DE2248364C2

DE2248364C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur des Bildstands in einer bahnförmiges Material bearbeitenden Maschine

Info

Publication number: DE2248364C2
Application number: DE2248364A
Authority: DE
Inventors: Roger-Henri Ecublens Roch
Original assignee: J Bobst et Fils SA
Current assignee: Bobst Mex SA
Priority date: 1971-10-08
Filing date: 1972-10-03
Publication date: 1983-05-11
Also published as: IT966632B; JPS5316321B2; CA987766A; US3806012A; CH539509A; JPS4873213A; FR2158870A5; ES407511A1; SE395872B; DE2248364A1; BE789456A; GB1399394A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein Verfahren dieser Art und eine zu seiner Durchführung geeignete Vorrichtung sind aus der DL-OS 19 19 762 bekannt. Diese Druckschrift beschreibt eine Rotationsdruckmaschine, bei der jeweils ein Druckrollensatz eine Station der Maschine darstellt Eine von einer Rolle abgezogene vorbedruckte Bahn lauft ebei· eine Abziehrolle und dann nacheinander durch die Druckrollensätze, die die Bahn auf entgegengesetzten Seiten bedrucken. Mit Hilfe eines Stellmotors und eines Planetengetriebes kann die Drehzahl zwischen der Abziehrolle einerseits und den Druckrollensätzen andererseits verändert werden und dadurch die Spannung der Bahn beeinflußt werden. Eir mittels einer Fühleranordnung festgestellter Bildstandsfehler wird mit Hilfe einer Sollwertrechenschaltung zu einem Drehzahlsollwert eines den Stellmotor enthaltenden Regelkreises verarbeitet Der Drehzahlsollwert setzt

is sich aus einem integralen, einem differenziellen und einem proportionalen Bestandteil zusammen. Mit Hilfe eines weiteren Fühlers wird bei der bekannten Vorrichtung die Ist-Bahnspannung gemessen und mit einem Maximalwert und einem Minimalwert verglichen.

Liegt die Ist-Bahnspannung außerhalb der durch den Maximalwert und den Minimalwert vorgegebenen Grenzen, dann erfolgt eine entsprechende Beeinflussung des Regelkreises zur Zurückführung der Bahnspannung in den zulässigen Bereich. Bei diesem Stand

der Technik ist die Regelgröße also die Drehzahl des Stellmotors. Bei diesem Stand der Technik wird der Bildstandsfehler in einem Druckwerk festgestellt und korrigiert Im Fall ekier Mehrstationenmaschine würde er sich in den folgenden Druckwerken wiederholen, so

daß die Korrektur ebenfalls dauernd wiederholt werden müßte.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß eine bessere, vor allem schnellere Bildstandsfehlerkorrektur ermöglicht wird, sowie eine hierfür geeignete Vorrichtung anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 3 gelöst. Gemäß dieser Lösung wirkt das Stellglied eines Regelkreises direkt auf die Bahnsp^nnung und nicht auf die Durchlaufgeschwindigkeit der ßahn ein, um einen Bildstandsfehler zu korrigieren. Dieser Verfahren eignet sich insbesondere für die Korrektur bei einer Maschine mit mehreren Stationen, wobei es genügt, einen

« Bildstandsfehler einmal zu korrigieren und diese Korrektur automatisch bei den weiteren Stationen berücksichtigt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

so Fig. 1 schematich eine Anordnung einer Rotationsdruckmaschine mit zwei Stationen zur Bearbeitung eines bahnförmigen Materials, bei der das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden kann, F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig.3 ein detaillierteres Blockschlatbild eines Teils der Vorrichtung von F i g. 2,

Fig.4 ein Beispiel der Vorrichtung nach Fig. 2 bei Anwendung auf eine Maschine nach Fig. 1,

Fig.5 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig.6(a) den Verlauf des Bildstandsfehlers e über dem von der Bahn zurückgelpgten Weg x,

F i g. 6(b) den Verlauf der Auslenkung der Ausgleichs-

rolle über den Weg χ und

Fig. 6(c) den Verlauf der Bahnspannung über dem Weg x. Gemäß Fig. 1 durchläuft eine Bahn einen ersten

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DruckroIIensate, wird dann über eine Ausgleichsrolle geführt, um schließlich einen zweiten Druckrollensatz zu durchlaufen. Dies Ist-Bahnspannung T, deren Wert vor dem ersten Druckrollensatz 71 sein möge, hängt zwischen den beiden Druckrollensätzen von der Höhe / der Ausgleichsrolle ab. Durch Verstellung dieser Ausgleichsrolle läßt sich also die Bahnspannung Γ zur Vermeidung oder Korrektur eines Bildstandsfehlers öd beeinflussen.

In den Fig.6(a) bis 6{c) handelt es sich bei den gestrichelten Kurven um Verläufe, die sich bei einer Korrektur eines Bildstandsfehlers nach einem herkömmlichen Verfahren ergeben, während die ausgezogenen Kurven die entsprechenden Verläufe bei einer Korrektur nach dem erfindungsgemäßen Verfahren is darstellen.

Fig.6(a) zeigt den Verlauf des Bildstands- oder RegisterfehJers e über dem von der Bahn zurückgelegten Weg x, dem sogenannten Bahnentrollen. F i g. 6(b) zeigt die Auslenkung y der Ausgleichsrolle (Fig. 1) in bezug auf eine Nullstellung der Ausgleichsrolle. Die F i g. 6{c) schließlich zeigt den Verlauf der Bahnspannung zwischen den beiden Druckstationen.

Die Darstellungen der F i g. 6{a) bis 6(c) gehen davon aus, daß zu einem beliebigen Zeitpunkt ein Bildstandsfehler eb festgestellt wird und seine Korrektur durch Verschiebung der Ausgleichsrolle eingeleitet wird. Es seien zunächst die gestrichelten Verläufe betrachtet, deren Verbesserung die Erfindung bezweckt. Ein Bildstandsfehler eo mit der Wirkung, daß die vom ersten Druckrollensatz ausgeführten Drucke beim zweiten Druckrollensatz gegenüber den von diesem auszuführenden Drucken voreilen, läßt sich dadurch korrigieren, daß die Durchiaufzeit eines Bahnelementes zwischen den beiden Druckrollensätzen durch Wegverlängerung erhöht wird. Zu diesem Zweck wird die Ausgleichsrolle von einer Nullstellung aus angehoben. Es ist klar, daß sich dieser Korrektureingriff auf Bahnelemente zwischen der Ausgleichsrolle und dem ersten Druckrollensatz stärker auswirkt als auf Bahnelemente zwischen der Ausgleichsrolle und dem zweiten Druckrollensatz. Die letzteren Bahnelernente haben je den größten Teil ihres Weges bereits zurückgelegt, so daß sich die Wegverlängerung auf sie kai'm noch auswirkt. Der Registerfehler kann daher nach dem Korrektureingriff nicht sofort verschwinden, son'lern nimmt zunehmend ab, je größer die zw^:schen din beiden Druck Ollensätzen hindurchlaufende Bahnlänge wird. Zum Zeitpunkt des Korrektureingriffs bewirkt die Lageänderung der Ausgleicnsrolle eine Erhöhung der Spannung der Bahn zwischen den beiden Druckroller.'-.ätzen. Diese Spannung nimmt gemäß F i g. 6(c) exponentiell mit dem Bahnentrollen ab. Dies beruht darauf, dc°ß, wenn die zum Zeitpunkt des Korrektureingriffs zwischen den beiden Druckrollensätzen befindliche Bahnlänge durch den zweiten 5S Druckrollensaiz hindurchgelaufen ist, sich die Bahnspannung wieder auf den vor und hinter den beiden Druckrollensätzen herrschenden Wert eingependelt hat. da eine erneute Dehnung der Bahn voraussetzungsgemäß nicht stattfindet.

Die Darstellung des Fehlerverlaufs in Fig.6(a) zeigt, daß die Fehlerkorrektur bis zürn völligen Verschwinden des Bildstandsfehlers eine erhebliche Zeit in Anspruch nimmt. Erfindungsgemäß wird diese Zeit dadurch verkürzt, daß die Bahnspannung bis zum Verschwinden des Bildstandsfehlers auf dem maximal zulässigen Wert gehalten wird, wie die ausgezogene Darstellung T= f(x) von F i g. 6(c) erkrrnen läßt. Um diese konstante Bahnspannung zu erzielen, ist es notwendig, daß die Lage der Ausgleichsrolle während des Korrekturvorgangs gemäß der ausgezogenen Darstellung in F i g, 6{b) kontinuierlich verändert wird. Die ausgezogene Linie in F i g. 6{a) zeigt, daß der Bildstandsfehler auf diese Weise erheblich schneller zum Verschwinden gebracht werden kann. Die Nennspannung To hängt von der Maschine und von der Art des Bahnmaterials ab.

Es sei nun auf Fig.2 Bezug genommen. Gemäß Fig.2 enthält die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens eine Sollwertrechenschaltung 1, einen Regler 2 und — als dessen Stellglied — einen Antrieb 3 für die Ausgleichsrolle. Die Sollwertrechenschaltung 1 wandelt in einer später noch näher zu erläuternden Weise ein dem gemessenen Bildstandsfehler entsprechendes Signal e,- in eine Soll-Bahnspannung Tcoas um, die dem Regler 2 in Form eines Sollwert-Signals zugeführt wird. Der Regler 2 erhält außerdem ein der Ist-Bahnspannung entsprechendes Signal T_mcs und steuert in Abhängigkeit von der Differenz dieser beiden Signait den Motor im Antrieb 3.

Fig.3 zeigt im einzelnen c-λ Blockschaltbild der Sollwertrechenschaltung i von F i g. Z\ Diese Sollwertrechenschaltung liefert unabhängig von der Arbeitsgeschwindigkeit der Rotationsdruckmaschine eine zu einer optimalen Korrektur führende Soll-Bahnspannur.g Tcora. Zu diesem Zweck enthält die Sollwertrechenschaltung ein proportionales Glied 4, ein integrierendes Glied 5 und ein differenzierendes Glied 6. Dem integrierenden Glied 5 ist ein Begrenzer 7 nachgeschaltet, um einen zu großen Einfluß des integrierenden Glieds bei der Korrektur von Großfehlern zu vermeiden. Das proportionale Glied 4, das integrierende Glied 5 und das differenzierende Glied 6 sind mit dem Fehlersignal e, beaufschlagt Die Ausgangssignale des proportionalen Glieds 4, des Begrenzers 7 und des differenzierenden Glieds 6 sind auf einen Summierverstärker 8 geführt. Diesem ist ein Begrenzer 9 nachgeschaltet, der es erlaubt, den Bereich der Soll-Bahnspannung nach oben und unten zu begrenzen.

Die Soll-Bahnspannung bei einer /-ten Messung des Bildstandsfehlers e, ergibt sich danach wie folgt:

T₁ = T₀ \k_p ■ e, + k, 2 e,+k_D (e, - <?,-,) +1 .
L /-ο ^J

Die Koeffizienten kp, k_D und k\ werden abhängig von den Eigenschaften der Rotationsdruckmaschine so festgelegt, daß eine optimale Korrektur erreicht werden kann.

Das am Ausging des Summierverstärkers 8 bzw. des Begrenzers 9 auftretende Signal entspricht einer relativen Soll-Bahr.spannung, die mit Hilfe eines NiuUiplizierers 10 mit der Nenn-Bahnspannung To multipliziert wird, um den absoluten Wert der Soll-Bahnspaniiung T_mns für den Regler von Fig. 2 zu erhalten. Die Nennspannung T₀ wird mittels einer Einrichtung 11 gemessen bzw. eingegeben.

In F i g. 4 bezeichnen 12 einen Bildstandsdetektor und 13 einen Spannungs- bzw. Dehnungsdetektor. Es ist klar, daß in einer Rotationsdruckmaschine mit mehr als zwei Druckwerken bzw. Druckroliensätzen eine Vorrichtung für je zwei Druckwerke vorgesehen werden kann, wenngleich dies im allgemeinen auch nicht nötig sein wird.

F i g. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In diesem Fall ist nicht

vorgesehen, daß die Nennspannung T₀ der Bahn angezeigt oder von Hand in die Sollwertrechenschaltung eingegeben wird, sie wird vielmehr gemessen und automatisch eingegeben. Im Fall der Handeingabe muß abgelesen werden, welche Gleichgewichtsspannung sich s beim Anlauf der Maschine einstellt, damit dieser Wert dann schnell an der Maschine eingestellt werden kann, um zu viele Anlaufstöße zu vermeiden. Bei der Ausführungsform nach F i g. 5 sind solche Anlaufstöße durch eine als »Handgang« bezeichnete Betriebsart der Vorrichtung vermieden. In dieser Betriebsart liefert die Sollwertrechenschaltung eine Soll-Bahnspannung, die der Ist-Bahnspannung gleicht. Das heißt, daß der Unterschied Δ T zwischen der gemessenen Ist-Bahnspannung T_m„ und der Soll-Bahnspannung T_ronj verschwindet. Dies wird dadurch erreicht, daß dem integrierenden Glied 5 ein diesem Unterschied Δ Τ entsprechendes Signal zugeführt wird. Dies erfolgt über einen an den Ausgang des Reglers angeschlossenen Schalter, der in der Betriebsart »Handgang« den w Ausgang des Reglers mit dem integrierenden Glied verbindet und in der Betriebsart »Automatik« den Ausgang des Reglers mit dem Motor des Antriebs 3 verbindet. Die erwähnten Anlaufstöße werden also dadurch vermieden, daß die Ist-Bahnspannung beim Anlauf bzw. die Nennspannung 7J automatisch in das integrierende Glied eingegeben wird, so daß die Soll-Bahnspannung gleich der Nenn-Bahnspannung wird, das heißt T_ronj= T₀. Dies kann man als »automatische Ermittlung der Gleichgewichtsspannung zwischen den Druckrollensätzen bezeichnen. Wie bereits erwähnt, dient in der Betriebsart »Automatik« der von dem als Vergleicher 14 ausgebildeten Regler ermittelte Unterschied ΔΤ zwischen der Ist-Bahnspannung T_m„ und der Soll-Bahnspannung Tcons dazu, den Motor des Antriebs 3 zu steuern. Bei dieser Ausführungsform der Vorrichtung läßt sich die Soll-Bahnspannung bei der /-ten Messung des Bildstandsfehlers folgendermaßen ausdrucken:

40

T₁

W_p

e, + \kf, ■

Da in diesem Fall die Nennspannung 7b nicht mehr als Faktor der rechten Seite der Gleichung erscheint, wurden die Koeffizienten kp. Ar, und ko abgeändert in k_p', A:,'und kp'.

Bei gewissen Anwendungen, insbesondere im Fall von Bahnen mit hohem Ausdehnungskoeffizienten, Bahnen aus Kunststoff etc. kann es umständlich sein, die Ist-Bahnspannung zu messen. Es ist aber möglich, diese Größe aus von ihr abhängigen Hilfsgrößen zu bestimmen. Bei einer solchen Ausführungsform würde eine Recheneinrichtung zur Berechnung der Ist-Bahnspannung aus den Hilfsgrößen vorgesehen werden und den Spannungsdetektor 13 ersetzen. Als Hilfsgrößen kommen beispielsweise die Entwicklung des Bildstandsfehlers oder die Lage der Ausgleichsrolle in Betracht. Wegen der umfangreichen Rechenarbeiten, die zur Berechnung der Soll-Bahnspannung und zur Berechnung der lst-Bahns[Mnnung nötig sind, kann vorgesehen werden, die Rotationsdruckmaschine mit einem Online-Rechner zu koppeln.

Es ist auch möglich, bei Verarbeitung einer Bahn aus Material mit hohem Ausdehnungskoeffizienten die Vorrichtung so auszubilden, daß sie ein unmittelbar auf die Bahn einwirkendes Glied enthält, welches unter der Steuerung uuici'i dös Von der So'l'ivcrtrcchcrischaitung ermittelte Soll-Signal der Bahn die benötigte Spannung oder Dehnung verleiht. Hierfür kommen zum Beispiel in Frage:

(a) Ein Schieberad mit einem beweglichen Spanngewicht, wobei die Bahnspannung unmittelbar von der Lage des Spanngewichts abhängt und diese wiederum vom Soll-Signal gesteuert wird.

(b) Ein »icT Wirkung eines Luftkolbens unterworfenes Schieberad, das der Bahn eine vom Luftdruck abhängige Spannung verleiht. Die Soll-Spannung dient dann unmittelbar zur Einstellung des Luftdruckes.

In diesen Fällen tritt mangels eines geschlossenen Regelkreises an die Stelle der Regelung der Bahnspannung deren Steuerung in Abhängigkeit vom ermittelten Sollwert.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, erlaubt die Erfindung, daß eine unter Berücksichtigung der durch die Bahn ertragbaren Grenzbeanspruchung (minimale und maximale Spannung oder Ausdehnung) maximale Korrekturgeschwindigkeit erzielt wird. Sie ermöglicht sogar in gewissen Fällen eine Korrektur durchzuführen, bevor noch ein Bildstandfehler zustande gekommen ist. Der Spannungsdetektor wird nämlich eine Störung der Bahnspannung feststellen und der Regler sie korrigieren können, bevor diese Störung einen Bildstandfehler verursachen konnte.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Korrektur des Bildstands in einer bahnförmiges Material bearbeitenden Maschine mit mehreren Stationen, bei dem ein Bildstandsfehler an einer Station gemessen wird und aus dem Bildstandsfehler ein Sollwert ermittelt wird, mit dem ein Regelkreis für eine die Bahnspannung beeinflussende Regelgröße beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem gemessenen Bildstandsfehler fojdie eine optimale Korrektur des Bildstandsfehiers erlaubende Soll-Bahnspannung (Te**) zwischen der genannten Station und der vorhergehenden Station als Funktion des Bahnentrollens (x) berechnet wird, daß die Soll-Bahnspannung mit der zwischen den genannten Stationen herrschenden Ist-Bahnspannung (Tom) verglichen wird und daß auf die Bahn eingewirkt wird, um den Istwert, der selbst die Regelgröße darstellenden Bahnspanating an den Wert der Soll-Bahnspannung anzugleichen.

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Ist-Bahnspannung durch eine Regelung mit offenem Regelkreis aufgezwungen wird.

3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Bildstanddetcktor (12) zur Bestimmung des Bildstandsfehlers (ei) und eine Sollwertrechenschaltung (1) mit einem integrierenden Glied (5) und einem differenzierenden Glied (6), die in Funktion des Bahnentrollens (x) arbeiten, wobei die Sollwertrechenschaltung (1) das vom liildstandsdetektor (12) gelieferte Signa! verarbeitet, uin den Wert der Soll-Bahnspannung (Ta,,*) uni-r Berücksichtigung der Nennspannung (T₀) der Bahn zu berechnen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Sollwertrechenschaltung (1) einen Begrenzer (9) enthält der den Wert der Soll-Bahnspannung (Tcom) im Bereich zwischen einer maximal zulässigen Bahnspannung und einer minimalen, zum einwandfreien Durchgang der Bahn durch die Maschine erforderlichen Bahnspannung hält

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet daß dem integrierenden Glied (5) der Sollwertrechenschaltung (1) ein Begrenzer (7) nachgeschaltet ist um die Korrektur von Großfehlern zu verbessern.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Nennspannung (T₀) der Bahn angezeigt und von Hand in die Sollwertrechenschaltung (1) eingegeben wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Nennspannung (T₀) gemessen und automatisch in die Sollwertrechenschaltung (1) eingegeben wird.