DE19961880A1

DE19961880A1 - Electric drive system for active vibration damping e.g. in sheet or roller printer, has acceleration sensors on functional parts that feed back acceleration states to controllers that use active damping rule sets or algorithms

Info

Publication number: DE19961880A1
Application number: DE19961880A
Authority: DE
Inventors: Guenter Baumueller; Fritz-Rainer Goetz
Original assignee: Baumueller Nuernberg GmbH
Current assignee: Baumueller Nuernberg GmbH
Priority date: 1999-08-20
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2001-03-29
Anticipated expiration: 2019-12-21
Also published as: DE19961880B4

Abstract

The system drives several rotary, pivoting and/or linearly movable parts in equipment and machinery, e.g. in sheet or roller printers, with one or more electric motors and one or more regulators with inputs from position and/or speed sensors for electric motors or driven parts and outputs to the motors. Acceleration sensors (F1-F5) on the functional parts (3-6) or groups thereof feed back the acceleration states of the parts or groups to the controllers (15,19) that use rule sets or algorithms for active damping. An Independent claim is also included for a method of controlling an electric drive system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerungsverfahren für ein elektrisches Antriebssystem für angetriebene und miteinander gekoppelte Funktionsteile von Geräten und Maschinen, insbesondere Druckmaschinen gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein elektrisches Antriebssystem, das zum Verstellen mehrerer bewegbarer Funktionsteile in Geräten und Maschinen, insbesondere Druckmaschinen ausgelegt ist, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 8.The invention relates to a control method for an electric drive system for driven and coupled functional parts of devices and Machines, especially printing machines according to the preamble of 1. The invention further relates to an electric drive system, for the adjustment of several movable functional parts in devices and Machines, especially printing machines, is designed according to the preamble of Claim 8.

Bei komplexen mechanischen Systemen mit miteinander verkoppelten, bewegbaren Funktionsteilen führen die Vielzahl unterschiedlicher Massen, Nachgiebigkeiten, Steifigkeiten, Federelemente, Dämpfungselemente usw. zu einer erhöhten Schwingungsneigung. Dies zeigt sich vor allem bei Druckmaschinen mit Königswellen, wo die Schwingungsprobleme um so gravierender werden, je mehr Druckwerke und sonstige Funktionsteile entlang der Königswelle synchronisiert sind.In complex mechanical systems with coupled, movable functional parts carry the multitude of different masses, Compliance, stiffness, spring elements, damping elements, etc. too an increased tendency to vibrate. This is particularly evident in Printing machines with vertical shafts, where the vibration problems are all the more become more serious the more printing units and other functional parts along the Vertical shaft are synchronized.

So ist in DE 198 26 338 A1 im Zusammenhang mit einem gattungsgemäßen Steuerungsverfahren und einem gattungsgemäßen elektrischen Antriebssystem festgestellt, daß eine Druckmaschine bei gleicher Druckgeschwindigkeit um so stärker zu Schwingungen neigt, je größer die Zahl der miteinander mechanisch gekoppelten Druckwerke ist. Unter "Schwingungen" werden dabei periodische Umfangsgeschwindigkeitsschwankungen verstanden. Um diesen zu begegnen, wird eine derart ausgebildete Regeleinrichtung vorgeschlagen, daß diese die Phasenlage der maschinenbedingten Umfangsgeschwindigkeitsschwankungen erfaßt und diese Phasenlagen relativ zueinander derart verschiebt, daß in bestimmten Drehwinkelstellungen beispielsweise einer Bogenübergabe eine periodisch wiederkehrende maximale Übereinstimmung bezüglich Ort und Zeit eintritt. Dieser Lösungsvorschlag basiert auf der Annahme, daß die Umfangsgeschwindigkeitsschwankungen sich periodisch bei jeder Umdrehung wiederholen und zwar bei jeder einem separaten Antrieb zugeordneten Einheit. Dadurch soll es möglich sein, eine Übereinstimmung in der Drehwinkelstellung bei der Bogenübergabe dadurch zu erzielen, daß die Phasenlagen relativ zueinander verschoben werden, was durch eine vorübergehende Beschleunigung oder Bremsung der Antriebe von Druckwerken oder Druckwerksgruppen im Vergleich zu einem Leitdruckwerk möglich ist. Allerdings setzt die genannte Annahme der sich periodisch wiederholenden Umfangsgeschwindigkeitsschwankungen voraus, daß entlang eines geschlossenen Zahnräderzugs möglichst gleichartig arbeitende und strukturierte Druckwerke aneinandergereiht sind.So in DE 198 26 338 A1 in connection with a generic Control method and a generic electrical drive system found that a printing press at the same printing speed tends to vibrate more, the greater the number of mechanical together coupled printing units is. "Vibrations" are periodic Understand circumferential speed fluctuations. To meet these a control device designed in such a way is proposed that this Phase position of the machine-related peripheral speed fluctuations detected and these phases shifted relative to each other such that in certain rotational angle positions, for example a sheet transfer periodically recurring maximum agreement regarding place and time entry. This proposed solution is based on the assumption that the The circumferential speed fluctuates periodically with every revolution Repeat for each unit assigned to a separate drive. This should make it possible to match the angle of rotation position to achieve the sheet transfer in that the phases are relative to each other be postponed, what by a temporary acceleration or Braking the drives of printing units or printing unit groups in comparison to a master printing unit is possible. However, the aforementioned assumption of periodically recurring circumferential speed fluctuations ahead that working along a closed gear train as similar as possible and structured printing units are strung together.

Aus DE 42 34 928 A1 und dem zugehörigen Zusatz DE 44 12 945 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Dämpfung von mechanischen Schwingungen von Druckmaschinen bekannt. Dazu wird in der letztgenannten Veröffentlichung, Spalte 4, Zeile 9 und 10, die Winkel- und Drehzahl-Messung in der Druckmaschine angeregt. Im Rahmen eines Regelkreises werden die Messwerte zu Steuerungswerten für Antriebs- und/oder Zusatzmotoren zwecks Schwingungsdämpfung weiterverarbeitet. Allerdings liefert die Winkel- und Drehzahl-Messung Informationen über das zu dämpfende System, welche die Dämpfung mindernde beziehungsweise beeinträchtigende Phasenverschiebungen beinhaltet.From DE 42 34 928 A1 and the associated addition DE 44 12 945 A1 is one Device and a method for damping mechanical vibrations known from printing presses. In the latter publication, Column 4, lines 9 and 10, the angle and speed measurement in the Printing press excited. In the context of a control loop, the measured values to control values for drive and / or auxiliary motors for the purpose Vibration damping processed. However, the angle and Speed measurement Information about the system to be damped, which the Attenuation reducing or impairing Includes phase shifts.

Es ergibt sich die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein elektrisches Antriebssystem und ein zugehöriges Steuerungsverfahren zu schaffen, mittels welchem die Schwingungsneigungen bei vielfältigen Komplexen, mechanischen Systemen mit mechanisch gekoppelten Funktionsteilen, insbesondere mit in Reihe aneinandergekoppelten Druckwerken einer Druckmaschine, mit hoher Anwendungsflexibilität und erhöhter Effektivität reduziert werden können. Die Wirksamkeit der Schwingungsdämpfungen soll nicht auf Strukturen mit gleichartigen, verkoppelten Funktionsteilen oder Funktionsteilgruppen beschränkt sein.The object of the invention, an electrical one, results To create drive system and an associated control method, by means of which the tendency to vibrate in diverse complexes, mechanical Systems with mechanically coupled functional parts, especially with in Series of coupled printing units of a printing press, with high Application flexibility and increased effectiveness can be reduced. The Effectiveness of vibration damping is not supposed to be related to structures similar, coupled functional parts or functional subgroups limited his.

Zur Lösung werden das in Patentanspruch 1 definierte Steuerungsverfahren und das in Patentanspruch 8 definierte elektrische Antriebssystem vorgeschlagen. Zweckmäßige, vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. The control method defined in claim 1 and the electric drive system defined in claim 8 proposed. Appropriate, advantageous configurations result from the dependent ones Claims.

Danach werden im Rahmen der Erfindung Beschleunigungssensoren zur Bildung von wirksamen Zustands-Rückführungen an das Regelungsmodul im elektrischen Antriebssystem bzw. in der Antriebseinheit verwendet. In der Regelungseinrichtung lassen sich Verfahren zur aktiven Dämpfung der im mechanischen System entstehenden Schwingungen implementieren. Insbesondere lassen sich die Schwingungen drehschwingungsfähiger Zylinder einer Druckmaschine, die ganz oder teilweise über Zahnräder oder andere Elemente mechanisch gekoppelt sind, dämpfen.According to the invention, acceleration sensors are then used for formation of effective status feedback to the control module in the electrical Drive system or used in the drive unit. In the Control device can be methods for active damping of the implement mechanical system vibrations. In particular, the vibrations of cylinders capable of torsional vibrations a printing press that is wholly or partly over gears or others Elements are mechanically coupled, dampen.

Mit dem erfindungsgemäßen Einsatz von Beschleunigungssensoren, insbesondere an sich bekannter Ferraris-Sensoren, wird der Vorteil erzielt, daß entdämpfend wirkende Phasenverschiebungen vermieden werden, die beim Einsatz von Lage- oder Geschwindigkeitssensoren resultieren. Der Einsatz von Beschleunigungssensoren verbessert die Beobachtbarkeit des Systems zum einen durch die Art der Messung und zum anderen durch die Anzahl und den Ort der Beschleunigungsmeßstellen. Mit dem endungsgemäßen Erfassen der Beschleunigungen der zu bewegenden Massen wird vorteilhaft die direkte, unmittelbare und unverzögerte Reaktion auf einwirkende Kräfte erfaßt. Die Beschleunigungssensoren liefern die direkte Information über das Bewegungsverhalten und sind so hervorragend geeignet, ein Rückkopplungssignal bereitzustellen, aus dem sich effektive Stellgrößen zur aktiven Dämpfung der Schwingungen der verkoppelten Funktionsteile ableiten lassen. Wenn dagegen wie beim eingangs genannten Stand der Technik lediglich die Winkelgeschwindigkeit oder Winkellage gemessen wird, dann stellen diese Meßwerte verzögerte Informationen über auf das zu steuernde Funktionsteilsystem einwirkende Kräfte dar, und die Verzögerungen bzw. Phasenverschiebungen können unerwünschte Schwingungsneigungen leicht noch verstärken.With the use of acceleration sensors according to the invention, the advantage is achieved in particular in known Ferraris sensors that attenuating phase shifts are avoided, which at Use of position or speed sensors result. The use of Accelerometers improve the observability of the system one by the type of measurement and the other by the number and location the acceleration measuring points. With the acquisition of the Accelerations of the masses to be moved are advantageously the direct, immediate and immediate reaction to acting forces is recorded. The Accelerometers provide direct information about that Movement behavior and are so excellently suited to a Provide feedback signal from which effective manipulated variables for Derive active damping of the vibrations of the coupled functional parts to let. If, on the other hand, as in the prior art mentioned at the beginning, only the angular velocity or angular position is measured, then make these Measured values delayed information about what is to be controlled Functional subsystem acting forces, and the delays or Phase shifts can easily cause unwanted vibration tendencies reinforce.

Grundsätzlich sind absolute Drehbeschleunigungssensoren allgemein erhältlich und auch im Rahmen der Erfindung einsetzbar. Jedoch ergibt sich bei der Messung der absoluten Drehbeschleunigung einer Achse der Nachteil, daß leicht externe, von der Außenumgebung herrührende Kräfteeinwirkungen mit erfaßt werden, die aber vielfach rein zufälliger Natur sind und zur Beobachtung der zu dämpfenden Eigenschwingungen des mechanischen Systems unmittelbar nichts beitragen. Möglich ist die Ausfilterung solcher externen Störeinflüsse aus den Beschleunigungssmeßsignalen, jedoch erzeugen die entsprechenden Tiefpaßfilter Verzögerungen, die entdämpfend wirken können. Dem wird mit einer besonderen Ausbildung der Erfindung begegnet, wonach zur Erfassung des oder der Beschleunigungszustände der Funktionsteile die Relativbeschleunigung zwischen diesem und einem tragenden Gestell oder dergleichen gemessen wird, welches dabei das nichtbewegte Bezugssystem bildet. Als Relativ- Beschleunigungssensoren sind lineare und rotatorische Ferraris-Sensoren an sich bekannt.Absolute rotational acceleration sensors are generally available and can also be used in the context of the invention. However, with the Measuring the absolute spin of an axis has the disadvantage of being light external forces resulting from the external environment are also recorded that are often purely accidental in nature and for observing the damping natural vibrations of the mechanical system immediately nothing contribute. It is possible to filter out such external interference from the Accelerometer signals, but generate the appropriate low-pass filter Delays that can have a dampening effect. That will be with a special one Training meets the invention, after which to capture the or Acceleration states of the functional parts the relative acceleration between this and a supporting frame or the like is measured, which forms the non-moving reference system. As a relative Accelerometers are linear and rotary Ferraris sensors per se known.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird eine Mehrzahl von Elektromotoren zur aktiven Schwingungsdämpfung eingesetzt. Dabei läßt sich die Steuerbarkeit von Motorik und Regelungstrecke erstens durch die Art des Antriebs, die zum Beispiel durch den Einsatz reaktionsschneller Servoantriebe geprägt sein kann, und zweitens durch die Anzahl und den Ort der Stelleingriffe im mechanischen System an den verkoppelten Funktionsteilen verbessern. Vor allem durch den gezielten Einsatz reaktionsschneller und auch kleiner bzw. kostengünstiger Servoantriebe gezielt an den wirksamsten Stellorten des zu bewegenden mechanischen Systems und ausschließlich zur aktiven Schwingungsdämpfung wird eine außerordentliche Stabilisierung und Beruhigung des mechanischen Funktionsteilsystems erreicht.In a particularly advantageous embodiment of the invention, a plurality used by electric motors for active vibration damping. It can be the controllability of motor skills and control system firstly by the type of Drive, for example through the use of responsive servo drives can be shaped, and secondly by the number and location of the intervention in the Improve the mechanical system on the coupled functional parts. Especially through the targeted use more responsive and also smaller or cost-effective servo drives targeted at the most effective locations of the moving mechanical system and exclusively for active Vibration damping becomes an extraordinary stabilization and calming of the mechanical functional subsystem.

Durch die Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeiten (höhere Produktivität) und die Vergrößerung der Maschinen insbesondere mit verlängerten Längswellen eines geschlossenen Zahnräderzugs ergibt sich der Umstand, daß von den als Funktionskette hintereinandergekoppelten Funktionsteilen die letzten zu den heftigsten Schwingungen mit den größten Amplituden neigen. Unter diesem Gesichtspunkt besteht eine kostensparende Variante der Erfindung darin, daß lediglich am letzten, vorletzten und/oder drittletzten Glied der Funktionskette ein Beschleunigungssensor und gegebenenfalls ein aktiver Schwingungsdämpfer zur Rückführung des Beschleunigungszustandes in die jeweilige Regeleinrichtung angeordnet ist.By increasing processing speeds (higher productivity) and the enlargement of the machines especially with extended longitudinal shafts a closed gear train results in the fact that of the as Function chain coupled functional parts the last to the last violent vibrations with the greatest amplitudes tend. Under this A cost-saving variant of the invention is that only on the last, penultimate and / or third last link in the function chain Acceleration sensor and possibly an active vibration damper Feedback of the acceleration state into the respective control device is arranged.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß in der Regeleinrichtung der Antriebseinheit ein Mehrgrößen-Regler eingesetzt ist, der beispielsweise als Zustandsgrößen-Regler konzipiert ist und der Aufnahme einer Mehrzahl von Ausgangssignalen der Beschleunigungssensoren und gegebenenfalls von Motor-Lage- und Winkelsignalen dient. Algorithmen für solche Regler sind aus bekannten Verfahren der Regelungstechnik entsprechend den vorliegenden Gegebenheiten und Erfordernissen ableitbar (vgl. Kai Müller, "Entwurf robuster Regelungen", Täubner Stuttgart 1996, insbesondere Seiten 6 und 7; Alexander Weinmann "Regelungen - Analyse und technischer Entwurf", Band 2, dritte Auflage, Springer-Verlag Wien New York 1995; Jörg Raisch "Mehrgrößenregelung im Frequenzbereich" R. Oldenbourg Verlag München Wien 1994).Another advantageous embodiment of the invention is that in the Control device of the drive unit, a multivariable controller is used For example, is designed as a state variable controller and the inclusion of a A plurality of output signals from the acceleration sensors and if necessary, of motor position and angle signals. Algorithms for such Regulators are from known control engineering processes according to the existing circumstances and requirements can be derived (see Kai Müller, "Design of robust regulations", Täubner Stuttgart 1996, in particular pages 6 and 7; Alexander Weinmann "Regulations - Analysis and Technical Design", Volume 2, third edition, Springer-Verlag Vienna New York 1995; Jörg Raisch "Multi-size control in the frequency domain" R. Oldenbourg Verlag Munich Vienna 1994).

Weitere Einzelheiten, Merkmale, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung und den Zeichnungen, die in den Fig. 1, 2, 3 und 4 je ein Block- und Strukturbild für erfindungsgemäße Ausführungen von Antriebssystemen zeigen.Further details, features, advantages and effects based on the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments of the invention and the drawings, which in FIGS. 1, 2, 3 and 4 each show a block and structure diagram for embodiments of drive systems according to the invention demonstrate.

Gemäß Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Antriebssystem in einer Bogendruckmaschine 1 für fünf Farben verwendet. Entsprechend sind fünf Druckwerke 2 je mit einem Plattenzylinder 3, einem Gummituchzylinder 4 und einem Gegendruckzylinder 5 angeordnet. Zwischen zwei Gegendruckzylindern 5 befindet sich jeweils ein Übergabezylinder 6, der dazu dient, die im Anleger 7 aufeinandergestapelten Bögen 8 von einem Druckwerk zum nächsten Druckwerk 2 zu transportieren, bis sie zum Ausleger 9 gelangen. Zur Sicherstellung der Bogenübergabe sind der Gegendruckzylinder 5 und der Übergabezylinder 6 jeweils mit Greifelementen 10 versehen (schematisch als Umfangsaussparungen angedeutet). Referring to FIG. 1 the drive system of the invention is used in a sheet-fed printing press 1 for five colors. Correspondingly, five printing units 2 are each arranged with a plate cylinder 3 , a blanket cylinder 4 and an impression cylinder 5 . Between each two impression cylinders 5 there is a transfer cylinder 6 which serves to transport the sheets 8 stacked in the feeder 7 from one printing unit to the next printing unit 2 until they reach the delivery unit 9 . To ensure sheet transfer, the impression cylinder 5 and the transfer cylinder 6 are each provided with gripping elements 10 (indicated schematically as circumferential recesses).

Gemäß Fig. 1 ist eines der Druckwerke 2 zu seinem Antrieb mit einem Elektromotor M verbunden, der einen Lage- oder Geschwindigkeitsgeber G aufweist. Der Elektromotor M wird von einem Wechselrichter 14 aus betrieben, welcher von einem Einachs-Regler 15 angesteuert ist. Dieser ist eingangsseitig mit dem Lage- oder Geschwindigkeitsgeber G zur Motorregelung verbunden. Ein weiterer Eingang des Einachs-Reglers 15 ist an eine Kommunikationsverbindung 16 angeschlossen. Der Wechselrichter 14 und der Einachs-Regler 15 sind über eine gemeinsame Versorgungseinheit 17 mit dem Stromversorgungsnetz 18 verbunden. Ferner ist ein Mehrgrößen-Regler 19 angeordnet, der über ein Netzteil 20 ebenfalls mit dem Stromversorgungsnetz 18 verbunden ist sowie ein Sensor- Interface 21 für eine Mehrzahl von Sensorsignalen aufweist. Diese werden von an sich bekannten Ferraris-Beschleunigungssensoren F1, F2, F3, F4 und F5 erzeugt, deren Anzahl und Meßorte je nach Randbedingungen zu wählen sind. Im gezeichneten Beispiel ist pro Druckwerk 2 ein Beschleunigungssensor vorzugsweise am Gegendruckzylinder 5 angeordnet. Weiter ist der Mehrgrößen- Regler 19 über ein Kommunikations-Interface 22 mit der Kommunikationsverbindung 16 zum Einachs-Regler 15 verbunden. Ein weiteres Kommunikations-Interface 24 dient dem Daten- und Befehlsaustausch mit einer übergeordneten Leitsteuerung 27. Physikalisch können der Einachs-Regler 15 und der Mehrachsregler 19 in einem gemeinsamen Gerät bzw. innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses zusammengefaßt sein. Anhand der Erfassung der Beschleunigungszustände innerhalb des mechanischen Funktionsteilsystems 3, 4, 5, 6 können der Mehrgrößen-Regler 19 und der Einachs-Regler 15 entsprechend geeigneter Regelalgorithmen im Sinne einer aktiven Schwingungsdämpfung zusammenwirken und dazu Stellgrößen an den Elektromotor M ausgeben.Referring to FIG. 1 one of the printing units 2 is connected to its drive with an electric motor M, which has a position or speed sensor G. The electric motor M is operated from an inverter 14 which is controlled by a single-axis controller 15 . This is connected on the input side to the position or speed sensor G for motor control. Another input of the single-axis controller 15 is connected to a communication link 16 . The inverter 14 and the single-axis controller 15 are connected to the power supply network 18 via a common supply unit 17 . Furthermore, a multivariable controller 19 is arranged, which is also connected to the power supply network 18 via a power supply unit 20 and has a sensor interface 21 for a plurality of sensor signals. These are generated by known Ferraris acceleration sensors F1, F2, F3, F4 and F5, the number and locations of which are to be selected depending on the boundary conditions. In the example shown, an acceleration sensor is preferably arranged on the impression cylinder 5 for each printing unit 2 . Furthermore, the multivariable controller 19 is connected via a communication interface 22 to the communication link 16 to the single-axis controller 15 . Another communication interface 24 is used for data and command exchange with a superordinate control controller 27 . Physically, the single-axis controller 15 and the multi-axis controller 19 can be combined in a common device or within a common housing. On the basis of the detection of the acceleration states within the mechanical functional subsystem 3 , 4 , 5 , 6 , the multivariable controller 19 and the single-axis controller 15 can interact according to suitable control algorithms in the sense of active vibration damping and output manipulated variables to the electric motor M.

Gegenüber dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich das nach Fig. 2 dadurch, daß zwei leistungsmäßig etwa äquivalente Antriebsmotoren M1, M2 zur Last- oder Momentenaufteilung vorgesehen sind. Diese sind jeweils mit einem eigenen Geber G1, G2 und eigenen Wechselrichtern 14 und Einachs- Reglern 15 versehen, so daß jeder Motor M1, M2 seinen eigenen Motorregelkreis G1 bzw. G2 14, 15 aufweist. Die beiden Wechselrichter 14 sind über eine ihnen gemeinsame Versorgungseinheit 17 vom Netz 18 aus mit Energie versorgt. Die Elektromotoren M1, M2 weisen für ihre Stelleingriffe in das mechanische System 2, 3, 4, 5, 6 unterschiedliche, voneinander räumlich entfernte Stellorte auf, nämlich gemäß Fig. 2 im von links gesehen ersten Druckwerk 2 und vierten Druckwerk 2. Über jeweilige Kommunikationsverbindungen 16 kommunizieren die Einachs- Regler 15 mit einem ihnen gemeinsam zugeordneten Mehrgrößen-Regler 19, dem wie beim ersten Ausführungsbeispiel die Beschleunigungszustände aus den Beschleunigungssensoren F1. . .F5 zugeführt sind. Dadurch können auf der Grundlage an sich bekannter Mehrgrößenregelungen die jeweiligen Einachs- Regler 15 der beiden Elektromotoren M1, M2 so beeinflußt werden, daß die Elektromotoren M1, M2 neben ihrer Hauptaufgabe des Bewegens der Funktionsteile zu Druckmaschinenzwecken auch im Sinne einer aktiven Schwingungsdämpfung verstellend eingreifen können.Compared to the previously described embodiment, this differs according to FIG. 2 in that two drive motors M1, M2, which are approximately equivalent in terms of performance, are provided for load or torque distribution. These are each provided with their own sensors G1, G2 and their own inverters 14 and single-axis controllers 15 , so that each motor M1, M2 has its own motor control circuit G1 or G2 14, 15. The two inverters 14 are supplied with energy from the network 18 via a common supply unit 17 . The electric motors M1, M2 have different, spatially spaced apart locations for their intervention in the mechanical system 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , namely according to FIG. 2 in the first printing unit 2 and fourth printing unit 2 seen from the left. Via respective communication connections 16 , the single-axis controllers 15 communicate with a multivariable controller 19 which is assigned to them and which, as in the first exemplary embodiment, the acceleration states from the acceleration sensors F1. , .F5 are fed. As a result, the respective single-axis controllers 15 of the two electric motors M1, M2 can be influenced on the basis of known multivariable controls in such a way that the electric motors M1, M2 can intervene in addition to their main task of moving the functional parts for printing press purposes in the sense of active vibration damping.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von den vorherigen dadurch, daß anstelle einer weiteren Hauptantriebseinheit ein oder mehrere kleinere, kostengünstigere und leistungsmäßig schwächer ausgelegte Hilfsantriebseinheiten m2, m3, m4 und m5 mit je einem Druckwerk 2 zu dessen Antrieb verbunden sind. Die über jeweilige Geber G2-G5 geregelten Hilfsantriebseinheiten m2-m5 können mittels kleiner und reaktionsschneller Servoantriebe realisiert sein, die gezielt an den wirksamsten Stellorten des mechanischen Systems 2, 3, 4, 5, 6 eingesetzt werden. Auch diese sind jeweils mit Wechselrichter 14 und Einachs-Regler 15 versehen. Die Einachs-Regler 15 sowohl des einzigen Hauptantriebs M1 als auch der mehreren Hilfsantriebe m2, m3, m4, m5 können über entsprechende Kommunikationsverbindungen mit einem gemeinsamen Mehrgrößen-Regler 19 Daten und Befehle austauschen, der mit seinem Sensor-Interface 21 den Einachs-Reglern 15 gegenüber den Beschleunigungssensoren F1-F5 vorgelagert ist. Es liegt im Rahmen der Erfindung, anstelle der gezeichneten vier Hilfsantriebseinheiten m2, . . ., m5 auch weniger oder mehr, und auch an anderen als den bezeichneten Stellorten einzusetzen. The embodiment according to FIG. 3 differs from the previous one in that instead of a further main drive unit one or more smaller, more cost-effective and less powerful auxiliary drive units m2, m3, m4 and m5 are connected to a printing unit 2 for the drive thereof. The auxiliary drive units m2-m5, which are controlled by the respective encoders G2-G5, can be implemented using small and responsive servo drives that are used specifically at the most effective locations of the mechanical system 2 , 3 , 4 , 5 , 6 . These are also each provided with inverters 14 and single-axis controllers 15 . The single-axis controllers 15 of the single main drive M1 as well as of the multiple auxiliary drives m2, m3, m4, m5 can exchange data and commands via corresponding communication connections with a common multivariable controller 19 , which uses its sensor interface 21 to communicate with the single-axis controllers 15 is upstream of the acceleration sensors F1-F5. It is within the scope of the invention, instead of the four auxiliary drive units shown m2. , ., m5 also less or more, and also at other than the designated locations.

Gegenüber dem vorherigen unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 dadurch, daß die Eingänge der Ferraris-Beschleunigungssensoren F1, . . ., F5 direkt jeweils einem Einachs-Regler 15 zugeordnet sind, die über jeweilige Wechselrichter 14 sowohl eine Hauptantriebseinheit M1 als auch eine Mehrzahl von Hilfsantriebseinheiten m2, . . ., m5 ansteuern. Der in den vorher beschriebenen Beispielen verwendete Mehrgrößen-Regler ist hier ersatzlos weggelassen. Die Regel-Algorithmen zur aktiven Schwingungsdämpfung sind vorzugsweise in die Einachs-Regler 15 verlagert, in welchen die entsprechenden Soll-Ist- Wertvergleiche nun stattfinden können. Zwischen den Mehrachsreglern 15 und der übergeordneten Leitsteuerung 27 sind jeweilige Kommunikationspfade 28 eingerichtet, die zum Beispiel bei mehreren Stelleingriffen in die Druckmaschine 1 für deren Synchronisation sorgen können. The embodiment of FIG. 4 differs from the previous embodiment in that the inputs of the Ferraris acceleration sensors F1,. , ., F5 are each directly assigned to a single-axis controller 15 which, via respective inverters 14, has both a main drive unit M1 and a plurality of auxiliary drive units m2,. , ., control m5. The multivariable controller used in the examples described above is omitted here without replacement. The control algorithms for active vibration damping are preferably shifted to the single-axis controller 15 , in which the corresponding target / actual value comparisons can now take place. Corresponding communication paths 28 are set up between the multi-axis controllers 15 and the superordinate master control 27 , which, for example, can ensure their synchronization in the event of several manipulations in the printing press 1 .

Reference list

11

Bogendruckmaschinen
Sheet printing machines

22nd

Druckwerke
Printing units

33rd

Plattenzylinder (Funktionsteilsystem)
Plate cylinder (functional subsystem)

44th

Gummituchzylinder (Funktionsteilsystem)
Blanket cylinder (functional subsystem)

55

Gegendruckzylinder (Funktionsteilsystem)
Impression cylinder (functional subsystem)

66

Übergabezylinder (Funktionsteilsystem)
Transfer cylinder (functional subsystem)

77

Anleger
Investors

88th

Bögen
Sheets

99

Ausleger
boom

1010th

Greifelemente
M Elektromotor
G Lage- oder Geschwindigkeitsgeber
Gripping elements
M electric motor
G Position or speed sensor

1414

Wechselrichter
Inverter

1515

Einachs-Regler
Single axis controller

1616

Kommunikationsverbindung
Communication link

1717th

Versorgungseinheit
Supply unit

1818th

Stromversorgungsnetz
Power supply network

1919th

Mehrgrößen-Regler
Multi-size controller

2020th

Netzteil
power adapter

2121

Sensor-Interface
F1-F5 Ferraris-Beschleunigungssensoren
Sensor interface
F1-F5 Ferrari accelerometers

2222

Kommunikations-Interface
Communication interface

2424th

Kommunikations-Interface
Communication interface

2626

Kommunikationsverbindung
Communication link

2727

Leitsteuerung
Master control

2828

Kommunikation zwischen Einachs-Regler und Leitsteuerung
M1, M2 äquivalente Antriebsmotoren
G1, G2 Geber
Communication between single-axis controller and master control
M1, M2 equivalent drive motors
G1, G2 encoder

Claims

1. A method for controlling an electrical drive system, the adjustment of a plurality of rotatable, pivotable and / or linearly movable functional parts ( 3 , 4 , 5 , 6 ) in devices and machines ( 1 ), for example the cylinder or rollers in particular Sheet-fed or web-fed printing presses are used in relation to one another in their position and / or speed and have one or more regulated drive units (M, 14 , 15 ), each with one of the functional parts ( 3 , 4 , 5 , 6 ) or a group ( 2 ) of which are connected, with the driven functional part ( 3 , 4 , 5 , 6 ) or the driven functional partial group ( 2 ) at least part of the other function steep and / or other functional partial groups is mechanically coupled, characterized by the use of one or A plurality of sensors (F1-F5) for detecting and returning acceleration states of at least part of the functional parts or functional part groups to a respective controller module ( 15 , 19 ) of the one or more drive units (M, 14 , 15 ), via which the one or more drive units (M, 14 , 15 ) based on one or more control laws or algorithms for active damping of vibrations of the functional parts ( 3 , 4 , 5 , 6 ) can be controlled.

2. The method according to claim 1, characterized in that for detecting the acceleration state or the relative acceleration between the rule's or the functional parts ( 3 , 4 , 5 , 6 ) and a supporting or supporting machine foundation, housing, chassis or frame is measured.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized by the use of one or more of the drive units (m2-m5, 14 , 15 ) exclusively for active vibration damping.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized by the use of both more powerful ( 14 , M) and less powerful drive units ( 14 , m2-m5), the less powerful drive units being used exclusively for active vibration damping.

5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the respective control module ( 15 ; Fig. 4) of the drive units used exclusively for the active vibration damping each an acceleration state of a functional part or a functional subgroup is fed back.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the control law or algorithms for vibration damping a multivariable control ( 19 ) on the input side for several returned acceleration states (F1-F5) of the functional parts ( 3 , 4 , 5 , 6 ) and / or on the output side for several drive units (M1, M2; m2-m5).

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that two or more of the drive units (M1, M2) with respect to the functional parts ( 3 , 4 , 5 , 6 ) or functional part groups ( 2 ) are operated within the framework of a load or torque distribution .

8. Electric drive system for adjusting a plurality of rotating, pivoting and / or linearly movable functional parts ( 3 , 4 , 5 , 6 ) in devices and machines ( 1 ), for example cylinders or rollers, in particular in sheet-fed or web printing machines, in their position or speed, with one or more electric motors (M; M1, M2; m2-m5), each of which is connected to an assigned functional part ( 5 ) or a group ( 2 ) thereof, with the respective driven functional part ( 5 ) or the respectively driven functional part group ( 2 ) at least a part of the other functional parts ( 3 , 4 , 6 ) and / or other functional part groups ( 2 ) is mechanically coupled, and with one or more control devices ( 15 , 19 ) on the input side each with a position and / or speed sensor (G; G1-G5) for an electric motor (M; M1, M2; m2-m5) or a functional part ( 5 ) or function steep group ( 2 ) and a on the output side with the electric motor (s) (M; M1, M2; m2-m5) are connected to control them, in particular to carry out the method according to one of the preceding claims, characterized by the arrangement of one or more acceleration sensors (F1-F5) on at least some of the functional parts ( 3 , 4 , 5 , 6 ) or functional part groups ( 2 ), the acceleration sensors (F1-F5) on the output side for feedback of the acceleration states of the respective functional part ( 3 , 4 , 5 , 6 ) and / or the respective functional part group ( 2 ) with the one or more Control devices ( 15 , 19 ) are connected, which have control laws or algorithms for actively damping vibrations of the functional parts ( 3 , 4 , 5 , 6 ) and accordingly control the one or more electric motors (M; M1, M2; m2-m5) .

9. Drive system according to claim 9, characterized in that as acceleration sensors (F1-F5) are those for measuring the relative acceleration, in particular Ferrari sensors, between a respective function steep ( 3 , 4 , 5 , 6 ) and an associated housing, frame, Chassis or fun are arranged accordingly.

10. Drive system according to one of the preceding claims, wherein the functional parts ( 3 , 4 , 5 , 6 ) or functional sub-groups ( 2 ) are functionally and / or coupled together in a row in a row, characterized in that only the last, penultimate and / or third to last functional element of this series, an acceleration sensor (F5, F4, F3) for returning the acceleration state to the respective control device ( 15 , 19 ) is arranged.

11. Drive system according to one of the preceding claims, characterized by the arrangement of both more powerful (M; M1, M2) and less powerful electric motors (m2-m5) on different functional parts ( 3 , 4 , 5 , 6 ) or functional sub-groups ( 2 ) The one or more control devices ( 15 ), which are connected to an electric motor with less power, can only be operated with control laws and algorithms for active vibration damping.

12. Drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 15 , 19 ) in one or more modules ( 15 ) for controlling the position, speed and / or acceleration of the linear or rotary axis of one or more electric motors (M; M1, m2; m2-m5) and at least one module (19) for Mehrgrö ßenregelung is divided, and the multivariable control module (19) an output side ver with a plurality of the acceleration sensors (F1-F5) connected as well as with Control laws and algorithms for the active vibration damping is provided and is on the output side in communication with the one or more axis control modules ( 15 ) in order to transmit these setpoints in the sense of active vibration damping.

13. Drive system according to claim 12, characterized in that the one or more axis control modules ( 15 ) and the multivariable control module ( 19 ) are structurally integrated in a common control unit, in particular with a common housing.

14. The drive system of claim 12 or 13, characterized in that the multivariable control module (19) with a superordinate Leitsteue tion (27) is in communication (26).

15. Drive system according to one of claims 8 to 11, characterized in that the control device ( 15 , 19 ) a plurality of one or more electric motors (M1, m2-m5) for linear or rotary position, speed and / or Axis control modules ( 15 ) controlling acceleration control, of which at least one or a part each is connected to one of the acceleration sensors (F1-F5) and can be operated with control laws and algorithms for active vibration damping on the basis of the acceleration sensor values.