EP1505025B1 - Méthode et dispositif pour contrôler la tension d'une bande et le répérage de coup d'une imprimante rotative - Google Patents

Méthode et dispositif pour contrôler la tension d'une bande et le répérage de coup d'une imprimante rotative Download PDF

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EP1505025B1
EP1505025B1 EP04018429.3A EP04018429A EP1505025B1 EP 1505025 B1 EP1505025 B1 EP 1505025B1 EP 04018429 A EP04018429 A EP 04018429A EP 1505025 B1 EP1505025 B1 EP 1505025B1
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EP
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web
pulling force
control
register
register error
Prior art date
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EP04018429.3A
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English (en)
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EP1505025A2 (fr
EP1505025A3 (fr
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Günther Dr. Prof. Brandenburg
Andreas Klemm
Stefan Geissenberger
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Manroland Web Systems GmbH
Original Assignee
Manroland Web Systems GmbH
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    • B65H2513/10—Speed

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for regulating the web tension and the cutting register error of a web-fed rotary printing press.
  • the transit time of the web image points is adjusted at a constant web path, while according to the prior art, a web length change is made at a constant web speed.
  • an image information or measuring marks of the printed web which is suitable for the deviation of the position of the printed image relative to its desired position with respect to the location and time of the cut, ie for the cut register error, is detected, evaluated and / or converted into an actual value ,
  • the determination of the controlled variables of sensors is assumed, but models can partially or completely replace these sensors, ie. the magnitudes are estimated in an equivalent manner by means of mathematical or empirical models
  • a part-cutting register error to be regulated and a web tension to be controlled lie in different web sections, that the speed v k of a non-printing nip k is the manipulated variable for the partial cut register error Y 1 ⁇ k * and one of the velocities ⁇ i , ⁇ i -1 , ⁇ i -2 , ⁇ i -3 to v, is the manipulated variable for the web tension F i -1, i in a preceding web section, the web tensile forces F i -1 , i , F i -2, i -1 , F i -3, i -2 to F 12
  • Use of one of the velocities ⁇ i -1 , ⁇ i -2 , ⁇ i -3 to ⁇ 1 may not be self-compensating as a manipulated variable.
  • a partial cutting register error to be regulated and a web tension to be controlled can lie in different web sections, wherein the manipulated variable for the partial cut register error Y 1 ⁇ k * the speed ⁇ k of a non-printing nip K k and the manipulated variable for the web tensile force F k + 1, k + 2 , F k + 2, k + 3 to F n -2, n -1 in a path behind it, the velocity v k +1 , ⁇ k +2 to ⁇ n -1 .
  • a part-cutting register error to be controlled and a web tension F k -1, k to be controlled can lie in the same web section, wherein the speed v k of a non-printing nip k is the manipulated variable for the partial cut register error Y 1 ⁇ k * and the velocity ⁇ k , ⁇ k -1 , ⁇ k -2 , ⁇ k -3 to ⁇ 1 is the manipulated variable for the web tensile force F k -1, k , the web tensile forces F k -1, k , F k - 2, k -1 , F k -3, k -2 to F 12 when using the velocities ⁇ k -1 , ⁇ k -2 , ⁇ k -3 to ⁇ 1 may not be self-compensating as a manipulated variable.
  • the advantage is that the cut register error can be measured immediately before the knife cylinder and controlled by a register controller, which is superimposed on the register controller of the terminal point k.
  • the solution according to the invention requires no additional mechanical web guide element.
  • existing non-printing train units are used, such.
  • pull rollers in Falzended the funnel roller or more lying in the path between the last printing unit and knife cylinder traction units, which are preferably driven by means of variable-speed individual drives.
  • the parameters entering the cutting register control path are largely independent of the properties of the rotary printing press. Furthermore, the cutting register accuracy can be significantly increased by the new method.
  • the invention also relates to a device for carrying out the method for controlling the cut register on a rotary printing press, the terminal points 1 to n with drive motors with associated current, speed and optionally angle control are independently drivable and at the cut register error Y 1 n and / or associated subregister error Y 12 * . Y 13 * . Y 1 ⁇ i * . Y 1 ⁇ k * . Y 1 .
  • n - 1 * on or in front of a knife cylinder (nip n) and / or on or before one or more of this knife cylinder upstream clamping points 1 to n-1 can be detected by a certain image information or measurement marks of the printed web by means of at least one sensor, a web tension F by means of at least one other Sensor is detectable and recorded by the sensors register deviations Y 12 * . Y 13 * . Y 1 ⁇ i * . Y 1 ⁇ k * . Y 1 .
  • the unwinding device K 0 is controllable by means of dancer rolls or web tension control loops such that with the aid of the peripheral speed v 1 of the nip K 1 or with the aid of the web tension F 01 the unsteady and stationary mass flow introduced into the system can be changed.
  • the sensors and associated evaluation devices at the nominal speed of the printing press information about the register error or errors Y 14 ; Y 13 * ; Y 1 ⁇ i * ; Y ik * and provide the web tensile force F k -1, k and F i -1, i , respectively , in minimum time, and are implemented with interfaces which are the register errors Y 14 ; Y 13 * ; Y 1 ⁇ i * ; Y ik * and web tensile forces F k -1, k and F i -1, i transmitted via field buses, Ethernet or other communication buses and communication interfaces.
  • control and / or regulating device is implemented as a central computer, preferably in the control station, or as an embedded computer, preferably in a control or control cabinet, or functionally decentralized in the respective inverter devices, all information (actual values, setpoints, crizalgorythmen) in real time are processable.
  • the general system to be considered consists of the driven by controlled drive motors clamping points 0 to n, K 0 to K n , where K 0 the unwinding, K 1 all printing nips, K 2 to K n -1 all non-printing nips and K n den Represent knife cylinder.
  • the web force in a section i-1, i is referred to as F i -1, i .
  • the magnitudes ⁇ i are the peripheral velocities of the clamping points K i , which are approximated by the behavior of wound Coulomb friction rollers.
  • z T the changes of the modulus of elasticity and the section of the incoming web are summarized.
  • the register error Y 1 n on the knife cylinder is as Total cut register error or short referred to as cut register error.
  • a previously accumulated register error Y 1 ⁇ i * . measured at a non-printing nip i, is called part cut register error or short part register error.
  • the unsteady or stationary mass flow supplied to the system via the input of the nip 1 ( K 1 ), measured in kgs -1 , is determined by the peripheral speed v 1 of the nip 1 ( K 1 ) and the strain ⁇ 01 .
  • the force F 01 of the strain ⁇ 01 is proportional.
  • the force F 01 is set by the contact force of a dancer roller or by a tension control loop - the peripheral speed of the nip 0 - directly or indirectly via a further setting to the web tension - according to the position setpoint or force setpoint.
  • changes of F 01 or ⁇ 1 change the transient as well as the stationary mass flow.
  • the peripheral speeds of the other terminal points can - assuming Hooke'sches material - not change the mass flow in the following track sections stationary.
  • the peripheral speeds are referred to below as speeds.
  • the part register errors become Y 1 ⁇ i * and the forces influenced by the speeds of non-printing nips.
  • the stationary mass flow rate ⁇ 1 of the nip 1 or the force F 01 is used.
  • the position of the knife cylinder can also be changed.
  • n nipples of Fig. 1 is a simplified form of a rotary printing machine, in particular a web offset printing press.
  • nip 0 K 0
  • following nip 1 K 1
  • all printing units are summarized.
  • Clamping point 2 K 2
  • terminal 3 K 3
  • the following terminal points i-1 to n-1 K i -1 to K n -1 ) marked with general indices are driven pulling or working units.
  • the nip n ( K n ) denotes the folding unit with the cutting-determining knife cylinder.
  • the quantities ⁇ i are the circumferential speeds of the clamping points K i , hereinafter referred to as speeds. In rotary printing presses, the term “overfeed” is used instead of the term "speed”.
  • the system of Fig. 1 is understood as a mechanical controlled system with associated actuators (controlled drives).
  • Controlled variables are the part-cut register errors Y 1 ⁇ i * . Y 1 ⁇ k * . etc. and the total cut register error Y 1 n and the web tensile forces F i -1, i , F i , i +1 , F k -1, k , F k , k +1 , etc.
  • control loops for the web tensile force F i -1, i , the partial register errors Y 13 * and Y 1 ⁇ i * and the total register error Y 1 n are the web tensile force F i -1, i , the partial register errors Y 13 * and Y 1 ⁇ i * and the total register error Y 1 n .
  • Manipulated variables are the leadings or velocities of the clamping points i-1 to n-1 ( K i -1 to K n -1 ) and the lead or position of the nip 1 and the thoroughlysbahnzugkraft F 01 .
  • the partial register errors and the web tensile forces are to be decoupled from one another in accordance with preset setpoint values in the control-technical sense.
  • the total cut register error Y 1 n is the deviation of the intersecting line between two printed images from their correct position at the time of intersection of the nip (knife cylinder) n ( K n ) with respect to the nip 1 ( K 1 ).
  • the actuators form the controlled drive motors M 0 to M n .
  • Input variables x iw shown represent the angular velocity (speed) or angle setpoints of the controlled drives M 0 to M n .
  • the part register error Y 1 ⁇ i * with the register controller i.1 with the help of the speed v i of the terminal point i ( K i ) - for example, a turning unit - to the setpoint Y 1 ⁇ i . w * . for example Y 1 ⁇ i . w * 0 . regulated.
  • This speed control loop i.2 of the drive motor Mi associated with the clamping point i ( K i ) is subordinated to this register control loop.
  • the very small equivalent time constant of the current loop underlying the speed control loop is negligible.
  • the partial register error Y 13 * to the setpoint Y 1 ⁇ i . w * . for example Y 1 ⁇ i . w * 0 . regulated.
  • the web tension F i -1, i must therefore be limited.
  • a tensile force sensor 4 for example as a measuring roller, measured, fed to the comparison point of a traction controller 2.1 and compared with the desired value F i -1, i , w .
  • the tension regulator 2.1 for example, at the terminal point 2 ( K 2 ), ensures compliance with the desired web tension F i -1, i and simultaneously allows their papiersortentouche specification by the machine operator in the overfeed adjustment of the terminal point i ( K i ) no longer must intervene.
  • the draft regulator 2.1 specifies the angular velocity setpoint ⁇ 2 w for the nip 2 ( K 2 ).
  • Each angle control loop consists of an angle controller, the subordinate speed control loop including current loop (summarized in block 2.2).
  • F 23 not be self-compensating. Self-compensation does not occur if, for example, terminal 2 ( K 2 ) is preceded by a dryer. Then F 23 and all following forces including F i -1, i are fully controllable (see point 7).
  • the controlled variables namely the partial register errors in the example Y 13 * and Y 1 ⁇ i * and the tensile force F i -1, i , are dependent on each other by the structure of the controlled system, ie coupled together.
  • the engagement of the tension controller 2.1 is connected to a speed control of the terminal point 2 ( K 2 ) and calls a partial register error Y 12 * thus also partial register error Y 13 * and Y 1 ⁇ i * . out.
  • the register control loop (controller i.1) now tries this error Y 1 ⁇ i * . by a speed change ⁇ i back to the setpoint Y 1 ⁇ i . w *
  • the entire system can become unstable.
  • j partial register errors ( Y 13 * ; Y 1 ⁇ i * . Y 1 ⁇ m * . ... ) and q web tensile forces ( F i -1, i , F k -1, k , ...), ie any number of sub-register errors and web tensile forces are controlled, for which j + q manipulated variables are necessary.
  • a partial register error to be regulated and a track traction to be controlled need not be in the same track section.
  • the multi-variable controlled system can be decoupled with the aid of the theory of multi-variable control, in the case of two controlled variables especially according to [Föl 88]. Without decoupling measures, the multi-variable control would be unstable. In particular, the multi-variable control is to be designed so that the web tensile forces and the partial register errors are decoupled from each other by corresponding setpoints in the control-technical sense.
  • both the nip 1 (pressure units) and the web tension F 01 come into question, both because of their ability to change the introduced into the system transient and steady state mass flow that they directly or via further upstream Web tension adjustment devices change the peripheral speed of the unwinder.
  • the contact pressure of the dancer or pendulum roller z. B. as a control variable for the web tension F i -1, i in the desired section i-1, i selected.
  • the contact pressure 2 F 01 of the dancer roller is adjusted, for example, via the pressure in the 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 n ) 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 traction control loop then works, for example, with a Register control loop (controller i.3) for Y 1 ⁇ i * in decoupled form together.
  • the force F 23 could be regulated.
  • incoming disturbances are thus detected well before the knife cylinder and can be adjusted at this location.
  • the error at the location of the cut is thus kept small, but in the course of the train - mostly in the form of several partial webs - up to the place of the cut more sources of interference occur, which cause a cutting register error. Therefore, the cut register error will be in the system Fig. 1 denoted as Y 1 n , measured by a sensor 3 immediately before the knife cylinder n ( K n ) and fed to a further register controller i.3. This now delivers the setpoint Y 1 ⁇ i . w * . which will change as a result of the specification of the setpoint Y 1 n , w in general.
  • the now subordinate control loop for Y 1 ⁇ n * ensures that the controller i.3 for Y 1 n essentially has to compensate for the disturbances occurring after the terminal point i ( K i ).
  • the superimposed register control loop i.3 is able to work together with other possible control variants for forces and partial register errors.
  • the setpoint for the partial register error could also be used Y 13 .
  • w * be influenced by the register controller i.3 in a suitable manner.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
  • Inking, Control Or Cleaning Of Printing Machines (AREA)

Claims (14)

  1. Procédé de réglage de l'erreur de registre de coupe globale (Y 1n) d'une machine d'impression rotative au moyen du réglage d'au moins une erreur de registre de coupe partielle (Y*1i) et de réglage d'au moins une force de traction de bande (F i-1,i), la machine d'impression rotative présentant des points de serrage à entraînement régulé 0 à n (K 0 à K n), dans lequel, pour influer sur j erreurs de registre de coupe partielle et q forces de traction de bande, on utilise j+q paramètres de réglage, que les vitesses circonférentielles et/ou positions angulaires des points de serrage (K 1 à K n-1) font office de paramètres de réglage et que les erreurs de registre de coupe partielle et la force de traction de bande se situent respectivement dans la même section de bande ou des sections de bandes différentes, caractérisé en ce que, à l'aide de stratégies de réglage, les erreurs de registre de coupe partielle et les forces de traction de bande sont préconisées dissociées les unes des autres par des valeurs théoriques correspondantes.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme paramètre de réglage la vitesse circonférentielle du dispositif de déroulement déterminant le débit volumique introduit dans le système.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on agit sur la vitesse circonférentielle au moyen d'au moins une valeur de mesure pour une force de traction de bande, tension de bande ou extension de bande, en particulier par la position d'un rouleau compensateur ou pendulaire agissant sur la bande avec la force F 01, ou par un circuit de réglage de force de bande réglant la force F 01.
  4. Procédé selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins une erreur de registre de coupe partielle et l'erreur de registre de coupe globale sont réglées par des capteurs (1 ; 2 ; 3) qui évaluent une certaine information graphique ou des marques de mesure de la bande imprimée et que les forces de traction de bande sont détectées au moyen d'autres capteurs (4) et réglées par des circuits de réglage.
  5. Procédé selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins une erreur de registre de coupe partielle à régler et une force de traction de bande à régler se situent dans différentes sections de la bande, que la vitesse (vk) d'un point de serrage n'imprimant pas k (K k) est le paramètre de réglage pour l'erreur de registre de coupe partielle (Y*1k) et qu'une des vitesses (vi, Vi-1, vi-2, Vi-3... à v1) est la valeur de réglage pour la force de traction de bande (F i-1,i) dans une section de bande située en amont, les forces de traction de bande (F i-1,i, F i-2,i-1, F i-3,i-2 ... à F 12) , en cas d'application d'une des vitesses (vi-1, vi-2, vi-3... à v1) présentes respectivement à l'entrée de la section de bande concernée ne peuvent pas être auto-compensatrices en tant que paramètre de réglage.
  6. Procédé selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une erreur de registre de coupe partielle à régler et une force de traction de bande à régler se situent dans différentes sections de la bande, le paramètre de réglage pour l'erreur de registre de coupe partielle (Y*1k) étant la vitesse (vk) d'un point de serrage (kk) n'imprimant pas et le paramètre de réglage pour la force de traction de bande (F k+1,k+2, F k+2, k+3 à Fn-2, n-1) étant, dans une section de bande se situant derrière, la vitesse (vk+1, vk+2 ... à vn-1).
  7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une erreur de registre de coupe partielle à régler et une force de traction de bande à régler se situent dans la même section de la bande et que le paramètre de réglage pour l'erreur de registre de coupe partielle (Y*1k) est la vitesse (vk) d'un point de serrage k(K k) n'imprimant pas et qu'une des vitesses (vk-1, vk-2, vk-3 ... à v1) est le paramètre de réglage pour la force de traction de bande (Fk-1,k) dans une section de bande se situant avant, les forces de traction de bande (F k-1, k, F k-2,k-1, F k-3,k-2 ... à ... F 12) en cas d'application d'une des vitesses (vk-1, vk-2, vk-3 ... à v1) ne pouvant pas être auto-compensatrices en tant que paramètre de réglage.
  8. Procédé selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, pour régler une force de traction de bande (F i-1,i) en cas de modification de cette force de traction de bande selon une nouvelle valeur théorique (F i-1,i,w), on modifie ainsi également au moins une des forces de traction de bande suivantes ou toutes (F i,i+1, F i,i+2, etc.).
  9. Procédé selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, pour régler une force de traction de bande (F i-1,i) en cas de modification de cette force de traction de bande selon une nouvelle valeur théorique (F i-1,i,w), on modifie seulement cette force de traction de bande (F i-1,i).
  10. Procédé selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'erreur de registre de coupe globale est mesurée juste en amont du cylindre mesureur et réglée par un régleur de registre qui est superposé au régleur de registre pour l'erreur de registre de coupe partielle (Y*1k) à un point de serrage k (K k) ou en amont de celui-ci.
  11. Dispositif de réglage du registre de coupe, en particulier selon les revendications 1 à 10, caractérisé en ce que, sur une machine d'impression rotative dont les points de serrage (K 1 à K n) peuvent être entraînés indépendamment les uns des autres par des moteurs équipés d'un réglage de courant, de régime et éventuellement d'angle associé et dans lequel les erreurs de registre de coupe globale (Y 1n) peuvent être détectées au niveau ou en amont d'un cylindre mesureur (K n) et/ou des erreurs de registre de coupe partielle (Y*12, Y*13, Y*1i, Y*1k, Y*1,n-1) corrélatives peuvent être détectées au niveau ou en amont d'un ou de plusieurs points de serrage (K 1, K i, K k à K n-1) disposés en amont de ce cylindre mesureur via une certaine information graphique ou des marques de mesure de la bande imprimée au moyen d'au moins un capteur (1 ; 2 ; 3), la force de traction de bande (F) peut être détectée au moyen d'au moins un autre capteur (4) et ces écarts du registre Y*12, Y*13, Y*1i, Y*1k, Y*1,n-1) et forces de traction de bande (F jk), en vue d'influer sur l'erreur de registre de coupe (Y 1n), peuvent être envoyés à un dispositif de commande pour la modification de situations angulaires ou de vitesses circonférentielles (v1 à v3, vi, vk, vn) du point de serrage respectif (K 1 à K 3, K 4, K i, K k, K n), une force de traction de bande (F i-1,i) étant réglable dans une section de bande (i-1, i) et une erreur de registre partielle (Y*1k) dans une autre ou la même section de bande indépendamment l'une de l'autre à l'aide de valeurs théoriques (F i-1,i,w, Y*1k,w), une interface homme/machine, en particulier un poste de direction doté d'un dispositif de visualisation correspondant étant prévu à cet effet.
  12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'un dispositif de déroulement (K 0) peut être commandé au moyen de rouleaux compensateurs ou de circuits de réglage de la force de bande de manière à ce que, à l'aide de la vitesse circonférentielle (v1) du point de serrage (K 1) ou à l'aide de la force de traction de bande (F 01) le débit volumique non stationnaire et stationnaire introduit dans le système puisse être modifié.
  13. Dispositif selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que les capteurs (1 ; 2 ; 3 ; 4) et les dispositifs d'exploitation afférents, à la vitesse nominale de la machine d'impression, mettent à disposition l'information sur l'erreur ou les erreurs de registre (Y 14, Y*13, Y*1i, Y*1k) et la force de traction de bande (F k-1,k ou F i-1,i) en un temps minimal et sont réalisés avec des interfaces qui transmettent les erreurs de registre (Y 14, Y*13, Y*1i, Y*ik) et forces de traction de bande (F k-1,k ou F i-1,i) via des bus de champ, Ethernet ou d'autres bus de communication et interfaces de communication.
  14. Dispositif selon une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que le dispositif de réglage et/ou de commande est réalisé sous forme d'un ordinateur central, de préférence dans le poste de direction, ou sous forme d'un ordinateur intégré, de préférence dans une armoire de commande ou de réglage, ou décentralisé du point de vue fonctionnel dans les appareils convertisseurs et que toutes les informations (valeurs réelles, valeurs théoriques, algorithmes de réglage) peuvent être traitées en temps réel.
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