DE4238387B4

DE4238387B4 - Querschneider für Materialbahnen mit einer Regelungsvorrichtung für das Schnittregister

Info

Publication number: DE4238387B4
Application number: DE4238387A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang DÜRR; Georg Rössler; Rolf Spilz
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1992-11-13
Filing date: 1992-11-13
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2012-11-14
Also published as: FR2698186A1; US5740054A; GB2272402A; GB9323196D0; JPH06211392A; GB2272402B; DE4238387A1

Abstract

Querschneider für Materialbahnen (2), insbesondere in Planoauslegern, für Rotationsdruckmaschinen zum Bedrucken der Materialbahnen, mit einer Vorrichtung zur Regelung des Schnittregisters, in der Winkelabweichungen zwischen den Druckzylindern in einem Druckwerk (11) einerseits und eines angetriebenen Schneidzylinders (5) im Querschneider andererseits erfasst und zur Regelung des Antriebs (23) des Schneidzylinders (5) verwendet werden,
– wobei der Querschneider eine Zugeinrichtung (6) für die Materialbahn (2) aufweist,
– der Schneidzylinder (5) und die Zugeinrichtung (6) jeweils einen eigenen Antrieb (23, 28) besitzen,
– jedem der beiden Antriebe (23, 28) ein eigener Regelkreis zugeordnet ist beiden Regelkreisen ein Drehwinkelsignal (φ Haupt-Ist) als Eingangsgröße zugeführt ist, das die Winkellage der Druckzylinder beschreibt,
– dem Regelkreis des Antriebs (23) des Schneidzylinders (5) ein Drehwinkelsignal (φ_Schneid-Ist), die des tatsächliche Drehlage des Schneidzylinders wiedergibt und dem Regelkreis des Antriebs (28) der Zugeinrichtung (6) ein Drehwinkelsignal (φ_Zug-Ist), das die Drehlage einer Zugwalze (6) wiedergibt, als Regelsignal zugeführt sind,
– und dem Regelkreis für den Antrieb (28) der Zugeinrichtung (6) zusätzlich ein Differenzwinkelsignal (15) zugeführt ist zur Aufrechterhaltung der Bahnspannung abhänging von der Drehzahl der Druckzylinder.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Querschneider für Materialbahnen mit einer Regelungsvorrichtung für das Schnittregister. Derartige Querschneider sind häufig einer Rotationsdruckmaschine nachgeordnet, um die bedruckte Materialbahn in einzelne Bögen zu zerteilen und werden dort auch als Planoausleger bezeichnet.

Aus dem Stand der Technik beispielsweise der DE 36 02 894 C2 ist ein Planoausleger bekannt, der eine Vorrichtung zur Regelung des Schnittregisters besitzt. Dabei werden zwei mit Markierungen versehene Druckwerkszylinder durch Abtasteinrichtungen abgetastet und übermitteln Impulse an eine Vergleichs – Steuerschaltung. Diese wiederum empfängt ihrerseits Impulse einer weiteren Abtasteinrichtung, die einem angetriebenen Schneidzylinder zugeordnet ist. In Abhängigkeit von einem Vergleich der übertragenen Impulse wird eine Bahnumlenkwalze – hier beispielsweise druckmittelbetätigt – ausgelenkt, um das Schnittregister zu korrigieren. Hierdurch wird die Bahnlänge zwischen dem Druckwerk und dem Schneidzylinder variiert. Eine Beeinflussung des Antriebs von Zugeinrichtungen zur Bahnförderung ist nicht offenbart.

In der US-PS 5 361 960 ist ein System beschrieben, in dem eine Materiabahn nach Durchlauf von verschiedenen Arbeitsstationen von einem Schneidzylinder in Bögen zerteilt wird. Zur Regelung des Schnittregister wird hier dem Regelkreis für den Antrieb des Schneidzylinders das Signal eines Sensors zugeführt, der die Bahnoberfläche scannt. Dieser bekannte Querschneider besitzt auch eine Zugeinrichtung zur Förderung der Materialbahn, die aber ebenfalls nicht unabhängig von den Zugwalzen bzw. Förderzylindern in dem gesamten – System beeinflusst werden kann. Denn die Zugeinrichtung im Querschneider ist mit den Arbeitsstationen des Finishing Systems antriebsmässig über eine mechanische Längswelle verbunden.

Ausgehend von dem skizzierten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Querschneider für Materialbahnen ohne mechanische Kopplung mit den vorgeordneten Arbeitsstationen zu betreiben.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die Vorteile dieser Lösung liegen darin, dass zwei voneinander unabhängige Regelkreise bestehen, bei denen als eine gemeinsame Eingangsgröße die Absolutwinkellage des Druckwerkzylinders des Druckwerkes dient. Durch zwei unabhängige Regelkreise kann das Schnittregister durch Veränderung der Phasenlage des Schneidzylinders ohne Beeinflussung der drehzahlabhängigen Bahnspannung erfolgen. Mit Hilfe der Regelkreise können die Motormomente der Antriebsmotoren so beeinflusst werden, dass trotz auftretender Störgrößen- wie etwa schwankender Papierqualität – stets ein korrekter Abschnitt der Papierbahn gewährleistet ist und zwar unter Beibehaltung der Spannung der zu verarbeitenden Materialbahn in Abhängiskeit von der Drehzahl der Druckwerkszylinder.

In weiterer Ausgestaltung des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens ist dem Schneidzylinder eines Plano-Auslegers ein Sensor zur Erfassung der Bildlage vorgelagert. Über diesen optischen Sensor kann bei einer Verschiebung des Druckbildes die Eingangsgröße des Regelkreises für den Schneidzylinderantrieb sofort beeinflußt werden, sodass immer ein exakter Schnitt gewährleistet bleibt. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird den zusammengeführten Signalen φSchneid-Ist des Drehgebers am Schneidzylinder und des Signals φHaupt-Ist des Drehgebers am Druckwerk ein Signal φopt des Sensors zugeführt. Ferner wird das vom Drehgeber des Druckwerkes übermittelte Signal φ Haupt-Ist von einem festen Differenzsignal überlagert. Aus den Größen φSchneid-Ist des Drehgebers am Schneidzylinder, φ Haupt-Ist des Drehgebers am Druckwerk, dem Signal φ opt des Sensors und dem durch eine Proportionalitätskonstante K_I angedeuteten, drehzahlabhängigen und rampenförmig ansteigenden Differenzsignal wird ein Eingangssignal an einem Knoten erzeugt. Durch dieses Differenzsignal wird die Herstellung von Produkten mit einer durch eine ganze Zahl teilbaren Abschnittlänge ermöglicht. Außerdem kann eine manuelle Einstellvorgabe φ offset vorgenommen werden, was insbesondere während der Anlaufphase wichtig ist. Währenddes Fortdruckes wird die während der Anlaufphase vorgenommenen Einstellung gegebenenfalls korrigiert. Aus den aufgezählten Größen φ Schneid-Ist, φ Haupt-Ist, φ offset, φ opt und dem Differenzsignal wird demnach eine Eingangsgröße für einen Signalwandler erzeugt. Dem Signalwandler ist ein Regelkreis nachgeordnet, in welchem ein Strom I_soll mit einem tatsächlich fließenden Strom I_Ist permanent verglichen wird. Der große Vorteil ist, dass ein aus vielen Eingangsgrößen zusammengeführtes Signal als Eingangsgröße sehr genau ermittelt werden kann, um dann als präzise Führungsgröße eines Strom-Regelkreises zu dienen. Der Regelung des Motorstromes ist demnach ein Winkelregelungssystem überlagert.

Anhand einer Zeichnung wird die vorliegende Erfindung im weiteren eingehend erläutert.

Es zeigt:
1 eine schematisch dargestellte Maschinenanordnung aus vorgelagertem Druckwerk und nachgeordneten Querschneider,
2 einen Regelkreis für den Antrieb von Zugeinrichtungen und
3 einen Regelkreis für den Antrieb eines Schneidzylinders.
Die in 1 schematisch wiedergegebene Maschinenkonfiguration umfaßt einen Plano-Ausleger 1, dem ein Druckwerk 11 einer Rotationsdruckmaschine vorgeschaltet ist. Im Druckwerk 11 wird eine Materialbahn 2 beidseitig bedruckt und im Planoausleger 1 von einem Messerzylinder 5, der mit einem stationär angeordneten Untermesser 4 zusammenarbeitet, in einzelne Abschnitte 3 getrennt. Den Transport der Materialbahn 2 übernehmen Zugwalzen 6, den der Abschnitte 3 Förderwalzen 7, welche jeweils mit diesen gegenüberliegenden Andrückrollen 8 zusammenarbeiten, Der Schneidzylinder 5 und die Zugwalze 6 verfügen jeweils über einen eigenen Antrieb. Den Druckwerkzylindern des Druckwerkes 11 ist ein Drehgeber 10 zugeordnet; die Winkellage der Zugwalze 6 kann über einen Drehgeber 12 abgetastet werden, während die Drehlage des mit mindestens einem Schneidmesser versehenen Schneidzylinders 5 über einen Drehgeber 24 abfragbar ist. Vor dem Untermesser 4 und dem mit diesem zusammenarbeitenden Schneidzylinder 5 ist ein Sensor 9 angeordnet; dabei ist unerheblich, ob dieser oberhalb oder unterhalb der in dem Plano-Ausleger 1 einlaufenden Materialbahn 2 angeordnet ist.
2 zeigt einen Regelkreis für den Antrieb von Zugeinrichtungen.
An einem Signalknoten 16 wird ein Signal φ_Z _ug-Ist von einem Drehgeber 12 der Zugwalze 6 übermittelt. Vom Drehgeber 10 des Druckwerkes 11 wird ein Signal φ_Haupt-Ist ebenfalls an den Signalknoten 16 übertragen. Nach Zusammenführung beider Signale, von denen eines mit einem negativen Vorzeichen behaftet ist, wird das resultierende Winkelsignal an einem Knoten 17 übermittelt. Am Knoten 17 wird auf das resultierende Signal ein weiteres Signal aufaddiert. Ausgehend vom Drehgeber 10 des Druckwerkes 11 wird das Signal φ_Haupt-Ist einerseits unmittelbar an den Signalknoten 16 übermittelt, anderseits jedoch wird φ_Haupt-Istein hier durch eine Proportionalitätskonstante K_I angedeutetes, drehzahlabhängiges und rampenförmig ansteigendes Differenzsignal 15 aufaddiert. Die Addition des Differenzsignales 15 erfolgt drehzahlabhängig, so daß die in 2 wiedergegebene Steigung der Kennlinie lediglich den Verlauf einer Kennlinie aus einer Schar von Kennlinien wiederspiegelt.
Das am Knoten 17 aus den Signalen φ_Zug-Ist, φ_Haupt-Ist und φ_Haupt-Ist modifiziert durch K_I ermittelte Signal stellt die Eingangsgröße dar, die einem Signalwandler 13 zugeleitet wird. Dort wird die Umrechnung eines Eingangssignals in ein Ausgangssignal, einem der ermittelten Winkelabweichung entsprechender Strom I_Soll vorgenommen. Über einen Stromregler 21, der ein Leistungsteil 22 steuert, wird durch den Strom I_Soll das Motormoment eines Antriebes 28 geregelt. Der tatsächliche Strom I_Ist wird auf einen Signalknoten 18 zurückgeführt, mit negativen Vorzeichen behaftet. Beträgt die Regelabweichung zwischen I_Soll und I_Ist gleich 0, liegen optimale Verhältnisse vor. Wird dagegen ein Winkelversatz über die Drehgeber 10 und 12 festgestellt, wird ein zum Ausgleich dieses Winkelversatzes entsprechender Strom I_Soll errechnet, über den Stromregler 21 angepaßt und somit sofort das Motorbetriebsmoment des Motorantriebsmoment des Antriebes 28 beeinflußt. Auf diese Weise wird eine von der Drehzahl der Druckwerkzylinder des Druckwerkes 11 abhängige Bahnspannung aufrechterhalten, bei welcher Störgrößen unmittelbar ausgeregelt werden.
3 zeigt einen Regelkreis für den Antrieb eines Schneidzylinders.
Ausgehend vom Drehgeber 24 des Schneidzylinders 5 wird ein Signal φ_Schneid-Ist, welches die tatsächliche Drehlage des Schneidzylinders 5 wiedergibt, mit negativen Vorzeichen behaftet, an einen Knoten 20 übertragen. Ein vom Drehgeber 10 des Druckwerkes 11 ausgehendes Signal φ_Haupt-Ist wird zum einen dem Knoten 20 zugeführt und zum anderen wird abhängig von Signal φ_Haupt-Ist ein drehzahlabhängiges, hier druch eine Proportionalitätskonstante K_I wiedergegebenes Differenzsignal 14 gebildet. Durch den Proportionalitätsfaktor K_I ist hier beispielsweise die in 3 eingezeichnete Kennlinie des Differenzsignals 14 näher charakterisiert. Dem drehzahlabhängig ermittelten Differenzsignal 14, dem Signal φ_Schneid-Ist und dem Signal φ_Haupt-Ist wird am Knoten 25 ein Signal φ_opt des Sensors 9 überlagert. Der Sensor 9 erfaßt eine eventuell auftretende Verschiebung des Druckbildes auf der Materialbahn 2 – etwa infolge von Papierqualitätsschwankungen beispielsweise. Am Kontenpunkt 25 sind mithin bereits vier Eingangssignale zusammengeführt; das Resultat der Zusammenführung wird an den Knoten 26 übermittelt. Verallgemeinert gilt die Aussage, daß die am Knoten 25 bereits berücksichtigten Signale φ_Schneid-Ist, φ_Haupt-Ist, φ_opt und das in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl φ_Haupt-Ist gebildete drehrahlabhängige rampenförmige Differenzsignal 14 im Fortdruckzustand kontinuierlich übertragen werden und somit als Eingangsgrößen für die Winkelregelung zur Verfügung stehen. Für die Einstellvorgabe 19 φ_Offset gilt das nicht. Beim Einrichten der Maschinenkonfiguration wird durch den Drucker φ_Offset so vorgegeben, daß der Schnitt auf der Abschnittgrenze liegt. Hat sich nach Hochfahren der Produktion ein stationärer Zustand eingestellt, wird φ_Offset unerheblich; die Regelung erfolgt automatisch durch die oben bereits erwähnten Eingangsgröpen.
Am Knoten 26 entsteht das Signal, welches dem Signalwandler 13 zugeführt wird; abhängig von dem Eingangssignal der ermittelten Winkelabweichung wird ein Strom I_Soll errechnet, welcher über einen Stromregler 21 an ein Leistungsteil 22 übermittelt wird, welches wiederum das Motormoment des Antriebes 23 des Schneidzylinders 5 beeinflußt. Der tatsächlich fließende Motorstrom I_Ist wird auf einen Knoten 27 zurückgeführt. Beträgt die Regelabweichung 0, besteht kein Regelbedarf. Erst bei Signalen des Sensors 9 einer Verschiebung des Druckbildes anzeigend, oder bei Unterschieden in den Signalen φ_Schneid-Ist und φ_Haupt-Ist ändert sich die den Signalwandler 13 vom Knoten 26 zugeführte Eingangsgröße. Dann wird der Motorstrom I_Soll entsprechend verändert, was eine Änderung des Motormomentes des Antriebes 23 des Schneidzylinders 5 nach sich zieht. Dadurch wiederum verschiebt sich die Schnittstelle zwischen Schneidzylinder 5 und Untermesser 4 bezogen auf die laufende Materialbahn 2. Durch den Einsatz eines hochauflösenden Sensors 9 kann das Schnittregister trotz auftretender Störgrößen – wie etwa schwankender Papierqualität – innerhalb des Zehntel-Millimeter Bereichs gehalten werden. Mittels zweier voneinander unabhängiger Regelkreise für die Antrieb 23 und 28 kann eine drehzahlabhängige Bahnspannung aufrechterhalten werden, ohne die Genauigkeit des Abschnittes zu beeinträchtigen. Die Genauigkeit des Abschnittes wird wiederum durch schwankende Papierqualität nicht gemindert, da der Sensor 9 eine etwaige Druckbildverschiebung sofort feststellt und die Eingangsgröße des Regelkreises des Schneidzylinderantriebs 23 beeinflußt.

1: Plano-Ausleger
2: Materialbahn
3: Abschnitt
4: Untermesser
5: Schneidzylinder
6: Zugwalze
7: Förderwalze
8: Andrückrollen
9: Sensor
10: Drehgeber (DW)
11: Druckwerk
12: Drehgeber (Zugsystem)
13: Signalwandler
14: Differenzsignal (drehzahlabhängig)
15: Differenzsignal (drehzahlabhängig)
16: Knoten
17: Knoten
18: Knoten
19: Einstellvorgabe
20: Knoten
21: Stromregler
22: Leistungsteil
23: Antrieb (Schneiden)
24: Drehgeber (Schneiden)
25: Knoten
26: Knoten
27: Knoten
28: Antrieb (Zug)

Claims

Querschneider für Materialbahnen (2), insbesondere in Planoauslegern, für Rotationsdruckmaschinen zum Bedrucken der Materialbahnen, mit einer Vorrichtung zur Regelung des Schnittregisters, in der Winkelabweichungen zwischen den Druckzylindern in einem Druckwerk (11) einerseits und eines angetriebenen Schneidzylinders (5) im Querschneider andererseits erfasst und zur Regelung des Antriebs (23) des Schneidzylinders (5) verwendet werden, – wobei der Querschneider eine Zugeinrichtung (6) für die Materialbahn (2) aufweist, – der Schneidzylinder (5) und die Zugeinrichtung (6) jeweils einen eigenen Antrieb (23, 28) besitzen, – jedem der beiden Antriebe (23, 28) ein eigener Regelkreis zugeordnet ist beiden Regelkreisen ein Drehwinkelsignal (φ Haupt-Ist) als Eingangsgröße zugeführt ist, das die Winkellage der Druckzylinder beschreibt, – dem Regelkreis des Antriebs (23) des Schneidzylinders (5) ein Drehwinkelsignal (φ_Schneid-Ist), die des tatsächliche Drehlage des Schneidzylinders wiedergibt und dem Regelkreis des Antriebs (28) der Zugeinrichtung (6) ein Drehwinkelsignal (φ_Zug-Ist), das die Drehlage einer Zugwalze (6) wiedergibt, als Regelsignal zugeführt sind, – und dem Regelkreis für den Antrieb (28) der Zugeinrichtung (6) zusätzlich ein Differenzwinkelsignal (15) zugeführt ist zur Aufrechterhaltung der Bahnspannung abhänging von der Drehzahl der Druckzylinder.
Querschneider nach Anspruch 1, wobei zur Eingabe der manuell vorwählbaren Phasenlage des Schneidzylinders (5) dem Regelkreis für den Antrieb (23) des Schneidzylinders (5) ein weiteres Signal (19) φ_Offset zuführbar ist.
Querschneider nach Anspruch 1, wobei zur Einstellung von durch ganze Zahlen teilbaren Abschnittslängen dem Regelkreis für den Antrieb (23) des Schneidzylinders (5) zusätlich ein drehzahleabhängiges Differenzwinkelsignal (14) zugeführt ist.