EP1116582A1 - Method and device for driving a printing cylinder - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Antriebs eines Druckzylinders einer Druckmaschine mit Hilfe eines nur diesem Druckzylinder zugeordneten Motors.The invention relates to a method for controlling the drive of a printing cylinder a printing press with the help of only one assigned to this printing cylinder Motors.
In einer Druckmaschine, beispielsweise einer Flexodruckmaschine, sind zumeist mehrere Druckzylinder an einen gemeinsamen Gegendruckzylinder angestellt. Der Bedruckstoff läuft über den Gegendruckzylinder, und die auf die Druckzylinder aufgespannten Klischees rollen am Bedruckstoff ab, so daß die gewünschten Druckbilder auf dem Bedruckstoff erzeugt werden. Hierzu ist es wesentlich, daß die Umfangsgeschwindigkeiten der Druckzylinder auf die Umfangsgeschwindigkeit des Gegendruckzylinders abgestimmt sind. Traditionellerweise wird dies dadurch erreicht, daß die Druckzylinder und der Gegendruckzylinder über ein Getriebe durch einen gemeinsamen Motor angetrieben werden. In jüngerer Zeit kommen jedoch zunehmend sogenannte Einzelantriebe in Gebrauch, bei denen für jeden Zylinder ein gesonderter Motor vorgesehen ist und die Drehzahlen der Motoren elektronisch synchronisiert werden. Dies hat den Vorteil, daß eine größere Flexibilität bei der Anpassung der Drehzahlen ermöglicht wird und einige Fehlerquellen wie z.B. Verzahnungsfehler im Getriebe und dergleichen eliminiert werden.In a printing press, for example a flexographic printing press, are mostly several pressure cylinders placed on a common impression cylinder. The printing material runs over the impression cylinder and onto the printing cylinder clichés stretched out roll on the substrate so that the desired ones Print images are generated on the substrate. For this it is essential that the peripheral speeds of the impression cylinders to the peripheral speed of the impression cylinder are matched. Traditionally this is achieved in that the impression cylinder and the impression cylinder driven by a common motor via a gearbox. Younger Time, however, so-called single drives are increasingly being used, where a separate engine is provided for each cylinder and the speeds of the motors are electronically synchronized. This has the advantage that greater flexibility in adjusting the speeds is made possible and some sources of error such as Gear errors in the transmission and the like be eliminated.
Ein Problem besteht bei Druckmaschinen mit Einzelantrieb jedoch darin, daß der Druckzylinder mit den darauf aufgespannten Klischees keine über den gesamten Umfang gleichmäßige Oberfläche aufweist. Aufgrund des Wechsels zwischen Klischees und Lücken zwischen den Klischees und aufgrund des Wechsels zwischen erhabenen, druckenden Teilen und tieferliegenden, nicht druckenden Teilen innerhalb der Klischees kommt es in Umfangsrichtung zu einer leichten Variation des effektiven Durchmessers des Druckzylinders und zu entsprechenden Variationen der Umfangsgeschwindigkeit relativ zum Gegendruckzylinder sowie zu Variationen der Reibungskoeffizienten zwischen Druckzylinder und Bedruckstoff. Infolge des variierenden effektiven Radius des Druckzylinders kommt es selbst bei idealem, schlupffreien Abrollen des Druckzylinders am Bedruckstoff zu gewissen Schwankungen der Umfangsgeschwindigkeit. Zudem gibt es in der Praxis zumeist einen geringfügigen Schlupf zwischen dem Druckzylinder und dem Bedruckstoff. Gelegentlich wird ein solcher Schlupf gezielt ausgenutzt, um eine Feinkorrektur der Drucklänge vorzunehmen, die normalerweise durch den Durchmesser des Druckzylinders bestimmt ist. Wenn ein solcher Schlupf zwischen Druckzylinder und Bedruckstoff auftritt, so können die Variationen der Reibungskoeffizienten zu Schwankungen der Reibungskräfte und insbesondere zu einem Wechsel zwischen Haft- und Gleitreibung führen, so daß auf die Rotation des Druckzylinders zusätzliche Gleichlaufschwankungen aufmoduliert werden.A problem with single-drive printing machines, however, is that the printing cylinder with the clichés mounted on it does not cover the whole Has circumference uniform surface. Because of the switch between Clichés and gaps between the clichés and due to the change between raised, printing parts and lower lying, non-printing parts Parts within the clichés are slightly circumferential Varying the effective diameter of the impression cylinder and corresponding ones Variations in peripheral speed relative to the impression cylinder and variations in the coefficient of friction between the pressure cylinder and Substrate. Due to the varying effective radius of the impression cylinder it happens even when the printing cylinder rolls off the printing material in an ideal, slip-free manner certain fluctuations in the peripheral speed. In addition there in practice there is usually a slight slip between the pressure cylinder and the substrate. Occasionally, such a slip is used specifically, to fine-tune the print length, which is usually is determined by the diameter of the impression cylinder. If such Slippage occurs between the printing cylinder and the substrate, so the variations the coefficient of friction to fluctuations in the frictional forces and in particular lead to a change between static and sliding friction, so that additional synchronization fluctuations are modulated onto the rotation of the printing cylinder become.
Wenn nun der Antriebsmotor für den Druckzylinder auf eine bestimmte, beispielsweise durch die Umfangsgeschwindigkeit des Gegendruckzylinders vorgegebene Solldrehzahl geregelt wird, so versucht das Regelsystem, die Gleichlaufschwankungen des Druckzylinders auszugleichen und es kommt dementsprechend zu Schwankungen des Antriebsdrehmoments des Motors. Durch die Wechselwirkung zwischen Druckzylinder und Antriebsmotor können so Schwingungen des Regelsystems und insbesondere des Läufers des Motors hervorgerufen werden, und die Gleichlaufschwankungen können durch Resonanzeffekte noch verstärkt werden, so daß die Qualität des Druckbildes spürbar beeinträchtigt wird.If now the drive motor for the impression cylinder to a certain, for example predetermined by the peripheral speed of the impression cylinder If the target speed is controlled, the control system tries to synchronize the fluctuations of the impression cylinder and it comes accordingly to fluctuations in the drive torque of the motor. Through the Interaction between the pressure cylinder and the drive motor can cause vibrations of the control system and especially the rotor of the motor and the synchronism fluctuations can be caused by resonance effects be intensified so that the quality of the printed image is noticeably impaired becomes.
Dieser Effekt läßt sich dadurch mildern, daß zwischen dem Antriebsmotor und dem Druckzylinder ein Untersetzungsgetriebe angeordnet wird, so daß die durch den Gegendruckzylinder auf den Druckzylinder ausgeübten Drehmomente nur zu einem Bruchteil, entsprechend dem Untersetzungsverhältnis, an den Läufer des Motors weitergegeben werden. Ein solches Untersetzungsgetriebe führt jedoch zu erhöhten Kosten und zu einem erhöhten Energieverbrauch und stellt im Prinzip wieder eine Fehlerquelle dar.This effect can be mitigated by the fact that between the drive motor and the pressure cylinder a reduction gear is arranged so that the through the back pressure cylinder only exerted on the pressure cylinder to the runner in a fraction, according to the reduction ratio of the engine. However, such a reduction gear leads at increased costs and energy consumption and provides in Principle is again a source of error.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Antrieb des Druckzylinders anzugeben, die es gestatten, die erwähnten Gleichlaufschwankungen besser zu kontrollieren.The object of the invention is a method and a device for driving of the pressure cylinder, which allow the mentioned fluctuations in synchronism to control better.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den folgenden Schritten;
- Aufzeichnen der Winkelgeschwindigkeit und/oder des Antriebsdrehmoments des Druckzylinders über eine Zeitspanne von mindestens einer vollen Druckzylinderumdrehung,
- Ableiten eines periodischen Korrektursignals, dessen Periode gleich der Umdrehungsperiode des Druckzylinders ist, aus dem aufgezeichneten Signal
- und Ansteuern des Motors unter Verwendung des Korrektursignals.
- Recording the angular velocity and / or the drive torque of the printing cylinder over a period of at least one full printing cylinder revolution,
- Deriving a periodic correction signal, the period of which is equal to the rotation period of the impression cylinder, from the recorded signal
- and driving the motor using the correction signal.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß es sich bei den durch die Unebenheiten der Klischees auf dem Druckzylinder verursachten Störungen um periodische Störungen handelt, deren Rückwirkungen auf den Antriebsmotor sich "vorausschauend" korrigieren lassen, indem aus den periodischen Störungen ein entsprechendes periodisches Korrektursignal für die Ansteuerung des Motors abgeleitet wird. Auf diese Weise gelingt es, die Gleichlaufschwankungen des Druckzylinders durch eine Vorwärtssteuerung auszugleichen und einen stabilen Betrieb und eine entsprechend hohe Durckqualität zu erreichen.The invention is based on the consideration that it is due to the bumps the clichés on the printing cylinder caused interference periodic disturbances, their repercussions on the drive motor can be corrected "with foresight" by using the periodic disturbances a corresponding periodic correction signal for the control of the Motors is derived. In this way, the synchronism fluctuations succeed the pressure cylinder by a forward control and a stable Operation and to achieve a correspondingly high pressure quality.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the invention result from the subclaims.
Durch das erfindungsgemäße Regelverfahren wird ein stabilerer Betrieb des Antriebs für den Druckzylinder insbesondere auch dann erreicht, wenn die Drehzahl des Antriebsmotors nicht viel höher ist als die Drehzahl des Druckzylinders und dementsprechend die von außen auf den Druckzylinder wirkenden Drehmomentschwankungen kaum vermindert an den Antriebsmotor weitergegeben werden. Im Extremfall kann das Drehzahlverhältnis sogar 1:1 betragen, so daß auf ein Untersetzungsgetriebe zwischen Antriebsmotor und Druckzylinder ganz verzichtet werden kann.The control method according to the invention makes the drive more stable achieved for the impression cylinder in particular when the speed of the drive motor is not much higher than the speed of the pressure cylinder and accordingly the torque fluctuations acting on the impression cylinder from the outside are hardly passed on to the drive motor. In extreme cases, the speed ratio can even be 1: 1, so that a reduction gear between the drive motor and the pressure cylinder is completely dispensed with can be.
Ein Antriebssystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist Gegenstand des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs.A drive system for performing the method according to the invention is Subject of the independent device claim.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.The following is an embodiment of the invention with reference to the drawing explained in more detail.
Es zeigen;:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung eines Druckzylinders und eines Gegendruckzylinders einer Druckmaschine; und
- Fig. 2
- ein Blockdiagramm eines Antriebs- und Regelsystems für den Druckzylinder.
- Fig. 1
- a schematic representation of a printing cylinder and an impression cylinder of a printing press; and
- Fig. 2
- a block diagram of a drive and control system for the impression cylinder.
In Figur 1 ist ein Gegendruckyzlinder 10 einer Druckmaschine, beispielsweise
einer Flexodruckmaschine dargestellt, der einen verhältnismäßig großen Durchmesser
aufweist, und an dessen Umfang mehrere Druckzylinder anstellbar ist.
In der Zeichnung ist lediglich ein Druckzylinder 12 dargestellt, der auf seiner
Oberfläche Klischees 14 mit den zu druckenden Druckbildern trägt. Da die Klischees
ein gewisses Relief aus erhabenen, druckenden Teilen und tieferliegenden,
nichtdruckenden Teilen aufweisen, hat der mit diesen Klischees bestückte
Druckzylinder 12 insgesamt eine leicht unebene Oberfläche. Der Gegendruckzylinder
10 und der Druckzylinder 12 werden durch getrennte Elektromotoren so
angetrieben, daß ihre Umfangsgeschwindigkeiten im wesentlichen Übereinstimmen,
so daß ihre Oberflächen sauber aneinander abrollen.In Figure 1 is a
Figur 2 zeigt ein axiales Ende des Druckzylinders 12 und einen Elektromotor 16,
der unmittelbar auf der Welle 18 des Druckzylinders sitzt.FIG. 2 shows an axial end of the
Der Motor 16 weist einen eingebauten Inkrementgeber 20 auf, mit dem die Winkelgeschwindigkeit
der Welle 18, die im gezeigten Beispiel zugleich die Motorwelle
ist, und damit auch die Winkelgeschwindigkeit des Druckzylinders 12 gemessen
wird. Weiterhin ist im gezeigten Beispiel auf der Welle 18 noch ein Drehmomentsensor
22 angeordnet, mit dem das vom Motor 16 auf den Druckzylinder
12 übertragene Antriebsdrehmoment gemessen werden kann.The
Die Drehzahl des Motors 16 wird durch einen Regler 24 geregelt, dem von außen,
etwa von einer zentralen Steuerung des Antriebssystems, ein Sollsignal 26
für die Drehzahl des Druckzylinders zugeführt wird und der außerdem ein Ist-Signal
28 vom Inkrementgeber 20 aufnimmt. Wie an sich bekannt ist, bildet der
Regler 24 durch Vergleich des Ist-Signals 28 mit dem Sollsignal 26 ein Ansteuerungssignal
30 für den Motor 16.The speed of the
In der Zeichnung wird der Regler 24 durch drei verschiedene Blöcke symbolisiert,
bei denen es sich um verschiedene Hardwarekomponenten oder wahlweise
auch um verschiedene Softwaremodule des Reglers handeln kann.In the drawing, the
Ein Modul 32 zeichnet die vom Inkrementgeber 20 gemessene Winkelgeschwindigkeit
Ω in Abhängigkeit der Zeit t auf, und zwar über eine Zeitspanne, die mindestens
gleich der Umdrehungsperiodendauer T des Druckzylinders ist. Die in
der Zeichnung innerhalb des Moduls 32 dargestellte Kurve 34 symbolisiert die
Gleichlaufschwankungen des Druckzylinders 12, die durch die Oberflächenunebenheiten
der Klischees 14 und durch die damit zusammenhängenden
Schwankungen im Schlupf zwischen Druckzylinder 12 und Gegendruckzylinder
10 verursacht werden. Das durch den Regler 24 und den Motor 16 gebildete Regelsystem
ist zu träge, diese Gleichlaufschwankungen auszugleichen. Es kann
nur den Mittelwert 36 der Winkelgeschwindigkeit Ω auf den Sollwert einregeln.
Aufgrund der Massenträgheit des Druckzylinders und der zusammen mit dem
Druckzylinder drehbaren Teile des Motors sowie zum Teil auch durch den Regeleingriff
Reglers 24 können die Gleichlaufschwankungen zu einem unerwünscht
hohen Schlupf zwischen der Oberfläche des Druckzylinders 12 und dem über
den Gegendruckzylinder 10 laufenden Bedruckstoff führen, so daß das Druckbild
in unerwünschter Weise verwischt wird. Der Regler 24 ist deshalb so ausgebildet,
daß er die durch die Kurve 34 symbolisierten Gleichlaufschwankungen
besser ausregeln kann.A
Zu diesem Zweck werden die gemessenen Winkelgeschwindigkeiten in einem
Modul 34 einer Fourier-Analyse unterzogen. Da die Gleichlaufschwankungen
durch die Oberflächenbeschaffenheit des Druckzylinders 12 verursacht werden
und sich somit mit der Umlaufperiodendauer T des Druckzylinders wiederholen,
lassen sich aus der Kurve 34 durch Fourier-Analyse eine Komponente mit einer
der Umlaufperiode entsprechenden Grundfrequenz Ω0 sowie harmonische Oberschwingungen
dieser Grundfrequenz extrahieren. Aufgrund der Trägheit des Systems
aus Motor 16 und Druckzylinder 12 sind hier nur die Schwankungen mit
der Grundfrequenz und mit den Oberschwingungen der niedrigsten Ordnungen
relevant.For this purpose, the measured angular velocities are subjected to a Fourier analysis in a
In einem Modul 40 des Reglers werden dann mehrere sinusförmige Korrektursignale
42, 44, 46 generiert, deren Frequenzen der Grundfrequenz Ω0 und den
ganzzahligen Vielfachen derselben entsprechen und deren Amplituden von den
bei der Fourier-Analyse im Modul 38 ermittelten Amplituden der Gleichlaufschwankungen
abhängig sind. Diese Korrektursignale 42, 44, 46 werden im gezeigten
Beispiel additiv mit dem von außen zugeführten Sollwert 26 überlagert
und bilden somit die Grundlage für die Erzeugung des Ansteuerungssignals 30.
Wahlweise können die Korrektursignale jedoch auch direkt dem Ansteuerungssignal
überlagert werden.In a
Je nach Vorzeichen der Amplitude der Korrektursignale 42, 44, 46 wird der Motor
16 entweder so angesteuert, daß die Gleichlaufschwankungen ausgeglichen
werden und somit der Druckzylinder 12 mit konstanter Drehzahl läuft, oder der
Motor 16 wird so angesteuert, daß er den durch die Oberflächenbeschaffenheit
des Druckzylinders erzwungenen Geschwindigkeitsfluktuation folgt, statt gegen
diese Fluktuationen anzuarbeiten. In beiden Fällen läßt sich eine Stabilisierung
des Regelsystems erreichen.Depending on the sign of the amplitude of the
Der wesentliche Vorteil dieses Regelverfahrens besteht darin, daß die Modulation
des Ansteuerungssignals 30 in Abhängigkeit von den Gleichlaufschwankungen
nicht verzögert im Wege einer rückgekoppelten Regelung, sondern im Wege
einer Vorwärtssteuerung anhand der periodischen und damit absehbaren
Gleichlaufschwankungen erfolgt. insbesondere lassen sich so störende Wechselwirkungen
zwischen den von außen aufgezwungenen Gleichlaufschwankungen
und dem Motor 16 vermeiden.The main advantage of this control method is that the modulation
of the
Wenn der Motor 16 in der Lage ist, ein hohes Drehmoment auf den Druckzylinder
12 zu übertragen, beispielsweise im Falle eines Getriebemotors, so können
die Korrektursignale 42, 44, 46 so gewählt werden, daß den Gleichlaufschwankungen,
wie sie durch die Kurve 34 dargestellt werden, vorausschauend entgegengewirkt
wird. Wenn der Motor nur ein geringes Drehmoment auf den Druckzylinder
übertragen kann, kann es jedoch zweckmäßiger sein, die Vorzeichen
der Korrektursignale so zu wählen, daß der Motor die vorstehenden, durch die
Oberflächenbeschaffenheit des Druckzylinders verursachten Winkelbeschleunigungen
oder Winkelverzögerungen vorwegnimmt, so daß die Soll/Ist-Differenz
kleiner bleibt und damit das Regelsystem stabiler arbeitet. Diese Verfahrensvariante
kann insbesondere dann angewandt werden, wenn keine Feinkorrektur der
Drucklänge erfolgt und somit der Schlupf längerfristig nahe bei dem Idealwert 0
liegt.When the
Das anhand der Figur 2 erläuterte Verfahren ist lediglich als ein Beispiel zu verstehen. Alternativ ist es auch möglich, das Korrektursignal direkt anhand der Differenz zwischen der gemessenen Winkelgeschwindigkeit (Kurve 34) und dem Mittelwert 36 zu bilden. The method explained with reference to FIG. 2 is only to be understood as an example. Alternatively, it is also possible to use the correction signal directly Difference between the measured angular velocity (curve 34) and the To form mean 36.
Gemäß einer Verfahrensvariante ist es möglich, die Kurve 34 zunächst bei abgeschalteter
Regelung aufzunehmen, nachdem der Motor 16 seine Solldrehzahl erreicht
hat. Diese nur einmal am Beginn des Druckvorgangs aufgenommene Winkelgeschwindigkeitskurve
bildet dann - mit oder ohne Fourier-Analyse - die
Grundlage für die Vorwärtssteuerung während des gesamten nachfolgenden
Druckvorgangs.According to a variant of the method, it is possible to start
In einer anderen Variante ist es möglich, die vom Inkrementgeber 20 gemessenen
Winkelgeschwindigkeiten permanent aufzuzeichnen und auszuwerten, so
daß entsprechend auch die Korrektursignale 42, 44, 46 dynamisch angepaßt
werden. Im Ergebnis läuft dies darauf hinaus, die Gleichlaufschwankungen
weitgehend auszuregeln, so daß die gemessene Winkelgeschwindigkeit stets dem
Mittelwert 36 entspricht.In another variant, it is possible to measure those measured by the
Eine andere denkbare Verfahrensvariante besteht darin, die Abhängigkeit der
Korrektursignale 42, 44, 46 von den Fourierkomponenten der Kurve 34 so zu
variieren, daß das mit Hilfe des Drehmomentsensors 22 gemessene Antriebsdrehmoment
auf einen konstanten Wert geregelt wird.Another conceivable process variant is the dependency of the
Correction signals 42, 44, 46 from the Fourier components of
Umgekehrt ist es auch möglich, anstelle des Winkelgeschwindigkeitssignals des
Inkrementgebers 20 in den Modulen 32, 38 und 40 das Drehmomentsignal des
Drehmomentsensors 22 auszuwerten, so daß nicht die Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit,
sondern die Schwankungen des Antriebsdrehmoments ausgeglichen
werden.Conversely, it is also possible to replace the angular velocity signal
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP00100610A EP1116582A1 (en) | 2000-01-13 | 2000-01-13 | Method and device for driving a printing cylinder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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EP00100610A EP1116582A1 (en) | 2000-01-13 | 2000-01-13 | Method and device for driving a printing cylinder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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EP1116582A1 true EP1116582A1 (en) | 2001-07-18 |
Family
ID=8167610
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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EP00100610A Withdrawn EP1116582A1 (en) | 2000-01-13 | 2000-01-13 | Method and device for driving a printing cylinder |
Country Status (1)
Country | Link |
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EP (1) | EP1116582A1 (en) |
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