EP0990520B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Kollisionsüberwachung in Druckmaschinen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Kollisionsüberwachung in Druckmaschinen Download PDF

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EP0990520B1
EP0990520B1 EP98116398A EP98116398A EP0990520B1 EP 0990520 B1 EP0990520 B1 EP 0990520B1 EP 98116398 A EP98116398 A EP 98116398A EP 98116398 A EP98116398 A EP 98116398A EP 0990520 B1 EP0990520 B1 EP 0990520B1
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rotation
rotation element
drive
torque
actuating
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Manfred Terstegen
Wilfried Dr. Kolbe
Klaus Schirrich
Bodo Steinmeier
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Fischer and Krecke GmbH and Co KG
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Fischer and Krecke GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F33/00—Indicating, counting, warning, control or safety devices
    • B41F33/04—Tripping devices or stop-motions
    • B41F33/14—Automatic control of tripping devices by feelers, photoelectric devices, pneumatic devices, or other detectors
    • 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
    • B41P2233/20—Safety devices preventing damage

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for collision monitoring in printing machines.
  • printing presses have a number of rotationally drivable rotary bodies on, each with the help of an associated actuator in one are movable to the direction perpendicular to the axis of rotation.
  • each inking unit comprises two such a rotating body, namely a printing cylinder and an application roller.
  • the application roller rolls on the printing cylinder, and the printing cylinder in turn rolls on the impression cylinder performed printing material, so that the printing ink from the applicator roller on the printing parts of the clichés of the printing cylinder is transmitted and then a corresponding print image is generated.
  • This collision monitoring is carried out in conventional printing presses by monitoring the drive torque of the actuators. If the Rotating body hits an obstacle during the adjustment process, so increased the drive torque transmitted by the actuator, and if this drive torque exceeds a certain threshold value this is an indication that a collision has occurred and the actuator is stopped.
  • the actuator for example a spindle drive
  • the actuator generally has large gear ratio, so that even with a relative small torque of the drive motor generates a high actuating force. Conversely, this means that the increase in resistance at a Collision counteracts the actuating movement, only to a proportionate leads to a slight increase in the transmitted torque.
  • the collision monitoring system is therefore relatively sluggish and inaccurate.
  • the sensitivity increases in that the threshold value is reduced at which the actuator is stopped, however, this threshold value must always be chosen so large that the not inconsiderable frictional forces that can be overcome at the actuating movement occur.
  • the object of the invention is therefore a more sensitive collision monitoring to enable.
  • the solution according to the invention is particularly advantageous in printing machines with single drive, for which the rotary drive of each rotary body separate drive motor is available. In this case it is for synchronization the synchronization of the rotating body anyway on each rotary drive Angular increment or torque sensor available, which is then also for the Collision monitoring can be used, so that a structural simplification of the collision monitoring system is reached.
  • a collision monitoring device based on the principle described above is the subject of claim 3.
  • the printing machine shown in FIG. 1 for example a flexographic printing machine, has a frame with two side parts 10, between which one Impression cylinder 12 is mounted. There is a console on each side part 10 14 set on which an inking unit 16 is mounted. In practice you can several inking units can be arranged on the same impression cylinder 12.
  • the inking unit 16 comprises an impression cylinder 18 and an application roller 20 with an associated chamber doctor blade 22.
  • the impression cylinder 18 and the application roller 20 are rotatably supported in bearing blocks 24 and 26, which in the direction the double arrows A and B slidably on the top of the console 14 are arranged.
  • Figure 1 shows the printing press in a state in which the impression cylinder 18 from the impression cylinder 12 and the application roller 20 is turned off by the pressure cylinder 18.
  • the Printing cylinder 18 placed on the impression cylinder 12 and the application roller 20 is placed on the pressure cylinder 18.
  • each of the bearing blocks 24, 26 is a spindle drive with a Servomotor 28 and 30 and a drive spindle 32 and 34 assigned.
  • the Spindle drives are each mounted on the console 14.
  • the inking unit 16 also includes two separate Drive motors 36 for the impression cylinder 18 and the application roller 20.
  • These drive motors 36 are on the drive side of the printing press (above in Figure 2) each directly on the shaft of the associated rotating body 18 or 20 arranged so that each rotational body through the associated drive motor 36 can be driven in rotation (single drive). The synchronization the rotating body is electronically controlled in a known manner.
  • Each of the drive motors 36 has an integrated torque transmitter T. which provides a torque signal to a controller 38, such as is indicated by arrows in Figure 2.
  • the control unit 38 transmits Control signals, in particular switch-on and switch-off signals, to the servomotors 28 and 30.
  • Control signals in particular switch-on and switch-off signals, to the servomotors 28 and 30.
  • Control signals In the drawing are only the control signals for the Actuators on the drive side symbolized by arrows. It goes without saying however, that corresponding control signals also the servomotors on the opposite Side of the machine frame are fed.
  • the pressure cylinder 18 is adjusted transversely to its axis of rotation, so during the adjustment process collision monitoring is carried out as follows.
  • the pressure cylinder 18 with the help of the drive motor 36 in slow rotation offset. That generated by the drive motor 36 Torque is monitored using the integrated torque sensor T. and continuously reported to the control device 38. If the Printing cylinder 18 with its circumference, for example on the impression cylinder 12 or abuts the applicator roller 20, the rotational movement is braked, and the detected drive torque increases accordingly. As soon as this drive torque exceeds an adjustable threshold value, the control device 38 transmits a switch-off signal to the servomotors 28, and the actuating movement is stopped before it is due to the collision damage can occur.
  • the pressure of the pressure roller 20 collision monitoring carried out. If the pressure cylinder 18 and the application roller 20 are adjusted simultaneously, the control device 28 collision monitoring for both rotating bodies simultaneously. The slow rotation of the printing cylinder 18 and the application roller 20 takes place in this case in the same direction of rotation, so that the rotation is braked and a correspondingly higher drive torque is generated when the The pressure cylinder 18 and the application roller touch each other with their circumference.
  • the doctor blade 22 is in a known manner with the help of a not shown Setting mechanism can be switched off from the application roller 20. During the setting process the chambered doctor blade is expediently put down from the application roller, so that the rotation of the applicator roller is not caused by touching the Chamber doctor blade is braked.
  • the drive motors 36 instead of the torque sensor T an integrated angle increment sensor ⁇ on.
  • the collision is based on the decrease in angular velocity detected when the impression cylinder or the application roller is braked by colliding with the obstacle.
  • the rotating body during the adjustment process is permanently driven. Because the impression cylinder and the application roller low-friction bearings in rolling bearings, it is sufficient to the rotating body rotate before the start of the adjustment process and then during of the actuating process to expire, so that the collision is based on a irregular decrease in angular velocity can be determined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kollisionsüberwachung in Druckmaschinen.
Druckmaschinen weisen typischerweise eine Anzahl drehantreibbarer Rotationskörper auf, die jeweils mit Hilfe eines zugehörigen Stellantriebs in einer zur Drehachse senkrechten Richtung bewegbar sind. Beispielsweise sind bei einer typischen Flexodruckmaschine mehrere Farbwerke an einem gemeinsamen Gegendruckzylinder angeordnet, und jedes Farbwerk umfaßt zwei solcher Rotationskörper, nämlich einen Druckzylinder und eine Auftragwalze. Während des Druckbetriebs rollt die Auftragwalze am Druckzylinder ab, und der Druckzylinder rollt seinerseits an dem über den Gegendruckzylinder geführten Bedruckstoff ab, so daß die Druckfarbe von der Auftragwalze auf die druckenden Teile der Klischees des Druckzylinders übertragen wird und dann ein entsprechendes Druckbild erzeugt wird. Bei Wartungs- und Umrüstarbeiten, beispielsweise bei einem Zylinderwechsel, wird die Auftragwalze vom Druckzylinder abgestellt, und der Druckzylinder wird vom Gegendruckzylinder abgestellt. Hierzu werden die Auftragwalze und der Druckzylinder mit Hilfe des jeweiligen Stellantriebs in einer in Bezug auf den Gegendruckzylinder im wesentlichen radialen Richtung bewegt. Dabei besteht die Gefahr, daß die Auftragwalze und der Druckzylinder miteinander oder mit anderen Maschinenteilen kollidieren, so daß es zu Beschädigungen kommt.
Es ist deshalb üblich, eine Überwachungseinrichtung zur Erfassung derartiger Kollisionsfälle vorzusehen und dann die betreffenden Stellantriebe unverzüglich abzuschalten, damit Beschädigungen oder ggf. Verletzungen des Bedienungspersonals vermieden werden (Siehe z.B. EP-A-0 226 554).
Bei herkömmlichen Druckmaschinen erfolgt diese Kollisionsüberwachung durch Überwachung des Antriebsdrehmoments der Stellantriebe. Wenn der Rotationskörper während des Stellvorgangs auf ein Hindernis trifft, so erhöht sich das von dem Stellantriebe übertragene Antriebsdrehmoment, und wenn dieses Antriebsdrehmoment einen bestimmten Schwellenwert übersteigt, ist dies ein Indiz dafür, daß eine Kollision aufgetreten ist, und der Stellantrieb wird stillgesetzt.
Der Stellantrieb, beispielsweise ein Spindelantrieb, weist im allgemeinen ein großes Übersetzungsverhältnis auf, so daß schon mit einem verhältnismäßig kleinen Drehmoment des Antriebsmotors eine hohe Stellkraft erzeugt wird. Umgekehrt bedeutet dies, daß die Zunahme des Widerstands, der bei einer Kollision der Stellbewegung entgegenwirkt, nur zu einer verhältnismäßig geringen Zunahme des übertragenen Drehmoments führt. Das Kollisionsüberwachungssystem ist deshalb verhältnismäßig träge und ungenau. Zwar läßt sich im Prinzip die Empfindlichkeit dadurch steigern, daß der Schwellenwert herabgesetzt wird, bei dem die Stillsetzung des Stellantriebs erfolgt, doch muß dieser Schwellenwert stets so groß gewählt werden, daß die oft nicht unbeträchtlichen Reibungskräfte überwunden werden können, die bei der Stellbewegung auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine empfindlichere Kollisionsüberwachung zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art dadurch gelöst, daß man die Rotationskörper während der Stellbewegung rotieren läßt und die Drehzahl und/oder das Antriebsdrehmoment für die Rotationsbewegung überwacht
Wenn der Rotationskörper während eines Stellvorgangs mit einem Hindernis kollidiert, so wird nicht nur die weitere Stellbewegung gehemmt, sondern auch die Rotation gebremst. Durch Überwachung der Drehzahl und/oder des Drehmoments des Drehantriebs der Rotationskörper läßt sich diese Abbremsung der Rotation mit hoher Empfindlichkeit erfassen, so daß das Kollisionsüberwachungssystem im Kollisionsfall empfindlicher und schneller anspricht. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß die Ansprechempfindlichkeit unabhängig davon ist, an welcher Stelle des Walzenumfangs die Kollision mit dem Hindernis stattfindet. Wenn beispielsweise der rotierende Rotationskörper während der Stellbewegung streifend auf ein Hindernis auftrifft, wird die eigentliche Stellbewegung kaum gehemmt, doch ergibt sich gleichwohl eine deutliche Abbremsung der Rotation, so daß auch in diesem Fall ein empfindliches Ansprechen des Kollisionsüberwachungssystems gewährleistet ist. Insbesondere lassen sich auf diese Weise auch Situationen erfassen, in denen der Rotationskörper direkt von einer Bedienungsperson berührt wird. Durch unverzügliches Stillsetzen des Stellantriebs und ggf. auch des Drehantriebs können so Verletzungen zuverlässig vermieden werden.
Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Lösung bei Druckmaschinen mit Einzelantrieb, bei denen für den Drehantrieb jedes Rotationskörpers ein gesonderter Antriebsmotor vorhanden ist. In diesem Fall ist zur Synchronisation des Gleichlaufs der Rotationskörper ohnehin an jedem Drehantrieb ein Winkelinkrement- oder Drehmomentgeber vorhanden, der dann auch für die Kollisionsüberwachung genutzt werden kann, so daß auch eine bauliche Vereinfachung des Kollisionsüberwachungssystems erreicht wird.
Eine auf dem oben beschriebenen Prinzip beruhende Vorrichtung zur Kollisionsüberwachung ist Gegenstand des Anspruchs 3.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
einen schematischen Längsschnitt durch einen Teil einer Druckmaschine, bei der die Erfindung Anwendung findet; und
Fig. 2
eine schematische Darstellung der Teile der Druckmaschine nach Figur 1 und des Kollisionsüberwachungssystems in der Draufsicht.
Die in Figur 1 gezeigte Druckmaschine, beispielsweise eine Flexodruckmaschine, weist ein Gestell mit zwei Seitenteilen 10 auf, zwischen denen ein Gegendruckzylinder 12 gelagert ist. An jedes Seitenteil 10 ist eine Konsole 14 angesetzt, auf der ein Farbwerk 16 montiert ist. In der Praxis können mehrere Farbwerke an demselben Gegendruckzylinder 12 angeordnet sein.
Das Farbwerk 16 umfaßt einen Druckzylinder 18 und eine Auftragwalze 20 mit einer zugehörigen Kammerrakel 22. Der Druckzylinder 18 und die Auftragwalze 20 sind drehbar in Lagerböcken 24 und 26 gelagert, die in Richtung der Doppelpfeile A und B verschiebbar auf der Oberseite der Konsole 14 angeordnet sind. Figur 1 zeigt die Druckmaschine in einem Zustand, in dem der Druckzylinder 18 vom Gegendruckzylinder 12 und die Auftragwalze 20 vom Druckzylinder 18 abgestellt ist. Während des Druckbetriebs wird der Druckzylinder 18 an den Gegendruckzylinder 12 angestellt, und die Auftragwalze 20 wird an den Druckzylinder 18 angestellt. Für diese An- und Abstellbewegungen ist jedem der Lagerböcke 24, 26 ein Spindelantrieb mit einem Stellmotor 28 bzw. 30 und einer Antriebsspindel 32 bzw. 34 zugeordnet. Die Spindelantriebe sind jeweils auf der Konsole 14 montiert.
Wie in Figur 2 zu erkennen ist, umfaßt das Farbwerk 16 außerdem zwei gesonderte Antriebsmotoren 36 für den Druckzylinder 18 und die Auftragwalze 20. Diese Antriebsmotoren 36 sind auf der Antriebsseite der Druckmaschine (oben in Figur 2) jeweils unmittelbar auf der Welle des zugehörigen Rotationskörpers 18 bzw. 20 angeordnet, so daß jeder Rotationskörper durch den zugehörigen Antriebsmotor 36 drehantreibbar ist (Einzelantrieb). Der Gleichlauf der Rotationskörper wird in bekannter Weise elektronisch geregelt.
Jeder der Antriebsmotoren 36 weist einen integrierten Drehmomentgeber T auf, der ein Drehmomentsignal an eine Steuereinrichtung 38 liefert, wie durch Pfeile in Figur 2 angedeutet wird. Die Steuereinheit 38 übermittelt ihrerseits Steuersignale, insbesondere Ein- und Ausschaltsignale, an die Stellmotoren 28 und 30. In der Zeichnung sind nur die Steuersignale für die Stellmotoren auf der Antriebsseite durch Pfeile symbolisiert. Es versteht sich jedoch, daß entsprechende Steuersignale auch den Stellmotoren auf der entgegengesetzten Seite des Maschinengestells zugeführt werden.
Wenn beispielsweise mit Hilfe der Stellmotoren 28 der Druckzylinder 18 quer zu seiner Drehachse verstellt wird, so wird während des Verstellvorgangs eine Kollisionsüberwachung wie folgt durchgeführt. Vor Beginn des Stellvorgangs wird der Druckzylinder 18 mit Hilfe des Antriebsmotors 36 in langsame Rotation versetzt. Das dabei von dem Antriebsmotor 36 erzeugte Drehmoment wird mit Hilfe des integrierten Drehmomentgebers T überwacht und fortlaufend an die Steuereinrichtung 38 gemeldet. Wenn der Druckzylinder 18 mit seinem Umfang beispielsweise am Gegendruckzylinder 12 oder an der Auftragwalze 20 anstößt, so wird die Rotationsbewegung gebremst, und entsprechend erhöht sich das erfaßte Antriebsdrehmoment. Sobald dieses Antriebsdrehmoment einen einstellbaren Schwellenwert übersteigt, übermittelt die Steuereinrichtung 38 ein Ausschaltsignal an die Stellmotoren 28, und die Stellbewegung wird beendet, bevor es durch die Kollision zu Schädigungen kommen kann.
Auf dieselbe Weise wird auch bei den Stellbewegungen der Andruckwalze 20 eine Kollisionsüberwachung durchgeführt. Sofern der Druckzylinder 18 und die Auftragwalze 20 simultan verstellt werden, führt die Steuereinrichtung 28 auch simultan die Kollisionsüberwachung für beide Rotationskörper durch. Die langsame Rotation des Druckzylinders 18 und der Auftragwalze 20 erfolgt in diesem Fall in derselben Drehrichtung, so daß die Rotation gebremst wird und ein entsprechend höheres Antriebsdrehmoment erzeugt wird, wenn der Druckzylinder 18 und die Auftragwalze einander mit ihrem Umfang berühren.
Die Kammerrakel 22 ist in bekannter Weise mit Hilfe eines nicht gezeigten Stellmechanismus von der Auftragwalze 20 abstellbar. Während des Stellvorgangs ist zweckmäßigerweise die Kammerrakel von der Auftragwalze abgestellt, so daß die Rotation der Auftragwalze nicht durch die Berührung der Kammerrakel gebremst wird.
In einer modifizierten Ausführungsform weisen die Antriebsmotoren 36 anstelle des Drehmomentgebers T einen integrierten Winkelinkrementgeber Ω auf. In diesem Fall wird die Kollision anhand der Abnahme der Winkelgeschwindigkeit festgestellt, wenn der Druckzylinder bzw. die Auftragwalze durch Kollision mit dem Hindernis gebremst wird. Bei dieser Ausführungsform ist es nicht erforderlich, daß der Rotationskörper während des Stellvorgangs permanent angetrieben wird. Da der Druckzylinder und die Auftragwalze reibungsarm in Wälzlagern gelagert sind, genügt es, den Rotationskörper vor Beginn des Stellvorgangs in Drehung zu versetzen und dann während des Stellvorgangs auslaufen zu lassen, so daß die Kollision anhand einer irregulären Abnahme der Winkelgeschwindigkeit festgestellt werden kann.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Kollisionsüberwachung in einer Druckmaschine mit wenigstens einem drehantreibbaren Rotationskörper (18; 20) und einem Stellantrieb (28; 30) zum Bewegen des Rotationskörpers in einer zur Drehachse senkrechten Richtung, dadurch gekennzeichnet, daß man den Rotationskörper (18; 20) während der Stellbewegung rotieren läßt und die Drehzahl und/oder das Antriebsdrehmoment für die Rotationsbewegung überwacht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, für Druckmaschinen mit zwei Rotationskörpern (18, 20), die miteinander kollidieren können, dadurch gekennzeichnet, daß man beide Rotationskörper (18; 20) während der Stellbewegung im gleichen Drehsinn rotieren läßt, wenn die Stellantriebe (28, 30) für beide Rotationskörper simultan betätigt werden.
  3. Vorrichtung zur Kollisionsüberwachung in einer Druckmaschine mit wenigstens einem drehantreibbaren Rotationskörper (18; 20) und einem Stellantrieb (28; 30) zum Bewegen des Rotationskörpers in einer zur Drehachse senkrechten Richtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehmomentgeber (T) und/oder ein Winkelinkrementgeber (Ω) zur Erfassung des Antriebsdrehmoments und/oder der Drehzahl des Rotationskörpers (18; 20) vorgesehen ist und daß eine Steuereinrichtung (38) dazu eingerichtet ist, eine Kollision des Rotationskörpers mit einem anderen Bauteil anhand des Signals des Drehmoment- oder Winkelinkrementgebers zu erfassen und daraufhin den Stellantrieb (28; 30) stillzusetzen.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der drehantreibbare Rotationskörper ein Druckzylinder (18) ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der drehantreibbare Rotationskörper eine Auftragwalze (20) ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper (18, 20) einzeln durch je einen zugehörigen An-triebsmoteor (36) angetrieben sind.
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