EP1505023A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Bahnzugkraft und des Schnittregisters einer Rollenrotationsdruckmaschine - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Bahnzugkraft und des Schnittregisters einer Rollenrotationsdruckmaschine Download PDF

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EP1505023A2
EP1505023A2 EP04018321A EP04018321A EP1505023A2 EP 1505023 A2 EP1505023 A2 EP 1505023A2 EP 04018321 A EP04018321 A EP 04018321A EP 04018321 A EP04018321 A EP 04018321A EP 1505023 A2 EP1505023 A2 EP 1505023A2
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EP
European Patent Office
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register
web
speed
decoupling
control
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04018321A
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English (en)
French (fr)
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EP1505023A3 (de
Inventor
Günther Prof. Dr. Brandenburg
Andreas Klemm
Stefan Geissenberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Manroland AG
Original Assignee
Manroland AG
MAN Roland Druckmaschinen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Manroland AG, MAN Roland Druckmaschinen AG filed Critical Manroland AG
Publication of EP1505023A2 publication Critical patent/EP1505023A2/de
Publication of EP1505023A3 publication Critical patent/EP1505023A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
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    • B41F13/02—Conveying or guiding webs through presses or machines
    • B41F13/025—Registering devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
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    • B65H23/1882—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in connection with running-web and controlling longitudinal register of web
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    • B65H2557/264—Calculating means; Controlling methods with key characteristics based on closed loop control
    • B65H2557/2644—Calculating means; Controlling methods with key characteristics based on closed loop control characterised by PID control

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for regulating the Web tension and cut register of a web-fed rotary press.
  • cut register total cut register error and / or partial cut register error
  • web tensile force in a same or in different sections of the printing press decoupled from each other at the same time and in a regulatory sense where both sizes are specified independently.
  • the Running time of the railway image points adjusted at a constant path, while According to the prior art, a track length change at constant Path speed is made.
  • the lead (speed) is not one pressure-changing nip changed, with both interventions by Decoupling measures to ensure a stable overall This was previously not possible in the prior art.
  • the partial cut register error Y * 1 i to be controlled are at or before a terminal point i and the web tension F k -1, k or F i -1, i to be controlled at or before another terminal point k or the same terminal point i, where the nip points are non-printing and in each case in front of the knife cylinder (nip 4), measured and these control variables - the web tension F k- 1 , k or F i -1, i and the part-cut register error Y * 1 i - by suitable manipulated variables ⁇ i -1, i , ⁇ i , ⁇ k -1, k , ⁇ k and associated controllers in the control-technical sense decoupled from each other according to corresponding set values Y * 1 iw ,
  • the manipulated variable for the cutting register is the lead of a non-printing nip and the manipulated variable for the web tension is the lead or position of the printing units, both schemes are implemented by appropriate control circuits that the normal drive controls from current, speed and / or angle control be subordinated.
  • the manipulated variable for the cutting register is the speed ⁇ k of a clamping point k and the manipulated variable for the web tensile force the velocity ⁇ i of a clamping point i, wherein when the speed ⁇ i of this clamping point changes, the force F i, i + 1 in the following path section is not self-compensating may be. This is the case when moisture and / or heat is introduced into the web in the leading web sections.
  • the lead of a cooling unit in a web-fed printing press can be used for this purpose.
  • a manipulated variable for the web tension and the force exerted by the dancer roll force can be selected on the web, which is determined from the pressure of the associated pneumatic cylinder, fed to a web tension and compared with the force setpoint, the output of the controller either directly the manipulated variable for the Pneumatic cylinder or the setpoint F 01 w , if a subordinate control loop for the input web tension F 01 is present.
  • the specification of the decoupling Voreilungs additional setpoint for the nip 2 in the form of an additional speed setpoint is performed and for the nip 1 in the form of a corresponding additional tensile setpoint at the input of the draft regulator via a correspondingly modified transfer function of the closed Traction control loop or the specification of the decoupling Voreilungs additional setpoint for the terminal point 1 in the form of a corresponding additional speed setpoint via balancing filter is performed.
  • the advantage is that the cut register error immediately before the knife cylinder can be measured and controlled by a register controller, the register controller the nip 3 is superimposed.
  • the solution according to the invention requires no additional mechanical Web guiding element.
  • pressure train units used such as. B. the cooling unit, pull rollers in Falzended, the funnel roller or more in the path between the last Printing unit and knife cylinder lying train units, preferably by means of Variable speed single drives are driven.
  • the invention also relates to a device for carrying out the method for controlling the cutting register, the clamping points 1 to 4 are driven independently with drive motors with associated current, speed and optionally angle control and at the cut register and / or associated further register deviations Y * / 13, Y * / 1 i , Y * / ik on or in front of a knife cylinder and / or on or in front of one or more of these knife cylinder (nip 4) upstream clamping points i, k, 1 to 3 on a specific image information or measurement marks of the printed Track can be detected by at least one sensor and the web tension can be detected by at least one other sensor and these determined by the sensors data to influence the cutting register error Y 14 a control and / or control device for changing angular positions or circumferential velocities ⁇ 1 to ⁇ 3 , ⁇ i , ⁇ k of the respective terminal point K i , K k , K 1 to K 3 can be fed.
  • a four-roller system according to Fig. 1 a. It should be noted that in the real printing press in place of a nip 1 ( K 1 ) of the four-roll system as many printing units, ie, for example, four printing units of a web offset commercial printing press or newspaper printing press or other type of rotary printing presses can occur.
  • the principle of register and web tension control described below by the example of an illustration printing machine by two decoupled control loops is to be transferred to all rotary printing machines mutatis mutandis.
  • the four-roller system of Fig. 1a is a simplified form of a rotary printing machine, in particular a web offset printing machine.
  • nip 0 ( K 0 ) following nip 1 ( K 1 ) all printing units are summarized.
  • terminal point 0 ( K 0 ) and 1 ( K 1 ) is a dancer roller or a tension control loop for specifying the web tension F 01 as an abbreviated representation of the device for adjusting the web tension on the unwinding ( K 0 ) and in the feed train.
  • Clamping point 2 ( K 2 ) is in the case of an illustration printing press for the cooling unit, in between is optionally a dryer T, nip 3 ( K 3 ) stands for the turning unit and nip 4 ( K 4 ) for the folding unit with the cutting-determining knife cylinder.
  • the magnitudes ⁇ i are the peripheral velocities of the clamping points K i , which are approximated by the behavior of wound Coulomb friction rollers. In rotary printing presses, the term “overfeed” is used instead of the term "speed”.
  • Register error Y 14 on the knife cylinder is referred to as overall cut register error or short as cut register error.
  • the system 1 of FIG. 1 a is understood as a mechanical controlled system (block 1 a in FIG. 1 b) with associated actuators (controlled drives in block 1 b in FIG. 1 b).
  • the two controlled variables are the partial cut register error Y * / 13 as a substitute quantity for the total cut register error Y 14 and the web tensile force F 23 .
  • Manipulated variables are the lead of the clamping point 3 ( K 3 ) and the lead or position of the clamping point 1. By appropriate control circuits, these variables should be specified independently of one another in accordance with set target values.
  • the partial register error Y * / 13 is the deviation of a fixed image reference point, eg the image edge, at the nip 3 ( K 3 ) from the position of this point at the nip 1 ( K 1 ), relative to its correct position.
  • the cutting register error Y 14 is the error of the cutting edge at the clamping point 4 ( K 4 ) at the time of cutting compared to their position at the nip 1 ( K 1 ), based on their correct position.
  • the actuators form the controlled drive motors M 1 to M 4 .
  • the input variables x iw shown in FIGS. 1 a and 1 b represent the angular velocity (rotational speed) or angle desired values of the controlled drives M 1 to M 4 .
  • the system (1 K) supplied to transient or stationary mass flow through the input of the clamping point 1, measured in kgs - 1 is determined by the circumferential speed of the clamping point ⁇ 1, 1 (K 1) and the elongation ⁇ 01 determined.
  • the force F 01 of the strain ⁇ 01 is proportional.
  • the force F 01 is set by the contact force of a dancer or pendulum roller to the continuous web or by a tension control loop - the circumferential speed of the nip 0 (directly or indirectly via a further device for setting the web tension - according to the position setpoint or force setpoint Unwinding) control. Only the peripheral speed of the unwinding device is able to stationarily change the mass flow introduced into the system.
  • the partial register error Y * / 13, as shown in FIG. 2, with the register controller 3.1 using the speed ⁇ 3 of the nip 3 ( K 3 ) - for example, a turning unit - to the predetermined target value Y * / 13 w , for example Y * / 13 w 0, regulated.
  • This closed-loop control circuit is subordinated to the speed control circuit 3.2 of the drive motor M3 assigned to the clamping point 3 ( K 3 ).
  • the very small equivalent time constant of the current loop underlying the speed control loop is negligible.
  • the web tension F 23 must therefore be limited. For this purpose, it is measured by means of a tensile force sensor 8, for example as a measuring roller, measured, fed to the comparison point of a draft regulator 1.1 and compared with the desired value F 23 w (see FIG. 2).
  • the tension regulator 1.1 ensures compliance with the desired web tension F 23 and at the same time allows their paper-type-dependent specification by the machine operator, who no longer has to intervene in the overfeed adjustment of the clamping point 3 ( K 3 ).
  • the tension controller 1.1 specifies the desired angle value ⁇ 1 w for the virtual guide shaft, ie the common setpoint value for the angle control loops of all pressure units and of the knife cylinder ( K 4 ).
  • Each angle control loop consists of an angle controller, the lower speed control loop including current loop (summarized in block 1.2).
  • the two controlled variables namely the partial register error Y * / 13 and the tensile force F 23 , are dependent on one another by the structure of the controlled system, ie coupled to one another.
  • the structure of the controlled system ie coupled to one another.
  • the register control circuit (controller 3.1) now attempts to return this error Y * / 13 to the desired value Y * / 13, w , for example value 0, by a speed change ⁇ 3 , whereby the force F 23 is changed, thus the traction control circuit again etc. This can make the entire system unstable (see Fig. 2).
  • the first measure is to add the velocity ⁇ 3 to ⁇ 2 , that is, to communicate any movement of the nip 3 ( K 3 ) to the nip 2 ( K 2 ). This ensures that the correction of Y * / 13 with the help of ⁇ 3 no longer leads to a change of F 23 , ie Y * / 13 no longer depends on F 23 . But ⁇ 3 now also affects F 12 .
  • the second measure is therefore to add the velocity ⁇ 3 also to ⁇ 1 . As a result, the reaction from ⁇ 3 to F 12 is prevented.
  • the clamping points 1 ( K 1 ) and 2 ( K 2 ) thus perform the same movement as the nip 3 ( K 3 ). Thus F 23 is only affected by ⁇ 1 .
  • the method already works stably with this partial decoupling.
  • the partial register error Y * / 13 is still dependent on ⁇ 1 in the decoupling method I except from ⁇ 3 , its desired control variable. This dependence is canceled out by virtue of ⁇ 1 being passed over the computable transfer function F x and its output signal x being subtracted from ⁇ 3 .
  • This precontrol is also carried out at ⁇ 4 and can optionally be done at ⁇ 2 (shown in phantom in Fig. 3).
  • Y * / 13 depends solely on ⁇ 3 .
  • This method also works stably in the form described.
  • ⁇ 3 with ⁇ 2 takes place in the form of an angular velocity additional setpoint at the input of the speed control circuit 2.2, as FIG. 4 shows.
  • the addition of ⁇ 3 to ⁇ 1 is realized in a case a) in the form of an additional setpoint at the input of the tensioning force regulator 1.1.
  • the transfer function 1.3 of the reciprocal closed traction control loop is necessary.
  • the addition can also be added in a case b) to the setpoint ⁇ 1 w , as shown in FIG. 5.
  • two balancing filters 1.4 and 1.5, cf. [Bra 96] provide that prevent the angle controller 1.6 and the draft regulator 1.1 respond to this pilot signal in a compensating manner. The pilot signal is not interpreted as a fault due to this measure.
  • the output signal x of the transfer function F x (block 1.7 in FIG. 6) is realized in a case a) as an additional setpoint value at the input of the register controller 3.1. For this, the transfer function 3.3 is necessary. The output signal x of the transfer function F x is also subtracted via the adaptation block 4.1 from the angle setpoint ⁇ 4w . In a case b) of Fig. 7, the connection is made at the inputs of blocks 3.2 and 4.2. In this case, the balancing filters 3.4 and 4.3 are necessary.
  • the tensile force F 23 was regulated by the advance or speed v 1 of the nip 1 ( K 1 ) and the partial register error Y * 13 by the speed v 3 of the nip 3 ( K 3 ), this can be done
  • the tensile force F 23 is regulated by the speed ⁇ 3 of the clamping point 3 ( K 3 ) and the register error by the lead or the angle of terminal point 1 ( K 1 ).
  • the transfer functions F x 1 and F x 2 can be calculated (compare Fig. 8).
  • the result for the transfer function F x 1 is an integral term 1.8 and for the transfer function F x 2 a DT1 element (first-order differentiating delay element) 3.5.
  • the integrator 1.8 is replaced by a PT1 element (proportional-delay element of the first order): 1 T l s ⁇ 1 1+ T l s
  • T1 is the integration time constant.
  • the DT1 element in the transfer function F x 2 may be unfavorable due to harmonics in the measurement signals. Therefore, this control variant will only be of value in special cases.
  • the forward decoupling is done by means of the block 1.9 similar to that in Fig. 3, thus resulting in a complete decoupling.
  • the described two-size controlled system can alternatively also after the Method of so-called.
  • Complete series decoupling [Föl 88] are decoupled.
  • two decoupling methods as shown above, possible, and the decoupling results in a similar way.
  • the contact pressure of the dancer or pendulum roller is selected, for example, as a manipulated variable for the web tension F i -1, i in the desired section i-1, i.
  • the contact pressure 2 F 01 of the dancer roller is adjusted, for example via the pressure in the - not shown here - associated pneumatic cylinder via a corresponding pressure control loop.
  • the dancer or pendulum roller system is to be equipped with the necessary data exchange with communication interfaces.
  • nip 1 printing units
  • the speed ⁇ 1 of the printing units is changed, this change also being communicated to the nominal position value of the knife cylinder ( K 4 ) and possibly further nip points.
  • the force F i, i +1 is not fully controllable by ⁇ i .
  • ⁇ i such a property of self-compensation must not be present.
  • ink and / or moisture is introduced during the printing process and / or when heat is applied, for example by means of a dryer in one of the sections before the nip i ( K i )
  • the self-compensation characteristic is lost, and also F i , i + 1 changes permanently.
  • ⁇ i can also be used as a manipulated variable in a traction control loop.
  • nip 2 K 2
  • a dryer T upstream, so the speed v 2 as a control variable for the force F i -1, i in a traction control circuit (controller 2.1) can be used, said this Drive control 2.2 is superimposed.
  • the Zügkräftregelnik then works together, for example, with a register control loop (controller i.3) for Y * 1 i in decoupled form.
  • the force F 23 could be regulated.
  • a first possibility is to choose the contact force of the dancer roller as a manipulated variable for the web tension in the desired section, for example, the web tension F 23 in the desired section 2-3.
  • the contact pressure force 2 F 01 (see Fig. 1a) of the - not shown - dancer roller is readjusted, for example via the pressure in the associated pneumatic cylinder via a corresponding pressure control loop.
  • the dancer roller system is to be equipped with the necessary data exchange with communication interfaces. In place of the dancer roll can also occur a web tension control loop.
  • a second possibility is to use the speed of a nip, which must meet certain conditions, as explained below.
  • the force F i changes - 1, i remaining, however, the force F i , i +1 only temporarily, ie not permanent.
  • This property is called self-compensation of the force F i , i +1 and is in purely elastic web material. Under these conditions, the force F i , i +1 is not fully controllable.
  • F 23 can be regulated by a traction control loop with the aid of ⁇ 2 and then, as described above, operate with the register control loop for Y * / 13 in decoupled form together.
  • the cut register error referred to in the four-roller system as Y 14 , measured by another sensor 5 immediately before the blade cylinder K 4 and fed to another register controller 3.6, as shown in FIG. 9 for the case a) the complete decoupling.
  • This now provides the setpoint Y * / 13 w , which will change as a result of the default Y 14 w in general.
  • the now subordinate control loop for Y * / 13 ensures that the controller 4.5 for Y 14 essentially only needs to correct the disturbances that occur after terminal point 3.
  • the superimposed register control loop is able to work together with all the control variants described under point 1.
  • the case of multi-lane operation is described in the co-pending patent application PB04640.
  • the web tension F 23 must therefore be limited. For this purpose, it is measured by means of a tensile force sensor 8, for example as a measuring roller, measured, fed to the comparison point of a draft regulator 2.1 and compared with the desired value F 23 w (see FIG. 10).
  • the tension regulator 2.1 ensures compliance with the desired web tension force F 23 and at the same time enables its paper type-dependent specification by the machine operator, who no longer has to intervene in the overfeed adjustment of the clamping point 3 ( K 3 ).
  • the draft regulator 2.1 specifies the angular velocity setpoint ⁇ 2 w , ie the lead of the cooling unit.
  • the use of the lead of the cooling unit as a manipulated variable for the force F 23 is possible that when adjusting the angular velocity ⁇ 2, the force F 23 is not self-compensating. This is due to the change in paper properties due to the moisture and heat input through the printing units and drying line
  • the two controlled variables namely the partial cutting register error Y * / 13 and the tensile force F 23 , are dependent on one another by the structure of the controlled system, ie coupled to one another. If, for example, a setpoint change F 23 w is made, the engagement of the draft regulator 2.1 causes a partial cut register error Y * / 13.
  • the register control loop (controller 3.1) now attempts to return this error Y * / 13 to the setpoint value Y * / 13, w , for example the value 0, by means of a speed change ⁇ 3 , whereby, however, the force F 23 is changed again Switzerlandkraftregelnik responds, etc. (see Fig. 10). This can make the entire system unstable.
  • the tension controller 2.1 and the register controller 3.1 can be designed for example as a PI controller. It is then ensured that both control loops operate dynamically largely unaffected by one another and the predefined setpoint values for the force F 23 and the register error Y * / 13 are assumed without steady-state errors.

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Abstract

Um das Schnittregister einer Bahn in einer Rollenrotationsdruckmaschine und im regelungstechnischen Sinne entkoppelt davon die Bahnzugkraft in einem Bahnabschnitt mit geringem Aufwand zu regeln, werden eine bestimmte Bildinformation oder Messmarken der bedruckten Bahn mittels mindestens eines Sensors (5; 6) und die Bahnzugkraft (F) mittels mindestens eines weiteren Sensors (8) erfasst werden, wobei aus der Bildinformation eine für die Abweichung der Lage des Druckbildes gegenüber seiner Sollage bezogen auf den Ort und Zeitpunkt des Schnittes, d.h. insbesondere Teil- und Gesamt-Schnittregisterfehler, ermittelt und damit als Istwerte zur Verfügung stehen und einer Regeleinrichtung (2) zugeführt werden, mittels der der Schnittregisterfehler und die Bahnzugkraft entkoppelt voneinander beeinflusst werden. Zusätzlich betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren zum Regeln des Schnittregisters.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Bahnzugkraft und des Schnittregisters einer Rollenrotationsdruckmaschine.
Bei Rollenrotationsdruckmaschinen ist es bekannt, als Stellglied für die Schnittregisterregelung eine in Linearführungen verfahrbare Stellwalze einzusetzen, mit der die Papierweglänge zwischen zwei Zugeinheiten verändert und damit der Registerfehler korrigiert wird. Derartige Registerwalzen sind beispielsweise in der DE 85 01 065 U1 gezeigt. Die Verstellung erfolgt im Allgemeinen mittels eines elektrischen Schrittmotors. Derartige Vorrichtungen sind mit einem verhältnismäßig großen mechanischen und elektrischen Aufwand behaftet.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein genaues Verfahren zur Regelung des Schnittregisters und der Bahnzugkraft zu schaffen.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Bedeutungsvoll ist, dass es nun möglich ist, das Schnittregister (Gesamt-Schnittregisterfehler und/oder Teil-Schnittregisterfehler) und die Bahnzugkraft in einem gleichen oder in unterschiedlichen Abschnitten der Druckmaschine gleichzeitig und im regelungstechnischen Sinne entkoppelt voneinander zu regeln, wobei beide Größen unabhängig voneinander vorgegeben werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Regelung des Schnittregisters wird die Laufzeit der Bahnbildpunkte bei einem konstanten Bahnweg verstellt, während nach dem Stand der Technik eine Bahnlängenänderung bei konstanter Bahngeschwindigkeit vorgenommen wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Regelung der Bahnzugkraft wird die Voreilung (Geschwindigkeit) einer nicht druckenden Klemmstelle verändert, wobei beide Eingriffe durch Entkopplungsmaßnahmen eine stabile Gesamtregelung gewährleisten. Dies war bisher beim Stand der Technik nicht möglich.
Bedeutungsvoll ist, dass zum Regeln des Schnittregisters eine bestimmte Bildinformation oder Messmarken der bedruckten Bahn mittels mindestens eines Sensors und die Bahnzugkraft mittels mindestens eines weiteren Sensors erfasst und einer Regeleinrichtung zugeführt werden. Der zu regelnde Teil-Schnittregisterfehler Y* 1 i werden an oder vor einer Klemmstelle i und die zu regelnde Bahnzugkraft Fk -1, k bzw. Fi -1, i an oder vor einer anderen Klemmstelle k oder der gleichen Klemmstelle i, wobei die Klemmstellen nicht druckend sind und jeweils vor dem Messerzylinder (Klemmstelle 4) liegen, gemessen und diese Regelgrößen - die Bahnzugkraft Fk- 1 ,k bzw. Fi -1, i und der Teil-Schnittregisterfehler Y * 1i - durch geeignete Stellgrößen ν i -1, i , ν i , ν k -1, k , ν k und zugeordnete Regler im regelungstechnischen Sinne entkoppelt voneinander gemäß entsprechender Sollwerte Y* 1 iw , Fk- 1 ,k,w, F i -1, i , w eingestellt werden, so dass die Bahnzugkraft ihren Sollwert annimmt, der in einem vorgeschriebenen Bereich liegt, und der Teil-Schnittregisterfehler auf den Sollwert, beispielsweise den Wert Null, korrigiert wird.
Bevorzugt wird für die Ermittlung der Regelgrößen von Sensoren ausgegangen, es können aber auch Modelle diese Sensoren teilweise oder völlig ersetzen, d.h. die Größen werden in äquivalenter Weise mit Hilfe von mathematischen oder empirischen Modellen geschätzt
Die Stellgröße für das Schnittregister ist die Voreilung einer nicht druckenden Klemmstelle und die Stellgröße für die Bahnzugkraft ist die Voreilung bzw. Lage der Druckeinheiten, wobei beide Regelungen durch entsprechende Regelkreise realisiert werden, denen die normalen Antriebsregelungen aus Strom-, Drehzahl- und/oder Winkelregelung unterlagert werden. Alternativ ist die Stellgröße für das Schnittregister die Geschwindigkeit ν k einer Klemmstelle k und die Stellgröße für die Bahnzugkraft die Geschwindigkeit ν i einer Klemmstelle i, wobei bei Änderung der Geschwindigkeit νi dieser Klemmstelle die Kraft Fi,i +1 im nachfolgenden Bahnabschnitt nicht selbstkompensierend sein darf. Dies ist der Fall, wenn in den vorlaufenden Bahnabschnitten ein Feuchte- und/oder Wärmeeintrag auf die Bahn erfolgt. Insbesondere kann hierfür die Voreilung einer Kühleinheit in einer Rollendruckmaschine verwendet werden. Als Stellgröße für die Bahnzugkraft kann auch die von der Tänzerwalzenkraft auf die Bahn ausgeübte Kraft gewählt werden, wobei diese aus dem Druck des zugehörigen Pneumatikzylinders ermittelt, einem Bahnzugkraftregler zugeführt und mit dem Kraftsollwert verglichen wird, wobei die Ausgangsgröße des Reglers entweder unmittelbar die Stellgröße für den Pneumatikzylinder oder der Sollwert F 01 w ist, falls ein unterlagerter Regelkreis für die Eingangs-Bahnzugkraft F 01 vorhanden ist. Durch diese Kraftanpassung wird immer dafür gesorgt, dass die infolge der Ausregelung einer Störung schnell aufgetretene Kraftänderung zur Registerfehlerkorrektur gegenüber dieser Ausregelung verhältnismäßig langsam abgebaut wird.
Bedeutungsvoll ist, dass nur alle vor der den Registerfehler steuernden Klemmstelle, z.B. der Wendeeinheit, liegenden Klemmstellen entkoppelnde Voreilungs-Zusatzsollwerte erhalten (Rückwärtsentkopplung) und dass diese Entkopplung für den stabilen Betrieb zwingend ist und/oder dass außerdem auch alle nach der den Registerfehler steuernden Klemmstelle, z.B. der Wendeeinheit, liegenden Klemmstellen entkoppelnde Voreilungs-Zusatzsollwerte erhalten.
Wichtig ist, dass zur Teilentkopplung in Rückwärtsrichtung die Vorgabe des entkoppelnden Voreilungs-Zusatzsollwertes für die Klemmstelle 2 in Form eines Zusatz-Drehzahlsollwertes durchgeführt wird und für die Klemmstelle 1 in Form eines entsprechenden Zugkraft-Zusatzsollwertes am Eingang des Zugkraftreglers über eine entsprechend modifizierte Übertragungsfunktion des geschlossenen Zugkraftregelkreises oder die Vorgabe des entkoppelnden Voreilungs-Zusatzsollwertes für die Klemmstelle 1 in Form eines entsprechenden Drehzahl-Zusatzsollwertes über Symmetrierfilter durchgeführt wird. Außerdem kann zur Entkopplung in Vorwärtsrichtung über eine Übertragungsfunktion Fx eine Vorsteuerung der Klemmstelle 3 mittels eines entsprechenden Register-Zusatzsollwertes am Eingang des Registerreglers mit Hilfe einer weiteren Übertragungsfunktion oder über ein Symmetrierfilter an den unterlagerten Drehzahlregelkreis dieses Registerregelkreises erfolgen.
Hervorzuheben ist, dass die Zuordnung von Regelgrößen und Stellgrößen einschließlich aller für diese Konstellation notwendigen entsprechenden Entkopplungs- und Vorsteuermaßnahmen vertauscht werden kann.
Von Vorteil ist, dass der Schnittregisterfehler unmittelbar vor dem Messerzylinder gemessen und durch einen Registerregler geregelt werden kann, der dem Registerregler der Klemmstelle 3 überlagert wird.
Die erfindungsgemäße Lösung erfordert kein zusätzliches mechanisches Bahnführungselement. Zur Schnittregisterkorrektur werden vorhandene, nicht druckende Zugeinheiten verwendet, wie z. B. die Kühleinheit, Zugwalzen im Falzaufbau, die Trichterwalze oder weitere im Bahnverlauf zwischen letztem Druckwerk und Messerzylinder liegende Zugeinheiten, die vorzugsweise mittels drehzahlvariablen Einzelantrieben angetrieben sind.
Die in die Schnittregisterregelstrecke eingehenden Parameter sind weitgehend unabhängig von den Eigenschaften der Rotationsdruckmaschine. Weiterhin lässt sich die Schnittregistergenauigkeit durch das neue Verfahren wesentlich erhöhen.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren zum Regeln des Schnittregisters, deren Klemmstellen 1 bis 4 mit Antriebsmotoren mit zugeordneter Strom-, Drehzahl- und gegebenenfalls Winkelregelung unabhängig voneinander antreibbar sind und bei der das Schnittregister und/oder damit verbundene weitere Registerabweichungen Y * / 13, Y * / 1i, Y * / ik an oder vor einem Messerzylinder und/oder an oder vor einer oder mehreren diesem Messerzylinder (Klemmstelle 4) vorgeordneten Klemmstellen i, k, 1 bis 3 über eine bestimmte Bildinformation oder Messmarken der bedruckten Bahn mittels mindestens eines Sensors erfassbar sind und die Bahnzugkraft mittels mindestens eines weiteren Sensors erfassbar ist und diese von den Sensoren ermittelten Daten zur Beeinflussung des Schnittregisterfehlers Y 14 einer Regel- und/oder Steuerungseinrichtung zur Veränderung von Winkellagen oder Umfangsgeschwindigkeiten ν1 bis ν3, ν i , νk der jeweiligen Klemmstelle Ki, Kk , K 1 bis K 3 zuführbar sind.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.
Die Erfindung soll nachfolgend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt schematisch:
Fig. 1a:
Klemmstellen-Schema einer Rotationsdruckmaschine mit geregelten Antrieben,
Fig. 1 b:
Mechanisches System mit geregelten Antrieben,
Fig. 2:
Anordnung zum Regeln des Schnittregisters und der Bahnzugkraft,
Fig. 3:
vollständige Entkopplung der Regelgrößen auf mechanischer Ebene,
Fig. 4:
Teilentkopplung der Regelgrößen auf elektronischer Ebene mittels Zusatzsollwertes für die Bahnzugkraft (Fall a),
Fig. 5:
Teilentkopplung der Regelgrößen auf elektronischer Ebene mittels Symmetrierfiltern (Fall b),
Fig. 6:
vollständige Entkopplung der Regelgrößen auf elektronischer Ebene mit Hilfe von Zusatz-Sollwerten für Bahnzugkraft und Registerfehler (Fall a),
Fig. 7:
vollständige Entkopplung der Regelgrößen auf elektronischer Ebene mit Hilfe von Symmetrierfiltern (Fall b),
Fig. 8:
vollständige Entkopplung der Regelgrößen auf mechanischer Ebene,
Fig. 9:
Regelung des Schnittregisterfehlers mit unterlagerten, vollständig entkoppelten Regelkreisen (nach Fall a),
Fig. 10:
Anordnung zum Regeln des Schnittregisters mittels der Voreilung einer Klemmstelle und der Bahnzugkraft mittels der Voreilung der Kühleinheit,
Fig. 11:
vollständige Entkopplung der Regelgrößen auf mechanischer Ebene nach Fig. 10 und
Fig. 12:
vollständige Entkopplung der Regelgrößen auf elektronischer Ebene nach Fig. 11.
Die folgende Funktionsbeschreibung wird an einem Vierwalzensystem nach Fig. 1 a vorgenommen. Es wird darauf hingewiesen, dass bei der realen Druckmaschine an die Stelle einer Klemmstelle 1 (K 1) des Vierwalzensystems beliebig viele Druckeinheiten, also z.B. vier Druckeinheiten einer Rollenoffset-Illustrationsdruckmaschine oder Zeitungsdruckmaschine oder einer anderen Art von Rotationsdruckmaschinen, treten können. Das im Folgenden am Beispiel einer Illustrationsdruckmaschine beschriebene Prinzip der Register- und Bahnzugkraft-Regelung durch zwei voneinander entkoppelte Regelkreise ist auf alle Rotationsdruckmaschinen sinngemäß zu übertragen.
Regelung des Registerfehlers an einer nicht druckenden Klemmstelle vor dem Messerzylinder 1. Funktionserläuterung am Vierwalzensystem
Das Vierwalzensystem von Fig. 1 a ist eine vereinfachte Form einer Rotationsdruckmaschine, insbesondere eine Rollenoffsetdruckmaschine. In einer nach der Abwicklungseinrichtung, Klemmstelle 0 (K 0), folgenden Klemmstelle 1 ( K 1 ) sind alle Druckeinheiten zusammengefasst. Zwischen Klemmstelle 0 (K 0) und 1 ( K 1 ) liegt eine Tänzerwalze oder ein Zugkraftregelkreis zur Vorgabe der Bahnzugkraft F 01 als abgekürzte Darstellung der Einrichtung zur Einstellung der Bahnzugkräfte nach der Abwickeleinrichtung (K 0) und im Einzugswerk. Klemmstelle 2 ( K 2 ) steht in Falle einer Illustrations-Druckmaschine für die Kühleinheit, dazwischen liegt gegebenenfalls ein Trockner T, Klemmstelle 3 ( K 3 ) steht für die Wendeeinheit und Klemmstelle 4 (K 4) für die Falzeinheit mit dem schnittbestimmenden Messerzylinder. Die Größen νi sind die Umfangsgeschwindigkeiten der Klemmstellen Ki, die durch das Verhalten umschlungener Walzen mit Coulomb'scher Reibung angenähert seien. Bei Rotationsdruckmaschinen wird statt des Begriffes "Geschwindigkeit" der Begriff "Voreilung" verwendet. Die Voreilung Wi , i -1 einer Klemmstelle i (Ki ) gegenüber einer Klemmstelle i - 1 ( Ki -1 ) ist gegeben durch den Ausdruck W i,i-i = ν i - ν i-1 ν i-1
Im folgenden Text werden "Geschwindigkeit" und "Voreilung" synonym verwendet. Die Bahnkraft in einem Abschnitt i-1, i wird als F i-1,i bezeichnet. In zT sind die Änderungen des Elastizitäts-Moduls und des Querschnitts der einlaufenden Bahn zusammengefasst. Der Registerfehler Y 14 am Messerzylinder sei als Gesamt-Schnittregisterfehler oder kurz als Schnittregisterfehler bezeichnet. Ein davor aufgelaufener Registerfehler Y * 1 i , gemessen an einer nicht druckenden Klemmstelle i, wird Teil-Schnittregisterfehler, kurz Teilregisterfehler genannt.
Das System 1 von Fig. 1 a wird als mechanische Regelstrecke (Block 1a in Fig. 1 b) mit zugehörigen Stellgliedern (geregelte Antriebe in Block 1 b in Fig. 1 b) aufgefasst. Die zwei Regelgrößen sind der Teil-Schnittregisterfehler Y * / 13 als Ersatzgröße für den Gesamt-Schnittregisterfehler Y 14 und die Bahnzugkraft F 23. Stellgrößen sind die Voreilung der Klemmstelle 3 (K 3) und die Voreilung bzw. Lage der Klemmstelle 1. Durch entsprechende Regelkreise sollen diese Größen gemäß eingestellter Sollwerte unabhängig voneinander vorgebbar sein. Der Teil-Registerfehler Y * / 13 ist die Abweichung eines festen Bildbezugspunktes, z.B. der Bildkante, an der Klemmstelle 3 ( K 3 ) gegenüber der Lage dieses Punktes an der Klemmstelle 1 ( K 1 ), bezogen auf seine korrekte Lage. Der Schnittregisterfehler Y 14 ist der Fehler der Schnittkante an der Klemmstelle 4 (K 4) zum Schnittzeitpunkt gegenüber ihrer Lage an der Klemmstelle 1 (K 1), bezogen auf ihre korrekte Lage.
Die Stellglieder bilden die geregelten Antriebsmotoren M1 bis M4. Die in Fig. 1 a und Fig. 1 b dargestellten Eingangsgrößen xiw stehen für die Winkelgeschwindigkeits- (Drehzahl-) oder Winkelsollwerte der geregelten Antriebe M1 bis M4.
Der dem System über den Eingang der Klemmstelle 1 (K 1) zugeführte instationäre oder stationäre Massenstrom, gemessen in kgs- 1 , wird durch die Umfangsgeschwindigkeit ν1, der Klemmstelle 1 ( K 1 ) und die Dehnung ε01 bestimmt. Im Falle Hooke'schen Materials ist die Kraft F 01 der Dehnung ε01 proportional. Die Kraft F 01 wird durch die Anpresskraft einer Tänzer- oder Pendelwalze an die durchlaufende Bahn oder durch einen Zugkraftregelkreis eingestellt, die - dem Lagesollwert bzw. Kraftsollwert entsprechend - unmittelbar oder mittelbar über eine weitere Einrichtung zur Einstellung der Bahnzugkraft - die Umfangsgeschwindigkeit der Klemmstelle 0 (Abwickeleinrichtung) steuern. Nur die Umfangsgeschwindigkeit der Abwickeleinrichtung ist in der Lage, den in das System eingeleiteten Massenstrom stationär zu ändern. Im Folgenden wird angenommen, dass Änderungen von F 01 oder von v1 infolge der dadurch bewirkten Änderung der Umfangsgeschwindigkeit der Abwickeleinrichtung den instationären wie stationären Massenstrom in den ihnen folgenden Bahnabschnitten verändern. Die Umfangsgeschwindigkeiten der übrigen Klemmstellen können - Hooke'sches Material vorausgesetzt - den Massenstrom nicht stationär ändern. Die Umfangsgeschwindigkeiten werden im Folgenden kurz Geschwindigkeiten genannt.
2. Registerregelkreis
Der Teil-Registerfehler Y * / 13 wird, wie Fig. 2 zeigt, mit dem Registerregler 3.1 mit Hilfe der Geschwindigkeit ν3 der Klemmstelle 3 (K 3) - beispielsweise einer Wendeeinheit - auf den vorgegebenen Sollwert Y * / 13w, beispielsweise Y * / 13w =0, geregelt. Diesem Registerregelkreis ist der Drehzahlregelkreis 3.2 des der Klemmstelle 3 ( K 3 ) zugeordneten Antriebsmotors M3 unterlagert. Die sehr kleine Ersatzzeitkonstante des dem Drehzahlregelkreis unterlagerten Stromregelkreises ist vernachlässigbar.
3. Zugkraftregelkreis
Nachdem die Registerregelung über die Voreilung der Klemmstelle 3 (K 3) mit einer Änderung der Bahnzugkraft F 23 verbunden ist, ist nicht auszuschließen, dass große Störungen zu kleine oder zu große Bahnspannungen verursachen, die zum Bahnriss führen können. Die Bahnzugkraft F 23 muss daher begrenzt werden. Dazu wird sie mit Hilfe eines Zugkraftsensors 8 - beispielsweise als Messwalze ausgeführt - gemessen, dem Vergleichspunkt eines Zugkraftreglers 1.1 zugeführt und mit dem Sollwert F 23 w verglichen (siehe Fig. 2). Der Zugkraftregler 1.1 sorgt für die Einhaltung der gewünschten Bahnzugkraft F 23 und ermöglicht gleichzeitig ihre papiersortenabhängige Vorgabe durch den Maschinenbediener, der in die Voreilungseinstellung der Klemmstelle 3 ( K 3 ) nicht mehr eingreifen muss. Der Zugkraftregler 1.1 gibt den Winkelsollwert α 1 w für die virtuelle Leitwelle, also den gemeinsamen Sollwert für die Winkelregelkreise aller Druckeinheiten und des Messerzylinders (K 4) vor. Jeder Winkelregelkreis besteht aus einem Winkelregler, dem unterlagerten Drehzahlregelkreis einschließlich Stromregelkreis (zusammengefasst in dem Block 1.2).
4. Kopplungen zwischen den Regelgrößen
Die beiden Regelgrößen, nämlich der Teil-Registerfehler Y * / 13 und die Zugkraft F 23, sind durch die Struktur der Regelstrecke abhängig voneinander, d.h. miteinander verkoppelt. Wird z.B. eine Sollwertänderung F 23 w vorgenommen, so ist der Eingriff des Zugkraftreglers 1.1 mit einer Lageänderung der Druckeinheiten verbunden und ruft einen Teil-Registerfehler Y * / 13 hervor. Der Registerregelkreis (Regler 3.1) versucht nun, diesen Fehler Y * / 13 durch eine Geschwindigkeitsänderung ν3 wieder auf den Sollwert Y * / 13,w, beispielsweise Wert 0, zurückzuführen, wodurch aber die Kraft F 23 geändert wird, somit wieder der Zugkraftregelkreis anspricht, usw. Damit kann das gesamte System instabil werden (vgl. Fig. 2).
5. Prinzip der Entkopplung
Das Prinzip der Entkopplung wird an Fig. 3 erläutert. Ohne jede Entkopplungsmaßnahme hängt der Teil-Registerfehler Y * / 13 wie auch die Zugkraft F 23 von beiden Stellgrößen, nämlich den Geschwindigkeitsänderungen ν1 und ν3 ab. Das Ziel besteht darin, Y * / 13 allein von ν3 und F 23 allein von ν1 abhängig zu machen.
5.1 Entkopplungsverfahren I (Teilentkopplung)
Die erste Maßnahme besteht darin, die Geschwindigkeit ν3 zu ν2 zu addieren, also jede Bewegung der Klemmstelle 3 (K 3) auch der Klemmstelle 2 (K 2) mitzuteilen. Dadurch wird erreicht, dass die Korrektur von Y * / 13 mit Hilfe von ν3 nicht mehr zu einer Änderung von F 23 führt, also Y * / 13 nicht mehr von F 23 abhängt. Aber ν3 beeinflusst nun auch F 12. Die zweite Maßnahme besteht daher darin, die Geschwindigkeit ν3 auch zu ν1 zu addieren. Dadurch wird die Rückwirkung von ν3 auf F 12 unterbunden. Die Klemmstellen 1 (K 1) und 2 (K 2) führen also dieselbe Bewegung wie die Klemmstelle 3 (K 3) aus. Damit wird F 23 nur noch von ν1 beeinflusst. Das Verfahren arbeitet mit dieser Teilentkopplung bereits stabil.
5.2 Entkopplungsverfahren II (vollständige Entkopplung)
Der Teil-Registerfehler Y * / 13 ist beim Entkopplungsverfahren I außer von ν3, seiner gewünschten Steuergröße, immer noch von ν1 abhängig. Diese Abhängigkeit wird dadurch getilgt, dass ν1 über die berechenbare Übertragungsfunktion F x geführt und deren Ausgangssignal x von ν3 subtrahiert wird. Diese Vorsteuerung wird auch bei ν4 vorgenommen und kann wahlweise auch bei ν2 erfolgen (gestrichelt dargestellt in Fig. 3). Jetzt ist Y * / 13 allein von ν3 abhängig. Damit ist das oben formulierte Regelziel erreicht. Auch dieses Verfahren arbeitet in der beschriebenen Form stabil.
6. Realisierung der Entkopplung
Die vier in Fig. 3 beschriebenen Signal-Additionen und -Subtraktionen sind auf der mechanischen Seite der Anlage gezeichnet worden. Sie müssen in der realen Anlage innerhalb der Regelungen, also auf elektronischer Ebene, realisiert werden, da sie in die Mechanik nicht eingeführt werden können.
6.1 Entkopplungsverfahren I
Die Addition von ν3 mit ν2 erfolgt in Form eines Winkelgeschwindigkeits-Zusatzsollwertes am Eingang des Drehzahlregelkreises 2.2, wie Fig. 4 zeigt. Die Addition von ν3 zu ν1 wird in einem Fall a) in Form eines Zusatzsollwertes am Eingang des Zügkraftreglers 1.1 realisiert. Dazu ist die Übertragungsfunktion 1.3 des reziproken geschlossenen Zugkraftregelkreises notwendig. Die Addition kann aber auch in einem Fall b) zum Sollwert ω1w addiert werden, wie Fig. 5 zeigt. In diesem Fall sind zwei Symmetrierfilter 1.4 und 1.5, vgl. [Bra 96], vorzusehen, die verhindern, dass der Winkelregler 1.6 und der Zugkraftregler 1.1 auf dieses Vorsteuersignal in kompensierender Weise reagieren. Das Vorsteuersignal wird auf Grund dieser Maßnahme nicht als Störung interpretiert.
6.2 Entkopplungsverfahren II
Das Ausgangssignal x der Übertragungsfunktion Fx (Block 1.7 in Fig. 6) wird in einem Fall a) als Zusatzsollwert am Eingang des Registerreglers 3.1 realisiert. Dazu ist die Übertragungsfunktion 3.3 notwendig. Das Ausgangssignal x der Übertragungsfunktion Fx wird außerdem über den Anpassungsblock 4.1 vom Winkelsollwert α4w subtrahiert. In einem Fall b) nach Fig. 7 wird die Aufschaltung an den Eingängen der Blöcke 3.2 und 4.2 vorgenommen. In diesem Falle sind die Symmetrierfilter 3.4 und 4.3 notwendig.
7. Vertauschen der Stellgrößen
Wurde bei der oben erläuterten Regelung die Zugkraft F 23 durch die Voreilung bzw. Geschwindigkeit ν1 der Klemmstelle 1 ( K 1 ) und der Teil-Registerfehler Y * 13 durch die Geschwindigkeit ν3 der Klemmstelle 3 ( K 3 ) geregelt, so kann dies auch spiegelbildlich vertauscht erfolgen: Die Zugkraft F 23 wird durch die Geschwindigkeit ν3 der Klemmstelle 3 ( K 3 ) und der Registerfehler durch die Voreilung bzw. den Winkel von Klemmstelle 1 ( K 1 ) geregelt. Bei Teilentkopplung lassen sich die Übertragungsfunktionen Fx 1 und F x2 berechnen (vgl. Fig. 8). Es ergibt sich für die Übertragungsfunktion Fx 1 ein Integralglied 1.8 und für die Übertragungsfunktion F x 2 ein DT1-Glied (Diffenzier-Verzögerungs-Glied erster Ordnung) 3.5. Für die Inbetriebnahme macht ein offener Integrator 1.8 Schwierigkeiten, da die Integrationszeitkönstänte öft wegen der nicht genügend genau bekannten Streckendaten nur näherungsweise berechenbar ist und die Regelungen instabil werden. Daher wird der Integrator 1.8 durch ein PT1-Glied (Proportional-Verzögerungs-Glied erster Ordnung) ersetzt: 1 Tls ≈ 11+Tls
In dieser Gleichung ist Tl die Integrationszeitkonstante. Das DT1-Glied in der Übertragungsfunktion Fx 2 kann wegen Oberschwingungen in den Messsignalen evtl. ungünstig sein. Daher wird diese Regelungsvariante nur in besonderen Fällen von Wert sein. Die Vorwärtsentkopplung wird mit Hilfe des Blockes 1.9 ähnlich wie in Fig. 3 vorgenommen, womit eine vollständige Entkopplung resultiert.
Die beschriebene Zweigrößen-Regelstrecke kann alternativ auch nach der Methode der sog. vollständigen Reihenentkopplung [Föl 88] entkoppelt werden. Auch dabei sind zwei Entkopplungsverfahren, wie oben dargestellt, möglich, und die Entkopplung ergibt sich in ähnlicher Weise.
8. Varianten
Als Stellgrößen für die Bahnzugkraft in einem Bahnabschnitt kommt sowohl die Klemmstelle 1 (Druckeinheiten) als auch die Bahnzugkraft F 01 in Frage, beide wegen ihrer Eigenschaft, den in das System eingeleiteten instationären und stationären Massenstrom dadurch zu verändern, dass sie unmittelbar oder über weitere vorgeschaltete Einrichtungen zur Bahnkrafteinstellung die Umfangsgeschwindigkeit des Abwicklers verändern.
Im Falle der Kraft F 01 wird die Anpresskraft der Tänzer- oder Pendelwalze z.B. als Stellgröße für die Bahnzugkraft F i -1, i im gewünschten Abschnitt i-1,i gewählt. Dabei wird die Anpresskraft 2F 01 der Tänzerwalze nachgestellt, z.B. über den Druck im - hier nicht näher-dargestellten - zugehörigen Pneumatik-Zylinder über einen entsprechenden Druckregelkreis. Das Tänzer- oder Pendelwalzensystem ist für den notwendigen Datenaustausch mit Kommunikationsschnittstellen auszurüsten.
Im Falle der Klemmstelle 1 (Druckeinheiten) wird die Geschwindigkeit ν1 der Druckeinheiten verändert, wobei diese Änderung auch dem Lagesollwert des Messerzylinders (K 4) und eventuell weiterer Klemmstellen mitgeteilt wird.
9. Selbstkompensation einer Kraft
Wird für die Regelung einer Kraft Fi,i +1 die Geschwindigkeit einer der angrenzenden Klemmstellen i oder i,i+1 (Ki oder Ki,i+ 1) gewählt, so ist die Eigenschaft der sog. Selbstkompensation der Kraft Fi,i +1 zu beachten. Im Falle einer Änderung von ν i +1 ändert sich die Kraft Fi,i+ 1 bleibend, ist also durch ν i +1 vollständig steuerbar. Im Falle einer Änderung von νi hingegen ändert sich die Kraft F i , i +1 im Falle vom rein elastischem Bahnmaterial (Hook'schem Material) nur vorübergehend, d.h. nicht bleibend. Daher ist die Kraft Fi,i +1 durch ν i nicht vollständig steuerbar. Um dennoch auch ν i als Stellgröße verwenden zu können, darf eine solche Eigenschaft der Selbstkompensation nicht vorliegen. Bei Eintrag von Farbe und/oder Feuchtigkeit beim Bedruckvorgang und/oder bei Eintrag von Wärme, z.B. mittels eines Trockners in einem der Abschnitte vor der Klemmstelle i (Ki ), geht die Eigenschaft der Selbstkompensation verloren, und auch F i , i +1 ändert sich bleibend. In diesem Fall ist auch ν i als Stellgröße in einem Zugkraftregelkreis verwendbar.
Ist der Klemmstelle 2 (K 2), beispielsweise im Falle einer Illustrationsdruckmaschine, ein Trockner T vorgeschaltet, so kann die Geschwindigkeit ν2 als Stellgröße für die Kraft Fi -1, i in einem Zugkraftregelkreis (Regler 2.1) verwendet werden, wobei dieser der Antriebsregelung 2.2 überlagert wird. Der Zügkräftregelkreis arbeitet dann beispielsweise mit einem Registerregelkreis (Regler i.3) für Y * 1 i in entkoppelter Form zusammen. Alternativ könnte beispielsweise die Kraft F 23 geregelt werden.
Durch die Wahl einer Geschwindigkeit ν i als Stellgröße für die Regelung der Bahnzugkraft Fi -1, i wird diese Kraft bleibend verändert, alle folgenden Bahnzugskräfte nur vorübergehend, falls Fi , i +1 selbstkompensierend ist. Durch die Wahl einer Geschwindigkeit ν i -1 als Stellgröße für die Regelung der Bahnzugkraft Fi -1, i werden diese und alle folgenden Kräfte bleibend verändert, falls Fi -1, i , wie oben beschrieben, nicht selbstkompensierend ist.
Es ist zu beachten, dass es möglich wäre, die Kraft F i -1, i dadurch bleibend zu verändern, dass mit der Geschwindigkeit ν i -1 die Kraft Fi -2, i -1 geändert und ν i mitgeführt würde, so dass ν i = ν i -1 wäre. Dann steht jedoch ν i nicht mehr als unabhängige Stellgröße für Y * / 1i zur Verfügung. Die Verfügbarkeit zweier unabhängiger Stellgrößen ist aber ausschlaggebend für die entkoppelte Vorgabe der beiden Regelgrößen, also Fi -1, i und Y * / 1i .
Als Stellgröße für die Bahnzugkraft kann statt der Klemmstelle 1 (Druckeinheiten) auch eine andere Klemmstelle gewählt werden.
Eine erste Möglichkeit besteht darin, die Anpresskraft der Tänzerwalze als Stellgröße für die Bahnzugkraft im gewünschten Abschnitt, beispielsweise die Bahnzugkraft F 23 im gewünschten Abschnitt 2-3, zu wählen. Dabei wird die Anpresskraft 2F 01 (vgl. Fig. 1a) der - nicht näher dargestellten - Tänzerwalze nachgestellt, z.B. über den Druck im zugehörigen Pneumatik-Zylinder über einen entsprechenden Druckregelkreis. Das Tänzerwalzensystem ist für den notwendigen Datenaustausch mit Kommunikationsschnittstellen auszurüsten. An die Stelle der Tänzerwalze kann auch ein Bahnzugkraftregelkreis treten.
Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die Geschwindigkeit einer Klemmstelle zu nutzen, die bestimmte Voraussetzungen erfüllen muss, wie sie im Folgenden erklärt sind. Bei Änderung der Geschwindigkeit ν i einer Klemmstelle i (Ki ), die zwischen zwei Klemmstellen Ki -1 und Ki +1 liegt, deren Geschwindigkeiten ν i -1 und νi +1 konstant sind, ändert sich die Kraft Fi -1, i bleibend, dagegen die Kraft F i , i +1 nur vorübergehend, d.h. nicht bleibend. Diese Eigenschaft wird als Selbstkompensation der Kraft F i , i +1 bezeichnet und liegt bei rein elastischem Bahnmaterial vor. Unter diesen Bedingungen ist die Kraft Fi , i +1 nicht vollständig steuerbar. Bei Eintrag von Farbe und/oder Feuchtigkeit beim Bedruckvorgang und/oder bei Eintrag von Wärme, z.B. mittels eines vor der Klemmstelle i (Ki ) liegenden Trockners, geht die Eigenschaft der Selbstkompensation verloren, und auch Fi , i +1 ändert sich bleibend. Die Geschwindigkeit ν i , der Klemmstelle i ( Ki ) kann unter dieser Voraussetzung als Stellgröße für die Einstellung einer Bahnzugkraft dienen. Ist z.B. nach Fig. 1 a der Klemmstelle 2 ( K 2 ) im Falle einer Illustrationsdruckmaschine ein Trockner vorgeschaltet, so kann F 23 durch einen Zugkraftregelkreis mit Hilfe von ν2 geregelt werden und arbeitet dann, wie oben beschrieben, mit dem Registerregelkreis für Y * / 13 in entkoppelter Form zusammen.
Regelung des Registerfehlers am Messerzylinder
Die kombinierte Schnittregister-Bahnzugkraftregelung einer Rollen-Rotationsdruckmaschine nach obiger Beschreibung, wie sie z.B. in Fig. 6 dargestellt ist, ist in der Lage, einerseits den Teil-Registerfehler Y * / 13 gemäß dem vorgegebenen Sollwert Y * / 13w, beispielsweise Y * / 13w = 0, und davon entkoppelt die Bahnzugkraft F 23 gemäß dem Sollwert F 23 w dynamisch schnell zu kontrollieren. Alle, z.B. durch einen Rollenwechsel verursachten, einlaufenden Störungen werden dadurch bereits weit vor dem Messerzylinder erkannt und können an diesem Ort ausgeregelt werden. Der Fehler am Ort des Schnittes wird dadurch zwar klein gehalten, aber im weiteren Laufe der Bahn - meistens in Form von mehreren Teilbahnen - bis zum Ort des Schnittes treten weitere Störquellen auf, die einen Schnittregisterfehler verursachen. Daher wird der Schnittregisterfehler, im Vierwalzensystem als Y 14 bezeichnet, durch einen weiteren Sensor 5 unmittelbar vor dem Messerzylinder K4 gemessen und einem weiteren Registerregler 3.6 zugeführt, wie Fig. 9 für den Fall a) der vollständigen Entkopplung zeigt. Dieser liefert nun den Sollwert Y * / 13w, der sich infolge der Vorgabe Y 14 w im allgemeinen ändern wird. Der jetzt unterlagerte Regelkreis für Y * / 13 sorgt dafür, dass der Regler 4.5 für Y 14 im wesentlichen nur die nach der Klemmstelle 3 auftretenden Störungen ausregeln muss. Der überlagerte Registerregelkreis ist in der Lage, mit allen unter Punkt 1 beschriebenen Regelungsvarianten zusammenarbeiten.
Der Fall des mehrbahnigen Betriebes wird in der parallelen Patentanmeldung PB04640 beschrieben.
In der parallelen Patentanmeldung PB04637 wird die Regelung des Teil-Schnittregisterfehlers mittels Voreilung einer nicht druckenden Klemmstelle offenbart. Weiterhin wird in dieser parallelen Patentanmeldung PB04637 die Aufschaltung des am Messerzylinder gemessenen Gesamt-Registerfehlers auf den Regelkreis für diesen Teil-Schnittregisterfehler offenbart. Außerdem wird die Regelung der Lage bzw. Geschwindigkeit eines Messerzylinders zur Korrektur des Gesamt-Registerfehlers in der PB04637 offenbart.
An die Stelle der im Abschnitt "Regelung des Registerfehlers an einer nicht druckenden Klemmstelle vor dem Messerzylinder" unter Punkt 3 Zugkraftregelkreis beschriebenen Zugkraftregelung mit Hilfe der Druckeinheiten kann die Winkelgeschwindigkeit der Kühleinheit treten, wie nachfolgend beschrieben wird.
Zugkraftregelkreis
Nachdem die Registerregelung über die Voreilung der Klemmstelle 3 (K 3) mit einer Änderung der Bahnzugkraft F 23 verbunden ist, ist nicht auszuschließen, dass große Störungen zu kleine oder zu große Bahnspannungen verursachen, die zum Bahnriss führen können. Die Bahnzugkraft F 23 muss daher begrenzt werden. Dazu wird sie mit Hilfe eines Zugkraftsensors 8 - beispielsweise als Messwalze ausgeführt - gemessen, dem Vergleichspunkt eines Zugkraftreglers 2.1 zugeführt und mit dem Sollwert F 23 w verglichen (siehe Fig. 10). Der Zugkraftregler 2.1 sorgt für die Einhaltung der gewünschten Bahnzugkraft F 23 und ermöglicht gleichzeitig ihre papiersortenabhängige Vorgabe durch den Maschinenbediener, der in die Voreilungseinstellung der Klemmstelle 3 (K 3) nicht mehr eingreifen muss. Der Zugkraftregler 2.1 gibt den Winkelgeschwindigkeitssollwert ω2 w , also die Voreilung der Kühleinheit vor.
Die Verwendung der Voreilung der Kühleinheit als Stellgröße für die Kraft F 23 ist dadurch möglich, dass bei Verstellung der Winkelgeschwindigkeit ω2 die Kraft F 23 nicht selbstkompensierend ist. Dies ist auf die Änderung der Papiereigenschaften infolge des Eintrags von Feuchte und Wärme durch die Druckeinheiten und die Trockenstrecke zurückzuführen
Kopplungen zwischen den Regelgrößen
Die beiden Regelgrößen, nämlich der Teil-Schnittregisterfehler Y * / 13 und die Zugkraft F 23, sind durch die Struktur der Regelstrecke abhängig voneinander, d.h. miteinander verkoppelt. Wird z.B. eine Sollwertänderung F 23w vorgenommen, so ruft der Eingriff des Zugkraftreglers 2.1 einen Teil-Schnittregisterfehler Y * / 13 hervor. Der Registerregelkreis (Regler 3.1) versucht nun, diesen Fehler Y * / 13 durch eine Geschwindigkeitsänderung ν 3 wieder auf den Sollwert Y * / 13,w, beispielsweise den Wert 0, zurückzuführen, wodurch aber die Kraft F 23 geändert wird, somit wieder der Zugkraftregelkreis anspricht, usw. (vgl. Fig. 10). Damit kann das gesamte System instabil werden.
Entkopplung
Infolge der durch Feuchte- und Wärmeeintrag geänderten Papiereigenschaften ist bei Änderung der Winkelgeschwindigkeit ω2 die Änderung der Bahnzugkraft F12 so klein, dass ihre Auswirkung auf die in Transportrichtung folgenden Bahnabschnitte vernachlässigbar ist. Mit dieser Vernachlässigung lassen sich einfache Entkopplungsalgorithmen herleiten. Eine Entkopplung auf der mechanischen Ebene, gekennzeichnet durch den Block 2.8 in Vorwärtsrichtung und den Block 3.8 in Rückwärtsrichtung, ist in Fig. 11 dargestellt. Die Blöcke 2.7 und 3.7 stellen die Ersatzübertragungsfunktionen der geschlossenen Drehzahlregelkreise der Klemmstellen 2 (K2) und 3 (K3) dar. Da eine solche Entkopplung auf der mechanischen Ebene nicht möglich ist, erfolgt diese auf der Ebene der elektronischen Antriebsregelungen, wie Fig. 12 durch die Blöcke 2.9 und 3.9 angedeutet ist. Das Ziel besteht darin, Y * / 13 allein von ν3 und F 23 allein von ν1 abhängig zu machen.
Der Zugkraftregler 2.1 und der Registerregler 3.1 können beispielsweise als PI-Regler ausgelegt werden. Dann ist gewährleistet, dass beide Regelkreise dynamisch weitgehend unbeeinflusst voneinander arbeiten und die vorgegebenen Sollwerte für die Kraft F 23 und den Registerfehler Y * / 13 ohne stationären Fehler angenommen werden.
Die oben beschriebenen Maßnahmen zur Schnittregisterregelung sollen sich nicht nur auf die Anwendung bei Offset-Rollenrotationsdruckmaschinen beziehen, sondern können bei allen anderen Druckverfahren, Bedruckstoffen und Druckmaschinen in äquivalenter Weise angewandt werden, insbesondere bei Tiefdruck, Siebdruck, Flexodruck, Textildruck, Foliendruck, Metalldruck, Etikettendruckmaschinen, Textildruckmaschinen, Foliendruckmaschinen, Illustrations- und Zeitungsdruckmaschinen usw.
Bezugszeichenliste
1
Mechanische Regelstrecke mit geregelten Antrieben
1 a
Mechanisches System (Regelstrecke)
1 b
Geregelte Antriebe
1.1
Zugkraftregler
1.2
Antriebsmotor mit Drehzahlregelkreis/Winkelregelkreis einschließlich Stromregelkreis
1.3
Übertragungsfunktion (Zusatzsollwert für Bahnzugkraft)
1.4
Symmetrierfilter
1.5
Symmetrierfilter
1.6
Winkelregler
1.7
Übertragungsfunktion (Entkopplung)
1.8
Integralglied
1.9
Übertragungsfunktion (Entkopplung)
2
Regeleinrichtung
2.2
Antriebsmotor mit Stromregelkreis
2.7
Ersatzfunktion des geschlossenen Drehzahlregelkreises
2.8
Algorithmus für Vorwärtsentkopplung
2.9
Algorithmus für Vorwärtsentkopplung
3 3.1
Registerregler
3.2
Antriebsmotor mit Stromregelkreis
3.3
Übertragungsfunktion (Entkopplung)
3.4
Symmetrierfilter
3.5
DT1-Glied
3.6
Schnittregister-Regler
3.7
Ersatzfunktion des geschlossenen Drehzahlregelkreises
3.8
Algorithmus für Rückwärtsentkopplung
3.9
Algorithmus für Rückwärtsentkopplung
4 4.1
Übertragungsfunktion (Entkopplung)
4.2
Antriebsmotor mit Drehzahlregelkreis/Winkelregelkreis einschließlich Stromregelkreis
4.3
Symmetrierfilter
4.4
Winkelregler
5
Sensor für Schnittregisterfehler
6
Sensor für Registerfehler
8
Sensor für Bahnzugkraft
K0
Klemmstelle 0
K1
Klemmstelle 1
K2
Klemmstelle 2
K3
Klemmstelle 3
K4
Klemmstelle 4
Ki
Klemmstelle i
Kk
Klemmstelle k
Fij
Bahnzugkraft im Abschnitt i-j
F01
Eingangs-Bahnzugkraft
F01W
Bahnzugkraft-Sollwert
F23
Bahnzugkraft zwischen K2 und K3
F34
Bahnzugkraft zwischen K3 und K4
F23W
Bahnzugkraft-Sollwert
Xiw
Eingangsgröße
V
Bahngeschwindigkeit
Vi
Umfangsgeschwindigkeit der Klemmstelle i
ωi
Winkelgeschwindigkeit / Drehzahl der Klemmstelle i
ωiw
Winkelgeschwindigkeits-Sollwert
αi
Winkel der Klemmstelle i
αiw
Winkelsollwert / Lagesollwert der Klemmstelle i
Y13 *
Teil-(Schnitt-)Registerfehler zwischen K1 und K3
Y13w*
Register-Sollwert
Y14
(Gesamt-)Schnittregisterfehler
Y14W
Sollwert
RP
Druckregler
RF
Zugkraftregler
RY
Registerregler
T
Trockner
Mi
Antriebsmotor für Klemmstelle i mit zugehöriger Regelung
p
Druck des Pneumatikzylinders
ZT
Änderungen des Querschnitts und des E-Moduls
i2W
Sollwert des drehmomentbildenden Stroms für Antrieb 2
i3W
Sollwert des drehmomentbildenden Stroms für Antrieb 3
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Claims (32)

  1. Verfahren zum Regeln des Schnittregisters einer Rotationsdruckmaschine, bei der zum Regeln des Schnittregisters eine bestimmte Bildinformation oder Messmarken der bedruckten Bahn mittels mindestens eines Sensors (5; 6) und die Bahnzugkraft (F) mittels mindestens eines weiteren Sensors (8) erfasst werden, wobei aus der Bildinformation eine für die Abweichung der Lage des Druckbildes gegenüber seiner Solllage bezogen auf den Ort und Zeitpunkt des Schnittes, d.h. insbesondere Teil- und Gesamt-Schnittregisterfehler, ermittelt werden und damit als Istwerte zur Verfügung stehen und einer Regeleinrichtung (2) zugeführt werden, mittels der der Schnittregisterfehler und die Bahnzugkraft entkoppelt voneinander beeinflusst werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zu regelnder Teil-Schnittregisterfehler (Y* 1 i ) an oder vor einer Klemmstelle (Ki ) und mindestens eine zu regelnde Bahnzugkraft (Fk -1,k ) bzw. (Fi -1, i ) an oder vor einer anderen Klemmstelle (Kk ) oder der gleichen Klemmstelle ( Ki ) gemessen werden, wobei die Klemmstellen ( Ki , Kk ) nicht druckend sind und jeweils vor dem Messerzylinder (K 4) liegen, und dass diese Regelgrößen - die Bahnzugkraft (Fk -1,k bzw. (Fi -1, i ) und der Schnittregisterfehler (Y* 1 i ) - durch Stellgrößen (νi- 1, i , ν i , ν k-1,k , ν k , F 01) und zugeordnete Regler (1.1; 3.1) auf gewünschte Sollwerte (Y* 1 iw, Fk- 1, k,w Fi- 1 ,i,w ) eingestellt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße für das Schnittregister die Voreilung einer nicht druckenden Klemmstelle ist und die Stellgröße für die Bahnzugkraft die Voreilung bzw. Lage der Druckeinheiten, wobei beide Regelungen durch entsprechende Regelkreise realisiert werden, denen die normalen Antriebsregelungen aus Strom-, Drehzahl- und/oder Winkelregelung unterlagert werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Stellgröße die den stationären und instationären in das System eingeleiteten Massenstrom bestimmende Umfangsgeschwindigkeit der Abwickeleinrichtung verwendet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsgeschwindigkeit mittels mindestens eines Messwertes für eine Bahnzugkraft, Bahnspannung oder Bahndehnung beeinflusst wird, insbesondere durch die Lage einer mit der Kraft F 01 auf die Bahn wirkenden Tänzer- oder Pendelwalze, oder mittels eines die Kraft F 01 regelnden Bahnzugkraftregelkreises.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße für den Teil-Registerfehler (Y * / 1k) die Geschwindigkeit (ν k ) einer Klemmstelle (Kk ) und die Stellgröße für die Bahnzugkraft (Fi- 1 ,i ) in einem davor liegenden Bahnabschnitt die Geschwindigkeit (ν i ) einer davor liegenden Klemmstelle (Ki, i < k - 1) ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße für den Teil-Registerfehler (Y * / 1k) die Geschwindigkeit (νk ) einer Klemmstelle (Kk ) und die Stellgröße für die Bahnzugkraft (Fk- 1 ,k ) in dem selben Bahnabschnitt die Geschwindigkeit (ν i ) einer davor liegenden Klemmstelle (Ki, i < k -1) ist, wobei bei Änderung der Geschwindigkeit (νi ) dieser Klemmstelle die Kraft (Fi,i +1) im nachfolgenden Bahnabschnitt nicht selbstkompensierend sein darf.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße für den Teil-Registerfehler (Y * / 1k) die Geschwindigkeit (ν k ) einer Klemmstelle (Kk ) und die Stellgröße für die Bahnzugkraft (Fk -1, k ) in dem selben Bahnabschnitt insbesondere die Geschwindigkeit (ν k -1) der davor liegenden Klemmstelle (Kk- 1) ist, wobei bei Änderung der Geschwindigkeit (νk- 1) dieser Klemmstelle die Kraft (Fk -1, k ), nicht selbstkompensierend sein darf.
  9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße für den Teil-Registerfehler Y * / 1k die Geschwindigkeit (ν k ) einer Klemmstelle (Kk ) und die Stellgröße für die Bahnzugkraft ( Fm -1, m ) in einem danach liegenden Bahnabschnitt die Geschwindigkeit (ν m ) einer Klemmstelle ( Km, m ≥ k + 1) ist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor der den Registerfehler steuernden Klemmstelle, z.B. der Wendeeinheit, liegenden Klemmstellen entkoppelnde Voreilungs-Zusatzsollwerte erhalten (Rückwärtsentkopplung) und dass diese Entkopplung für den stabilen Betrieb zwingend ist und/oder dass außerdem auch alle nach der den Registerfehler steuernden Klemmstelle, z.B. der Wendeeinheit, liegenden Klemmstellen entkoppelnde Voreilungs-Zusatzsollwerte erhalten (Vorwärtsentkopplung).
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Teilentkopplung in Rückwärtsrichtung die Vorgabe des entkoppelnden Voreilungs-Zusätzsottwertes für die Klemmstelle 2 in Form eines Zusatz-Drehzahlsollwertes durchgeführt wird und für die Klemmstelle 1 in Form eines entsprechenden Zugkraft-Zusatzsollwertes am Eingang des Zugkraftreglers über eine entsprechend modifizierte Übertragungsfunktion des geschlossenen Zugkraftregelkreises oder die Vorgabe des entkoppelnden Voreilungs-Zusatzsollwertes für die Klemmstelle 1 in Form eines entsprechenden Drehzahl-Zusatzsollwertes über Symmetrierfilter durchgeführt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entkopplung in Vorwärtsrichtung mit dem Ausgangssignal (x) einer Übertragungsfunktion Fx (1.7) eine Vorsteuerung der Klemmstelle 3 (K 3) entweder mittels eines entsprechenden Register-Zusatzsollwertes am Eingang des Registerreglers mit Hilfe einer weiteren Übertragungsfunktion (3.3) oder unter Verwendung eines Symmetrierfilters (3.4) an den unterlagerten Drehzahlregelkreis dieses Registerregelkreises erfolgt.
  13. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmstelle 4 (K 4) der Klemmstelle 1 (K 1) nachgeführt wird, wobei das Ausgangssignal (x) der Übertragungsfunktion Fx (1.7) mit Hilfe einer Übertragungsfunktion (4.1) als Zusatz-Winkelsollwert auf den Winkelregler (4.4) der Klemmstelle 4 (K 4) geführt wird oder die Nachführung unter Verwendung eines Symmetrierfilters (4.3) als Drehzahl-Zusatzsollwert am unterlagerten Drehzahlregelkreis (4.2) der Klemmstelle 4 (K 4) erfolgt.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung von Regelgrößen und Stellgrößen einschließlich aller für diese Konstellation notwendigen entsprechenden Entkopplungs- und Vorsteuermaßnahmen vertauscht wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnittregisterfehler unmittelbar vor dem Messerzylinder gemessen und durch einen Registerregler geregelt wird, der dem Registerregler der Klemmstelle 3 ( K 3 ) überlagert wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnzugkraft ihren Sollwert annimmt, der in einem vorgeschriebenen Bereich liegt und der Schnittregisterfehler auf seinen Sollwert, insbesondere auf den Wert Null, korrigiert wird.
  17. Verfahren zur Regelung des Schnittregisterfehlers einer Rotationsdruckmaschine, wobei mindestens eine Bahnzugkraft (Fk -1, k ) bzw. (Fi -1, i ), mindestens ein Teil-Schnittregisterfehler (Y* 1 i , Y * / 1k) und der Gesamt-Schnittregisterfehler (Y * / 14) Regelgrößen sind und diese durch geeignete Stellgrößen, nämlich Geschwindigkeiten und/oder Winkellagen von nicht druckenden und/oder druckenden Klemmstellen (ν i -1, i , ν i , ν k - 1,k , ν k , ν1 , ν4), mit Hilfe von Regelkreisen mittels zugeordneter Regler (1.1; 3.1) entkoppelt voneinander anhand entsprechender Sollwerte (Y * / 1i,w, Y * / 1k,w, Fk- 1 ,k,w, Fi- 1 ,i,w ) eingestellt werden, so dass jede der Regelgrößen, also mindestens eine Bahnzugkraft und mindestens ein Teil-Schnittregisterfehler oder der Gesamt-Schnittregisterfehler, ihren Sollwert annimmt, der in einem vorgeschriebenen Bereich liegt, wobei der Teil-Schnittregisterfehler und/oder der Gesamt-Schnittregisterfehler beispielsweise auf den Wert Null korrigiert wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil-Schnittregisterfehler (Y13 *) und der Gesamt-Schnittregisterfehler (Y14) durch Sensoren (5, 6), die eine bestimmte Bildinformation oder Messmarken der bedruckten Bahn auswerten mittels mindestens eines Sensors (5; 6) und die Bahnzugkräfte (Fk -1, k,w , Fi -1, i,w ) mittels mindestens eines weiteren Sensors (8) erfasst und einer Regeleinrichtung (2) zugeführt werden.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße für das Schnittregister (Y13 *) die Voreilung (Winkelgeschwindigkeit ω3 w ) einer nicht druckenden Klemmstelle ist, insbesondere die Voreilung der Wendeeinheit (K3), und die Stellgröße für die Bahnzugkraft in einem davor liegenden oder in demselben Bahnabschnitt die Voreilung (Winkelgeschwindigkeit ω 2 w ) der Kühleinheit (K2) ist, wobei beide Regelungen durch entsprechende Regelkreise realisiert werden, denen die normalen Antriebsregelungen aus Strom-, Drehzahl- und/oder Winkelregelung (2.2; 2.7; 3.2; 3.7) unterlagert werden (Fig. 10 bis Fig. 12).
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkopplung mit Hilfe von analytisch berechenbaren Übertragungsfunktionen (2.8; 3.8) nach einem mathematischen Modell der Druckmaschine erfolgt.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die plastische Deformation der Papierbahn bei Änderung der Voreilung (ω2 w ) des Kühlwerkes (K2) genutzt wird, wobei insbesondere einfache Entkopplungsalgorithmen (2.8; 3.8) herleitbar sind.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die für die mechanische Ebene berechneten, einfachen Entkopplungsalgorithmen (2.8; 3.8) auf der elektronischen Ebene (2.9; 3.9) der geregelten elektrischen Antriebe realisiert werden.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass Entkopplungsalgorithmen, in denen offenen Integratoren mit der Integrationszeitkonstante (7) auftreten, durch Verzögerungsglieder erster Ordnung mit der Zeitkonstante (7) ersetzt werden, wobei eine leichte Inbetriebnahme ermöglicht wird.
  24. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Regelstrecke verkoppelten Regelgrößen, also der geregelte Teil-Schnittregisterfehler (Y13 *) und die geregelte Kraft (F 23) durch die Entkopplungsalgorithmen (2.9; 3.9) und die Algorithmen der Regler (2.1; 3.1) ihre vorgegebenen Sollwerte ohne bleibenden Regelfehler annehmen.
  25. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelkreis für die Bahnzugkraft (F 23) mit einer Begrenzung des Winkelgeschwindigkeitssollwertes (ω 2 w ) derart ausgestattet ist, dass die Kraft vor der den Registerfehler regelnden Klemmstelle (K2) in einstellbaren, vorgeschriebenen Grenzen gehalten wird.
  26. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelkreis für den Registerfehler (Y13 *) mit einer Begrenzung des Winkelgeschwindigkeitssollwertes (ω3 w ) derart ausgestattet ist, dass die Voreilung der Klemmstelle (K3) in einstellbaren, vorgeschriebenen Grenzen gehalten wird.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung von Regelgrößen und Stellgrößen einschließlich aller für diese Konstellation notwendigen entsprechenden Entkopplungs- und Vorsteuermaßnahmen vertauscht wird.
  28. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamt-Schnittregisterfehler (Y14) unmittelbar vor dem Messerzylinder gemessen und durch einen Registerregler (3.6) geregelt wird, der dem Registerregler der Klemmstelle 3 ( K 3 ) überlagert wird.
  29. Vorrichtung zum Regeln des Schnittregisters, insbesondere nach Anspruch 1 bis 28, an einer Rotationsdruckmaschine, deren Klemmstellen ( K 1 bis K 4 ) mit Antriebsmotoren mit zugeordneter Strom-, Drehzahl- und gegebenenfalls Winkelregelung unabhängig voneinander antreibbar sind und bei der das Schnittregister (Y 14) und/oder damit verbundene weitere Teil-Registerabweichungen (Y * / 13, Y * / 1i, Y * / ik) an oder vor einem Messerzylinder (K 4) und/oder an oder vor einer oder mehreren diesem Messerzylinder (K 4) vorgeordneten Klemmstellen (Ki , Kk , K 1 bis K 3) über eine bestimmte Bildinformation oder Messmarken der bedruckten Bahn mittels mindestens eines Sensors (5; 6) erfassbar sind, die Bahnzugkraft (F) mittels mindestens eines weiteren Sensors (8) erfassbar ist und diese von den Sensoren (5; 6; 8) erfassten Registerabweichungen (Y * / 13, Y * / 1i, Y * / ik) und Bahnzugkräfte (Fjk ) zur Beeinflussung des Schnittregisterfehlers (Y 14) einer Regel- und/oder Steuerungseinrichtung (2) zur Veränderung von Winkellagen oder Umfangsgeschwindigkeiten (ν1, bis ν 3, ν i , ν k ) der jeweiligen Klemmstelle ( K 1 bis K 3 , Ki , K k ) zuführbar sind, wobei die Bahnzugkraft (F jk ) in einem Bahnabschnitt (j-k) und der Registerfehler (Y * / 1k) in einem anderen oder demselben Bahnabschnitt unabhängig voneinander durch entsprechende Sollwerte (Fjkw, Y * / 1kw) einstellbar sind, wozu eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, insbesondere ein Leitstand, mit entsprechender Visualisierung vorgesehen ist.
  30. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abwickeleinrichtung (K0) mittels Tänzerwalzen oder Bahnzugkraftregelkreisen derart steuerbar ist, dass mit Hilfe der Umfangsgeschwindigkeit (ν1) der Klemmstelle (K 1) oder mit Hilfe der Bahnzugkraft (F 01) der instationäre und stationäre, in das System eingeleitete Massenstrom veränderbar ist.
  31. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (5; 6; 8) und zugehörige Auswerteeinrichtungen bei Nenngeschwindigkeit der Druckmaschine die Information über den oder die Registerfehler (Y 14 ; Y * / 13; Y * / 1i; Y * / ik) und die Bahnzugkraft (Fk -1, k bzw. F i - 1, i ) in minimaler Zeit zur Verfügung stellen und mit Schnittstellen ausgeführt sind, welche die Registerfehler (Y 14 ; Y * / 13 ; Y * / 1i ; Y * / ik) und Bahnzugkräfte (F k-1, k bzw. Fi -1, i ) über Feldbusse, Ethernet oder anderer Kommunikationsbusse oder Kommunikationsschnittstellen übertragen.
  32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Regel- und/oder Steuerungseinrichtung (2) als Zentralrechner, vorzugsweise im Leitstand, oder als eingebetteter Rechner, vorzugsweise in einem Steuer- oder Reglerschrank, oder funktionell dezentralisiert in den jeweiligen Umrichtergeräten realisiert ist und alle Informationen (Istwerte, Sollwerte, Regelalgorythmen) in Echtzeit verarbeitbar sind.
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