EP1543961A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Lageregelung von Baugruppen einer Druckmaschine - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Lageregelung von Baugruppen einer Druckmaschine Download PDF

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EP1543961A1
EP1543961A1 EP04028635A EP04028635A EP1543961A1 EP 1543961 A1 EP1543961 A1 EP 1543961A1 EP 04028635 A EP04028635 A EP 04028635A EP 04028635 A EP04028635 A EP 04028635A EP 1543961 A1 EP1543961 A1 EP 1543961A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
acceleration
speed
change
data
maximum allowable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04028635A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Steffen Dr. Garrelts
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
MAN Roland Druckmaschinen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAN Roland Druckmaschinen AG filed Critical MAN Roland Druckmaschinen AG
Publication of EP1543961A1 publication Critical patent/EP1543961A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F13/00—Common details of rotary presses or machines
    • B41F13/004—Electric or hydraulic features of drives
    • B41F13/0045—Electric driving devices

Definitions

  • the invention relates to a method for position control of Assemblies of a printing press according to the preamble of Claim 1. Furthermore, the invention relates to a Device for position control of assemblies of a printing machine according to the preamble of claim 10.
  • DE 41 37 482 A1 discloses a Abtour device for a drive motor of a printing press.
  • a speed setpoint device generates a setpoint value in the event of an emergency stop or a reference variable for the rotational speed, after a optimal speed-time characteristic according to the Abtour process to meet the requirements of the printing press.
  • the method described in DE 41 37 482 A1 is suitable However, not to, for example, set-up at a Perform printing press.
  • the problem lies with the present invention underlying, a novel method and a corresponding Device for position control of assemblies of a To create a printing machine.
  • Position control method by the characteristics of the characterizing one Part of claim 1 is further developed.
  • data from a given, to be performed Change in position or position change of an assembly the print engine and data about one for the assembly or the printing press maximum permissible speed and / or a maximum allowable acceleration and / or a maximum permissible jerk automatically at least one reference variable generated for the position control. From the above data Preferably switching points are generated for the jerk so that the predetermined, to be performed change in position or position change takes place optimally.
  • the device according to the invention is in the independent claim 10 defined.
  • the inventive use thereof results from the claims 14 and 15.
  • Fig. 1 shows schematically a printing machine 10, the one end a feeder 11 and at an opposite End has a boom 12.
  • a material to be printed is starting from the feeder 11 by the printing press 10 in Direction of the boom 12 moves and thereby by several Printing units 13 promoted. Following the printing units 13 The material to be printed can still through a finishing module 14, in particular by a paint module to be moved.
  • Fig. 2 shows an enlarged detail of a printing unit 13 in connection with a printing plate change.
  • Fig. 2 shows a printing plate 15, which in a printing plate change a printing plate cylinder 16 is supplied.
  • the pressure plate cylinder must 16 predefined positions, namely angular positions, approach.
  • the present here Invention not on the printing plate change on a Printing plate cylinder is limited, but also Can be used with other assemblies that are related with setup work a predefined position or Need to take position.
  • Fig. 3 shows a highly schematic block diagram of a Lüregelnikes, for example, is used to the explained in connection with FIG. 2 position change or change in position of the printing plate cylinder 16 make.
  • the position control loop comprises a path to be controlled 18, wherein the controlled system 18 further subordinate control loops may have in the sense of a cascade control.
  • the position control loop comprises a regulator 17 which, depending on the difference between a setpoint 19 and an actual value 20, a manipulated variable 21 for influencing the controlled system 18 generated.
  • the desired value 19 is also referred to as a reference variable.
  • 22 data are fed to the reference variable generator, from which the same automatically the or each reference variable 19 generated for the position control.
  • the data 23 about the predetermined, to be performed change in position or Position changes include at least the starting point and the End point of the change of position to be carried out.
  • the data 24 about the maximum allowable speed include at least Data on the maximum permissible, positive as well as the maximum permissible, negative speed.
  • FIGS. 4 to 7 are For reasons of representation around normalized diagrams, each of the temporal setpoint course or reference variable course of the Rucks, the acceleration, the speed and the situation for four different, with the inventive method and the device according to the invention to be controlled Position change tasks or position change tasks show.
  • On the horizontal x-axis of the diagrams according to Fig. 4 to 7 is the normalized time and on the vertically extending y-axis are respectively the normalized Truck setpoints, acceleration setpoints, speed setpoints or position setpoints plotted.
  • the acceleration is due to the integration of the jerk over time yields.
  • the speed follows from the Integration of acceleration over time, the situation follows from the integration of speed over time. With In other words, it results from the temporal Derivation of the position the speed, from the temporal Derivation of the speed results in the acceleration and from the time derivative of the acceleration the jerk.
  • the reference variable generator 22 is used in the Meaning of the present invention in addition to the data on the maximum allowable, positive and negative speed, the data on the maximum allowable, positive and negative Acceleration and data on a maximum allowable, positive and negative jerk also data about the given, fed to be changed position.
  • the data about the change of position to be carried out is the Start point and the end point of the position change to be performed.
  • Fig. 4 now illustrates a control problem in which the Time optimal to be carried out change of position or position change without exceeding the maximum permissible speed values as well as the maximum permissible acceleration values can be carried out.
  • a curve 27 illustrates the setpoint curve of the jerk
  • a curve 28 illustrates the setpoint course of the acceleration
  • a curve 29 clarifies the setpoint course of the speed
  • a Curve 30 illustrates the setpoint course of the change in position or position change for the position control.
  • the in Fig. 4 with the reference numeral 31 marked point accordingly the starting point and marked with the reference numeral 32 Point defines the end point of the change of position to be performed or position change.
  • the change in position or position change between the two points 31 and 32 is in the sense the time of the present invention performed time optimal.
  • Fig. 4 in which for carrying out the Change in position neither the maximum allowable acceleration nor the maximum permissible speed is exceeded, become in the sense of the method according to the invention only generates two switching points for the setpoint curve of the jerk. These switching points are shown in Fig. 4 with the reference numerals 33 and 34 marked. Using this Switch points 33 and 34 for the jerk can be via appropriate Integrations the setpoint curves of acceleration, Calculate speed and position.
  • the shown in Fig. 3 Lüregelnik be as a guide 19 a consequence of transmitted position setpoints determined in this way.
  • Fig. 5 shows another normalized diagram of one using the device according to the invention and with the aid of the invention Method releasable attitude control problem, wherein in the case shown in Fig. 5 during the position control the maximum permissible speed is reached.
  • Fig. 5 is the temporal, normalized setpoint course of the jerk through a curve 35, the temporal, normalized setpoint course of the Acceleration through a curve 36, the temporal, normalized Setpoint course of the speed through a curve 37 and the setpoint course for the position change by a Curve 38 is shown.
  • Fig. 6 shows another, by means of the present here Invention solvable attitude control problem, wherein in Difference to the embodiments of FIGS. 4 and 5 during the position control, the maximum permissible acceleration is reached.
  • the Setpoint course of the jerk through a curve 43, the setpoint course the acceleration through a curve 44, the setpoint course the speed through a curve 45 and the Setpoint course for the position change through a curve 46 clarified.
  • FIG. 6 is approximately at the normalized time 0.15 the maximum acceleration reached.
  • the Rucksollwertverlauf switching points 47, 48, 49 and 50 determines that the position change to be performed time-optimized can be performed.
  • Position control problem clarifies the normalized diagram of the FIG. 7.
  • Position control both the maximum permissible values of the acceleration as well as the maximum permissible values of the speed reached.
  • a Kure 51 illustrates the temporal, normalized setpoint course of the jerk, a curve 52 of the temporal, normalized Setpoint course of the acceleration, a curve 53 den temporal, normalized setpoint course of the speed and a curve 54, the setpoint curve for the change in position.
  • the setpoint curves for jerk, shown in FIGS. 4 to 7, Speed, acceleration and position are all possible reference variables, which is the reference variable generator generated and output to the position control loop of the printing press can.
  • the reference variable generator can be used also pre-control data for acceleration and speed of the downstream position control loop.
  • the position setpoints are made of multiple Integration of generated Rucksollwertverlaufs determined wherein, after integration of the setback value curve over the Time the acceleration setpoint course is present, where after the integration of the acceleration setpoint course over the Time is the speed setpoint course, and where after the integration of the speed setpoint course Over the time the position setpoint course is present.
  • the leading figures or setpoints are in the timing of the position control automatically generated.
  • the sequence of the setpoints or Reference variables give a temporal course, the one Time-optimized movement under the given boundary conditions realized.
  • FIGS. 4 to 7 is a jerk-limited control realized. Is a jerk-bound Regulation sufficient, so become the reference variable generator 22 as data only the data 23 on the predetermined, to be performed change in position or position change of Module and the data 24 over a maximum allowable Speed and data 25 over a maximum allowable Acceleration supplied. On the data 26 over a maximum permissible jerk can then be dispensed with. In this case Then, in a similar way, switching points for the acceleration determines, via integrations again the setpoint curves of speed and location can be calculated can.
  • FIGS. 4 to 7 are the trajectories of jerk, acceleration and speed with respect to a drawn at normalized time 0.5 Axis axisymmetric. Within the meaning of the present invention must therefore only reference values or setpoints until the normalized time 0.5 are generated. Which at the normalized time 0.5 subsequent setpoints or Guide sizes can then be achieved by simple axis mirroring be determined. Furthermore, the diagrams of FIG. 4 to 7 are taken that the course of the situation regarding of the position value present at time point 0.5 point-symmetrical is.
  • Figs. 4 to 7 are temporally constant data 24, 25, 26 over the maximum allowable Speed, the maximum allowed acceleration and the maximum permissible jerk used. As defined here Invention, these data can also be time-variable.
  • inventive device and the inventive Methods are preferably used for time-optimized Implementation of set-up work on a printing machine, especially in the time-optimized implementation of a Changing the printing plate on a printing plate cylinder Press.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Lageregelung von Baugruppen einer Druckmaschine, insbesondere zur Durchführung von Einrichtarbeiten an der Druckmaschine. Erfindungsgemäß wird aus Daten einer vorgegebenen, durchzuführenden Lageänderung bzw. Positionsänderung und aus Daten über eine maximal zulässige Geschwindigkeit und/oder eine maximal zulässige Beschleunigung und/oder einen maximal zulässigen Ruck automatisch mindestens eine Führungsgröße für die Lageregelung generiert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung verfügt hierzu über einen Führungsgrößengenerator. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lageregelung von Baugruppen einer Druckmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Lageregelung von Baugruppen einer Druckmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.
[Stand der Technik]
Zur Ausführung eines neuen Druckauftrags müssen an einer Druckmaschine eine Vielzahl von Einstellungen vorgenommen werden. Derartige Einstellungen an Druckmaschinen, die der Einrichtung der Druckmaschine für einen neuen Druckauftrag dienen und außerhalb des normalen Druckbetriebs durchgeführt werden, bezeichnet man auch als Einrichtarbeiten. Bei derartigen Einrichtarbeiten ist es unter anderem erforderlich, Baugruppen der Druckmaschine von einer Lage bzw. Position in eine andere Lage bzw. Position zu überführen. Als exemplarisches Beispiel für eine derartige Einrichtarbeit sei der Wechsel einer Druckplatte an einem Druckplattenzylinder eines Druckwerks der Druckmaschine genannt. Bei einem derartigen Druckplattenwechsel muss der Druckplattenzylinder definierte Positionen anfahren.
Die DE 41 37 482 A1 offenbart eine Abtour-Einrichtung für einen Antriebsmotor einer Druckmaschine. Eine Drehzahlsollwerteinrichtung erzeugt im Fall eines Not-Aus eine Sollwertgröße bzw. eine Führungsgröße für die Drehzahl, um nach einer optimalen Drehzahl-Zeit-Kennlinie den Abtour-Vorgang entsprechend den Anforderungen an die Druckmaschine durchzuführen. Das in der DE 41 37 482 A1 beschriebene Verfahren eignet sich jedoch nicht, um zum Beispiel Einrichtarbeiten an einer Druckmaschine durchzuführen.
[Aufgabe der Erfindung]
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, ein neuartiges Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Lageregelung von Baugruppen einer Druckmaschine zu schaffen.
Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass das eingangs genannte Verfahren zur Lageregelung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 weitergebildet ist. Erfindungsgemäß wird aus Daten einer vorgegebenen, durchzuführenden Lageänderung bzw. Positionsänderung einer Baugruppe der Druckmaschine und aus Daten über eine für die Baugruppe bzw. die Druckmaschine maximal zulässige Geschwindigkeit und/oder eine maximal zulässige Beschleunigung und/oder einen maximal zulässigen Ruck automatisch mindestens eine Führungsgröße für die Lageregelung generiert. Aus den obigen Daten werden vorzugsweise Schaltpunkte für den Ruck derart generiert, dass die vorgegebene, durchzuführende Lageänderung bzw. Positionsänderung zeitoptimal erfolgt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist im unabhängigen Patentanspruch 10 definiert. Die erfindungsgemäße Verwendung derselben ergibt sich aus den Patentansprüchen 14 und 15.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
[Beispiele]
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1:
eine schematisierte Darstellung einer Druckmaschine;
Fig. 2:
ein Detail der Druckmaschine gemäß Fig. 1 im Bereich eines Druckplattenzylinders;
Fig. 3:
ein Blockschaltbild eines Regelungssystems mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 4:
ein normiertes Diagramm zur Verdeutlichung der Erfindung;
Fig. 5:
ein normiertes Diagramm zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung;
Fig. 6:
ein normiertes Diagramm zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung; und
Fig. 7:
ein normiertes Diagramm zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung.
Fig. 1 zeigt schematisiert eine Druckmaschine 10, die an einem Ende einen Anleger 11 und an einem gegenüberliegenden Ende einen Ausleger 12 aufweist. Ein zu bedruckendes Material wird ausgehend vom Anleger 11 durch die Druckmaschine 10 in Richtung auf den Ausleger 12 bewegt und dabei durch mehrere Druckwerke 13 gefördert. Im Anschluss an die Druckwerke 13 kann das zu bedruckende Material noch durch ein Veredelungsmodul 14, insbesondere durch ein Lackmodul, bewegt werden.
Zur Anpassung der Druckmaschine 10 an einen neuen Druckauftrag müssen an der Druckmaschine 10 unterschiedlichste Einrichtarbeiten durchgeführt werden. Hierbei kann es sich zum Beispiel um das Auswechseln einer Druckplatte an einem Druckplattenzylinder in den Druckwerken 13 handeln. Fig. 2 zeigt ein vergrößertes Detail eines Druckwerks 13 im Zusammenhang mit einem Druckplattenwechsel. So zeigt Fig. 2 eine Druckplatte 15, die bei einem Druckplattenwechsel einem Druckplattenzylinder 16 zugeführt wird. Hierzu muss der Druckplattenzylinder 16 vordefinierte Positionen, nämlich Winkelstellungen, anfahren. Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung werden nun ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Lagereglung vorgeschlagen, womit der Druckplattenzylinder beim Druckplattenwechsel diese vorbestimmten Positionen zeitoptimal anfahren kann. Es sei darauf hingewiesen, dass die hier vorliegende Erfindung nicht auf den Druckplattenwechsel an einem Druckplattenzylinder beschränkt ist, sondern vielmehr auch bei anderen Baugruppen verwendet werden kann, die im Zusammenhang mit Einrichtarbeiten eine vordefinierte Position bzw. Lage einnehmen müssen.
Fig. 3 zeigt stark schematisiert ein Blockschaltbild eines Lageregelkreises, der zum Beispiel dazu verwendet wird, um die im Zusammenhang mit Fig. 2 erläuterte Positionsänderung bzw. Lageänderung des Druckplattenzylinders 16 vorzunehmen. So umfasst der Lageregelkreis eine zu regelnde Strecke 18, wobei die Regelstrecke 18 weiterhin unterlagerte Regelkreise im Sinne einer Kaskadenregelung aufweisen kann. Weiterhin umfasst der Lageregelkreis einen Regler 17, der, abhängig von dem Unterschied zwischen einem Sollwert 19 und einem Istwert 20, eine Stellgröße 21 zur Beeinflussung der Regelstrecke 18 erzeugt. Der Sollwert 19 wird auch als Führungsgröße bezeichnet.
Es liegt nun im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, mindestens eine derartige Führungsgröße 19 für die Lageregelung von Baugruppen einer Druckmaschine automatisch mithilfe eines Sollwertgenerators bzw. Führungsgrößengenerators 22 zu erzeugen.
Hierzu werden dem Führungsgrößengenerator 22 Daten zugeführt, aus denen derselbe automatisch die oder jede Führungsgröße 19 für die Lageregelung generiert. Bei den dem Führungsgrößengenerator 22 zugeführten Daten handelt es sich im bevorzugten Ausführungsbeispiel um Daten 23 über die vorgegebene, durchzuführende Lageänderung bzw. Positionsänderung der Baugruppe sowie über Daten 24 über eine maximal zulässige Geschwindigkeit, Daten 25 über eine maximal zulässige Beschleunigung und Daten 26 über einen maximal zulässigen Ruck für die Druckmaschine 10 bzw. die zu regelnde Baugruppe derselben. Die Daten 23 über die vorgegebene, durchzuführende Lageänderung bzw. Positionsänderung umfassen zumindest den Anfangspunkt und den Endpunkt der durchzuführenden Lageänderung. Die Daten 24 über die maximal zulässige Geschwindigkeit umfassen zumindest Daten über die maximal zulässige, positive sowie die maximal zulässige, negative Geschwindigkeit. Ebenso umfassen die Daten 25 und 26 über die maximal zulässige Beschleunigung sowie den maximal zulässigen Ruck zumindest Daten über die maximal zulässige, positive und negative Beschleunigung sowie über den maximal zulässigen, positiven und negativen Ruck für die zu regelnde Baugruppe der Druckmaschine 10. Aus diesen Daten erzeugt der Führungsgrößengenerator 22 automatisch zumindest Schaltpunkte für den Ruck, derart, dass die vorgegebene, durchzuführende Lageänderung bzw. Positionsänderung zeitoptimal erfolgt. Dies wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 4 bis 7 in größerem Detail beschrieben.
Bei den Diagrammen der Fig. 4 bis 7 handelt es sich aus Darstellungsgründen um normierte Diagramme, die jeweils den zeitlichen Sollwertverlauf bzw. Führungsgrößenverlauf des Rucks, der Beschleuniqung, der Geschwindigkeit sowie der Lage für vier unterschiedliche, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu regelnde Positionsänderungsaufgaben bzw. Lageänderungsaufgaben zeigen. Auf der horizontal verlaufenden x-Achse der Diagramme gemäß Fig. 4 bis 7 ist jeweils die normierte Zeit und auf der vertikal verlaufenden y-Achse sind jeweils die normierten Rucksollwerte, Beschleunigungssollwerte, Geschwindigkeitssollwerte bzw. Lagesollwerte aufgetragen. Es sei angemerkt, dass sich die Beschleunigung aus der Integration des Rucks über der Zeit ergibt. Die Geschwindigkeit folgt aus der Integration der Beschleunigung über der Zeit, die Lage folgt aus der Integration der Geschwindigkeit über der Zeit. Mit anderen Worten ausgedrückt, ergibt sich aus der zeitlichen Ableitung der Lage die Geschwindigkeit, aus der zeitlichen Ableitung der Geschwindigkeit ergibt sich die Beschleunigung und aus der zeitlichen Ableitung der Beschleunigung ergibt sich der Ruck.
Wie bereits erwähnt, wird dem Führungsgrößengenerator 22 im Sinne der hier vorliegenden Erfindung neben den Daten über die maximal zulässige, positive und negative Geschwindigkeit, den Daten über die maximal zulässige, positive und negative Beschleunigung sowie den Daten über einen maximal zulässigen, positiven und negativen Ruck auch Daten über die vorgegebene, durchzuführende Lageänderung zugeführt. Bei den Daten über die durchzuführende Lageänderung handelt es sich um den Anfangspunkt sowie den Endpunkt der durchzuführenden Positionsänderung.
Fig. 4 verdeutlicht nun ein Regelungsproblem, bei welchem die zeitoptimal durchzuführende Lageänderung bzw. Positionsänderung ohne Überschreiten der maximal zulässigen Geschwindigkeitswerte sowie der maximal zulässigen Beschleunigungswerte durchgeführt werden kann. So sind in dem normierten Diagramm der Fig. 4 insgesamt vier normierte Sollwertkurven bzw. Führungsgrößenkurven wiedergegeben. Eine Kurve 27 verdeutlicht den Sollwertverlauf des Rucks, eine Kurve 28 verdeutlicht den Sollwertverlauf der Beschleunigung, eine Kurve 29 verdeutlicht den Sollwertverlauf der Geschwindigkeit und eine Kurve 30 verdeutlicht den Sollwertverlauf der Lageänderung bzw. Positionsänderung für die Lagereglung. Der in Fig. 4 mit der Bezugsziffer 31 gekennzeichnete Punkt markiert demnach den Anfangspunkt und der mit der Bezugsziffer 32 markierte Punkt definiert den Endpunkt der durchzuführenden Lageänderung bzw. Positionsänderung. Die Lageänderung bzw. Positionsänderung zwischen den beiden Punkten 31 und 32 wird im Sinne der hier vorliegenden Erfindung zeitoptimal durchgeführt. In dem in Fig. 4 gezeigten Fall, in dem zur Durchführung der Lageänderung weder die maximal zulässige Beschleunigung noch die maximal zulässige Geschwindigkeit überschritten werden, werden im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens lediglich zwei Schaltpunkte für den Sollwertverlauf des Rucks generiert. Diese Schaltpunkte sind in Fig. 4 mit den Bezugsziffern 33 und 34 gekennzeichnet. Unter Verwendung dieser Schaltpunkte 33 und 34 für den Ruck lassen sich über entsprechende Integrationen die Sollwertverläufe von Beschleunigung, Geschwindigkeit und Lage errechnen. Dem in Fig. 3 gezeigten Lageregelkreis werden als Führungsgrößen 19 eine Folge von auf diesem Wege ermittelten Lagesollwerten übermittelt.
Fig. 5 zeigt ein weiteres normiertes Diagramm eines mithilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lösbaren Lageregelungsproblems, wobei bei dem in Fig. 5 gezeigten Fall während der Lageregelung die maximal zulässige Geschwindigkeit erreicht wird. In Fig. 5 ist der zeitliche, normierte Sollwertverlauf des Rucks durch eine Kurve 35, der zeitliche, normierte Sollwertverlauf der Beschleunigung durch eine Kurve 36, der zeitliche, normierte Sollwertverlauf der Geschwindigkeit durch eine Kurve 37 und der Sollwertverlauf für die Positionsänderung durch eine Kurve 38 dargestellt.
Wie Fig. 5 entnommen werden kann, wird bei einer normierten Zeit von in etwa 0.38 (siehe nachfolgend beschriebenen Schaltpunkt 40) die maximal zulässige, positive Geschwindigkeit erreicht und für eine definierte Zeitspanne wird die Regelung mit dieser maximal zulässigen Geschwindigkeit durchgeführt. Damit die maximal zulässige Geschwindigkeit jedoch nicht überschritten wird, werden im Sinne der hier vorliegenden Erfindung für den Rucksollwertverlauf Schaltpunkte 39, 40, 41 und 42 ermittelt, sodass die Lageregelung unter Einhaltung der maximal zulässigen Werte zeitoptimal durchgeführt werden kann. So werden im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 insgesamt vier Schaltpunkte 39, 40, 41 und 42 ermittelt. Bei Erreichen der maximal zulässigen Geschwindigkeit im Schaltpunkt 40 nimmt der Sollwert der Beschleunigung für eine definierte Zeitspanne den Wert Null an. Gleiches gilt für den Ruck. Dies bedeutet, dass während dieser Zeitspanne die Geschwindigkeit konstant gehalten wird.
Fig. 6 zeigt ein weiteres, mithilfe der hier vorliegenden Erfindung lösbares Lageregelungsproblem, bei welchem im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 4 und 5 während der Lageregelung die maximal zulässige Beschleunigung erreicht wird. Im normierten Diagramm der Fig. 6 wird der Sollwertverlauf des Rucks durch eine Kurve 43, der Sollwertverlauf der Beschleunigung durch eine Kurve 44, der Sollwertverlauf der Geschwindigkeit durch eine Kurve 45 und der Sollwertverlauf für die Positionsänderung durch eine Kurve 46 verdeutlicht. Wie Fig. 6 entnommen werden kann, wird in etwa zum normierten Zeitpunkt 0.15 die maximale Beschleunigung erreicht. Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung werden dann für den Rucksollwertverlauf Schaltpunkte 47, 48, 49 und 50 ermittelt, sodass die durchzuführende Positionsänderung zeitoptimal durchgeführt werden kann. So wird beim Erreichen der maximal zulässigen Beschleunigung im Sinne des Schaltpunkts 47 die Beschleunigung dadurch konstant gehalten, dass der Ruck auf den Wert Null geschaltet wird. Nach dem Schaltpunkt 47 wird demnach die Beschleunigung für eine bestimmte Zeitspanne konstant gehalten, was bedeutet, dass während dieser Zeitspanne die Geschwindigkeit linear steigt. Mithilfe der weiteren Schaltpunkte 48, 49 und 50 wird das zeitoptimale Anfahren der Endposition der Lageregelung erzielt. Auch in diesem Fall werden demnach vier Schaltpunkte für den Sollwertverlauf des Rucks ermittelt.
Ein weiteres mit der hier vorliegenden Erfindung handhabbares Lageregelungsproblem verdeutlicht das normierte Diagramm der Fig. 7. In dem in Fig. 7 gezeigten Fall werden während der Lageregelung sowohl die maximal zulässigen Werte der Beschleunigung als auch die maximal zulässigen Werte der Geschwindigkeit erreicht. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 verdeutlicht eine Kure 51 den zeitlichen, normierten Sollwertverlauf des Rucks, eine Kurve 52 den zeitlichen, normierten Sollwertverlauf der Beschleunigung, eine Kurve 53 den zeitlichen, normierten Sollwertverlauf der Geschwindigkeit und eine Kurve 54 den Sollwertverlauf für die Lageänderung. In dem Fall, in dem während der Lageregelung sowohl der Wert der maximal zulässigen Geschwindigkeit als auch der Wert der maximal zulässigen Beschleunigung erreicht wird, werden wiederum Schaltpunkte für den Rucksollwertverlauf derart ermittelt, dass der Ruck nach dem Erreichen der maximal zulässigen Beschleunigung für eine definierte Zeitspanne den Wert Null annimmt, und dass die Beschleunigung nach dem Erreichen der maximal zulässigen Geschwindigkeit ebenfalls für eine definierte Zeitspanne den Wert Null annimmt. Die entsprechenden, ermittelten Schaltpunkte für den Sollwertverlauf des Rucks sind in Fig. 7 durch die Bezugsziffern 55, 56, 57, 58, 59 und 60 dargestellt. In diesem Fall werden demnach sechs Schaltpunkte ermittelt.
Die in Fig. 4 bis 7 dargestellten Sollwertverläufe für Ruck, Geschwindigkeit, Beschleunigung sowie Lage stellen allesamt mögliche Führungsgrößen dar, die der Führungsgrößengenerator erzeugt und an den Lageregelkreis der Druckmaschine ausgeben kann. Neben Lagesollwerten können vom Führungsgrößengenerator auch Vorsteuerdaten für Beschleunigung und Geschwindigkeit des nachgeschalteten Lageregelkreises ausgegeben werden. Wie bereits erwähnt, werden die Lagesollwerte aus mehrfacher Integration des erzeugten Rucksollwertverlaufs ermittelt, wobei nach der Integration des Rucksollwertverlaufs über der Zeit der Beschleunigungssollwertverlauf vorliegt, wobei nach der Integration des Beschleunigungssollwertverlaufs über der Zeit der Geschwindigkeitssollwertverlauf vorliegt, und wobei nach der Integration des Geschwindigkeitssollwertverlaufs über der Zeit der Lagesollwertverlauf vorliegt.
Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine besonders einfache, zeitoptimierte Lageregelung an Druckmaschinen möglich. Die Führungsgrößen bzw. Sollwerte werden im Zeittakt der Lageregelung automatisch generiert. Die Folge der Sollwerte bzw. Führungsgrößen ergibt einen zeitlichen Verlauf, der eine zeitoptimale Bewegung unter den vorgegebenen Randbedingungen realisiert.
Mit den Ausführungsbeispielen der Fig. 4 bis 7 wird eine ruckbegrenzte Regelung realisiert. Ist eine ruckunbegrenzte Regelung ausreichend, so werden dem Führungsgrößengenerator 22 als Daten lediglich die Daten 23 über die vorgegebene, durchzuführende Lageänderung bzw. Positionsänderung der Baugruppe sowie die Daten 24 über eine maximal zulässige Geschwindigkeit und die Daten 25 über eine maximal zulässige Beschleunigung zugeführt. Auf die Daten 26 über einen maximal zulässigen Ruck kann dann verzichtet werden. In diesem Fall werden dann auf analoge Weise Schaltpunkte für die Beschleunigung ermittelt, wobei über Integrationen wieder die Sollwertverläufe von Geschwindigkeit und Lage errechnet werden können.
Wie den Diagrammen gemäß Fig. 4 bis 7 entnommen werden kann, sind die Verläufe von Ruck, Beschleunigung und Geschwindigkeit bezüglich einer zum normierten Zeitpunkt 0.5 gezogenen Achse achssymmetrisch. Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung müssen demnach lediglich Führungsgrößen bzw. Sollwerte bis zum normierten Zeitpunkt 0.5 generiert werden. Die sich an den normierten Zeitpunkt 0.5 anschließenden Sollwerte bzw. Führungsgrößen können dann durch einfache Achsspiegelung ermittelt werden. Weiterhin kann den Diagrammen gemäß Fig. 4 bis 7 entnommen werden, dass der Verlauf der Lage bezüglich des beim Zeitpunkt 0.5 vorliegenden Lagewerts punktsymmetrisch ist.
Weiterhin kann den Diagrammen gemäß Fig. 4 bis 7 entnommen werden, dass bei den gezeigten Ausführungsbeispielen Betragsgleichheit hinsichtlich des maximal zulässigen, positiven und negativen Rucks besteht. Weiterhin besteht Betragsgleichheit für die maximal zulässige, positive und negative Beschleunigung sowie für die entsprechenden Größen der Geschwindigkeit. Es ist selbstverständlich, dass die Erfindung auch dann einsetzbar ist, wenn bezüglich dieser maximal zulässigen, positiven und negativen Werte keine Betragsgleichheit besteht.
Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 4 bis 7 werden zeitlich konstante Daten 24, 25, 26 über die maximal zulässige Geschwindigkeit, die maximal zulässige Beschleunigung und den maximal zulässigen Ruck verwendet. Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung können diese Daten auch zeitvariabel sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren finden bevorzugt Verwendung zur zeitoptimierten Durchführung von Einrichtarbeiten an einer Druckmaschine, insbesondere bei der zeitoptimierten Durchführung eines Druckplattenwechsels an einem Druckplattenzylinder einer Druckmaschine.
Darüber hinaus sind weitere Anwendungsfälle vorstellbar, insbesondere bei Einrichtarbeiten an einer Druckmaschine, wenn neben einer Vorderseite auch eine Rückseite eines zu bedruckenden Materials bedruckt werden soll. In diesem Fall muss nämlich die Übergabeposition zwischen den beteiligten Zylindern geändert werden, was mithilfe der hier vorliegenden Erfindung bei der Einrichtung der Druckmaschine ebenfalls zeitoptimiert durchgeführt werden kann.
[Bezugszeichenliste]
10
Druckmaschine
11
Anleger
12
Ausleger
13
Druckwerk
14
Veredelungsmodul
15
Druckplatte
16
Druckplattenzylinder
17
Regler
18
Regelstrecke
19
Sollwert
20
Istwert
21
Stellgröße
22
Führungsgrößengenerator
23
Daten
24
Daten
25
Daten
26
Daten
27
Kurve
28
Kurve
29
Kurve
30
Kurve
31
Ausgangsposition
32
Endposition
33
Schaltpunkt
34
Schaltpunkt
35
Kurve
36
Kurve
37
Kurve
38
Kurve
39
Schaltpunkt
40
Schaltpunkt
41
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Kurve
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Kurve
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Schaltpunkt
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Kurve
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Kurve
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Kurve
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Kurve
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Schaltpunkt
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Schaltpunkt
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Schaltpunkt
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Schaltpunkt
59
Schaltpunkt
60
Schaltpunkt

Claims (15)

  1. Verfahren zur Lageregelung von Baugruppen einer Druckmaschine, insbesondere zur Durchführung von Einrichtarbeiten an der Druckmaschine,
    dadurch gekennzeichnet, dass aus Daten einer vorgegebenen, durchzuführenden Lageänderung bzw. Positionsänderung und aus Daten über eine maximal zulässige Geschwindigkeit und/oder eine maximal zulässige Beschleunigung und/oder einen maximal zulässigen Ruck automatisch mindestens eine Führungsgröße für die Lageregelung generiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass aus Daten eines Anfangspunkts und Endpunkts einer vorgegebenen, durchzuführenden Lageänderung bzw. Positionsänderung einer Baugruppe und aus Daten über eine an der Baugruppe maximal zulässige, positive und negative Geschwindigkeit und eine maximal zulässige, positive und negative Beschleunigung und vorzugsweise einen maximal zulässigen, positiven und negativen Ruck automatisch mindestens eine Führungsgröße für die Lageregelung generiert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass aus den obigen Daten zumindest Schaltpunkte für den Sollwertverlauf von Ruck oder Beschleunigung derart generiert werden, dass die vorgegebene, durchzuführende Lageänderung zeitoptimal erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, in welchem die Geschwindigkeit einen maximal zulässigen Wert erreicht, Schaltpunkte für den Rucksollwertverlauf oder den Beschleunigungssollwertverlauf derart ermittelt werden, dass die Beschleunigung nach dem Erreichen der maximal zulässigen Geschwindigkeit für eine definierte Zeitspanne den Wert Null annimmt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass in diesem Fall insgesamt vier Schaltpunkte für den Rucksollwertverlauf oder den Beschleunigungssollwertverlauf ermittelt werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet dass in dem Fall, in welchem die Beschleunigung einen maximal zulässigen Wert erreicht, Schaltpunkte für den Rucksollwertverlauf derart ermittelt werden, dass der Ruck nach dem Erreichen der maximal zulässigen Beschleunigung für eine definierte Zeitspanne den Wert Null annimmt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass in diesem Fall insgesamt vier Schaltpunkte für den Rucksollwertverlauf ermittelt werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet dass in dem Fall, in welchem die Geschwindigkeit und die Beschleunigung einen entsprechenden, maximal zulässigen Wert erreichen, Schaltpunkte für den Rucksollwertverlauf oder den Beschleunigungssollwertverlauf derart ermittelt werden, dass der Ruck nach dem Erreichen der maximal zulässigen Beschleunigung für eine definierte Zeitspanne den Wert Null annimmt, und dass weiterhin die Beschleunigung nach dem Erreichen der maximal zulässigen Geschwindigkeit ebenfalls für eine definierte Zeitspanne den Wert Null annimmt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass in diesem Fall insgesamt sechs Schaltpunkte für den Rucksollwertverlauf oder den Beschleunigungssollwertverlauf ermittelt werden.
  10. Vorrichtung zur Lageregelung von Baugruppen einer Druckmaschine, insbesondere zur Durchführung von Einrichtarbeiten an der Druckmaschine,
    gekennzeichnet durch
    einen Führungsgrößengenerator (22), der aus Daten (23) einer vorgegebenen, durchzuführenden Lageänderung bzw. Positionsänderung und aus Daten (24, 25, 26) über eine maximal zulässige Geschwindigkeit und/oder eine maximal zulässige Beschleunigung und/oder einen maximal zulässigen Ruck automatisch mindestens eine Führungsgröße (19) für die Lageregelung generiert.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsgrößengenerator (22) aus den obigen Daten Schaltpunkte für den Rucksollwertverlauf oder den Beschleunigungssollwertverlauf der Lageregelung derart generiert, dass die vorgegebene, durchzuführende Lageänderung bzw. Positionsänderung zeitoptimal erfolgt.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsgrößengenerator (22) in dem Fall, in welchem die Geschwindigkeit einen maximal zulässigen Wert erreicht, Schaltpunkte für den Rucksollwertverlauf oder den Beschleunigungssollwertverlauf derart ermittelt, dass die Beschleunigung nach dem Erreichen der maximal zulässigen Geschwindigkeit für eine definierte Zeitspanne den Wert Null annimmt.
  13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsgrößengenerator (22) in dem Fall, in welchem die Beschleunigung einen maximal zulässigen Wert erreicht, Schaltpunkte für den Rucksollwertverlauf derart ermittelt, dass der Ruck nach dem Erreichen der maximal zulässigen Beschleunigung für eine definierte Zeitspanne den Wert Null annimmt.
  14. Verwendung einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13 zur zeitoptimierten Durchführung von Einrichtarbeiten an der Druckmaschine.
  15. Verwendung einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13 zur zeitoptimierten Durchführung eines Druckplattenwechsels an einem Druckplattenzylinder einer Druckmaschine.
EP04028635A 2003-12-18 2004-12-03 Verfahren und Vorrichtung zur Lageregelung von Baugruppen einer Druckmaschine Withdrawn EP1543961A1 (de)

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