EP1815979B1 - Verfahren zur aktiven Kompensation von Schwingungen in einer Bedruckstoff verarbeitenden Maschine und Bedruckstoff verarbeitende Maschine - Google Patents

Verfahren zur aktiven Kompensation von Schwingungen in einer Bedruckstoff verarbeitenden Maschine und Bedruckstoff verarbeitende Maschine Download PDF

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EP1815979B1
EP1815979B1 EP07100795.9A EP07100795A EP1815979B1 EP 1815979 B1 EP1815979 B1 EP 1815979B1 EP 07100795 A EP07100795 A EP 07100795A EP 1815979 B1 EP1815979 B1 EP 1815979B1
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EP
European Patent Office
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machine
vibration
torque
counter
compensation
Prior art date
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Active
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EP07100795.9A
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French (fr)
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EP1815979A2 (de
EP1815979A3 (de
Inventor
Bernhard Dr. Buck
Eric Dr. Knopf
Matthias Dr. Nöll
Malte Dr. Seidler
Detlef Strunk
Uwe Dr. Tessmann
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Heidelberger Druckmaschinen AG
Original Assignee
Heidelberger Druckmaschinen AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F33/00—Indicating, counting, warning, control or safety devices
    • 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 active compensation of vibrations in a substrate-processing machine, in particular in a printing press, in which at least one signal which contains a vibration of the machine or a part of the machine is measured and at least one counter-torque for reducing the vibration in the machine is introduced. Furthermore, the invention relates to a substrate-processing machine with a control device for active compensation of vibrations in the printing material processing machine.
  • substrates processing machines also referred to as printing material processing machines
  • vibrations in particular non-integer order with respect to the operating frequency of the machine, undesirable and, since they have an impact on the quality of the manufactured products to be combated.
  • Undesirable oscillations are often actively compensated by introducing a suitable counter-moment into the substrate-processing machine to counteract the measured vibration.
  • active vibration compensations are known for substrate-processing machines in which amplitudes and phases of discrete oscillations of different frequency are measured and processed in a control loop in order to determine adequate counter-moments for the compensation.
  • an active vibration compensation can be switched, wherein the calculation of the compensation vibration by means of a filter with their frequency parameters.
  • the vibration to be compensated can be regulated to zero for a monitored compensation target, the vibration amplitude at other measuring points in the machine can increase due to the active vibration compensation. In an unfavorable case, this means that the active vibration compensation can degrade the processing quality, in particular the print quality. Even with a skilful selection of possible points for introducing a counter-torque, drive positions and measuring positions, the problem is not completely avoidable. Often a free selection of the positions and / or the number of drive positions and measuring positions is not possible anyway, since many boundary conditions, such as an upper limit for the possible gear train load, are complied with.
  • Object of the present invention is to reduce unwanted vibration gains in an active vibration compensation of a printing material processing machine or even avoid.
  • At least one signal which is a vibration of the machine or of a part of the machine, especially at a first Frequency contains, measured (also detected or recorded).
  • At least one counter-torque (also referred to as compensation torque) for reducing the vibration, in particular at the first frequency is introduced into the machine.
  • At least one measure of the ratio between the amplitude of the uncompensated oscillation and the amplitude of the counter-torque necessary for complete compensation is compared with a threshold value.
  • the counter-torque in particular the value and / or the phase of the counter-torque to be introduced, is determined in a first functional relationship with the vibration, in particular its amplitude and phase, if the dimension is greater than the threshold value, and the counter-torque to be introduced in a second functional relationship with the vibration, which is different from the first functional relationship, determines if the measure is smaller than the threshold value.
  • the compensation takes place with an acting counter-torque in a first operating mode and below the threshold value in a second operating mode.
  • the calculation, determination or determination of the acting counter-torque takes place above the threshold in a first way (after a first rule) and below the threshold in a second way (after a second rule).
  • the method according to the invention can be achieved in an advantageous manner as a compensation target in particular a complete vibration compensation, that is, a compensation to below a desired minimum limit.
  • unfavorable parameters or parameter combinations can be countered by changing the parameters of the active vibration compensation, so that a less strong, only a sufficiently small or even no unwanted excitation results.
  • Advantageously unfavorable constellations can be avoided in which vibrations of the machine are amplified by an active compensation.
  • the counter-moment to be introduced and acting has a time course, a signal course. In particular, it may have a frequency spectrum around a first frequency or main frequency.
  • the value or amount of the counter-torque to be introduced may in particular be the maximum or absolute value of the amplitude.
  • the phase position of the counter-torque can in particular counteract the phase position of the oscillation to be compensated.
  • an operating parameter of the printing machine processing machine for example, the machine speed, in particular the printing press, for example, their printing speed
  • excitation frequencies when changing an operating parameter of the printing machine processing machine, for example, the machine speed, in particular the printing press, for example, their printing speed, dependent on this operating parameters excitation frequencies are in a frequency interval in which the measure of the ratio between the amplitude of the uncompensated oscillation and the amplitude of the counter-torque necessary for complete compensation is above the threshold value, the value of the counter-torque to be introduced is determined in the first functional relationship with the magnitude of the oscillation, while otherwise determining the value of the counter-torque in the second functional relationship.
  • the compensation target may be the regulation of a vibration of the entire machine or of a vibration of a part of the machine, in particular of a single component of the machine, essentially to zero, preferably exactly to zero, in particular within the limits of tolerance limits.
  • the oscillation to be compensated may in particular be a rotational oscillation.
  • the measure of the ratio between the amplitude of the uncompensated oscillation and the amplitude of the counter-torque necessary for complete compensation can be the magnitude of the oscillation, the absolute magnitude of the amplitude of the oscillation, or the amplitude of the transfer function between the counter-momentum introduced by an actuator and the oscillation to be compensated be.
  • the counter-torque may have the first frequency or a second frequency different from the first one.
  • the counter-torque can be switched to a drive torque of the machine, in particular the main drive of the machine.
  • the counter-moment can have a fixed frequency. If the measure is equal to the threshold value, it can be determined in the method according to the invention, depending on the embodiment, that the counter-torque to be introduced is determined either in the first functional relationship with the vibration or in the second functional relationship.
  • the counter-torque to be introduced in the second functional relationship is substantially zero or close to zero, preferably exactly zero.
  • the active vibration compensation is turned off while being turned on above the threshold. The active vibration compensation works only when it is actually needed.
  • the amplitude of the transfer function (also referred to as frequency response) serves as a measure between the counter-torque and the oscillation and it is compared as to whether the transfer function exceeds the threshold at least one frequency, so the transfer function exceeds a specified or selected amount.
  • the exceeding of the amount by the transfer function can form a criterion for the switching on and off of the active vibration compensation.
  • the active compensation can be turned on only when the amplitude of the transfer function at the current oscillation frequency (the oscillation to be compensated) exceeds a predetermined threshold.
  • the advantageous criterion may be the transfer function between the engine torque and the compensation target. It can be advantageously avoided or reduced from this manner that an undesired increase or increase in vibrations takes place at some of the measuring points in the printing machine when the value of the transfer function between the counter-torque, in particular the drive torque, and the compensation target is small.
  • the active vibration compensation can be switched on in concrete embodiments of the method according to the invention only when the monitored vibration order of the printing material processing machine, in particular printing machine, at the current operating speed, in particular printing speed, in the vicinity of a resonant frequency.
  • the resonance frequencies and the threshold values for the comparison according to the invention are determined with the measure for the ratio between the amplitude of the uncompensated oscillation and the amplitude of the counter-torque required for complete compensation as a function of the operating speed.
  • the transfer function between the counter-torque and the oscillation is measured for initialization.
  • the necessary threshold value can be determined automatically with little programming or care effort in the substrate-processing machine, so that the ranges for the first operating mode and the second operating mode are determined.
  • the point of measurement of the vibration of the machine or of a part of the machine at the first frequency and the point of introduction of the counter-moment to reduce the vibration can not coincide.
  • measuring devices such as sensors, encoders, encoders or the like, can be positioned at measuring points, while the counter-torque is transmitted via an actuator, such as a drive or motor, at a different location on the machine.
  • the printing material-processing machine is driven or controlled to an operating frequency.
  • the method of compensating for vibrations eliminates undesirable disturbances in a control or regulation of the printing material processing machine, in particular in the control or regulation of the main drive of the printing material processing machine.
  • the method according to the invention can be embodied such that the amplitude and the phase of the oscillation are determined from the measurement.
  • an embodiment of the method according to the invention may also have features or combinations of features of the active vibration compensation described in the document DE 101 49 525 A1 or in the document US 6,796,183 B2 have been made available to the public.
  • the inventive method may further or alternatively be designed such that the at least one counter-torque by means of a filter which determines a transfer function with a frequency parameter which corresponds to the frequency of the oscillation to be compensated, is determined.
  • an embodiment of the method according to the invention may also have features or feature combinations of the active vibration compensation, which in the document DE 102 17 707 A1 or in the document US 2003/0230205 A1 have been made available to the public.
  • the oscillation to be compensated may be a vibration of a machine shaft or a signal value difference of two or more than two machine shafts or an eigenmode of the printing material processing machine or an eigenmode of a part of the printing material processing machine.
  • the frequency of the oscillation may be a non-integer multiple of an operating frequency of the substrate-processing machine.
  • the method is used for a plurality of oscillations of different frequency, in particular simultaneously.
  • a plurality of vibration eigenmodes of the printing material processing machine can be compensated.
  • the control device of the substrate-processing machine for carrying out a method with features or combinations of features according to this representation is pronounced and is, if the measure of the ratio between the amplitude of the uncompensated oscillation and the amplitude of the necessary for complete compensation counter-torque for the sensitivity of the machine greater is the threshold value, operable in a first mode, and if the measure of the ratio between the amplitude of the uncompensated oscillation and the amplitude of the full compensation
  • the substrate-processing machine may be, in particular, a printing machine (for example, an offset printing machine or a multi-color printing machine or a label printing machine or a label printing machine), a printing form setter (for example, an offset printing plate external drum platesetter) or a printing finishing machine (for example, a punching machine or a folding machine or a saddle stitcher).
  • a printing machine for example, an offset printing machine or a multi-color printing machine or a label printing machine or a label printing machine
  • a printing form setter for example, an offset printing plate external drum platesetter
  • a printing finishing machine for example, a punching machine or a folding machine or a saddle stitcher
  • the method according to the invention is particularly preferably used in printing presses with a high number of printing units, that is to say with eight or more printing units, in particular offset printing units.
  • Simulation calculations can be used to find motor positions that are particularly advantageous for active vibration compensation.
  • the motor may not be located in a node for applying the compensation moments.
  • the vibration node is often located approximately in the middle of the machine.
  • the drive position is selected in printing machines such that the Räderzugbelastung and the static pressure offset are minimized.
  • the engine positions are therefore determined as a compromise between the requirements for active vibration compensation and the other restrictions.
  • the compensation target is the amount of vibration that brings the active vibration compensation to zero by introducing counter-torques.
  • One possible compensation target for a printing press is, for example, the deviation of the rotational speed of the first printing cylinder from a desired speed. If the vibration compensation is switched on, this oscillation measure would be for the order being combated almost zero.
  • the underlying theory is that only one compensation target can be achieved with a single motor. It has been found that a particularly advantageous compensation target is the difference path between or the difference of the amplitudes at the two measuring points mentioned above. That is, the active vibration compensation initiates counter-moments such that the difference path between or the difference of the amplitudes at the two measuring points goes to zero.
  • the transfer function (also referred to as frequency response) between the engine torque and the compensation target is measured in a single initialization run.
  • the transfer function is therefore available in the machine software after this measurement.
  • the active vibration compensation monitors certain frequency components or order components of the vibration signal defined as the compensation target.
  • An algorithm calculates the counter-torque such that the compensation target goes to zero.
  • Such algorithms which are particularly advantageous, are for example in the document DE 101 49 525 A1 or in the document US 6,796,183 B2 as well as in the document DE 102 17 707 A1 or in the document US 2003/0230205 A1 accessible to the skilled person.
  • the monitored compensation target is regulated to zero, but at other measuring points in the machine the oscillation amplitudes increase due to active vibration compensation. According to the invention, it is therefore provided in these embodiments to selectively switch on and off the active vibration compensation.
  • Switching on and off can be done according to different criteria. It has been shown that a particularly advantageous criterion can be formulated via the measured transfer function between the engine torque and the compensation target.
  • the active compensation is therefore only turned on when the amplitude the transmission function at the current oscillation frequency exceeds a set threshold, for example 10%, 30% or 50% of its maximum value.
  • FIG. 1 schematically shows a section of an embodiment of a printing material processing machine 1, in particular a printing press with a plurality of printing units 2 and cylinders 3, with a control device and an inventive active vibration compensation for a cylinder.
  • the substrate processing machine 1 of this embodiment may have either a continuous gear train or a broken gear train.
  • the use of a compensation device 9 according to the invention and the use of a control device according to the invention with control element 8 and compensation device 9 is not limited to the reduction of vibrations at transfer points between sheet-guiding cylinders, but can generally improve the control or compensation of vibrations of cylinders, such as printing forme cylinder, Transfer or blanket cylinder or impression cylinder, as well as rollers and rollers in inking and / or dampening can be used.
  • a compensation device 9 according to the invention and the use of a control device according to the invention with control element 8 and compensation device 9 is not limited to the reduction of vibrations at transfer points between sheet-guiding cylinders, but can generally improve the control or compensation of vibrations of
  • a representative signal for the course of the angular size (time course of the value of the angular size) is generated and fed to the control element 8 together with an angular size setpoint 10.
  • the control element 8 may be a simple differential controller or else a controller which comprises complicated transformations (integrations, differentiations and the like).
  • the representative of the course of the angular size signal is also supplied to the compensation element 9 in parallel. Its output signal is superimposed on the output signal of the control element 8 at the subtraction point after the control element 8. The superposed signal is supplied to the first actuator 6.
  • the compensation element 9 of the control device is designed such that it in Depending on the result of the comparison of the measure of the sensitivity of the machine with the threshold value is switched on or off or will.
  • FIG. 2 is a schematic section of an alternative embodiment of a printing material processing machine 1, in particular a printing press, which comprises a plurality of printing units 2 and 3 cylinder, with separate gear train, two control devices and two Schwingungskompensationen invention.
  • a printing material processing machine 1, in particular a printing press, which comprises a plurality of printing units 2 and 3 cylinder, with separate gear train, two control devices and two Schwingungskompensationen invention.
  • a separate compensation for the first cylinder 4 and for the second cylinder 5 but on the other hand, a relative compensation for the angular difference, shown here by way of example for the second cylinder 5 , carried out.
  • This embodiment advantageously combines an absolute reduction of the vibrations with the relative reduction of the vibrations (relevant arc transfer angular size).
  • the first cylinder 4 is associated with a control element 8, to which a representative signal for the angular size of the first cylinder 4 (value of the angular size) and an angular size setpoint 10 are supplied.
  • a compensation element 9 is provided, whose output signal is superimposed on the output signal of the control element at the subtraction point after the control element 8.
  • the superposed signal is supplied to the first actuator 6.
  • the second cylinder 5 is also associated with a control element 8 to which a representative signal for the angular size of the second cylinder 5 (value of the angular size) and an angular size setpoint 10 are supplied.
  • the difference angle between cylinder 4 and cylinder 5 or one of them linearly dependent size, a measure of the difference angle, is fed to the compensation element 9 at a subtraction point.
  • the output signal of the compensation element 9 is superimposed on the output signal of the control element 8 at a subtraction point after the control element 8 of the second cylinder 5.
  • the superposed signal is supplied to the second actuator 7.
  • the compensation elements 9 of the regulating device are now designed such that they are switched on or off depending on the result of the comparison of the measure of the sensitivity of the machine with the threshold value.
  • FIG. 3 schematically shows the importance of the threshold value according to the invention for switching on and off of the active vibration compensation in a preferred embodiment of the method according to the invention.
  • vibration amplitudes 11 are shown which are measured without compensation, that is to say with active vibration compensation switched off, at a specific frequency, which are measured in particular at a specific value of an operating parameter, such as, for example, the printing speed.
  • vibration amplitudes 12 are shown, which are measured with compensation, that is, with activated active vibration compensation. It can be clearly seen that these oscillation amplitudes now have a maximum at a certain second frequency, which is higher than the first one.
  • the oscillation amplitudes 12 at the first frequency are significantly reduced compared to the oscillation amplitudes 11.
  • the substrate processing machine oscillates at a different frequency, but at a lower amplitude, especially if the substrate processing machine is on operated at a different value of the printing speed.
  • part C of the FIG. 3 the transmission function 14 or the frequency response from the compensation torque to the compensation quantity, the compensation target, is shown in applicable units (au). There is a threshold 15 set.
  • the active vibration compensation is turned on.
  • the excess takes place in a compensation window 16, in a frequency interval which, as can be seen from the partial image A, includes the maxima occurring at the first frequency.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur aktiven Kompensation von Schwingungen in einer Bedruckstoff verarbeitenden Maschine, insbesondere in einer Druckmaschine, in welchem wenigstens ein Signal, welches eine Schwingung der Maschine oder eines Teils der Maschine enthält, gemessen wird und wenigstens ein Gegenmoment zur Reduktion der Schwingung in die Maschine eingebracht wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Bedruckstoff verarbeitende Maschine mit einer Regelungseinrichtung zur aktiven Kompensation von Schwingungen in der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine.
  • In Bedruckstoff verarbeitenden Maschinen (auch als Bedruckstoff bearbeitende Maschinen bezeichnet), insbesondere Druckmaschinen, sind auftretende Schwingungen, insbesondere nichtganzzahliger Ordnung in Bezug auf die Betriebsfrequenz der Maschine, unerwünscht und müssen, da sie Auswirkungen auf die Qualität der hergestellten Produkte haben, bekämpft werden. Unerwünschte Schwingungen werden häufig auf aktive Weise kompensiert, indem ein geeignetes Gegenmoment in die Bedruckstoff verarbeitenden Maschine eingebracht wird, um der gemessenen Schwingung entgegenzuwirken.
  • Aus dem Dokument DE 101 49 525 A1 beziehungsweise dem Dokument US 6,796,183 B2 sowie aus dem Dokument US 5,596,931 sind aktive Schwingungskompensationen für Bedruckstoff verarbeitende Maschinen bekannt, in welcher Amplituden und Phasen diskreter Schwingungen verschiedener Frequenz gemessen und in einem Regelkreis verarbeitet werden, um adäquate Gegenmomente für die Kompensation zu bestimmen. Aus dem Dokument DE 102 17 707 A1 beziehungsweise dem Dokument US 2003/0230205 A1 geht hervor, dass eine auf eine Antriebsregelung für eine Bedruckstoff verarbeitende Maschine eine aktive Schwingungskompensation aufgeschaltet werden kann, wobei die Berechnung der Kompensationsschwingung mittels eines Filters mit deren Frequenzparametern erfolgt.
  • Zur Kompensation von periodischen Störungen ist des Weiteren beispielsweise aus dem Dokument DE 197 40 153 A1 sowie aus dem Dokument DE 103 55 122 A1 bekannt, einen Beobachter oder einen periodischen Kompensationsregler in einem Antriebsregelkreis vorzusehen, um Eingangswerte für ein Stellglied beziehungsweise ein Sollmoment zu gewinnen.
  • In der Praxis bei Bedruckstoff verarbeitenden Maschinen, insbesondere Druckmaschinen, hat sich gezeigt, dass bei bestimmten Parametern, beispielsweise der Anregungsfrequenz für ein einzubringendes Gegenmoment, oder Parameterkombinationen bei bestimmten Kompensationszielen, beispielsweise der Reduktion einer Zylinderschwingung oder einer Schwingung einer Zylinderkombination, mit einer bestimmten Schwingungsfrequenz der Einsatz einer aktiven Schwingungskompensation zu einer unerwarteten Erhöhung oder Verstärkung von Schwingungen an einigen Messstellen in der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine führt.
  • Insbesondere bei einer ungünstigen Lage der Stelle, an welcher das Gegenmoment in die Bedruckstoff verarbeitende Maschine, insbesondere in die Druckmaschine, eingebracht wird, in Bezug auf die Schwingungsform einer Störung mit bestimmter Frequenz, sowie in Bezug auf die Antriebspositionen (Motorpositionen) und/oder Messpositionen (Geberpositionen) kann zwar für ein überwachtes Kompensationsziel die zu kompensierende Schwingung zu Null geregelt werden, an anderen Messstellen in der Maschine kann die Schwingungsamplitude durch die aktive Schwingungskompensation jedoch ansteigen. In einem ungünstigen Fall bedeutet dies, dass die aktive Schwingungskompensation die Verarbeitungsqualität, insbesondere die Druckqualität, verschlechtern kann. Auch durch eine geschickte Auswahl von möglichen Stellen zum Einbringen eines Gegenmoments, von Antriebspositionen und Messpositionen ist das Problem nicht vollständig vermeidbar. Häufig ist ohnehin eine freie Auswahl der Positionen und/oder der Anzahl von Antriebspositionen und Messpositionen nicht möglich, da viele Randbedingungen, beispielsweise eine obere Grenze für die mögliche Räderzugbelastung, einzuhalten sind.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unerwünschte Schwingungsverstärkungen bei einer aktiven Schwingungskompensation einer Bedruckstoff verarbeitenden Maschine zu verringern oder sogar zu vermeiden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur aktiven Kompensation von Schwingungen in einer Bedruckstoff verarbeitenden Maschine mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen charakterisiert.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren zur aktiven Kompensation von Schwingungen (auch als aktive Schwingungsdämpfung, Schwingungsminderung oder Schwingungsreduktion bezeichnet) in einer Bedruckstoff verarbeitenden Maschine, insbesondere in einer Druckmaschine, wird wenigstens ein Signal, welches eine Schwingung der Maschine oder eines Teils der Maschine, insbesondere bei einer ersten Frequenz, enthält, gemessen (auch detektiert oder aufgenommen). Wenigstens ein Gegenmoment (auch als Kompensationsmoment bezeichnet) zur Reduktion der Schwingung, insbesondere bei der ersten Frequenz, wird in die Maschine eingebracht. Wenigstens ein Maß für das Verhältnis zwischen der Amplitude der unkompensierten Schwingung und der Amplitude des zur vollständigen Kompensation notwendigen Gegenmoments (auch als Übertragungsverhalten des Prozesses oder als Empfindlichkeit der Maschine oder als Response der Maschine bezeichnet) wird mit einem Schwellwert verglichen. Das Gegenmoment, insbesondere der Wert und/oder die Phase des einzubringenden Gegenmoments, wird in einem ersten funktionellen Zusammenhang mit der Schwingung, insbesondere deren Amplitude und Phase, bestimmt, wenn das Maß größer als der Schwellwert ist, und das einzubringende Gegenmoment wird in einem zweiten funktionellen Zusammenhang mit der Schwingung, der vom ersten funktionellen Zusammenhang verschieden ist, bestimmt, wenn das Maß kleiner als der Schwellwert ist. Anders ausgedrückt, über dem Schwellwert erfolgt die Kompensation mit einem einwirkenden Gegenmoment in einer ersten Betriebsart und unter dem Schwellwert in einer zweiten Betriebsart. Die Errechnung, Festlegung oder Feststellung des einwirkenden Gegenmoments erfolgt über der Schwelle auf eine erste Weise (nach einer ersten Regel) und unter der Schwelle auf eine zweite Weise (nach einer zweiten Regel).
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann in vorteilhafter Weise als Kompensationsziel insbesondere eine vollständige Schwingungskompensation, das heißt eine Kompensation bis unter ein gewünschtes minimales Limit, erreicht werden. Auf erfinderische Weise kann ungünstigen Parametern oder Parameterkombinationen durch eine Änderung der Parameter der aktiven Schwingungskompensation begegnet werden, so dass eine weniger starke, nur eine ausreichend kleine oder sogar keine unerwünschte Anregung resultiert. Es sind in vorteilhafter Weise ungünstige Konstellationen vermeidbar, bei denen Schwingungen der Maschine durch eine aktive Kompensation verstärkt werden. Es erfolgt nur ein möglichst geringer Eingriff in die Maschinendynamik. Für den hier angesprochenen Fachmann ist klar, dass das einzubringende und einwirkende Gegenmoment einen zeitlichen Verlauf, einen Signalverlauf, aufweist. Insbesondere kann es ein Frequenzspektrum um eine erste Frequenz oder Hauptfrequenz aufweisen. Der Wert oder Betrag des einzubringenden Gegenmoments kann insbesondere der maximale oder absolute Wert der Amplitude sein. Die Phasenlage des Gegenmoments kann insbesondere der Phasenlage der zu kompensierenden Schwingung entgegenwirken.
  • In vorteilhafter Weise ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreichbar, dass wenn bei Änderung eines Betriebsparameters der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine, beispielsweise der Maschinegeschwindigkeit, insbesondere der Druckmaschine, beispielsweise deren Druckgeschwindigkeit, von diesem Betriebsparameter abhängige Anregungsfrequenzen in einem Frequenzintervall liegen, in welchem das Maß für das Verhältnis zwischen der Amplitude der unkompensierten Schwingung und der Amplitude des zur vollständigen Kompensation notwendigen Gegenmoments oberhalb des Schwellwertes liegt, der Wert des einzubringenden Gegenmoments im ersten funktionellen Zusammenhang mit der Stärke der Schwingung bestimmt wird, während ansonsten der Wert des Gegenmoments im zweiten funktionellen Zusammenhang bestimmt wird. Bei einer monotonen Änderung des Betriebsparameters der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine, beispielsweise einer monotonen Erhöhung der Druckgeschwindigkeit der Druckmaschine, kann ein sukzessives Wechseln oder Umschalten zwischen den Einbringen des Gegenmoments gemäß dem ersten funktionellen Zusammenhang und dem Einbringen gemäß dem zweiten funktionellen Zusammenhang resultieren.
  • Das Kompensationsziel kann die Regelung einer Schwingung der gesamten Maschine oder einer Schwingung eines Teils der Maschine, insbesondere eines einzelnen Bauteils der Maschine, im Wesentlichen auf Null, bevorzugt genau auf Null, insbesondere im Rahmen von Toleranzgrenzen, sein. Die zu kompensierende Schwingung kann insbesondere eine Rotationsschwingung sein. Das Maß für das Verhältnis zwischen der Amplitude der unkompensierten Schwingung und der Amplitude des zur vollständigen Kompensation notwendigen Gegenmoments kann die Stärke der Schwingung, der absolute Betrag der Amplitude der Schwingung oder die Amplitude der Übertragungsfunktion zwischen dem von einem Aktuator eingebrachten Gegenmoment und der zu kompensierenden Schwingung sein. Das Gegenmoment kann die erste Frequenz oder eine zweite Frequenz, die von der ersten verschieden ist, haben. Das Gegenmoment kann auf ein Antriebsmoment der Maschine, insbesondere des Hauptantriebs der Maschine, aufgeschaltet werden. Das Gegenmoment kann eine feste Frequenz aufweisen. Wenn das Maß gleich dem Schwellwert ist, kann je nach Ausführungsform im erfindungsgemäßen Verfahren festgelegt sein, dass das einzubringende Gegenmoment entweder im ersten funktionellen Zusammenhang mit der Schwingung oder im zweiten funktionellen Zusammenhag bestimmt wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur aktiven Kompensation von Schwingungen ist das einzubringende Gegenmoment im zweiten funktionellen Zusammenhang im wesentlichen Null oder nahe an Null, bevorzugt genau Null. Mit anderen Worten, unter dem Schwellwert, also nach einem festgelegten Kriterium, ist in dieser Ausführungsform die aktive Schwingungskompensation ausgeschaltet, während sie über dem Schwellwert eingeschaltet ist. Die aktive Schwingungskompensation arbeitet nur dann, wenn sie tatsächlich gebraucht wird.
  • Es ist des Weiteren vorteilhaft, wenn im erfindungsgemäßen Verfahren als Maß die Amplitude der Übertragungsfunktion (auch als Frequenzgang bezeichnet) zwischen dem Gegenmoment und der Schwingung dient und verglichen wird, ob die Übertragungsfunktion den Schwellwert an wenigstens einer Frequenz überschreitet, also die Übertragungsfunktion einen festgelegten oder ausgewählten Betrag überschreitet. Insbesondere kann die Überschreitung des Betrages durch die Übertragungsfunktion ein Kriterium für das Ein- und Ausschalten der aktiven Schwingungskompensation bilden. Mit anderen Worten, die aktive Kompensation kann nur dann eingeschaltet sein, wenn die Amplitude der Übertragungsfunktion bei der aktuellen Schwingungsfrequenz (der zu kompensierenden Schwingung) eine festgelegte Schwelle überschreitet. Das vorteilhafte Kriterium kann die Übertragungsfunktion zwischen Motormoment und Kompensationsziel sein. Aus dieser Weise kann vorteilhaft vermieden oder verringert werden, dass eine unerwünschte Erhöhung oder Verstärkung von Schwingungen an einigen der Messstellen in der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine erfolgt, wenn der Wert der Übertragungsfunktion zwischen dem Gegenmoment, insbesondere dem Antriebsmoment, und dem Kompensationsziel klein ist.
  • Die aktive Schwingungskompensation kann in konkreten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens nur dann eingeschaltet werden, wenn die überwachte Schwingungsordnung der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine, insbesondere Druckmaschine, bei der aktuellen Betriebsgeschwindigkeit, insbesondere Druckgeschwindigkeit, in der Nähe einer Resonanzfrequenz liegt. Für die Bedruckstoff verarbeitende Maschine werden die Resonanzfrequenzen und die Schwellwerte für den erfindungsgemäßen Vergleich mit dem Maß für das Verhältnis zwischen der Amplitude der unkompensierten Schwingung und der Amplitude des zur vollständigen Kompensation notwendigen Gegenmoments in Funktion der Betriebsgeschwindigkeit bestimmt.
  • Des Weiteren oder alternativ dazu kann im erfindungsgemäßen Verfahren zur aktiven Kompensation von Schwingungen vorgesehen sein, dass zur Initialisierung die Übertragungsfunktion zwischen dem Gegenmoment und der Schwingung gemessen wird. Auf diese Weise kann mit geringem Programmier- oder Pflegeaufwand automatisiert in der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine der notwendige Schwellwert bestimmt werden, so dass die Bereiche für die erste Betriebsart und die zweite Betriebsart festgelegt werden.
  • In konkreten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Stelle der Messung der Schwingung der Maschine oder eines Teils der Maschine bei der ersten Frequenz und die Stelle des Einbringens des Gegenmoments zur Reduktion der Schwingung nicht zusammenfallen. Mit anderen Worten, Messeinrichtungen, wie Sensoren, Drehgeber, Encoder oder dergleichen, können an Messstellen positioniert sein, während das Gegenmoment über einen Aktuator, beispielsweise einen Antrieb oder Motor, an einer anderen Stelle auf die Maschine übertragen wird.
  • Es ist besonders bevorzugt, wenn in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die Bedruckstoff verarbeitende Maschine auf eine Betriebsfrequenz gesteuert oder geregelt angetrieben wird. Mit anderen Worten, das Verfahren zur Kompensation von Schwingungen beseitig unerwünschte Störungen in einer Steuerung oder Regelung der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine, insbesondere in der Steuerung oder Regelung des Hauptantriebs der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann derart ausgeführt sein, dass die Amplitude und die Phase der Schwingung aus der Messung bestimmt werden. Insbesondere kann eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auch Merkmale oder Merkmalskombinationen der aktiven Schwingungskompensation aufweisen, die im Dokument DE 101 49 525 A1 beziehungsweise im Dokument US 6,796,183 B2 der Öffentlichkeit zugänglich gemacht worden sind.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann des Weiteren oder alternativ dazu derart ausgeführt sein, dass das wenigstens eine Gegenmoment mittels eines Filters, der eine Transferfunktion mit einem Frequenzparameter, welcher der Frequenz der zu kompensierenden Schwingung entspricht, bestimmt wird. Insbesondere kann eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auch Merkmale oder Merkmalskombinationen der aktiven Schwingungskompensation aufweisen, die im Dokument DE 102 17 707 A1 beziehungsweise im Dokument US 2003/0230205 A1 der Öffentlichkeit zugänglich gemacht worden sind.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren kann die zu kompensierende Schwingung eine Schwingung einer Maschinenwelle oder einer Signalwertdifferenz von zwei oder von mehr als zwei Maschinenwellen oder einer Eigenmode der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine oder einer Eigenmode eines Teils der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine sein.
  • Des Weiteren oder alternativ dazu kann die Frequenz der Schwingung ein nichtganzzahliges Vielfaches einer Betriebsfrequenz der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine sein.
  • In konkreten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es besonders bevorzugt, wenn das Verfahren für eine Mehrzahl von Schwingungen unterschiedlicher Frequenz, insbesondere gleichzeitig, angewendet wird. Es können insbesondere mehrere Schwingungseigenformen der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine kompensiert werden.
  • Im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren steht auch eine Bedruckstoff verarbeitende Maschine, insbesondere eine Druckmaschine, mit einer Regelungseinrichtung zur aktiven Kompensation von Schwingungen in der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine. Erfindungsgemäß ist die Regelungseinrichtung der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine zur Durchführung eines Verfahren mit Merkmalen oder Merkmalskombinationen gemäß dieser Darstellung ausgeprägt und ist, wenn das Maß für das Verhältnis zwischen der Amplitude der unkompensierten Schwingung und der Amplitude des zur vollständigen Kompensation notwendigen Gegenmoments für die Empfindlichkeit der Maschine größer als der Schwellwert ist, in einer ersten Betriebsart betreibbar und, wenn das Maß für das Verhältnis zwischen der Amplitude der unkompensierten Schwingung und der Amplitude des zur vollständigen Kompensation
  • Die erfindungsgemäße Bedruckstoff verarbeitende Maschine kann insbesondere eine Druckmaschine (beispielsweise eine Offsetdruckmaschine oder eine Mehrfarbendruckmaschine oder eine Verpackungsdruckmaschine oder eine Etikettendruckmaschine), ein Druckformbelichter (beispielsweise ein Außentrommelbelichter für Offsetdruckplatten) oder eine Druckweiterverarbeitungsmaschine (beispielsweise eine Stanzmaschine oder eine Falzmaschine oder ein Sammelhefter) sein.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren gelangt besonders bevorzugt in Druckmaschinen mit einer hohen Anzahl von Druckwerken, das heißt mit acht oder mehr Druckwerken, insbesondere Offsetdruckwerken, zum Einsatz.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibungen dargestellt. Es zeigt im Einzelnen:
    • Figur 1
    ein Schema einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bedruckstoff verarbeitenden Maschine mit einer Regelungseinrichtung ausgeprägt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
    Figur 2
    ein Schema einer alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bedruckstoff verarbeitenden Maschine mit einer Regelungseinrichtung ausgeprägt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
    Figur 3
    eine graphische Darstellung der Bedeutung des erfindungsgemäßen Schwellwerts für das Ein- und Ausschalten der aktiven Schwingungskompensation in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Bevor auf Merkmale und Details vorteilhafter Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Bedruckstoff verarbeitenden Maschinen mit Bezug auf die Darstellung in den Figuren 1 und 2 eingegangen wird, sei an dieser Stelle zunächst die Abfolge der Bereitstellung und Durchführung eine bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.
  • Für die aktive Kompensation einer Schwingung werden Sensoren zum Messen der Schwingungsamplitude und ein Motor zum Aufbringen des Kompensationsmoments oder Gegenmoments benötigt. Zum Aufbringen der Kompensationsmomente kann der ohnehin vorhandene Hauptantrieb der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine benutzt werden. Es hat sich herausgestellt, dass es sinnvoll ist, zwei Drehgeber als Sensoren zu verwenden, wobei sich einer der Drehgeber eher am Maschinenanfang und der andere eher am Maschinenende befindet. Dabei kann der ohnehin vorhandene Maschinentacho als ein Geber oder Sensor zum Einsatz gelangen, so dass nur ein zusätzlicher Geber benötigt wird.
  • Mit Simulationsrechnungen lassen sich Motorpositionen finden, die für eine aktive Schwingungskompensation besonders vorteilhaft sind. Allerdings gibt es verschiedene Restriktionen, da für die Position des Hauptantriebs und des Maschinentachos weitere Kriterien zu beachten sind, so dass meist nicht die für die aktive Schwingungskompensation günstigste Konfiguration realisierbar ist. Beispielsweise darf der Motor zum Aufbringen der Kompensationsmomente nicht in einem Schwingungsknoten liegen. Der Schwingungsknoten befindet sich häufig etwa in der Maschinenmitte. Gleichzeitig wird die Antriebsposition bei Druckmaschinen derart gewählt, dass die Räderzugbelastung und der statische Druckversatz möglichst gering sind. Für eine konkrete Maschinenauslegung oder ein konkretes Maschinenmodell werden die Motorpositionen daher als ein Kompromiss aus den Anforderungen für die aktive Schwingungskompensation und den sonstigen Restriktionen festgelegt.
  • Das Kompensationsziel ist das Schwingungsmaß, das die aktive Schwingungskompensation durch Einleitung von Gegenmomenten auf Null bringt. Ein mögliches Kompensationsziel für eine Druckmaschine ist zum Beispiel die Abweichung der Drehgeschwindigkeit des ersten Druckzylinders von einer Sollgeschwindigkeit. Bei eingeschalteter Schwingungskompensation wäre dieses Schwingungsmaß für die bekämpfte Ordnung nahezu Null. Die zugrunde liegende Theorie besagt, dass mit einem einzigen Motor nur ein Kompensationsziel erreicht werden kann. Es hat sich herausgestellt, dass ein besonders vorteilhaftes Kompensationsziel der Differenzweg zwischen oder die Differenz der Amplituden an den beiden oben angesprochenen Messstellen ist. Das heißt, die aktive Schwingungskompensation leitet Gegenmomente derart ein, dass der Differenzweg zwischen oder die Differenz der Amplituden an den beiden Messstellen gegen Null geht.
  • Für die bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen aktiven Schwingungskompensation in einer einzelnen Maschine wird die Übertragungsfunktion (auch als Frequenzgang bezeichnet) zwischen Motormoment und Kompensationsziel in einem einmaligen Initialisierungslauf gemessen. Die Übertragungsfunktion steht daher nach dieser Messung in der Maschinensoftware zur Verfügung.
  • Während des Betriebes der Maschine, insbesondere Druckbetriebes, überwacht die aktive Schwingungskompensation bestimmte Frequenzanteile oder Ordnungsanteile des als Kompensationsziel definierten Schwingungssignals. Ein Algorithmus berechnet das Gegenmoment derart, dass das Kompensationsziel zu Null geht. Derartige Algorithmen, die besonders vorteilhaft sind, sind beispielsweise im Dokument DE 101 49 525 A1 beziehungsweise im Dokument US 6,796,183 B2 sowie im Dokument DE 102 17 707 A1 beziehungsweise im Dokument US 2003/0230205 A1 dem Fachmann zugänglich. Bei ungünstigen Konstellationen aus Angriffstelle und Frequenz der Störung, sowie Motorpositionen und Sensorpositionen wird zwar das überwachte Kompensationsziel zu Null geregelt, an anderen Messstellen in der Maschine steigen die Schwingungsamplituden durch die aktive Schwingungskompensation jedoch an. Erfindungsgemäß ist deshalb in diesen Ausführungsformen vorgesehen, die aktive Schwingungskompensation gezielt einzuschalten und auszuschalten.
  • Das Einschalten und Ausschalten kann nach unterschiedlichen Kriterien erfolgen. Es hat sich gezeigt, dass ein besonders vorteilhaftes Kriterium über die gemessene Übertragungsfunktion zwischen Motormoment und Kompensationsziel formuliert werden kann. Die aktive Kompensation wird demnach nur dann eingeschaltet, wenn die Amplitude der Übertragungsfunktion bei der aktuellen Schwingungsfrequenz eine festgesetzte Schwelle, beispielsweise 10 %, 30 % oder 50 % ihres Maximalwertes, überschreitet.
  • Die Figur 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Ausführungsform einer Bedruckstoff verarbeitenden Maschine 1, insbesondere eine Druckmaschine mit mehreren Druckwerken 2 und Zylindern 3, mit einer Regelungseinrichtung und einer erfindungsgemäßen aktiven Schwingungskompensation für einen Zylinder. Die Bedruckstoff verarbeitende Maschine 1 dieser Ausführungsform kann entweder einen durchgehenden Räderzug oder einen unterbrochenen Räderzug aufweisen. Der Einsatz einer erfindungsgemäßen Kompensationseinrichtung 9 und der Einsatz einer erfindungsgemäßen Regelungseinrichtung mit Regelelement 8 und Kompensationseinrichtung 9 ist nicht auf die Verringerung von Schwingungen an Übergabepunkten zwischen bogenführenden Zylindern begrenzt, sondern kann im allgemeinen zu einer verbesserten Regelung beziehungsweise Kompensation von Schwingungen von Zylindern, beispielsweise Druckformzylinder, Übertragungs- oder Gummituchzylinder oder Gegendruckzylinder, sowie Walzen und Rollen in Farb- und/oder Feuchtwerken genutzt werden. In der Figur 1 ist ein Beispiel einer Regelung mit paralleler Kompensation für einen ersten Zylinder 4 gezeigt: Mittels eines Winkellagegebers wird ein repräsentatives Signal für den Verlauf der Winkelgröße (zeitlicher Verlauf des Wertes der Winkelgröße) erzeugt und dem Regelelement 8 gemeinsam mit einem Winkelgrößensollwert 10 zugeführt. Das Regelelement 8 kann ein einfacher Differenzregler oder auch ein Regler, welcher komplizierte Transformationen (Integrationen, Differentiationen und dergleichen) umfasst, sein. Das für den Verlauf der Winkelgröße repräsentative Signal wird parallel auch dem Kompensationselement 9 zugeführt. Dessen Ausgangssignal wird dem Ausgangssignal des Regelelements 8 am Subtraktionspunkt nach dem Regelelement 8 überlagert. Das überlagerte Signal wird dem ersten Aktuator 6 zugeführt. Da die zu kompensierende Frequenz beziehungsweise die zu kompensierenden Frequenzen des Kompensationselementes 9 einstellbar sind, können neben Schwingungen nichtganzzahliger Ordnung im Vergleich zur Maschinenfrequenz auch Schwingungen ganzzahliger Ordnung kompensiert werden. Erfindungsgemäß ist nunmehr das Kompensationselement 9 der Regelungseinrichtung derart ausgeführt, dass es in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs des Maßes für die Empfindlichkeit der Maschine mit dem Schwellwert eingeschaltet oder ausgeschaltet ist oder wird.
  • Die Figur 2 ist ein schematischer Ausschnitt einer alternativen Ausführungsform einer Bedruckstoff verarbeitenden Maschine 1, insbesondere eine Druckmaschine, welche mehrere Druckwerke 2 und Zylinder 3 umfasst, mit getrenntem Räderzug, zwei Regelungseinrichtungen und zwei erfindungsgemäßen Schwingungskompensationen. In dieser Ausführungsform zur Kompensation von Schwingungen an einer Übergabestelle zwischen zwei bogenführenden Zylindern erfolgt einerseits eine separate Kompensation für den ersten Zylinder 4 und für den zweiten Zylinder 5, andererseits wird aber auch eine relative Kompensation für die Winkeldifferenz, hier beispielhaft für den zweiten Zylinder 5 gezeigt, durchgeführt. Diese Ausführungsform verbindet in vorteilhafter Weise eine absolute Verringerung der Schwingungen mit der relativen Verringerung der Schwingungen (relevante Winkelgröße für die Bogenübergabe). Dem ersten Zylinder 4 ist ein Regelelement 8 zugeordnet, dem ein repräsentatives Signal für die Winkelgröße des ersten Zylinders 4 (Wert der Winkelgröße) und ein Winkelgrößensollwert 10 zugeführt werden. Parallel zum Regelelement 8 ist ein Kompensationselement 9 vorgesehen, dessen Ausgangssignal dem Ausgangssignal des Regelelementes am Subtraktionspunkt nach dem Regelelement 8 überlagert wird. Das überlagerte Signal wird dem ersten Aktuator 6 zugeführt. Dem zweiten Zylinder 5 ist auch ein Regelelement 8 zugeordnet, dem ein repräsentatives Signal für die Winkelgröße des zweiten Zylinders 5 (Wert der Winkelgröße) und ein Winkelgrößensollwert 10 zugeführt werden. Der Differenzwinkel zwischen Zylinder 4 und Zylinder 5 oder eine davon linear abhängige Größe, ein Maß für den Differenzwinkel, wird dem Kompensationselement 9 an einem Subtraktionspunkt zugeführt. Das Ausgangssignal des Kompensationselements 9 wird dem Ausgangssignal des Regelements 8 an einem Subtraktionspunkt nach dem Regelelement 8 des zweiten Zylinders 5 überlagert. Das überlagerte Signal wird dem zweiten Aktuator 7 zugeführt.
    Erfindungsgemäß sind nunmehr die Kompensationselemente 9 der Regelungseinrichtung derart ausgeführt, dass sie in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs des Maßes für die Empfindlichkeit der Maschine mit dem Schwellwert eingeschaltet oder ausgeschaltet sind oder werden.
  • In der Figur 3 ist schematisch die Bedeutung des erfindungsgemäßen Schwellwerts für das Ein- und Ausschalten der aktiven Schwingungskompensation in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
  • Im Teilbild A der Figur 3 sind in anwendbarer Einheiten (applicable units, a.u.) Schwingungsamplituden als Funktion der Frequenz aufgetragen. Zum einen sind Schwingungsamplituden 11 gezeigt, welche ohne Kompensation, das heißt, bei ausgeschalteter aktiver Schwingungskompensation, bei einer bestimmten Frequenz, die insbesondere bei einem bestimmten Wert eines Betriebsparameters, wie beispielsweise der Druckgeschwindigkeit, gemessen werden. Diese weisen bei einer bestimmten ersten Frequenz ein Maximum auf, Zum anderen sind Schwingungsamplituden 12 gezeigt, welche mit Kompensation, das heißt, bei eingeschalteter aktiver Schwingungskompensation, gemessen werden. Es ist deutlich erkennbar, dass diese Schwingungsamplituden nunmehr ein Maximum bei einer bestimmten zweiten Frequenz, die höher als die erste ist, aufweisen. Gleichzeitig sind die Schwingungsamplituden 12 bei der ersten Frequenz signifikant reduziert im Vergleich zu den Schwingungsamplituden 11. Während also einerseits das Kompensationsziel erfüllt werden kann, schwingt andererseits die Bedruckstoff verarbeitende Maschine mit einer anderen Frequenz, allerdings mit geringerer Amplitude, insbesondere wenn die Bedruckstoff verarbeitende Maschine bei einem anderen Wert der Druckgeschwindigkeit betrieben wird.
  • Im Teilbild B der Figur 3 ist der Betrag der Amplitude des benötigten Gegenmoments 13 oder Kompensationsmoments in anwendbarer Einheiten (applicable units, a.u.) in Funktion der Frequenz aufgetragen. Es ist erkennbar, dass das erforderliche Gegenmoment 13 im Bereich der zweiten Frequenz besonders groß ist, so dass eine Anregung der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine stattfinden kann.
  • Im Teilbild C der Figur 3 ist in anwendbarer Einheiten (applicable units, a.u.) die Übertragungsfunktion 14 oder der Frequenzgang vom Kompensationsmoment auf die Kompensationsgröße, das Kompensationsziel gezeigt. Es ist ein Schwellwert 15 festgelegt.
  • Nun wenn die Amplitude der Übertragungsfunktion 14 diesen Schwellwert 15, insbesondere an wenigstens einer Frequenz übersteigt, wird in dieser Ausführungsform die aktive Schwingungskompensation eingeschaltet. Die Überschreitung findet in einem Kompensationsfenster 16, in einem Frequenzintervall statt, welches, wie aus dem Teilbild A ersichtlich ist, die an der ersten Frequenz auftretenden Maxima einschließt.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Bedruckstoff verarbeitende Maschine
    2
    Druckwerk
    3
    Zylinder
    4
    erster Zylinder
    5
    zweiter Zylinder
    6
    erster Aktuator zur Regelung des ersten Zylinders
    7
    zweiter Aktuator zur Regelung des zweiten Zylinders
    8
    Regelungselement
    9
    Kompensationseinrichtung
    10
    Winkelgrößensollwert
    11
    Schwingungsamplitude ohne Kompensation
    12
    Schwingungsamplitude mit Kompensation
    13
    Gegenmoment
    14
    Übertragungsfunktion
    15
    Schwellwert
    16
    Kompensationsfenster

Claims (14)

  1. Verfahren zur aktiven Kompensation von Schwingungen in einer Bedruckstoff verarbeitenden Maschine (1), in welchem wenigstens ein Signal, welches eine Schwingung der Maschine oder eines Teils der Maschine enthält, gemessen wird und wenigstens ein Gegenmoment (13) zur Reduktion der Schwingung in die Maschine (1) eingebracht wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wenigstens ein Maß für das Verhältnis zwischen der Amplitude der unkompensierten Schwingung und der Amplitude des zur vollständigen Kompensation notwendigen Gegenmoments (13) mit einem Schwellwert (15) verglichen wird und das einzubringende Gegenmoment (13) in einem ersten funktionellen Zusammenhang mit der Schwingung bestimmt wird, wenn das Maß größer als der Schwellwert (15) ist, und das einzubringende Gegenmoment (13) in einem zweiten funktionellen Zusammenhang mit der Schwingung, der vom ersten funktionellen Zusammenhang verschieden ist, bestimmt wird, wenn das Maß kleiner als der Schwellwert (15) ist.
  2. Verfahren zur aktiven Kompensation von Schwingungen gemäß Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Wert des einzubringenden Gegenmoment (13) im zweiten funktionellen Zusammenhang im wesentlichen Null ist.
  3. Verfahren zur aktiven Kompensation von Schwingungen gemäß Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gegenmoment (13) auf ein Antriebsmoment der Maschine aufgeschaltet wird.
  4. Verfahren zur aktiven Kompensation von Schwingungen gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Maß die Amplitude der Übertragungsfunktion (14) zwischen dem Gegenmoment (13) und der Schwingung dient und verglichen wird, ob die Übertragungsfunktion (14) den Schwellwert (15) an wenigstens einer Frequenz überschreitet.
  5. Verfahren zur aktiven Kompensation von Schwingungen gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zur Initialisierung die Übertragungsfunktion (14) zwischen dem Gegenmoment (13) und der Schwingung gemessen wird.
  6. Verfahren zur aktiven Kompensation von Schwingungen gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Stelle der Messung der Schwingung der Maschine oder eines Teils der Maschine bei der ersten Frequenz und die Stelle des Einbringens des Gegenmoments (13) zur Reduktion der Schwingung nicht zusammenfallen.
  7. Verfahren zur aktiven Kompensation von Schwingungen gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Bedruckstoff verarbeitende Maschine (1) auf eine Betriebsfrequenz gesteuert oder geregelt angetrieben wird.
  8. Verfahren zur aktiven Kompensation von Schwingungen gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Amplitude und die Phase der Schwingung aus der Messung bestimmt werden.
  9. Verfahren zur aktiven Kompensation von Schwingungen gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gegenmoment mittels eines Filters, der eine Transferfunktion mit einem Frequenzparameter, welcher der Frequenz der zu kompensierenden Schwingung entspricht, bestimmt wird.
  10. Verfahren zur aktiven Kompensation von Schwingungen gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schwingung eine Schwingung einer Maschinenwelle oder einer Signalwertdifferenz von zwei oder von mehr als zwei Maschinenwellen oder einer Eigenmode der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine (1) oder einer Eigenmode eines Teils der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine (1) ist.
  11. Verfahren zur aktiven Kompensation von Schwingungen gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Frequenz der Schwingung ein nichtganzzahliges Vielfaches einer Betriebsfrequenz der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine ist.
  12. Verfahren zur aktiven Kompensation von Schwingungen gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verfahren für eine Mehrzahl von Schwingungen unterschiedlicher Frequenz angewendet wird.
  13. Bedruckstoff verarbeitende Maschine (1) mit einer Regelungseinrichtung zur aktiven Kompensation von Schwingungen in der Bedruckstoff verarbeitenden Maschine (1),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Regelungseinrichtung ausgeprägt zur Durchführung eines Verfahren gemäß eines der vorstehenden Ansprüche ist und, wenn das Maß für das Verhältnis zwischen der Amplitude der unkompensierten Schwingung und der Amplitude des zur vollständigen Kompensation notwendigen Gegenmoments (13) größer als der Schwellwert (15) ist, in einer ersten Betriebsart betreibbar und, wenn das Maß für das Verhältnis zwischen der Amplitude der unkompensierten Schwingung und der Amplitude des zur vollständigen Kompensation notwendigen Gegenmoments (13) kleiner als der Schwellwert (15) ist, in einer zweiten Betriebsart betreibbar ist.
  14. Bedruckstoff verarbeitende Maschine (1) gemäß Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Maschine eine Druckmaschine, ein Druckformbelichter oder eine Druckweiterverarbeitungsmaschine ist.
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