DE4110564C2 - Vorrichtung zur Registereinstellung zwischen einem ersten und mindestens einem darauffolgend aufgebrachten Muster einer Materialbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Registereinstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Das Bahn-Zylinder-Verfahren beruht auf dem Synchronisieren der bewegten Materialbahn, die abtastbare Elemente als Marken trägt, mit der Winkel­ stellung eines in die Abwicklung einbezogenen Arbeitszylinders. Die Registerregelung auf dieser Grundlage ist z. B. in DE-Z: Sonderdruck aus den AEG-Mitteilungen, Jahrgang 45 (1955), Heft 1/2, S. 157-168 dargestellt.

In der Drucktechnik ist die Registereinhaltung zwischen auf eine Bahn aufgebrachten Mustern häufig dann notwendig, wenn die Muster in verschiedenen Verfahrensschritten auf die Bahn gelangen, die z. B. aus Papier, Kunststoffen, Metallfolien u. dgl. bestehen kann. Eine Register­ regelung ist z. B. bei der Verwendung vorbedruckter Bahnen und der Einfügung von Druckmustern, bei der Verwendung perforierter Bahnen oder von Bahnen mit regelmäßigen Erhebungen oder Vertiefungen usw. notwen­ dig.

Perforierte Bahnen, die aus zwei schichtenweise miteinander verbundenen Stoffen bestehen, werden beispielsweise bedruckt und anschließend weiterverarbeitet. Die Weiterverarbeitung kann in der Herstellung von Beuteln oder Behältern bestehen. Es kann vorkommen, daß die jeweilige Bahn, die ein vorgefertigtes Muster enthält, vor dem Bedrucken in einer ersten Druckstation, noch einer Vorbehandlung unterzogen wird. Eine solche Vorbehandlung kann eine Erwärmung, Abkühlung, chemische oder mechanische Behandlung usw. sein. Zumindest einige Vorbehandlungsmetho­ den wirken sich auf mechanische Eigenschaften der Bahn, z. B. durch Längenänderungen, aus. Während des Abwickelns der Rolle ändern sich mit abnehmendem Winkelradius die Abzugskräfte. Dies wirkt sich ebenfalls auf die mechanischen Eigenschaften der Bahn aus.

Bekannt ist eine Rollenrotationsdruckmaschine mit mehreren Druckwerken, zwischen denen eine zu bedruckende Bahn mittels Walzen hindurchbewegt wird, die über Getriebe an mehrere Hauptantriebsmotoren angeschlossen sind. Allen Hauptantriebsmotoren wird gleichzeitig eine hochgenaue Bezugsfrequenz zur Einstellung der gewünschten Solldrehzahl zugeführt. Je Hauptantriebsmotor ist ein Drehimpulsgeber für die Drehzahlistwertmessung im Kraftübertragungsweg zwischen Hauptantriebsmotor und dem Ort der Krafteinleitung in die zu transportierende Materialbahn angeordnet (DE 33 18 250 A1).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so weiterzuentwickeln, daß eine gewünschte Register­ einstellung zwischen dem ersten Muster und einer für den Vergleich mit dem Muster bestimmten Markierung an bzw. in der Bearbeitungsstation trotz der Einflüsse in der Behandlungseinrichtung auf die Bahn erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst. Der gesamte Sollwert des Registers wird bei dieser Vorrichtung in Abhängigkeit von der Registerabweichung zwischen dem ersten Muster und der Vergleichsmarkierung an der ersten Bearbeitungsstation verändert bzw. entsprechend der Registerabweichung nachgeführt. Die Verstärkung im ersten Registerregelkreis kann hoch genug eingestellt werden, um die Registerabweichung auf so kleine Werte zu regeln, daß sie für das menschliche Auge nicht mehr wahrnehmbar sind. Inbesondere wird mit der vorstehend beschriebenen Maßnahme der Einfluß der unterschiedlichen Bahnspannung und damit der verschiedenen Bahndehnung bei kleiner werdenden Wickelrollendurchmesser auf die Registereinstellung weitgehend beseitigt. Es können deshalb Bahnwickel mit großen Unterschieden zwischen dem äußeren und dem inneren Durchmesser des aufgewickelten Materials verarbeitet werden.

Vorzugsweise ist das erste Muster eine Perforation in der Bahn, die photoelektrisch abgetastet wird. Diese Perforation wird mit dem zweiten Muster in einer Registerbeziehung gehalten, die von der mit dem Wickel­ durchmesser veränderlichen Bahnspannung und anderen Einflußgrößen nicht aufgehoben wird. Es ist daher möglich, zwischen dem Abzugswalzen­ paar und der Bearbeitungsstation Bahnbehandlungen auszuführen, die größere Bahnlängen voraussetzen, ohne daß unerwünschte Registerab­ weichungen sich negativ auf die Qualität der aus der Bahn hergestellten Produkte auswirken.

Insbesondere enthält die Bearbeitungsstation ein Druckwerk. Mit dieser Vorrichtung wird ein Aufdruck in eine gewünschte Lage in Bezug auf der Perforation gebracht. Der Aufdruck kann eine Registermarke enthalten, die in weiteren Bearbeitungsstationen mit Druckzylindern von Bahnab­ tastern in Registerregelkreisen abgetastet wird. Hiermit kann neben der Perforation ein farbiger Aufdruck auf der Bahn registerhaltig erzeugt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Registereinstellung zwischen einer Per­ foration einer bewegten Materialbahn und einem Muster im Schema,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Regelanordnung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung.

Die Fig. 1 zeigt schematisch eine Druckmaschine, die eine Insetterege­ lung besitzt und perforierte Materialbahnen bedruckt. Eine perforierte Materialbahn 1 ist auf einer Rolle 2 aufgewickelt und wird von der drehbar gelagerten Rolle 2 abgezogen. Hinter der Rolle 2 ist ein Abzugswalzenpaar 3, 4 angeordnet, das einen Spalt einschließt, durch den die Materialbahn 1 verläuft. Eine der Abzugswalzen 3, 4, nämlich die Abzugswalze 4, ist mit einem Antrieb 5 in Form eines Gleichstrommotors verbunden.

Hinter dem Abzugswalzenpaar 3, 4 ist ein photoelektrischer Abtaster 6 angeordnet, der die Perforation abtastet. Sollte sich die Perforation für eine direkte Abtastung nicht eignen, können in vorgegebenen Positionen in Bezug auf die Perforation Löcher abgetastet werden.

Auf den Abtaster 6 folgt eine Behandlungseinrichtung 7, durch die die Materialbahn 1 hindurchläuft. In der Behandlungseinrichtung 7 wird ein längerer Abschnitt der Materialbahn 1 so beeinflußt, daß er für einen späteren Aufdruck farbiger Bezeichnungen geeignet ist, die auf der Materialbahn 1 gut haften sollen. Im Anschluß an die Bearbeitungsein­ richtung 7 gelangt die Materialbahn 1 in eine Bearbeitungsstation 8, die als Druckstation ausgebildet ist. Die Bearbeitungsstation 8 enthält ein Druckwerk 9, das von einer Hauptwelle 10 über ein Getriebe 11 an­ getrieben wird. Mit der Hauptwelle 10 ist ein Drehgeber 12 verbunden, der als Zählungsimpulsgeber ausgebildet, d. h. als Kodescheibe, ausgebildet ist. Diese Kodescheibe trägt an ihrem Umfang in gleichmäß­ igen Abständen eine große Zahl von optisch, magnetisch oder elektrisch abtastbaren Elementen sowie ein Bezugselement und erzeugt z. B. 1000 Impulse pro Umdrehung. Der Drehgeber 12, der an einem Austastzählgeber 13 angeschlossen ist, erzeugt deshalb je Umdrehung der Hauptwelle 10 eine vorgegebene große Anzahl von Zählimpulsen und einen Bezugsimpuls. Der Austastzählgeber 13 erzeugt für jedes Druckwerk einen Vergleichsim­ puls, der einem Zylinderimpuls gemäß dem Bahn-Zylinder-Verfahren entspricht. Da der Druckzylinder des Druckwerks 9 über das Getriebe 11 mit der Hauptwelle 10 verbunden ist, sind die vorgegebene Anzahl von Zählimpulsen und der Bezugsimpuls auch einer Umdrehung des Druckwerks zugeordnet.

Aus den Zählimpulsen wird z. B. mit einem zyklisch arbeitenden Zähler und dem Bezugsimpuls die Winkelposition des Druckzylinders fortlaufend bestimmt. Mit Hilfe der Winkelposition läßt sich in einer Vergleichs­ markierung auf dem Druckzylinder ein entsprechender Vergleichsimpuls für einen Bahn-Zylinder-Vergleich erzeugen, wie er bei der Registerregelung angewendet wird. Eine Einrichtung zur Erzeugung des Vergleichsimpulses ist in einem Registerregler 14 angeordnet und wird vom Drehgeber 12 gespeist. Es kann sich bei der Einrichtung um einen voreinstellbaren Zähler bzw. um einen Zähler in Verbindung mit einem voreinstellbaren Vergleicher handeln.

Eine derartige an sich bekannte Einrichtung erzeugt einen gegen den Bezugsimpuls um eine vorgegebene Winkelposition verschobenen Vergleichs­ impuls, dessen Zeitpunkt durch die Voreinstellung auf einfache Weise an den Druckzylinder angepaßt werden kann.

Der von der Einrichtung erzeugte Vergleichsimpuls und ein vom Abtaster 6 bei der Abtastung einer Perforation oder einer äquivalenten Markierung erzeugter Impuls werden im Registerregler 14 verarbeitet, in dessen Regelkreis der Antrieb 5 als Stellglied angeordnet ist. Der Register­ regler 14 enthält eine Differenzstufe 15, die die Registerregelab­ weichung als zeitliche Differenz zwischen dem Auftreten des Vergleichs­ impulses und des der Perforierung zugeordneten Impulses und einem Sollwert bildet. Ein der Regelabweichung entsprechendes Signal beauf­ schlagt nach Verstärkung den Antrieb 5 derart, daß sich dieser in Abhängigkeit vom Vorzeichen der Regelabweichung schneller oder langsamer dreht und so die Größe der Regelabweichung reduziert. Am Druckwerk 9 ist ein zweiter photoelektrischer Abtaster 16 für die Perforationen der Bahn 1 angebracht.

In der Bearbeitungsstation 8 ist auch eine nicht näher bezeichnete Einrichtung für die Erzeugung eines Vergleichsimpulses vorgesehen. Diese Einrichtung ist mit dem Drehgeber 12 verbunden und hat den gleichen Aufbau wie die Einrichtung im Registerregler 14. Der Abtaster 16 ist mit einer Anordnung 18 für die Erzeugung der Registerregelabweichung zwischen dem vom Abtaster 16 erzeugten Meßimpuls und dem Vergleichsim­ puls verbunden. Die Einrichtung für die Erzeugung eines Vergleichsimpul­ ses ist daher in der Anordnung 18 vorgesehen. Die Anordnung 18 erzeugt ein dem zeitlichen Abstand zwischen dem Vergleichsimpuls und dem Meßimpuls des Abtasters 16 sowie einem Sollwert proportionales Signal. Dieses Signal wird dem Registerregler 14 als zusätzlicher Sollwert aufgeschaltet. Die Aufschaltung erfolgt z. B. mittels einer Leitung 19, die die Anordnung 18 mit einer der Differenzstufe 15 nachgeschalteten Summierstelle 20 verbindet, der ein Regelverstärker 21 nachgeschaltet ist.

Das Abzugswalzenpaar 3, 4 muß aus fertigungstechnischen Gründen vor der Behandlungseinrichtung 7 angeordnet sein. Zwischen dem Abzugswalzenpaar 3, 4 und der Bearbeitungsstation 8 kann ein größerer Abstand vorhanden sein, der eine entsprechende Bahnlänge bedingt.

Die oben beschriebene zusätzliche Sollwertvorgabe bewirkt, daß die gewünschte Registerbeziehung zwischen der Perforation und dem vom Druckwerk 9 erzeugten Druck auf der Materialbahn 1 erhalten bleibt. Die Zugspannung der Materialbahn 1 ändert sich zwischen dem Beginn und dem Ende des Abzugsvorgangs, also zwischen maximalem und minimalem Rollendurchmesser sehr stark. Mit der oben beschriebenen Anordnung wird vermieden, daß diese starken Bahnspannungsänderungen das Register zwischen Perforation und Druck in der Bearbeitungsstation 8 in uner­ wünschter Weise beeinflussen.

Der Bearbeitungsstation 8 sind weitere Bearbeitungsstationen 22, 23, 24 und 25 mit nicht näher bezeichneten Druckwerken, Abtastern, Register­ reglern und Umlenkwalzen nachgeschaltet. Diese Bearbeitungsstationen 22 bis 25 sind in üblicher Weise aufgebaut. Der Bearbeitungsstation 25 ist eine Aufwickeleinrichtung 26 nachgeschaltet.

Die Fig. 2 zeigt im Blockschaltbild die Anordnung zur Registereinstel­ lung mittels des Abzugswalzenpaars 3, 4. Der Registerregler enthält einen unstetigen Reglerbaustein 27, der z. B. Dreipunkt- oder Fünfpunkt­ verhalten hat und mit einer Rückführung 29 versehen ist. Der Ausgang des Reglerbausteins 27 speist das Stellglied 30, bei dem es sich um den Antrieb 5 handelt. Der Antrieb 5 wirkt auf die in Fig. 2 eingezeichnete Regelstrecke 31 ein, die infolge der Bearbeitungseinrichtung 7 als aus Teilstrecken 32, 33 aufgebaut angesehen werden kann.

Am Ausgang der Teilstrecke 32 wird eine Hilfsregelgröße durch den Abtaster 6 erfaßt, der von der Perforation erzeugte Meßimpulse über einen Verstärker 34 in eine Schaltung 35 zur Erfassung des Registerfeh­ lers einspeist. Der Schaltung 35 werden über eine Leitung 51 die von Austastsignalen freigegebenen Registerimpulse zugeführt, die vom Abtaster 6 gemessen werden. Die Registerimpulse gelangen in einen Frequenzmesser 52, der die Bahngeschwindigkeit berücksichtigt und ein Steuersignal an eine Ansteuerlogik 53 abgibt, die eingangsseitig noch an den Ausgang des Verstärkers 34 angeschlossen ist. Die Ansteuerlogik 53 erzeugt geschwindigkeitsunabhängig ein Signal, das während der Zeit zwischen einem Registerimpuls und einem Bezugsimpuls vorhanden ist und in einen Integrator 54 integriert wird, der jeweils mit jedem Aus­ tastsignal zurückgesetzt wird.

Am Ausgang des Integrators 54 steht ein der Differenz zwischen Register­ impuls und Bezugsimpuls proportionales Signal zur Verfügung, das an einer Summierstelle 36 mit einem Sollwert verglichen wird, der von einem Sollwertgeber 37 erzeugt wird, der als Potentiometer dargestellt ist. Der Registerregler 14 weist auch ein Anzeigegerät 38 auf, an dem der Registerfehler abgelesen werden kann.

Die Anordnung 18 ist als Registerregler mit einem unstetigen Reglerbau­ stein 39 und einer Rückführung 40 sowie einem Anzeigegerät 41 ausgebil­ det. Die Regelgröße wird an der Teilstrecke 33 mittels des Abtasters 16 erfaßt, dessen Meßimpulse über einen Verstärker 42 einer Schaltung 43 zugeführt werden, mit der der Registerfehler festgestellt wird. Der Schaltung 43 werden über eine Leitung 55 die von einem Austastsignal freigegebenen Registerimpulse zugeführt, die vom Abtaster 9 gemessen werden. Die Registerimpulse gelangen in einen Frequenzmesser 56, der die Bahngeschwindigkeit berücksichtigt und ein Steuersignal an eine Ansteuerlogik 57 abgibt, die eingangsseitig noch an den Ausgang des Verstärkers 42 angeschlossen ist. Die Ansteuerlogik 57 erzeugt ein geschwindigkeitsunabhängiges Signal, das während der Zeit zwischen einem Registerimpuls und dem Bezugsimpuls vorhanden ist und einem Integrator 58 zugeführt wird, der jeweils mit jedem Austastsignal zurückgesetzt wird. Am Ausgang des Integrators 58 steht ein der Differenz zwischen Registerimpuls und Bezugsimpuls proportionales Signal zur Verfügung, das an einer Summierstelle 44 mit einem Sollwert verglichen wird, der von einem mit 45 bezeichneten Sollwertgeber zugeführt wird. Dieser Sollwert­ geber 45 ist als Potentiometer dargestellt, das von Hand, z. B. bei der Inbetriebnahme, eingestellt wird, bis der Registerfehler zu null geworden ist. Die Elemente 39, 40, 44, 41, 43 und 42 haben den gleichen Aufbau wie die Elemente 27, 29, 36, 38, 35 und 34.

Der Ausgang des Regelbausteins 39 ist mit dem Abgriff des Sollwertgebers 37 verbunden, der z. B. als Motorpotentiometer ausgebildet ist, wodurch der Sollwert des Registerreglers 14 beeinflußt wird. Die Verstellung des Sollwerts des Registerreglers 14 wird somit im Rahmen einer Kaskadenregelung durchgeführt. Der Registerregler 14 stellt einen Hilfsregler dar, der die Stellgröße, nämlich den Antrieb 5 beeinflußt.

Die am Anfang der Regelstrecke am Abzugswalzenpaar 3, 4 auftretenden Störungen werden mit dem Hilfsregler beseitigt, der, da er den Teil mit geringen Verzögerungen der Regelstrecke bearbeitet, mit anderer Kreis­ verstärkung arbeiten kann als der Hauptregelkreis. Der Hauptregler, die Anordnung 18, sorgt durch entsprechende Verstellung des Sollwerts am Hilfsregler dafür, daß das Register am Druckwerk 9 eingehalten wird.

Die Bildung der Registerregelabweichung kann auf verschiedene Weise erfolgen. Die Schaltungen 37 und 45 sind schematische Darstellungen für Einrichtungen zur Erzeugung von Differenzsignalen zwischen Registerim­ pulsen und Vergleichsimpulsen.

Bei der Einstellung der Druckmaschine wird zunächst mittels des Registerreglers 14 die Registerregelabweichung am Abzugswalzenpaar 3, 4 von Hand auf null eingestellt. Danach wird die Einstellung der Register­ regelabweichung in der Bearbeitungsstation 8 von Hand auf null einge­ stellt. Anschließend wird der Ausgang des Registerreglers 18 über einen in Fig. 2 schematisch dargestellten Schalter 59 an den Abgriff des Potentiometers 37 gelegt.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Registereinstellung zwischen einem ersten Muster einer bewegten Materialbahn, die, mit dem ersten Muster versehen, von einer Vorratsrolle mittels eines Abzugswalzenpaars abgezogen wird, und einem zweiten Muster, das in einer Bearbeitungsstation, die wenigstens im Abstand hinter einer Behandlungseinrichtung für die Bahn vom Abzugswalzenpaar angeordnet ist, auf die Bahn aufgebracht wird, wobei ein einen Antrieb des Abzugswalzenpaars als Stellglied enthaltender Registerregelkreis vorgesehen ist, der eine erste Registerregelabweichung nach dem Bahn-Zylinder-Verfahren aus der zeitlichen Differenz zwischen Meßimpulsen eines das erste Muster erfassenden Abtasters und einem Vergleichsimpuls eines Zylinders der Bearbeitungsstation gegenüber einem vorgegebenen Sollwert verarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtaster (6) vor der Behandlungseinrichtung (7) angeordnet ist und daß aus der zeitlichen Differenz zwischen Meßimpulsen eines nach der Behandlungseinrichtung (7) in der Bearbeitungsstation (8, 9) angeordneten weiteren Abtasters (16) für das erste Muster und dem Vergleichsimpuls des Zylinders (10, 11, 12) der Bearbeitungsstation (8, 9) gegenüber einem weiteren Sollwert (45) eine weitere Registerregelabweichung (41) gebildet wird, die einem weiteren Registerregler (18) zugeführt wird, dessen Ausgangssignal den vorgegebenen Sollwert (37) verstellt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Muster eine Perforation in der Bahn ist, die photoelektrisch abgetastet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bearbeitungsstation (8) ein Druckwerk (9) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nahe am Abzugswalzenpaar (3, 4) an der Materialbahn (1) der Abtaster (6) angeordnet ist, an den über einen Verstärker (34) eine Istwert-bildende Abtast- und Halteanordnung (35) im Registerregler (14) angeschlossen ist, daß die Abtast- und Halteanordnung (35) mit einer Summierstelle (36) verbunden ist, an die der Sollwertgeber (37) für den vorgegebenen Sollwert angeschlossen ist, daß dessen Sollwerteinstellung vom Ausgangssignal des weiteren Registerreglers (19) bestimmt ist, daß dem weiteren Registerregler (18) eine Summierstelle (44) vorgeschaltet ist, die von dem den weiteren Sollwert liefernden Sollwertgeber (45) und einer weiteren Istwert-bildenden Abtast- und Halteanordnung (43) gespeist wird und daß die Abtast- und Halteanordnung (43) über einen weiteren Verstärker (42) mit dem nahe an der Bearbeitungsstation (8, 9) angeordneten weiteren Abtaster (16) verbunden ist.

5. Verfahren zur Registereinstellung mit Anwendung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Registerregelabweichung (38) am Abzugswalzenpaar (3, 4) auf Null, dann die Registerregelabweichung (41) in der Bearbeitungsstation (8, 9) auf Null gestellt wird und der Ausgang des weiteren (Haupt-) Registerreglers (18) an den Abgriff des Sollwertgeber-Potentiometers (37) des (Hilfs-) Registerreglers (14) gelegt wird.