EP0930158B1 - Referenzierverfahren für eine Maschine oder Anlage - Google Patents

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EP0930158B1
EP0930158B1 EP99100862A EP99100862A EP0930158B1 EP 0930158 B1 EP0930158 B1 EP 0930158B1 EP 99100862 A EP99100862 A EP 99100862A EP 99100862 A EP99100862 A EP 99100862A EP 0930158 B1 EP0930158 B1 EP 0930158B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
machine
operating
drive unit
installation
operating components
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP99100862A
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English (en)
French (fr)
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EP0930158A1 (de
Inventor
Fritz Rainer Dr.-Ing. Götz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Baumueller Anlagen Systemtechnik GmbH and Co
Original Assignee
Baumueller Anlagen Systemtechnik GmbH and Co
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Publication date
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Application filed by Baumueller Anlagen Systemtechnik GmbH and Co filed Critical Baumueller Anlagen Systemtechnik GmbH and Co
Publication of EP0930158A1 publication Critical patent/EP0930158A1/de
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Publication of EP0930158B1 publication Critical patent/EP0930158B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F13/00—Common details of rotary presses or machines
    • B41F13/004—Electric or hydraulic features of drives
    • B41F13/0045—Electric driving devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41P—INDEXING SCHEME RELATING TO PRINTING, LINING MACHINES, TYPEWRITERS, AND TO STAMPS
    • B41P2213/00—Arrangements for actuating or driving printing presses; Auxiliary devices or processes
    • B41P2213/70—Driving devices associated with particular installations or situations
    • B41P2213/73—Driving devices for multicolour presses
    • B41P2213/734—Driving devices for multicolour presses each printing unit being driven by its own electric motor, i.e. electric shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41P—INDEXING SCHEME RELATING TO PRINTING, LINING MACHINES, TYPEWRITERS, AND TO STAMPS
    • B41P2233/00—Arrangements for the operation of printing presses
    • B41P2233/10—Starting-up the machine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41P—INDEXING SCHEME RELATING TO PRINTING, LINING MACHINES, TYPEWRITERS, AND TO STAMPS
    • B41P2233/00—Arrangements for the operation of printing presses
    • B41P2233/10—Starting-up the machine
    • B41P2233/13—Pre-registering

Definitions

  • the invention relates to a referencing method for a machine or system for Processing of elongated, web and / or strand-like objects, particularly suitable for implementation in a printing machine for printing on paper webs.
  • the objects are drawn into the machine or system before they are processed, which for the object processing a plurality of movable functional components exhibit.
  • These are according to an internal machine or System coordinate system through drive units that can be synchronized with each other movable, and the drive units are controlled by sensors for actual values of the position, Relative position, speed and / or acceleration of the functional components and / or the drive units themselves according to internally generated setpoints and / or master setpoints from a superordinate master control computer-supported regulated.
  • WO-A-98 16 384 is an older and post-published article 54 under EPC (3) and (4) falling patent application, according to which it is in a Printing machine should be enabled, accurate synchronization and Register accuracy during major changes in press speed maintain. It is proposed that the associated control devices with speed correction means for Change the relative phase angle of one or more drives provided are. The correction is to be carried out by means of a predetermined factor which is used for Overall speed of the printing press is proportional.
  • EP 0 664 214 A1 discloses a test run with two drive revolutions of Printing cylinders. This is intended to vary the circumferential register from Printing cylinder attached printing form sleeves can be determined. In a Subsequent correction run, the sleeves of the
  • Printing cylinders lifted off and the latter by the measured angular deviation twisted. Then the sleeves in the correct circumferential position on the Fix the pressure cylinder. Ultimately, that's one Referencing procedure between the printing cylinder and the clamping on it Printing form sleeves disclosed in a printing press, in which several printing units from a single, common drive via a common drive shaft ("Königswelle") are driven. None is specified, however, in one Printing machine with a large number of printing cylinders and individually assigned Drives the reference and synchronization between pressure cylinders and Manufacture individual drives when starting.
  • referencing is used to create a reference especially the position between the moving parts of a complex machine, for example, between the printing cylinders, folding units, etc., in addition to their Drive units of a printing press.
  • Referencing carried out during the installation and commissioning of the machine before the object to be processed, for example newsprint to be printed, in the (printing) machine is drawn in. Since the one to be carried out afterwards In any case, pulling in only at reduced machine operating speed can ring out, the task of the invention results in the requirement for a referencing method, by means of which during commissioning and when starting and starting a complex Machine for processing elongated, strand-like objects the necessary Time can be significantly reduced.
  • the synchronization is based on a Functional components and associated drive units common, virtual Leading axis performed, which is useful from one of the drive units Master controller master controller is specified.
  • an embodiment of the method according to the invention is advantageous after which the referencing is not in the higher-level control system, but as Function of the individual drive units implemented, i.e. over the entire Drive system is localized distributed. This makes referencing particularly easy flexible to specific boundary conditions of the respective functional or Adjust machine component.
  • part a the operating speed over time is the abscissa for example a ordinate applied to a printing press.
  • Part b is about Time of the course of the synchronization status of the individual functional components of the Printing machine applied.
  • Part c shows the time from when in one Printing unit of the printing machine rolling the printing cylinders onto one another interact ("pressure on").
  • part a is within a first time period t1 Operating speed still zero, i.e. there is no pulling in of the strand-like Object, for example a paper web to be printed.
  • the first period t1 can be used to calibrate the coordinate systems from sensors to moving Machine parts (cf. further to FIG. 2) are used, in particular for one Reference point approach at start-up (see process phase a above).
  • the machine is switched to a Feed speed v1 increased. This will continue until the end of a second Period t2 maintained, which immediately after the first period t1 connects and can be, for example, about 30 seconds. During this period there are at least two revolutions of the load to be moved.
  • the machine is started to run up Operating, especially printing machine speed v2 for production too to reach.
  • the sum of the two time periods t2 and t3 gives that Synchronization period t4, at the end of which according to the invention
  • the individual drive units are synchronized with each other (cf. Phase c) above.
  • the basic position run according to phase b above is advisable in put the beginning of the second period t2 by installing and Commissioning of the machine is complete and this is normal operation is turned on, initially for retracting the objects, such as the to be printed on newsprint.
  • FIG 2 is the arrangement of the coordinate systems for both the machine functional components as well as for the assigned sensor or encoder systems shown schematically.
  • Functional components mostly rotary body 1, and the sensors rotary encoder 2.
  • the angle ⁇ indicates how much the rotating body 1 is to be moved out of its basic position until the angle encoder 2 receives a signal for the achievement of its absolute zero.
  • the corresponding data will be Appropriately in the assigned drive unit with an electric motor and digital Drive controller saved.
  • the reference point approach is for all printing unit and folding unit drives perform. It is used once to calibrate the encoder system to the Machine coordinates executed. It was the first time that the Drive system for the entire machine. After each exchange of the Sensor or encoder system, components of the encoder system or changes The reference point run must be repeated in the machine coordinate system. It is it is not necessary to carry out a reference point run for rebate assembly drives.
  • the relation to the driven mechanics and the encoder system of the drive determine the sequence of reference point travel. This is appropriately from one superordinate control system.
  • the necessary schedule is shown in Figure 3 shown.
  • the rotating body 1 is, for example, a Rubber cylinder, mechanically locked.
  • A occurs in the next sequence step 32 Parameterize the operating mode of the drive unit for the reference point approach by a master control.
  • this sets the current one Target operating mode.
  • a digital signal processor reads the Drive controller in the drive unit sets the current position of the rotating body 1 and a load-related modulo position is invalid.
  • the "Order status" parameter set whereby the drive unit reports to the control system that their requirement is met.
  • step 36 the locking of the Rotating body 1 removed.
  • step 37 the parent Master control signals the release of the drive to the drive unit.
  • step 38 the parameter "order status" is returned.
  • the master control of the Drive unit specified a target speed with the value zero.
  • the Actual setpoint speed for reference point travel is determined by the drive unit independently determined by parameterization of a specific traversing block. The same applies to the target acceleration.
  • step 39 is now the traversing block from the digital signal processor of the drive unit independently implemented in traversing movements for the rotating body. In practical terms Application examples of the printing press are up to two revolutions expedient.
  • step 391 the serve Traversing movements to trigger the encoder zero pulse by the angle ⁇ according to Figure 2 to determine. If this happens successfully within two revolutions, internal calculations and are carried out in the next calibration sequence step 392 Storage of the position of the encoder zero pulse by the digital Signal processor of the drive unit. This is followed by a in step 393 Acknowledgment of the order to the master control system, whereby the parameter "Order status" is set again. Then the parent transmits Master control with sequence step 394 the command "lock the drive unit".
  • the Home position run carried out on all printing unit and folding unit drives. It is switched on when the supply voltage of the drive controller is switched on Drive unit and if necessary after the detection and acknowledgment of a fault triggered and operated independently by the drive unit during retraction.
  • the relation to the mechanics of the driven rotating bodies 1 and the rotation sensors or -Encoder 2 determine the sequence during the basic position run. According to Figure 4 there are first sequence step 41, the higher-level control system the relevant drive unit free, e.g. for setup operations.
  • the position parameters are within the Drive unit, in particular the target and actual position data and the Modulo position data on the machine coordinate system - in the example of the Printing machine in the direction of paper travel 4 - related, as shown in Figure 5:
  • the rotating bodies 1 are drawn in a first position A, in which known clamping channels 5, embedded on the outer circumference of the Blanket cylinder, directly opposite each other. This follows from the Synchronization of the rotating body 1 or their drive units with each other.
  • Phase c is the completion of the reference point travel according to phase a and above Home position travel according to phase b.
  • the synchronization is done by the drive unit in the synchronous operation mode during retraction the retraction speed v1 (cf. FIG. 1 part a) is carried out independently. It will be the Drive positioned on the target position of the virtual leading axis.
  • the drive system leads the synchronization independently. After the drive has been released, two Revolutions of the load or the relevant rotating body 1 with Retraction speed driven ( Figure 1, part b). These specifications are made in accordance with Embodiment by the master control. After two turns, the default is higher speed possible by the master control.
  • the sensor system or the position transmitter is arranged on the load side.
  • the position information of the load stands for the synchronization directly (without interposing the gearbox).
  • the encoder or sensor is on all drives arranged on the motor side.
  • the motor is designed as a direct drive and directly on the Load flanged.
  • the position information of the load is directly available.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inking, Control Or Cleaning Of Printing Machines (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Referenzierverfahren für eine Maschine oder Anlage zur Bearbeitung länglicher, bahn- und/oder strangartiger Objekte, geeignet insbesondere zur Durchführung in einer Druckmaschine zum Bedrucken von Papierbahnen. Dabei werden die Objekte vor ihrer Bearbeitung in die Maschine oder Anlage eingezogen, welche für die Objektbearbeitung eine Mehrzahl beweglicher Funktionskomponenten aufweisen. Diese sind entsprechend einem internen Maschinen- oder Anlagenkoordinatensystem durch miteinander synchronisierbare Antriebseinheiten bewegbar, und die Antriebseinheiten werden über Sensoren für Istwerte der Position, Relativstellung, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der Funktionskomponenten und/oder der Antriebseinheiten selbst nach in diesen intern erzeugten Sollwerten und/oder Leitsollwerten aus einer übergeordneten Leitsteuerung rechnergestützt geregelt.
Verteilte, synchronisierte Einzelantriebstechnik für Maschinen oder Anlagen zur Bearbeitung länglicher, bahn- oder strangartiger Objekte ist aus US-A-5 656 909 bekannt. Eine Vielzahl elektrischer Antriebe ist jeweils mit einem anzutreibenden Funktionsteil verbunden. Die elektrischen Antriebe werden von einer übergeordneten Steuerung aus koordiniert bzw. synchronisiert mittels entsprechender Sollwerte. Vor allem aufgrund der Einbindung der Einzelantriebe in jeweilige Regelkreise läßt sich auch beim Beschleunigen der Funktionskomponenten auf ihre Arbeitsgeschwindigkeit eine Synchronisation zwischen den angetriebenen Funktionskomponenten der Maschine oder Anlage herstellen.
Aus WO-A-98 16 384 ist eine ältere und nachveröffentlichte, unter EPÜ Artikel 54 (3) und (4) fallende Patentanmeldung bekannt, nach welcher es in einer Druckmaschine ermöglicht werden soll, eine genaue Synchronisation und Registerhaltigkeit während wesentlicher Änderungen der Druckmaschinen-Arbeitsgeschwindigkeit beizubehalten. Dazu wird vorgeschlagen, dass die zugehörigen Steuereinrichtungen mit Geschwindigkeitskorrekturmittel zur Veränderung der relativen Phasenwinkel einer oder mehrerer Antriebe versehen sind. Die Korrektur soll mittels eines vorbestimmten Faktors erfolgen, der zur Gesamtgeschwindigkeit der Druckmaschine proportional ist.
In beiden Fundstellen ist das Problem des Referenzierens beim Anfahren einer gattungsgemäßen Maschine oder Anlage nicht angesprochen.
EP 0 664 214 A1 offenbart eine Meßfahrt mit zwei Antriebsumdrehungen von Druckzylindem. Dadurch soll die Umfangsregisterabweichung von auf den Druckzylindem aufgesteckten Druckformhülsen festgestellt werden. In einer anschließenden Korrekturfahrt werden mittels Druckluft die Hülsen von den
Druckzylindern abgehoben und letztere um die gemessene Winkelabweichung verdreht. Dann können sich die Hülsen in der registerrechten Umfangsposition auf die Druckzylinder festsetzen. Letztendlich ist damit ein Referenzierverfahren zwischen Druckzylinder und auf diesen aufgespannten Druckformhülsen in einer Druckmaschine offenbart, bei der mehrere Druckwerke von einem einzigen, gemeinsamen Antrieb über eine gemeinsame Antriebswelle ("Königswelle") angetrieben werden. Nichts ist aber dazu angegeben, in einer Druckmaschine mit einer Vielzahl von Druckzylindern und einzeln zugeordneten Antrieben die Referenz und Synchronisation zwischen Druckzylindern und Einzelantrieben beim Anfahren herzustellen.
Wie an sich bekannt, dient das Referenzieren zur Herstellung eines Bezugs insbesondere der Lage zwischen den beweglichen Teilen einer komplexen Maschine, beispielsweise zwischen den Druckzylindern, Falzwerken usw. nebst deren Antriebseinheiten einer Druckmaschine. Nach dem Stand der Technik wird das Referenzieren bei der Installation und Inbetriebnahme der Maschine durchgeführt, bevor das zu bearbeitende Objekt, beispielsweise zu bedruckendes Zeitungspapier, in die (Druck-) Maschine eingezogen wird. Da der danach durchzuführende Einziehvorgang ohnehin nur bei verminderter Maschinen-Betriebsgeschwindigkeit ablauten kann, ergibt sich als Erfindungsaufgabe die Anforderung nach einer Referenziermethode, mittels welcher bei der Inbetriebnahme und beim Start sowie Anlaufen einer komplexen Maschine für die Bearbeitung länglicher, strangartiger Objekte der dafür notwendige Zeitaufwand erheblich vermindert werden kann.
Zur Lösung der Erfindungsaufgabe wird bei einem Referenzierverfahren mit den eingangs genannten Merkmalen erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß mit dem Einziehen des oder der Objekte und mit dem unmittelbar anschließenden Beschleunigen der Funktionskomponenten auf ihre Dauer-Arbeitsgeschwindigkeiten erst der Bezug bzw. die Referenz und die Synchronisation zwischen den angetriebenen Funktionskomponenten der Maschine oder Anlage hergestellt werden. Damit können die Vorgänge des Referenzierens der beweglichen Maschinenteile aufeinander und des Einziehens der bahn- oder strangartigen Objekte parallel bzw. zeitgleich ablaufen, woraus sich eine Zeitersparnis für die Anfahrphase der Maschine ergibt.
Nach einer besonderen Konkretisierung des Erfindungsgedankens wird die Gesamtfunktion des Referenzierens in folgende drei hintereinander ablaufende Phasen oder Algorithmen gegliedert:
  • a) Bei Inbetriebnahme der Maschine oder Anlage und/oder nach Austausch oder Wartung eines oder mehrerer Sensoren oder deren Teile und/oder nach Änderung des Maschinenkoordinatensystems werden vor dem erstmaligen Objekt-Einziehen eine, mehrere oder alle der Funktionskomponenten mittels einer, mehrerer oder aller Antriebseinheiten solange verfahren, bis der oder die Sensoren auf Grundstellungen der ihnen zugeordneten Funktionseinheiten kalibriert sind (sogenannte "Referenzpunktfahrt" einmal bei Inbetriebnahme oder Sensor- bzw. Gebertausch);
  • b) mit Beginn des Einziehens des oder der Objekte werden alle oder wenigstens einige der Funktionskomponenten in ihre Grundstellungen gefahren, wobei Lageinformationen bezüglich der Funktionskomponenten auf das Maschinenkoordinatensystem abgeglichen werden (Grundstellungsfahrt);
  • c) nach der oder den Grundstellungsfahrten werden noch während des Einziehens des oder der Objekte und mit dem unmittelbar anschließenden Beschleunigen der Funktionskomponenten auf ihre Dauer-Arbeitsgeschwindigkeiten die Bewegungen der Antriebseinheiten und der zugehörigen Funktionskomponenten miteinander synchronisiert (Synchronisieren beim Einziehen und Hochlaufen).
    • Im Rahmen der Erfindung wird die Synchronisierung anhand einer den Funktionskomponenten und zugehörigen Antriebseinheiten gemeinsamen, virtuellen Leitachse durchgeführt, die zweckmäßig von einer den Antriebseinheiten mit Antriebsreglern übergeordneten Leitsteuerung vorgegeben wird. In diesem Zusammenhang ist eine Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft, wonach das Referenzieren nicht in der übergeordneten Leitsteuerung, sondern als Funktion der einzelnen Antriebseinheiten implementiert, also über das gesamte Antriebssystem verteilt lokalisiert ist. Damit läßt sich das Referenzieren besonders flexibel auf spezifische Randbedingungen der jeweiligen Funktions- bzw. Maschinenkomponente anpassen.
    Nach einer weiteren Erfindungsausbildung wird jedoch wenigstens die Referenzpunktfahrt gemäß obiger Phase a) von der übergeordneten Leitsteuerung aus getriggert bzw. angestoßen.
    Weitere Einzelheiten, Merkmale, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungswegs der Erfindung am Beispiel einer Druckmaschine sowie aus den Zeichnungen. Diese zeigen in
    Fig. 1
    jeweils auf die Zeit bezogene Funktionsdiagramme zum Referenzieren beim Einziehen,
    Fig. 2
    eine schematische Veranschaulichung der Anordnung der Maschinen- und Sensor-Koordinatensysteme
    Fig. 3 u. 4
    Flußdiagramme zur Referenzpunktfahrt bzw. Grundstellungsfahrt;
    Fig. 5
    eine schematische Stimansicht auf zwei zusammenwirkende Gummizylinder einer Druckmaschine;
    Fig. 6 u. 7
    jeweils eine prinzipielle Anordnung von Antriebsmotor mit Sensor- bzw. Gebersystem gegenüber der anzutreibenden Last.
    In Figur 1, Teil a, ist über die Zeit als Abszisse die Betriebsgeschwindigkeit beispielsweise einer Druckmaschine als Ordinate aufgetragen. Im Teil b ist über die Zeit der Verlauf des Synchronisationsstatus der einzelnen Funktionskomponenten der Druckmaschine aufgetragen. Im Teil c ist über die Zeit dargestellt, ab wann in einer Druckeinheit der Druckmaschine die Druckzylinder aufeinanderrollend zusammenwirken ("Druck an").
    Gemäß Figur 1, Teil a, ist innerhalb eines ersten Zeitabschnitts t1 die Betriebsgeschwindigkeit noch null, d.h. es erfolgt kein Einziehen des strangartigen Objekts, beispielsweise einer zu bedruckenden Papierbahn. Der erste Zeitabschnitt t1 kann zum Kalibrieren der Koordinatensysteme von Sensorik auf bewegliche Maschinenteile (vgl. weiter zur Fig. 2) verwendet werden, insbesondere zu einer Referenzpunktfahrt bei Inbetriebnahme (siehe oben Verfahrensphase a). Unmittelbar nach Ablauf des ersten Zeitabschnitts t1 wird die Maschine auf eine Einzugsgeschwindigkeit v1 hochgefahren. Diese wird bis zum Ablauf eines zweiten Zeitabschnitts t2 aufrecht erhalten, der sich unmittelbar an den ersten Zeitabschnitt t1 anschließt und beispielsweise ca. 30 Sekunden betragen kann. In diesem Zeitraum finden mindestens zwei Umdrehungen der zu bewegenden Last statt. In einem sich daran unmittelbar anschließenden dritten Zeitabschnitt t3 (der bei einer Druckmaschine ca. 10 Sekunden andauern kann) wird das Hochlaufen der Maschine eingeleitet, um die Betriebs-, insbesondere Druckmaschinengeschwindigkeit v2 für die Produktion zu erreichen. Die Summe der beiden Zeitabschnitte t2 und t3 ergibt den Synchronisierungs-Zeitabschnitt t4, mit dessen Ende nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die einzelnen Einheiten des Antriebs aufeinander synchronisiert sind (vgl. obigen Phase c). Die Grundstellungsfahrt gemäß obiger Phase b wird zweckmäßig in den Beginn des zweiten Zeitabschnitts t2 hineingelegt, indem die Installation und Inbetriebnahme der Maschine abgeschlossen ist und diese zum Normalbetrieb eingeschaltet wird, wobei sie zunächst zum Einziehen der Objekte, beispielsweise des zu bedruckenden Zeitungspapiers, anläuft.
    In Figur 2 ist die Anordnung der Koordinatensysteme sowohl für die Maschinen-Funktionskomponenten als auch für die zugeordneten Sensor- bzw. Gebersysteme schematisch dargestellt. Im behandelten Beispiel einer Druckmaschine sind die Funktionskomponenten meist Drehkörper 1, und die Sensoren Drehgeber 2. Für einen Synchronbetrieb müssen letztere auf die Funktionskomponenten kalibriert werden. Hierzu dient eine Referenzpunktfahrt gemäß obiger Phase a, wobei die für die Grundstellungsfahrt gemäß Phase b und für das Synchronisieren gemäß Phase c notwendigen Parameter, gemäß Figur 2 der Winkel α, zu ermitteln und für den späteren Betrieb abzuspeichern ist. Der Winkel α gibt an, um wieviel der Drehkörper 1 aus seiner Grundstellung herauszuverfahren ist, bis der Winkelgeber 2 ein Signal für das Erreichen seines absoluten Nullpunkts abgibt. Die entsprechenden Daten werden zweckmäßig in der zugeordneten Antriebseinheit mit Elektromotor und digitalem Antriebsregler abgespeichert.
    Die Referenzpunktfahrt ist bei allen Druckeinheiten- und Falzeinheitenantrieben durchzuführen. Sie wird einmal zum Kalibrieren des Gebersystems auf die Maschinenkoordinaten ausgeführt. Sie hat erstmalig bei der Erstinbetriebnahme des Antriebssystems für die Gesamtmaschine stattzufinden. Nach jedem Austausch des Sensor- bzw. Gebersystems, von Komponenten des Gebersystemes oder Änderungen im Maschinenkoordinatensystem muß die Referenzpunktfahrt wiederholt werden. Es ist nicht notwendig, für Falzaufbauantriebe eine Referenzpunktfahrt durchzuführen.
    Der Bezug zur angetriebenen Mechanik und das Gebersystem des Antriebes bestimmen den Ablauf der Referenzpunktfahrt. Diese wird zweckmäßig von einer übergeordneten Leitsteuerung beauftragt. Der notwendige Ablaufplan ist in Figur 3 dargestellt. In einem ersten Ablaufschritt 31 wird der Drehkörper 1, beispielsweise ein Gummizylinder, mechanisch arretiert. Im nächsten Ablaufschritt 32 erfolgt ein Parametrieren der Betriebsart der Antriebseinheit für die Referenzpunktfahrt durch eine übergeordnete Leitsteuerung. Diese setzt im nächsten Ablaufschritt 33 die aktuelle Sollbetriebsart. Im Ablaufschritt 34 liest beispielsweise ein digitaler Signalprozessor des Antriebsreglers in der Antriebseinheit die aktuelle Position des Drehkörpers 1 und setzt eine lastbezogene Moduloposition ungültig. Im folgenden Ablaufschritt 35 wird der Parameter "Auftragsstatus" gesetzt, wobei die Antriebseinheit der Leitsteuerung meldet, daß deren Anforderung erfüllt ist. Im folgenden Ablaufschritt 36 wird die Arretierung des Drehkörpers 1 entfernt. Daraufhin wird im Ablaufschritt 37 von der übergeordneten Leitsteuerung die Freigabe des Antriebs an die Antriebseinheit signalisiert. Diese setzt daraufhin im folgenden Ablaufschritt 38 den Parameter "Auftragsstatus" zurück. Zur Positionierung für die Referenzpunktfahrt hat die übergeordnete Leitsteuerung der Antriebseinheit eine Sollgeschwindigkeit mit dem Wert Null vorgegeben. Die eigentliche Sollgeschwindigkeit der Referenzpunktfahrt wird von der Antriebseinheit selbständig durch Parametrierung eines dafür spezifischen Verfahrsatzes bestimmt. Entsprechendes gilt für die Sollbeschleunigung. Im nächsten Ablaufschritt 39 wird nun der Verfahrsatz vom digitalen Signalprozessor der Antriebseinheit selbständig in Verfahr-Bewegungen für den Drehkörper umgesetzt. Im praktischen Anwendungsbeispiel der Druckmaschine sind dabei bis zu zwei Umdrehungen zweckmäßig. Gemäß dem Verzweigungs-Ablaufschritt 391 dienen die Verfahrbewegungen dazu, den Geber-Nullimpuls auszulösen, um den Winkel α gemäß Figur 2 zu ermitteln. Ist dies innerhalb von zwei Umdrehungen erfolgreich passiert, erfolgen im nächsten Kalibrier-Ablaufschritt 392 interne Berechnungen und Speicherungen der Position des Geber-Nullimpulses durch den digitalen Signalprozessor der Antriebseinheit. Danach erfolgt im Ablaufschritt 393 eine Quittierung des Auftrags an die übergeordnete Leitsteuerung, wobei der Parameter "Auftragsstatus" wieder gesetzt wird. Danach übermittelt die übergeordnete Leitsteuerung mit Ablaufschritt 394 das Kommando "Sperren der Antriebseinheit".
    Bei der Grundstellungsfahrt (siehe Figuren 4 und 5), die einmal nach jedem Power On oder einer Meldung der Istwerterfassung vom Antriebsregler durchgeführt wird, werden antriebsinteme Lageinformationen und -werte auf das Maschinenkoordinatensystem bezogen bzw. abgeglichen. Im Beispiel einer Druckmaschine wird die Grundstellungsfahrt bei allen Druckeinheiten- und Falzeinheitenantrieben durchgeführt. Sie wird mit Zuschaltung der Versorgungsspannung des Antriebsreglers in der Antriebseinheit und gegebenenfalls nach dem Erkennen und Quittieren einer Störung ausgelöst und während des Einziehens von der Antriebseinheit selbständig betrieben. Der Bezug zur Mechanik der angetriebenen Drehkörper 1 sowie die Drehsensoren bzw. -geber 2 bestimmen den Ablauf während der Grundstellungsfahrt. Nach Figur 4 gibt im ersten Ablaufschritt 41 die übergeordnete Leitsteuerung die betreffende Antriebseinheit frei, z.B. für Rüstbetrieb. Es finden nun Verfahrbewegungen analog Ablaufschritte 39, 391 statt, bis im Verzweigungs-Ablaufschritt 42 ein Nullimpuls-Signal vom Drehgeber 2 detektiert wird. Dann kommt es im folgenden Ablaufschritt 43 zur Berechnung und zum Abgleich interner Größen, insbesondere zum Setzen absoluter Soll- und Istpositionen gegebenenfalls unter Verwendung des bei der Referenzpunktfahrt ermittelten Winkels α. Mittels im digitalen Antriebsregler ablaufender Algorithmen werden Lage-, insbesondere Winkelinformationen in Bezug auf das Maschinenkoordinatensystem berechnet. Neben absoluten Positionsgrößen werden auch Modulopositionen innerhalb der betreffenden Antriebseinheit gültig gesetzt - vgl. Ablaufschritt 44.
    Nach Abschluß der Grundstellungsfahrt sind die Positionsparameter innerhalb der Antriebseinheit, insbesondere die Soll- und Istpositionsdaten sowie die Modulopositionsdaten auf das Maschinenkoordinatensystem - beim Beispiel der Druckmaschine in Papierlaufrichtung 4 - bezogen, wie in Figur 5 dargestellt: Zwischen zwei Drehkörpern 1, beispielsweise Gummituchzylinder, wird ein strangartiges Objekt 3, beispielsweise zu bedruckendes Papier, mit einer bestimmten Richtung 4 hindurchgezogen. Die Drehkörper 1 sind in einer ersten Position A gezeichnet, in der an sich bekannte Einspannkanäle 5, eingelassen auf dem Außenumfang der Gummituchzylinder, unmittelbar einander gegenüberliegen. Dies ergibt sich aus der Synchronisation der Drehkörper 1 bzw. deren Antriebseinheiten miteinander. Wird in Figur 5 für die Position A der Lageistwert für die Drehkörper 1 mit zugehörigen Antriebseinheiten zu 45° angenommen, dann ist der Bezug derart, dass in der zweiten Position B (punktiert gezeichnete Einspannkanäle 5) die Lageinformation für die betreffenden Antriebseinheiten 135° ist. Die Papierlaufrichtung erfordert, daß die beiden Drehkörper 1 mit einander entgegengesetzten Winkelgeschwindigkeiten ω umlaufen.
    Voraussetzung für die erfolgreiche Durchführung des Synchronisierens gemäß obiger Phase c ist der Abschluß der Referenzpunktfahrt gemäß obiger Phase a und der Grundstellungsfahrt gemäß obiger Phase b. Das Synchronisieren wird von der jeweiligen Antriebseinheit in der Betriebsart Synchronlauf während des Einziehens mit der Einziehgeschwindigkeit v1 (vgl. Figur 1 Teil a) selbständig durchgeführt. Es wird der Antrieb auf die Sollage der virtuellen Leitachse positioniert. Das Antriebssystem führt das Synchronisieren selbständig aus. Nach Freigabe des Antriebes werden zwei Umdrehungen der Last bzw. des betreffenden Drehkörpers 1 mit Einziehgeschwindigkeit gefahren (Figur 1, Teil b). Diese Vorgaben erfolgen gemäß Ausführungsbeispiel durch die Leitsteuerung. Nach zwei Umdrehungen ist die Vorgabe einer höheren Drehzahl durch die Leitsteuerung möglich. Bis zur Synchronmeldung aller im Verbund befindlichen Antriebe wird der Vorgang "Druck an" (vgl. Figur 1, Teil c) von der Leitsteuerung gesperrt. Für das Synchronisieren ermittelt die jeweilige Antriebseinheit die Differenz zwischen dem Lagesoll- und Lageistwert des Antriebs und die Differenz des Lagesollwerts des jeweiligen Antriebs zum Lagesollwert einer virtuellen Leitachse zum Zeitpunkt des Einschaltens. Das Prinzip der virtuellen Leitachse ist z.B. in DE 195 27 199 A1 angesprochen. Wenn die Summe der genannten Differenzen von der jeweiligen Antriebseinheit verfahren worden ist, meldet diese der Leitsteuerung "Antrieb synchron" (vgl. Fig. 1, Teil b und c). Daraufhin kann "Druck an" gemäss Fig. 1, Teil c erfolgen. Der Bezug zur angetriebenen Mechanik bzw. zu den Drehkörpern 1 und die Sensorik bestimmen den Ablauf des Synchronisierens .
    Gemäß Figur 6 ist das Sensorsystem bzw. der Positionsgeber lastseitig angeordnet. Der elektrische Motor kann über ein Getriebe 6 mit Übersetzungsverhältnis i = 4 an die Last angeflanscht sein. Das Übersetzungsverhältnis zwischen Geber und Last beträgt zweckmäßig i = 1. Für das Synchronisieren stehen die Lageinformationen der Last direkt (ohne Zwischenschaltung des Getriebes) zur Verfügung.
    Beim Gebersystem gemäß Figur 7 ist an allen Antrieben der Geber bzw. Sensor motorseitig angeordnet. Der Motor ist als Direktantrieb ausgeführt und direkt an der Last angeflanscht. Für das Synchronisieren der Antriebseinheiten der Gesamtmaschine stehen die Lageinformationen der Last direkt zur Verfügung. Für das Synchronisieren der Falzeinheitenantriebe speziell ist es notwendig, eine Eindeutigkeit durch einen Nullinitiator zu erreichen. Dieser Nullinitiator wird beim Synchronisieren berücksichtigt.

    Claims (12)

    1. Referenzierverfahren für eine Maschine oder Anlage zur Bearbeitung länglicher, bahn- und/oder strangartiger Objekte (3), insbesondere in einer Druckmaschine zum Bedrucken von Papierbahnen, wobei die Objekte (3) vor ihrer Bearbeitung in die Maschine eingezogen werden, und die Maschine oder Anlage eine Mehrzahl beweglicher Funktionskomponenten (1) für die Objektbearbeitung aufweist, die entsprechend einem internen Maschinen- oder Anlagenkoordinatensystem (Fig.2) durch miteinander synchronisierbare Antriebseinheiten bewegbar sind, die über Sensoren (2) für Istwerte der Position, Relativstellung, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der Funktionskomponenten (1) und/oder Antriebseinheiten nach darin intern erzeugten Sollwerten und/oder Leitsollwerten von einer übergeordneten Leitsteuerung rechnergestützt geregelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Einziehen (v1) des oder der Objekte und dem unmittelbar anschließenden Beschleunigen (t3) der Funktionskomponenten (1) auf ihre Dauer-Arbeitsgeschwindigkeiten (v2) ein Bezug beziehungsweise eine Referenz und eine Synchronisation (t4) zwischen den angetriebenen Funktionskomponenten (1) der Maschine oder Anlage hergestellt werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
      a) bei Inbetriebnahme der Maschine oder Anlage und/oder nach Austausch oder Wartung eines oder mehrerer Sensoren (2) und/oder nach Änderung des Maschinenkoordinatensystems (Fig.2) werden vor dem erstmaligen Objekt-Einziehen eine, mehrere oder alle der Funktionskomponenten (1) mittels einer, mehrerer oder aller Antriebseinheiten solange verfahren, bis der oder die Sensoren (2) auf Grundstellungen der ihnen zugeordneten Funktionseinheiten (1) kalibriert sind;
      b) mit Beginn des Einziehens des oder der Objekte (3) werden wenigstens einige der Funktionskomponenten (1) in ihre Grundstellungen gefahren, wobei Lageinformationen bezüglich der Funktionskomponenten (1) auf das Maschinenkoordinatensystem abgeglichen werden;
      c) nach der oder den Grundstellungsfahrten werden noch während des Einziehens (v1) des oder der Objekte (3) und mit dem unmittelbar anschließenden Beschleunigen (t3) der Funktionskomponenten (1) auf ihre Dauer-Arbeitsgeschwindigkeiten (v2) die Bewegungen der Antriebseinheiten und der zugehörigen Funktionskomponenten (1) aufeinander synchronisiert.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Sensor-Kalibrierungsfahrt gemäß Schritt a) die Lage- beziehungsweise Positionsparameter (α) ermittelt werden, die für die Grundstellungsfahrt gemäß Schritt b) und/oder für das Synchronisieren gemäß Schritt c) notwendig sind.
    4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Sensor-Kalibrierungsfahrt gemäß Schritt a) der Weg oder Winkel (α) ermittelt werden, um den die jeweilige Funktionskomponente (1) zu verfahren ist, bis ein der jeweiligen Antriebseinheit oder Funktionskomponente (1) zugeordneter Lagebeziehungsweise Positionssensor (2) mit einem Signal für seine Nullpunktstellung anspricht (391).
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensor-Kalibrierungsfahrt gemäß Schritt a) von der übergeordneten Leitsteurung aus angestoßen wird.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Einschalten der Maschine oder Anlage oder der Stromversorgung der Antriebseinheit oder nach Meldung einer Störung in der Antriebseinheit und/oder Funktionskomponente (1) die Grundstellungsfahrt gemäß Schritt b) ausgelöst wird.
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Grundstellungsfahrt gemäß Schritt b) die jeweilige Funktionskomponente (1) verfahren wird, bis ein der Antriebseinheit oder Funktionskomponente (1) zugeordneter Lage- beziehungsweise Positionssensor (2) mit seinem Signal für eine Null- beziehungsweise Ausgangsstellung anspricht (42).
    8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ansprechen (42) des Lage- beziehungsweise Positionssensors (2) Werte für die Soll- und/oder Istposition der jeweiligen Funktionseinheit (1) initialisiert werden (43,44).
    9. Verfahren nach Ansprüche 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte für die Soll- und/oder Istpositionen der jeweiligen Funktionseinheit (1) unter Verwendung des Verfahr-Wegs oder -Winkels (α) initialisiert werden (43,44).
    10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit oder nach der Grundstellungsfahrt gemäß Schritt b) eine Moduloposition der jeweiligen Antriebseinheit initialisiert und/oder gültig gesetzt wird (44).
    11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Synchronisieren gemäß Schritt c) die Differenzen zwischen dem Lagesoll- und Lageistwert der jeweiligen Antriebseinheit und zwischen dem Lagesollwert der jeweiligen Antriebseinheit und einem Leitsollwert der den Antriebseinheiten übergeordneten Leitsteuerung ermittelt und die jeweils zugeordnete Funktionskomponente (1) solange verfahren wird, bis die Differenzen den Wert Null annehmen.
    12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der das Referenzieren der Funktionskompnenten (1) betreffenden Steuerungssignale und/oder die Verarbeitung der Soll- und Istwerte und/oder die Ermittlung und/oder Speicherung sonstiger Positions- und/oder Bezugswerte innerhalb der Antriebseinheiten der jeweiligen Funktionskomponenten (1)stattfindet.
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