden muss, damit die beiden Folgen übereinstimmen. Änderungen der Schnittlagen
von Bahnsträngen bei den Sensoren lassen sich somit als Verschiebungen der fortwährend neu
aufgenommenen Messwertfolgen gegenüber den abgespeicherten Referenzfolgen erkennen. Eine
Messwertfolge wird nachfolgend als Messwert für die Schnittlage bezeichnet.
Eine Vorrichtung zur Bestimmung von Schnittlagen von Bahnsträngen, die in einer
Rotationsdruckmaschine zu einem Heftstrang zusammengeführt und quergeschnitten werden,
umfasst einen Sensor, der im Heftstrang einen Messwert für die Schnittlage der Bahnstränge
aufnimmt. Dieser Sensor erfasst die Schnittlage des äußersten Bahnstrangs des Heftstrangs, der
mit der Schnittlage aller anderen Bahnstränge im Heftstrang übereinstimmt, wenn
erfindungsgemäß die Schnittlagen der einzelnen Bahnstränge bereits vor dem Zusammenführen
so eingestellt wurden, dass alle Bahnstränge eines Heftstrangs untereinander vor dem
Zusammenführen auf gleicher Schnittlage in Bezug auf den Messerzylinder sind. Der Sensor im
Heftstrang ist vorzugsweise möglichst nah vor dem Messerzylinder zu plazieren. Für jeden
Bahnstrang einzeln, wird vor dem Zusammenführen der Bahnstränge, je ein Sensor vorgesehen,
der einen Einzelmesswert für die Schnittlage des Bahnstrangs erfasst. Dieser Sensor ist
vorzugsweise möglichst nah vor der Zusammenführung mittels beispielsweise einer Sammelwalze
anzuordnen.
Vorzugsweise werden Sensoren eingesetzt, die die Abweichung der Schnittlagen der Bahnstränge
ohne eine zusätzlich aufgedruckte Hilfsmarke erfassen können. Es handelt sich um Sensoren, die
das Druckbild auf der Bedruckstoffbahn optisch abtasten. Solch ein Sensor wird sowohl zum
Erfassen eines Einzelwerts für die Schnittlage eines Bahnstrangs vor dem Zusammenführen als
auch zum Erfassen eines Werts für die Schnittlage der Bahnstränge im Heftstrang verwendet. Der
Einsatz solcher Sensoren ist bekannt. Durch die Möglichkeit den gleichen Sensor-Typ zu
verwenden, wird die Wartung zusätzlich erleichtert.
Die Signale der Sensoren werden in einer zentralen Steuerung zusammengefasst. Vorzugsweise
ist jedem Sensor eine eigene Regeleinrichtung zugeordnet, die jeweils das Messsignal des Sensors
mit einem Sollwert, der auch aus mehreren Sollwert-Anteilen bestehen kann, vergleicht und
verarbeitet, und einen Stellwert an das ihm zugeordnete Stellglied ausgibt. Die Regeleinrichtung
kann von einem Regler gebildet werden. Bevorzugterweise ist jedem Regler ein Sollwertgeber
zugeordnet.
Für die Bestimmung der Schnittlagen von Bahnsträngen wird vorzugsweise der Regler des
gemeinsamen Messwerts mit jedem Regler der Einzelmesswerte direkt oder indirekt verbunden.
Damit wird die gemeinsame Abweichung der Schnittlage der Bahnstränge im Heftstrang
mitberücksichtigt.
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass nur den Reglern der Einzelmesswerte
individuell Stellglieder zur Veränderung der Schnittlagen der Bahnstränge zugeordnet sind.
Abweichungen der Schnittlage der Bahnstränge gemessen im Heftrstrang kurz vor dem
Messerzylinder, werden als gemeinsamer Korrekturwert in allen Reglern der Einzelmesswerte
berücksichtigt. Der Korrekturwert wird bevorzugterweise den Reglern der Einzelmesswerte als
gemeinsamer Sollwert-Anteil aufgegeben.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist, zusätzlich zu dem Registerwerk der
Bahnstränge, ein. Heftstrangregister zwischen dem Falztrichter und dem Messerzylinder im
Heftstrang integriert. Die Schnittlage der Bahnstränge im Heftstrang kann somit im Heftstrang
eingestellt werden. Das Heftstrangregister wird zum ersten Einstellen der Schnittlage verwendet
bevor die Regelung eingeschaltet wird. Im Betrieb wird das Heftstrangregister nicht verstellt.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform bedient sich ebenfalls eines Heftstrangregisters. Die
vom Heftstrangsensor gemessene Abweichung der Schnittlage der Bahnstränge im Heftstrang wird
dabei nicht an die Regler der Bahnstränge zurückgeführt. Änderungen der Schnittlage des
Heftstrangs, die sich zwischen den Bahnstrangsensoren und dem Heftstrangsensor ergeben, werden
im Betrieb mit den Stellgliedern im Heftstrangregister ausgeglichen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 Anordnung zur Bestimmung der Schnittlagen von Bahnsträngen in einer
Rotationsdruckmaschine
Fig. 2 Anordnung der Regelkreise zur Bestimmung der Schnittlagen von Bahnsträngen
Fig. 3 Anordnung zur Bestimmung der Schnittlagen von Bahnsträngen bei der
Zusammenführung von vier Heftsträngen,
Fig. 4 Anordnung zur Bestimmung der Schnittlagen von Heftsträngen bei der
Zusammenführung von zwei Heftsträngen,
Fig. 5 Anordnung zur Bestimmung der Schnittlagen von Bahnsträngen in einer
Rotationsdruckmaschine mit integriertem Heftstrangregister und
Fig. 6 Anordnung zur Bestimmung der Schnittlagen von Bahnsträngen mit Regelung der
Haupt-, Neben- und Heftstrangregister.
In einer Rotationsdruckmaschine wird eine Bedruckstoffbahn von einer Rolle abgewickelt und
durchläuft das Druckwerk oder mehrere Druckwerke. In einem anschließenden Registerwerk
werden unter anderem die Schnittlagen von Bahnsträngen eingestellt. Dies geschieht mittels
beweglicher Walzen oder Stangen, die die Papierbahnwege verlängern bzw. verkürzen. Es wird
zwischen Haupt- und Nebenregister unterschieden. Es ist üblich breite Papierbahnen zu bedrucken
die anschließend längs geschnitten werden wodurch die einzelnen Bahnstränge entstehen. Das
Hauptregister verändert die Papierbahnwege vor, das Nebenregister nach dem Längsschnitt.
Fig. 1 zeigt zwei Bahnstränge B1, B2, die, vom Registerwerk kommend, über
Trichtereinlaufleitwalzen 12 an einer Sammelwalze 2 zusammengeführt werden. Ein dritter
Bahnstrang ist in der Figur dargestellt. In der Praxis können auch noch mehr Bahnstränge
zusammengeführt werden. Die Erfindung ist mit Vorteil auch bereits bei nur zwei
zusammenzuführenden Bahnsträngen einsetzbar. Ab der Sammelwalze 2 bilden die
zusammengeführten Bahnstränge B1, B2 einen Heftstrang H1. Dieser läuft über einen Falztrichter
13 in einen Falzapparat F mit einem Messerzylinder 1. Dort wird der Heftstrang quer zur
Laufrichtung der Papierbahnen geschnitten. Zwischen dem Falztrichter 13 und dem
Messerzylinder 1 müssen in der Praxis erhebliche Wegstrecken zurückgelegt werden. Dies ist in
der Figur durch eine Unterbrechung angedeutet.
Ein Messswert für die Schnittlage der Bahnstränge im Heftstrang H1 wird von einem
Heftstrangsensor 5 erfasst. Bevorzugterweise ist der Heftstrangsensor 5 möglichst nahe in
Laufrichtung vor dem Messerzylinder 1 angebracht. Die Genauigkeit der Bestimmung der
Schnittlage wird dadurch gesteigert. Mit dem Heftstrangsensor 5 wird die gemeinsame
Schnittlagenabweichung der Bahnstränge B1, B2 im Heftstrang H1 gemessen. Bevorzugterweise
wird ein optischer Sensor verwendet, der das Druckmuster eines der äußeren Bahnstränge des
Heftstrangs H1 abtastet.
Zur Bestimmung und Regelung der Schnittlagen der einzelnen Bahnstränge B1, B2 untereinander,
werden Messwerte von Bahnstrangsensoren 3 vor dem Zusammenführen der Bahnstränge B1, B2
erfasst. Bevorzugterweise werden sie möglichst nahe vor dem Ort des Zusammenführens,
vorliegend der Sammelwalze 2, angeordnet. Im Ausführungsbeispiel sind die Bahnstrangsensoren
3 über den Trichtereinlaufleitzwalzen 12 angebracht. Auch hier können bevorzugterweise optische
Sensoren verwendet werden.
Fig. 2 beschreibt den Aufbau der Regelkreise zum Bestimmen und Regeln der Schnittlagen der
Bahnstränge. Allen Sensoren ist direkt eine Recheneinheit 8 zugeordnet. Eine Recheneinheit 8
umfasst bevorzugterweise Eingänge für die Sollwerte und den Messwert, einen Sollwertgeber 9,
einen Regler 4 und einen Ausgang zum Stellglied 10. In einer Recheneinheit 8 wird auch ein
Referenzwert, der beim Einstellen der Druckmaschine von dem zugeordneten Sensor gemessen
wird, abgespeichert. Über ein Bussystem können den Recheneinheiten 8 Bedienkommandos
vorgegeben werden. Erfindungsgemäß wird zwischen zwei Arten von Regelkreisen unterschieden,
einem inneren Regelkreis pro Bahnstrang und einem äußeren Regelkreis pro Heftstrang. Der
relativ schnell reagierende innere Regelkreis weist den jeweiligen Bahnstrangsensor 3, eine
Recheneinheit 8 und ein Stellglied 10 auf. Das Stellglied 10, welches ein Mechanismus zur
Verstellung des Haupt- oder Nebenregisters ist, kann eine konventionelle Registereinheit sein oder
auch, wie im Falle der Einzelantriebstechnik, eine Menge von angetriebenen Walzen bzw.
Zylindern, welche ihre Winkellagen gegenüber einer Leitwinkellage verschieben. Das jeweils
einem Regler zugeordnete Stellglied, kann die Weglänge eines Bahnstrangs verlängern oder
verkürzen und somit die Schnittlage dieses Bahnstrangs verändern. Das Stellglied steuert den
Prozess, dessen Zustand wiederum über die Sensoren 3, 5 erfasst wird.
Der relativ zum inneren Regelkreis langsamere äußere Regelkreis weist den Heftstrangsensor 5,
einen ihm zugeordneten Regler 6, einen Sollwertgeber 7, und die inneren Regelkreise auf. In der
bevorzugten Ausführungsform ist dem Regler 6 kein Stellglied zugeordnet. Nur die inneren Regler
4 wirken direkt auf das ihnen zugeordnete Stellglied 10. Der Regler 6 ist vorzugsweise mit jedem
der Regler 4 verbunden. Besonders bevorzugt kann dies über einen Bus geschehen, an dem alle
Recheneinheiten 4, 6 angeschlossen sind. Insbesondere ist der Regler 6 mit allen anderen Reglern
verbunden. Über den Bus werden gemessene Werte zwischen Sensoren und Reglern oder
Korrekturwerte K zwischen den Reglern ausgetauscht. Ein weiterer Vorteil des Bussystems ist,
dass ebenfalls Telegramme zur Bedienung und Programmierung der Recheneinheiten 8
(Bedienkommandos), sowie Sollwertvorgaben 7, 9 verschickt werden können. Auch auf die
Dynamik der einzelnen Regler kann über die Bedienkommandos Einfluss genommen werden. Die
angeschlossenen Recheneinheiten sind so programmierbar, dass sie Werte selektiv verarbeiten, sie
also nur Werte von einem bestimmten Sensor oder einem anderen Regler akzeptieren.
In den inneren Regelkreisen werden die Schnittlagen der einzelnen Bahnstränge geregelt, so dass
alle Bahnstränge die gleiche Schnittlage besitzen. Gemessen wird dabei ein Abweichen der
Schnittlage von einem Referenzwert. Beim Anfahren der Rotationsdruckmaschine wird für jeden
Regler ein individueller Referenzwert eingestellt. In den Reglern 4 werden die Abweichungen zu
Steuersignalen für die Registerstellglieder verarbeitet und an die Stellglieder 10 ausgegeben, die
in den Prozess steuernd eingreifen. Der innere Regelkreis regelt schnell im Vergleich zum äußeren
Regelkreis um kein instabiles System zu erzeugen wenn der innere Regelkreis der Dynamik der
Eingangswerte nicht folgen kann. Der innere Regelkreis wird mit einer größeren Dynamik als der
äußere Regelkreis versehen. Zu jedem Zeitpunkt ist somit gewährleistet, dass alle Bahnstränge B1,
B2 an den Bahnstrangsensoren 3 untereinander die gleiche Schnittlage aufweisen.
Eine gemessene Abweichung von der Schnittlage im Heftstrangsensor 5, als Abweichung des
Messwerts vom Referenzwert, wird über den langsamen äußeren Regelkreis zu einem
Korrekturwert K verarbeitet, der, zum Beispiel über das Bussystem, allen inneren Reglern 4 als
Sollwert-Anteil zugeführt wird. Der Sollwert eines Reglers 4 setzt sich aus der individuellen
Sollwertvorgabe 9 und dem allgemeinen Korrekturwert K zusammen. Aus den Sollwerten, den
Referenzwerten und den Einzelmesswerten der Bahnstränge ermittelt jeder Regler 4 individuelle
Steuersignale für das ihm zugeordnete Registerstellglied. Über die angeschlossenen Stellglieder
10 wird die Schnittlagenabweichung des Heftstrangs H1 jeweils in den Bahnsträngen B1, B2
korrigiert. Diese Struktur wird in der Regelungstechnik als "kaskadierte Regelung" bezeichnet.
In den Figuren ist das Zusammensetzen und Vergleichen der Eingangswerte vor den Reglern 4,
6 dargestellt.
Beim Anfahren einer Rotationsdruckmaschine werden bei langsamer Fördergeschwindigkeit der
Bahnstränge, die Schnittlagen der Bahnstränge zueinander und die Schnittlage der zu einem
Heftstrang zusammengeführten Bahnstränge manuell eingestellt. Wenn die Schnittlage insgesamt
korrekt eingestellt ist, werden die mittels der Bahnstrangsensoren 3 und dem Heftstrangsensor 5
gemessenen Werte für den weiteren Verlauf der Produktion als Referenzwerte abgespeichert. Ab
diesem Zeitpunkt werden sämtliche Schwankungen der Schnittlage von der Regelung selbständig
ausgeglichen. Bevorzugterweise ist es jedoch auch möglich manuell den Reglern 4 und 6
Sollwertvorgaben 7, 9 über die Sollwertgeber 7, 9 zuzuführen. Ein Sollwert kann
vorteilhafterweise an einem Leitstand oder auch an einer Bedienkonsole vorgegeben werden, der
dann über ein internes System, bevorzugterweise Bussystem, an die Sollwertgeber 7, 9
weitergeführt wird.
Fig. 3 zeigt schematisch den Aufbau des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung von
Schnittlagen von Bahnsträngen für den Fall, dass vier Heftstränge zusammengeführt werden. In
der Praxis kann es notwendig sein auch weniger oder mehr Heftstränge zusammenzuführen. Die
beschriebene Vorrichtung und das Verfahren können dann dementsprechend angepasst werden.
Aus der Figur ist ersichtlich, dass die Heftstränge unter Umständen sehr unterschiedlich lange
Förderwege zurücklegen. In der Figur sind die Regelkreise für die Heftstränge H2, H3 und H4
nicht dargestellt. Sie sind analog aufgebaut wie die Regelkreise von Heftstrang H1, und diese
wiederum analog zu den Regelkreisen wie in den Fig. 1 und 2 beschrieben. Für jeden
Heftstrang H1, H2, H3, H4 wird individuell die Schnittlage bezüglich des Messerzylinders 1
bestimmt und geregelt.
Bei der Verwendung eines zentralen Informationsnetzes, insbesondere Bussystems, muss auf eine
richtige Zuordnung der Messwerte und Steuersignale geachtet werden. Zum Beispiel dürfen Regler
4, die auf die Schnittlage von Bahnsträngen B1, B2 wirken, die zu einem Heftstrang H1
zusammengeführt werden, nur Korrekturwerte K1 verarbeiten, die sich aus einer im Heftstrang
H1 gemessenen Abweichung ergeben. Korrekturwerte K2, K3, K4 für die Heftstränge H2, H3 und
H4 dürfen dort nicht berücksichtigt werden. Gleiches gilt in analoger Weise für die anderen
Heftstränge H2, H3 und H4. Um die Fig. 3 übersichtlich zu gestalten, ist die Ermittlung der
Korrekturwerte K2 und K3 nicht dargestellt. Sie erfolgt analog der Ermittlung der Korrekturwerte
K1, K4. Die Recheneinheiten oder Regler 4 sind so programmierbar, dass sie Werte selektiv
verarbeiten können, d. h. sie akzeptieren Werte nur von einem bestimmten Regler und/oder Sensor
und verwerfen die anderen. Bei der Verwendung eines gemeinsamen Bussystems erfolgt die
Festlegung einer Akzeptanzadresse für einen Regler, von einer Bedienkonsole oder von einem PC
etc., die ebenfalls an den Bus angeschlossen sind, aus. Noch besser werden die für die
Bestimmung der korrekten Akzeptanzadresse notwendigen Daten aus der Maschinensteuerung
gelesen und durch den PC etc. automatisch verarbeitet und an die Regler verschickt. Die Regler
4 können dann beispielsweise die Absenderadresse eines Korrekturwerts K als Selektionskriterium
benutzen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, einer Information einen oder mehrere Empfänger
direkt zuzuweisen.
Fig. 4 zeigt die vorher beschriebene Bestimmung und Regelung der Schnittlage, beim
Zusammenführen von Bahnsträngen zu Heftsträngen, für die Anwendung auf das Zusammenführen
mehrerer Heftstränge. In Fig. 4 werden beispielhaft zwei Heftstränge H1 und H2
zusammengeführt.
Die Schnittlagen der Bahnstränge B1, B2 werden einzeln vor dem Zusammenführen bestimmt. Ein
innerer Regelkreis umfasst einen Bahnstrangsensor 3, Regler 4 und ein Stellglied 10. Im
Heftstrang H1 wird mit dem Heftstrangsensor 5 die gemeinsame Abweichung der Bahnstränge
B1, B2 im Heftstrang H1 ermittelt und vom Regler 6 zu einem Korrekturwert K1 verarbeitet.
Dieser Korrekturwert K1 wird denjenigen Reglern 4 als Sollwert-Anteil zugegeben, die auf die
Bahnstränge B1, B2 wirken, welche den Heftstrang H1 bilden. Es wird ein mittlerer Regelkreis
gebildet.
Der äußere Regelkreis erfasst über einen weiteren Heftstrangsensor 14, der nach dem
Zusammenführen der Heftstränge H1, H2 angeordnet ist, die gemeinsame Schnittlage der
zusammengeführten Heftstränge H1, H2. Ein diesem Sensor zugeordneter Regler 15 verarbeitet
eine Abweichung in einen Korrekturwert KW der als Sollwert-Anteil zu den Reglern 6 der
Heftstrangsensoren H1, H2 zurückgeführt wird. Dem Regler 15 kann analog wie den anderen
Reglern, ein Sollwert 16 vorgegeben werden. Der Korrekturwert KW des äußeren Regelkreises
geht über die Regler 6 mit in die Korrekturwerte K1 und K2 ein. Diese wirken wiederum indirekt
über die Regler 4 auf die Stellglieder 10. Es entsteht eine doppelte Kaskadierung.
In Fig. 5 ist die unter Fig. 1 beschriebene Ausgestaltung der Erfindung um ein
Heftstrangregister erweitert. Zwischen dem Falztrichter 13 und dem Messerzylinder 1 ist das
Heftstrangregister mit seinem Stellglied 17 integriert, welches durch Veränderung des Bahnweges
auf die Schnittlage der Bahnstränge im Heftstrang einwirkt. Der Drucker verwendet zum
manuellen Einstellen der Rotationsdruckmaschine das Heftstrangregister zunächst dafür, einen
Fangbereich der Schnittlage einzustellen. Ist der Fangbereich erreicht, so ist die Schnittlage grob
voreingestellt. Mittels der Haupt-, Neben- und Heftstrangregister wird anschließend die
Feinabstimmung der Schnittlage durchgeführt. Nach dem Einschalten der Regler 4, 6 erfolgt die
Regelung der Schnittlage wie vorher beschrieben, ohne das Heftstrangregister zu verstellen.
Fig. 6 entspricht Fig. 5, mit dem Unterschied, dass die kaskadierte Regelung unterbrochen ist.
Eine im Heftstrangsensor 5 gemessene Abweichung der Schnittlage der Bahnstränge im Heftstrang
wird wie zuvor beschrieben im Regler 6a verarbeitet. Dem Regler 6a ist das Stellglied 17 direkt
zugeordnet. Der Korrekturwert des Reglers 6a wird nun an das Stellglied 17 des
Heftstrangregisters geführt. Die Einzelstrangmesswerte für die Schnittlagen der Bahnstränge B1,
B2 werden von den Reglern 4a zu Stellsignalen für die ihnen zugeordneten Stellglieder 10
verarbeitet. Es entstehen unabhängige Regelkreise für die einzelnen Bahnstränge B1, B2 und ein
unabhängiger Regelkreis für den gemeinsamen Heftstrang H1.
1
Messerzylinder
2
Sammelwalze
3
Sensor, Bahnstrangsensor
4
Regler
5
,
14
Sensor, Heftstrangsensor
6
Regler
7
,
9
,
11
,
16
Sollwertgeber
8
Recheneinheit
10
Stellglied für Haupt- und Nebenregister
12
Trichtereinlaufleitwalze
13
Falztrichter
17
Stellglied für Heftstrangregister
B1, B2 Bahnstrang
H1, H2, H3, H4 Heftstrang
K, K1, K2, K3, K4, KW Korrektursignal
F Falzapparat
B1, B2 Bahnstrang
H1, H2, H3, H4 Heftstrang
K, K1, K2, K3, K4, KW Korrektursignal
F Falzapparat
Claims (12)
1. Verfahren zur Bestimmung von Schnittlagen von Bahnsträngen (B1, B2), die in einer
Rotationsdruckmaschine zu einem Heftstrang (H1) zusammengeführt und quergeschnitten
werden, wobei ein Messwert für die Schnittlage der Bahnstränge (B1, B2) in dem
Heftstrang (H1) aufgenommen und zur Bestimmung der Schnittlagen der Bahnstränge (B1,
B2) verwendet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
- a) je ein Einzelstrangmesswert für die Schnittlagen der Bahnstränge (B1, B2) vor dem Zusammenführen für jeden der Bahnstränge (B1, B2) aufgenommen wird,
- b) und die Schnittlagen der Bahnstränge (B1, B2) bestimmt werden aus den Einzelstrangmesswerten und dem für die Bahnstränge (B1, B2) des Heftstrangs (H1) in dem Heftstrang (H1) aufgenommenen gemeinsamen Messwert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Heftstrang (H1) und ein
weiterer Heftstrang (H2) zusammengeführt werden und auch die Schnittlage des weiteren
Heftstrangs (H2) gemäß Anspruch 1 bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Heftstrang (H1) und ein
Einzelbahnstrang zusammengeführt werden und auch die Schnittlage des Einzelbahnstrangs
nach Anspruch 1 bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der
in dem Heftstrang (H1) aufgenommene gemeinsame Messwert zu einer synchronen
Regelung von Registerstellgliedern (8, 10) für die Bahnstränge (B1, B2) verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei
einem Anfahren der Rotationsdruckmaschine Werte für die Schnittlagen manuell eingestellt
und Messwerte für die Schnittlagen als Referenzwerte abgespeichert werden.
6. Vorrichtung zur Bestimmung von Schnittlagen von Bahnsträngen (B1, B2), die in einer
Rotationsdruckmaschine zu einem Heftstrang (H1) zusammengeführt und quergeschnitten
werden, wobei ein Messwert für die Schnittlagen der Bahnstränge (B1, B2) in dem
Heftstrang (H1) durch mindestens einen Heftstrangsensor (5) aufgenommen wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
Einzelstrangmesswerte für die Schnittlagen der Bahnstränge (B1, B2) vor dem
Zusammenführen für die Bahnstränge einzeln von Bahnstrangsensoren (3) aufgenommen
werden.
7. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in dem
Heftstrang (H1) ein gemeinsamer Messwert für die Schnittlagen der Bahnstränge (B1, B2)
in dem Heftstrang (H1) durch den Heftstrangsensor (5) an einem einzigen Bahnstrang (B1,
B2) des Heftstrangs (H1) aufgenommen wird.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
Sensoren (3, 5) verwendet werden, die ein Druckmuster optisch erfassen.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der
gemeinsame Messwert für die Schnittlagen der Bahnstränge (B1, B2) in dem Heftstrang
(H1) und die Einzelstrangmesswerte für die Schnittlagen der Bahnstränge (B1, B2) einer
Regeleinrichtung (4, 6) aufgegeben werden und die Regeleinrichtung (4, 6) aus dem
gemeinsamen Messwert und den Einzelstrangmesswerten Steilsignale individuell für die
Bahnstränge (B1, B2) bildet.
10. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die
Regeleinrichtung (4, 6) aus dem gemeinsamen Messwert für die Schnittlagen der
Bahnstränge (B1, B2) in dem Heftstrang (H1) ein Korrektursignal (K) bildet, das Reglern
(4) für die einzelnen Bahnstränge (B1, B2) als gemeinsamer Sollwertanteil aufgegeben
wird.
11. Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Einzelstrangmesswerte für die Schnittlagen der Bahnstränge (B1, B2) Reglern (4)
für die einzelnen Bahnstränge (B1, B2) als Regelgrößen aufgegeben werden.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der
gemeinsame Messwert für die Schnittlagen der Bahnstränge (B1, B2) in dem Heftstrang
(H1) einer Regeleinrichtung (6a) aufgegeben wird, die ein Stellsignal für den Heftstrang
(H1) bildet, und die Einzelstrangmesswerte für die Schnittlagen der Bahnstränge (B1, B2)
einer Regeleinrichtung (4a) aufgegeben werden, die individuell Steilsignale für die
Bahnstränge (B1, B2) bildet.
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