EP0934826A1 - Betriebsverfahren für eine Druckmaschine mit einer Mehrzahl von Funktionen sowie steuerungstechnische Anordnung - Google Patents

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EP0934826A1
EP0934826A1 EP99100863A EP99100863A EP0934826A1 EP 0934826 A1 EP0934826 A1 EP 0934826A1 EP 99100863 A EP99100863 A EP 99100863A EP 99100863 A EP99100863 A EP 99100863A EP 0934826 A1 EP0934826 A1 EP 0934826A1
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EP
European Patent Office
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control
parameters
drive motor
printing
speed
Prior art date
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EP99100863A
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English (en)
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EP0934826B1 (de
Inventor
Harold Ing.Grad. Meis
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Baumueller Anlagen Systemtechnik GmbH and Co
Original Assignee
Baumueller Anlagen Systemtechnik GmbH and Co
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Publication date
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a printing press with a Most interacting in the functional and / or coupling network
  • Printing machine parts that are moved by one or more drive motors, being used for coupling, coordination and / or synchronization of the movements one or more, commonly assigned to the printing press parts
  • Guiding parameters position, speed and / or acceleration setpoints for the or a drive motor can be generated, whereupon the drive motor or motors to move the press part (s) in order to execute a or several printing functions can be controlled.
  • the Invention a control or suitable for performing this method control arrangement, which has a computer-controlled drive system, which to control the multiple drive motors, one control unit each has at least one master control superordinate to this, which controls the Control units for the transmission of the control parameters is assigned.
  • Printing press operating procedures and control engineering arrangements of this type are, for example, from the German Zeitschiff German printer "No. 18/8 May 1997, w30, w32, w34. Furthermore, in DE 195 27 199 A1 it is proposed in a flexographic printing machine that a guiding axis is imaged or generated in the control system, from the angular position setpoints and / or Angular position offset values for the anilox roller and / or the format cylinder of the inking units and / or for the counterpressure and / or central cylinders are derived. The electric motors assigned to these are to be controlled according to the setpoint or offset values.
  • the leading axis depends on to map the output signals of the angular position sensor assigned to the central and / or impression cylinder and to influence only the inking units or any other impression cylinders with nominal position or offset values within the scope of the circumferential register adjustment as an electric motor - Generate back pressure or central cylinder t or is synthesized, and the angular position, setpoint and offset values of one, more or all of the rotation components derived from this master axis are impressed in parallel by an electric motor.
  • the invention has for its object an operation and methodology for a To create printing press, which also has auxiliary functions previously provided by separately provided auxiliary drives were realized, are carried out by main drives can.
  • the mode of operation should be structured in a clear and modular manner Software and can be carried out with a minimum of structural effort.
  • the solution is for an operating method with the features mentioned at the beginning proposed according to the invention that to carry out the one or more printing functions or auxiliary functions for at least one of them responsible drive motor using a part of the setpoints or several travel parameters that the relevant printing (auxiliary) Functions correspond, are generated, and all from the control and Setpoint values obtained from each other to control the Drive motor are superimposed.
  • the traversing parameters are superimposed in in relation to the guiding parameters and also with each other.
  • the guide parameters expediently relate to the speed and / or acceleration, which is generally specified for the printing press or for its functional association with the relevant printing press parts.
  • the guiding parameters can be a specification for a so-called virtual leading axis "or be implemented in this virtual master axis "forms the reference for the synchronization of a plurality of drive motors with printing machine parts moving therefrom, in particular rotating bodies such as rollers or cylinders.
  • traversing block parameters are Speed and / or acceleration, the default being related to the Guiding parameters with absolute and / or relative register values.
  • traversing block parameters are Speed and / or acceleration, the default being related to the Guiding parameters with absolute and / or relative register values.
  • the travel parameters can be used, in particular, to set printing registers such as color / circumference and / or Cutting register of the printing press, a function and / or Coupling association thereof or the relevant press part for itself taken used. With you can also for register-correct coupling, Coordination and / or synchronization of the movements of the affected Drive motor are taken care of.
  • sets of travel parameters can be used to implement additional changes in the angle of the respective drive motor in addition to machine parts coupled to it for rotation.
  • the printing press or a functional association thereof according to the principle of individual drive technology known per se (cf. DE 41 38 479 A1, DE 43 22 744 A1, DE 195 27 199 A1, DE 195 29 430 A1, DE 196 33 745 A1, today's European Patent application Electrical drive system with distributed virtual master axis "from the same applicant under the attorney's file number B005 / 018 E EP), the additional angle changes of the respective individual drive compared to the so-called virtual master axis ", because this is where all setpoint and actual position values are related.
  • a positive position setpoint causes an adjustment in the direction of the print Paper.
  • a separate set of travel parameters can be used for the function of the Circumferential register, another separate set of travel parameters for the function of the cutting register. The following have for each traversing block Drive-specific parameters proven to be favorable: control word, mode, status, Travel offset, absolute travel, relative travel, absolute actual travel, target speed, Speed factor, minimum resulting speed, target acceleration.
  • Setpoint generator which is a control module for the control parameters, a or several traversing block modules with the traversing parameters provided and has an overlay element connected downstream of these modules, whose output is assigned to the control unit, the modules mentioned for Implementation of their respective parameters in position, speed and / or Acceleration setpoints and for feeding them into the overlay element are trained.
  • the one from the Superimposed result values contain compressed all information for setpoints to be entered in the downstream drive control units.
  • the application flexibility is increased if after training the arrangement according to the invention the overlay member and the control unit Multiplier is interposed, which has multiple inputs, namely for the intermediate setpoint value or values output from the superimposition element and for one or more factors, for example one for a transmission over or Reduction certain gear factor.
  • main and auxiliary functions of the printing press change dynamically or trigger auxiliary functions first. That will be with one Training of the arrangement according to the invention taken into account at least one of the traversing block modules on the input side with one or more externally accessible parameterization channels is provided. This can be done with the Master control or one or more control stands in connection.
  • the control arrangement can be subdivided into a module level M, a processing level P and a controller level R.
  • the levels are structured hierarchically in the order mentioned from top to bottom.
  • a control module for recording parameters for printing press speed and printing press acceleration as well as a plurality of travel set modules V1-V5 for receiving travel parameters relating to absolute and / or relative position, speed and / or acceleration are arranged in module level M. All modules convert the recorded control and travel parameters into cyclically generated setpoints Y L , Y 1 -Y 5 for the position, speed and acceleration.
  • the parameters Press speed "and Printing machine acceleration" represent specifications for a so-called virtual master axis, for which corresponding position, speed and acceleration setpoints are then generated in the setpoint generator or master value module.
  • the three cyclical setpoints Y L , Y 1 -Y 5 per module L, V1 - V5 are fed to an overlay element ⁇ in processing level P, for example in the form of a summing point.
  • a cyclic setpoint Y L , Y 1 -Y 5 from the modules L, V1 - V5 is superimposed with the result that an intermediate setpoint is output for the position, speed and / or acceleration of the relevant drive motor with driven machine part (s) becomes.
  • These three intermediate setpoints Z L , Z G , Z B are also processed together, namely in a multiplier X. In addition to the three intermediate setpoint inputs Z L , Z G , Z B, this has a further input for an external factor F.
  • the level of the setpoint generator S is left when the final setpoints E L , E G , E B are generated, and the individual setpoint / actual value comparators D L , D G , D B are supplied on the drive controller level R. At the same time, these comparators are given an actual value for the position, speed and acceleration, each with a negative sign.
  • the control difference, which results from the position / actual value comparison D L is fed to a position controller with P behavior, which, in combination with a dimension factor, outputs a speed setpoint which, in addition to the final speed setpoint E G, the setpoint / actual value comparator D G is fed for speed.
  • the actual value for the speed of the relevant drive motor or the driven machine part is entered with a negative sign.
  • the setpoint / actual value comparator D G for the speed is followed by a speed controller with PI behavior, which also contains a dimension factor for converting the speed control difference into an acceleration.
  • the acceleration resulting from the speed controller is overlaid with the final setpoint E B for acceleration from the setpoint generator S in the connected comparator D B. With this acceleration comparator, an actual value is not supplied.
  • a transmission element with the mathematical relationship 1 / Ks is connected downstream of the acceleration comparator or superimposer D B. It outputs a current setpoint (generated from the acceleration / control difference received) to a subsequent setpoint / actual value comparator D I.
  • the current comparator D I the current setpoint is compared with an actual current value (with a negative sign); the current control difference is fed to a downstream current controller with PI behavior. From its output, the current control value is converted into a control torque with respect to the drive motor or motors concerned by means of a further transmission element K T.
  • 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 ⁇ being determined and for the later operation is to be saved.
  • 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 the first time that the drive system has been commissioned for the whole machine to take place. After each exchange of the sensor or Encoder system, components of the encoder system or changes in the The reference point approach must be repeated in the machine coordinate system.
  • a first sequence step 31 the rotating body 1, for example a rubber cylinder, is mechanically locked.
  • the operating mode of the drive unit for the reference point approach is parameterized by a superordinate master control.
  • this sets the current target operating mode.
  • step 34 for example, a digital signal processor of the drive controller in the drive unit reads the current position of the rotating body 1 and invalidates a load-related modulo position.
  • step 35 the parameter Order status "is set, with the drive unit reporting to the master control that its requirement has been met.
  • the locking of the rotating body 1 is removed.
  • the higher-level master control signals the release of the drive to the drive unit in the following step 38 the parameter Order status ".
  • the higher-level master control of the drive unit has specified a setpoint speed with the value zero.
  • the actual setpoint speed for the reference point setpoint is determined independently by the parameterization of a traversing block specific to this. The same applies to the setpoint acceleration. Because of the use of traversing blocks is based on today's European patent applications Electric drive system with a distributed, virtual master axis "(legal code B005 / 018 P DE) and Referencing procedure for a machine or system "(attorney's code B005 / 019 P DE) by the same applicant, filed on the same filing date.
  • the traversing block is now automatically converted into traversing movements for the rotating body by the digital signal processor of the drive unit
  • the traversing movements serve to trigger the encoder zero pulse in order to determine the angle ⁇ according to Figure 2. If this is successfully done within two revolutions, the
  • the next calibration sequence step 392 is the internal calculation and storage of the position of the encoder zero pulse by the digital signal processor of the drive unit, followed by an acknowledgment of the order to the higher-level control system in sequence step 393, whereby the parameter Order status "is set again.
  • the higher-level master control then transmits the command in sequence step 394 Lock the drive unit ".
  • the drive motor is set to a desired one Move the target position by, for example, a further basic movement Motion is superimposed according to a specific travel parameter.
  • a such positioning can e.g. be used for the plate change.
  • a specific set of travel parameters from the control center or control system Parameterization channels 3 (see FIG. 1) parameterized accordingly.
  • From the master control a target speed with zero can be specified via master parameters.
  • The can actually set speed and acceleration of the positioning process define themselves through the assigned traversing block.
  • the parameterization of the Target speed and target acceleration for the relevant traversing block determined during commissioning and in the drive system or in the controller R des affected drive motor stored. The implementation of the positioning will appropriately commissioned by the master control system.
  • step 41 the current target operating mode is set by the master control. Then the drive (drive controller R and drive motor) is released from the master control - cf. Sequence step 42.
  • the control system reads the current, load-related actual position in the degree unit.
  • the absolute target position is parameterized by the master control (if necessary via parameterization channels 3 - see FIG. 1) in the degree unit.
  • the desired target position is introduced, which depends on the actual position of the drive.
  • branching step 45 it is examined whether a permissible value range for the actual position related to the load is not exceeded. If exceeded, the drive positions would not be related to the machine coordinate system.
  • the drive must therefore carry out a basic position run (cf. European patent application today Referencing procedure ... "by the same applicant - attorney's code B005 / 019 E EP).
  • the basic position travel is carried out independently at the level of the setpoint generator S or controller R, in accordance with sequence step 46.
  • sequence step 47 the drive then moves to the setpoint position, followed by the sequence step 48 the message Job completed "to the master control.
  • the drive is then blocked according to sequence step 49.

Landscapes

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Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Druckmaschine mit einer Mehrzahl im Funktions- und/oder Kopplungsverbund zusammenwirkender Druckmaschinenteile, die von einem oder mehreren Antriebsmotoren bewegt werden, wobei zur Kopplung, Koordination und/oder Synchronisation der Bewegungen aus einem oder mehreren, den Druckmaschinenteilen gemeinsam zugeordneten Leitparametern Lage-, Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungs-Sollwerte für den oder je einen Antriebsmotor generiert werden, woraufhin der oder die Antriebsmotoren zur Bewegung des oder der Druckmaschinenteile zwecks Ausführung einer oder mehrerer drucktechnischer Funktionen angesteuert werden, wobei zu deren Ausführung für mindestens einen dafür zuständigen Antriebsmotor ein Teil der Sollwerte, unter Verwendung von einem oder mehreren Verfahrparametern, die der oder den betreffenden drucktechnischen Funktionen entsprechen, generiert werden, und alle aus den Leit- und Verfahrparametern gewonnenen Sollwerte untereinander zur Ansteuerung des Antriebsmotors überlagert werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Druckmaschine mit einer Mehrzahl im Funktions- und/oder Kopplungsverbund zusammenwirkender Druckmaschinenteile, die von einem oder mehreren Antriebsmotoren bewegt werden, wobei zur Kopplung, Koordination und/oder Synchronisation der Bewegungen aus einem oder mehreren, den Druckmaschinenteilen gemeinsam zugeordneten Leitparametern Lage-, Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungs-Sollwerte für den oder je einen Antriebsmotor generiert werden, worauf hin der oder die Antriebsmotoren zur Bewegung des oder der Druckmaschinenteile zwecks Ausführung einer oder mehrerer drucktechnischer Funktionen angesteuert werden. Ferner betrifft die Erfindung eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete steuerungs- oder regelungstechnische Anordnung, die ein rechnergeführtes Antriebssystem besitzt, welches zur Ansteuerung der mehreren Antriebsmotoren je eine Kontrolleinheit sowie wenigstens eine diesen gemeinsam übergeordnete Leitsteuerung aufweist, welche den Kontrolleinheiten zur Übermittlung der Leitparameter zugeordnet ist.
Druckmaschinen-Betriebsverfahren und regelungstechnische Anordnungen etwa dieser Art sind beispielsweise aus der deutschen Zeitschriff
Figure 00010001
Deutscher Drucker" Nr. 18/8. Mai 1997, w30, w32, w34 bekannt. Ferner wird in DE 195 27 199 A1 bei einer Flexodruckmaschine vorgeschlagen, daß im Leitsystem eine Leitachse abgebildet oder generiert wird, von der Winkellage-Sollwerte und/oder Winkellage-Versatzwerte für die Rasterwalze und/oder den Formatzylinder der Farbwerke und/oder für die Gegendruck- und/oder Zentralzylinder abgeleitet werden. Die diesen zugeordneten Elektromotoren sind entsprechend den Soll- oder Versatzwerten anzusteuern. Insbesondere wird der Vorschlag gemacht, die Leitachse abhängig von den Ausgangssignalen des dem Zentral- und/oder Gegendruckzylinder zugeordneten Winkellagegebers abzubilden und nur die Farbwerke oder etwaige weitere Gegendruckzylinder mit Winkellage-Sollwerten oder -Versatzwerten im Rahmen der Umfangsregisterverstellung elektromotorisch zu beeinflussen. Dazu alternativ wird auch vorgeschlagen, daß die Leitachse unabhängig von Rasterwalze, Format-, Gegendruck- oder Zentralzylinder generiert bzw. synthetisiert wird, und die von dieser Leitachse abgeleiteten Winkellage-, Soll- und - Versatzwerte einer, mehreren oder allen Rotationskomponenten parallel elektromotorisch eingeprägt werden.
Bei bisherigen Zeitungsdruckmaschinen ist es bekannt, zur Verstellung der Farb/Umfangsregister und/oder Schnittregister neben den Hauptantrieben angeordnete Hilfsantriebe einzusetzen. Dies erhöht allerdings den Aufwand an Funktionskomponenten und Maschinenteilen, die herzustellen, zu montieren, in Betrieb zu setzen und zu warten sind. Zudem müssen diese Hilfsantriebe eigens gesteuert oder geregelt werden, was den Aufwand für Software wegen der dafür erforderlichen Komplexität erhöht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betriebsweise und -methodik für eine Druckmaschine zu schaffen, bei der auch Hilfsfunktionen, die bisher durch separat vorgesehene Hilfsantriebe realisiert wurden, durch Hauptantriebe vollzogen werden können. Die Betriebsweise soll mit einer in sich übersichtlich und modular gegliederten Software und mit einem Minimum an baulichem Aufwand durchführbar sein.
Zur Lösung wird bei einem Betriebsverfahren mit den eingangs genannten Merkmalen erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zur Ausführung der einen oder mehreren drucktechnischen Funktionen oder Hilfsfunktionen für mindestens einen dafür zuständigen Antriebsmotor ein Teil der Sollwerte unter Verwendung von einem oder mehreren Verfahrparametern, die der oder den betreffenden drucktechnischen (Hilfs-) Funktionen entsprechen, generiert werden, und alle aus den Leit- und Verfahrparametern gewonnenen Sollwerte untereinander zur Ansteuerung des Antriebsmotors überlagert werden. Die Überlagerung der Verfahrparameter erfolgt in bezug auf die Leitparameter und auch untereinander. Mit der erfindungsgemäß eingesetzten Superposition aller Parameter ist eine einfache Methodik erschlossen, neben den Druckmaschinen-Hauptfunktionen gleichzeitig weitere (Hilfs-) Funktionen ablaufen zu lassen. Die Antriebsmotoren für die Druckmaschinenteile, womit die Funktionen zu realisieren sind, werden durch das erfindungsgemäße Überlagerungsprinzip in ihrer Anwendungsvielfalt und auch ihrer Ausnutzung erheblich erweitert.
Zweckmäßig beziehen sich die Leitparameter auf die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung, die allgemein für die Druckmaschine oder für deren Funktionsverband mit den betreffenden Druckmaschinenteilen vorgegeben ist. Die Leitparameter können eine Vorgabe für eine sogenannte virtuelle Leitachse" bilden bzw. in diese umgesetzt werden. Die virtuelle Leitachse" bildet die Referenz für die Synchronisation einer Mehrzahl von Antriebsmotoren mit davon bewegten Druckmaschinenteilen, insbesondere Drehkörper wie Walzen oder Zylinder.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind Verfahrsatzparameter Weg, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung, wobei die Vorgabe mit Bezug auf die Leitparameter mit absoluten und/oder relativen Registerwerten erfolgt. Mit einem solchen Parametersatz läßt sich eine Vielfalt von drucktechnischen Funktionen für den betroffenen Antriebsmotor nebst zugeordnetem Maschinenteil realisieren.
Eine besonders vorteilhafte Verwendung der überlagerten Verfahrparameter besteht in der Beeinflussung des drucktechnischen Registersystems. Die Verfahrparameter können insbesondere zur Einstellung drucktechnischer Register wie Farb/Umfangs- und/oder Schnittregister der Druckmaschine, eines Funktions- und/oder Kopplungsverband davon oder des betreffenden Druckmaschinenteiles für sich genommen eingesefzt werde. Mit Ihnen kann auch für registergerechte Kopplung, Koordination und/oder Synchronisation der Bewegungen des betroffenen Antriebsmotors gesorgt werden.
Gemäß noch konkreterer Ausgestaltung lassen sich Verfahrparametersätze dazu verwenden, zusätzliche Winkeländerungen des jeweiligen Antriebsmotors nebst daran zur Drehung angekuppelten Maschinenteilen zu realisieren. Ist die Druckmaschine oder ein Funktionsverband davon nachdem an sich bekannten Prinzip der Einzelantriebstechnik (vgl. DE 41 38 479 A1, DE 43 22 744 A1, DE 195 27 199 A1, DE 195 29 430 A1, DE 196 33 745 A1, heutige, europäische Patentanmeldung Elektrisches Antriebssystem mit verteilter virtueller Leitachse" desselben Anmelders unter dem Anwaltsaktenzeichen B005/018 E EP) strukturiert, erfolgen die zusätzlichen Winkeländerungen des jeweiligen Einzelantriebs gegenüber der sogenannten virtuellen Leitachse". Denn auf dieser sind alle Lagesoll- und Lageistwerte bezogen.
Ein positiver Lagesollwert bewirkt eine Verstellung in Laufrichtung des zu druckenden Papiers. Ein separater Satz an Verfahrparametern kann für die Funktion des Umfangsregisters, ein weiterer separater Satz an Verfahrparametern für die Funktion des Schnittregisters vorgesehen sein. Für jeden Verfahrsatz haben sich folgende antriebsspezifische Parameter als günstig erwiesen: Steuerwort, Modus, Status, Wegoffset, Absolutweg, Relativweg, absoluter Istweg, Sollgeschwindigkeit, Geschwindigkeitsfaktor, minimal resultierende Geschwindigkeit, Sollbeschleunigung.
Mit Vorteil erfolgt die Parametrierung der Umfangs- und Schnittregister bzw. der dazu bestimmten Sätze mit Verfahrparametern ausschließlich über den Leitstand. Die Voreinstellung der Einzelantriebe zur Papierbahn läßt sich vom Leitstand sicherstellen. Die korrekte Voreinstellung der Antriebe ist Voraussetzung für das passergenaue Synchronisieren.
Nach einer besonderen Ausbildung der Erfindung werden voneinander getrennte Verfahrparametersätze (beispielsweise vier bis sechs Verfahrparametersätze) für folgende Zwecke eingesetzt:
  • Einstellung oder Ausführung von Farb- und Schnittregistern,
  • Kalibrieren, insbesondere Referenzpunktfahrt (siehe Beispiel unten sowie heutige europäische Patentanmeldung Referenzierverfahren für eine Maschine oder Anlage" desselben Anmelders unter dem Anwaltsaktenzeichen B005/019 E EP)
  • Positionieren auf ein festes oder auf ein bewegtes Ziel (siehe Beispiel unten)
  • Suchbewegungen zum Einrasten mechanischer Kupplungen, wobei bis zum Ineinanderrasten von Zähnen einer Kupplung entsprechende Bewegungen überlagert werden bzw. ein entsprechendes Verfahren stattfindet
  • fliegender Auftragswechsel, insbesondere, fliegender" Plattenwechsel, fliegend" wechselnde Seitenumfänge, fliegend" wechselnde Schwarz- oder Schmuckfarben usw.
  • sonstige interne Zwecke
Im Rahmen der allgemeinen erfinderischen Idee wird zur Lösung der eingangs genannten Erfindungsaufgabe auch eine steuerung- oder regelungstechnische Anordnung zur Durchführung des angesprochenen Verfahrens vorgeschlagen, bei der zwischen der Leitsteuerung und mindestens einer der Kontrolleinheiten ein Sollwertgenerator angeordnet ist, der ein Leitmodul für die Leitparameter, ein oder mehrere Verfahrsatzmodule mit dem oder den darin bereitgestellten Verfahrparametern und ein diesen Modulen gemeinsam nachgeschaltetes Überlagerungsglied aufweist, dessen Ausgang der Kontrolleinheit zugeordnet ist, wobei die genannten Module zur Umsetzung ihrer jeweiligen Parameter in Lage-, Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungssollwerte und zu deren Zuführung in das Überlagerungsglied ausgebildet sind. Dieses bildet gleichsam ein Synthese-Medium, in dem Vorgaben für Haupt- und Hilfsfunktionen der Druckmaschine zu Sollwerten und/oder Stellbefehlen für die nachgeordneten Antriebseinheiten verarbeitet werden. Die aus dem Überlagerungsglied resultierenden Sollwerte beinhalten komprimiert alle Informationen für in die nachgeordneten Antriebs-Kontrolleinheiten einzugebenden Sollwerte.
Die Anwendungsflexibilität wird erhöht, wenn nach einer Ausbildung der erfindungsgemäßen Anordnung dem Überlagerungsglied und der Kontrolleinheit ein Multiplikationsglied zwischengeschaltet ist, das mehrere Eingänge aufweist, und zwar für den oder die aus dem Überlagerungsglied ausgegebenen Zwischen-Sollwerte sowie für einen oder mehrere Faktoren, beispielsweise einen für eine Getriebe- Über- oder Untersetzung bestimmten Getriebefaktor.
Bei der Inbetriebnahme von Druckmaschinen oder Anlagenteilen davon ist es wünschenswert, im Antriebssystem Vor-Parametrierungen vorzunehmen. Im laufenden Betrieb besteht weiter die Anforderung, Haupt- und Hilfsfunktionen der Druckmaschine dynamisch zu verändern oder Hilfsfunktionen erst auszulösen. Dem wird mit einer Ausbildung der erfindungsgemäßen Anordnung Rechnung getragen, nach der mindestens einer der Verfahrsatzmodule eingangsseitig mit einem oder mehreren extern zugänglichen Parametrierungskanälen versehen ist. Diese können mit der Leitsteuerung oder einem oder mehreren Leitständern in Verbindung stehen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie aus den Zeichnungen. Diese zeigen jeweils in schematisch-prinzipieller Darstellung:
Fig. 1
die Strukturblöcke der erfindungsgemäßen Anordnung zur Ausführung des erfindinngsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2
eine schematische Veranschaulichung der Anordnung der Maschinen- und Sensor-Koordinatensysteme,
Fig. 3
ein Flußdiagramm zur Referenzpunktfahrt aufgrund eines erfindungsgemäßen Verfahrparameter-Satzes, und
Fig. 4
ein Flußdiagramm zum Positionieren aufgrund eines anderen erfindungsgemäßen Verfahrparametersatzes.
Gemäß Figur 1 läßt sich die regelungstechnische Anordnung untergliedern in eine Modulebene M, eine Verarbeitungsebene P und eine Regler-Ebene R. Die Ebenen sind hierarchisch in der genannten Reihenfolge von oben nach unten gegliedert. Die beiden Ebenen Modul M" und Verarbeitung P" bilden zusammen einen Sollwertgeber S. In der Modulebene M ist ein Leitmodul zur Aufnahme von Parametern für Druckmaschinengeschwindigkeit und Druckmaschinenbeschleunigung sowie eine Mehrzahl von Verfahrsatzmodulen V1 - V5 zum Empfang von Verfahrparametern bezüglich absoluter und/oder relativer Lage, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung angeordnet. Alle Module setzen die aufgenommenen Leit- bzw. Verfahrparameter in zyklisch generierte Sollwerte YL, Y1-Y5 für die Lage, Geschwindigkeit und Beschleunigung um.
Die Parameter Druckmaschinengeschwindigkeit" und Druckmaschinenbeschleunigung" stellen Vorgaben für eine sogenannte virtuelle Leitachse dar, für die dann im Sollwertgeber bzw. Leitwertmodul entsprechende Lage-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungssollwerte erzeugt werden.
Die drei zyklischen Sollwerte YL, Y1-Y5 je Modul L, V1 - V5 werden in der Verarbeitungsebene P einem Überlagerungsglied Σ beispielsweise in Form einer Summierstelle zugeführt. Darin wird eine Superposition der zyklischen Sollwerte YL, Y1-Y5 aus den Modulen L, V1 - V5 durchgeführt mit dem Ergebnis, daß für Lage, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des betreffenden Antriebsmotors mit angetriebenem Maschinenteil(en) je ein Zwischensollwert ausgegeben wird. Diese drei Zwischensollwerte ZL, ZG, ZB werden ebenfalls gemeinsam weiterverarbeitet, nämlich in einem Multiplizierglied X. Dieses weist neben den drei Zwischensollwert-Eingängen ZL, ZG, ZB noch einen weiteren Eingang für einen externen Faktor F auf. Dieser kann beispielsweise ein Getriebefaktor für ein Über- oder Untersetzungsverhältnis sein. Die Ebene des Sollwertgebers S wird mit Erzeugung der Endsollwerte EL, EG, EB verlassen, die einzelnen Soll-Istwertvergleichern DL, DG, DB auf der Antriebs-Reglerebene R zugeführt werden. Diesen Vergleichern wird gleichzeitig jeweils ein Istwert für die Lage, Geschwindigkeit und Beschleunigung jeweils mit negativem Vorzeichen eingegeben. Die Regeldifferenz, die sich aus dem Lage-Soll-/Istwertvergleich DL ergibt, wird einem Lageregler mit P-Verhalten zugeführt, der in Kombination mit einem Dimensionsfaktor einen Geschwindigkeitssollwert ausgibt, der neben dem End-Geschwindigkeitssollwert EG dem Soll-/Istwertvergleicher DG für Geschwindigkeit zugeführt wird. Zudem wird mit negativem Vorzeichen noch der Istwert für die Geschwindigkeit des betreffenden Antriebsmotors bzw. des angetriebenen Maschinenteiles eingegeben. Dem Soll-/Istwertvergleicher DG für die Geschwindigkeit ist ein Geschwindigkeitsregler mit PI-Verhalten nachgeschaltet, der ebenfalls einen Dimensionsfaktor zur Umrechnung der Geschwindigkeits-Regeldifferenz in eine Beschleunigung enthält. Die sich aus dem Geschwindigkeitsregler ergebende Beschleunigung wird mit dem Endsollwert EB für Beschleunigung aus dem Sollwertgeber S in dem zugeschalteten Vergleicher DB überlagert. Bei diesem Beschleunigungs-Vergleicher findet eine Zuführung eines Istwerts nicht statt. Dem Beschleunigungs-Vergleicher bzw. Überlagerer DB ist ein Übertragungsglied mit der mathematischen Beziehung 1/Ks nachgeschaltet. Es gibt an einen nachfolgenden Soll-/Istwertvergleicher DI einen Strom-Sollwert (erzeugt aus der eingegangenen Beschleunigungs-Regeldifferenz) aus. In dem Strom-Vergleicher DI wird der Stromsollwert mit einem Strom-Istwert (mit negativem Vorzeichen) verglichen; die Strom-Regeldifferenz wird einem nachgeschalteten Stromregler mit PI-Verhalten zugeführt. Aus dessen Ausgang wird der Strom-Stellwert mittels eines weiteren Übertragungsgliedes KT in ein Stellmoment bezüglich des oder der betroffenen Antriebsmotoren umgewandelt.
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, wobei 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 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.
Der Bezug zur angetriebenen Mechanik und das Gebersystem des Antriebes bestimmen den Ablauf der Referenzpunkffahrt. 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. Wegen der Verwendung von Verfahrsätzen wird auf die heutigen europäischen Patentanmeldungen Elektrisches Antriebssystem mit verteilter, virtueller Leitachse" (Anwaltszeichen B005/018 P DE) und Referenzierverfahren für eine Maschine oder Anlage" (Anwaltszeichen B005/019 P DE) der gleichen Anmelderin, eingereicht am selben Anmeldetag, verwiesen. 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".
Beim Positionieren gemäß Figur 4 wird der Antriebsmotor auf eine gewünschte Sollposition verfahren, indem beispielsweise seiner Grundbewegung eine weitere Bewegung entsprechend einem spezifischen Verfahrparameter überlagert wird. Ein derartiges Positionieren kann z.B. für den Plattenwechsel verwendet werden. Hierfür wird ein spezifischer Verfahrparametersatz vom Leitstand oder Leitsteuerung aus über Parametrierkanäle 3 (vgl. Figur 1) entsprechend parametriert. Von der Leitsteuerung kann über Leitparameter eine Sollgeschwindigkeit mit Null vorgegeben werden. Die eigentlich Sollgeschwindigkeit und Sollbeschleunigung des Positioniervorganges läßt sich durch den zugeordneten Verfahrsatz vorgeben. Die Parameterierung der Sollgeschwindigkeit und Sollbeschleunigung für den zuständigen Verfahrsatz wird während der Inbetriebnahme ermittelt und im Antriebssystem oder im Regler R des betroffenen Antriebsmotors abgespeichert. Die Durchführung des Positionierens wird zweckmäßig von der übergeordneten Leitsteuerung beauftragt.
Der notwendige Ablaufplan ist in Figur 4 dargestellt. Das Positionieren startet zweckmäßig von einem stillstehenden Antrieb aus. Im Ablaufschritt 41 wird die aktuelle Sollbetriebsart durch die übergeordnete Leitsteuerung gesetzt. Dann erfolgt eine Freigabe des Antriebs (Antriebsregler R und Antriebsmotor) von der Leitsteuerung aus - vgl. Ablaufschritt 42. Im nächsten Ablaufschritt 43 liest die Leitsteuerung die aktuelle, auf die Last bezogene Istposition in der Einheit Grad. Sodann erfolgt im weiteren Ablaufschritt 44 eine Parametrierung der absoluten Sollposition durch die Leitsteuerung (gegebenenfalls über Parametrierkanäle 3 - vgl. Fig. 1)in der Einheit Grad. Dabei wird die gewünschte Sollposition eingebracht, die abhängig ist von der Istposition des Antriebs. Im Verzweigungsschritt 45 wird gleichsam untersucht, ob ein zulässiger Wertbereich für die auf die Last bezogene Istposition nicht überschritten wird. Bei Überschreitung wären die Antriebspositionen nicht auf das Maschinenkoordinatensystem bezogen. Der Antrieb muß deshalb eine Grundstellungsfahrt durchführen (vgl. hierzu europäische, heutige Patentanmeldung Referenzierverfahren ..." der gleichen Anmelderin - Anwaltszeichen B005/019 E EP). Die Grundstellungsfahrt wird selbständig auf der Ebene des Sollwertgebers S oder Reglers R durchgeführt, entsprechend Ablaufschritt 46. Gemäß Ablaufschritt 47 fährt der Antrieb dann auf die Sollposition, wonach gemäß Ablaufschritt 48 die Meldung Auftrag beendet" an die Leitsteuerung erfolgen kann. Danach erfolgt gemäß Ablaufschritt 49 ein Sperren des Antriebs.

Claims (19)

  1. Verfahren zum Betrieb einer Druckmaschine mit einer Mehrzahl im Funktions- und/oder Kopplungsverbund zusammenwirkender Druckmaschinenteile (1), die von einem oder mehreren Antriebsmotoren bewegt werden, wobei zur Kopplung, Koordination und/oder Synchronisation der Bewegungen aus einem oder mehreren, den Druckmaschinenteilen (1) gemeinsam zugeordneten Leitparametern (L) Lage-, Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungs-Sollwerte (EL,EG,EB) für den oder je einen Antriebsmotor generiert werden, woraufhin der oder die Antriebsmotoren zur Bewegung des oder der Druckmaschinenteile (1) zwecks Ausführung einer oder mehrerer drucktechnischer Funktionen angesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß zu deren Ausführung für mindestens einen dafür zuständigen Antriebsmotor ein Teil der Sollwerte (EL,EG,EB) unter Verwendung von einem oder mehreren Verfahrparametem (V1-V5), die der oder den betreffenden drucktechnischen Funktionen entsprechen, generiert werden, und alle aus den Leit- und Verfahrparametem (L,V1-V5) gewonnenen Sollwerte untereinander zur Ansteuerung des Antriebsmotors überlagert (Σ) werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leit- und/oder Verfahrparameter in zyklische Sollwerte-Sätze (YL,Y1-Y5) umgesetzt werden, die dann überlagert (Σ) werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Leitparameter sich auf die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung beziehen, die allgemein für die Druckmaschine oder für deren Funktionsverband mit den betreffenden Druckmaschinenteilen (1) vorgegeben ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Verfahrparameter sich auf die relative und/oder absolute Lage, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung beziehen, die bei der Ausführung der drucktechnischen Funktion für den betroffenen Antriebsmotor und/oder das zugeordnete Maschinenteil (1) notwendig sind.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Zwischen-Sollwerte (ZL,ZG,ZB), die aus der Überlagerung resultieren, mit einem Faktor, insbesondere einem Getriebe-Faktor, multipliziert werden.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere End-Sollwerte (EL,EG,EB), die aus der Überlagerung resultieren, - gegebenenfalls miteinander verknüpft - zu einem Stellwert, insbesondere Stellmoment, für den betroffenen Antriebsmotor verarbeitet werden.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere End-Sollwerte (EL,EG,EB), die aus der Überlagerung resultieren, im Rahmen eines oder mehrerer Regelkreise mit Istwerten des Antriebsmotors und/oder des zugeordneten Druckmaschinenteiles (1) für deren Lage, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung verknüpft werden.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Verfahrparameter (V1-V5) zum Einstellen drucktechnischer Register, insbesondere Farb/Umfangs- und/oder Schnittregister, der Druckmaschine, eines Funktions- und/oder Kopplungsverbands davon und/oder des betreffenden Druckmaschinenteiles (1) und/oder zur registergerechten Kopplung, Koordination und/oder Synchronisation der Bewegungen des betroffenen Antriebsmotors verwendet werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die druckfechnischen Funktionen des Farb/Umfangsregisters oder des Schnittregisters durch zusätzliche Lage-, insbesondere Winkeländerungen, des betreffenden Antriebsmotors mit dem oder den zugeordneten Maschinenteilen (1) gegenüber den aus den Leitparametern resultierenden Sollwerten, insbesondere einer virtuell für die Druckmaschine oder deren Funktionsverband vorgegebenen Leitachse, realisiert werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgabe von Verfahrparametern (V1-V5) mit Bezug auf die Leitparameter (L) mittels absoluter und/oder relativer Registerwerte erfolgt.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Inbetriebnahme der Druckmaschine und/oder nach Austausch oder Wartung eines oder mehrerer Sensoren (2) der Druckmaschine und/oder nach Änderung eines Maschinenkoordinatensystems (Fig.2) der Druckmaschine vor dem erstmaligen Einziehen eines Bedruck-Objekts ein, mehrere oder alle der Maschinenteile mittels einer, mehrerer oder aller Antriebsmotoren solange verfahren werden, bis der oder die Sensoren (2) auf Grundstellungen der ihnen zugeordneten Funktionseinheiten (1) kalibriert sind, wobei zur Vorgabe der Sollgeschwindigkeit der Kalibrierfahrt ein oder mehrere Verfahrparameter (V1-V5) verwendet werden.
  12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Verfahrparameter (V1-V5) dazu verwendet werden, Sollwerte für den Antriebsmotor zu generieren, der von der drucktechnischen Funktion des Positionierens (Fig.4) auf ein festes oder bewegtes Ziel, insbesondere beim Plattenwechsel, betroffen ist.
  13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Verfahrparameter (V1-V5) zur Erzeugung von Sollwerten dienen, mittels welcher der betroffene Antriebsmotor zur Ausführung der drucktechnischen Funktion der Suchbewegung zum Einrasten mechanischer Kupplungen angesteuert wird.
  14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Sätze (V1-V5) insbesondere folgender Verfahrparameter: Steuerwort, Modus, Status, Wegoffset, Absolutweg, Relativweg, absoluter Istweg, Sollgeschwindigkeit, Geschwindigkeitsfaktor, minimal resultierende Geschwindigkeit und/oder Sollbeschleunigung.
  15. Steuerungs- oder regelungstechnische Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem rechnergeführten Antriebssystem, das zur Ansteuerung der mehreren Antriebsmotoren je eine Kontrolleinheit (R) sowie wenigstens eine diesen gemeinsam übergeordnete Leitsteuerung aufweist, welche den Kontrolleinheiten (R) zur Übermittlung der Leitparameter zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Leitsteuerung und mindestens einer der Kontrolleinheiten (R) ein Sollwertgenerator (S) angeordnet ist, der ein Leitmodul (L) zur Aufnahme der Leitparameter, ein oder mehrere Verfahrsatzmodule (V1-V5) mit dem oder den darin bereitgestellten Verfahrparametem und ein diesen Modulen gemeinsam nachgeschaltetes Überlagerungsglied (Σ) aufweist, dessen Ausgang der Kontrolleinheit (R) zugeordnet ist, wobei die Module (L,V1-V5) zur Umsetzung ihrer jeweiligen Parameter in Lage-, Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungssollwerte (YL,YG,YB) und zu deren Zuführung in das Überlagerungsglied (Σ) ausgebildet sind.
  16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß dem Überlagerungsglied (Σ) und der Kontrolleinheit (R) ein Multiplikationsglied (X) mit Eingängen für den oder die aus der Überlagerung resultierenden Zwischen-Sollwerte (ZL,ZG,ZB) sowie einen externen Faktor, insbesondere Getriebefaktor, zwischengeschaltet ist.
  17. Anordnung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Eingänge (EL,EG,EB) der Kontrolleinheit (R), der Eingang (YL,Y1-Y5) und Ausgang (ZL,ZG,ZB) des Überlagetungsglieds (Σ) und gegebenenfalls des Multiplikationsglieds (X) nach Sollwerten für die Lage, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung unterteilt sind.
  18. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Verfahrsatzmodule (V1-V5) eingangsseitig mit einem oder mehreren extern zugänglichen Parametrierungskanälen (3) versehen ist.
  19. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Parametrierungskanäle (3) mit der Leitsteuerung und/oder einem Leitstand in Verbindung stehen.
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