DE4214394A1

DE4214394A1 - Rotationsdruckmaschine

Info

Publication number: DE4214394A1
Application number: DE4214394A
Authority: DE
Inventors: Dieter Koch
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Switzerland; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB Asea Brown Boveri Ltd
Priority date: 1992-04-30
Filing date: 1992-04-30
Publication date: 1993-11-04
Anticipated expiration: 2012-05-01
Also published as: CA2094742C; DE4214394C2; EP0567741A1; FI931942A; DE59303108D1; EP0567741B2; CA2094742A1; EP0567741B1; FI106623B; FI931942A0; JP3363203B2; ATE139935T1; JPH0647905A; US5309834A

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Drucktechnik. Sie betrifft insbesondere eine Rotationsdruckmaschine mit einzeln angetriebenen Zylindern.

Eine solche einzeln angetriebene Rotationsdruckmaschine ist auf den Seiten 78-80 der Zeitschrift "Zeitungstechnik" vom Dezember 1991 beschrieben.

Stand der Technik

Bei einer einzeln angetriebenen Rotationsdruckmaschine fallen die mechanischen Wellenverbindungen (Längs- und Stehwellen) sowie die meisten Getriebe weg. Jeder Zylinder wird von einem separaten Motor direkt angetrieben.

Im oben genannten Artikel wird die technische Entwicklung auf dem Gebiet der direkt angetriebenen Rotationsdruckmaschinen dargelegt. Die Idee der längswellenfreien Rotationsdruckmaschine wurde schon Mitte der 60er Jahre von der schweizerischen Druckmaschinenfabrik Wifag erprobt. Der Versuch scheiterte jedoch daran, daß im unteren Drehzahlbereich kein stabiler Laub erreicht wurde. Die hohen Genauigkeitsanforderungen konnten deshalb nicht befriedigt werden. Die Firma MAN Roland Druckmaschinen AG unternahm 1978 einen neuen Anlauf. Die Versuchsmaschine absolvierte alle Tests erfolgreich. Auch im Bezug auf die Genauigkeit konnten die Erfordernisse erfüllt werden. Die Genauigkeit der längswellenangetriebenen, konventionellen Rotationsdruckmaschinen wurde sogar noch übertroffen. Die Vorteile einer direkt angetriebenen Rotationsdruckmaschine sind vielfältig und umfassen:

- erhöhte Passergenauigkeit,
- präzisere Druckergebnisse durch Wegfall von Getriebespielen,
- kein Umfangregister mehr notwendig, da die Lage der Antriebe untereinander verschoben werden können,
- vereinfachte mechanische Konstruktion der Rotationsdruckmaschine,
- erleichterte Erweiterungsmöglichkeit der Maschine.

Trotzdem konnte sich das Prinzip des Einzelantriebs nicht durchsetzten. Die Gründe dafür liegen in der Kompliziertheit der Regelung der einzelnen Antriebe, der Vernetzung des Leitsystems und der dadurch bedingten Störanfälligkeit und beschränkten Flexibilität des Aufbaus.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine direkt angetriebene Rotationsdruckmaschine anzugeben, welche die oben genannten Vorteile aufweist und die Nachteile der Kompliziertheit, Störanfälligkeit und der mangelnden Flexibilität des Leitsystems durch seinen speziellen Aufbau vermeidet.

Diese Aufgabe wird bei einer Rotationsdruckmaschine umfassend

a) eine Anzahl einzeln angetriebener Zylinder, wobei die Antriebe mit Elektromotoren erfolgen und
b) mindestens einen separat angetriebenen Falzapparat, dadurch gelöst, daß
c) die Einzelantriebe der Zylinder und deren Antriebsregler zu Druckstellengruppen beliebig zusammengefaßt werden,
d) die Druckstellengruppen einem der Falzapparate zugeordnet sind und ihre Positionsreferenz vom diesem Falzapparat beziehen, und
e) die Verwaltung der Druckstellengruppen durch ein übergeordnetes Leitsystem erfolgt.

Durch die Zusammenfassung der Einzelantrieb und deren Antriebsregler zu beliebigen Druckstellengruppen und durch den Umstand, daß die Druckstellengruppen ihre Positionsreferenz vom Falzapparat beziehen, ergibt sich ein gesamtes Leitsystem, welches sich durch Einfachheit und Flexibilität auszeichnet.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird die Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1 in einer Anordnung verwendet, die dadurch gekennzeichnet ist, daß

a) die Einzelantriebe und deren Antriebsregler einer Druckstellengruppe über ein schnelles Bussystem, den Antriebsbus, verbunden sind;
b) die Druckstellengruppen untereinander und mit einer Bedienungs- und Datenverarbeitungseinheit über einen Datenbus verbunden sind, und
c) die Datenverarbeitungseinheit die Druckstellengruppen verwaltet, wobei
d) diese Verwaltung die Vorgabe von Sollwerten und Sollwertabweichungen und die Verarbeitung von Istwerten umfaßt sowie die Sollwertführung der verschiedenen Druckstellengruppen untereinander und zum Falzapparat koordiniert;
e) der mindesten eine Falzapparat über den Datenbus mit den Druckstellengruppen verbunden ist.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Aufbaus besteht darin, daß das gesamte Leitsystem der Rotationsdruckmaschine durch die Zusammenfassung der Einzelantriebe zu beliebigen Druckstellengruppen über ein schnelles Bussystem sehr einfach und störungsunanfällig wird. Die einzelnen Druckstellengruppen sind voneinander unabhängig und beziehen ihre Positionsreferenz von dem ihnen zugeordneten Falzapparat. Die Verwaltung der Druckstellengruppen erfolgt über ein übergeordnetes Leitsystem und umfaßt nur noch die Vorgabe von Sollwerten und Sollwertabweichungen sowie die Verarbeitung von Istwerten.

Das gesamte Leitsystem einer direkt angetriebenen Rotationsdruckmaschine wird nämlich deshalb so kompliziert, weil die Zylinder bei einer Zylinderumfangsgeschwindigkeit von 13 m/s auf 0,05 mm genau positioniert werden müssen. An die Daten-Übertragungsgeschwindigkeit des verbindenden Bussystems werden in gleichem Masse sehr hohe Anforderungen gestellt. Erst die erfindungsgemäße Aufteilung des gesamten Leitsystems in Antriebsgruppen, deren Bestandteile über ein schnelles Bussystem verbunden sind, für die zeitkritische Regelung und ein übergeordnetes Leitsystem, welches problemlos eine kleinere Daten-Übertragungsgeschwindigkeit aufweisen darf, für die zeitunkritischen Aufgaben wie die Vorgabe von Sollwerten und Sollwertabweichungen sowie die Verarbeitung von Istwerten, erlaubt trotz der hohen Genauigkeitsanforderungen einen einfachen und robusten Aufbau.

Da die einzelnen Druckstellengruppen ihre Referenz vom zugeordneten Falzapparat beziehen und die Position der gesamten Gruppe in Relation zum Falzapparat verschoben werden kann, ist kein Hauptregister mehr notwendig. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin, daß die Maschine flexibel konfiguriert werden kann, da keine Rücksicht auf mechanische Verbindungen genommen werden muß. Das ganze Leitsystem ist also nicht total vernetzt, sondern weist klare Schnittstellen auf. Dadurch ist es auch unempfindlich gegenüber Störungen z. B. eines Einzelantriebes, da solche nur eine einzelne Druckstellengruppe betreffen.

Kern der Erfindung ist es also, eine direkt angetriebene Rotationsdruckmaschine anzugeben, die sich durch Einfachheit und Robustheit des Leitsystems auszeichnet. Dies wird dadurch erreicht, daß das gesamte Leitsystem aufgeteilt wird in autonome Druckstellengruppen und ein übergeordnetes Leitsystem. Die Einzelantriebe der Zylinder und deren Antriebsregler innerhalb einer Druckstellengruppe sind über ein schnelles Bussystem, angepaßt an die zeitkritischen Aufgaben, verbunden. Die Druckstellengruppen sind untereinander und mit dem übergeordneten Leitsystem über ein übergeordnetes Bussystem verbunden. Dieses Bussystem kann eine kleinere Daten-Übertragungsgeschwindigkeit aufweisen, da es nur zeitunkritischen Aufgaben zu bewältigen hat. Die Druckstellengruppen beziehen ihre Positionsreferenz direkt vom zugeteilten Falzapparat. Die relative Lage der Zylinder einer Druckstellengruppe zueinander wird dabei unabhängig vom übergeordneten Leitsystem über das schnelle Bussystem eingestellt. Die einzelnen Druckstellengruppen weisen während dem Betrieb also ein hohes Maß an Autonomie auf.

Durch die erwähnte Aufteilung des gesamten Leitsystems in ein übergeordnetes Leitsystem und autonome Druckstellengruppen, weist das gesamte Leitsystem dasjenige Maß an Einfachheit, Flexibilität und Robustheit gegenüber Störungen auf, welches für die Realisierung einer direkt angetriebenen Rotationsdruckmaschine notwendig ist.

Aus der Gesamtheit der abhängigen Ansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend wir die Erfindung anhand von Ausführungs beispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen direkt angetriebenen Rotationsdruckmaschine,

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Druckstellengruppe,

Fig. 3 ein Schema der erfindungsgemäßen Zuordnung der Druckstellengruppen auf den Falzapparat.

Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeutung sind in der Bezeichnungsliste zusammengefaßt aufgelistet. Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Bei einer einzeln angetriebenen oder längswellenfreien Rotationsdruckmaschine wir jeder Zylinder, insbesondere die Druck- und Gegendruckzylinder sowie der Falzapparat von einem eigenen Elektromotor angetrieben. Dadurch fallen die mechanischen Verbindungen weg. Die Einzelantriebe müssen natürlich aufeinander abgestimmt werden. Aufgrund der hohen Anforderungen an die Positioniergenauigkeit muß das verbindende Bussystem eine große Daten- Übertragungsgeschwindigkeit aufweisen. Der naheliegendste Ansatz, alle Antriebe mit einer einzigen übergeordneten Zentraleinheit zu regeln, scheitert an der Kompliziertheit und an der beschränkten Flexibilität. Bei der erfindungsgemäßen Rotationsdruckmaschine wird nun von einem ganz anderen Ansatz ausgegangen. Dies soll im Zusammenhang mit den Figuren erläutert werden.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Rotationsdruckmaschine. Sie weist k Druckstellengruppen (2a-d) auf, welche über einen Datenbus (3) sowohl mit der Bedienungs- und Datenverarbeitungseinheit (1) als auch mit dem Falzapparat (12) verbunden sind. Die Einzelantriebe der Zylinder und deren Antriebsregler werden zu Druckstellengruppen (2a-d) zusammengefaßt. Nur noch diese Druckstellengruppen (2a-d) stehen mit der Bedienungs- und Datenverarbeitungseinheit, d. h. mit dem übergeordneten Leitsystem (1) in Verbindung. Ihre Positionsreferenz beziehen die Druckstellengruppen direkt vom Falzapparat (12). Sie weisen also ein hohes Maß an Autonomie auf.

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm einer einzelnen Druckstellengruppe (2). Es sind n Einzelantriebe (7a-d) und dazugehörige n Antriebsregler (6a-d) vorhanden. Die Antriebsregler (6a-d) sind über ein schnelles Bussystem, den Antriebsbus (5) mit einem Antriebssystem (4) verbunden. Das Antriebssystem (4) steht mit dem Datenbus (3) in Verbindung. Im Antriebssystem (4) wird die Positionierung der Einzelantriebe (7a-d) in Relation zum Falzapparat (12) sowie relativ zueinander geregelt. Zusätzlich wird im Antriebssystem (4) die Anpassung der vom übergeordneten Leitsystem (1) kommenden Daten und Befehle an die für die Antriebsregler (6a-d) benötigte Form vorgenommen. Die globale Regelung über den Datenbus (3) kann sich also auf eine Vorgabe von Sollwerten, Sollwertabweichungen und Istwerten sowie die Sollwertführung beschränken. Die Berechnung der Parameter für die Feinjustierung der Einzelantriebe (7a-d) wird in jeder Druckstellengruppe (2a-d) separat im Antriebssystem (4) vorgenommen.

Neben den n Antrieben und Antriebsreglern (7a-d bzw. 6a-d) sind m Ein-/Ausgabeeinheiten (9a-d) vorhanden. Sie sind über einen Steuerbus (8) mit einem Steuersystem (10) verbunden. Dieses Steuersystem (10) steht wiederum mit dem Datenbus (3) in Verbindung. Das Steuersystem (10) koordiniert die Ein- /Ausgabeeinheiten (9a-d) untereinander und mit dem übergeordneten Leitsystem (1). Auch hier wird wieder deutlich wie, bildlich gesprochen, die Verantwortung vom übergeordneten Leitsystem auf die zu einem großen Grad autonomen Druckstellengruppen delegiert wird. Dadurch kann das gesamte Leitsystem einfacher und flexibler aufgebaut werden.

Fig. 3 schließlich zeigt schematisch, wie die Druckstellengruppen (2a-e) auf einen Falzapparat (12) zugeordnet werden. Selbstverständlich können auch mehrere Falzapparate (12) vorhanden sein und die Druckstellengruppen (2a-e) verschiedenen Falzapparaten (12) zugeordnet werden. Der Einfachheit halber wird in Fig. 3 jedoch die Situation mit nur einem Falzapparat (12) dargestellt. Der Falzapparat (12) wird wie die Zylinder der Druckstellengruppen (2a-e) einzeln mit einem separaten Falzapparat-Antrieb (13) angetrieben. Die einzelnen Druckstellengruppen (2a-e) beziehen ihr Papier von den Papier-Abrollungen (11a-f). Die bedruckte Papierbahn wird im Falzapparat (12) geschnitten und gefaltet und z. B. zu kompletten Zeitungen zusammengefaßt. Vorzugsweise bilden diejenigen Einzelantriebe der Zylinder eine Druckstellengruppe (2a-d), welche auf eine gemeinsame Papierbahn zuordnungsbar sind. Mit den Einzelantrieben der Zylinder können aber auch Untergruppen gebildet werden, so daß eine Druckstellengruppe (2e) mehrere, z. B. zwei, Papierbahnen gleichzeitig bedrucken kann.

Abschließend kann gesagt werden, daß sich die erfindungsgemäße, direkt angetriebene Rotationsdruckmaschine wegen der Auftrennung des gesamten Leitsystems in ein übergeordnetes Leitsystem und autonome Druckstellengruppen durch Einfachheit und Flexibilität auszeichnet und damit die Anforderungen erfüllt, welche für den wirtschaftlichen Betrieb einer direkt angetriebenen Rotationsdruckmaschine nötig sind.

Bezeichnungsliste

1 Bedienungs- und Datenverarbeitungseinheit, übergeordnetes Leitsystem
2 Druckstellengruppe
2a-e k Druckstellengruppen
3 Datenbus
4 Antriebssystem
5 Antriebsbus
6a-d n Antriebsregler
7a-d n Einzelantriebe
8 Steuerbus
9a-d m Ein-/Ausgabeeinheiten
10 Steuersystem
11a-f Papier-Abrollung
12 Falzapparat
13 Falzapparat-Antrieb

Claims

1. Rotationsdruckmaschine umfassend

a) eine Anzahl einzeln angetriebener Zylinder, wobei die Antriebe mit Elektromotoren erfolgen und
b) mindestens einen separat angetriebenen Falzapparat (12),
dadurch gekennzeichnet, daß
c) die Einzelantriebe der Zylinder (7a-d) und deren Antriebsregler (6a-d) zu Druckstellengruppen (2a-d) beliebig zusammengefaßt werden, und
d) die Druckstellengruppen (2a-d) einem der Falzapparate (12) zugeordnet sind und ihre Positionsreferenz vom diesem Falzapparat (12) beziehen, und
e) die Verwaltung der Druckstellengruppen (2a-d) durch ein übergeordnetes Leitsystem (1) erfolgt.

2. Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Einzelantriebe (7a-d) und deren Antriebsregler (6a-d) einer Druckstellengruppe (2) über ein schnelles Bussystem, den Antriebsbus (5), verbunden sind;
b) die Druckstellengruppen (2a-d) untereinander und mit einer Bedienungs- und Datenverarbeitungseinheit (1) über einen Datenbus (3) verbunden sind, und
c) die Datenverarbeitungseinheit (1) die Druckstellengruppen (2a-d) verwaltet, wobei
d) diese Verwaltung die Vorgabe von Sollwerten und Sollwertabweichungen sowie die Verarbeitung von Istwerten umfaßt und die Sollwertführung der verschiedenen Druckstellengruppen (2a-d) untereinander und zum Falzapparat (12) koordiniert;
e) der mindestens eine Falzapparat (12) über den Datenbus (3) mit den Druckstellengruppen (2a-d) verbunden ist.

3. Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Falzapparat (12) nicht über den Datenbus (3), sondern über einen eigenen Bus mit den Druckstellengruppen (2a-d) verbunden ist.

4. Rotationsdruckmaschine nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstellengruppen (2a-d) umfassen

a) ein Antriebssystem (4), welches mit dem Datenbus (3) und den n Antriebsreglern (6a-d) verbunden ist, wobei die Verbindung über den Antriebsbus (5) erfolgt, und welches die Antriebsregler (6a-d) untereinander koordiniert;
b) ein Steuersystem (10), welches mit dem Datenbus (3) verbunden ist;
c) sowie m Ein- und Ausgabeeinheiten (9a-d), welche über einen Steuerbus (8) mit dem Steuersystem (10) in Verbindung stehen, wobei die Verwaltung der Ein- und Ausgabeeinheiten im Steuersystem (10) erfolgt.

5. Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Einzelantriebe (7a-d) der Zylinder und deren Antriebsregler (6a-d) zu einer Druckstellengruppe (2) zusammengefaßt werden, welche auf eine gemeinsame Papierbahn zuordnungsbar sind.

6. Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstellengruppen (2a-d) verschiedenen Falzapparaten (12) zugeordnet sind.

7. Rotationsdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstellengruppen (2a-e) in Druckstellenuntergruppen aufgeteilt sind und daß damit verschiedene Papierbahnen in einer einzigen Druckstellengruppe (2e) bearbeitet werden können.